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计算机图形学实验Bresenham算法

计算机图形学实验Bresenham算法
计算机图形学实验Bresenham算法

实验一1-3

一、实验题目

将中点Bresenham算法推广到绘制任意斜率的直线段。使用对话框输入直线的起点和终点坐标,试以屏幕中心为二维坐标系原点,绘制任意斜率的直线段。要求编制CLine类,成员函数为MoveTo()和LineTo()。对边界像素的处理原则是“起点闭区间、终点开区间”,即要求所绘直线达到VC++的MoveTo()和LineTo()函数的绘制效果。

二、实验思想

根据理想直线的斜率k,除垂线外(k=±∞)将直线划分为k>1、0≤k≤1、-1≤k<0和k<-1四种情况。当0≤k≤1时或-1≤k<0时,x方向为主位移方向;当k>1时或k<-1时,y 方向为主位移方向。对于|k|=∞的垂线,可以直接画出。

具体算法:

1.确定主位移方向。在主位移方向上每次加1,另一个方向上加不加1,取决于中点误

差项。

2.计算d的初始值。

区分d i <0与d i≥0两种情况,分别计算ddi的递推公式

三、实验代码

void CBresenhamView::LINE()

{

double x,y;

double d,k;

k=(y1-y0)/(x1-x0);

if(0<=k && k<=1)

{

if(x0>x1)

{

double tx=x0;

double ty=y0;

x0=x1;y0=y1;

x1=tx;

y1=ty;

}

x=x0;y=y0;

for(x=x0;x<=x1;x++)

{

dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

if(d<0)

{

y++;

d+=1-k;

}

else

d-=k;

}

}

if(k>1)

{

if(y0>y1)

{

double tx=x0;

double ty=y0;

x0=x1;y0=y1;

x1=tx;

y1=ty;

}

x=x0;y=y0;

d=1-0.5*k;

for(y=y0;y<=y1;y++)

{

dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

if(d>=0)

{

x++;

d+=1-k;

else

d+=1;

}

}

if(k<-1)

{

if(y0

{

double tx=x0;

double ty=y0;

x0=x1;y0=y1;

x1=tx;

y1=ty;

}

x=x0;y=y0;

d=-1-0.5*k;

for(y=y0;y>y1;y--)

{

dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

if(d<0)

{

x++;

d-=1+k;

}

else

d-=1;

}

}

if(-1<=k && k<0)

{

if(x0>x1)

{

double tx=x0;

double ty=y0;

x0=x1;y0=y1;

x1=tx;

y1=ty;

}

x=x0;y=y0;

d=-0.5-k;

for(x=x0;x<=x1;x++)

{

dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

if(d>0)

{

y--;

d-=1+k;

}

else

d-=k;

}

}

if(fabs(x0-x1)<1e-6)

{

if(y0>y1){

double tx=x0;

double ty=y0;

x0=x1;y0=y1;

x1=tx;

y1=ty;

}

x=x0;y=y0;

for(y=y0; y

{

dc.SetPixel (ROUND(x),ROUND(y),rgb);

}

}

}

四、程序结果截图

计算机图形学实验内容汇总

计算机图形学实验 肖加清

实验一图形学实验基础 一、实验目的 (1)掌握VC++绘图的一般步骤; (2)掌握OpenGL软件包的安装方法; (3)掌握OpenGL绘图的一般步骤; (4)掌握OpenGL的主要功能与基本语法。 二、实验内容 1、VC++绘图实验 (1)实验内容:以下是绘制金刚石图案。已给出VC++参考程序,但里面有部分错误,请改正,实现以下图案。 N=3 N=4

N=5 N=10 N=30

N=50 (2)参考程序 //自定义的一个类 //此代码可以放在视图类的实现文件(.cpp) 里class CP2 { public: CP2(); virtual ~CP2(); CP2(double,double); double x; double y; }; CP2::CP2() { this->x=0.0; this->y=0.0; } CP2::~CP2() { } CP2::CP2(double x0,double y0) { this->x=x0; this->y=y0; }

//视图类的一个成员函数,这个成员函数可以放在OnDraw函数里调用。 //在视图类的头文件(.h)里定义此函数 void Diamond(); //在视图类的实现文件(.cpp)里实现此函数 void CTestView::Diamond() { CP2 *P; int N; double R; R=300; N=10; P=new CP2[N]; CClientDC dc(this); CRect Rect; GetClientRect(&Rect); double theta; theta=2*PI/N; for(int i=0;i #include #include #include //定义输出窗口的大小 #define WINDOW_HEIGHT 300

