计算机图形学(中点画圆)
画圆环算法c程序
画圆环算法c程序全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:画圆环是计算机图形学中常见的基本图形之一,常用于游戏开发、动画制作等领域。
在计算机中,画圆环的算法有多种,其中最常用的是中点画圆算法。
本文将介绍使用C语言实现中点画圆算法的程序,并进行详细分析和讲解。
1. 算法原理中点画圆算法是一种简单而高效的算法,其基本原理是通过逐渐逼近圆形的方法,利用对称性和中点的位置进行迭代计算。
具体步骤如下:(1)给定圆的半径r和圆心坐标(x0, y0),设置初始点P(0, r)作为起点,并计算判别式d=1-r。
(2)在每次迭代中,分别取直线y=x和y=-x两侧的中点,分别计算两种情况下的判别式值,并根据判别式值的大小决定下一个中点的位置。
(3)重复进行上述步骤,直到计算完整个圆的一周。
2. C程序实现下面是使用C语言实现中点画圆算法的程序代码:```c#include <stdio.h>#include <graphics.h>void plot_circle_points(int x0, int y0, int x, int y) { // 绘制圆的八个对称点putpixel(x0 + x, y0 + y, WHITE);putpixel(x0 - x, y0 + y, WHITE);putpixel(x0 + x, y0 - y, WHITE);putpixel(x0 - x, y0 - y, WHITE);putpixel(x0 + y, y0 + x, WHITE);putpixel(x0 - y, y0 + x, WHITE);putpixel(x0 + y, y0 - x, WHITE);putpixel(x0 - y, y0 - x, WHITE);}void midpoint_circle(int x0, int y0, int r) { int x = 0, y = r;int d = 1 - r;plot_circle_points(x0, y0, x, y); while (x < y) {if (d < 0) {d = d + 2 * x + 3;x++;} else {d = d + 2 * (x - y) + 5;x++;y--;}plot_circle_points(x0, y0, x, y);}}delay(5000);closegraph();return 0;}```以上是一个简单的使用C语言实现中点画圆算法的程序代码。
绘弧的算法
绘弧的算法绘弧是计算机图形学中的常见操作,用于绘制曲线或弧线形状。
在计算机图形学中,有多种算法可以实现绘制弧线的功能,本文将介绍其中几种常见的算法。
一、中点画圆法中点画圆法是一种常见的绘制圆弧的算法。
该算法通过计算圆弧上每个点的坐标来实现绘制。
具体步骤如下:1. 计算圆弧的起点和终点的坐标,以及圆心的坐标。
2. 计算圆弧的半径。
3. 初始化绘制点的坐标。
4. 根据圆弧的起点和终点坐标,确定绘制的起始角度和终止角度。
5. 循环遍历绘制点,通过计算每个点对应的角度和半径,计算出点的坐标。
6. 绘制圆弧。
二、贝塞尔曲线贝塞尔曲线是一种常用的曲线绘制算法,可以绘制平滑的曲线。
贝塞尔曲线可以通过控制点来定义曲线的形状。
常见的贝塞尔曲线有二次贝塞尔曲线和三次贝塞尔曲线。
1. 二次贝塞尔曲线二次贝塞尔曲线由起点、终点和一个控制点来定义。
通过调整控制点的位置,可以改变曲线的形状。
2. 三次贝塞尔曲线三次贝塞尔曲线由起点、终点和两个控制点来定义。
通过调整控制点的位置,可以改变曲线的形状。
贝塞尔曲线的绘制可以通过递归算法来实现。
具体步骤如下:1. 计算贝塞尔曲线上每个点的坐标。
2. 根据控制点的位置,计算出曲线上每个点的坐标。
3. 绘制贝塞尔曲线。
三、Bresenham算法Bresenham算法是一种直线绘制算法,也可以用于绘制圆弧。
该算法基于直线的斜率和误差修正来计算圆弧上的点。
具体步骤如下:1. 计算圆弧的起点和终点的坐标,以及圆心的坐标。
2. 初始化绘制点的坐标。
3. 计算圆弧的半径。
4. 根据圆弧的起点和终点坐标,确定绘制的起始角度和终止角度。
5. 根据起始角度和终止角度,计算圆弧上每个点的坐标。
6. 绘制圆弧。
以上是几种常见的绘制弧线的算法,每种算法都有其适用的场景和特点。
在实际应用中,可以根据具体需求选择合适的算法进行绘制。
通过合理选择和优化算法,可以高效地绘制出各种形状的弧线。
绘弧的算法在计算机图形学和图像处理中具有重要的应用价值,为实现各种美观的图形效果提供了基础支持。
计算机图形学圆的生成
1、当F(M)<0时, M在圆内(圆弧A),说明点E距离圆更近,应取E点; 2、当F(M)>0时, M在圆外(圆弧B),表明SE点离圆更近,应取SE点; 3、当F(M)=0时, 在E点与SE点之中任取一个即可,我们约定取SE点。
2.2.3 中点画圆算法思想
我们用中点M的圆函数作为决策变量di,同时用增量法来迭 代计算下一个中点M的决策变量di+1。
2.2.5 中点画圆程序
F(x,y) <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
, 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。
(2-8)
生成圆的初始条件和圆的生成方向
2.2.4 中点画圆算法实现
1、输入:圆半径r、圆心(x0,y0); 2、确定初值:x=0,y=r、d=5/4-r; 3、While(x<=y) { circlePoints (x,y,color); if(d≥0) { y--; d=d+2(x-y)+5; } else d=d+2x+3; x++; }
2.2 圆的生成
