完整word版计算机图形学实验报告2.docx

1、完整word版计算机图形学实验报告2计算机图形学实验报告姓 名: 谢云飞 学 号: 20112497 班 级： 计算机科学与技术11-2班 实验地点: 逸夫楼507 实验时间: 2014.03 实验1 直线的生成1实验目的和要求理解直线生成的原理；掌握典型直线生成算法；掌握步处理、分析实验数据的能力；编程实现DDA算法、Bresenham中点算法;对于给定起点和终点的直线，分别调用DDA算法和Bresenham中点算法进行批量绘制，并记录两种算法的绘制时间；利用excel等数据分析软件,将试验结果编制成表格，并绘制折线图比较两种算法的性能。2实验环境和工具 开发环境：Visual C+ 6。0

2、 实验平台：Experiment_Frame_One(自制平台）. 本实验提供名为 Experiment_Frame_One的平台，该平台提供基本绘制、设置、输入功能，学生在此基础上实现DDA算法和Mid_Bresenham算法，并进行分析。平台界面：如图 21所示设 置:通过view-setting菜单进入，如图 22所示输 入：通过view-input菜单进入.如图 23所示实现算法：DDA算法:void CExperiment_Frame_OneView：DDA(int X0， int Y0, int X1, int Y1)Mid_Bresenham法：void CExperiment_

3、Frame_OneView：Mid_Bresenham(int X0, int Y0， int X1， int Y1）3实验结果3.1程序流程图1)DDA算法流程图： 开始定义两点坐标差dx，dy，以及epsl，计数k=0，描绘点坐标x,y，x增量xIncre，y增量yIncre输入两点坐标x1,y1，x0，y0dx=x1-x0，dy=y1y0； 若dxdy| 反之 epsl=dx epsl=dy 。.xIncre=dx/epsl； yIncre=dy/epsl填充（强制整形）（x+0.5，y+0.5）； 横坐标x+xIncre；纵坐标y+yIncre; 若k=epsl k+ 结束2）Mid_

4、Bresenham算法流程图 开始 定义整形dx,dy，判断值d，以及UpIncre,DownIncre,填充点x，y输入x0，y0，x1,y1 若x0x1 反之x=x1;x1=x0；x0=x； x=x0； Y=y1；y1=y0;y0=y； y=y0;.。坐标差dx=x1x0；dy=y1-y0；判断值d=dx2*dy;UpIncre=2dx2*dy；DownIncre=-2dy；填充点（x,y），且x=x+1; 若d0 反之y=y+1，且d=d+UpIncre d=d+DownIncre 。 若xabs（dy）) epsl=abs(dx）； else epsl=abs（dy); xIncre=

5、(float)dx/(float）epsl; yIncre=(float）dy/（float）epsl； for（k=0；k=epsl;k+) DrawPixel(（int)(x+0。5），（int）（y+0.5）); x+=xIncre; y+=yIncre； void CExperiment_Frame_OneView:：Mid_Bresenham(int X0， int Y0， int X1, int Y1） /-请实现Mid_Bresenham算法-/ int dx,dy,d，UpIncre,DownIncre，x,y，xend; if（X0X1） x=X1;X1=X0；X0=x; y

6、=Y1；Y1=Y0;Y0=y； x=X0；y=Y0; dx=X1X0;dy=Y1Y0; d=dx2dy; UpIncre=2dx2dy; DownIncre=2dy； while(xX1) DrawPixel(x，y）; x+； if（d0) y+; d+=UpIncre; else d+=DownIncre; 3.3运行结果3.4运行结果分析 DDA算法基本上没有什么问题，Mid_Bresenham算法在网格尺寸比较大时误差较大，通过改变网格尺寸大小即能较为精确地描绘出所绘直线。总之在误差允许的范围类，实验结果令人满意。4思考题(可选）如何测试比较算法的性能？提示1：因为绘制1条直线时间很短

7、，所以需要绘制大量直线才能比较它们之间的性能；提示2: drawpixel需要耗费时间，但它的时间性能和直线绘制算法无关，因此在比较不同算法性能时，应该屏蔽它的影响，如何屏蔽？5实验心得 通过此次实验，我对典型的直线绘制算法DDA算法、Bresenham中点算法有了进一步的了解与掌握.由于第一次做图形学的相关实验，陌生感还是有的,对平台也不太掌握,所以一开始很难入门,但在老师的帮助和同学的相互讨论下，结果还是可观的。两个基本算法都得以实现。希望随着学习的加深,后续的实验能够做的更好。实验2多边形扫描转换算法1实验目的和要求理解多边形扫描转换的原理；掌握典型多边形扫描转换算法；掌握步处理、分析实

