计算机图形学-画椭圆和圆
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如何用几何画板画椭圆一、定义法(到两定点的距离和等于定长)选取“线段”工具,在绘图板中作一线段AB(线段AB的长度为椭圆的长轴长2a)。
用“点”工具在线段上任取一点C,按住shift键先后选中A,C点,选择“变换”→“标记向量"A→C"”。
再用“点”工具再用点工具任取一点D,选中点D,选择“变换”→“平移”,选中“按标记的向量”,然后确定,会得到点D'。
按住shift键,先后选中点D和D',选择“作图”→“以圆心和圆周上的点画圆”,选中点D',按Ctrl+H键将其隐藏。
按住shift键,先后选中B,C点,选择“变换”→“标记向量"B→C"”。
用点工具另作一点E,使其与D点的距离小于线段AB的长(线段DE的长为2c),选中点E,选择“变换”→“平移”,选中“按标记的向量”,然后确定,会得到点E'。
按住shift键,先后选中点E和E',选择“作图”→“以圆心和圆周上的点画圆”,选中点E',按Ctrl+H键将其隐藏。
按住shift键,选中两个圆的圆周,选择“作图”→“交点”(或按Ctrl+I键),作出交点F 和G。
以下可以分两个方向进行:1.按住shift键,先后选中点F和点C,选择“作图”→“轨迹”,作出椭圆的上半部分;同理先后选中点G和点C,作出椭圆的下半部分(如图1)。
2.按住shift键,先后选中点F,选择“显示”→“追踪点”,同样选中点G和点C,选择“显示”→“追踪点”。
按住shift键,先后选中点C和线段AB,选择“编辑”→“操作类按钮”→“动画”,弹出“匹配路径”对话框,选择“双向”、“沿着线段j”、“慢慢地”,按“动画”按钮完成设置。
这时,绘图板上会出现一个“动画”按钮,双击“动画”按钮,就会自动画出椭圆。
完成,存盘退出。
二、准线法(到定点的距离与到定直线的距离之比为常数e)打开一个新的绘图板,选择“图表”→“建立坐标轴”。
CAD绘制椭圆椭圆是数学中常见的几何形状之一,也是CAD绘图中经常需要用到的图形。
在CAD软件中,我们可以通过一些特定的方法来绘制椭圆。
本文将介绍两种常用的CAD绘制椭圆的方法,并详细说明其步骤和注意事项。
方法一:使用命令绘制椭圆在CAD软件中,我们可以使用特定的命令来绘制椭圆。
下面将以AutoCAD为例,详细介绍使用命令绘制椭圆的步骤和注意事项。
步骤一:打开CAD软件,创建新的绘图文件。
步骤二:在绘图界面上,点击“绘图”或输入“ELLIPSE”命令来激活绘制椭圆的工具。
步骤三:在命令行中输入椭圆的两个焦点坐标。
焦点是椭圆的两个关键点,可以通过直接输入坐标值或者使用其他绘图工具来确定。
步骤四:输入椭圆的长轴和短轴长度。
长轴是椭圆的主轴,短轴是椭圆的次轴。
可以直接输入数值或者通过其他绘图工具进行测量。
步骤五:按下“Enter”键,CAD软件将自动绘制出完整的椭圆。
注意事项:1. 在输入焦点坐标和长短轴长度时,要保证输入的值是准确的,以免绘制出不符合要求的椭圆。
2. 可以使用捕捉功能来辅助输入焦点坐标和长度数值,保证绘制的椭圆准确无误。
方法二:使用绘图工具绘制椭圆除了使用命令,CAD软件中也提供了绘图工具来绘制椭圆。
下面将以SketchUp为例,详细介绍使用绘图工具绘制椭圆的步骤和注意事项。
步骤一:打开CAD软件,创建新的绘图文件。
步骤二:在绘图界面上,点击“绘制”或选择相应的绘图工具栏,找到绘制椭圆的工具。
步骤三:点击椭圆绘制工具,然后在绘图界面上按住鼠标左键,拖动鼠标来绘制椭圆。
步骤四:根据绘制的需求,调整椭圆的长轴和短轴长度。
步骤五:松开鼠标左键,CAD软件将自动绘制出完整的椭圆。
注意事项:1. 使用绘图工具绘制椭圆时,要保持手稳定,以免绘制出形状不规则的椭圆。
2. 可以使用软件提供的辅助工具,如吸附功能和对象捕捉,来实现更精确的绘制。
总结:本文介绍了两种常用的CAD绘制椭圆的方法,使用命令和绘图工具。
计算机图形学基础实验指导书目录实验一直线的生成 ............................................................... -..2.-实验二圆弧及椭圆弧的生成........................................................ -..3 -实验三多边形的区域填充 ......................................................... - (4)-实验四二维几何变换 ............................................................. -..5.-实验五裁剪算法 ................................................................. -..6.-实验六三维图形变换 ............................................................. -..7.-实验七BEZIER 曲线生成......................................................... -..8.-实验八交互式绘图技术实现........................................................ -..10-实验一直线的生成一、实验目的掌握几种直线生成算法的比较,特别是Bresenham 直线生成算法二、实验环境实验设备:计算机实验使用的语言: C 或Visual C++ 、OpenGL三、实验内容用不同的生成算法在屏幕上绘制出直线的图形,对不同的算法可设置不同的线形或颜色表示区别。