这里仅讨论圆心位于坐标原点的圆的扫描转 换算法,对于圆心不在原点的圆,可先用平 移变换,将它的圆心平移到原点,然后进行 扫描转换,最后再平移到原来的位置。
2.2.1 圆的八分对称性
八分对称性: 圆心位于原点的圆有四条对称轴x=0、y=0、x=y和x=-y, 若 已知圆弧上一点P(x,y),就可得到其关于四条对称轴的七个对称点。因 此只要能画出八分之一的圆弧,就可以用对称性的原理得到整个圆弧。
中点画圆算法
中点画圆算法中点画圆算法(Midpoint Circle Algorithm)是一种用于在计算机图形学中绘制圆形的常用算法。
它通过计算圆的各个点的位置,并将其画出,从而实现在屏幕或其他输出设备上绘制圆形的功能。
该算法简单高效,广泛应用于计算机图形学和计算机游戏开发中。
该算法的基本思想是从圆的起点(0,r)开始,逆时针方向按顺序计算其他各个象限的对称点。
在每一步迭代中,根据当前点的位置和距离圆心的距离来决定下一个点的位置。
通过对称性,算法只需要计算象限一中的点,并将其他象限的点进行对称复制。
具体步骤如下:1.初始化圆心位置和半径。
圆心可以任意选择在屏幕上的位置,半径确定了圆的大小。
2.定义一个变量d表示决策参数。
初始时,将决策参数d设为5/4-r,其中r为圆的半径。
3.初始化点的位置为圆的起点(0,r)。
4.在每一步迭代中,根据当前点的位置和决策参数d的值,计算下一个点的位置。
-如果d小于0,则选择当前点的东侧点作为下一个点,并更新决策参数:d=d+2x+1,其中x为当前点的横坐标。
-如果d大于等于0,则选择当前点的东北侧点作为下一个点,并更新决策参数:d=d+2x+1-2y,其中y为当前点的纵坐标。
5.在每一步迭代中,重复步骤4直到达到终止条件,即当前点的横坐标大于等于纵坐标。
6.在每一步迭代中,根据当前点的位置和对称性,在其他象限绘制对应的点。
通过以上步骤,可以逐渐计算出圆上的各个点的位置,并将其绘制出来,从而实现圆形的绘制。
中点画圆算法的优点是简单高效,不需要使用复杂的三角函数运算,适用于在计算资源有限的设备上实现圆形绘制。
该算法在计算机图形学中得到广泛应用,用于绘制圆形的轮廓、填充和渲染等操作。
它在计算机游戏中也被广泛使用,用于绘制角色、道具和特效等元素,为游戏提供更加真实和生动的视觉效果。
总结一下,中点画圆算法是一种常用的计算机图形学算法,用于绘制圆形。
它的简单高效使其成为了广泛应用于计算机图形学和计算机游戏开发中的重要工具。
计算机图形学中点画圆实验
《计算机图形学实验》报告2016年春季学期实验:中点画圆实验时间:2016年12月8日实验地点:信息学院2204实验目的:中点画圆程序代码:#include <glut.h>void init (void){glClearColor (1.0, 1.0, 1.0, 0.0);glMatrixMode (GL_PROJECTION);gluOrtho2D (0.0, 200.0, 0.0, 150.0);}class screenPt{private:GLint x, y;public:screenPt ( ) {x = y = 0;}void setCoords (GLint xCoordValue, GLint yCoordValue) { x = xCoordValue;y = yCoordValue;}GLint getx ( ) const {return x;}GLint gety ( ) const {return y;}void incrementx ( ) {x++;}void decrementy ( ) {y--;}};void setPixel (GLint xCoord, GLint yCoord) {glBegin (GL_POINTS);glVertex2i (xCoord, yCoord);glEnd ( );}void circleMidpoint (GLint xc, GLint yc, GLint radius) {screenPt circPt;GLint p = 1 - radius;circPt.setCoords (0, radius);void circlePlotPoints (GLint, GLint, screenPt);circlePlotPoints (xc, yc, circPt);while (circPt.getx ( ) < circPt.gety ( )) {circPt.incrementx ( );if (p < 0)p += 2 * circPt.getx ( ) + 1;else {circPt.decrementy ( );p += 2 * (circPt.getx ( ) - circPt.gety ( )) + 1;}circlePlotPoints (xc, yc, circPt);}}void circlePlotPoints (GLint xc, GLint yc, screenPt circPt) {setPixel (xc + circPt.getx ( ), yc + circPt.gety ( ));setPixel (xc - circPt.getx ( ), yc + circPt.gety ( ));setPixel (xc + circPt.getx ( ), yc - circPt.gety ( ));setPixel (xc - circPt.getx ( ), yc - circPt.gety ( ));setPixel (xc + circPt.gety ( ), yc + circPt.getx ( ));setPixel (xc - circPt.gety ( ), yc + circPt.getx ( ));setPixel (xc + circPt.gety ( ), yc - circPt.getx ( ));setPixel (xc - circPt.gety ( ), yc - circPt.getx ( ));}void displaymiddlepoint(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f(1.0,0.0,0.0);//glBegin(GL_LINES);circleMidpoint(0,0,100);glEnd();glFlush();}void main(int argc,char** argv){glutInit(&argc,argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); glutInitWindowPosition(50,100);glutInitWindowSize(400,300);glutCreateWindow("An example opengl program");init();glutDisplayFunc(displaymiddlepoint);glutMainLoop();}实验结果:。
计算机图形学圆弧生成算法具体程序实现
e=1-r;
this->CirclePoints(x,y,color,pDC);
while(x<=y)
{
if(e<0)
{
e+=2*x+3;
}
else
{
e+=2*(x-y)+5;
y--;
}
x++;
this->CirclePoints(x,y,color,pDC);
}
}
实验结果:
六:椭圆的绘制
(1):基本原理
while(dx<dy)
{
x++;
dx+=twobb;
if(d<0)
{
d+=bb+dx;
}
else
{
dy-=twoaa;
d+=bb+dx-dy;
y--;
}
pDC->SetPixel(xc+x,yc+y,color);
pDC->SetPixel(xc+x,yc-y,color);
pDC->SetPixel(xc-x,yc+y,color);
d =F(1,b-0.5)= b + a (b-0.5) -a b
= b + a (-b+0.25)
其中,每一步的迭代过程中需要随时的计算和比较从上部分转入下部分的条件是否成立,从而将逼近方向由x改为y。
2.代码实现及结果:
#include "math.h"
class CCircle
{
protected:
}
算法画圆 中点圆算法 计算机图形学
绠楁硶鐢诲渾涓偣鍦嗙畻娉?璁$畻鏈哄浘褰㈠Bresenham绠楁硶鐢诲渾涓偣鍦嗙畻娉曡绠楁満鍥惧舰瀛?010-12-02 20锛?8///////////////////////////////////////////////////////////////// /////涓偣鍦嗘暣鏁扮畻娉曠敾鍦?////////////////////////////////////////////////////////////////// ////void roundMid(int x1,int y1,int R,CDC*pDC){int x=0,y=R锛?/p>int d=1-R锛?/璧风偣(0,R),涓嬩竴鐐逛腑鐐?1,R-0.5),d=1*1+(R-0.5)*(R-0.5)-R*R=1.25-R,d鍙弬涓庢暣鏁拌繍绠楋紝鎵€浠ュ皬鏁伴儴鍒嗗彲鐪佺暐while(y x)//y x鍗崇涓€璞¢檺鐨勭2鍖哄叓鍒嗗渾{pDC-SetPixel(x+x1,y+y1,RGB(255,0,0))锛?/鍦嗗績(x1,y1),鐢荤偣鏃剁洿鎺ョ浉鍔犲钩绉?鐢?鍖?/p>pDC-SetPixel(y+x1,x+y1,RGB(255,0,0))锛?/鐢?鍖?/p>pDC-SetPixel(-x+x1,y+y1,RGB(255,0,0))锛?/鐢?鍖?/p>pDC-SetPixel(-y+x1,x+y1,RGB(255,0,0))锛?/鐢?鍖?/p>pDC-SetPixel(-x+x1,-y+y1,RGB(255,0,0))锛?/鐢?鍖?/p>pDC-SetPixel(-y+x1,-x+y1,RGB(255,0,0))锛?/鐢?鍖?/p>pDC-SetPixel(x+x1,-y+y1,RGB(255,0,0))锛?/鐢?鍖?/p>pDC-SetPixel(y+x1,-x+y1,RGB(255,0,0))锛?/鐢?鍖?/p>if(d 0)d=d+2*x+3锛?/d鐨勫彉鍖?/p>else{d=d+2*(x-y)+5锛?/d=0鏃?d鐨勫彉鍖?/p>y--锛?/y鍧愭爣鍑?}x++锛?/x鍧愭爣鍔?}}///////////////////////////////////////////////////////////////// /////Bresenham绠楁硶鐢诲渾/////////////////////////////////////////////////////////////////// ////void RoundBre(int x1,int y1,int R,CDC*pDC){//鍦嗗績(x1,y1),褰撳墠鍍忕礌I(xi,yi),鍙冲儚绱燞(xi+1,y),鍙充笅鍍忕礌D(xi+1,yi-1),涓嬪儚绱燰(xi,yi-1)int xi,yi,dd,m,n锛?/p>//鍦嗗績璺濆樊鍊煎钩鏂筪h=(xi+1)*(xi+1)+yi*yi-R*R锛沝d=(xi+1)*(xi+1)+(yi-1)*(yi-1)-R*R锛沝v=xi*xi+(yi-1)*(yi-1)-R*R锛?/p>xi=0锛?/璧风偣(0,R)yi=R锛?/p>dd=2-2*R锛?/璧风偣鐨勫彸涓嬪儚绱?1,R-1)鐨勫渾蹇冭窛宸€糳d=1+(R-1)*(R-1)-R*R pDC-SetPixel(x1,y1,RGB(0,0,255))锛?/鐢诲渾蹇?璇佹槑鍦嗗績蹇呴』鍗犵敤涓€涓儚绱?/p>while(yi=xi)//寰幆鍒板叓鍒嗕箣涓€鍦嗭紱yi=0鍗冲彲浠ョ敾鍑哄洓鍒嗗渾{pDC-SetPixel(xi+x1,yi+y1,RGB(255,0,0))锛?