計算機圖形學課程

設計實驗報告

文檔僅供參考，不當之處，請聯系改正。

一小女對//我

eSHANDONGUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY

《計算機圖形學》

實驗報告

班級計算機科學與技術

姓名

學號

年6月2日

文檔僅供參考，不當之處，請聯系改正。

實驗一基本圖形生成算法

一、實驗目的：

1、掌握中點Bresenham繪制直線的原理；

2、設計中點Bresenham算法；

3、掌握八分法中點Bresenham算法繪制圓的原理；

4、設計八分法繪制圓的中點Bresenham算法；

5、掌握繪制1/4橢圓弧的上半部分和下半部分的中點

Bresenham算法原理；

6、掌握下半部分橢圓偏差判別式的初始值計算方法；

7、設計順時針四分法繪制橢圓的中點Bresenham算法。

二、實驗過程：

1、實驗描述

實驗1：使用中點Bresenham算法繪制斜率為0<=k<=l的直

線。

實驗2：使用中點Bresenham算法繪制圓心位于屏幕客戶區中心

的圓。

實驗3：使用中點Bresenham算法繪制圓心位于屏幕客戶區中心

的橢圓。

2、實驗過程

1)用MFC(exe)建立一個單文檔工程；

2)編寫對話框，生成相應對象，設置相應變量；

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3)在類CLineView中聲明相應函數，并在相關的cpp文件中實

現；

4)在OnDraw()函數里調用函數實現繪制直線、圓、橢圓；

5)運行程序，輸入相應值，繪制出圖形。

三、源代碼

實驗1：直線中點Bresenham算法

1.//cline.cpp:implementationfile

//clinedialog

cline::cline(CWnd*pParent/*=NULL*/)

:CDialog(cline::IDD,pParent)

(

〃{{AFX_DATA」NIT(cline)

m_xO=0;

m_y0=0;

m_x1=0;

m_yl=0;

〃}}AFX_DATA」NIT

}

voidcline::DoDataExchange(CDataExchange*pDX)

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CDialog::DoDataExchange(pDX);

//{{AFX_DATA_MAP(cline)

DDX_Text(pDX,IDC_xO,m_xO);

DDX_Text(pDX,IDC_yO,m_yO);

DDX_Text(pDX,IDC_xl,m_xl);

DDX_Text(pDX,IDC_yl,m_yl);

//}}AFX_DATA_MAP

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(cline,CDialog)

//{{AFX_MSG_MAP(cline)

//}}AFX_MSG_MAP

END_MESSAGE_MAP()

2、//LineView.h

classCLineView:publicCView

public:

CLineDoc*GetDocument();

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voidMbline(double,double,double,double);〃直線中點

Bresenham函數

}

3、IILine.cpp

〃*******************百］111L旨：Bresenham

51c51c/

voidCLineView::Mbline(doublexO,doubleyO,doublexl,doubleyl)

(

CClientDCdc(this);

COLORREFrgb=RGB(0,0,255);//定義直線顏色為藍色

doublex,y,d,k;

x=xO;y=yO;k=(y1-yO)/(x1-xO);d=O.5-k;

for(x=xO;x<=xl;x++)

(

dc.SetPixeI((int)x,(int)y,rgb);

if(d<0)

(

y++;

d+=l-k;

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else

d-=k;

)

)

4、//LineView.cpp

voidCLineView::OnDraw(CDC*pDC)

(

CLineDoc*pDoc=GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

//TODO:adddrawcodefornativedatahere

clinea;

a.DoModal();〃初始化

CLineView::Mbline(a.m_xO,a.m_yO,a.m_x1,a.m_y1);

}

實驗2：圓中點Bresenham算法

l^//cricle.cpp

//Ccricledialog

Ccricle::Ccricle(CWnd*pParent/*=NULL*/)

:CDialog(Ccricle::IDD,pParent)

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//{{AFX_DATA_INIT(Ccricle)

m_r=0;

//}}AFX_DATA_INIT

)

voidCcricle::DoDataExchange(CDataExchange*pDX)

(

CDialog::DoDataExchange(pDX);

//{{AFX_DATA_MAP(Ccricle)

DDX_Text(pDX,r_EDIT,m_r);

//}}AFX_DATA_MAP

)

2、//CcircleView.h

classCCcircleView:publicCView

public:

CCcircleDoc*GetDocument();

voidCirclePoint(double,double);〃八分法畫圓函數

voidMbcircle(double);〃圓中點Bresenham函數

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3、//CcircleView.cpp

voidCCcircleView::OnDraw(CDC*pDC)