计算机图形学实验一

实验一二维基本图元的生成与填充 实验目的 1.了解并掌握二维基本图元的生成算法与填充算法。 2.实现直线生成的DDA算法、中点算法和Bresenham算法。 3.实现圆和椭圆生成的DDA和中点算法, 对几种算法的优缺点有感性认识。 二.实验内容和要求 1.选择自己熟悉的任何编程语言, 建议使用VC++。 2.创建良好的用户界面,包括菜单,参数输入区域和图形显示区域。 3.实现生成直线的DDA算法、中点算法和Bresenham算法。 4.实现圆弧生成的中点算法。 5.实现多边形生成的常用算法, 如扫描线算法,边缘填充算法。 6.实现一般连通区域的基于扫描线的种子填充算法。 7.将生成算法以菜单或按钮形式集成到用户界面上。 8.直线与圆的坐标参数可以用鼠标或键盘输入。 6. 可以实现任何情形的直线和圆的生成。 实验报告 1.用户界面的设计思想和框图。 2.各种实现算法的算法思想。 3.算法验证例子。 4.上交源程序。 直线生成程序设计的步骤如下: 为编程实现上述算法,本程序利用最基本的绘制元素(如点、直线等),绘制图形。如图1-1所示,为程序运行主界面,通过选择菜单及下拉菜单的各功能项分别完成各种对应算法的图形绘制。 图1-1 基本图形生成的程序运行界面 2.创建工程名称为“基本图形的生成”单文档应用程序框架 (1)启动VC,选择“文件”|“新建”菜单命令,并在弹出的新建对话框中单击“工程”标签。 (2)选择MFC AppWizard(exe),在“工程名称”编辑框中输入“基本图形的生成”作为工程名称,单击“确定”按钮,出现Step 1对话框。 (3)选择“单个文档”选项,单击“下一个”按钮,出现Step 2对话框。 (4)接受默认选项,单击“下一个”按钮,在出现的Step 3~Step 5对话框中,接受默认选项,单击“下一个”按钮。

计算机图形学实验报告 (2)

中南大学信息科学与工程学院 实验报告实验名称 实验地点科技楼四楼 实验日期2014年6月 指导教师 学生班级 学生姓名 学生学号 提交日期2014年6月

实验一Window图形编程基础 一、实验类型:验证型实验 二、实验目的 1、熟练使用实验主要开发平台VC6.0; 2、掌握如何在编译平台下编辑、编译、连接和运行一个简单的Windows图形应用程序; 3、掌握Window图形编程的基本方法; 4、学会使用基本绘图函数和Window GDI对象; 三、实验内容 创建基于MFC的Single Document应用程序(Win32应用程序也可,同学们可根据自己的喜好决定),程序可以实现以下要求: 1、用户可以通过菜单选择绘图颜色; 2、用户点击菜单选择绘图形状时,能在视图中绘制指定形状的图形; 四、实验要求与指导 1、建立名为“颜色”的菜单,该菜单下有四个菜单项:红、绿、蓝、黄。用户通过点击不同的菜单项,可以选择不同的颜色进行绘图。 2、建立名为“绘图”的菜单,该菜单下有三个菜单项:直线、曲线、矩形 其中“曲线”项有级联菜单,包括:圆、椭圆。 3、用户通过点击“绘图”中不同的菜单项,弹出对话框,让用户输入绘图位置,在指定位置进行绘图。

五、实验结果: 六、实验主要代码 1、画直线:CClientDC *m_pDC;再在OnDraw函数里给变量初始化m_pDC=new CClientDC(this); 在OnDraw函数中添加: m_pDC=new CClientDC(this); m_pDC->MoveTo(10,10); m_pDC->LineTo(100,100); m_pDC->SetPixel(100,200,RGB(0,0,0)); m_pDC->TextOut(100,100); 2、画圆: void CMyCG::LineDDA2(int xa, int ya, int xb, int yb, CDC *pDC) { int dx = xb - xa; int dy = yb - ya; int Steps, k; float xIncrement,yIncrement; float x = xa,y= ya; if(abs(dx)>abs(dy))

