1、計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一 實(shí)驗(yàn)總體方案 1教學(xué)目標(biāo)與基本要求 （1） 掌握教材所介紹的圖形算法的原理； （2） 掌握通過(guò)具體的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)圖形算法的方法，培養(yǎng)相應(yīng)能力；  （3） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)具有開(kāi)發(fā)一個(gè)基本圖形軟件包的能力。 2. 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與考核 實(shí)驗(yàn)主要結(jié)合OpenGL設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)各種課堂教學(xué)中講過(guò)的圖形算法為主。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言主要以C/C+語(yǔ)言為主，開(kāi)發(fā)平臺(tái)為Visual C+。每次實(shí)驗(yàn)前完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)代碼四部分并接受

2、抽查，實(shí)驗(yàn)完成后完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)體會(huì)兩部分，本次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束前提交。 3. 實(shí)驗(yàn)步驟 (1) 預(yù)習(xí)教材與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)相關(guān)的算法理論及原理；(2) 仿照教材與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)提供的算法，利用VC+OpenGL進(jìn)行實(shí)現(xiàn)； (3) 調(diào)試、編譯、運(yùn)行程序，運(yùn)行通過(guò)后，可考慮對(duì)程序進(jìn)行修改或改進(jìn)。 二. 實(shí)驗(yàn)具體方案 實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí) OpenGL作為當(dāng)前主流的圖形API之一，它在一些場(chǎng)合具有比DirectX更優(yōu)越的特性。 1）與C語(yǔ)言緊密結(jié)合： OpenGL命令最初就是用C語(yǔ)言函數(shù)來(lái)進(jìn)行描

3、述的，對(duì)于學(xué)習(xí)過(guò)C語(yǔ)言的人來(lái)講，OpenGL是容易理解和學(xué)習(xí)的。如果你曾經(jīng)接觸過(guò)TC的graphics.h，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，使用OpenGL作圖甚至比TC更加簡(jiǎn)單； 2）強(qiáng)大的可移植性： 微軟的Direct3D雖然也是十分優(yōu)秀的圖形API，但它只用于Windows系統(tǒng)。而OpenGL不僅用于 Windows，還可以用于Unix/Linux等其它系統(tǒng)，它甚至在大型計(jì)算機(jī)、各種專業(yè)計(jì)算機(jī)（如：醫(yī)療用顯示設(shè)備）上都有應(yīng)用。并且，OpenGL 的基本命令都做到了硬件無(wú)關(guān)，甚至是平臺(tái)無(wú)關(guān)； 3) 高性能的圖形渲染： OpenGL是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它的技

4、術(shù)緊跟時(shí)代，現(xiàn)今各個(gè)顯卡廠家無(wú)一不對(duì)OpenGL提供強(qiáng)力支持，激烈的競(jìng)爭(zhēng)中使得OpenGL性能一直領(lǐng)先。總之，OpenGL是一個(gè)非常優(yōu)秀的圖形軟件接口。OpenGL官方網(wǎng)站（英文） 下面將對(duì)Windows下的OpenGL編程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。如下是學(xué)習(xí)OpenGL前的準(zhǔn)備工作： 1選擇一個(gè)編譯環(huán)境 現(xiàn)在Windows系統(tǒng)的主流編譯環(huán)境有Visual C+，C+ Builder，Dev-C+等，它們都是支持OpenGL的。但這里我們選擇Visual C+ 作為學(xué)習(xí)OpenGL的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。&#

5、160;2安裝GLUT工具包 GLUT不是OpenGL所必須的，但它會(huì)給我們的學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的方便，推薦安裝。Windows環(huán)境下的GLUT下載地址：（大小約為150k） /resources/libraries/glut/glutdlls37beta.zip Windows環(huán)境下安裝GLUT的步驟： 1）將下載的壓縮包解開(kāi)，將得到5個(gè)文件 2）在“我的電腦”中搜索“gl.h”，并找到其所在文件夾（如果是VisualStudio2005，則應(yīng)該是其安裝目錄下面的“VCPlatformSDKincludegl

6、文件夾”）。把解壓得到的glut.h放到這個(gè)文件夾。 3）把解壓得到的glut.lib和glut32.lib放到靜態(tài)函數(shù)庫(kù)所在文件夾（如果是VisualStudio2005，則應(yīng)該是其安裝目錄下面的“VClib”文件夾）。 4）把解壓得到的glut.dll和glut32.dll放到操作系統(tǒng)目錄下面的system32文件夾內(nèi)。（典型的位置為：C:WindowsSystem32）3建立一個(gè)OpenGL工程 這里以VC為例：選擇File->New->Project，然后選擇Win32 Console Application，選擇一個(gè)名字，

