当前位置:文档之家› 图形学实验报告直线段的裁剪算法

图形学实验报告直线段的裁剪算法

图形学实验报告直线段的裁剪算法
图形学实验报告直线段的裁剪算法

实验报告

Experimentation Report of Taiyuan teachers College

报告内容

一、实验目的四、实验方法

二、实验原理五、实验记录及数据处理

三、实验仪器及材料六、误差分析及讨论

系部计算机系年级三年级课程图形学

姓名同组者日期

项目直线段的裁剪算法

一、实验目的:

1.熟悉图形裁剪的基本知识

2.掌握Cohen-Sutherland 直线裁剪算法

二、实验内容:

在矩形窗口的裁剪算法中,考虑到构成图形的基本元素就是线段,曲线可看成是有很多小线段逼近而成的,因此,讨论线段的裁剪算法更为实用,即Cohen-Sutherland裁剪算法。

Cohen-Sutherland裁剪算法具体思路如下。

任意平面线段和矩形窗口的位置关系只会有如下3种:

(1)完全落在窗口内。

(2)完全落在窗口外。

(3)部分落在窗口内,部分落在窗口外。

要想判断线段和窗口的位置关系,只要找到线段的两端点相对于矩形窗口的位置即可,

线段的两端点相对于矩形窗口的位置可能会有如下几种情况:

(1)线段的两个端点均在窗口内,这时线段全部落在窗口内,完全可见,应予以保留。

(2)线段的两个端点均在窗口边界线外同侧,这时线段全部落在窗口外,完全不可见,应予以舍弃。

(3)线段的一个端点在窗口内,另一个端点在窗口外,这时线段部分可见,应求出线段与窗口边界线的交点,从而得到线段在窗口内的可见部分。

(4)线段的两个端点均不在窗口内,但不处于窗口边界线外同侧,这时有可能线段是部分可见的,也可能是完全不可见的。

Cohen-Sutherland裁剪算法就是按照上述思路来对线段进行裁剪的,只是在线段的两端点相对于矩形窗口的位置上,巧妙地运用了编码的思想。

首先,延长窗口的四条边界线,将平面划分成9个区域,然后,用四位二进制数C3C2C1C0对这9个区域进行编码,编码规则如下:

第0位C0:当线段的端点在窗口的左边界之左时,该位编码为1,否则,该位编码为0。

第1位C1:当线段的端点在窗口的右边界之右时,该位编码为1,否则,该位编码为0。

第2位C2:当线段的端点在窗口的下边界之下时,该位编码为1,否则,该位编码为0。

第3位C3:当线段的端点在窗口的上边界之上时,该位编码为1,否则,该位编码为0。

于是算法步骤可描述如下:

步骤1:根据上述编码规则,对线段的两个端点进行编码。

步骤2:根据线段的两端点编码判断线段相对于窗口的位置关系,从而决定对线段如何剪取。

(1)两端点编码全为0000时,说明线段完全位于窗口内,是完全可见的,于是显示此线段。

(2)两端点编码逐位逻辑与不为0时,说明线段的两个端点位于窗口外同侧,即此线段完全位于窗口外,是完全不可见的,于是全部舍弃,不显示此线段。(3)两端点编码逐位逻辑与为0时,说明此线段或者部分可见,或者完全不可见。此时需要计算出线段与窗口某一边界线或边界线的延长线的交点,若交点在窗口边界线的延长线上,则说明该线段完全位于窗口外,不予以显示;若交点在窗口边界线上,则对以其中一个交点为分割点的两端线段,再分别对其端点进行编码,并按照上述(1)和(2)所示的方法进行测试,从而舍弃完全位于窗口外的一段线段,保留并显示完全位于窗口内的一段线段。

三、实验代码:

Cohen-SutherLand实现裁剪直线的两个关键函数

//计算点 x,y的编码

void CCohenSutherLandView::CompOutCode(float x,float y,CRect*

rect,OutCode* outCode)

{

outCode->all = 0;

outCode->top = outCode->bottom =0;

if (y < rect->top)

{

outCode->top = 1;

outCode->all += 1;

}

else if (y > rect->bottom)

{

outCode->bottom = 1;

outCode->all += 1;

}

outCode->right = outCode->left = 0;

if (x > rect->right)

{

outCode->right = 1;

outCode->all += 1;

}

else if(x < rect->left)

{

outCode->left = 1;

outCode->all += 1;

}

}

//Cohen-SutherLand线段裁剪算法

void CCohenSutherLandView::CohenSutherLineClip(CDC* pDC,float x0,float y0,float x1,float y1, CRect* rect)

{

BOOL accept,done;

OutCode outCode0,outCode1;

OutCode *outCodeOut;

float x,y;

accept = FALSE;

done = FALSE;

CompOutCode(x0,y0,rect,&outCode0);

CompOutCode(x1,y1,rect,&outCode1);

do

{

if (outCode0.all == 0 && outCode1.all == 0) //完全可见

{

accept = TRUE;

done = TRUE;

}

else if ((outCode0.all & outCode1.all) != 0) //显然可见

{

done = TRUE;

}

else //进行求交测试

{

if (outCode0.all != 0)

{

outCodeOut = &outCode0;

}

else

{

outCodeOut = &outCode1;

}

if (outCodeOut->left)