/2鍖?鍧愭爣骞崇Щ(x1,y1)鐢诲渾pDC-SetPixel(yi+x1,xi+y1,RGB(255,0,0))锛?/1鍖?/p>pDC-SetPixel(-xi+x1,yi+y1,RGB(255,0,0))锛?/3鍖?/p>pDC-SetPixel(-yi+x1,xi+y1,RGB(255,0,0))锛?/4鍖?/p>pDC-SetPixel(-yi+x1,-xi+y1,RGB(255,0,0))锛?/5鍖?/p>pDC-SetPixel(-xi+x1,-yi+y1,RGB(255,0,0))锛?/6鍖?/p>pDC-SetPixel(xi+x1,-yi+y1,RGB(255,0,0))锛?/7鍖?/p>pDC-SetPixel(yi+x1,-xi+y1,RGB(255,0,0))锛?/8鍖?/p>if(dd 0)//D鍦ㄥ渾鍐咃紱H鍦ㄥ渾涓婃垨鍦嗗锛涢€夋嫨H鎴朌,dh=0,dd 0,m=|dh|-|dd|=2*(dd+yi)-1锛?/p>{m=2*(dd+yi)-1锛?/p>if(m=0)//鍙栧彸鍍忕礌H(xi+1,yi)锛沵=0鏃跺彇鍙崇偣{dd=dd+2*xi+3锛?/姹侶鐨勫彸涓嬪儚绱?xi+2,yi-1),dd=(xi+2)*(xi+2)+(yi-1)*(yi-1)-R*R xi=xi+1锛?/p>}else//鍙栧彸涓嬪儚绱燚(xi+1,yi-1){dd=dd+2*(xi-yi+3)锛?/姹侱鐨勫彸涓嬪儚绱?xi+2,yi-2),dd=(xi+2)*(xi+2)+(yi-2)*(yi-2)-R*R xi=xi+1锛?/p>yi=yi-1锛?/p>}}else if(dd 0)//D鍦ㄥ渾澶栵紱V鍦ㄥ渾澶栨垨鍦嗕笂锛涢€夋嫨D鎴朧锛沝d 0,dv=0,n=|dd|-|dv|=2*(dd-xi)-1锛?/p>n=2*(dd-xi)-1锛?/p>if(n=0)//鍙栧彸涓嬪儚绱燚(xi+1,yi-1)锛沶=0鏃跺彇{dd=dd+2*(xi-yi+3)锛?/姹侱鐨勫彸涓嬪儚绱?xi+2,yi-2),dd=(xi+2)*(xi+2)+(yi-2)*(yi-2)-R*R xi=xi+1锛?/p>yi=yi-1锛?/p>}else//鍙栦笅鍍忕礌V(xi,yi-1){dd=dd-2*yi+3锛?/姹俈鐨勫彸涓嬪儚绱?xi+1,yi-2)dd=(xi+1)*(xi+1)+(yi-2)*(yi-2)-R*R yi=yi-1锛?/p>}}else if(dd==0)//D鍦ㄥ渾涓?鍙朌(xi+1,yi-1){dd=dd+2*(xi-yi+3)锛?/姹侱鐨勫彸涓嬪儚绱?xi+2,yi-2),dd=(xi+2)*(xi+2)+(yi-2)*(yi-2)-R*R xi=xi+1锛?/p>yi=yi-1锛?/p>}}。
计算机图形学圆的生成算法的实现
申明:
所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。
OnMidpointellispe
表1 生成圆和椭圆的菜单项资源及消息处理函数
<3)添加程序代码
在CMyView.cpp文件中相应的位置添加各算法的程序代码,在Visual C++的MFC中绘制图形,一般可以调用一个“CDC”类,从CDC开始,添加代码。5PCzVD7HxA
中点算法画圆。利用中点画圆算法画出圆心在 、半径为R的圆,其VC程序设计代码如下:
pDC->SetPixel(y+x0,x+y0,color>。
pDC->SetPixel(-y+x0,x+y0,color>。
pDC->SetPixel(-y+x0,-x+y0,color>。
pDC->SetPixel(y+x0,-x+y0,color>。
}
ReleaseDC(pDC>。
}
Bresenham算法画圆。利用Bresenham画圆算法画出圆心在 、半径为R的圆,其VC程序设计代码如下:jLBHrnAILg
pDC->SetPixel(x+x0,-y+y0,color>。
}
ReleaseDC(pDC>。
}
《计算机图形学》实验报告
《计算机图形学》实验报告一、实验目的计算机图形学是一门研究如何利用计算机生成、处理和显示图形的学科。
通过本次实验,旨在深入理解计算机图形学的基本原理和算法,掌握图形的生成、变换、渲染等技术,并能够运用所学知识解决实际问题,提高对图形学的应用能力和编程实践能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python,使用的图形库为 Pygame。
开发环境为 PyCharm。
三、实验内容1、直线的生成算法DDA 算法(Digital Differential Analyzer)Bresenham 算法DDA 算法是通过计算直线的斜率来确定每个像素点的位置。
它的基本思想是根据直线的斜率和起始点的坐标,逐步计算出直线上的每个像素点的坐标。
Bresenham 算法则是一种基于误差的直线生成算法。
它通过比较误差值来决定下一个像素点的位置,从而减少了计算量,提高了效率。
在实验中,我们分别实现了这两种算法,并比较了它们的性能和效果。
2、圆的生成算法中点画圆算法中点画圆算法的核心思想是通过判断中点的位置来确定圆上的像素点。
通过不断迭代计算中点的位置,逐步生成整个圆。
在实现过程中,需要注意边界条件的处理和误差的计算。
3、图形的变换平移变换旋转变换缩放变换平移变换是将图形在平面上沿着指定的方向移动一定的距离。
旋转变换是围绕一个中心点将图形旋转一定的角度。
缩放变换则是改变图形的大小。
通过矩阵运算来实现这些变换,可以方便地对图形进行各种操作。
4、图形的填充种子填充算法扫描线填充算法种子填充算法是从指定的种子点开始,将相邻的具有相同颜色或属性的像素点填充为指定的颜色。
扫描线填充算法则是通过扫描图形的每一行,确定需要填充的区间,然后进行填充。
