西南交通大學信息科學與技術(shù)學院

計算機圖形學實驗課

（2015?2016學年第H學期）

實

驗

報

告

學號：20132184姓名：朱彥榮

專業(yè)：軟件工程班級：軟件工程2

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第2頁共2頁

課程名稱計算機圖形學

班級軟件工程2學號20132184姓名朱彥榮

實驗日期2016/3/23實驗成績

實驗名稱實驗一、鍵盤與鼠標按鍵消息處理實驗

1.實驗目的

熟悉集成開發(fā)環(huán)境和編輯操作，了解外圍設(shè)備的工作原理，根據(jù)設(shè)備特征和

產(chǎn)生的消息信號處理消息，管理設(shè)備。

2.實驗設(shè)備

設(shè)備編號設(shè)備名稱數(shù)量

1鼠標1

2鍵盤1

3主機1

4顯示器1

5網(wǎng)線1

第3頁共3頁

3.實驗設(shè)計過程說明

軟件設(shè)計工具名稱：__________VC++6.0____________________

實驗內(nèi)容：

①在鍵盤上進行按鍵操作,如果是可顯示字符,在屏幕上輸出對應的ASCII

碼；

②點擊鼠標左鍵，在屏幕上的客戶區(qū)窗口中鼠標點擊的位置，輸出一提示

字符串。

設(shè)計過程:

在VC++6.0中建立Win32Applicaption,然后在消息處理機制中添加相應的

處理事件，點擊運行即可;

基本工作原理:

該實驗的核心就是消息處理。消息，來自于事件(event),我們的所有操作無

外乎是對事件的處理。任何大的事件總能不斷細分成很多個基本事件，而基本事

件依據(jù)與硬件設(shè)備輸入設(shè)備的不同而增加。比如“點擊鼠標左鍵”這個事件就會

產(chǎn)生相應的消息，我們要做的就是對消息的處理了。根據(jù)上面的論證，我們可以

很輕松的理解這一環(huán)境編程的核心。當用戶在窗口上按下一個字符鍵，程序?qū)⒌?/p>

到一條WMJZHAR消息，在其wParam參數(shù)中含有字符的碼值，該消息包含了可

顯示字符的百值。當用戶按下鼠標左鍵，將產(chǎn)生WM_LBUTTONDOWN消息，可

以根據(jù)這些消息特征編寫消息處理函數(shù)，并在窗口中輸出對應的文字信息，管理

設(shè)備。

設(shè)計步驟：

建立工程-＞編寫消息處理函數(shù)-〉運行程序，觀察結(jié)果

第4頁共4頁

#include<windows.h>

#include<stdio.h>

LRESULTCALLBACKWndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);

charszTitle口二〃SimpleProgramforWindows/7;//title

intAPIENTRYWinMain(HINSTANCEhlnstance,//applicationprograminstancehandle

HINSTANCEhPrelnst,//theprograminstanceprevioushandle

LPSTRIpszCmdLine,//Commandlineparameterstring

intnCmdShow)//theprogrambeginninghowtoshowwindow

(

HWNDhWnd;

MSGmsg;

WNDCLASSwcGRF;

if(IhPrelnst)

(

〃若hPelnst為零，則說明正運行的這個實例是程序的第一個實例，

〃僅當運行第一個實例時;需要注冊窗口類(對16位程序而言)

〃注冊窗口類如下：

wcGRF.IpszClassName=szTitle;〃窗口類的類名

第5頁共5頁

wcGRF.hlnstance=hlnstance;〃定義該類的應用程序的句柄

wcGRF.IpfnWndProc=WndProc;〃窗口函數(shù)

wcGRF.hCursor=LoadCursor(NULL,IDCCROSS);//光標對象的句柄

wcGRF.hlcon=LoadIcon(NULL,IDIAPPLICATION);〃圖標對象的句柄

wcGRE.IpszMenuName=NULL;〃標識菜單對象的字符串

wcGRF.hbrBackground=(HBRUSH)::GetStockObject(WHITE_BRUSH);

//usedtoclearhandle

wcGRF.style=CS_HREDRAW|CS_VREDRAW;//windowsstyle;

wcGRF.cbClsExtra=0;〃類變量占據(jù)的存儲空間

wcGRF.cbWndExtra=0;〃實例變量占用的存儲空間

if(!RegisterClass(&wcGRF))//如注冊失敗則返回

returnFALSE;