8、验数据的能力；编程实现基本X-扫描线转换算法（必做）;编程实现有效边表转换算法（选做）.2实验环境和工具本试验提供自带实验平台 开发环境：Visual C+ 6.0本实验提供名为 Polygon_Conversion的平台，该平台提供基本绘制、设置、输入功能，学生在此基础上实现X扫描线算法和有效边表转换算法。多边形输入：用户按【功能】 【输入多边形】菜单开始输入多边形;单击鼠标左键输入多边形顶点;点击鼠标右键结束多边形输入,并将最后一个顶点和第一个顶点进行连接；参数设置：用户按“【功能】 【设置】启动设置对话框设置内容:填充色是否填充多边形选择转换算法实现扫描转换算法X-扫描线转换算法:voi

9、d CPolygon_ConversionView：:X_Scan_Line_Conersion (int Vertices2, int VertexNum）有效边表转换算法：void CPolygon_ConversionView:：Active_Edge_Table_Conersion（int Vertices2, int VertexNum)3实验结果3.1程序流程图X扫描线转换算法： 开始(若构点小于3个结束)确定多边形所占有的最大扫描线，得到多边形顶点的最小和最大y值（ymin和 ymax）从ys=ymin开始扫描，且计算每条边的方程式 记录ys与多边形各边交点 (判断并取舍交点:顶

10、点的两条边的另外两个端点的y1，y2的值比ys大的个数为0,1,2,则取交点对应个数为0，1，2;） 取完交点横坐标后排序交点横坐标x数组, 并配对（1，2）（3，4） 填充配对区间 若扫描线ys=ymax (结束)3。2程序代码void CPolygon_ConversionView:：X_Scan_Line_Conersion(int Vertices2, int VertexNum) int ymin，ymax，x10，i，j,n=0，x1,x2，y1，y2，x0,ys; ymax=0xffffffff； ymin=0x7fffffff; if(VertexNum=3) return；

11、for(i=0;iVertexNum;+i) if(Verticesi1ymin) ymin=Verticesi1; if(Verticesi1ymax） ymax=Verticesi1; for（ys=ymin;ys=ymax；ys+) n=0； for（j=0；jVertexNum;+j） x1=Verticesj0； y1=Verticesj1； x2=Vertices(j+1)VertexNum0； y2=Vertices（j+1）VertexNum1; if（y1=y2) continue ; if（ysmin(y1,y2）|ysmax（y1,y2） continue; x0=int

12、(ys-y1)（x2-x1）/(y2y1)+x1+0。5); if(ys=y1) continue; if(ys=y2) int tmp=0; if（y1ys) +tmp; if（Vertices（j+2）VertexNum1ys） +tmp; if（tmp2=0） continue; xn=x0； n+； sort(x,x+n）；/排序 for(i=0;in；i+=2) /填充 for（j=xi;j=xi+1;+j） DrawPixel（j,ys)； return；3。3运行结果3。4运行结果分析X扫描线算法填充算法中比较简单的算法.它通过求交、排序、交点配对、区间填色的过程一次处理每一条扫

13、描线。而且对于端点独立进行判断(当做一个或者两个），很好的实现了填充效果.4思考题（可选）5实验心得 通过此次实验，我对X-扫描线转换算法和有效边表转换算法都有了一定的了解，并能在指导下完成相应的函数的编写.另一方面，我的数据分析和处理能力也得到了一定的提升。正可谓收获匪浅。实验3BSpline曲线绘制1实验目的和要求理解掌握自由曲线生成的基本原理和方法；编程实现三次B样条曲线：均匀周期性B样条曲线开放均匀B样条曲线2实验环境和工具本试验提供自带实验平台开发环境：Visual C+ 6.0实验平台:Polygon_Conversion(自制平台）3实验结果3.1程序流程图1）基函数的生成：fl

14、oat CFreeform_CurveView:BKM(float t, int k, int m, float nodes) float value； if （m=1） if （t= nodesk&t 1） value= (Divide（tnodesk）,(nodesk+m1-nodesk)）BKM（t，k，m-1，nodes）+ Divide(（nodesk+m-t)，(nodesk+mnodesk+1）)*BKM（t，k+1,m1,nodes)）; return value；2)生成曲线的节点矢量：bool CFreeform_CurveView:Create_Nodes_Vector(

15、int n， int m, int SplineType, float nodes） switch（SplineType) case 0: /均匀B样条曲线 /添加代码.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 for(int i=0；i=n+m;i+） nodesi=i； break; case 1： /开放均匀B样条曲线 /添加代码。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. int i=0; for(;im；i+) nodesi=0； for(；i=n;i+） nodesi=im+1; for（;i=n+3；i+) nodesi=nm+2; break; default： return false; return true;3.3运行结果3.4运行结果分析这次试验是照着书上的生成曲线的公式编写的,分别绘制出均匀B样条曲线和开放均匀B样条曲线，实现难度不大.从曲线可以看出，两个曲线都很好的拟合了选择的点,均匀B样条曲线似乎效果更佳。 4实验心得 通过此次实验,我对基本曲线生成算法有了一定的掌握。由于其本身就很掌握，所以实现起来困难重重。可能是对三次B样条曲线的理解还不够透彻，希望今后的学习能够让我对其有进一步的了解与把握。