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计算机图形学实验报告 实验题目： 利用计算机编程语言绘制图形，主要实现以下内容： （1）、中点算法生成任意斜率直线，并设置线型线宽。 （2）、中点算法生成圆 （3）、中点算法生成椭圆 （4）、扫描算法实现任意多边形填充 （5）、Cohen_Sutherland裁剪 （6）、自由曲线与曲面的绘制 （7）、二维图形变换 （8）、三视图变换 二、系统分析与设计 本实验采用C语言编程，运行环境为TurboC; 三、算法思想及程序实现 1、中点算法生成任意斜率直线，并设置线型线宽。 （1）．算法思想 假定直线斜率k在0~1之间(k的其它取值可以类似处理)，当前象素点为（xp,yp），则下一个象素点有两种可选择点P1（xp+1,yp）或P2（xp+1,yp+1）。若P1与P2的中点（xp+1,yp+0.5）称为M，Q为理想直线与x=xp+1垂线的交点。当M在Q的下方时，则取P2应为下一个象素点；当M在Q的上方时，则取P1为下一个象素点。这就是中点画线法的基本原理。下面讨论中点画线法的实现。过点(x0,y0)、(x1, y1)的直线段L的方程式为F(x, y)=ax+by+c=0，其中，a=y0-y1, b=x1-x0, c=x0y1-x1y0，欲判断中点M在Q点的上方还是下方，只要把M代入F（x，y），并判断它的符号即可。为此，我们构造判别式: d=F(M)=F(xp+1, yp+0.5)=a(xp+1)+b(yp+0.5)+c 当d0时，M在L(Q点)下方，取P2为下一个象素； 当d0时，M在L(Q点)上方，取P1为下一个象素； 当d=0时，选P1或P2均可，约定取P1为下一个象素； 注意到d是xp, yp的线性函数，可采用增量计算，提高运算效率。 若当前象素处于d30情况，则取正右方象素P1(xp+1, yp),要判下一个象素位置，应计算 d1=F(xp+2, yp+0.5)=a(xp+2)+b(yp+0.5)=d+a，增量为a。 若d0时，则取右上方象素P2(xp+1, yp+1)。要判断再下一象素，则要计算d2= F(xp+2, yp+1.5)=a(xp+2)+b(yp+1.5)+c=d+a+b ，增量为a＋b。画线从(x0, y0)开始，d的初值 d0=F(x0+1, y0+0.5)=F(x0, y0)+a+0.5b，因 F(x0, y0)=0，所以d0=a+0.5b。 由于我们使用的只是d的符号，而且d的增量都是整数，只是初始值包含小数。因此，我们可以用2d代替d来摆脱小数void putpixels(int x,int y,int color,int n) { int i,j; for(i=-n/2;i=n/2;i++) for(j=-n/2;j=n/2;j++) putpixel(x+j,y+i,color); } void Midpointline(int x0,int y0,int x1,int y1,int color,int n) { int a,b,dx,dy,d,x,y,incrP1,incrP2; if(x0==x1) { if(y0y1) for(y=y0;y=y1;y++) putpixel(x0,y,color); else for(y=y0;y=y1;y--) putpixel(x0,y,color); } else if(x0x1) { if(y0y1) { dy = y1-y0; dx = x1-x0; d = dx-2*dy; incrP1 = -2*dy; incrP2 = 2*(dx-dy); x = x0; y = y0; putpixels(x,y,color,n); while (xx1) { if (d0) {y++; d +=incrP2;} else d +=incrP1; x++; putpixels(x,y,color,n); } } else { dy = y1-y0; dx = x1-x0; d=-2*dy-dx; incrP1 = -2*(dx+dy); incrP2 = -2*dy;