计算机图形学
课程实验
报
告
实验题目利用C语言图形函数绘图
班 级
姓 名
学 号
指导教师
日 期
@实验说明
试验目的： 掌握TurboC语言图形函数的使用和学会绘制一般图形。
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姓名、学号、班级；4.每次交的实验报告内容包括：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。
@实验内容
:实验题一
1.1实验题目
用如下图1所示，图中最大正n边形的外接圆半径为R，旋转该正n边形，每次旋转
角度，旋转后的的n边形顶点落在前一个正六边形的边上，共旋转N次，请上机编程绘制N+1个外接圆半径逐渐缩小且旋转的正n边形。要求：(1) n、R、N、要求可以人为自由控制输入；(2)N+1个正六边形的中心（即外接圆的圆心）在显示屏幕中心。
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. 通过绘制N+1个正n边形，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、读取x和y轴的最大值以及图形
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语句控制半径r、边数n、多边形的个数k、边的每次旋转角度d，的自由输入；
2.给定一内接圆半径r,由圆内接多边形的算法公式：
x[i]=r*cos((i+1) *2.0*pi/n)+320.0
y[i]=240.0-r*sin(2.0*pi/n *(i+1))
确定出多边形N的各个顶点坐标，然后利用划线函数line()，连接相邻两点，即形成一个正多边形。
3.根据边与角的关系，以及线段定比分点公式，可知旋转后的多边形的各个顶点的坐标。公式如下：
x[i]=(x[i]+x[i+1]/(k+1))
y [i]=(y[i]+y[i+1]/(k+1))
k=360/(n*d) （n为多边形的边数，d为多边形旋转的度数）
然后与第二步相同，利用划线函数line()，连接形成又一个旋转过的正多边形，这样就形成了所要绘制的图形；
4.关闭图形系统。
1.4主程序
/*----- 多边形的逐次旋转------*/
#include <stdio.h>
#include "conio.h"
#include "math.h"
#include <graphics.h>
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
#define pi 3.1415926
#define ARRAY_LEN 128
void main()
{
int graphdriver = DETECT,graphmode; /*自动搜索显示器类型和显示模式*/
int r = 0;
int i = 0;
int j = 0;
int n = 0;
int k = 0;
int d = 0;
float x = 0;
float y = 0;
float q = 0;
int a[ARRAY_LEN] = {0};
int b[ARRAY_LEN] = {0};
char str1[ARRAY_LEN] = {0};
char str2[ARRAY_LEN] = {0};
printf("请输入正接圆的半径r:");
scanf("%d",&r);
printf("\n请输入多边形的边数n:");
scanf("%d",&n);
printf("\n请输入多边形的个数k:");
scanf("%d",&k);
printf("\n请输入每次的旋转角度d:");
scanf("%d",&d);
initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:\\TC"); /*初始化图形系统*/
printf("\n\n 注意:maxx=%d,maxy=%d\n",getmaxx(),getmaxy());
printf("\n r=%d, n=%d, k=%d, d=%d",r,n,k,d);
x = (getmaxx()+1)/2.0;
y = (getmaxy()+1)/2.0;
q = 360/n; /*角增量*/
q = q*pi/180; /*将角增量化为弧度*/
for(i=0;i<n;++i) /*计算初始正n角形顶点坐标*/
{
a[i+1]=(int)((int)x+r*cos((i)*q));
b[i+1]=(int)((int)y-r*sin((i)*q));
}
a[n+1]=a[1];
b[n+1]=b[1]; /*闭合正n角形，以便连续画线*/
/*--------画k个正多角形-----------*/
for(i=1;i<k+1;++i)
{
for(j=1;j<n+1;++j) /*画一个正多角形*/
{
line(a[j],b[j],a[j+1],b[j+1]);
}
for(j=1;j<n+1;++j) /*计算下一个正多边形顶点坐标*/
{
a[j]=(int)(a[j]+(a[j+1]-a[j])/d);
b[j]=(int)(b[j]+(b[j+1]-b[j])/d);
}
a[n+1]=a[1];
b[n+1]=b[1];
}
getch();
printf("\n\n");
closegraph();
}
1.5运行结果图
图1.5.1输入n边形信息运行结果截图
图1.5.2 n边形运行结果截图
:实验题二
2.1实验题目
请绘制一个图:屏幕中央有一个半径为R1=160的大圆和一个同心的且半径为R2=120的小圆,同时在大圆和小圆中间均匀分布着12个与大圆和小圆相切的圆。如下图2所示：
