計算機圖形學 圖形變換

1、實驗五：圖形變換一、實驗?zāi)康模?、掌握圖形變換的基本方法。2、初步掌握映射菜單消息和捕獲鍵盤消息的方法。二、實驗內(nèi)容及要求：1、 以三角形為例，使用Visual C實現(xiàn)二維圖形的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放功能。2、 每人單獨完成實驗。3、 按要求撰寫實驗報告，寫出實驗心得，并在實驗報告中附上程序的核心算法代碼。三、實驗設(shè)備：微機，Visual C+6.0四、實驗內(nèi)容和步驟：1、 打開VC，新建一個MFC Appwizard項目，選擇創(chuàng)建單文檔工程（SDI工程）。假設(shè)工程名為Transform。如圖1和圖2所示。圖1圖22、 在圖2的界面上點擊Finish，完成工程的創(chuàng)建。3、 在TransformVie

2、w.h文件中，加入如下代碼：public:CPoint Pt3;/存儲三角形的三個頂點float dAngle;/存儲三角形旋轉(zhuǎn)的角度4、 在類CTransformView的構(gòu)造函數(shù)中定義三角形的三個頂點的初始坐標和dAngle的初值，代碼如下；CTransformView:CTransformView()/ TODO: add construction code herePt0.x = 200; Pt0.y = 220;Pt1.x = 260; Pt1.y = 300;Pt2.x = 360; Pt2.y = 180;dAngle = 0.0;5、 在類CTransformView中添加成員

3、函數(shù)void DrawTriangle(CDC *pDC)，并實現(xiàn)該函數(shù)。（該部分代碼請同學們自己實現(xiàn)，為了簡便編程，可以使用MoveTo和LineTo函數(shù)，也可以調(diào)用自己在實驗2中編寫的DDA或者Bresenham畫線函數(shù)）；6、 在類CTransformView的OnDraw()函數(shù)中添加繪制三角形的代碼；void CTransformView:OnDraw(CDC* pDC)CTransformDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);/ TODO: add draw code for native data hereDrawTriangl

4、e(pDC);7、 映射菜單消息，方法是打開ResourceView菜單，依次展開MENU IDR_MAINFRAME，添加“圖形變換”主菜單項，在其下添加“平移”，如圖3所示。圖38、 在TransformView.cpp文件中（類CTransformView中）映射平移的菜單消息，觸發(fā)平移函數(shù)。代碼如下：void CTransformView:OnMenuTransformTranslate() / TODO: Add your command handler code hereint nX = 50; int nY = 80; /平移的X坐標和Y坐標for(int i=0; i<3

5、; i+)Pti.x += nX;Pti.y += nY;RedrawWindow();/該行代碼必不可少，用于觸發(fā)OnDraw()函數(shù)9、 與平移類似，請同學們自己依次添加“縮放”和“旋轉(zhuǎn)”菜單，并實現(xiàn)相應(yīng)的“縮放”菜單和“旋轉(zhuǎn)”菜單的消息映射函數(shù)。10、 添加捕獲鍵盤的消息，實現(xiàn)用鍵盤控制三角形的平移、縮放和旋轉(zhuǎn)。在TransformView.cpp文件中單擊鼠標右鍵，選擇ClassWizard，如圖4所示，為鍵盤消息WM_KEYDOWN添加消息映射函數(shù)，代碼如下：void CTransformView:OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nF

6、lags) / TODO: Add your message handler code here and/or call defaultint i=0;CPoint TmpPt = Pt0;switch (nChar)case VK_UP:/用上箭頭控制三角形向上移動for(i=0; i<3; i+)Pti.y -= 5;break;case VK_DOWN:/用下箭頭控制三角形向下移動for(i=0; i<3; i+)Pti.y += 5;break;。/ RedrawWindow();CView:OnKeyDown(nChar, nRepCnt, nFlags);圖411、 請