四、实验步骤直线Bresenham 生成算法思想如下1)画点(x i, y i), dx=x2-x i, dy=y2-y i,计算误差初值P i=2dy-dx , i=1;2)求直线下一点位置x i+i=x i+i 如果P i>0,贝U y i+i=y i+i,否则y i+i=y i;3)画点(x i+i ,y i+i );4)求下一个误差P i+i 点,如果P i>0,贝U P i+i=P i+2dy-2dx,否则P i+i=P i+2dy;i=i+i ,如果i<dx+i 则转步骤2,否则结束操作。
#include<windows.h>#include<gl/glut.h>#include"stdio.h"int m_PointNumber = 0; //动画时绘制点的数目int m_DrawMode = 1; //绘制模式 1 DDA算法画直线// 2 中点Bresenham算法画直线// 3 改进Bresenham算法画直线// 4 八分法绘制圆// 5 四分法绘制椭圆//绘制坐标线void DrawCordinateLine(void){int i = -250 ;//坐标线为黑色glColor3f(0.0f, 0.0f ,0.0f);glBegin(GL_LINES);for (i=-250;i<=250;i=i+10){glVertex2f((float)(i), -250.0f);glVertex2f((float)(i), 250.0f);glVertex2f(-250.0f, (float)(i));glVertex2f(250.0f, (float)(i));}glEnd();}//绘制一个点,这里用一个正方形表示一个点void putpixel(GLsizei x, GLsizei y){glRectf(10*x,10*y,10*x+10,10*y+10);}/////////////////////////////////////////////////////////////////////DDA画线算法 //// //// //// /////////////////////////////////////////////////////////////////////void DDACreateLine(GLsizei x0, GLsizei y0, GLsizei x1, GLsizei y1, GLsizei num) {//设置颜色glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);//对画线动画进行控制if(num == 1)printf("DDA画线算法:各点坐标\n");else if(num==0)return;//画线算法的实现GLsizei dx,dy,epsl,k;GLfloat 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 / epsl ;yIncre = (float)dy / epsl ;for(k = 0; k<=epsl; k++){putpixel((int)(x+0.5), (int)(y+0.5));if (k>=num-1) {printf("x=%f , y=%f,取整后 x=%d,y=%d\n", x, y, (int)(x+0.5),(int)(y+0.5));break;}x += xIncre;y += yIncre;if(x >= 25 || y >= 25) break;}}/////////////////////////////////////////////////////////////////////中点Bresenham算法画直线(0<=k<=1) //// //// //// /////////////////////////////////////////////////////////////////////void BresenhamLine(GLsizei x0, GLsizei y0, GLsizei x1, GLsizei y1, GLsizei num){glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);if(num == 1)printf("中点Bresenham算法画直线各点坐标及判别式的值\n");else if(num==0)return;//画线算法的实现GLsizei p=0;GLfloat UpIncre,DownIncre,x,y,d,k,dx,dy;if(x0>x1){x=x1;x1=x0;x0=x;y=y1;y1=y0;y0=y;}x=x0;y=y0;dx=x1-x0;dy=y1-y0;k=dy/dx;if(k>=0&&k<=1){d=dx-2*dy;UpIncre=2*dx-2*dy;DownIncre=-2*dy;while(x<=x1){putpixel(x,y);if (p>=num-1) {printf("x=%d,y=%d\n", x, y);break;}p++;x++;if(d<0){y++;d+=UpIncre;}else