在实验中,我们对不同形状的图形进行了填充,并比较了两种算法的适用情况。
四、实验步骤1、直线生成算法的实现定义直线的起点和终点坐标。
根据所选的算法(DDA 或Bresenham)计算直线上的像素点坐标。
计算机图形学常用算法及代码大全
2。
1。
1 生成直线的DDA算法数值微分法即DDA法(Digital Differential Analyzer),是一种基于直线的微分方程来生成直线的方法.一、直线DDA算法描述:设(x1,y1)和(x2,y2)分别为所求直线的起点和终点坐标,由直线的微分方程得= m =直线的斜率(2-1)可通过计算由x方向的增量△x引起y的改变来生成直线:x i+1=x i+△x (2-2)y i+1=y i+△y=y i+△x·m (2-3) 也可通过计算由y方向的增量△y引起x的改变来生成直线:y i+1=y i+△y (2-4)x i+1=x i+△x=x i+△y/m (2-5) 式(2-2)至(2-5)是递推的.二、直线DDA算法思想:选定x2-x1和y2-y1中较大者作为步进方向(假设x2-x1较大),取该方向上的增量为一个象素单位(△x=1),然后利用式(2-1)计算另一个方向的增量(△y=△x·m=m)。
通过递推公式(2-2)至(2-5),把每次计算出的(x i+1,y i+1)经取整后送到显示器输出,则得到扫描转换后的直线。
之所以取x2-x1和y2-y1中较大者作为步进方向,是考虑沿着线段分布的象素应均匀,这在下图中可看出。
另外,算法实现中还应注意直线的生成方向,以决定Δx及Δy是取正值还是负值。
三、直线DDA算法实现:1、已知直线的两端点坐标:(x1,y1),(x2,y2)2、已知画线的颜色:color3、计算两个方向的变化量:dx=x2-x1dy=y2-y14、求出两个方向最大变化量的绝对值:steps=max(|dx|,|dy|)5、计算两个方向的增量(考虑了生成方向):xin=dx/stepsyin=dy/steps6、设置初始象素坐标:x=x1,y=y17、用循环实现直线的绘制:for(i=1;i〈=steps;i++){putpixel(x,y,color);/*在(x,y)处,以color色画点*/x=x+xin;y=y+yin;}五、直线DDA算法特点:该算法简单,实现容易,但由于在循环中涉及实型数的运算,因此生成直线的速度较慢。
计算机图形学作业-给定圆心,半径,弧度和起始点绘制圆弧分解
如果di<0,说明M在圆内,下一点取(xi,yi-1) 即xi+1=xi, yi+1=yi-1, 新的判别式为
di 1 F ( xi 0.5 xc , yi 2 yc ) di 2 yi 2 yc 3
如果di>=0,说明M在圆外或圆上,下一点取(xi-1,yi-1) 即xi+1=xi-1, yi+1=yi-1 新的判别式为
hi 1 di 2xi 2xc 2 yi 2 yc 5
• void MidPointCircle(int x0,int y0,int xc,int yc,int R,int color) • { • int x,y,h; • x=x0; • y=y0; • d=x*x+xc*xc-2x*xc+2x-2xc+y*y+yc*yc-y+yc-2*y*yc-R*R+1; • CirclePoint(x,y,color); • while(L(x,y)>1&&y>yc) // L(x,y)当前点到终点的距离 • { • if(h<0) h+=2*x-2xc+3; • else • { • h+=2*x-2xc-2*y+2*yc+5;
2 2
为了消除在计算判别式初始值产生的浮点数运算,将用 4d来代替d。
下述程序使用中点画圆算法绘制一个1/8圆弧。
void MidPointCircle(int r,int color) { int x,y,d x=0; y=r; d=5-4r; CirclePoint(x,y,color); while(x<=y) { if(d<=0) d+=8x+12; else { d+=8(x-y)+20;y--; } x++; CirclePoint(x,y,color); } }
计算机图形学实验 光栅 中点画圆
}
MidPointCircle部分
void CCGView::MidPointCircle(int r,COLORREF color)
{
int x,y;
int e;
x=0;y=r;e=1-r;
CirclePoints(x,y,color);
3、思考能否像实验五那样,做出一个菜单来实现画圆?
三、实验设备:
微机,Visual C++6.0
四、
1、打开VC,打开原来建立的工程CG。文件名应该为cg.dsw。
2、在CGView.cpp文件中(类CCGView中),添加函数voidMidPointCircle(int r, COLORREF color)和voidCirclePoints(int x, int y, COLORREF color)。方法如下:在VC界面的ClassView中,右键单击CCGView类,出现图1所示的界面,点击“Add Member Function…”菜单,出现图2的对话框,在其中分别完成对函数MidPointCircle和CirclePoints的定义和声明。
图1
图2
3、在函数体voidMidPointCircle(int r, COLORREF color)和voidCirclePoints(int x, int y, COLORREF color)中,实现中点画圆的算法。具体代码参考教材P34和P36。需要注意的是,CirclePoints函数中调用Setpixel函数之前需要得到设备上下文,即在函数体前部加入如下代码:
这样圆就可以画出。
2、如果不打开cg.dsw文件而是打开ccgview.cpp文件进行编程,会造成什么后果?
