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计算机图形学实验报告(第33组)

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院 系： 计算机科学学院 专 业： 年 级：

课程名称： 班 号： 组 号： 指导教师：

2014年 10月 21日 组员 学号 姓名 、 实验名称 直线的扫描转换 实验室

实 验 目 的 或 要 求

一、实验内容 用基本增量算法和Bresenham算法画直线 二、实验目的 1. 理解在显示器上画图与在纸上画图的本质区别； 2. 掌握直线的光栅扫描转换过程； 3. 掌握不同算法绘制直线的思路和优缺点。 三、实验要求 1. 将像素网格表现出来，建立网格坐标系； 2. 用橡皮筋的形式输入参数； 3. 鼠标移动时，显示鼠标当前位置； 4. 显示判别式的计算过程和下一点的选择策略； 5. 记录生成点的坐标，建议用表的形式； 6. 图形生成过程可以重复进行。 实 验 原 理 （ 算 法 基 本 思 想 ）

算法原理 过各行各列象素中心构造一组虚拟网格线。按直线从起点到终点的顺序计算直线与各垂直网格线的交点，然后确定该列象素中与此交点最近的象素。该算法的巧妙之处在于采用增量计算，使得对于每一列，只要检查一个误差项的符号，就可以确定该列的所求象素。

如图所示，设直线方程为yi+1=yi+k(xi+1-xi)+k。假设列坐标象素已经确定为xi，其行坐标为yi。那么下一个象素的列坐标为xi＋1，而行坐标要么为yi，要么递增1为yi＋1。是否增1取决于误差项d的值。误差项d的初值d0＝0，x坐标每增加1，d的值相应递增直线的斜率值k，即d＝d＋k。一旦 d≥1，就把它减去1，这样保证d在0、1之间。当d≥0.5时，直线与垂线x=xi＋1交点最接近于当前象素(xi，yi)的右上方象素(xi＋1，yi＋1)；而当d<0.5时，更接近于右方象素(xi＋1，yi)。为方便计算，令e＝d－0.5，e的初值为－0.5，增量为k。当e≥0时，取当前象素(xi，yi)的右上方象素(xi＋1，yi＋1)；而当e<0时，取(xi，yi)右方象素(xi＋1，yi)。 程 序 代 码

public void comdHander () { if ((i <= dx) && (dx >= dy && dy >= 0)) { // 0到45度 Graphics g = getGraphics(); g.setColor(Color.RED); g.fillRect(20 * (X + 2), 20 * (Y + 2), 20, 20); if (de >= 0) { Y = Y + 1; de = de - 2 * dx; } X = X + 1; de = de + 2 * dy; i++; }

else if ((i <= dy) && (dy > dx && dx >= 0)) { // 45度到90度 Graphics g = getGraphics(); g.setColor(Color.RED);

g.fillRect(20 * (X + 2), 20 * (Y + 2), 20, 20); if (de >= 0) { X = X + 1; de = de - 2 * dy; } Y = Y + 1; de = de + 2 * dx; i++; }

else if ((i <= dy) && (dx <= 0 && dy > -dx)) { // 90度到135度 Graphics g = getGraphics(); g.setColor(Color.RED); g.fillRect(20 * (X + 2), 20 * (Y + 2), 20, 20); if (de >= 0) { X = X - 1; de = de - 2 * dy; } Y = Y + 1; de = de + 2 * (-dx); i++; }

else if ((i <= -dx) && (dy >= 0 && dy < -dx)) { // 135度到180度 Graphics g = getGraphics(); g.setColor(Color.RED); g.fillRect(20 * (X + 2), 20 * (Y + 2), 20, 20); if (de >= 0) { Y = Y + 1; de = de - 2 * (-dx); } X = X - 1; de = de + 2 * dy; i++; } else if ((i <= -dx) && (-dx >= -dy && -dy >= 0)) { // 180到225度 Graphics g = getGraphics(); g.setColor(Color.RED); g.fillRect(20 * (X + 2), 20 * (Y + 2), 20, 20); if (de >= 0) { Y = Y - 1; de = de - 2 * (-dx); } X = X - 1; de = de + 2 * (-dy); i++; } else if ((i <= -dy) && (-dy > -dx && -dx >= 0)) { // 225度到270度 Graphics g = getGraphics(); g.setColor(Color.RED);