d+=DownIncre;}}if(k>1){d=dy-2*dx;UpIncre=2*dy-2*dx;DownIncre=-2*dx;while(y<=y1){putpixel(x,y);if (p>=num-1) {printf("x=%d,y=%d\n", x, y);break;}p++;y++;if(d<0){x++;d+=UpIncre;}else d+=DownIncre;}}if(k<0&&k>=-1){d=dx-2*dy;UpIncre=-2*dy;DownIncre=-2*dx-2*dy;while(x<=x1){putpixel(x,y);if (p>=num-1) {printf("x=%d,y=%d\n", x, y);break;}p++;x++;if(d>0){y--;d+=DownIncre;}else d+=UpIncre;}}if(k<-1){d=-dy-2*dx;UpIncre=-2*dx-2*dy;DownIncre=-2*dx;while(y>=y1){putpixel(x,y);if (p>=num-1) {printf("x=%d,y=%d\n", x, y);break;}p++;y--;if(d<0){x++;d+=UpIncre;}else d+=DownIncre;}}}/////////////////////////////////////////////////////////////////////改进的Bresenham算法画直线(0<=k<=1) //// //// x1,y1 终点坐标 //// /////////////////////////////////////////////////////////////////////void Bresenham2Line(GLsizei x0, GLsizei y0, GLsizei x1, GLsizei y1, GLsizei num) {glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);GLsizei x,y,dx,dy,e,k;if(num == 1)printf("改进的Bresenham算法画直线各点坐标及判别式的值\n");else if(num==0)return;//画线算法的实现GLsizei p=0;if(x0>x1){x=x1;x1=x0;x0=x;y=y1;y1=y0;y0=y;}dx=x1-x0;dy=y1-y0;k=dy/dx;if(k>=0&&k<=1){e=-dx;x=x0;y=y0;while(x<=x1){putpixel(x,y);if (p>=num-1) {printf("x=%d,y=%d\n", x, y);break;}p++;x++;e=e+2*dy;if(e>0){y++;e=e-2*dx;}}}if(k>1){e=-dy;x=x0;y=y0;while(y<=y1){putpixel(x,y);if (p>=num-1) {printf("x=%d,y=%d\n", x, y);break;}p++;y++;e=e+2*dx;if(e>0){x++;e=e-2*dy;}}}if(k<0&&k>=-1){e=-dx;x=x0;y=y0;while(x<=x1){putpixel(x,y);if (p>=num-1) {printf("x=%d,y=%d\n", x, y);break;}p++;x++;e=e+2*dy;if(e<0){y--;e=e+2*dx;}}}if(k<-1){e=-dy;x=x0;y=y0;while(y>=y1){putpixel(x,y);if (p>=num-1) {printf("x=%d,y=%d\n", x, y);break;}p++;y--;e=e-2*dx;if(e<0){x++;e=e-2*dy;}}}}///////////////////////////////////////////////////////////Bresenham算法画圆 //// //// //// ///////////////////////////////////////////////////////////void CirclePoint(GLsizei x,GLsizei y){ putpixel(x,y);putpixel(x,-y);putpixel(y,-x);putpixel(-y,-x);putpixel(-x,-y);putpixel(-x,y);putpixel(-y,x);putpixel(y,x);}void BresenhamCircle(GLsizei x, GLsizei y, GLsizei R, GLsizei num) {glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);GLsizei d;x=0;y=R;d=1-R;if(num == 1)printf("Bresenham算法画圆:各点坐标及判别式的值\n");else if(num==0)return;while(x<=y){CirclePoint(x,y);if (x>=num-1) {printf("x=%d,y=%d,d=%d\n", x, y,d);break;}if(d<0)d+=2*x+3;else{d+=2*(x-y)+5;y--;}x++;}}void Bresenham2Circle(GLsizei a,GLsizei b,GLsizei