)

//對每個實例創(chuàng)建一個窗口對象

hWnd=CreateWindow(szTitle,〃類名，指定該窗口所屬的類

szTitle,〃窗口名，即在標題欄顯示的文本

WSOVERLAPPEDWINDOW,

//窗口風格，以下四個參數(shù)確定窗口初始位置及大小

30,〃窗口左上角相對屏幕的X坐標

30,〃窗口左上角相對屏幕的Y坐標

540,〃窗口寬度

360,〃窗口高度

第6頁共6頁

NULL,〃父窗口句柄

NULL,〃菜單句柄

hlnstance,〃實例句柄

NULL);〃額外參數(shù)

ShowWindow(hWnd,nCmdShow);

UpdateWindow(hWnd);

〃消息循環(huán)

while(GetMessage(&msg,NULL,0,0))〃從應用程序隊列中取出?條消息

(

TranslateMessage(&msg);〃翻譯消息

DispatchMessage(&msg);〃發(fā)送消息

)

return(msg.wParam);

}

LRESULTCALLBACKWndProc(HWNDhWnd,UINTMsg,WPARAMwParam,LPARAMIParam)

{

HDChDC;

switch(Msg)

!

caseWM_CHAR:

charstr[40];

第7頁共7頁

sprintf(str,z/thecharcodeisHEX:%xHDEC:%d，z,wParam,wParam);

MessageBox(hWnd,str,，zKeyBoardkeypressTest”,MB_OKCANCEL);

break;

caseWMLBUTTONDOWN:

MessageBox(hWnd,^mouseclick","MousePress”,MB_OK);

hDC=GetDC(hWnd);

TextOut(hDC,LOWORD(lParam),HIWORD(lParam),z，clickmouseleft

strlenCclickmouseleft〃))；

ReleaseDC(hWnd,hDC);

break;

caseWM_CLOSE:

if(IDOK二二MessageBox(NULL,“真的要退出嗎？〃，〃WindowClose

〃，MB_OKCANCEL|MB_ICONQUESTION))

i

DestroyWindow(hWnd);

}

break;

caseW.PAINT:

PAINTSTRUCTps;

hDC=BeginPaint(hWnd,&ps);〃在WMPAINT里必須用這個函數(shù)

TextOut(hDC,0,0,〃MouseLeftButtonandKeyTest”,strlen(z，MouseLeft

ButtonandKeyTest"));

EndPaint(hWnd,&ps);

break;

caseWMDESTROY:

第8頁共8頁

PostQuitMessage(0);

break;

default:

return(DefWindowProc(hWnd,Msg,wParam,1Param));

}

return0;

}

/*

LRESULTCALLBACKWndProc(HWNDhWnd,UINTmessg,WPARAMwParam,LPARAM1Param)

(

HDChdc;

PAINTSTRUCTps;

RECTrect;

switch(messg)

(

caseWM_PAINT:

hdc=BeginPaint(hWnd,&ps);

GetClientRect(hWnd,&rect);

DrawText(hdc,"Hello,朱彥榮?。?！〃，-1,&rect,DT_CENTER|DT_VCENTER);

EndPaint(hWnd,&ps);

第9頁共9頁

return0;

caseWM_DESTR0Y:

PostQuitMessage(0);

return(0);

)

returnDefWindowProc(hWnd,messg,wParam,1Param);

}*/

執(zhí)行順序：

消息的分派和處理

實驗結(jié)果記錄：

單擊鼠標左鍵：

點擊確定后:

clickmouseleft

第10頁共10頁

在鍵盤上點擊a得到的結(jié)果:

4.實驗結(jié)果的分析和描述

由實驗的內(nèi)容和環(huán)境可以知道，該實驗的核心就是消息處理。說起消息處理,

這是模仿人類社會工作方式的一種仿真模式。消息，來自于事件(event),我們

的所有操作無外乎是對事件的處理。任何大的事件總能不斷細分成很多個基本事

件，而基本事件依據(jù)與硬件設(shè)備輸入設(shè)備的不同而增加。比如“點擊鼠標左鍵”