7、同學們在WM_KEYDOWN的消息映射函數(shù)中，再自己實現(xiàn)用左、右箭頭控制三角形移動的代碼。左右箭頭的虛鍵分別為VK_LEFT, VK_RIGHT。12、 請同學們在WM_KEYDOWN的消息映射函數(shù)中，再自己實現(xiàn)用Z和X鍵控制三角形放大1倍和縮小1倍的代碼。在消息映射函數(shù)中，按下Z鍵，說明nChar=Z的ASCII碼；其他字母相同。13、 請同學們在WM_KEYDOWN的消息映射函數(shù)中，再自己實現(xiàn)用R鍵控制三角形旋轉(zhuǎn)的代碼。多按幾下R鍵，看看會發(fā)生什么情況？為什么會這樣？如何解決？五、核心代碼：這里將自己編寫的上機程序中的主要代碼拷貝粘貼過來；Ondraw：void CShiyqan5View

8、:OnDraw(CDC* pDC)CShiyqan5Doc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);DrawTriangle(pDC);用DDA畫出三角形void CShiyqan5View:DrawTriangle(CDC *pDC) DDALine(Pt0.x,Pt0.y,Pt1.x,Pt1.y,RGB(0,147,145); DDALine(Pt1.x,Pt1.y,Pt2.x,Pt2.y,RGB(0,147,145); DDALine(Pt2.x,Pt2.y,Pt0.x,Pt0.y,RGB(0,147,145);void CShiyqan5Vie

9、w:DDALine(int x0, int y0, int x1, int y1, COLORREF color)CDC *pDC = this->GetDC();int i;float dx, dy, length,x,y;if (fabs(x1-x0)>=fabs(y1-y0)length=fabs(x1-x0);elselength=fabs(y1-y0);dx= (x1-x0)/length;dy=(y1-y0)/length;i=1;x= x0;y= y0;while(i<=length)pDC->SetPixel(int (x + 0.5), int (y

10、+ 0.5), color);x=x+dx;y=y+dy;i+;實現(xiàn)圖形平移void CShiyqan5View:OnMenuTransformTranslate() / TODO: Add your command handler code hereint nX = 50; int nY = 80; /平移的X坐標和Y坐標for(int i=0; i<3; i+)Pti.x += nX;Pti.y += nY;RedrawWindow();縮放void CShiyqan5View:Onsuofang() int nX=200;int nY=200; for(int i=0 ;i<

11、3;i+)Pti.x=Pti.x*0.5;Pti.y=Pti.y*0.5;Pti.x+=nX;Pti.y+=nY;RedrawWindow();旋轉(zhuǎn)void CShiyqan5View:Onxuanzhuan() double dAngle=0.1;for(int i=0;i<3;i+)Pti.x=Pti.x*cos(dAngle)-Pti.y*sin(dAngle);Pti.y=Pti.x*sin(dAngle)+Pti.y*cos(dAngle);/ TODO: Add your command handler code hereRedrawWindow();鍵盤void CShiy

12、qan5View:OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags) / TODO: Add your message handler code here and/or call defaultint i=0;int nX=200;int nY=200;CPoint TmpPt = Pt0;switch (nChar)case VK_UP:/用上箭頭控制三角形向上移動for(i=0; i<3; i+)Pti.y -= 5;break;case VK_DOWN:/用下箭頭控制三角形向下移動for(i=0; i<3; i+)Pti.y +=

13、 5;break;case VK_LEFT:/用上箭頭控制三角形向左移動for(i=0; i<3; i+)Pti.x -= 5;break;case VK_RIGHT:/用下箭頭控制三角形向右移動for(i=0; i<3; i+)Pti.x += 5;break;case 90: /Z縮小 for(i=0 ;i<3;i+) Pti.x=Pti.x*0.5; Pti.y=Pti.y*0.5; Pti.x+=nX; Pti.y+=nY; break; case 88:/x放大 for(i=0 ;i<3;i+) Pti.x=Pti.x*2.0; Pti.y=Pti.y*2.0

