计算机图形学课程综合实习实习报告.doc

计算机图形学课程综合实习 实习报告 实习目的 熟练掌握计算机图形学的基本原理和方法。 熟练掌握计算机图形学的算法的程序实现，增强理论联系实际的能力 学习和掌握图形系统的设计和开发方法。 学习使用VC++编写计算机图形学基础程序。 实习内容 程序结构说明 新建类的说明 根据实习要求，对于二维算法的实现主要涉及到的图形有直线、圆形和多边形，因此新建三个类Cline，CCircle和CPolygon，其成员变量分别记录生成图形的参数，包括图形的几何参数（比如直线的端点坐标，圆的圆心坐标和半径）和图形显示效果的一些参数，比如线宽，使用何种方法绘制有一定线宽的直线，线的颜色等，类的成员函数主要作用是用于生成图形（主要是构建函数）、绘制图形（使用图形生成算法而不使用VC++自带的一些图形生成函数）和执行图形编辑操作。同时由于添加一个对话框资源用于设置线宽和绘制时处理方法的一个对话框，生成对应的对话框处理类CSetWidthDialog，它从CDialog继承来，并添加相应的处理函数用于获得控件中相应的数据。另外在裁剪时为了使程序的操作性更强，需要有一个临时的裁剪框，而使用MFC的函数或者是我已经写好的程序都没有办法达到理想的效果，因此我又添加一个新的类，叫做CCutRect专门用于处理图形裁剪时的操作。 图形信息存储 在文档类中添加三个动态文档类数组分别用于存储直线对象，圆对象和多边形对象，同时添加相应的函数，用于向数组中添加新的对象、获得数组长度和获得指定位置的对象，数组声明如下 protected: CTypedPtrArrayCObArray,CLine * m_LineArray; //用于存放所有直线的动态数组 CTypedPtrArrayCObArray,CCircle * m_CircleArray; //用于存放所有圆的动态数组 CTypedPtrArrayCObArray,CPolygon * m_CPolygonArray; //用于存放所有多边形的动态数组 在绘制图形时，每绘制一个图形，就像相应的数组中添加相应的对象，在程序视图刷新时，输出所有图形。 图形显示的优化 如果在绘制图形及进行图形填充等操作时，直接在屏幕上输出结果，会因为整个I/O操作拖慢程序的运行效率，具体反映就是图形填充操作时能够明显看出从上到下、逐行输出地过程，而在刷新视图时也可以看到类似的过程，在极端条件下（比如待填充区域很大或是非常复杂）会由于I/O操作不断刷新视图，导致程序永远进行填充，进入死循环。显然不能符合一个图形生成及处理系统的要求。经过在网上有哪些信誉好的足球投注网站相应问题的解决方法，最后使用双缓冲技术，即不是将图形直接输出到屏幕，而是首先在内存中生成一幅虚拟的图像，将图形输出到这幅虚拟的图像中，待计算完成再将整张虚拟图像输出到屏幕上，由于程序向内存中写入数据和将内存中图像输出到屏幕的操作都很快，这样使得程序的整体运行效率得到了提高，图像的输出也没有闪烁和明显的逐行输出出现了。 图形文件的输入输出 由于时间原因，图形文件的输出没有具体实现出来，但根据已有代码，可以按照如下两种方式输出绘制的图形文件。 矢量图形输出 将文档类中保存的三个动态数组中的相关成员变量输出，这样当再次读入文件是，可以根据这些变量使用相应的方法重绘出所有图形。 位图文件输出 由于使用双缓冲技术，在内存中保存了一幅和屏幕显示相同的BMP图像，这样可以将该图像输出，这样再次读入时可以得到结果图像，但无法得到图像中相应图形的信息。 图形生成算法 直线生成算法 使用DDA算法生成直线 由于课本上介绍的DDA算法只介绍了直线斜率不大于1是的情形，这显然不符合实习的要求。另外，考虑到实际操作情况，x有可能是递增的，也有可能是递减的。综合上述情况，对于给定两点使用DDA算法生成直线共分四种情况进行讨论： 对于斜率小与1并且x递增的情况按照书上的方法进行实现，不再详述。 对于斜率大于1并且y递增的情况，将(1)算法中的x和y进行互换即可，对于判断条件根据(1)的y判断条件，反解出x的判断条件即可。 对于斜率小于1并且x递减的情况，将两端点互换，使用(1)方法绘出直线即可。 对于斜率大于1并且y递减的情况，同样将两端点互换，使用(2)方法绘出直线。 另外，如果对程序进行代码优化的化，可以在计算之前根据端点的位置情况决定两个端点是否互换（目的是保证在后续的算法中x递增或y递增），这样在后续的计算中只需考虑两种情况即可。 使用中点画线算法生成直线 同使用DDA算法生成直线相同，课本上只介绍斜率在0和1之间的直线的生成算法，根据实际情况，在程序中根据两端点x坐标的差值和y坐标的差值以及y坐标差值的正负共分四种情况进行讨论。在计算直线首先判断线段起点的x值是不是比中点处小，如果不是，那么将首末端点互换。 x