2023年计算机图形学实验报告新编

实验一直线与圆的绘制

（一）实验目的

掌握用Besenham法编程实现直线和圆的绘制。会编程绘制虚线、点划线和具

有一定宽度的直线。

（二）实验内容

用实现直线和圆的绘制

基本规定：

（1）数据输入项为：直线的起点与终点坐标，圆心坐标与半径

（2）直线与圆输出在中

附加规定：

（1）通过用户输入可改变直线的线型（实线、虚线与点划线）

（2）通过用户输入可改变直线的线宽（用方刷子解决）

（3）通过用户输入可改变直线和圆的颜色

（三）实验所用仪表及设备

使用实验室提供的PC机。使用VisualC++编程。

（四）实验环节

1.设计思绪

1）设计对话框类

2）设计菜单

3）设计CMydrawView类

数据成员

protected：

doublex0,y0,x1,yl,R;〃直线始点与终点、圆的半

径

intcx,cy；//圆的坐标；

成员函数

voidMybline();//直线中点Bresenham函数

voidCirclePoint(doublex,doubley)；/〃l分子画圆子

函数

voidMbcircle();〃圆中点Bresenham函数

4)程序代码

voidCMydrawView::Mybline()//中点Bresenham函数

(

SCCIientDCdc(this)；

(3COLORREFrgb=RGB(0,255,0);//定义直线颜色为蓝色

0doubIex,y,d,k,t：

x=x0;y=y0;

0

if(abs(xl-xO)<le-6)

(

if(yl<yO)

(

0t=y0;yO=yl;y1=t;

00)

0for(x=x0,y=y0;y<=y1；y++)

0de.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

else

{

0k=(yl-yO)/(xl-x0);d=0.5-k;

if(k>1)

00Sif(y1<y0)

St=yO;y0=y1;yl=t;

S00t=x0;x0=xl;x1=t：

m}

00d=l-0.5*k;

目for(x=xO/y=y0;y<=y1;y++)

00de.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb)；

团if(d>=O)

a0{

00X++;

0013d+=1—k;0

00}

13else

0{

0d+=1;

000}

S)

)

raf(0<=k&&k<=l)

喇

醛if(xO>xl)

0{

但00t=xO;x0=x1;xl=t;

团t=yO；y0=y1;yl=t；

TO}

Sd=0.5-k;

03Sfor(x=x0,y=yO;x<xl;x++)

SS(

dc.SetPixelfROUND(x),ROUND(y),rgb);

B0

0if(d<0)

0{

0y++;

国团d+=1—k;

00)

03团else

d-=k;

000)

团)

函if(k>=-l&&k<0)

朗

团团if(x0>xl)

000t=xO；xO=x1;xl=t;

励团t=yO；y0=y1;y1=t；

0)

0d=-O.5-k；

00for(x=x0zy=yO;x<xl;x++)

喇

团团；

dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y)zrgb)

00(3if(d>0)

00{

团y-;

0d—=l-k;

m)

由else

E0d-=-k;

000}

)

if(k<-l)

明

团if(yO<y1)

000{

团随t=y0;yO=yl;yl=t；

0t=x0;xO=xl；xl=t;

}

000d=-1-0.5—k;

团for(x=x0,y=y0;y>yl;y--)

m(

0dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

函if(d<0)

0图{

团团x++；

0003d-=l+k;

团)

团00eIse

目函d-=1;

0}

回}

)

)

voidCMydrawView::OnMenuitem32772()〃直线菜单函数

(

//TODO：Addyourcommandhandlercodehere

InputDIgdig；

if(dlg.DoModal()==IDOK)

0{

团x0=dlg.m_x0;

xl=dlg.m_x1;

国y0=d1g.m_y0；

0yl=dlg.m_yl；

0)

AfxGetMainWnd()->SetWindowText("基本图形扫描转换：Mybline");

//RedrawWindow();

0Mybline()；

voidCMydrawView：:Mbcirc1e()〃圆中点Bresenham函数

(

0doub1ex,y,d;

d=l.25—R;x=0;y=R;

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

(

但Circ1ePoint(x,y)；

团if(d<0)

图d+=2*x+3；

Seise

回{

0d+=2*(x—y)+5；

y-;

}

01

)

voidCMydrawView::CircIePoint(doub1ex,doubley)〃八分子画圆函数

(

CCIientDCdc(this)；

COLORREFrgb=RGB(0,0,255)；

Sdc.SetPixel(ROUND(x)+cx,ROUND(y)+cy,rgb);

dc.SetPixe1(ROUND(y)+cx,ROUND(x)+cy,rgb);

dc.SetPixel(-ROUND(y)+cxzROUND(x)+cy,rgb);

Sdc.SetPixe1(ROUNDfx)+cx,-ROUND(y)+cy,rgb);