计算机图形学实验报告

《计算机图形学》实验报告姓名:郭子玉 学号:2012211632 班级:计算机12-2班 实验地点:逸夫楼507 实验时间:15.04.10 15.04.17

实验一 1 实验目的和要求 理解直线生成的原理;掌握典型直线生成算法;掌握步处理、分析实验数据的能力; 编程实现DDA 算法、Bresenham 中点算法;对于给定起点和终点的直线,分别调用DDA 算法和Bresenham 中点算法进行批量绘制,并记录两种算法的绘制时间;利用excel 等数据分析软件,将试验结果编制成表格,并绘制折线图比较两种算法的性能。 2 实验环境和工具 开发环境:Visual C++ 6.0 实验平台:Experiment_Frame_One (自制平台) 3 实验结果 3.1 程序流程图 (1)DDA 算法 是 否 否 是 是 开始 计算k ,b K<=1 x=x+1;y=y+k; 绘点 x<=X1 y<=Y1 绘点 y=y+1;x=x+1/k; 结束

(2)Mid_Bresenham 算法 是 否 否 是 是 是 否 是 否 开始 计算dx,dy dx>dy D=dx-2*dy 绘点 D<0 y=y+1;D = D + 2*dx - 2*dy; x=x+1; D = D - 2*dy; x=x+1; x

3.2程序代码 //-------------------------算法实现------------------------------// //绘制像素的函数DrawPixel(x, y); (1)DDA算法 void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) { //----------请实现DDA算法------------// float k, b; float d; k = float(Y1 - Y0)/float(X1 - X0); b = float(X1*Y0 - X0*Y1)/float(X1 - X0); if(fabs(k)<= 1) { if(X0 > X1) { int temp = X0; X0 = X1; X1 = temp; }

计算机图形学实验报告

目录

实验一直线的DDA算法 一、【实验目的】 1.掌握DDA算法的基本原理。 2.掌握DDA直线扫描转换算法。 3.深入了解直线扫描转换的编程思想。 二、【实验内容】 1.利用DDA的算法原理,编程实现对直线的扫描转换。 2.加强对DDA算法的理解和掌握。 三、【测试数据及其结果】 四、【实验源代码】 #include #include #include #include GLsizei winWidth=500; GLsizei winHeight=500; void Initial(void)

{ glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); glMatrixMode(GL_PROJECTION); gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0); } void DDALine(int x0,int y0,int x1,int y1) { glColor3f(1.0,0.0,0.0); int dx,dy,epsl,k; float x,y,xIncre,yIncre; dx=x1-x0; dy=y1-y0; x=x0; y=y0; if(abs(dx)>abs(dy)) epsl=abs(dx); else epsl=abs(dy); xIncre=(float)dx/(float)epsl; yIncre=(float)dy/(float)epsl; for(k=0;k<=epsl;k++) { glPointSize(3); glBegin(GL_POINTS); glVertex2i(int(x+0.5),(int)(y+0.5)); glEnd(); x+=xIncre;

计算机图形学实验二

实验报告 课程名称:计算机图形学 实验项目:区域填充算法 实验仪器:计算机 系别:计算机学院 专业:计算机科学与技术 班级姓名:计科1602/ 学号:2016011 日期:2018-12-8 成绩: 指导教师:

一.实验目的(Objects) 1.实现多边形的扫描线填充算法。 二.实验内容 (Contents) 实现多边形的扫描线填充算法,通过鼠标,交互的画出一个多边形,然后利用种子填充算法,填充指定的区域。不能使用任何自带的填充区域函数,只能使用画点、画线函数或是直接对图像的某个像素进行赋值操作;

三.实验内容 (Your steps or codes, Results) //widget.cpp //2016CYY Cprogramming #include"widget.h" #include #include #include using namespace std; #define H 1080 #define W 1920 int click = 0; //端点数量 QPoint temp; QPoint first; int result = 1; //判断有没有结束 int sign = 1; //2为画线 int length = 5; struct edge { int ymax; float x; float dx; edge *next; }; edge edge_; QVector edges[H]; QVector points;//填充用 bool fin = false; QPoint *Queue = (QPoint *)malloc(length * sizeof(QPoint)); //存放端点的数组 Widget::Widget(QWidget *parent) : QWidget(parent) { } Widget::~Widget() { } void Widget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event) { setMouseTracking(true); if (click > 0 && result != 0) { startPt = temp; endPt =event->pos(); sign = 2; update(); } } void Widget::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event) { if (event->button() == Qt::LeftButton) { } else if (event->button() == Qt::RightButton) { sign = 2;