{

y = y0 + (y1 - y0) * (rect->left - x0) / (x1 - x0); //线段与窗口左边求交

x = (float)rect->left;

}

else if (outCodeOut->top)

{

x = x0 + (x1 - x0) * (rect->right - y0) / (y1 - y0); //线段与窗口上边求交

y = (float) rect->top;

}

else if (outCodeOut->right)

{

y = y0 + (y1 - x0) * (rect->right - x0) / (x1 - x0); //线段与窗口右边求交

x = (float)rect->right;

}

else if (outCodeOut->bottom)

{

x = x0 + (x1 - x0) * (rect->bottom - x0) / (y1 - y0); //线段与窗口下边求交

y = (float)rect->bottom;

}

if (outCodeOut ->all == outCode0.all)

{

x0 = x; //以交点为界,将线段位于窗口所在的直线的外侧的部分丢弃

y0 = y; //剩下的继续

CompOutCode(x0,y0,rect,&outCode0);

}

else

{

x1 = x;

y1 = y;

CompOutCode(x1,y1,rect,&outCode1);

}

}

} while(!done);

if (accept)

{

pDC->MoveTo(int(x0),int(y0));

pDC->LineTo(int(x1),int(y1));

}

}

四、实验总结

通过本次实验了解到Cohen-Sutherland 直线裁剪算法特点是用编码方法可快速判断完全可见或完全不可见的线段,因此特别适合窗口特别大或者窗口特别小的情形。在编写本算法时,一开始总是有些图形可以运行,有些图形不能运行,后来经过不断完善,最后克服了此缺陷。

图形学实验报告

计 算 机 图 形 学 实验指导书 学号:1441901105 姓名:谢卉

实验一:图形的几何变换 实验学时:4学时 实验类型:验证 实验要求:必修 一、实验目的 二维图形的平移、缩放、旋转和投影变换(投影变换可在实验三中实现)等是最基本的图形变换,被广泛用于计算机图形学的各种应用程序中,本实验通过算法分析以及程序设计实验二维的图形变换,以了解变换实现的方法。如可能也可进行裁剪设计。 二、实验内容 掌握平移、缩放、旋转变换的基本原理,理解线段裁剪的算法原理,并通过程序设计实现上述变换。建议采用VC++实现OpenGL程序设计。 三、实验原理、方法和手段 1.图形的平移 在屏幕上显示一个人或其它物体(如图1所示),用交互操作方式使其在屏幕上沿水平和垂直方向移动Tx和Ty,则有 x’=x+Tx y’=y+Ty 其中:x与y为变换前图形中某一点的坐标,x’和y’为变换后图形中该点的坐标。其交互方式可先定义键值,然后操作功能键使其移动。 2.图形的缩放 在屏幕上显示一个帆船(使它生成在右下方),使其相对于屏幕坐标原点缩小s倍(即x方向和y方向均缩小s倍)。则有: x’=x*s y’=y*s 注意:有时图形缩放并不一定相对于原点,而是事先确定一个参考位置。一般情况下,参考点在图形的左下角或中心。设参考点坐标为xf、yf则有变换公式x’=x*Sx+xf*(1-Sx)=xf+(x-xf)*Sx y’=y*Sy+yf*(1-Sy)=yf+(y-yf)*Sy 式中的x与y为变换前图形中某一点的坐标,x’和y’为变换后图形中该点的坐标。当Sx>1和Sy>1时为放大倍数,Sx<1和Sy<1时为缩小倍数(但Sx和Sy

计算机图形学实验报告

《计算机图形学》实验报告姓名:郭子玉 学号:2012211632 班级:计算机12-2班 实验地点:逸夫楼507 实验时间:15.04.10 15.04.17

实验一 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 实验平台:Experiment_Frame_One (自制平台) 3 实验结果 3.1 程序流程图 (1)DDA 算法 是 否 否 是 是 开始 计算k ,b K<=1 x=x+1;y=y+k; 绘点 x<=X1 y<=Y1 绘点 y=y+1;x=x+1/k; 结束

(2)Mid_Bresenham 算法 是 否 否 是 是 是 否 是 否 开始 计算dx,dy dx>dy D=dx-2*dy 绘点 D<0 y=y+1;D = D + 2*dx - 2*dy; x=x+1; D = D - 2*dy; x=x+1; x

3.2程序代码 //-------------------------算法实现------------------------------// //绘制像素的函数DrawPixel(x, y); (1)DDA算法 void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) { //----------请实现DDA算法------------// float k, b; float d; k = float(Y1 - Y0)/float(X1 - X0); b = float(X1*Y0 - X0*Y1)/float(X1 - X0); if(fabs(k)<= 1) { if(X0 > X1) { int temp = X0; X0 = X1; X1 = temp; }

