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 <graphics.h>
# include <math.h>
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 ;
gdriver = DETECT;
initgraph(&gdriver , &gmode ,"C:\\TC20\\BGI");
DDALine(0,0,35,26,4);
getch ( );
closegraph ( );
}
Bresenham：
#include<graphics.h>
#include<math.h>
void BresenhamLine(int x0,int y0,int x1,int y1,int color)
{
int x,y,dx,dy,e;
dx=x1-x0;
dy=y1-y0;
e=-dx;x=x0;y=y0;
while(x<=x1){
putpixel(x,y,color);
x++;
e=e+2*dy;
if(e>0){
y++;
e=e-2*dx;
}
}
}
main(){
int gdriver ,gmode ;
gdriver = DETECT;
initgraph(&gdriver , &gmode ,"c:\\TC20\\BGI");
BresenhamLine(0, 0 , 120, 200,5 );
getch ( );
closegraph ( );
}
实验2 圆和椭圆的绘制
实验目的
1、通过实验，进一步理解和掌握中点算法；
2、掌握以上算法生成椭圆或圆的基本过程；
3、通过编程，会在TC环境下完成用中点算法实现椭圆或圆的绘制。
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
用中点（Besenham）算法实现椭圆或圆的绘制。
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. 打印源程序或把源程序以文件的形式提交；
7. 按格式书写实验报告。
分析与思考
1．为何在程序运行时，有的椭圆或圆仅在屏幕左上角显示了一部分？
2．用中点算法生成的椭圆，为何在半径较大时，图形的失真严重？
实验代码：
圆：
#include<graphics.h>
#include<math.h>
void CirclePoint(int x,int y,int color)
{
putpixel(x+100,y+100,color);
putpixel(-x+100,y+100,color);
putpixel(x+100,-y+100,color);
putpixel(-x+100,-y+100,color);
putpixel(y+100,x+100,color);
putpixel(y+100,-x+100,color);
putpixel(-y+100,x+100,color);
putpixel(-y+100,-x+100,color);
}
void MidBresenhamCircle(int r,int color)
{
int x,y,d;
x=0;y=r;d=1-r;
while(x<=y){
CirclePoint(x,y,color);
if(d<0) d+=2*x+3;
else{
d+=2*(x-y)+5;
y--;
}
x++;
}
}
main( )
{
int gdriver ,gmode ;
gdriver = DETECT;
initgraph(&gdriver , &gmode ,"c:\\tc20\\bgi" );
MidBresenhamCircle(50,6);
getch ( );
closegraph ( );
}
实验截图：
椭圆：
#include "graphics.h"
void MidBresenhamEllipse(int a,int b,int color)
{
int x,y;
float d1,d2;
x=0;y=b;
d1=b*b+a*a*(-b+0.5);
putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color);
putpixel(-x+100,y+100,color);putpixel(x+100,-y+100,color);
while(b*b*(x+1)<a*a*(y-0.5)){
if(d1<=0){
d1+=b*b*(2*x+3);
x++;
}
else{
d1+=b*b*(2*x+3)+a*a*(-2*y+2);
x++;y--;
}
putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color);
putpixel(-x+100,y+100,color);putpixel(x+100,-y+100,color);
}
d2=b*b*(x+0.5)*(x+0.5)+a*a*(y-1)*(y-1)-a*a*b*b;
while(y>0){
if(d2<=0){
d2+=b*b*(2*x+2)+a*a*(-2*y+3);
x++; y--;
}
else{
d2+=a*a*(-2*y+3);
y--;
}
putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color);
putpixel(-x+100,y+100,color);putpixel(x+100,-y+100,color);
}
}
main( )
{
int gdriver ,gmode ;
gdriver = DETECT;
initgraph(&gdriver , &gmode ,"c:\\tc20\\bgi" );
MidBresenhamEllipse(8,6,2);
getch ( );
closegraph ( );
}
实验截图：
实验3 图形填充
实验目的
4、通过实验，进一步理解和掌握图形填充常用算法；