计算机图形学基础教程实验报告

湖北民族学院信息工程学院实验报告 (数字媒体技术专业用) 班级:0312413姓名:谌敦斌学号:031241318实验成绩: 实验时间:2013年10 月14 日9、10 节实验地点:数媒实验室课程名称:计算机图形学基础教程实验类型:设计型 实验题目:直线与圆的绘制 一、实验目的 通过本次实验,熟练掌握DDA、中点、Bresenham直线绘制方法和中点、Bresenham圆的画法,能够在vc环境下独立完成实验内容,逐渐熟悉opengl的语法特点,提高程序基本绘图的能力。 二、实验环境(软件、硬件及条件) Microsoft vc++6.0 多媒体计算机 三、实验内容 1.从DDA、中点、Bresenham画线法中任选一种,完成直线的绘制。 2.从中点、Bresenham画圆法中任选一种,完成圆的绘制。 四、实验方法与步骤 打开vc++6.0,新建一个工程,再在工程里面建一个.cpp文件,编辑程序,编译连接后执行即可。

程序如下 bresenham画线法: #include #include int bresenham(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) { int x,y,dx,dy,e,i; dx=x1-x0; dy=y1-y0; e=-dx; y=y0; for(x=x0;x<=x1;x++) { putpixel(x,y,color); e+=2*dy; if(e>=0) { y++; e-=2*dx; } } return 0; } int main() { initgraph(640,480); bresenham(0,0,500,200,255); while(!kbhit()) { } closegraph(); return 0; } Bresenham画圆法: #include #include int circlepoints(int x,int y,int color) { putpixel(255+x,255+y,color); putpixel(255+y,255+x,color); putpixel(255-x,255+y,color);

《计算机图形学实验报告》

一、实验目的 1、掌握中点Bresenham直线扫描转换算法的思想。 2掌握边标志算法或有效边表算法进行多边形填充的基本设计思想。 3掌握透视投影变换的数学原理和三维坐标系中几何图形到二维图形的观察流程。 4掌握三维形体在计算机中的构造及表示方法 二、实验环境 Windows系统, VC6.0。 三、实验步骤 1、给定两个点的坐标P0(x0,y0),P1(x1,y1),使用中点Bresenham直线扫描转换算法画出连接两点的直线。 实验基本步骤 首先、使用MFC AppWizard(exe)向导生成一个单文档视图程序框架。 其次、使用中点Bresenham直线扫描转换算法实现自己的画线函数,函数原型可表示如下: void DrawLine(CDC *pDC, int p0x, int p0y, int p1x, int p1y); 在函数中,可通过调用CDC成员函数SetPixel来画出扫描转换过程中的每个点。 COLORREF SetPixel(int x, int y, COLORREF crColor ); 再次、找到文档视图程序框架视图类的OnDraw成员函数,调用DrawLine 函数画出不同斜率情况的直线,如下图:

最后、调试程序直至正确画出直线。 2、给定多边形的顶点的坐标P0(x0,y0),P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),P4(x4,y4)…使用边标志算法或有效边表算法进行多边形填充。 实验基本步骤 首先、使用MFC AppWizard(exe)向导生成一个单文档视图程序框架。 其次、实现边标志算法或有效边表算法函数,如下: void FillPolygon(CDC *pDC, int px[], int py[], int ptnumb); px:该数组用来表示每个顶点的x坐标 py :该数组用来表示每个顶点的y坐标 ptnumb:表示顶点个数 注意实现函数FillPolygon可以直接通过窗口的DC(设备描述符)来进行多边形填充,不需要使用帧缓冲存储。(边标志算法)首先用画线函数勾画出多边形,再针对每条扫描线,从左至右依次判断当前像素的颜色是否勾画的边界色,是就开始填充后面的像素直至再碰到边界像素。注意对顶点要做特殊处理。 通过调用GDI画点函数SetPixel来画出填充过程中的每个点。需要画线可以使用CDC的画线函数MoveTo和LineTo进行绘制,也可以使用实验一实现的画直线函数。 CPoint MoveTo(int x, int y ); BOOL LineTo(int x, int y ); 实现边标志算法算法需要获取某个点的当前颜色值,可以使用CDC的成员函数 COLORREF GetPixel(int x, int y ); 再次、找到文档视图程序框架视图类的OnDraw成员函数,调用FillPolygon 函数画出填充的多边形,如下: void CTestView::OnDraw(CDC* pDC) { CTestcoodtransDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc);