直线段的裁剪

实验:直线段的裁剪 姓名:龙泽学号:20141090068 指导教师:吴昊 实验内容:采用Liang-Barsky算法对直线段进行裁剪。 实验设计:本次实验采用的是Liang-Barsky算法,根据这个算法需先定义直线段的起点坐标(x1,y1),终点坐标(x2,y2),以及裁剪框(矩形)的左边界(wxl),右边界(wxr),上边界(wyt),下边界(wyb),如void Line_Clipping(float x1, float y1, float x2, float y2,float Wxl,float Wxr,float Wyt,float Wyb),再结合鼠标mouse函数,实现点击鼠标左键显示矩形框和待裁剪的直线段,点击鼠标右键进行裁剪并显示裁剪过后的直线段,最终显示出来。 由于在Line_Clipping函数下用到了line函数,所以我在上面定义了个line 函数来绘制直线段(绘制直线段所采用的算法为Bresenham算法)。 程序代码: #include #include //初始化OpenGL场景 void myinit (void) { glClearColor (1, 1,1, 0); //将背景置成白色 glMatrixMode(GL_PROJECTION); gluOrtho2D(0,500,0,500); //设置投影变换,使用正交投影 } void setPixel(int x, int y)//在指定位置(x,y)绘制点图元 { glBegin (GL_POINTS);

glVertex2i(x,y);//绘制点的坐标 glEnd ( ); } // 绘制直线的方法 void line (int x1,int y1,int x2,int y2)//输入线段的两个端点坐标和画线颜色 { int x,y,dx,dy,s1,s2,p,temp,interchange,i; x=x1; y=y1;//设置象素坐标初值 dx=abs(x2-x1); dy=abs(y2-y1);//分别计算之间的差值 if(x2>x1) s1=1; else s1=-1; if(y2>y1) s2=1; else s2=-1; //判断起点和终点的位置,以确定是该加一个单位还是该减一个单位 if(dy>dx)//y方向增长快,将总步数设为y2-y1,每一步的y值为:y=y+1 { temp=dx;

计算机图形学裁剪算法详解

裁剪算法详解 在使用计算机处理图形信息时,计算机部存储的图形往往比较大,而屏幕显示的只是图的一部分。因此需要确定图形中哪些部分落在显示区之,哪些落在显示区之外,以便只显示落在显示区的那部分图形。这个选择过程称为裁剪。最简单的裁剪方法是把各种图形扫描转换为点之后,再判断各点是否在窗。但那样太费时,一般不可取。这是因为有些图形组成部分全部在窗口外,可以完全排除,不必进行扫描转换。所以一般采用先裁剪再扫描转换的方法。 (a)裁剪前 (b) 裁剪后 图1.1 多边形裁剪 1直线段裁剪 直线段裁剪算法比较简单,但非常重要,是复杂图元裁剪的基础。因为复杂的曲线可以通过折线段来近似,从而裁剪问题也可以化为直线段的裁剪问题。常

用的线段裁剪方法有三种:Cohen-Sutherland,中点分割算法和梁友栋-barskey 算法。 1.1 Cohen-Sutherland裁剪 该算法的思想是:对于每条线段P1P2分为三种情况处理。(1)若P1P2完全在窗口,则显示该线段P1P2简称“取”之。(2)若P1P2明显在窗口外,则丢弃该线段,简称“弃”之。(3)若线段既不满足“取”的条件,也不满足“弃”的条件,则在交点处把线段分为两段。其中一段完全在窗口外,可弃之。然后对另一段重复上述处理。 为使计算机能够快速判断一条直线段与窗口属何种关系,采用如下编码方法。延长窗口的边,将二维平面分成九个区域。每个区域赋予4位编码CtCbCrCl.其中各位编码的定义如下:

图1.2 多边形裁剪区域编码图5.3线段裁剪 裁剪一条线段时,先求出P1P2所在的区号code1,code2。若code1=0,且code2=0,则线段P1P2在窗口,应取之。若按位与运算code1&code2≠0,则说明两个端点同在窗口的上方、下方、左方或右方。可判断线段完全在窗口外,可弃之。否则,按第三种情况处理。求出线段与窗口某边的交点,在交点处把线段一分为二,其中必有一段在窗口外,可弃之。在对另一段重复上述处理。在实现本算法时,不必把线段与每条窗口边界依次求交,只要按顺序检测到端点的编码不为0,才把线段与对应的窗口边界求交。 Cohen-Sutherland裁减算法 #define LEFT 1 #define RIGHT 2 #define BOTTOM 4

计算机图形学实验报告 (2)

中南大学信息科学与工程学院 实验报告实验名称 实验地点科技楼四楼 实验日期2014年6月 指导教师 学生班级 学生姓名 学生学号 提交日期2014年6月

实验一Window图形编程基础 一、实验类型:验证型实验 二、实验目的 1、熟练使用实验主要开发平台VC6.0; 2、掌握如何在编译平台下编辑、编译、连接和运行一个简单的Windows图形应用程序; 3、掌握Window图形编程的基本方法; 4、学会使用基本绘图函数和Window GDI对象; 三、实验内容 创建基于MFC的Single Document应用程序(Win32应用程序也可,同学们可根据自己的喜好决定),程序可以实现以下要求: 1、用户可以通过菜单选择绘图颜色; 2、用户点击菜单选择绘图形状时,能在视图中绘制指定形状的图形; 四、实验要求与指导 1、建立名为“颜色”的菜单,该菜单下有四个菜单项:红、绿、蓝、黄。用户通过点击不同的菜单项,可以选择不同的颜色进行绘图。 2、建立名为“绘图”的菜单,该菜单下有三个菜单项:直线、曲线、矩形 其中“曲线”项有级联菜单,包括:圆、椭圆。 3、用户通过点击“绘图”中不同的菜单项,弹出对话框,让用户输入绘图位置,在指定位置进行绘图。

