图形学实验报告

山东建筑大学测绘地理信息学院实验报告（2016—2017学年第一学期）课程：计算机图形学专业：地理信息科学班级：地信141学生姓名：王俊凝学号：010指实验一直线生成算法设计一、实验目的掌握基本图形元素直线的生成算法，利用编程语言C分别实现直线和圆的绘制算法。

二、实验任务在TurboC环境下开发出绘制直线和圆的程序。

三、实验仪器设备计算机。

四、实验方法与步骤1 运行TurboC编程环境。

2 编写Bresenham直线绘制算法的函数并进行测试。

3 编写中点圆绘制算法的函数并进行测试。

4 增加函数参数，实现直线颜色的设置。

提示：1. 编程时可分别针对直线和圆的绘制算法，设计相应的函数，例如void drawline(…)和void drawcircle(…)，直线的两个端点可作为drawline的参数，圆的圆心和半径可作为drawcircle的参数。

2. 使用C语言编写一个结构体类型用来表示一个点，结构体由两个成员构成，x和y。

这样，在向函数传入参数时，可使用两个点类型来传参。

定义方法为：typedef struct{int x;int y;}pt2;此处，pt2就是定义的一个新的结构体数据类型，之后就可用pt2来定义其他变量，具体用法见程序模板。

3. 在main函数中，分别调用以上函数，并传入不同的参数，实现对直线的绘制。

4. 线的颜色也可作为参数传入，参数可采用TurboC语言中的预设颜色值，具体参见TurboC图形函数。

五、注意事项1 代码要求正确运行，直线和圆的位置应当为参数，实现可配置。

2 程序提交.c源文件，函数前和关键代码中增加注释。

程序模板#include <>#include <>typedef struct{int x;int y;}pt2;/*declare your drawing functions.*/void drawline(pt2 startpt,pt2 endpt,int color);void drawcircle(pt2 centerpt,int radius,int color);void circlePlotPoints(pt2 centerpt,int x,int y,int color);int main(){int color,radius;pt2 startpt,endpt,centerpt;/*initialize graphics driver.*/int gdriver=VGA;int gmode=VGAHI;initgraph(&gdriver, &gmode, "C:\\TC20\\BGI");/*start drawing.*/printf("Press enter to start drawing."); getchar();/*invoke your drawing functions one by one.*/ =10;=10;=300;=250;color=4;drawline(startpt,endpt,color);=200;=180;radius=145;color=8;drawcircle(centerpt,radius,color);/*end drawing.*/printf("Drawing is done, press enter to exit."); getchar();/*close graphics driver.*/closegraph();}/** draw line* startpt: the start point of the line* endpt: the end point of the line* color: the color of the line*/void drawline(pt2 startpt,pt2 endpt,int color) {int dx=abs dy=abs int p=2*dy-dx;int twoDy=2*dy,twoDyDx=2*(dy-dx);int x,y,xEnd;if>{x=;y=;xEnd=;}else{x=;y=;xEnd=;}putpixel(x,y,color);while(x<xEnd){x++;if(p<0)p+=twoDy;else{y++;p+=twoDyDx;}putpixel(x,y,color);}}/** draw circle* centerpt: the center of the circle* radius: the radius of the circle* color: the color of the circle*/void drawcircle(pt2 centerpt,int radius,int color) {int x=0;int y=radius;int p=1-radius;circlePlotPoints(centerpt,x,y,color);while(x<y){x++;if(p<0)p+=2*x+1;else{y--;p+=2*(x-y)+1;}circlePlotPoints(centerpt,x,y,color);}}void circlePlotPoints(pt2 centerpt,int x,int y,int color) {putpixel+x,+y,color);putpixel,+y,color);putpixel+x,,color);putpixel,,color);putpixel+y,+x,color);putpixel,+x,color);putpixel+y,,color);putpixel,,color);}运行结果实验二多边形区域填充算法设计一、实验目的掌握多边形图形元素的填充算法，利用编程语言C实现多边形的区域填充算法。

二、实验任务在TurboC环境下开发出多边形区域填充的程序。

三、实验仪器设备计算机。

四、实验方法与步骤1 运行TurboC编程环境。

2 编写基于四连通区域的种子填充算法。

3 编写基于八连通区域的种子填充算法。

4 对填充函数进行测试。

提示：1. 编程中需要使用数据结构中的栈，可利用C语言线编写一个对应的数据结构，然后在填充函数中进行使用。

以下过程是对四连通区域填充过程的分解，可作为算法实现的参考。

2. 可将两种填充算法分别设计一个函数，例如RegionFill4(…)、RegionFill8(…),函数中间是作为参数输入的区域。

3. 区域的表示可以采用一维数组形式，数组类型是点类型（实验一中定义的结构体），依次将构成多边形的每个顶点的坐标创建点变量，并保存到一个一维数组中进行参数传递。

4. 在main函数中来生成一定的区域，并生成表示区域的一维数组，然后通过调用填充算法函数，完成区域填充。

#include <>#include <>void boundaryFill4(int x,int y,int fill,int boundary){int current;current=getpixel(x,y);if((current!=boundary)&&(current!=fill)){putpixel(x,y,fill);boundaryFill4(x+1,y,fill,boundary);boundaryFill4(x-1,y,fill,boundary);boundaryFill4(x,y+1,fill,boundary);boundaryFill4(x,y-1,fill,boundary);}}int main(){/*initialize graphics driver.*/int gdriver=VGA;int gmode=VGAHI;initgraph(&gdriver, &gmode, "C:\\TC20\\BGI");moveto(0,0);lineto(120,100);lineto(50,80);lineto(0,0);boundaryFill4(50,78,2,15);/*end drawing.*/printf("Drawing is done, press enter to exit.");getchar();/*close graphics driver.*/closegraph();}运行结果五、注意事项1 代码要求正确运行，填充颜色设置为函数的参数，实现可配置。