计算机图形学课程参考文献

《计算机图形学》课程参考文献 [1 Kenneth R. Castleman, “Digital Image Processing”, Prentice-Hall International,Inc, 1996 [2] James Sharman. The Marching Cubes Algorithm[EB]. https://www.wendangku.net/doc/c1220953.html,/. [3] William E. Lorensen, Harvey E. Cline. Marching Cubes: A High Resolution 3D Surface Construction Algrorithm[J].Computer Graphics, 1987, 21(4). [4] Jan Horn. Metaballs程序[CP]. http://www.sulaco.co.za. [5] 唐泽圣,等.三维数据场可视化[M].北京:清华大学出版社,1999.177-179. [6] 白燕斌,史惠康,等.OpenGL三维图形库编程指南[M].北京:机械工业出版社,1998. [7] 费广正,芦丽丹,陈立新.可视化OpenGL程序设计[M].北京:清华大学出版社,2001. [8] 田捷,包尚联,周明全.医学影像处理与分析[M].北京:电子工业出版社,2003. [9] 三维表面模型的重构、化简、压缩及其在计算机骨科手术模拟中的应用[R]. https://www.wendangku.net/doc/c1220953.html,/~yike/uthesis.pdf ; [10] 首套中国数字化可视人体二维图像[DB]. http://www.chinesevisiblehuman. com/ pic/pictype.asp [11] 季雪岗,王晓辉,张宏林,等.Delphi编程疑难详解[M].北京:人民邮电出版社,2000. [12] 郑启华.PASCAL程序设计(第二版)[M].北京:清华大学出版社,1996. [13] 涂晓斌,谢平,陈海雷,蒋先刚.实用微机工程绘图实验教程[M].西南交通大学出版社,2004,4. [14] David F.Rogers.计算机图形学算法基础[M].北京:电子工业出版社,2002. [15] 李信真,车刚明,欧阳洁,封建湖.计算方法[M].西安:西北工业大学出版社,2000. [16] Paul Bourke Polygonising a scalar field [CP]. http://astronomy. https://www.wendangku.net/doc/c1220953.html,.au/ ~pbourke/ modelling/polygonise/ [17] 刘骏.Delphi数字图像处理及高级应用[M].北京:科学出版社,2003. [18] 李弼程,彭天强,彭波,等.智能图像处理技术[M].北京:电子工业出版社,2004. [19] Kenneth R.Castleman著,朱志刚,石定机,等译.数字图像处理[M].北京:电子工业出版社,2002. [20] Milan Sonka, Vaclav Hlavac, Roger Boyle.Image Processing, Analysis, and Machine Vision [M].北京:人民邮电出版社,2003. [21] 阮秋奇.数字图像处理学[M]. 北京:电子工业出版社, 2001. [22] 刘宏昆,等.Delphi应用技巧与常见问题[M]. 北京:机械工业出版社, 2003. [23] 张增强,李鲲程,等.专家门诊—Delphi开发答疑300问[M].北京:人民邮电出版社,2003.6.

计算机图形学实验三报告

计算机科学与通信工程学院 实验报告 课程计算机图形学 实验题目二维图形变换 学生姓名 学号 专业班级 指导教师 日期

成绩评定表

二维图形变换 1. 实验内容 完成对北极星图案的缩放、平移、旋转、对称等二维变换。 提示:首先要建好图示的北极星图案的数据模型(顶点表、边表)。另外,可重复调用“清屏”和“暂停”等函数,使整个变换过程具有动态效果。 2. 实验环境 软硬件运行环境:Windows XP 开发工具:visual studio 2008 3. 问题分析

4. 算法设计 程序框架: //DiamondView.h class CDiamondView : public CView { …… public: //参数输入和提示对话框 void Polaris();//北极星 …… }; //DiamondView.cpp void CDiamondView::OnMenuDiamond() { IsCutting = FALSE; if(dlgDiamond.DoModal()==IDOK) DrawDiamond(dlgDiamond.m_nVertex,dlgDiamond.