0dc.SetPixel(-ROUND(x)+cxROUND(y)+cy,rgb);

dc.SetPixel(-ROUND(y)+cx,-ROUND(x)+cy,rgb);

dc.SetPixe1(ROUND(y)+cx,—ROUND(x)+cy,rgb);

dc.SetPixe1(—ROUND(x)+cx,ROUND(y)+cyjgb);

)

voidCMydrawView：:OnMENUITEMCircle()//圆菜单函数

(

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

circleDIgdig;

0if(dlg.DoModal()==lDOK)

0{

R=dIg.m_r;

0cx=dlg.m_ex;

cy=dlg.m_cy；

)

AfxGetMainWnd()->SetWindowText("基本图形扫描转换:Mbcirc1e");

Mbcircle();

)

voidCMydrawView::OnMENUITEMclear()〃清屏菜单函数

{

//TODO:Addyourcommandhand1ercodehere

SRedrawWindow();

}

5）运营结果

直线:

(五)思考题

如何修改程序使其适合于当直线斜率大于一或小于零时的情况？

答:分组讨论大于一和小于零的情况，分别计算机d的值，程序如下:

if(k>1)

。{oif(yl<yO)

a{<>t=yO；y0=y1;y1=t;

”=xO;xO=xl;x1=t?}

d=1-0.5*k;

。for(x=xO,y=yO;y<=y1;y++)

。(vdc.SetPixel(R0UND(x),ROUND(y),rgb);

。if(d>=0)

{flx++;

。。d+=l-k?®}

gelse

2{d+=1；0Jo)®)

if(k>=-l&&k<0)

。{if(x0>x1)

Ofijot=x0：xO=x1：xl=t;

qt=y0;y0=yl;yl=t；}

gd=-0.5-k：

。ofor(x=x0,y=y0;x<xl；x++)

{«dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

if(d>0)

。。o(j-=1-k;)

。。else

°°d-=-k;。｝)

“f(kv-1)

。。｛if(y0<yl)

。。｛t=y0;y0=yl;yl=t;

。t=x0;x0=xl;xl=t)

。d=-l-0.5-k;

。for(x=x0,y=y0;y>i：y—)

。皿。dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

。。if(d<0)

。。｛x++;

。ad-=l+k;o)

。else

00d-=1；o｝。｝

实验二图形的裁剪

一、实验目的

掌握用编码法裁剪二维线段及逐边裁剪算法裁剪多边形的编程方法，并实现之。

二、实验内容'

用编码法裁剪二维线段用逐边裁剪算法裁剪多边形

基本规定：(1)数据输入项为：裁剪窗口四条边坐标

对于编码法裁剪二维线段要输入线段的起点与终点x,y坐标。

对于逐边裁剪算法裁剪多边形要输入多边形的顶点数及各顶

点x,y坐标。

(2)裁剪前与裁剪后的结果输出在活动窗口中。

附加规定：对于裁剪多边形可由用户控制裁剪的边逐边裁剪。

三、实验所用仪表及设备

使用实验室提供的PC机。使用VisualC++编程。

四、实验环节

1.编码法裁剪二维线段

己知线段端点的区域码,就可以判断直线与裁剪窗口之间的关系。

1001彳10

0001J

0010

01000110

(1)假如两端点的编码均为0000,直线在窗口内。

(2)假如两端点的编码相与不为0000,表达直线在窗口外。

(3)否则对端点编码,根据从右到左(或从左到右)顺序判别编码位是否为1,拟定与窗

口求交的边界并求出交点，裁剪线段，将交点作为直线的新端点，反复以上(1)(2)环节。

例如上图直线：

a.左端点1的编码0101,右端点2的编码1010o

b.符合(3)，计算交点。

c.设从左端点开始，由于1号端点的编码为0101,从左边开始，第一位是1,所以与左

边界有交点,求交点3。

d.计算3号点的编码为0000o

e.3号点与2号点的关系仍符合(3)。

f.由于3号点的编码为0000,已在窗口内，再从右端2号点开始计算交点，由于2号

端点的编码为1010,从左边开始，第二位是1,所以与右边界有交点，求交点4,其编

码为1000。

g.3号点与4号点的关系仍符合(3)。

h.由于4号端点的编码为1000,从左边开始,第四位是1,所以与上边界有交点，求交

点5,其编码为0000。

i.3号点与5号点的关系符合(1),结束。

Cohen-SutherLand裁剪算法伪程序如下：

#defineLEFT1//0001,左

#defineRIGHT2//0010,右

#defineBOTTOM4//0100,下

#defineTOP8//I000,上

//已知端点坐标(x,y),求其所在区的编码odeo

2.设计思绪

a)设计菜单函数

直线菜单函数

裁剪菜单函数

b)设计绘画窗口

装载位图函数

定义画笔绘制窗口

定义画笔绘制直线

c)设计裁剪函数

d)设计端点编码函数

3.程序主代码

//MyCutView.cpp:imp1ementationoftheCMyCutViewclass

//

#include"stdafx.h"