14、; Pti.x+=nX; Pti.y+=nY; break;case 82:/R的旋轉(zhuǎn)double circular=15*3.1415/180; double x1=(Pt0.x)*cos(circular)-(Pt0.y)*sin(circular);double y1=(Pt0.x)*sin(circular)+(Pt0.y)*cos(circular);double x2=(Pt1.x)*cos(circular)-(Pt1.y)*sin(circular);double y2=(Pt1.x)*sin(circular)+(Pt1.y)*cos(circular);double x3=

15、(Pt2.x)*cos(circular)-(Pt2.y)*sin(circular);double y3=(Pt2.x)*sin(circular)+(Pt2.y)*cos(circular);/進行逆時針旋轉(zhuǎn)變化double sX=Pt0.x-x1;double sY=Pt0.y-y1;x1+=sX;y1+=sY;x2+=sX;y2+=sY;x3+=sX;y3+=sY;Pt0.x=x1;Pt0.y=y1;Pt1.x=x2;Pt1.y=y2;Pt2.x=x3;Pt2.y=y3;break;RedrawWindow();CView:OnKeyDown(nChar, nRepCnt, nFlag

16、s););六、屏幕顯示結(jié)果：這里將繪出的圖形界面拷貝下來；畫出三角形：縮小一半：旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)向上移動：實現(xiàn)向下移動：向左鍵盤向右實現(xiàn)Z的縮放實現(xiàn)X的放大實現(xiàn)R的旋轉(zhuǎn)七、思考題（盡量做，計入成績）：1、將三角形A(250,200),B(100,100),C(300,200)繞P(200,100)點旋轉(zhuǎn)45°，求旋轉(zhuǎn)后的三角形的坐標。要求畫出原三角形、坐標系、點P，旋轉(zhuǎn)后得到的新三角形。要求上機完成2、如何較好地繪出一個平面直角坐標系？(1)Scale法 通過自定義左上角和右下角坐標來設(shè)置新的坐標系統(tǒng)。用戶通過自定義坐標時，一般先選定ScaleMode=0，然后設(shè)定用戶自定義坐標ScaleM

17、ode=3，最后用Scale方法定義坐標系。（2）通過對象屬性ScaleLeft和ScaleTop直接賦值自定義坐標系3、在Turbo C中如果要編寫菜單的實現(xiàn)程序，是什么步驟？首先建立類向?qū)В缓笤赑roject的Cshiyan5View下的，Message是command下建立一個新的成員函數(shù)。然后設(shè)好ID，并且名字可以改成想要的。建好后就可以在函數(shù)體中添加代碼，來實現(xiàn)菜單。例如：void CShiyqan5View:OnMenuTransformTranslate() / TODO: Add your command handler code hereint nX = 50; int n

18、Y = 80; /平移的X坐標和Y坐標for(int i=0; i<3; i+)Pti.x += nX;Pti.y += nY;RedrawWindow();4、如果OnKeyDown函數(shù)中不加RedrawWindow()語句，會出現(xiàn)什么結(jié)果？為什么？RedrawWindow()是用來觸發(fā)Ondraw函數(shù)的，如果不用則無法進行調(diào)用。5、為什么旋轉(zhuǎn)程序的結(jié)果和預(yù)計的不一樣？因為P點是左上角的一個點，隨著三角形的旋轉(zhuǎn)，圍繞著的中心點不斷向外延伸出去。這樣就和預(yù)想的結(jié)果有些不同了。八、實驗體會通過這次試驗，我學到了圖形變換的基本方法，同時初步掌握映射菜單消息和捕獲鍵盤消息的方法。根據(jù)實驗指導(dǎo)書的要求，以三角形為例，使用Visual C實現(xiàn)二維圖形的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放功能。在映射平移的菜單消息中，觸發(fā)平移函數(shù)。使用RedrawWindow();這條語句，該行代碼必不可少，用于觸發(fā)OnDraw()函數(shù)。然后在實現(xiàn)縮放和平移的內(nèi)容。在做實驗時我一直編譯不通過，經(jīng)過老師的提點之后，發(fā)現(xiàn)我一開始是在Frame下建立類向?qū)?，而實際是應(yīng)該在View下建立，但是我只是把相應(yīng)的代碼從程序中刪除了，而沒有實際把他們刪掉，使得程序總是編譯不