7、然后按OK。在談出的對(duì)話框左邊點(diǎn)Application Settings，找到Empty project并勾上，選擇Finish。然后向該工程添加一個(gè)代碼文件，取名為“OpenGL.cpp”。 實(shí)驗(yàn)1 像素點(diǎn)的生成1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?#160;熟悉編程環(huán)境；了解光柵圖形顯示器的特點(diǎn)；了解計(jì)算機(jī)繪圖的特點(diǎn)；利用VC+OpenGL作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)程序，以能夠在屏幕上生成任意一個(gè)像素點(diǎn)為本實(shí)驗(yàn)的結(jié)束。 2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （1） 了解和使用VC的開(kāi)發(fā)環(huán)境，理解簡(jiǎn)單的OpenGL程序結(jié)構(gòu)。 （2） 掌握OpenGL提供的基本

8、圖形函數(shù)，尤其是生成點(diǎn)的函數(shù)。 3實(shí)驗(yàn)原理： （1）基本語(yǔ)法 常用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如C、C+、Pascal、Fortran和Java等，都支持OpenGL的開(kāi)發(fā)。這里只討論C版本下OpenGL的語(yǔ)法。OpenGL基本函數(shù)均使用gl作為函數(shù)名的前綴，如glClearColor()；實(shí)用函數(shù)則使用glu作為函數(shù)名的前綴，如gluSphere()。OpenGL基本常量的名字以GL_開(kāi)頭，如GL_LINE_LOOP；實(shí)用常量的名字以GLU_開(kāi)頭，如GLU_FILL。一些函數(shù)如glColor*()（定義顏色值），函數(shù)名后可以接不同的后綴以支持不同的數(shù)據(jù)類型和格式。如glCo

9、lor3b(.)、glColor3d(.)、glColor3f(.)和glColor3bv(.)等，這幾個(gè)函數(shù)在功能上是相似的，只是適用于不同的數(shù)據(jù)類型和格式，其中3表示該函數(shù)帶有三個(gè)參數(shù)，b、d、f分別表示參數(shù)的類型是字節(jié)型、雙精度浮點(diǎn)型和單精度浮點(diǎn)型，v則表示這些參數(shù)是以向量形式出現(xiàn)的。 OpenGL定義了一些特殊標(biāo)識(shí)符，如GLfloat,GLvoid。它們其實(shí)就是C中的float和void。在gl.h文件中可以看到以下定義：  typedef float GLfloat; typedef void GLvoi

10、d;  一些基本的數(shù)據(jù)類型都有類似的定義項(xiàng)。 （2）程序的基本結(jié)構(gòu) OpenGL程序的基本結(jié)構(gòu)可分為三個(gè)部分： 第一部分是初始化部分。主要是設(shè)置一些OpenGL的狀態(tài)開(kāi)關(guān)，如顏色模式(RGBA或ALPHA)的選擇，是否作光照處理(若有的話，還需設(shè)置光源的特性)，深度檢驗(yàn)，裁剪等等。這些狀態(tài)一般都用函數(shù)glEnable(.), glDisable()來(lái)設(shè)置，表示特定的狀態(tài)。 第二部分設(shè)置觀察坐標(biāo)系下的取景模式和取景框位置大小。主要利用了三個(gè)函數(shù)： 函數(shù)void glViewport(left,top,rig

11、ht,bottom)：設(shè)置在屏幕上的窗口大小，四個(gè)參數(shù)描述屏幕窗口四個(gè)角上的坐標(biāo)（以象素表示）函數(shù)void glOrtho(left,right,bottom,top,near,far)：設(shè)置投影方式為正交投影（平行投影），其取景體積是一個(gè)各面均為矩形的六面體; 函數(shù)void gluPerspective(fovy,aspect,zNear,zFar)：設(shè)置投影方式為透視投影，其取景體積是一個(gè)截頭錐體。 第三部分是OpenGL的主要部分，使用OpenGL的庫(kù)函數(shù)構(gòu)造幾何物體對(duì)象的數(shù)學(xué)描述，包括點(diǎn)線面的位置和拓?fù)潢P(guān)系、幾何變換、光照處理等等。 以

