1、院 系： 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)學(xué)院 專 業(yè)： 信息與計算科學(xué)專業(yè) 年 級： 2013級 課程名稱： 計算機圖形學(xué) 組 號： 第35組 組 員： 李錚 秦文志 李丹 指導(dǎo)教師： 孫 陽 光 2016年06月05日年級2013級學(xué)號201321101027201321101028201321101029專業(yè)信息與計算科學(xué)專業(yè)姓名李錚秦文志李丹實驗時間2016年4月26日實驗地點9棟204實驗名稱實驗一、 直線的掃描轉(zhuǎn)換實驗類型設(shè)計型綜合型創(chuàng)新型實驗?zāi)康?）理解在顯示器上畫圖與在紙上畫圖的本質(zhì)區(qū)別；2）掌握直線的光柵掃描轉(zhuǎn)換過程；3）掌握不同算法繪制直線的思路和優(yōu)缺點。 實驗要求用基本增量算法和Bresen

2、ham算法畫直線1）將像素網(wǎng)格表現(xiàn)出來，建立網(wǎng)格坐標系；2）顯示判別式的計算過程和下一點的選擇策略；3）記錄生成點的坐標，建議用表的形式；4）圖形生成過程可以重復(fù)進行。實驗原理DDA代碼：clearclose allclcx1=0;y1=0;x2=15;y2=12;figure,line(x1,x2,y1,y2,'Color',0 0 1);length =abs(x2-x1)+1;dx=(x2-x1)/length;dy=(y2-y1)/length;k=dy/dx; x=x1;y=y1; hold on for i=1:lengthplot(round(x),floor(y

3、+0.5),'*r') x=x+1; y=y+k; end hold offBresenham代碼：clearclose allclc x1=0;y1=0;x2=15;y2=12;figure,line(x1,x2,y1,y2,'Color',0 0 1);length =abs(x2-x1)+1;dx=x2-x1;dy=y2-y1;e=2*dy-dx; x=x1;y=y1;hold onfor i=1:lengthplot(round(x),floor(y+0.5),'*r')if(e>=0) y=y+1; e=e-2*dx;endx=x

4、+1;e=e+2*dy;endhold off實驗結(jié)果分析Bresenham法：實驗心得體會成績評定教師簽名： 年 月 日年級2013級學(xué)號201321101027201321101028201321101029專業(yè)信息與計算科學(xué)專業(yè)姓名李錚秦文志李丹實驗時間2016年5月3日實驗地點9棟204實驗名稱實驗二、 圓弧的掃描轉(zhuǎn)換實驗類型設(shè)計型綜合型創(chuàng)新型實驗?zāi)康?）掌握圓和圓弧的光柵掃描轉(zhuǎn)換過程；2）掌握不同算法繪制圓弧的技巧和優(yōu)缺點。實驗要求用正負法和Bresenham算法畫圓弧1）將像素網(wǎng)格表現(xiàn)出來，建立網(wǎng)格坐標系；2）顯示判別式的計算過程和下一點的選擇策略；3）記錄生成點的坐標，建議用表的

5、形式；4）圖形生成過程可以重復(fù)進行。實驗原理Bresenham算法：function bresenham(b)x = 0;y = b;d=3-2*b;theta=0:0.01*pi:2*pi;x1=b*cos(theta)+0;y1=b*sin(theta)+0;plot(x1,y1);hold on plot(0,0,'b+');hold on;while x<yplot(x,y,'*'); plot(-x,-y,'*');plot(-x,y,'*');plot(x,-y,'*');if d<0d=d

6、+4*x+6;elsed=d+4*(x-y)+10;y=y-1;endx=x+1;if(x=y)plot(x,y,'*');plot(-x,-y,'*');plot(-x,y,'*');plot(x,-y,'*');endendhold off;正負法：function zf(b)x = 0;y = b;f=0;theta=0:0.01*pi:2*pi;x1=b*cos(theta)+0;y1=b*sin(theta)+0;plot(x1,y1);hold on plot(0,0,'b+');hold on;whi