#inc1ude"MyCut.h"

#include"MyCutDoc.h"

#inelude"MyCutView.h"

#defineROUND(a)int(a+0.5)

#ifdef_DEBUG

#definenewDEBUGNEW

#undcfTHIS_FILE

staticcharTHIS_HLE[]=_FILE_；

#endif

#defineLEFT1

#defineRIGHT2

#defineBOTTOM4

#defineTOP8

////////////////////////////////////////////////////III//////////////////////

//CMyCutView

IMPLEMENT.DYNCREATE(CMyCutView,CView)

BEGIN_MESSAGE_MAP(CMyCutView,CView)

//{(AFX_MSG_MAP(CMyCutView)

»ON_COMMAND(ID_MENUITEMdraw1ine,OnMENUITEMdraw1ine)

ON_COMMAND(ID_MENUITEMclip,OnMENUITEMclip)

ON_WM_LBUTTONDOWN()

ON_WM_MOUSEMOVE()

。//}}AFX_MSG_MAP

//Standardprintingcommands

ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT,CView：：OnFilePrint)

»ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_DIRECT,CView::OnFi1ePrint)

»ON_COMMAND(1D_FILE_PRINT_PREVIEW,CView：：OnFilePrintPreview)

END_MESSAGE_MAP()

/////////////////////////////num/muim///////////////////////////////

//CMyCutViewconstruction/destruction

CMyCutView:：CMyCutView()

(

//TOD0:addconstructioncodehere

wx1=200;wxr=850;wyb=200；wyt=450;

“n_attatch=FALSE;

m_i=0;

®m_draw=FALSE;

RC0=0;RCl=0;

)

CMyCutView::-CMyCutView()

{

)

OOLCMyCutView:：PreCreateWindow(CREATESTRUCT&cs)

(

。//TODO:ModifytheWindowclassorstylesherebymodifying

“/theCREATESTRUCTcs

returnCView::PreCreateWindow(cs)；

)

////Illi/〃/〃/〃/〃〃〃/〃/〃///〃/〃〃〃〃〃/〃/〃///////////////////HUH

//CMyCutViewdrawing

voidCMyCutView::OnDraw(CDC*pDC)

(

CMyCutDoc*pDoc=GetDocument()；

«ASSERT_VALID(pDoc)；

。〃TOD0:adddrawcodefornativedatahere

//装载位图

oCRectRect；

GetC11611证(：1(&1^。0;〃获得客户区的大小

«>CBitmapBitmap,*pBitmap;

^Bitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1);。

CDCMemDC;

oMemDC.CreateCompatibleDC(GetDC());

叩Bitmap=MemDC.Select0bject(&Bitmap):

MemDC.BitBlt(O,O,Rect.Width(),Rect.Height(),&Picture,0,0,SRCCOPY);。

MemDC.TextOut((wxl+wxr)/2,wyb-20J窗口)〃窗口标题

。//绘制窗口和直线

CPenPen3,*pO1dPen3;//定义3个像素宽度的画笔

®Pen3.CreatePen(PS_SOLID,3,RGB(0,0,0));

pOldPen3=MemDC.Se1ectObject(&Pen3);

®MemDC.MoveTo(wx1,wyt)；MemDC.LineTo(wxr,wyt);

McmDC.LineTo(wxr,wyb)；McmDC.LincTo(wxl,wyb)；

oMemDC.LineTo(wxl,wyt);McmDC.Se1ec10bject(pO1dPen3)；

Pen3.DeleteObject();

CPenPenl,*pOIdPenl;〃定义1个像素宽度的画笔

oPenl.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));

pOldPenl=MemDC.SelectObject(&Pen1);

◎if(m_i>=1)

(

emDC.MoveTo(ROUND(Pointx[0]),ROUND(Pointy[0]))：

ooMemDC.LineTo(ROUND(Pointx[1]),ROUND(Pointy[l]))；。

)

oMemDC.Se1ectObject(pOldPen1)；

Pen1.DeleteObject。;。

«CDC*dc=GetDC()；

dc->BitBlt(0,0,Rect.Width。,Rect.Height(),&MemDC,0,0,SRCCOPY);

oMemDC.Selec(Object(pBitmap)；

}

//////////////////////////////////////////////////〃/////〃/〃/〃/〃〃/////〃

//CMyCutViewprinting

BOOLCMyCutView::OnPreparePrinting(CPrintinfo*pInfo)

<>//defaultpreparation

rctumDoPreparePrinting(plnfo);

