計算機圖形學實驗一直線生成算法報告

1、實驗一直線生成算法1、 實驗?zāi)康募耙螅?學習c語言的基本繪圖方法；2. 實習直線基本生成算法；3了解光柵圖形顯示器的工作原理和特點；4掌握課本所介紹的圖形算法的原理和實現(xiàn)。 5. 基于光柵圖形顯示器，在c環(huán)境中使用基本圖形生成算法畫根粗細不同的直線。1.）寫出完整的dda畫線算法程序，使其可以畫任意直線；2.）寫出完整的中點畫線算法程序，使其可以畫任意直線；3）寫出完整的breaenham畫線程序，使其可以畫任意直線；二、理論基礎(chǔ)：1、dda算法：實現(xiàn)的關(guān)鍵是如何步進和步進的方向：步進的正或負，決定能否正確的到達終點。步進的大?。核刂屏俗兓畲蟮牟竭M，令其為單位步進，而另一個方向的步進必小

2、于1 ，這樣不論斜率|m|1否，都會使直線的亮度均勻。 依公式： 則下一點坐標為： 2、 中點畫法：假設(shè)x坐標為xp的各像素點中，與直線最近者已確定，為（xp,yp)。那么，下一個與直線最近的像素只能是正右方的p1(xp+1,yp)或右上方的p2（xp+1,yp+1)兩者之一。再以m表示p1與p2的中點，即m=（xp+1,yp+0.5)。又設(shè)q是理想直線與垂直線x=xp+1的交點。若m在q的下方，則p2離直線近，應(yīng)取為下一個像素；否則應(yīng)取p1。3、 bresenham算法：假設(shè)我們需要由 (x0, y0) 這一點，繪畫一直線至右下角的另一點(x1, y1)，x,y分別代表其水平及垂直座標。在此

3、我們使用電腦系統(tǒng)常用的座標系，即x座標值沿x軸向右增長，y座標值沿y軸向下增長。因此x及y之值分別向右及向下增加，而兩點之水平距離為x1 x0且垂直距離為y1-y0。由此得之，該線的斜率必定介乎于1至0之間。而此算法之目的，就是找出在x0與x1之間，第x行相對應(yīng)的第y列，從而得出一像素點，使得該像素點的位置最接近原本的線。3、 算法設(shè)計與分析：1、dda算法：(1)已知過端點p0 (x0, y0), p1(x1, y1)的直線段l ：y=kx+b(2)直線斜率為 :k=(y1-y0)/(x1-x0)(3)xi+1=xi+*x yi+1=yi+*y 其中， =1/max(|x|,|y|) max

4、(|x|,|y|)= |x| (|k|<=1) |y| (|k|>1) (4)|k|<=1時：xi+1=xi+(或-)1 yi+1=yi+(或-)k |k|>1時：xi+1=xi+(或-)1/k yi+1=yi+(或-)1這種方法直觀，但效率太低，因為每一步需要一次浮點乘法和一次舍入運算。 2、 中點畫法：（1） 輸入直線的起點坐標p0(x0,y0)和終點坐標p1(x1,y1).（2） 定義直線當前點坐標x和y，定義中點偏差判別式d、直線斜率k、像素點顏色rgb（3） x= x0,y= y0計算d=0.5-k,k=( y1-y0)/(x1-x0), rgb=rgb=(0

5、,0,255).（4） 繪制點(x,y)，判斷d的符號，若d<0，則(x, y)更新為(x+1,y+1)，d更新為d+1-k，否則(x, y)更新為(x+1,y)，d更新為d-k. 如果當前點x小于(x1，重復(fù)步驟(4)，否則結(jié)束。3、bresenham算法： （1）假定直線段的0<=k<=1(k=y/x) ，p0(x0,y0)和p1(x1,y1) （2）基本原理： d:直線與垂直網(wǎng)格線的交點到網(wǎng)格線的距離。 所以有 xi+1=xi+1 yi+1= yi+1(d>0.5) yi (d<=0.5)4、 程序調(diào)試及結(jié)果的分析： 1、dda源程序：int x0=sp0,

6、x1=ep0,y0=sp1,y1=ep1;double x, dx,dy,k,y;if(x0=x1)if(y0>=y1)for(y=y0;y<=y1;y+) pdc->setpixel(x,y,color) ; y+;elsefor(y=y0;y<=y1;y-) pdc->setpixel(x,y,color) ; y-;dx=x1-x0;dy=y1-y0;k=dy/dx;if(fabs(k)<=1)if(x0<x1)y=y0;for(x=x0;x<=x1;x+) pdc->setpixel(x,y,color) ; y=y+k;if(x0

7、>x1)y=y0;for(x=x0;x>=x1;x-) pdc->setpixel(x,y,color) ;y=y-k;elseif(y0<y1)x=x0;for(y=y0;y<=y1;y+)pdc->setpixel(x,y,color) ;x=x+1/k;elsex=x0;for(y=y0;y>=y1;y-) pdc->setpixel(x,y,color) ;x=x-1/k;2、 中點畫法源程序：float a,b,delta1,delta2,d,x,y;int x0,y0,x1,y1;if (sp0<ep0)x0=sp0;y0=sp

8、1;x1=ep0;y1=ep1;else x1=sp0;y1=sp1;x0=ep0;y0=ep1;float k;a=y0-y1;b=x1-x0;k=-a/b;x=x0;y=y0;pdc->setpixel(x,y,color);if(b=0)if(y0 < y1)for(y=y0;y <= y1;y+)pdc->setpixel(x0,y,color);elsefor(y=y0;y >=y1;y-)pdc->setpixel(x0,y,color);/if( 0<=k &&k<= 1)d=2*a+b; delta1=2*a; d

9、elta2=2*a+2*b;while(x <x1)if(d < 0)x+;y+;d+=delta2;elsex+;d+=delta1;pdc->setpixel(x,y,color);if (k >=-1 && k <=0)d=2*a-b;delta1=2*(a-b);delta2=2*a;while(x <x1)if(d<=0)x+;d+=delta2;elsex+;y-;d+=delta1;pdc->setpixel(x,y,color);if(k >1)d=2*b+a;delta1=2*b;delta2=2*(a+b

10、);while (y < y1)if (d<=0)y+;d+=delta1;elsex+;y+;d+=delta2;pdc->setpixel(x,y,color);if(k <-1)d=a-2*b;delta1=-2*b;delta2=2*(a-b);while (y >y1)if(d >0)y-;d+=delta1;elsex+;y-;d+=delta2;pdc->setpixel(x,y,color);3、 bresenham源程序：int x, y, dx, dy, zjx, zjy, e, temp, tag, i;int x0, x1, y

11、0, y1;x0 = sp0;x1 = ep0;y0 = sp1;y1 = ep1;x = x0;y = y0;dx = abs(x1 - x0);dy = abs(y1 - y0);/ 判斷x遞增還是遞減if (x1 > x0)zjx = 1;elsezjx = -1;/ 判斷y遞增還是遞減if (y1 > y0)zjy = 1;elsezjy = -1;if(dy > dx)temp = dx;dx = dy;dy = temp;tag = 1; elsetag = 0;e = 2 * dy - dx;for(i=1; i<=dx; i+)pdc -> setpixel(x, y, color);if(e >= 0)if(tag = 0)y = y + zjy;elsex = x + zjx;e = e - 2 * dx;if (tag = 0)x = x + zjx;elsey