5、掌握以上算法进行填充图形的基本过程；
6、通过编程，会在TC环境下完成图形填充。
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
任意画一个多边形，并用边填充算法进行填充。（多边形的顶点坐标存放在数组中，坐标值由键盘输入）
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、打印源程序或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：
#include<graphics.h>
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<conio.h>
#define MP 100
#include<stdlib.h>
#define false 0
void edge_mark(int arr[][2],int value,int polydeflen)
{
int by,x,y,ax,ay;
int i,j;
float k;
by=arr[polydeflen-1][1];
for (i=0;i<polydeflen;i++)
{
if (i == polydeflen-1)
{
ax=arr[0][0];
ay=arr[0][1];
}
else
{
ax=arr[i+1][0];
ay=arr[i+1][1];
}
x=arr[i][0];
y=arr[i][1];
if((y-ay)!=0)
k=(ax-x)/(float)(y-ay);
if((y-by)*(ay-y)>=0)
putpixel(x,y,value);
getch();
if(ay<y)
for(j=y-1;j>ay;j--)
putpixel(x+(int)((y-j)*k),j,value);
else for(j=y+1;j<ay;j++)
putpixel(x-(int)((j-y)*k),j,value);
by=y;
}
}
void edge_mark_fill(int ar[][2],int value,int polydeflen)
{
int i,x,y,inside;
int min,max;
inside=false;
min=ar[0][1];max=ar[0][1];
edge_mark(ar,value,polydeflen);
for (i=1;i<polydeflen;i++)
{
if (ar[i][1]>max)
max=ar[i][1];
if (ar[i][1]<min)
min=ar[i][1];
}
for (y=min;y<=max;y++)
{
for(x=0;x<=640;x++)
{
if (getpixel(x,y) == value)
inside=!(inside);
if (inside!=false)
putpixel(x,y,value);
else putpixel(x,y,0);
}
if(getch()==17)
exit(1);
}
}
void main()
{
char t[100];
int polydef[MP][2];
int i,j,gdriver,gmode,polydeflen,value;
gdriver=DETECT;
initgraph(&gdriver,&gmode,"c:\\tc20\\bgi" );
printf("please input the number of edges:\n");
scanf("%d",&polydeflen);
printf("please input the color:\n");
scanf("%d",&value);
printf("please input the (x,y):\n");
for (i=0;i<polydeflen;i++)
for (j=0;j<2;j++)
scanf("%d",&polydef[i][j]);
printf("please press the space key!");
edge_mark_fill(polydef,value,polydeflen);
for(i=0;i<polydeflen;i++)
{
sprintf(t,"(%d,%d)",polydef[i][0],polydef[i][1]);
outtextxy(polydef[i][0],polydef[i][1],t);
}
getch();
closegraph();
}
实验截图：
实验4 二维图形几何变换
实验目的
1、通过实验，进一步理解和掌握二维图形几何变换算法；
2、掌握以上算法进行二维图形几何变换基本过程；
3、通过编程，会在TC环境下完成二维图形几何变换过程。
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
任意画一个平面图形，
(1)按比例缩小或放大.缩放比例由用户定义，缩放的参考点由用户确定；
(2)旋转.由键盘输入旋转角度和旋转中心。
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、打印源程序或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：
#include "stdio.h"
#include "conio.h"
#include"graphics.h"
#include "math.h"
struct point
{
int x;
int y;
}triangle[3];
void ini()
{ triangle[0].x=30;
triangle[0].y=30;
triangle[1].x=30;
triangle[1].y=120;
triangle[2].x=120;
triangle[2].y=70;
setcolor(RED);
line(triangle[0].x,triangle[0].y,triangle[1].x,triangle[1].y);