g.fillRect(20 * (X + 2), 20 * (Y + 2), 20, 20); if (de >= 0) { X = X - 1; de = de - 2 * (-dy); } Y = Y - 1; de = de + 2 * (-dx); i++; } else if ((i <= -dy) && (dx >= 0 && -dy > dx)) { // 270度到315度 Graphics g = getGraphics(); g.setColor(Color.RED);

g.fillRect(20 * (X + 2), 20 * (Y + 2), 20, 20); if (de >= 0) { X = X + 1; de = de - 2 * (-dy); } Y = Y - 1; de = de + 2 * dx; i++; } else if ((i <= dx) && (dy < 0 && -dy < dx)) { // 315度到360度 Graphics g = getGraphics(); g.setColor(Color.RED);

g.fillRect(20 * (X + 2), 20 * (Y + 2), 20, 20); if (de >= 0) { Y = Y - 1; de = de - 2 * dx; } X = X + 1; de = de + 2 * (-dy); i++; } }

实 验 结 果 及 分 析

画直线 图为Bresenham算法实现的直线的扫描转换图。从结果可以得到，程序可以显示鼠标的当前坐标，鼠标的起点坐标及鼠标的终点坐标；当执行时，网格会用红方格描出直线的像素点，并在表格中输出相应的D值，X值和Y值，直至描述到直线的最后一个点，程序才结束。 实验名称 圆弧的扫描转换 实验室

实 验 目 的 或 要 求

实验目的： （ 1）掌握圆及圆弧的光栅扫描转换过程； （ 2）掌握不同算法绘制圆弧的技巧和优缺点。

实验要求： （1）将像素网格表现出来，建立网格坐标系； （2）用橡皮筋的形式输入参数； （3）鼠标移动时，显示鼠标当前位置； （4）显示判别式的计算过程和下一点的选择策略； （5）记录生成点的坐标，建议用表的形式； （6）图形生成过程可以重复进行。 实 验 原 理 （ 算 法 基 本 思 想 ）

一、中点画圆算法描述 设要显示圆的圆心在原点(0，0)，半径为R，起点在(0，R)处，终点在(，)处，顺时针生成八分之一圆，利用对称性扫描转换全部圆。 F(x，y）设要显示圆的圆心在原点(0，0)，半径为R，起点在(0，R)处，终点在(，)处，顺时针生成八分之一圆，利用对称性扫描转换全部圆。 为了应用中点画圆法，我们定义一个圆函数F(x，y)=x2+y2-R2 (2－19) 任何点(x，y)的相对位置可由圆函数的符号来检测： 当<0 点(x，y)位于数学圆内 =0 点(x，y)位于数学圆上 >0 点(x，y)位于数学圆外 (2－20) 如下图所示，图中有两条圆弧A和B，假定当前取点为Pi(xi，yi)，如果顺时针生成圆，那么下一点只能取正右方的点E(xi+1，yi)或右下方的点SE(xi+1，yi-1)两者之一。

