计算机图形学:DDA算法绘制直线与通用中点画线实验详解

版权申诉
0 下载量 11 浏览量 更新于2024-07-01 收藏 747KB DOC 举报
本文档是一份计算机图形学课程的实验报告,主题是设计算法绘制直线与圆。实验旨在让学生深入理解并实践计算机图形学的基本概念和技术,特别是直线和圆的生成算法。实验分为两部分: 1.1 实验题目: - 第一题要求使用DDA (Doubly-Decimal Algorithm) 方法,绘制一条具有三个像素宽度的随机端点坐标和颜色的直线L1。学生需输入直线两端点坐标,并在绘制过程中输出各点坐标,同时标注两端点。 - 第二题扩展了课堂所学的斜率小于1的中点画线算法,要求编写一个通用算法来处理斜率大于1、负值以及绝对值小于1的情况。这涉及对不同斜率下中点计算的理解和应用。 1.2 实验目的和意义: - 学生通过实验将理论知识与实际操作相结合,掌握C语言及其图形函数的运用,如模式控制、屏幕操作和基本图形函数。 - 熟悉图形系统初始化、关闭和模式控制过程,学会设置图形坐标、读取光标和颜色,以及灵活运用DDA和中点画线算法。 - 通过实践,提升图形程序设计能力,能绘制出简单但实用的图形。 1.3 程序制作步骤: - 首先,检测显示器类型和显示模式,并初始化图形系统,通过输入语句获取用户指定的直线参数。 - 对于DDA算法,计算每一步沿x和y轴的增量,根据初始值逐步生成直线上的点。 - 对于中点画线算法,根据已知的像素点和直线斜率,找到与直线最近的像素点,并递归地计算新的中点直到终点。 通过这个实验,学生不仅能巩固基础的计算机图形学原理,还能锻炼编程技能,培养解决问题的能力,为今后在图形设计、游戏开发等领域打下坚实的基础。
2023-05-27 上传
计算机图形学课程实验 报 告 实验题目 设计算法绘制直线与圆 班 级 姓 名 学 号 指导教师 日 期 "实验说明 试验目的: 掌握直线和圆的基本生成算法思想,并上机编程实现相应的算法。 试验地点: 教九楼401 数学系机房 实验要求(Direction): 1. 每个学生单独完成;2.开发语言为TurboC或C++,也可使用其它语言;3.请在自己的实验 报告上写明、学号、班级;4.每次交的实验报告容包括:题目、试验目的和意义、程序 制作步骤、主程序、运行结果图以及参考文件;5. 自己保留一份可执行程序,考试前统一检查和上交。 "实验容 :实验题一 1.1实验题目 1).用DDA法在屏幕上画一条具有三个像素宽的直线段L1。要求:(1)直线段L1的两个 端点坐标和画线颜色都要求可以随机输入;(2)要求输出直线段L1上的各点坐标;(3)画 出直线的同时要求标明两端点坐标。 2).将课堂所讲的斜率0<K<1的中点画线算法推广到斜率K>1、-1<K<0和K<- 1的情况,编写一通用的中点画线算法。 1.2实验目的和意义 1.了解如何利用C语言和图形函数进行绘图; 2. 熟悉并掌握C语言的图形模式控制函数,图形屏幕操作函数,以及基本图形函数; 3. 通过对Turbo C进行图形程序设计的基本方法的学习,能绘制出简单的图形; 4. 熟悉并掌握DDA法在屏幕上画一条具有三个像素宽的直线段L1以及通用的中点画线算法。 通过DDA法及用的中点画线算法,了解图形系统初始化、图形系统关闭和图形模式的控制 ,并熟练运用图形坐标的设置,包括定点、读取光标以及图形颜色的设置。 1.3程序制作步骤(包括算法思想、算法流程图等) 1.自动搜索显示器类型和显示模式,初始化图形系统,通过printf、scanf语句控制线段 的端点坐标和画线颜色的自由输入; 2. DDAline:设直线之起点为(x1,y1),终点为(x2,y2),则斜率k为: 则有: .可通过计算由x方向的增量引起y的改变生成直线。由 (为直线上某步的初值)则 .也可通过计算由y方向的增量引起x的改变生成直线。由(为直线上某 步的初值)则: 3.Midpointline: .假定X坐标为的各像素点中,与直线最近点已确定为 (用实心小圆表示),那么下一个与直线最近的象素点只能是正右方的或右上方 两者之一。 . 再以M表示P1与P2的中点,即又设Q是理想直线与垂直线的交点 。显然有: .当M在Q的下方,则P2 离直线 近,应取为下一个象素点; .当M在Q的上方,则P1离直线 近,应取为下一个象素点。 .当M和Q重合,则P 1和P2离直线 一样近,两者均可取为下一个象素点 1.4主程序 1.4.1 DDA算法 #include "graphics.h" #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <conio.h> #include <math.h> DDAline(int x1, int y1, int x2, int y2, int c) { float delta_x = 0; float delta_y = 0; float x = 0; float y = 0; int dx= 0; int dy = 0; int steps = 0; int k = 0; dx=x2-x1; dy=y2-y1; if (abs(dx)>abs(dy)) { steps=3*abs(dx); } else { steps=3*abs (dy); } delta_x=(float)dx / (float)steps; delta_y=(float)dy / (float)steps; x=float(x1); y=float(y1); for (k=1; k<=steps;k++) { putpixel(int(x+0.5), int(y+0.5), c); x+=delta_x; y+=delta_y; } return 0; } void main() { char t[100] = {0}; int x1 = 0; int y1 = 0; int x2 = 0; int y2 = 0; int c = 0; void dda_line(int x1,int y1,int x2,int y2,int c); int graphdriver=DETECT,graphmode; initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:\\TC"); /*初始化图形系统*/ printf("输入两端点坐标:\n"); scanf("<%d,%d>,<%d,%d>",&x1,&y1,&x2,&y2); printf("输入画线颜色:\n");