2 程序提交.c源文件，函数前和关键代码中增加注释。

实验三图形变换算法设计一、实验目的掌握图形变换的类型和算法，利用编程语言C，实现二维图形的平移、缩放、旋转和仿射变换算法。

二、实验任务在TurboC环境下开发出二维图形的平移、缩放、旋转和仿射变换算法。

三、实验仪器设备计算机。

四、实验方法与步骤1 运行TurboC编程环境。

2 编写二维图形的平移算法。

3 编写二维图形的固定缩放算法。

4 编写二维图形的固定点旋转算法。

5 编写二维图形的固定点缩放算法。

6 编写二维图形的复合变换算法，实现图形的平移、旋转和缩放算法。

7 编写二维图形的仿射变换算法。

提示：1. 针对每种变换算法，编写一个函数，并设计相应的参数。

参数可以使用实验一编写的点类型来构造。

2. 为更好地体现变换效果，在试验一编写的直线绘制算法基础上，再编写一个绘制多边形的算法函数，该函数只是将传入的多边形顶点依次进行直线绘制即可完成。

2. 在main函数中，通过组合调用以上函数，实现对二维多边形图形的几何变换。

查看方法可以设定为：首先调用多边形绘制算法函数，生成初始图形，然后通过调用变换函数，得到变换后的起点和终点坐标，最后再调用多边形绘制算法，查看变换后的图形样式。

3. 为使图形比较更为明显，可在多边形绘制参数中增加颜色值，并分别以不同颜色绘制变换前、后的多边形。

4. 对图形进行多次变换，依次查看每种几何变换的特点。

#include <>#include <>#include <>#define WINDOW_HEIGHT 300typedef struct tEdge{int yUpper;float xIntersect,dxPerScan;struct tEdge *next;}Edge;typedef struct{int x;int y;}dcPt;/*declare your drawing functions.*/void insertEdge(Edge *list,Edge *edge){Edge *p,*q=list;p=q->next;while(p!=NULL){if(edge->xIntersect<p->xIntersect)p=NULL;else{q=p;p=p->next;}}edge->next=q->next;q->next=edge;}int yNext(int k,int cnt,dcPt *pts){int j;if ((k+1)>(cnt-1))j=0;elsej=k+1;while(pts[k].y==pts[j].y)if((j+1)>(cnt-1))j=0;elsej++;return(pts[j].y);}void makeEdgeRec(dcPt lower,dcPt upper,int yComp,Edge *edge,Edge *edges[]){edge->dxPerScan=(float) e dge->xIntersect=;if<yComp)edge->yUpper=;elseedge->yUpper=;insertEdge(edges[],edge);}void buildEdgeList(int cnt,dcPt *pts,Edge *edges[] ){Edge *edge;dcPt v1,v2;int i,yPrev=pts[cnt-2].y;=pts[cnt-1].x;=pts[cnt-1].y;for(i=0;i<cnt;i++){v2=pts[i];if!={edge=(Edge*)malloc(sizeof(Edge));if <makeEdgeRec(v1,v2,yNext(i,cnt,pts),edge,edges);elsemakeEdgeRec(v2,v1,yPrev,edge,edges);}yPrev=;v1=v2;}}void buildActiveList(int scan,Edge *active,Edge *edges[]) {Edge *p,*q;p=edges[scan]->next;while(p){q=p->next;insertEdge(active,p);p=q;}}void fillScan(int scan,Edge *active){Edge *p1,*p2;int i;p1=active->next;while(p1){p2=p1->next;for(i=p1->xIntersect;i<p2->xIntersect;i++)putpixel((int )i,scan,5);p1=p2->next;}}void deleteAfter(Edge *q){Edge *p=q->next;q->next=p->next;free(p);}void updateActiveList(int scan,Edge *active){Edge *q=active,*p=active->next;while(p){if (scan>=p->yUpper){p=p->next;deleteAfter(q);}else{p->xIntersect=p->xIntersect+p->dxPerScan;q=p;p=p->next;}}}void resortActiveList(Edge * active){Edge *q,*p=active->next;active->next=NULL;while(p){q=p->next;insertEdge(active,p);p=q;}}void scanFill(int cnt,dcPt *pts){Edge *edges[WINDOW_HEIGHT],*active;int i,scan;for(i=0;i<WINDOW_HEIGHT;i++){edges[i]=(Edge *)malloc(sizeof(Edge));edges[i]->next=NULL;}buildEdgeList(cnt,pts,edges);active=(Edge *)malloc(sizeof(Edge));active->next=NULL;for(scan=0;scan<WINDOW_HEIGHT;scan++) {buildActiveList(scan,active,edges);if (active->next){fillScan(scan,active);updateActiveList(scan,active);resortActiveList(active);}}}int main(){int cnt=5;dcPt *pts = (dcPt *)malloc(4*sizeof(dcPt));/*initialize graphics driver.*/int gdriver=VGA;int gmode=VGAHI;initgraph(&gdriver, &gmode, "C:\\TC20\\BGI");/*start drawing.*/printf("Press enter to start drawing."); getchar();/*invoke your drawing functions one by one.*/pts[0].x = 60;pts[0].y = 60;pts[1].x = 180;pts[1].y =165;pts[2].x = 220;pts[2].y = 200;pts[3].x = 90;pts[3].y = 90;pts[4].x = 120;pts[4].y = 100;scanFill(cnt,pts);/*end drawing.*/printf("Drawing is done, press enter to exit."); getchar();/*close graphics driver.*/closegraph();}运行结果五、注意事项1 代码要求正确运行，样条控制点参数实现可配置。