课程号10021701 适用专业计算机科学与技术 网络工程 制定人.doc

课 程 号 适用专业：计算机科学与技术 网络工程 制 定 人：马永军 教 研 室：计算机科学与技术教研室 计算机科学与信息工程学院 2007 年 5 月 前 言 《计算机图形学》课程是计算机科学与技术专业的重要专业课程之一。简单地说，计算机图形学的主要内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。 实验要求 《计算机图形学》课程实验的目的是为了使学生在课程学习的同时，通过在具体的编程环境中的实际操作，对计算机图形学的基本概念和方法能有一个初步的了解，使学生加深了解和更好地掌握《计算机图形学》课程教学大纲要求的内容。 在《计算机图形学》的课程实验过程中，要求学生做到： （1）预习实验指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的情况提前做出思考和分析。 （2）认真书写实验报告。实验报告包括实验目的和要求，实验情况及其分析。写出程序设计说明，给出源程序框图和清单。 （3）遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。 目 录 实验一 开发环境的使用及基本图形生成 5 实验二 图形变换 8 实验三 区域填充 10 实验一 开发环境的使用及基本图形生成 【开发语言及实现平台或实验环境】 （1）开发语言： C++ （2）实现平台：Microsoft Visual Studio 6.0 【实验目的】 直线的生成是用计算机生成图形最基本的技能，通过本实验使学生掌握如何用计算机生成直线和改变直线的属性。熟悉开发环境；生成直线、二次曲线等基本图形。 【实验要求】 （1）熟悉VC++6.0开发环境 （2）分别用DDA算法、Bresenham算法生成直线；用Bresenham算法和DDA算法生成圆 【实验原理】 一、直线的DDA算法??? DDA是数字微分分析式（Digital Differential Analyzer）的缩写。已知直线两端点(x1,y1)、(x2,y2)则斜率m为：??? m = (y2-y1)/(x2-x1)= Dx/Dy;???直线中的每一点坐标都可以由前一点坐标变化一个增量（Dx, Dy）而得垠)育v1[vI~5,L,`?!_[d即表示为递归式：?? xi+1=xi+Dx ?yi+1=yi+Dy ? 递归式的初值为直线的起点（x1, y1），这样，就可以用加法来生成一条直线Bresenham算法画直线：???本算法由Bresenham在1965年提出。设直线从起点（x1, y1）到终点（x2, y2）。直线可表示为方程y=mx+b。其中 b = y1 - m * x1, m = (y2-y1)/(x2-x1)=dy/dx ???我们的讨论先将直线方向限于1a象限在这种情况下，当直线光栅化时，x每次都增加1个单元，即 xi+1=xi+1。y的相应增加应当小于1。为了光栅化，yi+1只可能选择如下两种位置之一。 yi+1的位置选择yi+1=yi 或者 yi+1=yi+1。选择的原则是看精确值y与yi及yi+1的距离d1及d2的大小而定。计算式为： y=m(xi+1)+b (2.1.1) d1=y-yi (2.1.2) d2=yi+1-y (2.1.3) 如果d1-d20，则yi+1=yi+1，否则yi+1=yi。因此算法的关键在于简便地求出d1-d2的符号。将式（2.1.1）、（2.1.2）、（2.1.3）代入d1-d2，得 d1-d2=2y-2yi-1=2（dy/dx） (xi+1)-2yi+2b-1 用dx乘等式两边，并以Pi=dx(d1-d2)代入上述等式，得 Pi=2xidy-2yidx+2dy+dx(2b-1) (2.1.4) d1-d2是我们用以判断符号的误差。由于在1a象限，dx总大于0，所以Pi仍旧可以用作判断符号的误差。Pi-1为： Pi+1=Pi+2dy-2dx(yi+1-yi) (2.1.5) 误差的初值P1，可将x1, y1，和b代入式（2.1.4）中的xi, yi而得到： P1=2dy-dx 综述上面的推导，第1a象限内的直线Bresenham算法思想如下： 1．画点(x1, y2); dx=x2-x1; dy=y2-y1； 计算误差初值P1=2dy-dx; i=1； 2．求直线的下一点位置：