CCcircleDoc*pDoc=GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

//TODO:adddrawcodefornativedatahere

Ccricler;

r.DoModal();

CCcircleView::Mbcircle(r.m_r);//lffl|圓

4^//CcircleView.cpp

!!*|Cr|C*|C八分法畫圓

r|Cr|CrgCrgCr|C<{*<{Cr|C*{C5gC/

voidCCcircleView::CirclePoint(doublex,doubley)

CClientDCdc(this);

COLORREFrgb=RGB(0,0,255);

dc.SetPixel((int)(300+x),(int)(300+y),rgb);

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dc.SetPixel((int)(3OO-x),(int)(3OO+y),rgb);

dc.SetPixel((int)(3()()+x),(int)(300-y),rgb);

dc.SetPixel((int)(3OO-x),(int)(3()()-y),rgb);

dc.SetPixel((int)(3OO+y),(int)(3OO+x),rgb);

dc.SetPixel((int)(3O()-y),(int)(3OO+x),rgb);

dc.SetPixel((int)(3()0+y),(int)(300-x),rgb);

dc.SetPixel((int)(3OO-y),(int)(3OO-x),rgb);

)

〃**************************圓中點-Bresenham函數

*|c51c|

voidCCcircleView::Mbcircle(doubler)

doublex,y,d;

COLORREFrgb=RGB(0,0,255);

d=1.25-r;

x=();

y=r;

for(x=0;x<y;x++)

(

CirclePoint(x,y);〃調用八分法畫圓子函數

if(d<0)

d+=2*x+3;

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else

(

d+=2*(x-y)+5;

y-；

實驗3：橢圓中點Bresenham算法

1、//ellipsel.cpp

//Cellipsedialog

Cellipse::Cellipse(CWnd*pParent/*=NULL*/)

:CDialog(Cellipse::IDD,pParent)

(

//{{AFX_DATA_INIT(Cellipse)

m_a=0;

m_b=0;

//}}AFX_DATA_INIT

}

voidCellipse::DoDataExchange(CDataExchange*pDX)

CDialog::DoDataExchange(pDX);

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//{{AFX_DATA_MAP(Cellipse)

DDX_Text(pDX,IDC_EDIT1,m_a);

DDX_Text(pDX,IDC_EDIT2,m_b);

//}}AFX_DATA_MAP

)

2、//EllipseView.h

classCEllipseView:publicCView

public:

CEllipseDoc*GetDocument();

voidEUipsePoint(double,double);〃四分法畫橢圓

voidMbellipse(doublea,doubleb);//橢圓中點Bresenham函數

3、//Ellipse.cpp

!!rjCrjCrJCrjCrjCrJCrJC四分法畫橢圓

r|Cr|CrJCr{Cr|Cr|Cr|Cr{Cr|Cr|CrJCr{Cr|C/

voidCEllipseView::EllipsePoint(doublex,doubley)

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CClientDCdc(this);

COLORREFrgb=RGB(0,0,255);

dc.SetPixel((int)(300+x),(int)(300+y),rgb);

dc.SetPixel((int)(300-x),(int)(300+y),rgb);

dc.SetPixel((int)(3()0+x),(int)(300-y),rgb);

dc.SetPixel((int)(3OO-x),(int)(3OO-y),rgb);

)

//************************那育|員|L'IIJJ':Bresenham

51c51c51c51c51c/

voidCEllipseView::Mbellipse(doublea,doubleb)

(

doublex,y,dl,d2;

x=0;

y=b;

dl=b*b+a*a*(-b+0.25);

EllipsePoint(x,y);

while(b*b*(x+1)<a*a*(y-0.5))〃橢圓AC弧段

(

if(dl<0)

dl+=b*b*(2*x+3);

else

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d1+=b*b*(2*x+3)+a*a*(-2*y+2);

y-；

}

x++;

EllipsePoint(x,y);

}

d2=b*b*(x+0.5)*(x+0.5)+a*a*(y-1)*(y-1)-a*a*b*b;〃橢圓CB弧

段

while(y>0)

(

if(d2<0)

(

d2+=b*b*(2*x+2)+a*a*(-2*y+3);

x++;

}

else

d2+=a*a*(-2*y+3);

y-；

EllipsePoint(x,y);

}

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4、//EllipseView.cpp

voidCEllipseView::OnDraw(CDC*pDC)