五、实验结果: 六、实验主要代码 1、画直线:CClientDC *m_pDC;再在OnDraw函数里给变量初始化m_pDC=new CClientDC(this); 在OnDraw函数中添加: m_pDC=new CClientDC(this); m_pDC->MoveTo(10,10); m_pDC->LineTo(100,100); m_pDC->SetPixel(100,200,RGB(0,0,0)); m_pDC->TextOut(100,100); 2、画圆: void CMyCG::LineDDA2(int xa, int ya, int xb, int yb, CDC *pDC) { int dx = xb - xa; int dy = yb - ya; int Steps, k; float xIncrement,yIncrement; float x = xa,y= ya; if(abs(dx)>abs(dy))

计算机图形学裁剪

《计算机图形学》实验报告 学院:理学院专业:信息与计算科学班级:姓名学号指导教师实验时间 4. 实验地点计算机实验室成绩实验项目名称裁剪 实 验 环 境 VC++ 6.0 实 验内容 (1)理解直线裁剪的原理(Cohen-Surtherland算法、梁友栋算法) (2)利用VC+OpenGL实现直线的编码裁剪算法,在屏幕上用一个封闭矩形裁剪任意一条直线。 (3)调试、编译、修改程序。 实验原理编码裁剪算法的主要思想是:对于每条线段,分为三种情况处理。(1)若线段完全在窗口之内,则显示该线段,称为“取”;(2)若线段明显在窗口之外,则丢弃该线段,称为“弃”;(3)若线段既不满足“取”的条件,也不满足“舍”的条件,则把线段分割为两段。其中一段完全在窗口之外,可弃之;对另一段则重复上述处理 实验过程#include #include #include #define LEFT_EDGE 1 #define RIGHT_EDGE 2 #define BOTTOM_EDGE 4 #define TOP_EDGE 8 void LineGL(int x0,int y0,int x1, int y1) { glBegin(GL_LINES); glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); glVertex2f(x0,y0); glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); glVertex2f(x1,y1); glEnd();

} struct Rectangle { float xmin,xmax,ymin,ymax; }; Rectangle rect; int x0,y0,x1,y1; int CompCode(int x,int y,Rectangle rect) { int code=0x00; if(yrect.ymax) code=code|8; if(x>rect.xmax) code=code|2; if(x

图形学实验报告

山东建筑大学测绘地理信息学院 实验报告 (2016—2017学年第一学期) 课程:计算机图形学 专业:地理信息科学 班级:地信141 学生姓名:王俊凝 学号:20140113010 指

实验一直线生成算法设计 一、实验目的 掌握基本图形元素直线的生成算法,利用编程语言C分别实现直线和圆的绘制算法。 二、实验任务 在TurboC环境下开发出绘制直线和圆的程序。 三、实验仪器设备 计算机。 四、实验方法与步骤 1 运行TurboC编程环境。 2 编写Bresenham直线绘制算法的函数并进行测试。 3 编写中点圆绘制算法的函数并进行测试。 4 增加函数参数,实现直线颜色的设置。 提示: 1. 编程时可分别针对直线和圆的绘制算法,设计相应的函数,例如void drawline(…)和void drawcircle(…),直线的两个端点可作为drawline的参数,圆的圆心和半径可作为drawcircle的参数。 2. 使用C语言编写一个结构体类型用来表示一个点,结构体由两个成员构成,x和y。这样,在向函数传入参数时,可使用两个点类型来传参。定义方法为:

typedef struct{ int x; int y; }pt2; 此处,pt2就是定义的一个新的结构体数据类型,之后就可用pt2来定义其他变量,具体用法见程序模板。 3. 在main函数中,分别调用以上函数,并传入不同的参数,实现对直线的绘制。 4. 线的颜色也可作为参数传入,参数可采用TurboC语言中的预设颜色值,具体参见TurboC图形函数。 五、注意事项 1 代码要求正确运行,直线和圆的位置应当为参数,实现可配置。 2 程序提交.c源文件,函数前和关键代码中增加注释。 程序模板 #include #include typedef struct{ int x; int y; }pt2; /*declare your drawing functions.*/ void drawline(pt2 startpt,pt2 endpt,int color); void drawcircle(pt2 centerpt,int radius,int color); void circlePlotPoints(pt2 centerpt,int x,int y,int color); int main() { int color,radius;

计算机图形学实验报告

目录

实验一直线的DDA算法 一、【实验目的】 1.掌握DDA算法的基本原理。 2.掌握DDA直线扫描转换算法。 3.深入了解直线扫描转换的编程思想。 二、【实验内容】 1.利用DDA的算法原理,编程实现对直线的扫描转换。 2.加强对DDA算法的理解和掌握。 三、【测试数据及其结果】 四、【实验源代码】 #include

#include #include #include GLsizei winWidth=500; GLsizei winHeight=500; void Initial(void) { glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); glMatrixMode(GL_PROJECTION); gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0); } void DDALine(int x0,int y0,int x1,int y1) { glColor3f(1.0,0.0,0.0); int dx,dy,epsl,k; float x,y,xIncre,yIncre; dx=x1-x0; dy=y1-y0; x=x0; y=y0; if(abs(dx)>abs(dy)) epsl=abs(dx); else epsl=abs(dy); xIncre=(float)dx/(float)epsl; yIncre=(float)dy/(float)epsl; for(k=0;k<=epsl;k++) { glPointSize(3); glBegin(GL_POINTS); glV ertex2i(int(x+0.5),(int)(y+0.5)); glEnd(); x+=xIncre; y+=yIncre; } } void Display(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); DDALine(100,100,200,180); glFlush(); }