中点画圆和Bresehnm画圆算法
二、中点画圆算法
void huayuan(int x0,int y0,int r,int color) { int x,y,d; x=0;y=r;d=1.25-r; while(y>=x) { huadian(x0,y0,x,y,color); if(d<0) {d=d+2*x+3;x++;} else {d=d+2*(x-y)+5;x++;y--;} } } void main() { int r, c=RGB(255,0,0); initgraph(640,480); huayuan(200,200,100,c); if(getch()==1) exit; closegraph(); }
四、两种画圆算法的优劣
算法比较和启发: 通过实际的程序运行比较分析,是中点画圆法速度快.就算法本身而言,该算 法仍可在某些方面进行改进,如将其中的浮点运算改为整数运算等,执行速度 将更快。 生成直线和圆这类基础算法在编程时要被无数次的调用,可能每生成一帧画面 就要被调用成百上千次,因此其执行速度是至关重要的.而这类基础算法的长 度都很短,即使多用一些分支,多用一些变量和语句,一般来说只不过增加几 十个语句.这样的空间增加与算法极重要的速度要求来比较是相对次要的因素, 因此在开发图形学的基础算法时,如果有可能提高算法的速度,应不惜多占一 些存储空间.
三、 Bresenham 画圆算法原理
算法原理: Bresenham画圆算法与Bresenham 直线算法一样,其基本的方法是利用判别变 量来判断选择最近的像素点,判别变量的数值仅仅用一些加、减和移位运算就 可以计算出来。为了简便起见,考虑一个圆 心在坐标原点的圆,而且只计算八 分圆周上的点,其余圆周上的点利用对称性就可得到。
计算机图形学-画椭圆和圆
}
x++;
glVertex2i(x +xc, y +yc);
glVertex2i(y +xc, x +yc);
glVertex2i(y +xc, -x +yc);
glVertex2i(x +xc, -y +yc);
glVertex2i(-x +xc, -y +yc);
glVertex2i(-y +xc, -x +yc);
绘图过程如下:
.输入直线的两端点P0(X0,Y0)和P1(X1,Y1)。
.计算初始值△x, △y,d=△x-2△y,x=X0,y=Y0.
.绘制点(x,y)。判断d的符号,若d<0,则(x,y)更新为(x+1,y+1),d更新为d+2△x-2△y;否则(x,y)更新为(x+1,y),d更新为△y。
.当直线没有画完时,重复步骤 ,否则结束。
intx = 0;
inty =b;
Ellipsepot(x0,y0, x, y);
// 1
while(sqb*(x + 1) < sqa*(y - 0.5))
{
if(d < 0)
{
d += sqb*(2 * x + 3);
}
else
{
d += (sqb*(2 * x + 3) + sqa*((-2)*y + 2));
glVertex2i(198,2);
glEnd();
glFlush(); //清空OpenGL命令缓冲区,执行OpenGL程序
简述中点画圆算法的原理与特点
简述中点画圆算法的原理与特点中点画圆算法是一种用于绘制圆形的计算机图形学算法,它通过计算圆弧上的点坐标来进行绘制。
该算法的原理是从圆弧的一个起始点开始,按照顺时针或逆时针方向依次计算下一个点的坐标,直到绘制完整的圆弧。
中点画圆算法的原理如下:1.获得圆的半径r和圆心坐标(h,k)。
2.设置初始点(x0,y0)为(0,r)。
3.计算初始决策参数d=1/4-r。
4.在每条径向的切点上绘制像素,每次转变d的符号。
5.根据决策参数的变化情况选择8个可能的下一个点中的一个,并将d根据选择情况进行相应的更新。
特点:1.中点画圆算法具有高效性,相较于传统的连续采样和扫描线算法,中点画圆算法具有更低的运算成本,绘制速度更快。
2.算法能够绘制出较为平滑的圆弧,不会产生明显的锯齿状边缘。
3.算法适用于绘制任意大小的圆,且绘制结果与圆的大小无关。
4.算法实现简单,仅需要基本的数学运算,可以在计算机图形学中广泛应用。
具体步骤及示例说明:假设要绘制一个圆的半径r为8个像素,圆心坐标为(20,20)。
1.设置初始点(x0,y0)为(0,r)。
2.计算初始决策参数d=1/4-r。
在此例中,初始决策参数d=1/4-8=-73.根据初始决策参数d的值选择下一个点的坐标。
由于d<0,所以选择坐标(x1,y1)为(x0+1,y0)=(1,8)。
更新决策参数d=d+(2x1+1)-(2y1-1)=-7+3-16=-20。
4.绘制点(x1,y1),即第一个点(1,8)。
5.重复以上步骤,直到决策参数d>0。
下一个点的坐标(x2,y2)根据决策参数的值选择。
由于d<0,所以选择坐标(x2,y2)为(x1+1,y1-1)=(2,7)。
更新决策参数d=d+(2x2+1)-(2y2-1)=-20+5-14=-296.绘制点(x2,y2)。
以此类推,直到决策参数d>0,产生了一个完整的圆。
通过上述步骤,可以得到以半径r为8的圆的像素坐标集合,绘制出了一个圆。
中点圆生成算法
中点圆生成算法中点圆生成算法是计算机图形学中一种常见的绘制圆形的算法,其原理比较简单却能够高效地绘制圆形。
下面将从原理、步骤以及优缺点三个方面对中点圆生成算法进行阐述。
一、原理中点圆生成算法是利用对称性质,以圆心为基点,左上、左下、右上、右下四个位置的点关于当前绘制点的对称点来圆形绘制。
因为每个点都是基于上一步的绘点而确定,因此使得算法计算量较小,绘制速度较快。
二、步骤中点圆生成算法的具体实现可以分解为以下几个步骤:1. 设置圆形中心点的坐标及半径长度,以及圆形线条的粗细等属性。