要求：(1) 分别用12种不同的颜色和填充模式填充12个小圆；(2)用自定义模式填充中间小圆，且用漫延填充方法填充；(3) 用自定义模式填充中间小圆时,填充模式图案自己设计。例如，用字母A 、字母B、字母C填充图案可设计为：
2.2实验目的和意义
1.会运用画圆函数circle()，图形填充函数包括：setfillstyle()、setfillpattern()以及floodfill()来填充圆；
2.学会用自定义模式填充指定圆，并且用漫延填充方法填充；
3.学会用自定义图案来填充指定圆。
2.3程序制作步骤(包括算法思想、算法流程图等)
1.输入所要求环绕的小圆的个数n,设置画笔颜色，利用circle()画半径为160的大圆，然后画半径为120的小圆并按照输入的模式m选择相应的填充模式。
2.利用圆内接多边形的算法，算出环绕小圆的各个圆心坐标，公式如下：
x[i]=r*cos( (i+1) * 2.0*pi/n)+200.0
y[i]=200.0-r*sin( (i+1) * 2.0*pi/n)
以20为半径画环绕的n个小圆，并用不同的颜色填充。
2.4主程序
#include "stdio.h"
#include "conio.h"
#include "math.h"
#include "graphics.h"
#define pi 3.14159265
#define ARRAY_LEN 50
void main()
{
int graphdriver=DETECT,graphmode; /*自动搜索显示器类型和显示模式*/
double x[ARRAY_LEN] = {0};
double y[ARRAY_LEN] = {0};
int i = 0;
int j = 0;//循环变量
int n = 0;//圆的个数
double r = 0;//半径
double theta = 0;//角度
double sin(double);
double cos(double);
char p1[8]={(char)0x00,(char)0x3c,(char)0x20,(char)0x20,
(char)0x38,(char)0x20,(char)0x20,(char)0x20};//填充F
r=160.0;
printf("请输入圆的个数：");
scanf("%d",&n);
initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:\\TC"); /*初始化图形系统*/
theta=2.0*pi/n;//计算角度
setcolor(3);
circle(200,200,200);
setcolor(6);
setfillstyle(12,0);
setfillpattern(p1,9);
circle(200,200,120);//画圆
floodfill(200,200,6);
while(!kbhit())
{
for(j=2;j<=n;j++)
for(i=0;i<=n;i++)
{
x[i]=r*cos(theta*(i+j))+200.0;//计算圆心位置
y[i]=200.0-r*sin(theta*(i+j));
setcolor(i);
circle((int)x[i],(int)y[i],(int)40);
setfillstyle(SOLID_FILL,i);
floodfill((int)x[i],(int)y[i],i);
}
delay(100);//延迟时间
cleardevice();
setcolor(3);
circle(200,200,200);
setcolor(6);
setfillstyle(12,0);//设置填充格式
setfillpattern(p1,9);
circle(200,200,120);
floodfill(200,200,6);//
}
getch();
closegraph();
}
2.5运行结果图
图2.5.1圆个数为14时的F填充
:实验题三
3.1实验题目
自选题目：
（1）请编写一动画：绘制上述实验2中的图形，并要求：
ü 1.让图案中的12个小圆按顺时针或逆时针方向不停地旋转；
ü 2.半径为R2=120的小圆用黑色和实填充模式填充,并在小圆内绘制一些闪
烁的星星（可参考课本P81 例3.27）。或者用不同的颜色和填充模式不停
地填充小圆，产生动画效果。
（2）请编写一动画：实现实验1中的图形由大到小（由小到大）旋转的动态过程。
（3）编写一个描述一俩自行车在一公路上由左向右行驶的程序，运行效果图大致如图三所示。（可参考课本P74 例3.21）
（4）试着自行设计一个动画或美术图案，并且上机编程实现。
（5）构造一种类似广告片效果，一幅或者多幅图形图像逐个显示出来,并配以文字说明，颜色变化等。
要求：对于实验3中的5个小题,选择其中一个上机编程实现即可。
3.2实验目的和意义
1. 描述一辆自行车在一公路上由右向左行驶；
2. 熟练掌握画圆函数circle()，以及画线函数line()，自定义填充函数setfillstyle()等一些简单的绘图函数。
3.3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，初始化图形系统并设置背景颜色以及画笔颜色；
2.用画圆函数circle()以及画线函数line()绘制自行车的基本轮廓；
3.绘制处于运动状态的自行车车轮的轴线以及动态画面；
4.绘制最后处于静止状态的自行车车轮的轴线；
5.关闭图形系统。
3.4主程序
#include<stdlib.h>
#include"graphics.h"
#include<conio.h>
#include<stdio.h>
void main()
{
void *w = NULL;
int driver=DETECT;
int mode=0;
int i = 0;
int j = 0;
int start = 0;
