计算机图形学实验报告实验八

一、实验目的根据曲线和曲面的基础知识和常用曲线的数学基础，对其算法进行程序设计，验证算法的正确性，并通过程序结果加深对常用曲线数学模型的理解。

二、实验任务1．抛物线程序设计；2．Hermite 曲线程序设计；3．Bezier曲线的算法实现；4．B样条曲线的程序设计三、实验内容和实验步骤任务一：抛物线程序设计实现抛物线算法的C语言程序段如下：（工程名：parabola）Par(int xs,int ys,int xm,int ym,int xe,int ye) //已知起点、中点和终点三个控制点的坐标{double t,dt,ax,ay,bx,by,cx,cy;int n,i;ax=xe-2*xm+xs;ay=ye-2*ym+ys;bx=2.0*(xm-xs);by=2.0*(ym-ys);cx=xs; cy=ys;n=sqrt(ax*ax+ay*ay);n=sqrt(n*100.0);moveto(xs,ys);dt=1.0/n; t=0;for (i=0;i<=n; i++){lineto((int)(ax*t*t+bx*t+cx),(int)( ay*t*t+by*t+cy));t=t+dt;}lineto(xe,ye);}读者可以根据上述抛物线程序设计，写出抛物线参数样条曲线的程序。

任务二：Hermite 曲线程序设计P(t)=FB=TMB=[ t3 t2 t 1 ]程序设计时只考虑二维图形的显示，其代数形式为：x(t)=TMBx ， Bx =[ P0x P1x R0x R1x]Ty(t)= TMBy ， By =[ P0y P1y R0y R1y]T所以，只要给出Hermite曲线的起点坐标（P0x，P0y），终点坐标（P1x，P1y），以及起点处的切矢量（R0x，R0y）和终点处的切矢量（R1x，R1y），参数变量t在[0，1]的范围内分别取0.01，0.02，…，1，步长为0.01，取100个点，分别求出P(t)=[ x(t)，y(t)]，在计算机屏幕上显示出每个坐标点，即可绘出Hermite曲线。

《计算机图形学实验》报告2016年春季学期实验四:种子点填充算法Seed Filling实验时间：2016年9月底实验地点：实验目的：掌握使用opengl 的种子点填充算法，观察改变参数对生成图形的改变(改变点的位置、颜色等)如果要填充的区域是以图像元数据方式给出的，通常使用种子填充算法进行区域填充。

