计算机图形学上机实验-利用C语言图形函数绘图

计算机图形学课程实验 报 告实验题目 利用C 语言图形函数绘图 班 级 姓 名 学 号 指导教师 日 期西安理工大学理学院应用数学系二零一一年春季学期信息与计算科学专业基础课Computer GraphicsReport Of course experiment实验说明试验目的：掌握TurboC语言图形函数的使用和学会绘制一般图形。

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。

实验内容实验题一1.1实验题目用如下图1所示，图中最大正n边形的外接圆半径为R，旋转该正n边形，每次旋转θ角度，旋转后的的n边形顶点落在前一个正六边形的边上，共旋转N次，请上机编程绘制N+1个外接圆半径逐渐缩小且旋转的正n边形。

要求：(1) n、R、N、θ要求可以人为自由控制输入；(2)N+1个正六边形的中心（即外接圆的圆心）在显示屏幕中心。

CBAR1R210图1利用C语言图形函数绘图实验1如左图（一）所示：n=6θ=100、N =1、R=R1、旋转一次。

依次类推，共旋转N次。

1.2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，同时熟练掌握C++图形绘制环境；2. 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. 通过绘制N+1个正n边形，了解图形系统初始化、图形系统关闭和图形模式的控制，并熟练运用图形坐标的设置，包括定点、读取光标、读取x和y轴的最大值以及图形颜色的设置。

1.3程序制作步骤(包括算法思想、算法流程图等)算法思想：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语句控制半径r、边数n、多边形的个数k、边的每次旋转角度d，的自由输入；2.给定一内接圆半径r,由圆内接多边形的算法公式：x[i]=r*cos((i+1) *2.0*pi/n)+320.0y[i]=240.0-r*sin(2.0*pi/n *(i+1))确定出多边形N的各个顶点坐标，然后利用划线函数line()，连接相邻两点，即形成一个正多边形。

3.根据边与角的关系，以及线段定比分点公式，可知旋转后的多边形的各个顶点的坐标。

公式如下：x[i]=(x[i]+x[i+1]/(k+1))y [i]=(y[i]+y[i+1]/(k+1))k=360/(n*d) （n为多边形的边数，d为多边形旋转的度数）然后与第二步相同，利用划线函数line()，连接形成又一个旋转过的正多边形，这样就形成了所要绘制的图形；4.关闭图形系统。

1.4主程序程序代码：/*----- 多边形的逐次旋转------*/#include "stdio.h"#include "conio.h"#include "math.h"#include "graphics.h"#include "stdlib.h"#include "time.h"void main(){int graphdriver=DETECT,graphmode; /*自动搜索显示器类型和显示模式*/ int r;int i,j,n,k,d;float x,y,q;int a[100],b[100];char str1[80],str2[80];printf("请输入正接圆的半径r:\n");scanf("%d",&r);printf("请输入多边形的边数n:\n");scanf("%d",&n);printf("请输入多边形的个数k:\n");scanf("%d",&k);printf("请输入每次的旋转角度d:\n");scanf("%d",&d);initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:\\TC"); /*初始化图形系统*/printf("\n\t注意:maxx=%d,maxy=%d\n",getmaxx(),getmaxy());printf("\n\tr=%d, n=%d, k=%d, d=%d",r,n,k,d);x=(getmaxx()+1)/2.0;y=(getmaxy()+1)/2.0;q=360/n; /*角增量*/q=q*3.1415926/180; /*将角增量化为弧度*/for(i=1;i<=n;i++) /*计算初始正n角形顶点坐标*/{a[i]=(int)((int)x+r*cos((i-1)*q));b[i]=(int)((int)y-r*sin((i-1)*q));}a[n+1]=a[1];b[n+1]=b[1]; /*闭合正n角形，以便连续画线*//*--------画k个正多角形-----------*/for(i=1;i<=k;i++){for(j=1;j<=n;j++) /*画一个正多角形*/line(a[j],b[j],a[j+1],b[j+1]);for(j=1;j<=n;j++) /*计算下一个正多边形顶点坐标*/{a[j]=(int)(a[j]+(a[j+1]-a[j])/d);b[j]=(int)(b[j]+(b[j+1]-b[j])/d);}a[n+1]=a[1];b[n+1]=b[1];}getch();closegraph();}1.5运行结果图实验题二2.1实验题目请绘制一个图:屏幕中央有一个半径为R1=160的大圆和一个同心的且半径为R2=120的小圆,同时在大圆和小圆中间均匀分布着12个与大圆和小圆相切的圆。

