计算机图形学实验.doc

实验1 直线的绘制实验目的1、 通过实验，进一步理解和掌握DDA和Bresenham算法；2、 掌握以上算法生成直线段的基本过程；3、 通过编程，会在TC环境下完成用DDA或中点算法实现直线段的绘制。实验环境计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境实验学时 2学时，必做实验。实验内容用DDA算法或Besenham算法实现斜率k在0和1之间的直线段的绘制。实验步骤1、 算法、原理清晰，有详细的设计步骤； 2、 依据算法、步骤或程序流程图，用C语言编写源程序；3、 编辑源程序并进行调试；4、 进行运行测试，并结合情况进行调整；5、 对运行结果进行保存与分析；6、 把源程序以文件的形式提交；7、 按格式书写实验报告。实验代码：DDA：# include # include void DDALine(int x0,int y0,int x1,int y1,int color)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+)putpixel(int)(x+0.5),(int)(y+0.5),4);x+=xIncre;y+=yIncre;main() int gdriver ,gmode ; gdriver = DETECT;initgraph(&gdriver , &gmode ,C:TC20BGI);DDALine(0,0,35,26,4);getch ( );closegraph ( );Bresenham：#include#includevoid BresenhamLine(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) int x,y,dx,dy,e; dx=x1-x0; dy=y1-y0; e=-dx;x=x0;y=y0; while(x0) y+; e=e-2*dx; main() int gdriver ,gmode ; gdriver = DETECT; initgraph(&gdriver , &gmode ,c:TC20BGI); BresenhamLine(0, 0 , 120, 200,5 ); getch ( ); closegraph ( ); 实验2 圆和椭圆的绘制实验目的1、 通过实验，进一步理解和掌握中点算法；2、 掌握以上算法生成椭圆或圆的基本过程；3、 通过编程，会在TC环境下完成用中点算法实现椭圆或圆的绘制。实验环境计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境实验学时 2学时，必做实验。实验内容用中点（Besenham）算法实现椭圆或圆的绘制。实验步骤1. 算法、原理清晰，有详细的设计步骤； 2. 依据算法、步骤或程序流程图，用C语言编写源程序；3. 编辑源程序并进行调试；4. 进行运行测试，并结合情况进行调整；5. 对运行结果进行保存与分析；6. 打印源程序或把源程序以文件的形式提交；7. 按格式书写实验报告。分析与思考1 为何在程序运行时，有的椭圆或圆仅在屏幕左上角显示了一部分？2 用中点算法生成的椭圆，为何在半径较大时，图形的失真严重？实验代码：圆：#include#includevoid CirclePoint(int x,int y,int color)putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,y+100,color); putpixel(x+100,-y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color); putpixel(y+100,x+100,color); putpixel(y+100,-x+100,color); putpixel(-y+100,x+100,color);putpixel(-y+100,-x+100,color);void MidBresenhamCircle(int r,int color)int x,y,d;x=0;y=r;d=1-r;while(x=y)CirclePoint(x,y,color);if(d0) d+=2*x+3;elsed+=2*(x-y)+5;y-;x+; main( ) int gdriver ,gmode ; gdriver = DETECT; initgraph(&gdriver , &gmode ,c:tc20bgi ); MidBresenhamCircle(50,6); getch ( ); closegraph ( );实验截图：椭圆：#include graphics.hvoid MidBresenhamEllipse(int a,int b,int color)int x,y;float d1,d2; x=0;y=b; d1=b*b+a*a*(-b+0.5); putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color); putpixel(-x+100,y+100,color);putpixel(x+100,-y+100,color); while(b*b*(x+1)a*a*(y-0.5)if(d10) if(d2=0)d2+=b*b*(2*x+2)+a*a*(-2*y+3);x+; y-;elsed2+=a*a*(-2*y+3);y-; putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color); putpixel(-x+100,y+100,color);putpixel(x+100,-y+100,color); main( ) int gdriver ,gmode ; gdriver = DETECT; initgraph(&gdriver , &gmode ,c:tc20bgi ); MidBresenhamEllipse(8,6,2); getch ( ); closegraph ( );实验截图：实验3 图形填充实验目的4、 通过实验，进一步理解和掌握图形填充常用算法；5、 掌握以上算法进行填充图形的基本过程；6、 通过编程，会在TC环境下完成图形填充。