计算机图形学实验报告

《计算机图形学》 实验报告 学号:0908610211 姓名:宋雪英 班级:计算机0961 项目: 1.利用其它两种画直线方法实现放大10陪显示方法,交互式画直线,预先定义直线段的起止端点,每点击一次鼠标左键,画出直线上的一点,直到终点为止。 2.利用方形、线性两种画刷来绘制圆和椭圆。 3.实现交互式二维图形的放缩,旋转和对称变换 2012年12月25日

基本图形的生成技术 一、实验目的 在一个图形系统中,基本图形(也称为图元、图素等)的生成技术是最基本的,任何复杂的图形都是由基本图形组成的,基本图形生成的质量直接影响该图形系统绘图的质量。所以,需要设计出精确的基本图形生成算法,以确保图形系统绘图的精确性。本次实验的目的就是利用Bresenham 算法和中心画线法两种画直线方法实现放大10陪显示方法,交互式画直线,预先定义直线段的起止端点,每点击一次鼠标左键,画出直线上的一点,直到终点为止。利用方形、线性两种画刷来绘制圆和椭圆。实现交互式二维图形的放缩,旋转和对称变换。 二、实验任务 1.利用其它两种画直线方法实现放大10陪显示方法,交互式画直线,预先定义直线段的起止端点,每点击一次鼠标左键,画出直线上的一点,直到终点为止。 2.利用方形、线性两种画刷来绘制圆和椭圆。 3.实现交互式二维图形的放缩,旋转和对称变换。 三、画直线的实验内容 任务一:利用其它两种画直线方法实现放大10陪显示方法交互式画直线,预先定义直线段的起止端点,每点击一次鼠标左键,画出直线上的一点,直到终点为止。 1、设计思路 第一步:建立DDAMouseLine工程文件; 第二步:向视图类中添加自定义的成员变量 用鼠标右键单击视图类,选择“Add Member Variable…”,添加下面三个成员变量。 proctected : CPoint m_p1; //起点 CPoint m_p2; //起点 CPoint m_p; //点击鼠标时点的取值 第三步:向视图类中添加自定义的成员函数原型:

计算机图形学实验报告

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 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:如错误!未找到引用源。所示 ?设置:通过view->setting菜单进入,如错误!未找到引 用源。所示 ?输入:通过view->input…菜单进入.如错误!未找到引用 源。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_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,y0 ↓ dx=x1-x0,dy=y1-y0; _________↓_________ ↓↓ 若|dx|>|dy| 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_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x0>x1 反之 x=x1;x1=x0;x0=x; x=x0;

线段裁剪算法

计算机图形学 实验报告 实验(四) 实验题目:线段裁剪算法 指导老师:吴颖斌 专业:数字媒体技术 班级: 1306班 姓名: xx(20131006xx) 2014年 11月19日

一、实验类型 验证性。 二、实验目的和要求 目的:编写线段裁剪算法程序,验证算法的正确性。 要求:编写Cohen-Sutherland直线剪裁算法程序,编译、调试,查看运行结果。 三、实验中用到的硬件设备及软件环境 Microsoft Visual C++ 6.0和PC机 四、实验主要程序代码 Cohen-Sutherland直线剪裁算法 (1)主要步骤和代码: 步骤1:创建Code_Clip工程文件; 步骤2:在主程序的程序头部定义符号常量(鼠标双击“CCode_ClipView”,添 加至 “class CCode_ClipView : public …………”之前) #define LEFT 1 #define RIGHT 2 #define BOTTOM 4 #define TOP 8 步骤3:定义成员变量和成员函数(鼠标双击“CCode_ClipView”,添加至“class CCode_ClipView : public …………”之内)) int WT; int WB; int WR; int WL; 步骤4:在构造函数中为窗口边界变量赋初值 CCode_ClipView::CCode_ClipView() { // TODO: add construction code here WL=100;WR=400;WB=100;WT=300; } 步骤5:编写成员函数程序(在“CCode_ClipView”单击鼠标右键-->Add member function……) void CCode_ClipView::encode(int x, int y, int *code) {

直线裁剪算法研究(Cohen-Sutherland算法和Liang-Barsky算法)

