计算机图形学实验报告-直线中点Bresenham算法的实现.doc

计算机图形学实验报告实验内容 直线中点Bresenham算法的实现 专 业 计算机科学与技术 班 级 学 号 姓 名 指导教师 刘长松 年月 日一、实验题目 直线中点Bresenham算法的实现二、实验要求学习Visual C+ 6.0集成编程环境的使用、图形设备接口和常用图形程序设计、鼠标编程以及菜单设计等基础知识，从而掌握利用Visual C+进行图形程序设计的方法以及简单的图形画法，并编程实现Bresenham直线扫描转换程序，得出相应的输出图形。三、实验内容1 学习Visual C+ 6.0集成编成环境的使用； 2 掌握Visual C+ 6.0图形设备接口和常用图形程序设计、菜单设计等方法；3 编程实现Bresenham直线扫描转换程序，得出相应的输出图形；四、实验过程1、实验原理Bresenham算法思想：0d1当d0.5：下一个象素应取右光栅点(xi+1，yi)当d0.5：下一个象素应取右上光栅点(xi+1，yi+1)e=d-0.5假定直线斜率|k|1。e0=-0.5，x每次加1，e=e+k；e0时，下一像素取(xi+1，yi+1)；e=e+k-1；e=0时，可任取上、下光栅点显示。当斜率|k|1时，同理，只是y每次加1，x是否变化取决于增量e。中点算法d=2F(M)=2F(Xp+1,Yp+0.5)=2(a(Xp+1)+b(Yp+0.5)+c)其中a=y0-y1,b=x1-x0,c=x0y1-x1y0当d0，M在L(Q点)上方，取右方B为下一个象素；此时下一个象素的判别式为：d=2F(Xp+2,Yp+1.5)=2(a(Xp+2)+b(Yp+1.5)+c)=2(a(Xp+1)+b(Yp+0.5)+c)+2(a+b)=d+2(a+b);当d=0，选T或B均可，约定取B为下一个象素；d0=2F(X0+1,Y0+0.5)=2(a(X0+1)+b(Y0+0.5)+c)=2(F(X0,Y0)+a+0.5b)2、案例分析MFC提供的CDC类的成员函数MoveTo()和LineTo()函数用于绘制傻任意斜率的直线段，直线段的颜色由所选用的画笔指定。MoveTo()函数移动当前点到参数(x,y)所指定的点，不画线；LineTo()函数从当前点画一直线段到参数(x,y)所指定的点，但不包括(x,y)。本案例通过定义Cline类来模拟CDC类绘制任意斜的直线段，采用直线中点Bresenham算法。3、算法设计对于01的直线段，中点Bresenham算法如下：（1）使用鼠标选择起点坐标p0(x0,y0)和终点坐标p1(x1,y1)。要求起点的的坐标小于等于终点的x坐标。（2）定义直线段当前点坐标x,y，定义中点误差项d,定义直线斜k,定义像素点颜色clr。（3）x=x0,y=y0,计算d=0.5-k,k=(y1-y0)/(x1-x0),clr=CRGB(0,0,1)（4）绘制点(x,y)，判断d的符号。若d0，则(x,y)更新为(x+1,y+1)，d更新为d+1-k；否则(x,y)更新为(x+1,y),d更新为d-k。（5）如果当前点xx1，重复步骤（4），否则结束。4、主要代码/ Line.cpp: implementation of the CLine class.#include stdafx.h#include Line.h#include math.h#define Round(d) int(floor(d+0.5)/四舍五入宏定义#ifdef _DEBUG#undef THIS_FILEstatic char THIS_FILE=_FILE_;#define new DEBUG_NEW#endifCLine:CLine() CLine:CLine()void CLine:MoveTo(CDC *pDC,CP2 p0)/绘制直线起点函数P0=p0;void CLine:MoveTo(CDC *pDC,double x0,double y0)/重载函数P0=CP2(x0,y0);void CLine:LineTo(CDC *pDC,CP2 p1)P1=p1;CP2 p,t;CRGB clr=CRGB(0.0,0.0,0.0);/黑色像素点if(fabs(P0.x-P1.x)P1.y)/交换顶点,使得起始点低于终点t=P0;P0=P1;P1=t;for(p=P0;p.ySetPixelV(Round(p.x),Round(p.y),RGB(clr.red*255,clr.green*255,clr.blue*255);elsedouble k,d;k=(P1.y-P0.y)/(P1.x-P0.x);if(k1.0)/绘制k1if(P0.yP1.y)t=P0;P0=P1;P1=t;d=1-0.5*k;for(p=P0;p.ySetPixelV(Round(p.x),Round(p.y),RGB(clr.red*255,clr.green*255,clr.blue*255); if(d=0)p.x+;d+=1-k;else d+=1; if(0.0=k & k=1.0)/绘制0=kP1.x)t=P0;P0=P1;P1=t;d=0.5-k; for(p=P0;p.xSetPixelV(Round(p.x),Round(p.y),RGB(clr.red*255,clr.green*255,clr.blue*255); if(d=-1.0 & k0.0)/绘制-1=kP1.x)t=P0;P0=P1;P1=t;d=-0.5-k; for(p=P0;p.xSetPixelV(Round(p.x),Round(p.y),RGB(clr.red*255,clr.green*255,clr.blue*255); if(d0)p.y-;d-=1+k;else d-=k;if(k-1.0)/绘制k-1 if(P0.yP1.y;p.y-)pDC-SetPixelV(Round(p.x),Round(p.y),RGB(clr.red*255,clr.green*255,clr.blue*255); if(d0)p.x+;d-=1+k;else d-=1; P0=p1;void CLine:LineTo(CDC *pDC,double x1,double y1)/重载函数LineTo(pDC,CP2(x1,y1);4、 实验结果程序运行时如所示图5-1结果图5-1点击绘图按钮是会出现如图5-2所示结果图5-2按左键绘图结果如图5-3图5-35、 实验收获计算机图形学是一种使用数学算法将二维