num){glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);if(num==1)printf("Bresenham算法画椭圆:各点坐标及判别式的值\n");else if(num==0)return;GLsizei x,y;float d1,d2;x=0;y=b;d1=b*b+a*a*(-b+0.5);putpixel(x,y); putpixel(-x,-y);putpixel(-x,y);putpixel(x,-y);while(b*b*(x+1)<a*a*(y-0.5)){if (x>=num-1) {printf("x=%d,y=%d,d1=%d\n", x, y,d1);break;}if(d1<=0){d1+=b*b*(2*x+3);x++;}else{d1+=b*b*(2*x+3)+a*a*(-2*y+2);x++;y--;}putpixel(x,y); putpixel(-x,-y);putpixel(-x,y);putpixel(x,-y);}//while上半部分d2=b*b*(x+0.5)*(x+0.5)+a*a*(y-1)*(y-1)-a*a*b*b;while(y>0){if (x>=num-1) {printf("x=%d,y=%d,d2=%d\n", x, y,d2);break;}if(d2<=0){d2+=b*b*(2*x+2)+a*a*(-2*y+3);x++;y--;}else{d2+=a*a*(-2*y+3);y--;}putpixel(x,y); putpixel(-x,-y);putpixel(-x,y);putpixel(x,-y);}}//初始化窗口void Initial(void){// 设置窗口颜色为蓝色glClearColor(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f);}// 窗口大小改变时调用的登记函数void ChangeSize(GLsizei w, GLsizei h){if(h == 0) h = 1;// 设置视区尺寸glViewport(0,0, w, h);// 重置坐标系统glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();// 建立修剪空间的范围if (w <= h)glOrtho (-250.0f, 250.0f, -250.0f, 250.0f*h/w, 1.0, -1.0);elseglOrtho (-250.0f, 250.0f*w/h, -250.0f, 250.0f, 1.0, -1.0);}// 在窗口中绘制图形void ReDraw(void){//用当前背景色填充窗口glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//画出坐标线DrawCordinateLine();switch(m_DrawMode){case 1:DDACreateLine(0,0,20,15,m_PointNumber);break;case 2:BresenhamLine(0,0,-20,15,m_PointNumber);break;case 3:Bresenham2Line(1,1,8,6,m_PointNumber);break;case 4:BresenhamCircle(0,0,20,m_PointNumber);break;case 5:Bresenham2Circle(10,8,m_PointNumber);default:break;}glFlush();}//设置时间回调函数void TimerFunc(int value){if(m_PointNumber == 0)value = 1;m_PointNumber = value;glutPostRedisplay();glutTimerFunc(500, TimerFunc, value+1);}//设置键盘回调函数void Keyboard(unsigned char key, int x, int y) {if (key == '1') m_DrawMode = 1;if (key == '2') m_DrawMode = 2;if (key == '3') m_DrawMode = 3;if (key == '4') m_DrawMode = 4;if (key == '5') m_DrawMode = 5;m_PointNumber = 0;glutPostRedisplay();}//void main(void)int main(int argc, char* argv[]){glutInit(&argc, argv);//初始化GLUT库OpenGL窗口的显示模式glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize(600,600);glutInitWindowPosition(100,100);glutCreateWindow("基本图元绘制程序);glutDisplayFunc(ReDraw);glutReshapeFunc(ChangeSize);glutKeyboardFunc(Keyboard);//键盘响应回调函数glutTimerFunc(500, TimerFunc, 1);// 窗口初始化Initial();glutMainLoop(); //启动事件处理循环return 0;}。