实验环境计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境实验学时 2学时，必做实验。 实验内容任意画一个多边形，并用边填充算法进行填充。（多边形的顶点坐标存放在数组中，坐标值由键盘输入）实验步骤1、 算法、原理清晰，有详细的设计步骤； 2、 依据算法、步骤或程序流程图，用C语言编写源程序；3、 编辑源程序并进行调试；4、 进行运行测试，并结合情况进行调整；5、 对运行结果进行保存与分析；6、 打印源程序或把源程序以文件的形式提交；7、 按格式书写实验报告。实验代码：#include#include#include#include#define MP 100#include#define false 0void edge_mark(int arr2,int value,int polydeflen)int by,x,y,ax,ay;int i,j;float k;by=arrpolydeflen-11;for (i=0;i=0) putpixel(x,y,value);getch();if(ayay;j-) putpixel(x+(int)(y-j)*k),j,value);else for(j=y+1;jay;j+) putpixel(x-(int)(j-y)*k),j,value);by=y;void edge_mark_fill(int ar2,int value,int polydeflen)int i,x,y,inside;int min,max;inside=false;min=ar01;max=ar01;edge_mark(ar,value,polydeflen);for (i=1;imax)max=ari1;if (ari1min) min=ari1;for (y=min;y=max;y+)for(x=0;x=640;x+)if (getpixel(x,y) = value)inside=!(inside);if (inside!=false) putpixel(x,y,value);else putpixel(x,y,0);if(getch()=17) exit(1);void main() char t100;int polydefMP2;int i,j,gdriver,gmode,polydeflen,value;gdriver=DETECT;initgraph(&gdriver,&gmode,c:tc20bgi );printf(please input the number of edges:n);scanf(%d,&polydeflen);printf(please input the color:n);scanf(%d,&value);printf(please input the (x,y):n);for (i=0;ipolydeflen;i+)for (j=0;j2;j+)scanf(%d,&polydefij); printf(please press the space key!);edge_mark_fill(polydef,value,polydeflen);for(i=0;ipolydeflen;i+)sprintf(t,(%d,%d),polydefi0,polydefi1);outtextxy(polydefi0,polydefi1,t);getch();closegraph();实验截图：实验4 二维图形几何变换实验目的1、 通过实验，进一步理解和掌握二维图形几何变换算法；2、 掌握以上算法进行二维图形几何变换基本过程；3、 通过编程，会在TC环境下完成二维图形几何变换过程。实验环境计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境实验学时 2学时，必做实验。 实验内容任意画一个平面图形，(1)按比例缩小或放大.缩放比例由用户定义，缩放的参考点由用户确定；(2)旋转.由键盘输入旋转角度和旋转中心。实验步骤1、 算法、原理清晰，有详细的设计步骤； 2、 依据算法、步骤或程序流程图，用C语言编写源程序；3、 编辑源程序并进行调试；4、 进行运行测试，并结合情况进行调整；5、 对运行结果进行保存与分析；6、 打印源程序或把源程序以文件的形式提交；7、 按格式书写实验报告。