7、le y>0plot(x,y,'*'); plot(-x,-y,'*');plot(-x,y,'*');plot(x,-y,'*');if f>0f=f-2*y+1;y=y-1;elsef=f+2*x+1;x=x+1;endif(y=0)plot(x,y,'*');plot(-x,-y,'*');plot(-x,y,'*');plot(x,-y,'*');endendhold off;實驗結(jié)果分析Bresenham算法：正負法： 實驗心得體會成績評定教師簽

8、名： 年 月 日年級2013級學(xué)號201321101027201321101028201321101029專業(yè)信息與計算科學(xué)專業(yè)姓名李錚秦文志李丹實驗時間2016年5月17日實驗地點9棟204實驗名稱實驗三、 直線段的裁剪實驗類型設(shè)計型綜合型創(chuàng)新型實驗?zāi)康挠肅ohen-SutherLand算法和liang _barsky算法進行線段裁剪1）理解裁剪的相關(guān)概念 2）掌握直線段的一般裁剪過程； 3）理解并掌握Cohen-SutherLand 算法的編碼思想； 4）理解并掌握Liang_Barsky算法的參數(shù)化裁剪思想；實驗要求1）將像素網(wǎng)格表現(xiàn)出來，建立網(wǎng)格坐標系；2）交互輸入剪裁線段和裁剪窗口；

9、3）對于線段裁剪，線段被窗口的四條邊裁剪的過程要顯示出來；4）裁剪過程可以重復(fù)進行。實驗原理Cohen-SutherLand算法核心代碼：function Lines=Cohen_Sutherland(line,Rectangle)%編碼裁剪算法%line為線段端點矩陣,共四列，其數(shù)據(jù)含義如下：% 端點A x坐標 端點A y坐標 端點B x坐標 端點B y坐標%Rectangle為窗口邊界值，共四個元素，其含義分別為Xwl,Xwr,Ywb,Ywt。%首先檢測參數(shù)是否合法row column=size(line);if column<4|length(Rectangle)<4 Lin

10、es=; fprintf('參數(shù)不合法不合法'); return ;end%程序中主要變量說明%code為線段端點的編碼矩陣，兩行四列，第一行為點P1的編碼，第二行為點P2的編碼% 四列的含義為：D0,D1,D2,D3%依次處理line的各個線段 k=0; Lines=;for i=1:length(line(:,1) %取出第i條線段 P1=line(i,1,2); P2=line(i,3,4); %計算斜率 PP=P1-P2; if PP(1)=0 k=inf; else k=PP(2)/PP(1); end finished=false; while(finished)

11、%對點P1和P2進行編碼 code= P1(1)<Rectangle(1),P1(1)>Rectangle(2),P1(2)<Rectangle(3),P1(2)>Rectangle(4); P2(1)<Rectangle(1),P2(1)>Rectangle(2),P2(2)<Rectangle(3),P2(2)>Rectangle(4); ; % P1,P2,k,code %進行簡取或簡棄的判斷 test=code(1,:)|code(2,:); %判斷是否簡取 if isempty(find(test>0,1) Lines=Lines

12、;P1,P2; finished=true; end %若當前線段處理完成，則退出 if finished break; end %判斷是否簡棄 test=code(1,:)&code(2,:); if isempty(find(test>0, 1) finished=true; end if finished break; end %確保P1在窗口之外 if isempty(find(code(1,:)>0,1) %交換P1,P2的坐標值和編碼 PT=P1;P1=P2;P2=PT; PT=code(1,:);code(1,:)=code(2,:);code(2,:)=PT