直线裁剪算法研究 摘要:直线裁剪是计算机图形学中的一个重要技术,在对常见的直经线裁剪的算法分析的基础上,针对Cohen-Sutherland算法和Liang-Barsky算法进行了分析研究。并对两种算法了计算直线与窗口边界的交点时,进行了有效有比较。 关键词:裁剪;算法;Cohen-Sutherland;Liang-Barsky; 1 引言 直线是图形系统中使用最多的一个基本元素。所以对于直线段的裁剪算法是被研究最深入的一类算法,目前在矩形窗口的直线裁剪算法中,出现了许多有效的算法。其中比较著名的有:Cohen-Sutherland算法、中点分割算法、Liang-Ba rsky算法、Sobkow-Pospisil-Yang算法,及Nicholl-Lee-Ncholl算法等。 2 直线裁剪的基本原理 图1所示的为直线与窗口边界之间可能出现的几种关系。可以通过检查直线的两个端点是否在窗口之内确定如何对此直线裁剪。如果一直线的两个端点均在窗口边界之内(如图1中P5到P6的直线),则此直线应保留。如果一条直线的一个端点在窗口外(如P9)另一个点在窗口内(如P10),则应从直线与边界的交点(P9)处裁剪掉边界之外的线段。如果直线的两个端点均在边界外,则可分为两种情况:一种情况是该直线全部在窗口之外;另一种情况是直线穿过两个窗口边界。图中从P3到P4的直线属于前一种情况,应全部裁剪掉;从P7到P8的直线属于后一种情况,应保留P7到P8的线段,其余部分均裁剪掉。 图1直线相对干窗口边界的栽剪 直线裁剪算法应首先确定哪些直线全部保留或全部裁剪,剩下的即为部分裁剪的直线。对于部分裁剪的直线则首先要求出这些直线与窗口边界的交点,把从交点开始在边界外的部分裁剪掉。一个复杂的画面中可能包含有几千条直线,为了提高算法效率,加快裁剪速度,应当采用计算量较小的算法求直线与窗口边界的交点。

梁友栋-Barsky直线裁剪算法计算机图形学课程设计

河南理工大学 万方科技学院 课程设计报告 2011 — 2012学年第二学期 课程名称计算机图形学 设计题目计算机图形学基本算法 演示系统设计 学生姓名 学号 专业班级网络11升—1班 指导教师徐文鹏 2012 年5 月28 日

目录 第1章设计内容与要求 (1) 1.1 总体目标和要求 (1) 1.2内容与要求 (1) 1.2.1 直线的生成 (1) 1.2.2 圆弧的生成 (1) 1.2.3 线段裁剪 (2) 1.2.4 多边形裁剪 (2) 1.2.5 综合 (2) 第2章总体设计 (3) 2.1 Bresenham算法画直线 (3) 2.1.1 Bresenham算法画直线理论基础 (3) 2.1.2 Bresenham算法画直线原理 (3) 2.2 Bresenham算法画圆 (4) 2.2.1 Bresenham算法画圆理论基础 (4) 2.2.2 Bresenham算法画圆原理 (5) 2.3 梁友栋-Barsky算法进行线段裁剪 (6) 2.3.1梁友栋-Barsky算法进行线段裁剪基本原理 (6) 2.4 Sutherland-Hodgman算法进行多边形裁剪 (8) 2.4.1 Sutherland—Hodgman多边形裁剪算法思想 (8) 2.4.2 点在边界内侧的判断方法 (8) 2.4.4 Sutherland-Hodgeman多边形裁剪算法特点 (8) 第3章详细设计 (9) 3.1 Bresenham算法画直线 (9) 3.1.1 Bresenham 算法画线算法具体实现过程 (9) 3.2 Bresenham算法画圆 (9) 3.2.1 Bresenham 算法画圆核心代码 (9)

计算机图形学实验报告

计算机图形学 实验报告 学号:20072115 姓名: 班级:计算机 2班 指导老师:何太军 2010.6.19

实验一、Windows 图形程序设计基础 1、实验目的 1)学习理解Win32 应用程序设计的基本知识(SDK 编程); 2)掌握Win32 应用程序的基本结构(消息循环与消息处理等); 3)学习使用VC++编写Win32 Application 的方法。 4)学习MFC 类库的概念与结构; 5)学习使用VC++编写Win32 应用的方法(单文档、多文档、对话框); 6)学习使用MFC 的图形编程。 2、实验内容 1)使用WindowsAPI 编写一个简单的Win32 程序,调用绘图API 函数绘制若干图形。(可选任务) 2 )使用MFC AppWizard 建立一个SDI 程序,窗口内显示"Hello,This is my first SDI Application"。(必选任务) 3)利用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序,在文档视口内绘制基本图形(直线、圆、椭圆、矩形、多边形、曲线、圆弧、椭圆弧、填充、文字等),练习图形属性的编程(修改线型、线宽、颜色、填充样式、文字样式等)。定义图形数据结构Point\Line\Circle 等保存一些简单图形数据(在文档类中),并在视图类OnDraw 中绘制。 3、实验过程

1)使用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序,选择单文档; 2)在View类的OnDraw()函数中添加图形绘制代码,说出字符串“Hello,This is my first SDI Application”,另外实现各种颜色、各种边框的线、圆、方形、多边形以及圆弧的绘制; 3)在类视图中添加图形数据point_pp,pp_circle的类,保存简单图形数据,通过在OnDraw()函数中调用,实现线、圆的绘制。 4、实验结果 正确地在指定位置显示了"Hello,This is my first SDI Application"字符串,成功绘制了圆,椭圆,方形,多边形以及曲线圆弧、椭圆弧,同时按指定属性改绘了圆、方形和直线。成功地完成了实验。 结果截图: 5、实验体会 通过实验一,了解了如用使用基本的SDI编程函数绘制简单的图