实验代码：#include stdio.h#include conio.h#includegraphics.h#include math.hstruct point int x; int y;triangle3;void ini() triangle0.x=30; triangle0.y=30; triangle1.x=30; triangle1.y=120; triangle2.x=120; triangle2.y=70; setcolor(RED); line(triangle0.x,triangle0.y,triangle1.x,triangle1.y); line(triangle0.x,triangle0.y,triangle2.x,triangle2.y); line(triangle1.x,triangle1.y,triangle2.x,triangle2.y);void zoom(float sx,float sy) int xx3; int yy3; int i; for(i=0;i3;i+) xxi=(trianglei.x-triangle0.x)*sx+triangle0.x; yyi=(trianglei.y-triangle0.y)*sy+triangle0.y; for(i=0;i3;i+) line(xxi+120,yyi,xx(i+1)%3+120,yy(i+1)%3); getch(); setcolor(5); for(i=0;i3;i+) line(xxi+120,yyi,xx(i+1)%3+120,yy(i+1)%3); void turn(int x,int y,int a) int i; int xx3; int yy3; for(i=0;i3;i+) xxi=(trianglei.x-x)*cos(a)-(trianglei.y-y)*sin(a)+x; yyi=(trianglei.x-x)*sin(a)+(trianglei.y-y)*cos(a)+y; for(i=0;i3;i+) line(xxi,yyi,xx(i+1)%3,yy(i+1)%3); getch(); setcolor(5); for(i=0;i3;i+) line(xxi,yyi,xx(i+1)%3,yy(i+1)%3); void main() int gdriver=DETECT,gmode; initgraph(&gdriver,&gmode,c:tc20bgi); ini(); getch();setcolor(0); turn(120,70,-1); ini();getch(); setcolor(0); zoom(0.5,0.5);ini();getch();setcolor(0); zoom(3,3);ini();getch(); closegraph();实验截图：实验5 二维图形裁剪实验目的1、 通过实验，进一步理解和掌握二维图形裁剪常用算法；2、 掌握以上算法进行二维图形裁剪的基本过程；3、 通过编程，会在TC环境下完成二维图形裁剪过程。实验环境计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境实验学时 2学时，必做实验。 实验内容生成若干条直线段，由用户确定一个矩形裁剪窗口的位置和大小,保留窗口里的图形,抹去其余部分(使用Cohen-Sutherland算法)。(完成作业的同学可以用line、setviewport函数再做该题)。实验步骤1、 算法、原理清晰，有详细的设计步骤； 2、 依据算法、步骤或程序流程图，用C语言编写源程序；3、 编辑源程序并进行调试；4、 进行运行测试，并结合情况进行调整；5、 对运行结果进行保存与分析；6、 打印源程序或把源程序以文件的形式提交；7、 按格式书写实验报告。实验代码：#includegraphics.h#includestdio.h#includemath.h#define LEFT 1#define RIGHT 2#define BOTTOM 4#define TOP 8int x1=60,y1=60,x2=200,y2=200,x3=200,y3=300,xl=30,xr=100,yb=100,yt=20;int encode(int x,int y,int*code)int c;c=0;if(xxr) c=RIGHT;if(yyb) c=BOTTOM;else if(yyt) c=TOP;if(x=xl|x=xr|y=yt|y=yb) c=0;*code=c;C_S_LINECLIP(x1,y1,x2,y2,x3,y3,xl,xr,yb,yt) int x,y,code1,code2,code3,code; encode(x1,y1,&code1); encode(x2,y2,&code2); encode(x3,y3,&code3); while(code1!=0|code2!=0) if(code1&code2!=0) return; code=code1; if(code1=0) code=code2; if(LEFT&code)!=0) x=x1; y=y1+(long)(y2-y1)*(xl-x1)/(x2-x1); else if(RIGHT&code)!=0) x=xr; y=y1+(long)(y2-y1)*(xr-x1/x2-x1); else if(BOTTOM&code)!=0) y=yb; x=x1+(long)(x2-x1)*(yb-y1)/(y2-y1); else if(TOP&code)!=0) y=yt; x=x1+(long)(x2-x1)*(yt-y1)/(y2-y1); if(code=code1) x1=x; y1=y; encode(x,y,&code1); else x2=x; y2=y; encode(x,y,&code2); while(code1!=0|code3!=0) if(code1&code3!=0) return; code=code1; if(code1=0) code=code3; if(LEFT&code)!=0) x=x1; y=y1+(long)(y3-y1)*(xl-x1)/(x3-x1); else if(RIGHT&code)!