line(triangle[0].x,triangle[0].y,triangle[2].x,triangle[2].y);
line(triangle[1].x,triangle[1].y,triangle[2].x,triangle[2].y);
}
void zoom(float sx,float sy)
{
int xx[3];
int yy[3];
int i;
for(i=0;i<3;i++)
{
xx[i]=(triangle[i].x-triangle[0].x)*sx+triangle[0].x;
yy[i]=(triangle[i].y-triangle[0].y)*sy+triangle[0].y;
}
for(i=0;i<3;i++)
{
line(xx[i]+120,yy[i],xx[(i+1)%3]+120,yy[(i+1)%3]);
}
getch();
setcolor(5);
for(i=0;i<3;i++)
{
line(xx[i]+120,yy[i],xx[(i+1)%3]+120,yy[(i+1)%3]);
}
}
void turn(int x,int y,int a)
{
int i;
int xx[3];
int yy[3];
for(i=0;i<3;i++){
xx[i]=(triangle[i].x-x)*cos(a)-(triangle[i].y-y)*sin(a)+x;
yy[i]=(triangle[i].x-x)*sin(a)+(triangle[i].y-y)*cos(a)+y;
}
for(i=0;i<3;i++)
{
line(xx[i],yy[i],xx[(i+1)%3],yy[(i+1)%3]);
}
getch();
setcolor(5);
for(i=0;i<3;i++)
{
line(xx[i],yy[i],xx[(i+1)%3],yy[(i+1)%3]);
}
}
void main()
{
int gdriver=DETECT,gmode;
initgraph(&gdriver,&gmode,"c:\\tc20\\bgi");
ini();
getch();
setcolor(0);
turn(120,70,-1);
ini();
getch();
setcolor(0);
zoom(0.5,0.5);
ini();
getch();
setcolor(0);
zoom(3,3);
ini();
getch();
closegraph();
}
实验截图：
实验5 二维图形裁剪
实验目的
1、 通过实验，进一步理解和掌握二维图形裁剪常用算法；
2、 掌握以上算法进行二维图形裁剪的基本过程；
3、 通过编程，会在TC环境下完成二维图形裁剪过程。
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
生成若干条直线段，由用户确定一个矩形裁剪窗口的位置和大小,保留窗口里的图形,抹去其余部分(使用Cohen-Sutherland算法)。
(完成作业的同学可以用line、setviewport函数再做该题)。
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、打印源程序或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：
#include"graphics.h"
#include"stdio.h"
#include"math.h"
#define LEFT 1
#define RIGHT 2
#define BOTTOM 4
#define TOP 8
int x1=60,y1=60,x2=200,y2=200,x3=200,y3=300,xl=30,xr=100,yb=100,yt=20;
int encode(int x,int y,int*code)
{
int c;
c=0;
if(x<xl)
c=LEFT;
else if(x>xr)
c=RIGHT;
if(y>yb)
c=BOTTOM;
else if(y<yt)
c=TOP;
if(x==xl||x==xr||y==yt||y==yb)
c=0;
*code=c;
}
C_S_LINECLIP(x1,y1,x2,y2,x3,y3,xl,xr,yb,yt)
{
int x,y,code1,code2,code3,code;
encode(x1,y1,&code1);
encode(x2,y2,&code2);
encode(x3,y3,&code3);
while(code1!=0||code2!=0)
{
if(code1&code2!=0)
return;
code=code1;
if(code1==0)
code=code2;
if((LEFT&code)!=0)
{
x=x1;
y=y1+(long)(y2-y1)*(xl-x1)/(x2-x1);
}
else if((RIGHT&code)!=0)
{
x=xr;
y=y1+(long)(y2-y1)*(xr-x1/x2-x1);
}
else if((BOTTOM&code)!=0)
{
y=yb;
x=x1+(long)(x2-x1)*(yb-y1)/(y2-y1);
}
else if((TOP&code)!=0)
{
y=yt;
x=x1+(long)(x2-x1)*(yt-y1)/(y2-y1);
}
if(code==code1)
{x1=x;
y1=y;
encode(x,y,&code1);
}
else
{x2=x;
y2=y;
encode(x,y,&code2);
}
}
while(code1!=0||code3!=0)
{
if(code1&code3!=0)
return;
code=code1;
if(code1==0)
code=code3;
if((LEFT&code)!=0)
{
x=x1;
y=y1+(long)(y3-y1)*(xl-x1)/(x3-x1);