计算机图形学实验报告

计算机图形学(computer graphics)的基本含义是使用计算机通过算法和程序在显示设备上构造图形。图形是人们通过计算机设计和构造出来的,不是通过摄像机、扫描仪等设备输入的图像。这里的图形可以是现实中存在的图形,也可以是完全虚拟构造的图形。以矢量图的形式呈现,更强调场景的几何表示,记录图形的形状参数与属性参数。例如,工程图纸(drawing),其最基本的图形单元是点、线、圆/弧等,其信息包含图元的几何信息与属性信息(颜色、线型、线宽等显式属性和层次等隐式属性)。 图像处理(image processing)则是研究图像的分析处理过程,图像处理研究的是图像增加、模式识别、景物分析等,研究对象一般为二维图像。图像以点阵图形式呈现,并记录每个点的灰度或色彩。例如,照片、扫描图片和由计算机产生的真实感和非真实感图·形等,最基本的图像单元(pels,picture elements)是点—像素(pixel),其信息实际上是点与它的属性信息(颜色、灰度、亮度等)。 计算机视觉(computer vision)包括获取、处理、分析和理解图像或者更一般意义的真实世界的高维数据方法,它的目的是产生决策形式的数字或者符号信息。

计算机图形学和计算机视觉是同一过程的两个方向。计算机图形学将抽象的语义信息转化成图形,计算机视觉则从图形中提取抽象的语义信息,图像处理研究的则是一个图像或一组图像之间的相互转化和关系,与语义信息无关。下表从输入和输出的角度对三者的区别进行辨析: 表2 图像处理&计算机视觉&计算机图形学对比 计算机图形学,输入的是对虚拟场景的描述,通常为多边形数组,而每个多边形由三个顶点组成,每个顶点包括三维坐标、贴图坐标、RGB 颜色等。输出的是图像,即二维像素数组。 计算机视觉,输入的是图像或图像序列,通常来自相机、摄像头或视频文件。输出的是对于图像序列对应的真实世界的理解,比如检测人脸、识别车牌。图像处理,输入的是图像,输出的也是图像。

Cohen-Sutherland直线裁剪算法

实验三图形裁剪算法 1.实验目的: 理解区域编码(Region Code,RC) 设计Cohen-Sutherland直线裁剪算法 编程实现Cohen-Sutherland直线裁剪算法 2.实验描述: 设置裁剪窗口坐标为:wxl=250;wxr=850;wyb=250;wyt=450;裁剪前如下图所示: 裁剪后结果为: 3.算法设计: Cohen-Sutherland 直线裁剪算法: 假设裁剪窗口是标准矩形,由上(y=wyt)、下(y=wyb)、左(x=wxl)、右(x=wxr)四条边组成,如下图所示。延长窗口四条边形成9个区域。根据被裁剪直线的任一端点P(x,y)所处的窗口区域位置,可以赋予一组4位二进制区域码C4C3C2C1。

为了保证窗口内直线端点的编码为零,编码规则定义如下: 第一位:若端点位于窗口之左侧,即xwxr,则C2=1,否则C2=0。 第三位:若端点位于窗口之下侧,即ywyt,则C4=1,否则C4=0。 裁剪步骤: 1. 若直线的两个端点的区域编码都为零,即RC1|RC2=0(二者按位相或的结果为零,即RC1=0 且RC2=0),说明直线两端点都在窗口内,应“简取”之。 2. 若直线的两个端点的区域编码都不为零,即RC1&RC2≠0(二者按位相与的结果不为零,即RC1≠0且RC2≠0,即直线位于窗外的同一侧,说明直线的两个端点都在窗口外,应“简弃”之。 3. 若直线既不满足“简取”也不满足“简弃”的条件,直线必然与窗口相交,需要计算直线与窗口边界的交点。交点将直线分为两段,其中一段完全位于窗口外,可“简弃”之。对另一段赋予交点处的区域编码,再次测试,再次求交,直至确定完全位于窗口内的直线段为止。 4. 实现时,一般按固定顺序左(x=wxl)、右(x=wxr)、下(y=wyb)、上(y=wyt)求解窗口与直线的交点。

计算机图形学实验报告

实验一 3D模型的加载、渲染与三维操作 学院: 专业班级: 指导老师: 学号: 姓名: 完成日期:

目录 一、实验目的 (3) 二、使用的工具软件及环境 (3) 三、实验内容 (3) 四、实验步骤 (3) 五、思考 (12)

一、实验目的 1、掌握在Microsoft Visual Studio环境中使用OpenGL、GLUT和GLUI; 2、了解计算机图形学固定流水线; 3、了解OpenGL编程基础; 4、掌握三维观察的数学表达和程序实现; 5、掌握多边形网格的绘制; 二、使用的工具软件及环境 Microsoft Visual Studio 2010、OpenGL、Glut、Glui 三、实验内容 1、在VS 2010中配置OpenGL环境; 2、编译简单的GLUT程序; 3、编译GLUI源代码,并在调试模式下执行6个示例程序; 4、在给定的工程中添加绘制简单几何体的代码; 5、在给定的工程中添加读取、绘制三维模型的代码; 6、在给定的工程中添加旋转、平移和缩放的控制代码; 四、实验步骤 1、安装Microsoft Visual Studio软件 版本选择:Microsoft Visual Studio 2010以上版本 2、VS2010中配置GLUT 1)下载GLUT。Windows环境下的GLUT下载地址: https://www.doczj.com/doc/e2764230.html,/resources/libraries/glut/glutdlls37beta.zip 2)将下载的压缩包解开,将得到5个文件:glut.h、glut.lib、glut32.lib、 glut.dll、glut32.dll。3)将glut.h放到"%WinDir%\Program Files(x86)\Microsoft SDKs\Windows\v7.0A\Include\gl\"文件夹中。 4)将glut.lib和glut32.lib放到"%WinDir%\Program Files(x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\lib\"文件夹中。 5)将glut.dll和glut32.dll放到"%WinDir%\system32"文件夹(32位操作 系统)或者"%WinDir%\SysWOW64"文件夹(64位操作系统)。 3、测试GLUT配置环境