m_nRadius,100);//调用绘制金刚石的函数 } //北极星 void CDiamondView::Polaris() {......} 5. 源代码 //北极星 void hzbjx(CDC* pDC,long x[18],long y[18]) { CPen newPen1,*oldPen; newPen1.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(255,0,0)); oldPen = pDC->SelectObject(&newPen1); POINT vertex1[11]={{x[1],y[1]},{x[2],y[2]},{x[3],y[3]},{x[4],y[4]},{x[5],y[5]},{x[3],y[3]},{x[1],y[1]}, {x[6],y[6]},{x[3],y[3]},{x[7],y[7]},{x[5],y[5]}}; pDC->Polyline(vertex1, 11); newPen1.DeleteObject(); newPen1.CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(0,255,0)); oldPen = pDC->SelectObject(&newPen1); POINT vertex2[5]={{x[6],y[6]},{x[8],y[8]},{x[9],y[9]},{x[3],y[3]},{x[8],y[8]}}; pDC->Polyline(vertex2, 5); POINT vertex3[5]={{x[4],y[4]},{x[10],y[10]},{x[11],y[11]},{x[3],y[3]},{x[10],y[10]}}; pDC->Polyline(vertex3, 5);

计算机图形学实验C++代码

一、bresenham算法画直线 #include #include #include void draw_pixel(int ix,int iy) { glBegin(GL_POINTS); glVertex2i(ix,iy); glEnd(); } void Bresenham(int x1,int y1,int xEnd,int yEnd) { int dx=abs(xEnd-x1),dy=abs(yEnd-y1); int p=2*dy-dx; int twoDy=2*dy,twoDyMinusDx=2*dy-2*dx; int x,y; if (x1>xEnd) { x=xEnd;y=yEnd; xEnd=x1; } else { x=x1; y=y1; } draw_pixel(x,y); while(x

} void myinit() { glClearColor(0.8,1.0,1.0,1.0); glColor3f(0.0,0.0,1.0); glPointSize(1.0); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluOrtho2D(0.0,500.0,0.0,500.0); } void main(int argc,char **argv ) { glutInit(&argc,argv); glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB); glutInitWindowSize(500,500); glutInitWindowPosition(200.0,200.0); glutCreateWindow("CG_test_Bresenham_Line example"); glutDisplayFunc(display); myinit(); glutMainLoop(); } 二、中点法绘制椭圆 #include #include #include inline int round(const float a){return int (a+0.5);} void setPixel(GLint xCoord,GLint yCoord) { glBegin(GL_POINTS); glVertex2i(xCoord,yCoord); glEnd(); } void ellipseMidpoint(int xCenter,int yCenter,int Rx,int Ry) { int Rx2=Rx*Rx; int Ry2=Ry*Ry; int twoRx2=2*Rx2; int twoRy2=2*Ry2; int p; int x=0; int y=Ry; int px=0; int py=twoRx2*y; void ellipsePlotPoints(int,int,int,int);

一种基于计算几何方法的最小包容圆求解算法.kdh

2007年 工 程 图 学 学 报2007 第3期 JOURNAL OF ENGINEERING GRAPHICS No.3一种基于计算几何方法的最小包容圆求解算法 张 勇, 陈 强 (清华大学机械工程系先进成形制造重点实验室,北京 100084) 摘要:为实现点集最小包容圆(最小外接圆)的求解,将计算几何中的α-壳的概 念应用到最小包容圆的计算过程,提出了一种精确有效的最小包容圆求解算法。根据α-壳定 义及最小包容圆性质,证明当1/α等于最小包容圆半径时点集的α-壳顶点共圆,1/α小于最小 包容圆半径时α-壳不存在,1/α大于最小包容圆半径时随着1/α减小α-壳顶点数逐渐减小的规 律。将α-壳顶点数目作为搜索最小包容圆半径的依据,实现了最小包容圆半径的搜索和最小包容圆的求解。 关键词:计算机应用;优化算法;计算几何;最小包容圆;α-壳 中图分类号:TP 391 文献标识码:A 文章编号:1003-0158(2007)03-0097-05 Algorithm for Minimum Circumscribed Circle Detection Based on Computational Geometry Technique ZHANG Yong, CHEN Qiang ( Key Laboratory for Advanced Manufacturing by Materials Processing Technology, Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China ) Abstract: α-hulls are applied to calculate the minimum circumscribed circle (MCC) of point set and an accurate and effective method for MCC detection is established through finding the least squares circle of the point set and iteratively approaching the MCC with recursive subdivision. Several theorems concerning the properties of α-hulls are presented. If 1/α is equal to the radius of points’ MCC, all vertices of the α-hull will be on the same circle. When 1/α is larger than the MCC’s radius, the number of vertices of α-hulls will decrease with decreasing of 1/α, and the number of vertices’ number will reach zero when 1/α is smaller than MCC’s radius. From the above rules, an algorithm for detecting MCC is developed, and experimental results show this algorithm is reliable. Key words: computer application; optimized algorithm; computational geometry; minimum circumscribed circle; α-hull 收稿日期:2005-12-20 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50275083);高校博士点基金资助项目(20020003053)

