计算机图形学-设计算法绘制直线与圆

信息与计算科学专业基础课ComputerReport Of course 计算机图形学课程实验报告实验题目设计算法绘制直线与圆班级姓名学号指导教师日期实验说明 试验目的： 掌握直线和圆的基本生成算法思想，并上机编程实现相应的算法。

试验地点： 教九楼401 数学系机房实验要求(Direction): 1. 每个学生单独完成；2.开发语言为TurboC 或C++，也可使用其它语言；3.请在自己的实验报告上写明姓名、学号、班级；4.每次交的实验报告内容包括：题目、试验目的和意义、程序制作步骤、主程序、运行结果图以及参考文件；5. 自己保留一份可执行程序,考试前统一检查和上交。

实验内容实验题一实验题目1).用DDA 法在屏幕上画一条具有三个像素宽的直线段L1。

要求：(1)直线段L1的两个端点坐标和画线颜色都要求可以随机输入；(2)要求输出直线段L1上的各点坐标；(3)画出直线的同时要求标明两端点坐标。

2).将课堂所讲的斜率0<K<1的中点画线算法推广到斜率K>1、-1<K<0和K<-1的情况，编写一通用的中点画线算法。

实验目的和意义1.了解如何利用C 语言和图形函数进行绘图；2. 熟悉并掌握C 语言的图形模式控制函数，图形屏幕操作函数，以及基本图形函数；3. 通过对Turbo C 进行图形程序设计的基本方法的学习，能绘制出简单的图形；4. 熟悉并掌握DDA 法在屏幕上画一条具有三个像素宽的直线段L1以及通用的中点画线算法。

通过DDA 法及用的中点画线算法，了解图形系统初始化、图形系统关闭和图设计算法绘制直线与圆实验2形模式的控制，并熟练运用图形坐标的设置，包括定点、读取光标以及图形颜色的设置。

程序制作步骤(包括算法思想、算法流程图等)1.自动搜索显示器类型和显示模式，初始化图形系统，通过printf 、scanf 语句控制线段的端点坐标和画线颜色的自由输入；2. DDAline:设直线之起点为（x1，y1），终点为（x2，y2），则斜率k 为： 则有：⑴.可通过计算由x 方向的增量x ∆引起y 的改变生成直线。

由1i i y y y +=+∆ （i y 为直线上某步的初值）则21121i i i y y y y x y k x x x +-=+∆=+∆- ⑵.也可通过计算由y 方向的增量y ∆引起x 的改变生成直线。

由1i i x x x +=+∆（i x 为直线上某步的初值）则：211211i i i x x x x y x y y y k+-=+∆=+∆- :⑴.假定X 坐标为p x 的各像素点中，与直线最近点已确定为(,)p p x y （用实心小圆表示），那么下一个与直线最近的象素点只能是正右方的1(1,)p p p x y +或右上方2(1,1)p p p x y ++两者之一。

