技术标签: 图形学 C/C++ c语言 OpenGL 计算机图形学 opengl
1. 实验目的
练习直线和圆的光栅扫描线算法。
2. 实验内容和要求
按要求完成以下两个作业。提交纸质实验报告,同时提交实验报告和源代码的电子版。
(I). 利用Bresenham直线扫描算法绘制任意直线段。输入为起点坐标(x0,y0)和终点坐标(x1,y1)以及线宽w,利用Bresenham算法计算离散的近似像素点,并在OpenGL窗口中绘制该线段。要求绘制至少五条线段,具有不同的斜率,不同的起点和终点,不同的线宽。
不允许直接调用GL_LINES来实现。
(II). 利用中点画圆算法绘制圆。输入为圆心(xc,yc)和圆的的半径r,利用中点画圆算法计算离散的近似像素点,并在OpenGL窗口中绘制。要求绘制至少四个圆,构成一个图案,比如奥迪车标或五环。
建议:为了实现坐标点和像素的一一对应,建议坐标轴的范围和窗口像素宽高一致,比如:glutInitWindowSize(800, 600);//像素宽800,高600
坐标系设定为:gluOrtho2D(-400, 400, -300, 300);//坐标轴x方向宽为800,y方向高为600
3.实验结果
(1)划线:程序源代码
#include "pch.h"
#include<stdlib.h>
#include<GL/glut.h>
#include<math.h>
void init(void) {
glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
gluOrtho2D(-400.0, 400.0, -300.0, 300.0);
}
//通过描点来划线。
void setPixel(int x, int y, int w) {
int m = w / 2, n = w - m;
glColor3f(1, 0, 0);
for (int i = -m; i < n; i++) {
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2i(x + i, y);
glEnd();
}
}
void lineBres(int x0, int y0, int xEnd, int yEnd, int w) {
int dx = fabs(xEnd - x0), dy = fabs(yEnd - y0);
int x, y, p, twoDy, twoDyMinudDx, m, f;
m = dy / dx;
//斜率小于一
if (m == 0) {
p = 2 * dy - dx; //p0
twoDy = 2 * dy;
twoDyMinudDx = 2 * (dy - dx); //当pk<0时,调用twoDy;当pk>0时,调用twoDyMinudDx
if (x0 > xEnd) {
x = xEnd;
y = yEnd;
xEnd = x0;
f = 0;
}
else {
x = x0;
y = y0;
f = 1;
}
setPixel(x, y, w);
while (x < xEnd) {
x++;
if (p < 0)
p += twoDy;
else {
if (yEnd > y0&&f == 0 || yEnd < y0&&f == 1) //多次试验,总结出来,说不出来
y--;
else
y++;
p += twoDyMinudDx;
}
setPixel(x, y, w);
}
}
else {
p = 2 * dx - dy; //p0
twoDy = 2 * dx;
twoDyMinudDx = 2 * (dx - dy); //当pk<0时,调用twoDy;当pk>0时,调用twoDyMinudDx
//斜率绝对值大于一
if (y0 > yEnd) {
x = xEnd;
y = yEnd;
yEnd = y0;
f = 0;
}
else {
x = x0;
y = y0;
f = 1;
}
setPixel(x, y, w);
while (y < yEnd) {
y++;
if (p < 0)
p += twoDy;
else {
if (xEnd > x0&&f == 0 || xEnd < x0&&f == 1) //多次试验,总结出来,说不出来
x--;
else
x++;
p += twoDyMinudDx;
}
setPixel(x, y, w);
}
}
}
void lineSegment(void) {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(0, 0, 0);
//坐标轴
glBegin(GL_LINES);
glVertex2i(0, -250);
glVertex2i(0, 250);
glVertex2i(-300, 0);
glVertex2i(300, 0);
glEnd();
glBegin(GL_TRIANGLES); //三个点一组
glVertex2i(-10, 250); //坐标
glVertex2i(0, 260); //坐标
glVertex2i(10, 250); //坐标
glVertex2i(300, 10); //坐标
glVertex2i(310, 0); //坐标
glVertex2i(300, -10); //坐标
glEnd();
lineBres(10, 10, 100, 200, 3);
lineBres(10, 10, 200, 100, 4);
lineBres(-10, 10, -100, 200, 5);
lineBres(-10, 10, -200, 100, 6);
lineBres(-10, -10, -200, -100, 6);
lineBres(-10, -10, -100, -200, 5);
//lineBres(-50, 0, 200, -300 ,3); //通过这个慢慢总结出来 xEnd>x0&&f==0
//lineBres(0, 0, -100, 100 ,3); //通过这个慢慢总结出来 xEnd<x0&&f==1
lineBres(10, -10, 200, -100, 4);
lineBres(10, -10, 100, -200, 3);
glFlush();
}
void main(int argc, char** argv) {
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutInitWindowSize(800, 600);
glutCreateWindow("Bresenham算法划线");
init();
glutDisplayFunc(lineSegment);
glutMainLoop();
}
运行结果:
(2)画圆程序源代码
**#include"pch.h"
#include<GL/glut.h>
#include<stdio.h>
#include"iostream"
void init(void) {
glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
gluOrtho2D(-400.0, 400.0, -300.0, 300.0);
}
class screenPt {
private:
GLint x, y;
public:
sreenPt() {
x = y = 0;
}
void setCoords(GLint xCoordValue, GLint yCoordValue) {
x = xCoordValue;
y = yCoordValue;
}
GLint getx()const {
return x;
}
GLint gety()const {
return y;
}
void incrementx() {
x++;
}
void decrementy() {
y--;
}
};
void setPixel(GLint xCoord, GLint yCoord) {
glColor3f(0, 0, 0);
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2i(xCoord, yCoord);
glEnd();
}
void circleMidpoint(GLint xc, GLint yc, GLint radius) {
screenPt circPt;
GLint p = 1 - radius;
circPt.setCoords(0, radius);
void circlePlotPoints(GLint, GLint, screenPt);
circlePlotPoints(xc, yc, circPt);
while (circPt.getx() < circPt.gety()) {
circPt.incrementx();
if (p < 0)
p += 2 * circPt.getx() + 1;
else {
circPt.decrementy();
p += 2 * (circPt.getx() - circPt.gety()) + 1;
}
circlePlotPoints(xc, yc, circPt);
}
}
void circlePlotPoints(GLint xc, GLint yc, screenPt circPt) {
setPixel(xc + circPt.getx(), yc + circPt.gety());
setPixel(xc - circPt.getx(), yc + circPt.gety());
setPixel(xc + circPt.getx(), yc - circPt.gety());
setPixel(xc - circPt.getx(), yc - circPt.gety());
setPixel(xc + circPt.gety(), yc + circPt.getx());
setPixel(xc - circPt.gety(), yc + circPt.getx());
setPixel(xc + circPt.gety(), yc - circPt.getx());
setPixel(xc - circPt.gety(), yc - circPt.getx());
}
void lineSegment(void) {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
circleMidpoint(0, 100, 100);
circleMidpoint(-80, 190, 20);
circleMidpoint(80, 190, 20);
circleMidpoint(0, 50, 50);
circleMidpoint(-40, 99, 10);
circleMidpoint(40, 99, 10);
circleMidpoint(0, 90, 8);
glFlush();
}
void main(int argc, char** argv) {
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutInitWindowSize(800, 600);
glutCreateWindow("Bresenham算法画圆");
init();
glutDisplayFunc(lineSegment);
glutMainLoop();
}
**
运行结果
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