计算机图形学实验

实验1 直线的绘制 实验目的 1、通过实验,进一步理解和掌握DDA和Bresenham算法; 2、掌握以上算法生成直线段的基本过程; 3、通过编程,会在TC环境下完成用DDA或中点算法实现直线段的绘制。实验环境 计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境 实验学时 2学时,必做实验。 实验内容 用DDA算法或Besenham算法实现斜率k在0和1之间的直线段的绘制。 实验步骤 1、算法、原理清晰,有详细的设计步骤; 2、依据算法、步骤或程序流程图,用C语言编写源程序; 3、编辑源程序并进行调试; 4、进行运行测试,并结合情况进行调整; 5、对运行结果进行保存与分析; 6、把源程序以文件的形式提交; 7、按格式书写实验报告。 实验代码:DDA: # include # include

void DDALine(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) { int dx,dy,epsl,k; float x,y,xIncre,yIncre; dx=x1-x0; dy=y1-y0; x=x0; y=y0; if(abs(dx)>abs(dy)) epsl=abs(dx); else epsl=abs(dy); xIncre=(float)dx/(float)epsl; yIncre=(float)dy/(float)epsl; for(k=0;k<=epsl;k++) { putpixel((int)(x+0.5),(int)(y+0.5),4); x+=xIncre; y+=yIncre; } } main(){ int gdriver ,gmode ;

计算机图形学 图形的几何变换的实现算法教程文件

计算机图形学图形的几何变换的实现算 法

实验二 图形的几何变换的实现算法 班级 08信计 学号 59 姓名 分数 一、实验目的和要求: 1、掌握而为图形的基本几何变换,如平移,旋转,缩放,对称,错切变换;。 2、掌握OpenGL 中模型变换函数,实现简单的动画技术。 3、学习使用OpenGL 生成基本图形。 4、巩固所学理论知识,加深对二维变换的理解,加深理解利用变换矩阵可由简单图形得到复杂图形。加深对变换矩阵算法的理解。 编制利用旋转变换绘制齿轮的程序。编程实现变换矩阵算法,绘制给出形体的三视图。调试程序及分析运行结果。要求每位学生独立完成该实验,并上传实验报告。 二、实验原理和内容: . 原理: 图像的几何变换包括:图像的空间平移、比例缩放、旋转、仿射变换和图像插值。 图像几何变换的实质:改变像素的空间位置,估算新空间位置上的像素值。 图像几何变换的一般表达式:[,][(,),(,)]u v X x y Y x y = ,其中,[,]u v 为变换后图像像素的笛卡尔坐标, [,]x y 为原始图像中像素的笛卡尔坐标。这样就得到了原始图像与变换后图像的像素的对应关系。 平移变换:若图像像素点 (,)x y 平移到 00(,)x x y y ++,则变换函数为 0(,)u X x y x x ==+, 0(,)v Y x y y y ==+,写成矩阵表达式为: 00x u x y v y ??????=+???????????? 其中,x 0和y 0分别为x 和y 的坐标平移量。 比例缩放:若图像坐标 (,)x y 缩放到( ,x y s s )倍,则变换函数为:

计算机图形学上机实验指导

计算机图形学上机实验指导 指导教师:张加万老师 助教:张怡 2009-10-10

目录 1.计算机图形学实验(一) – OPENGL基础 ..................................... - 1 - 1.1综述 (1) 1.2在VC中新建项目 (1) 1.3一个O PEN GL的例子及说明 (1) 2.计算机图形学实验(二) – OPENGL变换 ..................................... - 5 - 2.1变换 (5) 3.计算机图形学实验(三) - 画线、画圆算法的实现....................... - 9 - 3.1MFC简介 (9) 3.2VC6的界面 (10) 3.3示例的说明 (11) 4.计算机图形学实验(四)- 高级OPENGL实验...................... - 14 - 4.1光照效果 (14) 4.2雾化处理 (16) 5.计算机图形学实验(五)- 高级OPENGL实验........................ - 20 - 5.1纹理映射 (20) 5.2反走样 (24) 6.计算机图形学实验(六) – OPENGL IN MS-WINDOWS .......... - 27 - 6.1 实验目标: (27) 6.2分形 (28)

1.计算机图形学实验(一) – OpenGL基础 1.1综述 这次试验的目的主要是使大家初步熟悉OpenGL这一图形系统的用法,编程平台是Visual C++,它对OpenGL提供了完备的支持。 OpenGL提供了一系列的辅助函数,用于简化Windows操作系统的窗口操作,使我们能把注意力集中到图形编程上,这次试验的程序就采用这些辅助函数。 本次实验不涉及面向对象编程,不涉及MFC。 1.2在VC中新建项目 1.2.1新建一个项目 选择菜单File中的New选项,弹出一个分页的对话框,选中页Projects中的Win32 Console Application项,然后填入你自己的Project name,如Test,回车即可。VC为你创建一个工作区(WorkSpace),你的项目Test就放在这个工作区里。 1.2.2为项目添加文件 为了使用OpenGL,我们需要在项目中加入三个相关的Lib文件:glu32.lib、glaux.lib、opengl32.lib,这三个文件位于c:\program files\microsoft visual studio\vc98\lib目录中。 选中菜单Project->Add To Project->Files项(或用鼠标右键),把这三个文件加入项目,在FileView中会有显示。这三个文件请务必加入,否则编译时会出错。或者将这三个文件名添加到Project->Setting->Link->Object/library Modules 即可。 点击工具条中New Text File按钮,新建一个文本文件,存盘为Test.c作为你的源程序文件,再把它加入到项目中,然后就可以开始编程了。 1.3一个OpenGL的例子及说明 1.3.1源程序 请将下面的程序写入源文件Test.c,这个程序很简单,只是在屏幕上画两根线。 #include

计算机图形学实验报告

计算机图形学 实验报告 学号:20072115 姓名: 班级:计算机 2班 指导老师:何太军 2010.6.19

实验一、Windows 图形程序设计基础 1、实验目的 1)学习理解Win32 应用程序设计的基本知识(SDK 编程); 2)掌握Win32 应用程序的基本结构(消息循环与消息处理等); 3)学习使用VC++编写Win32 Application 的方法。 4)学习MFC 类库的概念与结构; 5)学习使用VC++编写Win32 应用的方法(单文档、多文档、对话框); 6)学习使用MFC 的图形编程。 2、实验内容 1)使用WindowsAPI 编写一个简单的Win32 程序,调用绘图API 函数绘制若干图形。(可选任务) 2 )使用MFC AppWizard 建立一个SDI 程序,窗口内显示"Hello,This is my first SDI Application"。(必选任务) 3)利用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序,在文档视口内绘制基本图形(直线、圆、椭圆、矩形、多边形、曲线、圆弧、椭圆弧、填充、文字等),练习图形属性的编程(修改线型、线宽、颜色、填充样式、文字样式等)。定义图形数据结构Point\Line\Circle 等保存一些简单图形数据(在文档类中),并在视图类OnDraw 中绘制。 3、实验过程

1)使用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序,选择单文档; 2)在View类的OnDraw()函数中添加图形绘制代码,说出字符串“Hello,This is my first SDI Application”,另外实现各种颜色、各种边框的线、圆、方形、多边形以及圆弧的绘制; 3)在类视图中添加图形数据point_pp,pp_circle的类,保存简单图形数据,通过在OnDraw()函数中调用,实现线、圆的绘制。 4、实验结果 正确地在指定位置显示了"Hello,This is my first SDI Application"字符串,成功绘制了圆,椭圆,方形,多边形以及曲线圆弧、椭圆弧,同时按指定属性改绘了圆、方形和直线。成功地完成了实验。 结果截图: 5、实验体会 通过实验一,了解了如用使用基本的SDI编程函数绘制简单的图

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