⑵. 再以M 表示P1与P2的中点，即(1,0.5)p p M x y =++又设Q 是理想直线与垂直线1p x x =+的交点 。

显然有:①.当M 在Q 的下方，则P2 离直线 近,应取为下一个象素点；②.当M 在Q 的上方，则P1离直线 近,应取为下一个象素点。

③.当M 和Q 重合,则P 1和P2离直线 一样近,两者均可取为下一个象素点主程序xyx x y y k ∆∆=--=12121+=p x xDDA算法#include ""#include <>#include <>#include <>#include <>DDAline(int x1, int y1, int x2, int y2, int c) {float delta_x = 0;float delta_y = 0;float x = 0;float y = 0;int dx= 0;int dy = 0;int steps = 0;int k = 0;dx=x2-x1;dy=y2-y1;if (abs(dx)>abs(dy)){steps=3*abs(dx);}else{steps=3*abs (dy);}delta_x=(float)dx / (float)steps;delta_y=(float)dy / (float)steps;x=float(x1);y=float(y1);for (k=1; k<=steps;k++){putpixel(int(x+, int(y+, c);x+=delta_x;y+=delta_y;}return 0;}void main(){char t[100] = {0};int x1 = 0;int y1 = 0;int x2 = 0;int y2 = 0;int c = 0;void dda_line(int x1,int y1,int x2,int y2,int c);int graphdriver=DETECT,graphmode;initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:\\TC"); /*初始化图形系统*/printf("输入两端点坐标：\n");scanf("<%d,%d>,<%d,%d>",&x1,&y1,&x2,&y2);printf("输入画线颜色：\n");scanf("%d",&c);DDAline(x1,y1,x2,y2,c);sprintf(t,"(%d,%d)",x1,y1);outtextxy(x1,y1,t);sprintf(t,"(%d,%d)",x2,y2);outtextxy(x2,y2,t);getch(); /*等待按一键结束*/closegraph(); /*关闭图形系统，回到文本模式*/ }中点画线算法#include <>#include <>#include <>#include <>#include ""MidpointLine(int x1,int y1,int x2,int y2,int c){int a = 0;int b = 0;int d1 = 0;int d2 = 0;int d = 0;int x = 0;int y = 0;float m = 0;if (x2<x1){d=x1;x1=x2;x2=d;d=y1;y1=y2;y2=d;}a=y1-y2;b=x2-x1;if (b==0){m=-1*a*100;}else{m=(a/(x1-x2)); }x=x1;y=y1;putpixel(x,y,c);if (m>=0 && m<=1){d=2*a+b;d1=2*a;d2=2*(a+b);while (x<x2){if (d<=0){x++;y++;d+=d2;}else{x++;d+=d1;}putpixel(x,y,c);}}else if (m<=0 && m>=-1){d=2*a-b;d1=2*a-2*b;d2=2*a;while (x<x2){if (d>0){x++;y--;d+=d1;}else{x++;d+=d2;}putpixel(x,y,c);}}else if (m>1){d=a+2*b;d1=2*(a+b);d2=2*b;while (y<y1){if (d>0){x++;y++;d+=d1;}else{y++;d+=d2;}putpixel(x,y,c);}}else{d=a-2*b;d1=-2*b;d2=2*(a-b);while (y>y1){if (d<=0){x++;y--;d+=d2;}else{y--;d+=d1;}putpixel(x,y,c);}}return 0;}void main(){char t[100] = {0};int x1 = 0;int y1 = 0;int x2 = 0;int y2 = 0;int c = 0;int graphdriver=DETECT,graphmode;initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:\\TC"); /*初始化图形系统*/printf("输入两端点坐标：\n");scanf("<%d,%d>,<%d,%d>",&x1,&y1,&x2,&y2);printf("输入画线颜色：\n");scanf("%d",&c);MidpointLine(x1,y1,x2,y2,c);sprintf(t,"(%d,%d)",x1,y1);outtextxy(x1,y1,t);sprintf(t,"(%d,%d)",x2,y2);outtextxy(x2,y2,t);getch(); /*等待按一键结束*/closegraph(); /*关闭图形系统，回到文本模式*/ }运行结果图DDA算法图算法运行结果截图图算法运行结果截图中点画线算法图中点画线算法当k<=1时运行结果截图图中点画线算法当k<=1时运行结果截图图中点画线算法当0<k<1时运行结果截图图中点画线算法当0<k<1时运行结果截图图中点画线算法当k=-1时运行结果截图图中点画线算法当k=-1时运行结果截图图中点画线算法当-1<k<0时运行结果截图图中点画线算法当-1<k<0时运行结果截图图中点画线算法当k<-1时运行结果截图实验题二实验题目1).参考课堂所讲过的斜率为0～1和大于1的Bresenham画线程序，将该算法程序扩展到任一八分圆坐标空间图，从而形成一般的Bresenham画线算法。

并利用Bresenham画线算法画出4条不同颜色、不同斜率的直线段L1、L2、L3、L4。

要求：(1)4条直线段L1、L2、L3、L4的斜率K1、K2、K3、K4满足:0<K1<1,-1<K2<0, K3<-1,K4>1；(2)直线段的两个端点坐标和画线颜色都要求可以随机输入。