12、上三個(gè)部分是OpenGL程序的基本框架，即使移植到使用MFC的Windows程序中，也是如此。只是由于Windows自身有一套顯示方式，需要進(jìn)行一些必要的改動(dòng)以協(xié)調(diào)這兩種不同顯示方式。 （3）狀態(tài)機(jī)制 OpenGL的工作方式是一種狀態(tài)機(jī)制，它可以進(jìn)行各種狀態(tài)或模式設(shè)置，這些狀態(tài)或模式在重新改變它們之前一直有效。例如，當(dāng)前顏色就是一個(gè)狀態(tài)變量，在這個(gè)狀態(tài)改變之前，繪制的每個(gè)象素都將使用該顏色，直到當(dāng)前顏色被設(shè)置為其它顏色為止。OpenGL中大量地使用了這種狀態(tài)機(jī)制，如顏色模式、投影模式、單雙顯示緩存區(qū)的設(shè)置、背景色的設(shè)置、光源的位置和特性等等。許多狀態(tài)變量可以通過(guò)glEnab

13、le()、glDisable()這兩個(gè)函數(shù)來(lái)設(shè)置成有效或無(wú)效狀態(tài)，如是否設(shè)置光照、是否進(jìn)行深度檢測(cè)等；在被設(shè)置成有效狀態(tài)之后，絕大部分狀態(tài)變量都有一個(gè)缺省值。通常情況下，可以用下列四個(gè)函數(shù)來(lái)獲取某個(gè)狀態(tài)變量的值：glGetBooleanv()、glGetDouble()、glGetFloatv()和glGetIntegerv()。究竟選擇哪個(gè)函數(shù)應(yīng)該根據(jù)所要獲得的返回值的數(shù)據(jù)類型來(lái)決定。還有些狀態(tài)變量有特殊的查詢函數(shù)，如glGetLight*()、glGetError()和glPolygonStipple()等。另外，使用glPushAttrib()和glPopAttrib()函數(shù)，可以存儲(chǔ)和

14、恢復(fù)最近的狀態(tài)變量的值。只要有可能，都應(yīng)該使用這些函數(shù)，因?yàn)樗鼈儽绕渌樵兒瘮?shù)的效率更高。 4實(shí)驗(yàn)代碼： 一個(gè)簡(jiǎn)單的OpenGL程序如下：（注意，如果需要編譯并運(yùn)行，需要正確安裝GLUT，安裝方法如預(yù)備知識(shí)中所述） 該程序的作用是在一個(gè)黑色的窗口中央畫(huà)一個(gè)矩形、三角形和三個(gè)點(diǎn)。下面對(duì)各行語(yǔ)句進(jìn)行說(shuō)明： 首先，需要包含頭文件#include <GL/glut.h>，這是GLUT的頭文件。本來(lái)OpenGL程序一般還要包含<GL/gl.h>和<GL/glu.h>，但GLUT的頭文件中已經(jīng)自動(dòng)將這兩個(gè)文件包含了，不必

15、再次包含； 然后看main函數(shù)。int main(int argc, char *argv)，這個(gè)是帶命令行參數(shù)的main函數(shù)。注意main函數(shù)中的各語(yǔ)句，除了最后的return之外，其余全部以glut開(kāi)頭。這種以glut開(kāi)頭的函數(shù)都是GLUT工具包所提供的函數(shù)，下面對(duì)用到的幾個(gè)函數(shù)進(jìn)行介紹； 1）glutInit，對(duì)GLUT進(jìn)行初始化，這個(gè)函數(shù)必須在其它的GLUT使用之前調(diào)用一次。其格式比較固定，一般都是glutInit(&argc, argv)就行； 2) glutInitDisplayMod

16、e，設(shè)置顯示方式，其中GLUT_RGB表示使用RGB顏色，與之對(duì)應(yīng)的還有GLUT_INDEX（表示使用索引顏色）。GLUT_SINGLE表示使用單緩沖，與之對(duì)應(yīng)的還有GLUT_DOUBLE（使用雙緩沖）。更多信息，以后的實(shí)驗(yàn)教程會(huì)有講解介紹； 3) glutInitWindowPosition，設(shè)置窗口在屏幕中的位置；4) glutInitWindowSize，設(shè)置窗口的大?。?#160;5) glutCreateWindow，根據(jù)前述設(shè)置的信息創(chuàng)建窗口。參數(shù)將被作為窗口的標(biāo)題。注意：窗口被創(chuàng)建后，并不立即顯示到屏幕上。需要調(diào)用glutMainLoop才