(完整word版)计算机图形学实验报告

一、实验目的 1、掌握中点Bresenham直线扫描转换算法的思想。 2掌握边标志算法或有效边表算法进行多边形填充的基本设计思想。 3掌握透视投影变换的数学原理和三维坐标系中几何图形到二维图形的观察流程。 4掌握三维形体在计算机中的构造及表示方法 二、实验环境 Windows系统, VC6.0。 三、实验步骤 1、给定两个点的坐标P0(x0,y0),P1(x1,y1),使用中点Bresenham直线扫描转换算法画出连接两点的直线。 实验基本步骤 首先、使用MFC AppWizard(exe)向导生成一个单文档视图程序框架。 其次、使用中点Bresenham直线扫描转换算法实现自己的画线函数,函数原型可表示如下: void DrawLine(CDC *pDC, int p0x, int p0y, int p1x, int p1y); 在函数中,可通过调用CDC成员函数SetPixel来画出扫描转换过程中的每个点。 COLORREF SetPixel(int x, int y, COLORREF crColor ); 再次、找到文档视图程序框架视图类的OnDraw成员函数,调用DrawLine 函数画出不同斜率情况的直线,如下图:

最后、调试程序直至正确画出直线。 2、给定多边形的顶点的坐标P0(x0,y0),P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),P4(x4,y4)…使用边标志算法或有效边表算法进行多边形填充。 实验基本步骤 首先、使用MFC AppWizard(exe)向导生成一个单文档视图程序框架。 其次、实现边标志算法或有效边表算法函数,如下: void FillPolygon(CDC *pDC, int px[], int py[], int ptnumb); px:该数组用来表示每个顶点的x坐标 py :该数组用来表示每个顶点的y坐标 ptnumb:表示顶点个数 注意实现函数FillPolygon可以直接通过窗口的DC(设备描述符)来进行多边形填充,不需要使用帧缓冲存储。(边标志算法)首先用画线函数勾画出多边形,再针对每条扫描线,从左至右依次判断当前像素的颜色是否勾画的边界色,是就开始填充后面的像素直至再碰到边界像素。注意对顶点要做特殊处理。 通过调用GDI画点函数SetPixel来画出填充过程中的每个点。需要画线可以使用CDC的画线函数MoveTo和LineTo进行绘制,也可以使用实验一实现的画直线函数。 CPoint MoveTo(int x, int y ); BOOL LineTo(int x, int y ); 实现边标志算法算法需要获取某个点的当前颜色值,可以使用CDC的成员函数 COLORREF GetPixel(int x, int y ); 再次、找到文档视图程序框架视图类的OnDraw成员函数,调用FillPolygon 函数画出填充的多边形,如下: void CTestView::OnDraw(CDC* pDC) { CTestcoodtransDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc);

计算机图形学_实验报告三_图形裁剪算法

图形裁剪算法 1.实验目的: 理解区域编码 设计直线裁剪算法 编程实现直线裁剪算法 2.实验描述: 设置裁剪窗口坐标为:wxl=250;wxr=850;wyb=250;wyt=450;裁剪前如下图所示: 裁剪后结果为: 3.算法设计: 直线裁剪算法: 假设裁剪窗口是标准矩形,由上(y=wyt)、下(y=wyb)、左(x=wxl)、右(x=wxr)四条边组成,如下图所示。延长窗口四条边形成9个区域。根据被裁剪直线的任一端点P(x,y)所处的窗口区域位置,可以赋予一组4位二进制区域码C4C3C2C1。

编码定义规则: 第一位C1:若端点位于窗口之左侧,即XWxr,则C2=1,否则C2=0。 第三位C3:若端点位于窗口之下侧,即YWyt,则C4=1,否则C4=0。 裁剪步骤: 1. 若直线的两个端点的区域编码都为0,即RC1|RC2=0(二者按位相或的结果为0,即RC1=0 且RC2=0),说明直线两端点都在窗口内,应“简取”。 2. 若直线的两个端点的区域编码都不为0,即RC1&RC2≠0(二者按位相与的结果不为0,即RC1≠0且RC2≠0,即直线位于窗外的同一侧,说明直线的两个端点都在窗口外,应“简弃”。 3. 若直线既不满足“简取”也不满足“简弃”的条件,直线段必然与窗口相交,需要计算直线与窗口边界的交点。交点将直线分为两段,其中一段完全位于窗口外,可“简弃”。对另一段赋予交点处的区域编码,再次测试,再次求交,直至确定完全位于窗口内的直线段为止。 4. 实现时,一般按固定顺序左(x=wxl)、右(x=wxr)、下(y=wyb)、上(y=wyt)求解窗口与直线的交点。

相关主题
相关文档 最新文档