(

CEllipseDoc*pDoc=GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

//TODO:adddrawcodefornativedatahere

Cellipseel;

el.DoModal。;//初始化

CEllipseView::Mbellipse(el.m_a,el.m_b);//畫橢圓

)

四、實結果驗

實驗1：直線中點Bresenham算法

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實驗2：圓中點Bresenham算法

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實驗3：橢圓中點Bresenham算法

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實驗二有效邊表填充算法

一、實驗目的：

1、設計有效邊表結點和邊表結點數據結構；

2、設計有效邊表填充算法；

3、編程實現有效邊表填充算法。

二、實驗過程：

1、實驗描述

下圖1所示多邊形覆蓋了12條掃描線，共有7個頂點和7條

邊。7個頂點分別為：P0(7,8),P1(3,12),P2(1,

7),P3(3,1),P4(6,5),P5(8,1),P6(12,9)。在

1024X768的顯示分辯率下，將多邊形頂點放大為P0

(500,400)，P1(350,600),P2(250,350),P3(350,

50),P4(500,250),P5(600,50),P6(800,450)。請使用

有效邊表算法填充該多邊形。

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Pi

圖1示例多邊形留2屏幕顯示多邊形

2、實驗過程

（1）建立AET類和Bucket類；

（2）初始化桶，并在建立桶結點時為其表示的掃描線初始化為

帶頭結點的鏈表；

（3）對每個桶結點進行循環，將桶內每個結點的邊表合并為有

效邊表，并進行有效邊表循環；

（4）按照掃描線從小到大的移動順序，計算當前掃描線與多邊

形各邊的交點，然后把這些交點按X值遞增的順序進行排序，配

對，以確定填充區間；

（5）用指定顏色點亮填充區間內的所有像素，即完成填充工

作。

三、源代碼

1、//AET.h

classAET

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public:

AET();

virtual-AET();

doublex;

intyMax;

doublek;〃代替1/k

AET*next;

}；

//AET..cpp

AET::AET()

(

}

AET::~AET()

2、//Bucket.h

include"AET.h"

classBucket

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public:

Bucket();

virtual-Bucket();

intScanLine;

AET*p;//桶上的邊表指針

Bucket*next;

｝；

//Bucket.cpp

Bucket::Bucket()

Bucket::~Bucket()

(

3、//testl.cpp

voidCTest2View::Et()〃構造邊表函數

(

for(inti=O;i<Number;i++)〃訪問每個頂點

(

CurrentB=HeadB;//從桶鏈表的頭節點開始循環

intj=i+l;//邊表第二個頂點,Point［i］和Pointfj］構成邊

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if(j==Number)

j=0;〃保證多邊形的閉合

if(Point[j].y>Point[i].y)〃終點比起點高

(

while(CurrentB->Scanline!=Point[i].y)//在桶內尋

找該邊的yMin

CurrentB=CurrentB->next;〃移到下一個桶結

點

E[i].x=Point[i].x;〃計算AET表的值

E[i].yMax=Point[j].y;

E[i].k=double((Point[j].x-Point[i].x))/(Point[j].y-

Poin用].y);〃代表1/k

E[i].next=NULL;

CurrentE=CurrentB->p;//獲得桶上連接邊表的地址

if(CurrentB->p==NULL)

(

CurrentE=&E[i];〃邊表的起始地址

CurrentB->p=CurrentE;〃第一個邊表直接連

接到對應的桶中

)

else

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while(CurrentE->next!=NULL)〃如果當前邊

已連有邊結點

CurrentE=CurrentE->next;//移動指針

到當前邊的最后一個結點

CurrentE->next=&E[i];〃把當前邊接上去

)

}

if(Point[j].y<Point[i].y)〃終比起點低

(

while(CurrentB->Scanline!=Point[j].y)//在桶內尋

找該邊的yMin

CurrentB=CurrentB->next;〃移至(J下一個桶結

點

E[i].x=Point[j].x;〃計算AET表的值

E[i].yMax=Point[i].y;

E[i].k=double((Point[i].x-Point[j].x))/(Point[i].y-

Point[j].y);//代表1/k

E[i].next=NULL;

CuirentE=CurrentB->p;//獲得桶上連接邊表的地址

if(CurrentE==NULL)

CurrentE=&E[i];〃邊表的起始地址

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CurrentB->p=CurrentE;//第一個邊表直接連

接到對應的桶中

)

else

(

while(CurrentE->next!=NULL)〃如果當前邊

已連有邊結點

CurrentE=CurrentE->next;//移動指針

到當前邊的最后一個結點

CurrentE->next=&E[i];〃把當前邊接上去

)