2. 初始化第一个点位置,初值为(0, r),其中r为圆形半径。
3. 设置绘制一个八分之一圆的条件,即x <= y。
4. 根据对称性质,绘制后面的七个八分之一,且每个八分之一均以第一个点坐标为基准,分别绘制左上、左下、右上、右下四个位置的点。
5. 计算每个点离中心点的距离,若距离小于等于半径,则该点上色。
6. 循环递增y,直到y>0为止,即一整个圆绘制完毕。
三、优缺点中点圆生成算法的优点在于计算量低、绘制速度快、绘制圆形较为精细,同时还具有较好的对称性,易于理解和使用。
然而也存在一些局限性和负面效果,例如因为仅仅以基点对称方式设定绘制点位置,可能导致一些误差和不对称的现象。
同时,该方法虽然绘制圆形速度快,但对于其他曲线的绘制来说,效果可能就不如其他算法。
总之,中点圆生成算法是一种简单易用的计算机图形学算法,其快速绘制圆形的优点得到了广泛的应用,同时也因为其一些局限性而不适合其他形态的曲线绘制,需要根据实际需求来选择使用。
c画圆算法
c画圆算法以C语言为基础,画圆算法是计算机图形学中的重要内容之一。
在计算机图形学中,画圆算法是指通过计算机程序实现绘制圆形的过程。
本文将介绍一种常用的画圆算法——中点画圆算法,并详细解释其原理和实现方法。
一、中点画圆算法原理中点画圆算法是一种基于对称性的算法,其基本原理是通过计算圆的八分之一弧度,在每个弧度上找到最接近圆周的像素点,然后通过对称性将其余部分的像素点也绘制出来。
具体来说,中点画圆算法的原理如下:1. 定义一个圆的中心点坐标(x0, y0)和半径r;2. 初始化两个变量x和y,分别表示圆的第一个像素点的横坐标和纵坐标;3. 计算初始的决策参数d,即d=1.25-r;4. 在每个八分之一弧度上,根据决策参数d的值来决定下一个像素点的位置,并更新决策参数d的值;5. 通过对称性将其他七个八分之一弧度上的像素点也绘制出来。
二、中点画圆算法实现中点画圆算法的实现通常使用C语言编写。
下面是一个简单的C语言程序,实现了中点画圆算法:```c#include <stdio.h>#include <graphics.h>void midpoint_circle(int x0, int y0, int r) {int x = 0;int y = r;int d = 1 - r;while (x <= y){putpixel(x0 + x, y0 + y, WHITE); putpixel(x0 + y, y0 + x, WHITE); putpixel(x0 - x, y0 + y, WHITE);putpixel(x0 - y, y0 + x, WHITE);putpixel(x0 + x, y0 - y, WHITE);putpixel(x0 + y, y0 - x, WHITE);putpixel(x0 - x, y0 - y, WHITE);putpixel(x0 - y, y0 - x, WHITE);if (d < 0)d += 2 * x + 3;else{d += 2 * (x - y) + 5; y--;}x++;}}int main(){int gd = DETECT, gm;initgraph(&gd, &gm, "");int x0 = 320;int y0 = 240;int r = 100;midpoint_circle(x0, y0, r);getch();closegraph();return 0;}```以上是一个使用C语言编写的中点画圆算法的示例程序。
计算机图形学常用算法及代码大全
2.1.1 生成直线的DDA算法数值微分法即DDA法(Digital Differential Analyzer),是一种基于直线的微分方程来生成直线的方法。
一、直线DDA算法描述:设(x1,y1)和(x2,y2)分别为所求直线的起点和终点坐标,由直线的微分方程得可通过计算由x方向的增量△x引起y的改变来生成直线:也可通过计算由y方向的增量△y引起x的改变来生成直线:式(2-2)至(2-5)是递推的。
二、直线DDA算法思想:选定x2-x1和y2-y1中较大者作为步进方向(假设x2-x1较大),取该方向上的增量为一个象素单位(△x=1),然后利用式(2-1)计算另一个方向的增量(△y=△x·m=m)。
通过递推公式(2-2)至(2-5),把每次计算出的(x i+1,y i+1)经取整后送到显示器输出,则得到扫描转换后的直线。
之所以取x2-x1和y2-y1中较大者作为步进方向,是考虑沿着线段分布的象素应均匀,这在下图中可看出。
另外,算法实现中还应注意直线的生成方向,以决定Δx及Δy是取正值还是负值。
三、直线DDA算法实现:1、已知直线的两端点坐标:(x1,y1),(x2,y2)2、已知画线的颜色:color3、计算两个方向的变化量:dx=x2-x1dy=y2-y14、求出两个方向最大变化量的绝对值:steps=max(|dx|,|dy|)5、计算两个方向的增量(考虑了生成方向):xin=dx/stepsyin=dy/steps6、设置初始象素坐标:x=x1,y=y17、用循环实现直线的绘制:for(i=1;i<=steps;i++){ putpixel(x,y,color);/*在(x,y)处,以color色画点*/x=x+xin;y=y+yin;}五、直线DDA算法特点:该算法简单,实现容易,但由于在循环中涉及实型数的运算,因此生成直线的速度较慢。