)

voidCMyCutView：:OnBeginPrinting(CDC*/*pDC*/,CPrintlnfo*/*plnfo*/)

{

//TODO:addextrainitializationbeforeprinting

)

voidCMyCutView::OnEndPrinting(CDC*/*pDC*/,CPrintlnfo*/*plnfo*/)

{

//TODO:addcleanupafterprinting

)

///////////////III///////////////////////////Hllllllllllllllllllllll////////

//CMyCutViewdiagnostics

#ifdef_DEBUG

voidCMyCutView:：AssertValid()const

(

»CView::AssertValid()；

)

voidCMyCutView::Dump(CDumpContext&de)const

®CView：:Dump(dc);

)

CMyCutDoc*CMyCutView::GetDocumcnt()//non-dcbugversionisin1ine

(

ASSERT(m_pDocument->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CMyCutDoc)));

«return(CMyCutDoc*)m_pDocument;

)

#endif//.DEBUG

111/1//〃/〃/〃〃//////////////IIHU//////////////////////////////〃////////

//CMyCutViewmessagehandlers

voidCMyCutView：：OnMENUITEMdrawline()

(

//TODO:Addyourcommandhand1ercodehere

if(FALSE==m_attatch)

(

^Picture,CreateCompatib1eDC(GetDC());

oCBitmap*Bitmap,*pBitmap；

aBitmap=newCBitmap；

。//Bitmap—>LoadBitmap(IDB_BITMAPl);

8PBitmap=Picture.SelectObject(Bitinap);

®m_attatch=TRUE;

)

m_draw=TRUE;

®m_i=0;

olnvalidate(FALSE);

◎AfxGetMainWnd()->SetWindowText(MCohen-Sutherland直线裁剪算法")；〃显示标题

oMessageBox("请使用鼠标在屏幕上绘制直线，然后点击裁剪按钮进行裁剪“，“提醒”,MB_OKCANC

EL);

。｝

voidCMyCutView::OnMENUITEMclip()//裁剪菜单函数

(

。〃TODO:Addyourcommandhandlercodehere

Cut()；

Inva1idate(FALSE);

I

voidCMyCutView：:OnLButtonDown(UINTnFlags,CPointpoint)

(

“/TOD0：Addyourmessagehand1ercodehereand/orca1Idefau1t

0

Af(TRUE==m_draw)

if(m_i<2)

Pointx[m_i]=point.x；Pointy[m_i]=point.y;

。，m_i++;

°}

)

«CView::OnLButtonDown(nF1ags,point);

)

voidCMyCutView：:OnMouseMove(UINTnFlags,CPointpoint)

{

//TODO:Addyourmessagehandlercodehereand/orca11default

if(TRUE==m_draw)

。if(m_i<2)

{

。Pointx[m_i]=point.x;Pointy[m_i]=point.y;

oginva1idate(FALSE);

力

)

^CView：:OnMouseMove(nFlags,point);

voidCMyCutView：：Cut()

BOOLChange；

«doub1ex,y;

oRC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);

RC1=EnCode(Pointx[l],Pointy[1]);

while(TRUE)

。｛

。Change=FALSE;

if(0==(RCO|RC1))

。｛〃简取之

areturn；

00j

-elseif(0!=(RC0&RC1))

｛〃简弃之

return;

)

eIse

if（O==RC0）//假如PO点在窗口内，互换PO和Pl,保证pO点在窗口外

〃互换点的坐标值

。doubleTPointx,TPointy;

®TPointx=Pointx[0];TPointy=Pointy[0];

。oPointx[0]=Pointx[l];Pointy[0]=Pointy[1];

wPointx[l]=TPointx：Pointy[l]=TPointy;

。。。//互换点的编码值

。unsignedintTRC;

。TRC=RC0;RCO=RC1;RC1=TRC;

O0)

。〃按左、右、下、上的顺序裁剪

gif(RC0&LEFT)〃P0点位于窗口的左侧

0»(

8x=wx1;〃求交点y

。y=Pointy[O]+(Pointy[l]-Pointy[0])*(x-Pointx[0])/(Pointx[1]-Pointx[0]);

。ePointx[0]=x;Pointy[O]=y;

。Change=TRUE;

«ORC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RCl=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]);

0}g

-if(RC0&RIGHT)//PO点位于窗口的右侧

ggx=wxr;〃求交点y

。。y=Pointy[0]+(Pointy[1]-Pointy[0])*(x-Pointx[0])/(Pointx[l]-Pointx[0]);

ePointx[0]=x;Pointy[0]=y;

。。Change=TRUE;

oRC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[01);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1])；

j8

。oif(RCO&BOTTOM)〃P0点位于窗口的下侧

0(

8oy=wyb:〃求交点