基本图形生成算法
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第一章绪论概念:计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、图形的几何要素、非几何要素、数字图像处理;计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系;计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。
第二章图形设备图形输入设备:有哪些。
图形显示设备:CRT的结构、原理和工作方式。
彩色CRT:结构、原理。
随机扫描和光栅扫描的图形显示器的结构和工作原理。
图形显示子系统:分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表等基本概念,分辨率的计算第三章交互式技术什么是输入模式的问题,有哪几种输入模式。
第四章图形的表示与数据结构自学,建议至少阅读一遍第五章基本图形生成算法概念:点阵字符和矢量字符;直线和圆的扫描转换算法;多边形的扫描转换:有效边表算法;区域填充:4/8连通的边界/泛填充算法;内外测试:奇偶规则,非零环绕数规则;反走样:反走样和走样的概念,过取样和区域取样。
5.1.2 中点Bresenham 算法(P109)5.1.2 改进Bresenham 算法(P112)习题解答习题5(P144)5.3 试用中点Bresenham算法画直线段的原理推导斜率为负且大于1的直线段绘制过程(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。
(P111)解:k<=-1 |△y|/|△x|>=1 y为最大位移方向故有构造判别式:推导d各种情况的方法(设理想直线与y=yi+1的交点为Q):所以有:y Q-kx Q-b=0 且y M=y Qd=f(x M-kx M-b-(y Q-kx Q-b)=k(x Q-x M)所以,当k<0,d>0时,M点在Q点右侧(Q在M左),取左点 P l(x i-1,y i+1)。
d<0时,M点在Q点左侧(Q在M右),取右点 Pr(x i,y i+1)。
d=0时,M点与Q点重合(Q在M点),约定取右点Pr(x i,y i+1) 。
所以有递推公式的推导:d2=f(x i-1.5,y i+2)当d>0时,d2=y i+2-k(x i-1.5)-b 增量为1+k=d1+1+k当d<0时,d2=y i+2-k(x i-0.5)-b 增量为1=d1+1当d=0时,5.7 利用中点Bresenham 画圆算法的原理,推导第一象限y=0到y=x圆弧段的扫描转换算法(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。
实验三:圆的生成算法的实现班级 08信计2 学号 64 姓名刘辉分数一、实验目的和要求1.理解圆生成的基本原理,掌握几种常见的圆生成算法。
2.利用Visual C++ 实现圆生成的中点画圆的算法。
3.利用Visual C++ 实现圆的Bresenham算法。
4.简单了解其他算法。
二、实验内容:1.利用中点画图算法,在屏幕上生成任意一段圆弧。
2.利用图的对称性,将(1)题生成的圆弧扩展为一个整圆。
3.利用bresebham算法设计出一段圆弧。
三、实验步骤:1.预习教材关于圆的生成原理。
2.仿照教材关于圆生成的中点画圆算法和bresenham算法,使用C++实现该算法。
3.调试、编译、运行程序。
利用bresenham算法生成圆的代码:#include<graphics.h>#include<stdio.h>#include<conio.h>void BresenhemCircle(int centerx, int centery, int radius, int color, int type);void main(){int drive=DETECT,mode;int i,j;initgraph(&drive,&mode,"");BresenhemCircle(300,200,100,150,0);getch();closegraph();}void BresenhemCircle(int centerx, int centery, int radius, int color, int type) {int x =type = 0;/*初始横坐标为原点*/int y = radius; /*初始纵坐标远离原点*/int delta = 2*(1-radius);int direction;while (y >= 0){getch();if (!type)/*执行*/{/*在上半圆画两点*/putpixel(centerx+x, centery+y, color);putpixel(centerx-x, centery+y, color);/*在下半圆画两点*/putpixel(centerx-x, centery-y, color);putpixel(centerx+x, centery-y, color);getch();}else{line(centerx+x, centery+y, centerx+x, centery-y); line(centerx-x, centery+y, centerx-x, centery-y); getch();}if (delta < 0){if ((2*(delta+y)-1) < 0)direction = 1;elsedirection = 2;}else if(delta > 0){if ((2*(delta-x)-1) > 0)direction = 3;elsedirection = 2;}elsedirection=2;switch(direction){case 1:x++;delta += (2*x+1); break;case 2:x++;y--;delta += 2*(x-y+1); break;case 3:y--;delta += (-2*y+1); break;}}}实验结果:四、实验结果分析:Bresenham画圆算法是最有效的算法之一,通过画出八分之一的圆周,对称得到整个圆周,第一想先的图形,让X轴量平均增加,通过选择理想的Y轴坐标,确定得到整个图形,算法的实现简单,且时间复杂度较低。
实验三:Visual C++生成基本图形绘制实验目的: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。
实验内容:1) 使用MFC AppWizard 建立一个SDI程序,从CClientDC中派生一个类,添加图绘制算法处理函数:DDA画线、Bresenham画线,要求能绘制任意斜率的直线段;添加中点画圆函数,要求能绘制圆心在任意位置的圆;添加边界表示区域和内点表示区域的种子填充算法。
2) 自定义定义图形数据结构Point\Line\Circle\Polygon等保存一些简单图形数据(在文档类中),验证以上基本图形算法:画若干条线段;若干个圆,并以圆作为区域验证种子填充算法;绘制多边形并填充。
3) 学习数据序列化(串行化),实现将自定义类中的数据保存到自定义文件中:Point等类从CObject派生(参考 VC经典教程第7 章),重载Serialize函数。
具体操作:1)用MFC(exe)建立一个单文档工程;2)在类视图中的DrawDC类中根据教材上的代码添加相应的DDA画线算法函数,Bresenham 画线算法函数,中点画圆函数,边界表示区域和内点表示区域的种子填充算法函数,以供DView类中的OnDraw()函数来调用;3)自定义circle_2,line_2,point_2类来保存基本的图形数据4)在OnDraw()函数里调用不同的画线、画圆算法来绘制直线、圆、多边形、曲线等基本图形,调用填充算法函数,用来填充多边形和圆。
5)修改Point为point_resister类,从CObject 派生,并且重载Serialize 函数,Serialize 函数函数体根据不同的成员变量实现数据的保存。