OpenGL-实验2直线生成算法实现教学文案

实验2 直线生成算法实现

1.实验目的

理解基本图形元素光栅化的基本原理, 掌握一种基本图形元素光栅化算法, 利用0penGL 实现直线光栅化的DDA算法。

2.实验内容

(1)根据所给的直线光栅化的示范源程序, 在计算机上编译运行, 输出正确结果。

(2)指出示范程序采用的算法, 以此为基础将其改造为中点线算法或Bresenham算法,写

入实验报告。

(3)根据示范代码,将其改造为圆的光栅化算法,写入实验报告。

(4)了解和使用OpenGL的生成直线的命令,来验证程序运行结果。

3.实验原理

示范代码原理DDA算法。下面介绍OpenGL画线的一些基础知识和glutReshapeFunc（）函数。

(1)数学上的直线没有宽度,但0penGL的直线则是有宽度的。同时, OpenGL的直线必须是有限长度,而不是像数学概念那样是无限的。可以认为, OpenGL的“直线”概念与数学上的“线段”接近,它可以由两个端点来确定。这里的线由一系列顶点顺次连接而成, 有闭合和不闭合两种。

前面的实验已经知道如何绘“点”,那么OpenGL是如何知道拿这些顶点来做什么呢? 是依次画出来,还是连成线? 或者构成一个多边形? 或是做其他事情? 为了解决这一问题, OpenGL要求:指定顶点的命令必须包含在glBegin函数之后, glEnd函数之前(否则指定的顶点将被忽略),并由glBegin来指明如何使用这些点。

例如:

glBegin(GL P0INTS) ,

glVertex2f(0.0f, 0.0f);

glVertex2f(0.5f, 0.0f);

glEnd();

则这两个点将分别被画出来。如果将GL_POINTS替换成GL_LINES,则两个点将被认为是直线的两个端点, OpenGL将会画出一条直线。还可以指定更多的顶点, 然后画出更复杂的图形。另一方面, glBegin支持的方式除了GL_POINTS和GL_LINES,还有GL LINE STRIP、GL LINE L0〇P、GL TRIANGLES、GL TRIANGLE STRIP、GL TRIANGLE_FAN等几何图元。

(2) 首次打开窗口、移动窗口和改变窗口大小时, 窗口系统都将发送一个事件, 以通知程序员。如果使用的是GLUT,通知将自动完成,并调用向glutReshapeFunc注册的函数。该函数必须完成下列工作:

①重新建立用作新渲染画布的矩形区域。

②定义绘制物体时使用的坐标系。

如:

void Reshape(int w, int h)

{

glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);

glMatrixMode(GL_PROJECTION) ;

glLoadIdentity() ;

gluOrtho2D(0.0, (GLdouble) w,0.0,(Gldouble)h);

}

在GLUT内部, 将给该函数传递两个参数: 窗口被移动或修改大小后的宽度和高度, 单位为像素。glViewport()调整像素矩形,用于绘制整个窗口。接下来三个函数调整绘图坐标系,使左下角坐标为(0,0),右上角坐标为(w,h)。

4.实验代码

#include

void SetPixel(int x,int y){//画点

glBegin(GL_POINTS);

glVertex2i(x,y);//设置点坐标

glEnd();

}

void swap(int *a,int *b)//交换函数

{

int temp=*a;

*a=*b;

*b=temp;

}

int abs(int a,int b){

if(a>b)

return (a-b);

else return (b-a);

}

void Bres_Line(int x0,int y0,int x1,int y1)// Bresenham算法

{

glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);

SetPixel(x0,y0);

int dx=abs(x1,x0);//200

int dy=abs(y1,y0);//300

if(dx==0&&dy==0)

return ;

int flag=0;

if(dx

flag=1;

swap(&x0,&y0);

swap(&x1,&y1);

swap(&dx,&dy);

}

int tx=(x1-x0)>0?1:-1;

int ty=(y1-y0)>0?1:-1;

int curx=x0;

int cury=y0;

int dS=2*dy;

int dT=2*(dy-dx);

int d=dS-dx;

while(curx!=x1)

{

if(d<0)

d+=dS;

else

{

cury+=ty;

d+=dT;

}

glPointSize(2);

if(flag){

SetPixel(cury,curx);

}else{

SetPixel(curx,cury);

}

curx+=tx;

}

}

void LineDDA(int x0,int y0,int x1,int y1/*,int color*/){ float x,y;

float m,dy,dx;

dx=x1-x0;

dy=y1-y0;

m=dy/dx;

y=y0;

glColor3f(1.0f,1.0f,1.0f);

glPointSize(2);

for(x=x0;x<=x1;x++){

SetPixel(x,(y+0.5));

y+=m;

}

}

void Cirpot(int x0,int y0,int x,int y){

SetPixel((x0+x),(y0+y));

SetPixel((x0+y),(y0+x));

SetPixel((x0+y),(y0-x));