17、能看到窗口； 6) glutDisplayFunc，設(shè)置一個(gè)函數(shù)，當(dāng)需要進(jìn)行畫(huà)圖時(shí)，這個(gè)函數(shù)就會(huì)被調(diào)用。（暫且這樣理解）； 7) glutMainLoop，進(jìn)行一個(gè)消息循環(huán)。（現(xiàn)在只需知道這個(gè)函數(shù)可以顯示窗口，并且等待窗口關(guān)閉后才會(huì)返回。） 在glutDisplayFunc函數(shù)中，我們?cè)O(shè)置了“當(dāng)需要畫(huà)圖時(shí)，請(qǐng)調(diào)用myDisplay函數(shù)”。于是myDisplay函數(shù)就用來(lái)畫(huà)圖。觀察myDisplay中的三個(gè)函數(shù)調(diào)用，發(fā)現(xiàn)它們都以gl開(kāi)頭。這種以gl開(kāi)頭的函數(shù)都是OpenGL的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，下面對(duì)用到的函數(shù)進(jìn)行介紹： 1) glCl

18、earColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0) ：將清空顏色設(shè)為黑色（為什么會(huì)有四個(gè)參數(shù)？）；2) glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)：將窗口的背景設(shè)置為當(dāng)前清空顏色； 3) glRectf，畫(huà)一個(gè)矩形。四個(gè)參數(shù)分別表示了位于對(duì)角線上的兩個(gè)點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)；4) glFlush，保證前面的OpenGL命令立即執(zhí)行（而不是讓它們?cè)诰彌_區(qū)中等待）。 5. 思考題 如圖所示，根據(jù)示范程序，能否在原有結(jié)果基礎(chǔ)上添加三條直線組成三角形？實(shí)驗(yàn)2 直線生成算法

19、的實(shí)現(xiàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?#160;理解基本圖形元素光柵化的基本原理，掌握一種基本圖形元素光柵化算法，利用OpenGL實(shí)現(xiàn)直線光柵化的DDA算法。 2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （1） 根據(jù)所給的直線光柵化的示范源程序，在計(jì)算機(jī)上編譯運(yùn)行，輸出正確結(jié)果； （2） 指出示范程序采用的算法，以此為基礎(chǔ)將其改造為中點(diǎn)線算法或Bresenham算法，寫(xiě)入實(shí)驗(yàn)報(bào)告； （3） 根據(jù)示范代碼，將其改造為圓的光柵化算法，寫(xiě)入實(shí)驗(yàn)報(bào)告； （4） 了解和使用OpenGL的生成直線的命令，來(lái)驗(yàn)證程序運(yùn)行結(jié)果。 3實(shí)驗(yàn)原理： 示范

20、代碼原理參見(jiàn)教材直線光柵化一節(jié)中的DDA算法。下面介紹下OpenGL畫(huà)線的一些基礎(chǔ)知識(shí)和glutReshapeFunc()函數(shù)。 （1）數(shù)學(xué)上的直線沒(méi)有寬度，但OpenGL的直線則是有寬度的。同時(shí)，OpenGL的直線必須是有限長(zhǎng)度，而不是像數(shù)學(xué)概念那樣是無(wú)限的?？梢哉J(rèn)為，OpenGL的“直線”概念與數(shù)學(xué)上的“線段”接近，它可以由兩個(gè)端點(diǎn)來(lái)確定。這里的線由一系列頂點(diǎn)順次連結(jié)而成，有閉合和不閉合兩種。 前面的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)知道如何繪“點(diǎn)”，那么OpenGL是如何知道拿這些頂點(diǎn)來(lái)做什么呢？是一個(gè)一個(gè)的畫(huà)出來(lái)，還是連成線？或者構(gòu)成一個(gè)多邊形？或是做其它事情呢？為了解決這一問(wèn)題，OpenG

21、L要求：指定頂點(diǎn)的命令必須包含在glBegin函數(shù)之后，glEnd函數(shù)之前（否則指定的頂點(diǎn)將被忽略），并由glBegin來(lái)指明如何使用這些點(diǎn)。 例如： glBegin(GL_POINTS);    glVertex2f(0.0f, 0.0f);     glVertex2f(0.5f, 0.0f); glEnd(); 則這兩個(gè)點(diǎn)將分別被畫(huà)出來(lái)。如果將GL_POINTS替換成GL_LINES，則兩個(gè)點(diǎn)將被認(rèn)為是直線的兩個(gè)端點(diǎn)，OpenGL將會(huì)畫(huà)出一