中点画线算法 假设M是E和SE的中点，即 ，则： 1、当F(M)<0时，M在圆内(圆弧A)，这说明点E距离圆更近，应取点E作为下一象素点；

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(完整word版)计算机图形学实验报告

(完整word版)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;Y=y1;y1=y0;y0=y; y=y0;↓＿＿＿＿＿＿..＿＿＿＿＿＿↓↓坐标差dx=x1-x0;dy=y1-y0;判断值d=dx-2*dy;UpIncre=2*dx-2*dy;DownIncre=-2*dy;↓填充点(x,y)，且x=x+1;＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿←←←↓↓↑若d<0 反之y=y+1,且d=d+UpIncre d=d+DownIncre↓＿＿＿＿＿＿.＿＿＿＿＿＿↓↑↑↓若x<=x1 →→→↑↓结束3.2程序代码void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1){//----------请实现DDA算法------------//int dx,dy,epsl,k;float x,y,xIncre,yIncre;dx=X1-X0; dy=Y1-X0;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++){DrawPixel((int)(x+0.5),(int)(y+0.5));x+=xIncre;y+=yIncre;}}void CExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1){//-------请实现Mid_Bresenham算法-------//int dx,dy,d,UpIncre,DownIncre,x,y,xend;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;d=dx-2*dy;UpIncre=2*dx-2*dy;DownIncre=-2*dy;while(x<X1){DrawPixel(x,y);x++;if(d<0){y++;d+=UpIncre;}else d+=DownIncre;}}3.3运行结果3.4运行结果分析DDA算法基本上没有什么问题，Mid_Bresenham算法在网格尺寸比较大时误差较大，通过改变网格尺寸大小即能较为精确地描绘出所绘直线。

计算机图形学实验报告绘制金刚石

计算机图形学实验报告绘制金刚石

《计算机图形学》实验报告1. 实验目的巩固对计算机图形学绘图基础知识，绘制金刚石图案2. 问题描述对题目分析，金刚石图案是由依次连接位于圆上的不同等分点的直线段构成，等分点越多，金刚石图案越复杂；要绘制一个半径300，20等分的金刚石图案；首先要设计金刚石图案的数学模型，然后定义画笔编程绘制图案；。

3. 算法的思想为把一个半径为300的圆，等分绘制金刚石图案；设计该算法为避免直线段的重复连接，需设计一个二重循环，代表起点索引号的外层整型变量i从i=0循环到i=n-2，代表终点索引号的内层整型变量j从j=i+1循环到j=n-1.以（p[i].x,p[i].y）为起点，以（p[j].x,p[j].y）为终点依次连接各线段形成金刚石图案。

4.程序核心代码void CTestView::OnDraw(CDC* pDC){CTestDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);// TODO: add draw code for native data hereCRect rect;GetClientRect(&rect);pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC);pDC->SetWindowExt(rect.Width(),rect.Height());pDC->SetViewportExt(rect.Width(),-rect.Height());pDC->SetViewportOrg(rect.Width()/2,rect.Height()/2);CPen NewPen,*pOldPen;NewPen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));pOldPen=pDC->SelectObject(&NewPen);double thta;thta=2*PI/20;CPoint p[20];for(int i=0;i<20;i++){p[i].x=100*cos(i*thta);p[i].y=100*sin(i*thta);}for(i=0;i<=18;i++){for(int j=i+1;j<=19;j++){pDC->MoveTo(ROUND(p[i].x),ROUND(p[i].y));pDC->LineTo(ROUND(p[j].x),ROUND(p[j].y));}}pDC->SelectObject(pOldPen);NewPen.DeleteObject();ReleaseDC(pDC);}5.程序运行结果6.实验总结初次用C+ +绘图，看到是绘制金刚石，第一感觉是一定很复杂；其实不然，由于老师简化了实验题目要求，使我们的实验任务得以轻松了很多；但是好久没有动手编写代码了，感觉很多都忘记了，虽然这次的程序并不难，实验指导书上模型都已建好，但是实际操作还是有一些问题，有些错误改了很多次都总是没有结果，最后在同学的帮助下运行改错才得出结果；通过这次实验我了解到问题的难与易在于你是否动手实际操作了，有时看似简单永远不知道在哪个细节会出错！。