int end = 0;
initgraph(&driver,&mode," ");//初始化图形系统
cleardevice();//清除屏幕和图形缓冲区
setbkcolor(9);//用指定的颜色值来设置当前的背景色
setcolor(13);//设置前景颜色
start=0;
end=180;
circle(387,290,37);
circle(525,290,37);
line(404,217,398,230);
line(436,217,429,230);
line(398,230,429,230);
line(413,230,387,290);
line(387,290,525,290);
line(408,243,484,243);
line(387,290,484,243);
line(484,243,525,290);
line(444,290,484,243);
line(444,290,446,279);
line(444,290,443,300);
line(438,277,444,278);
line(435,300,451,301);
line(484,243,487,233);
line(472,233,502,233); //自行车基本轮廓的绘制
w=malloc(imagesize(350,200,562,327));//动态申请空间
getimage(350,200,562,327,w);//保存图像函数
for(i=350,j=0; i>0 ;i--,j--)
{
setfillstyle(EMPTY_FILL,0);//设置填充模式和颜色
pieslice(387+j,290,start,end,37);//绘制并填充一个扇形
pieslice(525+j,290,start,end,37);
start+=40;
end+=40;
delay(5); //处于运动状态的自行车车轮的轴线的绘制
putimage(i-1,200,w,COPY_PUT);//输出图像函数
line(2,327,562,327);
delay(10); //自行车行驶动画的实现
}
for(i=0;i<10;i++)
{
pieslice(37,290,start,end,37);//绘制并填充一个扇形
pieslice(175,290,start,end,37);//绘制并填充一个扇形
start+=40;
end+=40;
} //处于静止状态的自行车车轮的轴线的绘制
getch();
restorecrtmode();//将屏幕模式恢复为先前的initgraph设置
closegraph();
}
3.5运行结果图
图3.5.1自行车在起点
图3.5.1自行车在中间
图3.5.1自行车在中点
@参考文献
[1] 王汝传，黄海平，林巧民．计算机图形学教程（第二版）．北京：人民邮电出版社，2009．
[2]谭浩强. C语言程序设计[M]. 北京:清华大学出版社,2005.
@本次实验总结或体会
通过本次试验我看到了在计算机图形学这门课中有意义的一面，增加了我学习这门课的兴趣；但同时我也认识到了自身在语言掌握中的不足和有待加强的地方；在以后的学习中要更加努力、要多动手、多学习。
@教师评分
第二篇：C语言图形编程(三、绘图函数-02)1
四、图形和图像函数(一) 像素函数56. putpiel() 画像素点函数57. getpixel()返回像素色函数(二) 直线和线型函数58. line() 画线函数59. lineto() 画线函数60. linerel() 相对画线函数61. setlinestyle() 设置线型函数62. getlinesettings() 获取线型设置函数63. setwritemode() 设置画线模式函数(三)、多边形函数64. rectangle() 画矩形函数65. bar() 画条函数66. bar3d() 画条块函数67. drawpoly() 画多边形函数(四)、 圆、弧和曲线函数68. getaspectratio()获取纵横比函数69. circle()画圆函数70. arc() 画圆弧函数71. ellipse()画椭圆弧函数72. fillellipse() 画椭圆区函数73. pieslice() 画扇区函数74. sector() 画椭圆扇区函数75. getarccoords()获取圆弧坐标函数(五)、 填充函数76. setfillstyle() 设置填充图样和颜色函数77. setfillpattern() 设置用户图样函数78. floodfill() 填充闭域函数79. fillpoly() 填充多边形函数80. getfillsettings() 获取填充设置函数81. getfillpattern() 获取用户图样设置函数(六)、图像函数82. imagesize() 图像存储大小函数83. getimage() 保存图像函数84. putimage() 输出图像函数四、图形和图像函数对许多图形应用程序，直线和曲线是非常有用的。但对有些图形只能靠操作单个像素才能画出。当然如果没有画像素的功能，就无法操作直线和曲线的函数。而且通过大规模使用像素功能，整个图形就可以保存、写、擦除和与屏幕上的原有图形进行叠加。(一) 像素函数56. putpixel() 画像素点函数功能： 函数putpixel() 在图形模式下屏幕上画一个像素点。用法： 函数调用方式为void putpixel(int x,int y,int color);说明： 参数x,y为像素点的坐标，color是该像素点的颜色，它可以是颜色符号名，也可以是整型色彩值。此函数相应的头文件是graphics.h返回值： 无例： 在屏幕上(6,8)处画一个红色像素点：putpixel(6,8,RED);57. getpixel()返回像素色函数功能： 函数getpixel()返回像素点颜色值