13、; end %從低位開始找編碼值為1的地方 D=find(code(1,:)>0,1); if D<=2 %此時P1位于窗口的左邊或右邊 if k=0 %若是水平線，則y不變，x變?yōu)榇翱诘淖筮吔缁蛴疫吔?%且此時k不會等于inf，否則線段處于簡棄狀態(tài)。 P1(1)=Rectangle(D); %P1(2)=Rectangle(find(code(1,3,4)>0,1); else %若線段是斜線,則計算y值，x值變?yōu)榇翱诘淖筮吔缁蛴疫吔?P1=Rectangle(D),P1(2)+k*(Rectangle(D)-P1(1); end else %此時P1位于窗口的上方或下方

14、if k=inf %若線段是豎直線,則x不變，y變?yōu)榇翱诘纳线吔缁蛳逻吔?%且此時k不會等于0,否則線段將處于簡棄狀態(tài)。 P1(2)=Rectangle(D); else %若線段是斜線,則計算x值，y值變?yōu)榇翱诘纳线吔缁蛳逻吔纭?P1=P1(1)+(Rectangle(D)-P1(2)/k,Rectangle(D); end end %對P1和P2重新編碼，再次計算。 % P1,P2,k,code % pause(10); % scanf(D,'%d'); % inputdlg(''); endend%對最終點進行取整運算%Lines=round(Lines)

15、;end實驗結(jié)果分析Cohen-SutherLand算法：實驗心得體會 成績評定教師簽名： 年 月 日年級2013級學(xué)號201321101027201321101028201321101029專業(yè)信息與計算科學(xué)專業(yè)姓名李錚秦文志李丹實驗時間2016年5月24日實驗地點9棟204實驗名稱實驗四、 多邊形的裁剪實驗類型設(shè)計型綜合型創(chuàng)新型實驗?zāi)康?1）理解多邊形裁剪與直線段裁剪的區(qū)別； 2）掌握多邊形的裁剪過程； 3）理解并掌握Sutherland-Hodgman算法的裁剪思想實驗要求用Sutherland-Hodgman算法進行多邊形裁剪1）將像素網(wǎng)格表現(xiàn)出來，建立網(wǎng)格坐標系；2）交互輸入剪裁線段

16、和裁剪窗口；3）多邊形被窗口的四條邊裁剪的過程以及多邊形頂 點增刪的過程要顯示出來；4）裁剪過程可以重復(fù)進行。 實驗原理核心算法：function PolygonClipping % 這是一個基于divide and conquer策略的Sutherland-Hodgeman多邊形裁剪算法的Matlab程序 % % Copyright (c) Mar, 2006. Smart. All rights reserved. % Department of Computer Science & Technology % Northern China Electric Power Univer

17、sity(Beijing)(NCEPU) % % 輸入?yún)?shù) %xp = 0.5, -2, -2, 1.5, 1.5, 0.5, 0.5, -1.5, -1.5, 0.5; % 待裁剪的多邊形 %yp = -1.5, -1.5, 2, 2, 0, 0, 1.5, 1.5, 0.5, -1.5; xp = -2, 0.2, 1.6, -2; yp = 0.5, -2, 1.5, 0.5; nVertex = length(xp)-1; % 多邊形頂點數(shù) xw = -1 1 1 -1 -1; yw = -1 -1 1 1 -1; % 矩形裁剪窗口(窗口邊界為逆時針方向，左下角頂點是第一個頂點) %

18、設(shè)置繪圖環(huán)境 hold on; axis equal; grid on; % 畫出要裁剪的多邊形和裁剪窗口 plot(xp,yp,'b-','LineWidth',2); for i = 1:nVertex text(xp(i),yp(i),'P' num2str(i) '(' num2str(xp(i) ',' num2str(yp(i) ')', 'FontSize',16,'Color',0,1,1); end plot(xw,yw,'g-','LineWidth',1.5); title('Sutherland-Hodgeman多邊形裁剪算法演示'); '按任意鍵繼續(xù).' pause; % Sutherland-Hodgeman多邊形裁剪算法實現(xiàn) InVertX = xp; InVertY = yp; clr = 'r' 'c' 'm' 'k' xText = (xw(1)+