计算机图形学实验报告

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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<stdlib.h>#include<math.h>#include<GL/glut.h>#include<stdio.h>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();}void winReshapeFcn(GLint newWidth, GLint newHeight){glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D(0.0, GLdouble(newWidth), 0.0, GLdouble(newHeight));glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);winWidth=newWidth;winHeight=newHeight;}int main(int argc,char*argv[]){glutInit(&argc,argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB); glutInitWindowSize(400,300);glutInitWindowPosition(100,120);glutCreateWindow("line");Initial();glutDisplayFunc(Display);glutReshapeFunc(winReshapeFcn);glutMainLoop();return 0;}实验二Bresenham绘制直线和圆一、【实验目的】1.掌握Bresenham算法扫描转换圆和直线的基本原理。

计算机图形学实验报告

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武汉工业学院数学与计算机学院《计算机图形学》实验报告专业：班级：学号：姓名：指导老师：2012年5月25日第二章直线生成算法2.1 实验原理2.1.1 中点Bresenham算法2.2 实验内容请使用中点Bresenham算法来生成直线。

实验环境：Turboc 或Visual C++2.3 程序代码void CTest1View::BresenhamLine(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1) {int color=RGB(250,0,0);//k为直线的斜率float k=(y1-y0)/(x1-x0);//d为中点偏差判别式float d=0.5-k;int x;int y=y0;for (x=x0; x<=x1; x++){pDC->SetPixel(x, y, color);if(d<0){y=y+1;d=d+1-k;}else{d=d-k;}}}2.4运行结果\2.5心得体会通过本次实验我学会了很多东西，例如:熟悉了在VC++环境下开发图形程序的流程，学会了在类的view里面创建新的绘图函数，然后在ondraw函数中调用自己创建的绘图函数来实现绘图算法，本次实验首先运行了DDA算法，再通过Bresenham算法的原理，编写了Bresenham算法的绘图函数，熟悉了直线的两种绘，这次试验是今后图形学试验的基础，所以掌握好了这次知识点，无疑是为今后的试验作铺垫。

第三章圆弧生成算法3.1 实验原理中点算法Bresenham算法3.2 实验内容用上述每一种算法来实现圆弧的生成。

每一种算法的实现用一个函数来表示。

实验环境：Turboc 或Visual C++。

3.3程序代码void CTest2View::myCircle(CDC* pDC,float n,float m,float r) {int color=RGB(250,0,0);int a,b;int f,x,y;a=0;b=0;f=0;x=a;y=b+r;while(y>b){pDC->SetPixel(x+n,-y+m,color);pDC->SetPixel(-x+n,-y+m,color);pDC->SetPixel(-x+n,y+m,color);pDC->SetPixel(x+n,y+m,color);if (f>0){f=f-2*(y-b)+1;y=y-1;}else{f=f+2*(x-a)+1;x++;}}if (y==b){pDC->SetPixel(x+n,y+m,color);pDC->SetPixel(-x+n,y+m,color);pDC->SetPixel(x+n,-y+m,color);pDC->SetPixel(-x+n,-y+m,color);}}3.1.2 Bresenham算法void CTest2View::BersenhamCircle(CDC* pDC,float n,float m,float r) {int color=RGB(250,0,0);float a,b;float f,x,y;a=0;b=0;f=1.25-r;x=a;y=b+r;while(y>x){pDC->SetPixel(x+n,-y+m,color);pDC->SetPixel(-x+n,-y+m,color);pDC->SetPixel(-x+n,y+m,color);pDC->SetPixel(x+n,y+m,color);pDC->SetPixel(y+n,-x+m,color);pDC->SetPixel(-y+n,-x+m,color);pDC->SetPixel(-y+n,x+m,color);pDC->SetPixel(y+n,x+m,color);if (f>0){f=f+2*(x-y)+5;y=y-1;x++;}else{f=f+2*x+3;x++;}}}3.3运行结果3.4 心得体会本次实验是参考老师提供的参考程序和课本中绘制1/8圆的中点Bresenham 算法原理完成的，通过对绘制1/8圆的算法原理进行修改，同时绘制8个1/8圆，能够化整为零，描绘出一个完整的圆形。