如下图2所示：要求：(1)分别用12种不同的颜色和填充模式填充12个小圆；(2)用自定义模式填充中间小圆，且用漫延填充方法填充；(3)用自定义模式填充中间小圆时,填充模式图案自己设计。

例如，用字母A 、字母B、字母C填充图案可设计为：2.2实验目的和意义1.学会运用画圆函数circle()，图形填充函数包括：setfillstyle()、setfillpattern()以及floodfill()来填充圆；2.学会用自定义模式填充指定圆，并且用漫延填充方法填充；3.学会用自定义图案来填充指定圆。

2.3程序制作步骤(包括算法思想、算法流程图等)算法思想：1.输入所要求环绕的小圆的个数n，以及中间圆所需的自定义填充模式m（1-A，2-C，3-D），设置画笔颜色，利用circle()画半径为160的大圆，然后画半径为120的小圆并按照输入的模式m选择相应的填充模式。

2.利用圆内接多边形的算法，算出环绕小圆的各个圆心坐标，公式如下：x[i]=r*cos( (i+1) * 2.0*pi/n)+200.0y[i]=200.0-r*sin( (i+1) * 2.0*pi/n)以20为半径画环绕的n个小圆，并用不同的颜色填充。

2.4主程序程序代码：/*----- 圆的填充------*/#include "stdio.h"#include "conio.h"#include "math.h"#include "graphics.h"#define pi 3.14159265#define MAX 50void main(){int graphdriver=DETECT,graphmode; /*自动搜索显示器类型和显示模式*/ double x[MAX],y[MAX];int i,j,n,m;double r,theta;double sin(double),cos(double);char p1[8]={(char)0x38,(char)0x6c,(char)0xc6,(char)0xc6,(char)0xff,(char)0xc6,(char)0xc6,(char)0x00};char p2[8]={(char)0x36,(char)0x7e,(char)0x66,(char)0x60,(char)0x60,(char)0x66,(char)0x7e,(char)0x3c};char p3[8]={(char)0xf0,(char)0xf8,(char)0x9c,(char)0x8c,(char)0x8c,(char)0x9c,(char)0xf8,(char)0xf8};r=160.0;printf("please input the numble of N=");scanf("%d",&n);printf("(1-A,2-C,3-D)please input the numble of m=");scanf("%d",&m);initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:\\TC"); /*初始化图形系统*/theta=2.0*pi/n;setcolor(3);circle(200,200,200);setcolor(6);setfillstyle(12,0);switch(m){case 1:setfillpattern(p1,9);circle(200,200,120);floodfill(200,200,6);break;case 2:setfillpattern(p2,9);circle(200,200,120);floodfill(200,200,6);break;case 3:setfillpattern(p3,9);circle(200,200,120);floodfill(200,200,6);break;}while(!kbhit()){for(j=2;j<=n;j++)for(i=0;i<=n;i++){x[i]=r*cos(theta*(i+j))+200.0;y[i]=200.0-r*sin(theta*(i+j));setcolor(i);circle((int)x[i],(int)y[i],(int)40);setfillstyle(SOLID_FILL,i);floodfill((int)x[i],(int)y[i],i);}delay(10000);cleardevice();setcolor(3);circle(200,200,200);setcolor(6);setfillstyle(12,0);switch(m){case 1:setfillpattern(p1,9);circle(200,200,120);floodfill(200,200,6);break;case 2:setfillpattern(p2,9);circle(200,200,120);floodfill(200,200,6);break;case 3:setfillpattern(p3,9);circle(200,200,120);floodfill(200,200,6); break;}}getch();closegraph();}2.5运行结果图实验题三3.1实验题目自选题目：（1）请编写一动画：绘制上述实验2中的图形，并要求：✓ 1.让图案中的12个小圆按顺时针或逆时针方向不停地旋转；✓ 2.半径为R2=120的小圆用黑色和实填充模式填充,并在小圆内绘制一些闪烁的星星（可参考课本P81 例3.27）。