//@brief 浮点数转整数的宏实现代码#define FloatToInteger(fNum)((fNum>0)?static_cast<int>(fNum+0.5):static_cast<int>(fNum-0.5))/*!* @brief DDA画线函数** @param pDC [in]窗口DC* @param BeginPt [in]直线起点* @param EndPt [in]直线终点* @param LineCor [in]直线颜色* @return 无*/void CDrawMsg::DDA_DrawLine(CDC *pDC,CPoint &BeginPt,CPoint &EndPt,COLORREF LineCor){l ong YDis = (EndPt.y - BeginPt.y);l ong XDis = (EndPt.x-BeginPt.x);l ong MaxStep = max(abs(XDis),abs(YDis)); // 步进的步数f loat fXUnitLen = 1.0f; // X方向的单位步进f loat fYUnitLen = 1.0f; // Y方向的单位步进f YUnitLen = static_cast<float>(YDis)/static_cast<float>(MaxStep);f XUnitLen = static_cast<float>(XDis)/static_cast<float>(MaxStep);// 设置起点像素颜色p DC->SetPixel(BeginPt.x,BeginPt.y,LineCor);f loat x = static_cast<float>(BeginPt.x);f loat y = static_cast<float>(BeginPt.y);// 循环步进f or (long i = 1;i<=MaxStep;i++){x = x + fXUnitLen;y = y + fYUnitLen;pDC->SetPixel(FloatToInteger(x),FloatToInteger(y),LineCor);}}2.1.2 生成直线的B resenham算法从上面介绍的DDA算法可以看到,由于在循环中涉及实型数据的加减运算,因此直线的生成速度较慢。
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putpixel(xc-y,yc-x,color);
}
int main()
{
int gdriver = DETECT,gmode;
initgraph(&gdriver,&gmode,"");
MidpointCircle(3到判别式中,通过判断得到点的位置(仅有两种情况)。圆有很好的对称性,八对称性(其实是n对称性),只要求出右上方的八分之一部分就可以得到整个圆弧上的坐标,显然,判别式值小于0,中点在圆内,取正右方的点,d+2x+3;判别式大于等于0,中点在圆外或圆上,取右下方的点,d+2(x-y)+5; d的初值,将(1,R-0.5)代入判别式,=1.25 - R。为了提高效率,我们转化为整数运算,e = d - 0.25 = 1 - R。x++ 直到 x>y。
3、中点画圆法是利用圆心在坐标原点(0,0),半径为R(圆的方程X^2+Y^2=R^2),将每个像素的中点坐标代入圆的方程得到d,再通过d的值来确定中点与圆的位置。
中点画圆法绘出的只是一个完整圆弧的八分之一,然后根据圆良好的对称性,绘出和参考点对称的另外七个点,再用中点画圆法,以生成的这几个点为基础,绘出其它七段圆弧,构成一个完整的园。这七个点的坐标分别为:(x0+x,y0-y,c),(x0+x,y0+y,c),(x0-x,y0-y,c),(x0-x,y0+y,c),(x0-y,y0-x,c),(x0-y,y0+x,c),(x0+y,y0+x,c),(x0+y,y0-x,c)。
getch ();
closegraph();
}
实验结果:
实验总结:
通过本次实验本人掌握常用图形程序设计和编程实现贝塞尔曲线算法,得出相应的输出图形;希望在能为以后的学习打下基础。
实验评语:
实验成绩
教师签名
找到和参考点对称的另外几个点,再在中点绘制圆弧的定义函数中调用,绘制另外的几段圆弧。
三、实验代码及截图
代码:
#include<stdio.h>
#include<graphics.h>
MidpointCircle(int xc,int yc,int r,int color)
{
int x=0,y=r,d=1-r;
{
putpixel(xc+x,yc+y,color);
putpixel(xc-x,yc+y,color);
putpixel(xc+x,yc-y,color);
putpixel(xc-x,yc-y,color);
putpixel(xc+y,yc+x,color);
putpixel(xc-y,yc+x,color);
西北师范大学计算机科学与工程学院学生实验报告
学号
专业
计算机科学与技术
班级
师范(1)班
姓名
课程名称
图形学
课程类型
实验名称
实验二中点画圆
实验目的:
1.了解画圆法的基本思想;
2.掌握画圆法的基本步骤。
二、实验原理
1、判别式是中点画线法的关键,(0<=k<=1)判别式是为了判断下一个点是在当前点正右边还是右上方,是和中点比较的结果。d的含义下一个点到中点的垂直距离,它的正负可以做下一个位置的判断。初值:d = 2*a + b,增量:上一个点d>=0,则d+2*a,上一个点d<=0,则d+2*(a+b)。
WholeCircle(xc,yc,x,y,color);
while(x<=y)
{
if(d<0)
{
d+=2*x+3;
x++;
}
else
{
d+=2*(x-y)+5;
x++;
y--;
WholeCircle(xc,yc,x,y,color);
}
}
}
WholeCircle(int xc,int yc,int x,int y,int color)