22、條直線。還可以指定更多的頂點(diǎn)，然后畫(huà)出更復(fù)雜的圖形。另一方面，glBegin支持的方式除了GL_POINTS和GL_LINES，還有GL_LINE_STRIP，GL_LINE_LOOP，GL_TRIANGLES，GL_TRIANGLE_STRIP，GL_TRIANGLE_FAN等，每種方式的大致效果見(jiàn)下圖：(2）首次打開(kāi)窗口、移動(dòng)窗口和改變窗口大小時(shí)，窗口系統(tǒng)都將發(fā)送一個(gè)事件，以通知程序員。如果使用的是GLUT，通知將自動(dòng)完成，并調(diào)用向glutReshapeFunc()注冊(cè)的函數(shù)。該函數(shù)必須完成下列工作： l 重新建立用作新渲染畫(huà)布的矩形區(qū)域；  l 定義繪制物體

23、時(shí)使用的坐標(biāo)系。 如： 在GLUT內(nèi)部，將給該函數(shù)傳遞兩個(gè)參數(shù)：窗口被移動(dòng)或修改大小后的寬度和高度，單位為像素。glViewport()調(diào)整像素矩形，用于繪制整個(gè)窗口。接下來(lái)三個(gè)函數(shù)調(diào)整繪圖坐標(biāo)系，使左下角位置為（0， 0），右上角為（w, h）。 4實(shí)驗(yàn)代碼：注： glShadeModel選擇平坦或光滑漸變模式。GL_SMOOTH為缺省值，為光滑漸變模式，GL_FLAT為平坦?jié)u變模式。 5思考題 示范代碼有個(gè)小錯(cuò)誤，能否指出并改正？請(qǐng)將結(jié)果寫(xiě)入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)3 變換1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?#160;進(jìn)一步掌握二維

24、、三維變換的數(shù)學(xué)知識(shí)、變換原理、變換種類、變換方法；進(jìn)一步理解采用齊次坐標(biāo)進(jìn)行二維、三維變換的必要性；利用OpenGL實(shí)現(xiàn)二維、三維圖形變換。 2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （1） 掌握二維、三維變換的原理及數(shù)學(xué)公式； （2） 利用OpenGL實(shí)現(xiàn)二維、三維圖形變換，在屏幕上顯示變換過(guò)程或變換結(jié)果。（3） 掌握OpenGL常用的變換函數(shù)。 3實(shí)驗(yàn)原理： OpenGL的三個(gè)基本幾何變換函數(shù)介紹如下：（1） 平移變換 平移變換函數(shù)如下： void  glTranslatefd(TYPE 

25、;x,TYPE y,TYPE z); 三個(gè)函數(shù)參數(shù)就是目標(biāo)分別沿三個(gè)軸向平移的偏移量。這個(gè)函數(shù)表示用這三個(gè)偏移量生成的矩陣乘以當(dāng)前矩陣。當(dāng)參數(shù)是(0.0,0.0,0.0)時(shí)，表示對(duì)函數(shù)glTranslate*()的操作是單位矩陣，也就是對(duì)物體沒(méi)有影響。 （2） 旋轉(zhuǎn)變換旋轉(zhuǎn)變換函數(shù)如下： void  glRotatefd(TYPE angle,TYPE x,TYPE y,TYPE z); 函數(shù)中第一個(gè)參數(shù)是表示目標(biāo)沿從點(diǎn)(x,y,z)到原點(diǎn)的方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度，后

26、三個(gè)參數(shù)是旋轉(zhuǎn)的方向點(diǎn)坐標(biāo)。這個(gè)函數(shù)表示用這四個(gè)參數(shù)生成的矩陣乘以當(dāng)前矩陣。當(dāng)角度參數(shù)是0.0時(shí)，表示對(duì)物體沒(méi)有影響。 （3） 比例變換比例變換函數(shù)如下： void  glScalefd(TYPE x,TYPE y,TYPE z); 三個(gè)函數(shù)參數(shù)值就是目標(biāo)分別沿三個(gè)軸向縮放的比例因子。這個(gè)函數(shù)表示用這三個(gè)比例因子生成的矩陣乘以當(dāng)前矩陣。這個(gè)函數(shù)能完成沿相應(yīng)的軸對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拉伸、壓縮和反射三項(xiàng)功能。當(dāng)參數(shù)是(1.0,1.0,1.0)時(shí)，表示對(duì)函數(shù)glScale*()操作是單位矩陣，也就是對(duì)物體沒(méi)有影響。當(dāng)其中