种子填充算法的核心是一个递归算法，都是从指定的种子点开始，向各个方向上搜索，逐个像素进行处理，直到遇到边界。

种子填充算法常用四连通域和八连通域技术进行填充操作。

从区域内任意一点出发，通过上、下、左、右四个方向到达区域内的任意像素。

用这种方法填充的区域就称为四连通域；这种填充方法称为四向连通算法。

从区域内任意一点出发，通过上、下、左、右、左上、左下、右上和右下八个方向到达区域内的任意像素。

用这种方法填充的区域就称为八连通域；这种填充方法称为八向连通算法。

算法的优点是非常简单，缺点是需要大量栈空间来存储相邻的点。

程序代码：使用的运行环境是vc++6.0#include <glut.h>#include <fstream>typedef float Color[3];//获取像素点的颜色void getpixel(GLint x, GLint y, Color color) {glReadPixels(x, y, 1, 1, GL_RGB, GL_FLOAT, color); //OPENGL自带}//画点函数void setpixel(GLint x, GLint y) {glBegin(GL_POINTS);glVertex2f(x, y);glEnd();}//比较颜色是否相等int compareColor(Color color1, Color color2) {if (color1[0] != color2[0] || color1[1] != color2[1] || color1[2] != color2[2]) { return 0; }else { return 1; }}void boundaryFill4(int x, int y, Color fillColor, Color boarderColor) {Color interiorColor;getpixel(x, y, interiorColor);if (compareColor(interiorColor, fillColor) == 0 && compareColor(interiorColor, boarderColor) == 0) { setpixel(x, y);boundaryFill4(x + 1, y, fillColor, boarderColor);boundaryFill4(x - 1, y, fillColor, boarderColor);boundaryFill4(x, y + 1, fillColor, boarderColor);boundaryFill4(x, y - 1, fillColor, boarderColor);}}void boundaryFill8(int x, int y, Color fillColor, Color boarderColor) {Color interiorColor, a, b, c, d;getpixel(x, y, interiorColor);getpixel(x + 1, y, a);getpixel(x, y - 1, b);getpixel(x, y + 1, c);getpixel(x - 1, y, d);int i = 0;if (compareColor(a, boarderColor) == 1) i++;if (compareColor(b, boarderColor) == 1) i++;if (compareColor(c, boarderColor) == 1) i++;if (compareColor(d, boarderColor) == 1) i++;if (i <= 1) {if (compareColor(interiorColor, fillColor) == 0 && compareColor(interiorColor, boarderColor) == 0) {setpixel(x, y);boundaryFill8(x+1,y,fillColor,boarderColor);boundaryFill8(x-1,y,fillColor,boarderColor);boundaryFill8(x,y+1,fillColor,boarderColor);boundaryFill8(x,y-1,fillColor,boarderColor);boundaryFill8(x-1,y+1,fillColor,boarderColor);boundaryFill8(x-1,y-1,fillColor,boarderColor);boundaryFill8(x+1,y+1,fillColor,boarderColor);boundaryFill8(x+1,y-1,fillColor,boarderColor);}}}void polygon() {glBegin(GL_LINE_LOOP);glLineWidth(5);//此处修改坐标，绘制多边形glVertex2f(100, 150);glVertex2f(150, 200);glVertex2f(200, 200);glVertex2f(200, 160);glEnd();}void display(void) {Color fillColor = {0.0, 1.0, 1.0};//填充颜色Color boarderColor = {0.0, 1.0, 0.0};//边界颜色glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glViewport(0, 0, 500, 500);glColor3fv(boarderColor);polygon();glColor3fv(fillColor);//boundaryFill4(150, 150, fillColor, boarderColor);//设置起点坐标及颜色boundaryFill8(120, 160, fillColor, boarderColor);glFlush();}int main(int argc, char **argv) {glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RED);glutInitWindowSize(500, 500);glutInitWindowPosition(100, 100);glutCreateWindow("BoundaryFill1");glClearColor(1, 1, 1, 0.0);glMatrixMode(GL_PROJECTION);//投影模型gluOrtho2D(0.0, 500.0, 0.0, 500.0);glutDisplayFunc(display);glutMainLoop();return 0;}实验结果：（更改颜色）（更改形状）。

《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》实验报告目录1实验2：直线的生成 (1)1.1实验要求和目的 (1)1.2实验课时 (1)1.3实验环境 (1)1.4实验内容 (1)1.5核心代码 (3)1.6实验结果 (7)1.6.1DDA算法 (10)1.6.2Mid-Bresenham算法 (11)1.7心得与体会 (12)2实验4：BSpline曲线绘制 (13)2.1实验要求和目的 (13)2.2实验课时 (13)2.3实验环境 (13)2.4实验内容 (13)2.5核心代码 (16)2.6实验结果 (18)2.6.1B-样条算法 (19)2.6.2Bezeir算法 (22)2.7心得与体会 (24)附录 (25)BSpline曲线控制点的测试数据 (25)数据1 (25)数据2 (27)数据3 (29)数据4 (30)数据5 (31)数据6 (33)数据7 (36)数据8 (38)1实验2：直线的生成1.1实验要求和目的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。

1.2实验课时3学时1.3实验环境本试验提供自带实验平台·开发环境：Visual C++ 6.0·实验平台：Free_Curve（自制平台）1.4实验内容本实验提供名为 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·平台界面：如图1.4.1所示·设置：通过view->setting菜单进入，如图1.4.2所示·输入：通过view->input…菜单进入，如图1.4.3所示·实现算法：▪DDA算法：void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1)▪Mid_Bresenham算法：voidCExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1)图 1.4.1 总界面图 1.4.2 设置界面图 1.4.3 输入界面1.5核心代码本次实验的核心代码如下所示。