}
else if((RIGHT&code)!=0)
{
x=xr;
y=y1+(long)(y3-y1)*(xr-x1/x3-x1);
}
else if((BOTTOM&code)!=0)
{
y=yb;
x=x1+(long)(x3-x1)*(yb-y1)/(y3-y1);
}
else if((TOP&code)!=0)
{
y=yt;
x=x1+(long)(x3-x1)*(yt-y1)/(y3-y1);
}
if(code==code1)
{x1=x;
y1=y;
encode(x,y,&code1);
}
else
{x3=x;
y3=y;
encode(x,y,&code3);
}
}
while(code3!=0||code2!=0)
{
if(code3&code2!=0)
return;
code=code3;
if(code3==0)
code=code2;
if((LEFT&code)!=0)
{
x=x3;
y=y3+(long)(y2-y3)*(xl-x3)/(x2-x3);
}
else if((RIGHT&code)!=0)
{
x=xr;
y=y1+(long)(y2-y3)*(xr-x3/x2-x3);
}
else if((BOTTOM&code)!=0)
{
y=yb;
x=x1+(long)(x2-x1)*(yb-y3)/(y2-y3);
}
else if((TOP&code)!=0)
{
y=yt;
x=x1+(long)(x2-x1)*(yt-y3)/(y2-y3);
}
if(code==code3)
{x1=x;
y1=y;
encode(x,y,&code3);
}
else
{x2=x;
y2=y;
encode(x,y,&code2);
}
}
setcolor(RED);
line(x1,y1,x2,y2);
line(x1,y1,x3,y3);
line(x2,y2,x3,y3);
return;
}
void main()
{
int graphdriver=DETECT,graphmode;
initgraph(&graphdriver,&graphmode,"C:\\TC20\\BGI");
rectangle(xl,yt,xr,yb);
line(x1,y1,x2,y2);
line(x1,y1,x3,y3);
line(x2,y2,x3,y3);
C_S_LINECLIP(x1,y1,x2,y2,x3,y3,xl,xr,yb,yt);
getch();
closegraph();
}
实验截图：
实验6 曲线生成算法的实现
实验目的
了解曲线生成的原理，掌握几种常见的曲线生成算法，利用TurboC实现Bezier曲线的生成算法。
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
(1) 了解曲线生成的原理；
(2) 掌握曲线生成算法(Bezier曲线、B样条曲线)；
(3) 利用TurboC实现Bezier曲线的生成算法，在屏幕上任意绘制一条三次Bezier曲线。
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、打印源程序或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：
#include "graphics.h"
#include "malloc.h"
#include "math.h"
#define MULTIPLE 7
#define ROW 4
struct node{
float x,y;
};
void draw_polygon(struct node a[],int originx,int originy)
{
int n;
for (n=0;n<ROW;n++){
if (n==0) moveto(originx+a[0].x,originy-a[0].y);
lineto(originx+a[n].x,originy-a[n].y);
}
}
struct node decasteljau(struct node p[],int n,float u)
{
int i,r;
struct node point,q[20];
for(i=0;i<n;i++)
q[i]=p[i];
for(r=1;r<n;r++)
for(i=0;i<n-r;i++){
q[i].x=(1.0-u)*q[i].x+u*q[i+1].x;
q[i].y=(1.0-u)*q[i].y+u*q[i+1].y;
}
return q[0];
}
void draw_bezier_curve(struct node p[],int n,int x0,int y0)
{
int i,x,y;
float u,delta;
struct node point;
delta=1.0/(float)(MULTIPLE*ROW);
for(i=0,u=0;u<=1.0;i++,u=u+delta){
point=decasteljau(p,n,u);
if(i==0)moveto(x0+point.x,y0-point.y);
lineto(x0+point.x,y0-point.y);
}
}
main()
{
int gdriver=DETECT,gmode;
int number,n,originx,originy;
struct node a[]={{120,0},{45,0},{0,45},{0,120}};
initgraph(&gdriver,&gmode,"");
originx=getmaxx()/2;
originy=getmaxy()/2;
setcolor(BLUE);
draw_polygon(a,originx,originy);
setcolor(RED);
draw_bezier_curve(a,ROW,originx,originy);
getch();
closegraph();
}
实验截图：