27、某個(gè)參數(shù)為負(fù)值時(shí)，表示將對(duì)目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)軸的反射變換，且這個(gè)參數(shù)不為1.0，則還要進(jìn)行相應(yīng)軸的縮放變換。最好不要令三個(gè)參數(shù)值都為零，這將導(dǎo)致目標(biāo)沿三軸都縮為零。 4實(shí)驗(yàn)代碼：這個(gè)程序需要注意的地方有幾點(diǎn)。 使用了雙緩存模式，程序在空閑時(shí)一直不停的調(diào)用display函數(shù)，這個(gè)函數(shù)繪制完圖像后，改變旋轉(zhuǎn)的角度，然后交換雙緩存，這樣，每畫(huà)完一幀就交換，形成了動(dòng)畫(huà)。 另外，使用了深度緩存，激活了深度測(cè)試，這樣，被遮擋的面就不會(huì)顯示，大家可以把激活深度緩存的一行去掉看看效果。大家還可以改變變換的方式，達(dá)到不同的效果。實(shí)驗(yàn)4 裁剪1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?#160;了解二維圖形裁

28、剪的原理（點(diǎn)的裁剪、直線的裁剪、多邊形的裁剪），利用VC+OpenGL實(shí)現(xiàn)直線的裁剪算法。 2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （1） 理解直線裁剪的原理（Cohen-Surtherland算法、梁友棟算法） （2） 利用VC+OpenGL實(shí)現(xiàn)直線的編碼裁剪算法，在屏幕上用一個(gè)封閉矩形裁剪任意一條直線。 （3） 調(diào)試、編譯、修改程序。 （4） 嘗試實(shí)現(xiàn)梁友棟裁剪算法。 3實(shí)驗(yàn)原理： 編碼裁剪算法的主要思想是：對(duì)于每條線段，分為三種情況處理。（1）若線段完全在窗口之內(nèi)，則顯示該線段，稱為“取”；（2）若線段明

29、顯在窗口之外，則丟棄該線段，稱為“棄”；（3）若線段既不滿足“取”的條件，也不滿足“舍”的條件，則把線段分割為兩段。其中一段完全在窗口之外，可棄之；對(duì)另一段則重復(fù)上述處理。 算法中，為了快速判斷一條直線段與矩形窗口的位置關(guān)系，采用了如圖所示的空間劃分和編碼方案。延長(zhǎng)窗口的四條邊界，把未經(jīng)裁剪的圖形區(qū)域分為九個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)有一個(gè)四位二進(jìn)制的編碼，從左到右各位依次表示上、下、右、左。例如，區(qū)號(hào)0101，左起第二位1表示該區(qū)在窗口的下方；右起第一位的1表示該區(qū)在窗口的左方。整個(gè)區(qū)號(hào)表示該區(qū)在窗口的左下方。裁剪一條線段時(shí)，先求出兩端點(diǎn)所在的區(qū)號(hào)code1和code2，若code1 =

30、 0且code2 = 0，則說(shuō)明線段的兩個(gè)端點(diǎn)均在窗口內(nèi)，那么整條線段必在窗口內(nèi)，應(yīng)取之；若code1和code2經(jīng)按位與運(yùn)算的結(jié)果不為0，則說(shuō)明兩個(gè)端點(diǎn)同在窗口的上方、下方、左方或右方。這種情況下，對(duì)線段的處理是棄之。如果上述兩種條件都不成立，則按第三種情況處理。求出線段與窗口某邊的交點(diǎn)，在交點(diǎn)處把線段一分為二，其中必有一段完全在窗口外，可棄之，對(duì)另一段則重復(fù)上述處理。 4實(shí)驗(yàn)代碼：5實(shí)驗(yàn)思考題 請(qǐng)分別給出直線的三種不同位置情況，測(cè)試實(shí)驗(yàn)代碼是否存在問(wèn)題，有的話請(qǐng)調(diào)試改正?？赡艿脑挘梢試L試實(shí)現(xiàn)梁友棟裁剪算法。實(shí)驗(yàn)5 Bezier曲線1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?#160;了解曲線的生成原理，掌握幾種常見(jiàn)的曲線生成算法，利用VC+OpenGL實(shí)現(xiàn)Bezier曲線生成算法。 2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （1） 結(jié)合示范代碼了解曲線生成原理與算