}

}

CurrentB=NULL;

CurrentE=NULL;

}

voidCTest2View::AddEdge(AET*NewEdge)〃插入臨時邊表函數

(

Tl=HeadE;

if(Tl=NULL)〃邊表為空，將邊表置為TempEdge

Tl=NewEdge;

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HeadE=Tl;

}

else

(

whiIe(Tl->next!=NULL)〃邊表不為空，將TempEdge連

在該邊之后

(

T1=T1->next;

)

T1->next=NewEdge;

voidCTest2View::EdegeOrder()〃對邊表進行排序函數

(

Tl=HeadE;

if(Tl==NULL)

(

return;

)

if(Tl->next==NULL)〃如果該邊表沒有再連邊表

return;//桶結點只有一條邊，不需要排序

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else

(

if(Tl->next->x<Tl->x)〃邊表按x值排序

(

T2=T1->next;

T1->next=T2->next;

T2->next=T1;

HeadE=T2;

}

T2=HeadE;

T1=HeadE->next;

while(Tl->next!=NULL)〃繼續兩兩比較相連的邊表的

x值，進行排序

(

if(T1->next->x<Tl->x)

(

T2->next=T1->next;

T1->next=T1->next->next;

T2->next->next=T1;

T2=T2->next;

)

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else

(

T2=T1;

T1=T1->next;

)

)

}

)

voidCTest2View::PolygonFiH()〃多邊形填充函數

{

CClientDCdc(this);

COLORREFrgb=RGB(0,0,255);

HeadE=NULL;

for(CurrentB=HeadB;CurrentB!=NULL;CurrentB=CurrentB-

>next)〃訪問所有桶結點

(

for(CurrentE=CurrentB-

>p;CurrentE!=NULL;CurrentE=CurrentE->next)〃桶中所有結點

AET*TempEdge=newAET;

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TempEdge->x=CurrentE->x;

TempEdge->yMax=CurrentE->yMax;

TempEdge->k=CurrentE->k;

TempEdge->next=NULL;

AddEdge(TempEdge);//將該邊插入臨時Aet表

}

EdegeOrder。;//邊表按照x遞增的順序存放

Tl=HeadE;〃根據ymax拋棄掃描完的邊結點

if(Tl==NULL)

(

return;

}

whiIe(CurrentB->Scanline>=Tl->yMax)〃放棄該結點,

Aet表指針后移，下閉上開

(

T1=T1->next;

HeadE=Tl;

if(HeadE==NULL)

return;

}

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if(Tl->next!=NULL)

(

T2=T1;

Tl=T2->next;

}

while(Tl!=NULL)

(

if(CurrentB->Scanline>=T1->yMax)//跳過一個結

點

{

T2->next=Tl->next;

Tl->next=NULL;

T1=T2->next;

)

else

(

T2=T1;

T1=T2->next;

}

BOOLIn=false;〃設置一個BOOL變量In,初始值為假

doublexb,xe;〃掃描線的起點和終點

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for(T1=HeadE;T1!=NULL;T1=Tl->next)//填充掃描線和

多邊形相交的區間

(

if(In==false)

(

xb=Tl->x;

In=true;〃，每訪問一個結點，把In值取反

一次

}

else//如果In值為真，則填充從當前結點的x值

開始到下一個結點的x值結束的區間

(

xe=Tl->x-l;//左閉右開

CClientDCdc(this);

for(doublex=xb;x<=xe;x++)

dc.SetPixel(int(x),CurrentB-

>Scanline,rgb);〃填充

Sleep(l);〃延時1ms,提高填充過程的可視性

In=FALSE;

)

)

for(Tl=HeadE;Tl!=NULL;T1=T1->next)〃邊連貫性

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T1->x=Tl->x+T1->k;〃x=x+1/k

}

}

deleteHeadB;

deleteCurrentB;

deleteCurrentE;

deleteHeadE;

/!初始化桶

K|*K1>K1*K|>K|>

voidCTest2View::CreatBucket()

intScanMax,ScanMin;

ScanMax=ScanMin=Point[0].y;

for(inti=l;i<Number;i++)

if(Point[i].y<ScanMin)

ScanMin=Point[i].y;//掃描線的最小值

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if(Point[i].y>ScanMax)

(

ScanMax=Point[i].y;〃掃描線的最大值

}

}

for(i=ScanMin;i<=ScanMax;i++)//建立桶節點

(

if(ScanMin==i)//桶頭結點

(

HeadB=newBucket;〃建立桶的頭結點