=0) x=xr; y=y1+(long)(y3-y1)*(xr-x1/x3-x1); else if(BOTTOM&code)!=0) y=yb; x=x1+(long)(x3-x1)*(yb-y1)/(y3-y1); else if(TOP&code)!=0) y=yt; x=x1+(long)(x3-x1)*(yt-y1)/(y3-y1); if(code=code1) x1=x; y1=y; encode(x,y,&code1); else x3=x; y3=y; encode(x,y,&code3); while(code3!=0|code2!=0) if(code3&code2!=0) return; code=code3; if(code3=0) code=code2; if(LEFT&code)!=0) x=x3; y=y3+(long)(y2-y3)*(xl-x3)/(x2-x3); else if(RIGHT&code)!=0) x=xr; y=y1+(long)(y2-y3)*(xr-x3/x2-x3); else if(BOTTOM&code)!=0) y=yb; x=x1+(long)(x2-x1)*(yb-y3)/(y2-y3); else if(TOP&code)!=0) y=yt; x=x1+(long)(x2-x1)*(yt-y3)/(y2-y3); if(code=code3) x1=x; y1=y; encode(x,y,&code3); else x2=x; y2=y; encode(x,y,&code2); setcolor(RED); line(x1,y1,x2,y2); line(x1,y1,x3,y3); line(x2,y2,x3,y3); return;void main() int graphdriver=DETECT,graphmode; initgraph(&graphdriver,&graphmode,C:TC20BGI); rectangle(xl,yt,xr,yb); line(x1,y1,x2,y2); line(x1,y1,x3,y3); line(x2,y2,x3,y3); C_S_LINECLIP(x1,y1,x2,y2,x3,y3,xl,xr,yb,yt); getch(); closegraph();实验截图：实验6 曲线生成算法的实现实验目的了解曲线生成的原理，掌握几种常见的曲线生成算法，利用TurboC实现Bezier曲线的生成算法。实验环境计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境实验学时 2学时，必做实验。 实验内容(1) 了解曲线生成的原理；(2) 掌握曲线生成算法(Bezier曲线、B样条曲线)；(3) 利用TurboC实现Bezier曲线的生成算法，在屏幕上任意绘制一条三次Bezier曲线。实验步骤1、 算法、原理清晰，有详细的设计步骤； 2、 依据算法、步骤或程序流程图，用C语言编写源程序；3、 编辑源程序并进行调试；4、 进行运行测试，并结合情况进行调整；5、 对运行结果进行保存与分析；6、 打印源程序或把源程序以文件的形式提交；7、 按格式书写实验报告。实验代码：#include graphics.h#include malloc.h#include math.h#define MULTIPLE 7#define ROW 4struct node float x,y;void draw_polygon(struct node a,int originx,int originy) int n; for (n=0;nROW;n+) if (n=0) moveto(originx+a0.x,originy-a0.y); lineto(originx+an.x,originy-an.y); struct node decasteljau(struct node p,int n,float u) int i,r; struct node point,q20; for(i=0;in;i+) qi=pi; for(r=1;rn;r+) for(i=0;in-r;i+) qi.x=(1.0-u)*qi.x+u*qi+1.x; qi.y=(1.0-u)*qi.y+u*qi+1.y; return q0;void draw_bezier_curve(struct node p,int n,int x0,int y0) int i,x,y; float u,delta; struct node point; delta=1.0/(float)(MULTIPLE*ROW); for(i=0,u=0;u=1.0;i+,u=u+delta) point=decasteljau(p,n,u); if(i=0)moveto(x0+point.x,y0-point.y); lineto(x0+point.x,y0-point.y); main() int gdriver=DETECT,gmode; int number,n,originx,originy; struct node a=120,0,45,0,0,45,0,120; initgraph(&gdriver,&gmode,); originx=getmaxx()/2; originy=getmaxy()/2; setcolor(BLUE); draw_polygon(a,originx,originy); setcolor(RED); draw_bezier_curve(a,ROW,originx,originy); getch(); closegraph();实验截图：