這個事件就會產(chǎn)生相應的消息，我們要做的就是對消息的處理了。根據(jù)上面的論

證，我們可以很輕松的理解這一環(huán)境編程的核心。

核心代碼分析：

這個實驗主要是兩個輸入設(shè)備上的測試，首先是鍵盤，當我們按下鍵盤上的一

個鍵時，會經(jīng)過很復雜的過程，比如8042、8048等硬件最終將按下鍵的make,

break碼等傳入緩沖區(qū)中，并且在此程序中會產(chǎn)生WM_CHAR這一消息，我們要

做的就是對這個消息的處理了，很簡單的，操作系統(tǒng)已經(jīng)為我們屏蔽了很多的細

節(jié)。同樣，點擊鼠標也是同樣的道理，不再一一贅述了。

實驗結(jié)果的分類：點擊鼠標，彈出對話框；按下按鍵，彈出對話框。

各個主要組成部分的說明：主要是消息處理的代碼。

存在的問題:功能簡陋

可以改進的方面和建議:可以添加更加復雜的消息處理事件，使得整個程序更加

系統(tǒng)化。

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第12頁共12頁

課程名稱計算機圖形學

班級：軟件工程2學號：20132184姓名：朱彥榮

實驗日期:2016/3/30實驗成績：

實驗名稱：實驗二、窗口移植與簡單圖案繪制實驗

1.實驗目的

掌握計算機圖形學編程實現(xiàn)最基本的圖形程序的步驟和方法.

2.實驗設(shè)備

設(shè)備編號設(shè)備名稱數(shù)量

1鼠標1

2鍵盤1

3主機1

4顯示器1

5網(wǎng)線1

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3.實驗設(shè)計過程說明

軟件設(shè)計工具名稱：_________VC++6.0___________________

實驗內(nèi)容：窗口移植與簡單圖案繪制

設(shè)計過程:編寫程序->編譯運行->逐步迭代改進->得出結(jié)果

基本工作原理：

這次的實驗目的是讓我們更好的理解框架和使用繪圖函數(shù)，因此繪圖的原理

很簡單。

設(shè)計步驟：編寫程序->編譯運行->逐步迭代改進->得出結(jié)果

voidCPaint_simp1e_graphicsView::OnDraw(CDC*pDC)

(

CPaint_simp1e_graphicsDoc*pDoc=GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

//TODO:adddrawcodefornativedatahere

〃建立畫筆

CPenpen_Zuobixi;

第14頁共14頁

pen_Zuobixi.CreatePen(PS_SOLID,4,RGB(0,0,0));

pDC->SelectObject(&pen_Zuobixi);

〃指定原點

pDC->SetViewportOrg(100,255);

pDC->SetTextColor(RGB(255,0,0));

〃繪制橫坐標

CStringsPIText□={〃一1/2兀〃/〃，〃:1/2?！?，〃?！?，〃3/2”〃，〃2兀〃，〃5/2兀

〃，〃3?！ǎ?/2?！?，〃4兀〃，〃9/2兀〃，〃5n〃}；

intn="l;

intnTemp=0;

while(nTemp<=660)

(

pDC->LineTo(60*n,0);

pDC->LineTo(60*n,-5);

pDC->MoveTo(60*n,0);

pDC->TextOut(60*n-sPIText[n+1].GetLength()*3,16,sPIText[n+1]);

n++;

nTemp+=60;

}

pDC->MoveTo(0,0);

CStringstrTemp;

〃繪制縱坐標

for(n=-4,nTemp=0;nTemp<=180;n++,nTemp+=60)

第15頁共15頁

pDC->LineTo(0,60*n);

pDC->LineTo(5,60*n);

pDC->MoveTo(0,60*n);

strTemp.Format(〃％d〃,-n);

pDC->TextOut(10,60*n,strTemp);

)

doubley,radian;

for(intx=-60;x<600;x++)

(

〃弧度二X坐標/曲線寬度*角系數(shù)*n

//Y坐標二振幅*曲線寬度*sin(弧度)

radian=x/((double)60*2)*PI;

y=sin(radian)*2*60;

pDC->MoveTo((int)x,(int)y);

pDC->LineTo((int)x,(int)y);

)

pen_Zuobixi.DeleteObject();

)

執(zhí)行順序：當程序運行的時候會自動調(diào)用OnDraw()的內(nèi)容,程序就自動執(zhí)行了。

實驗結(jié)果記錄：

第16頁共16頁

4.實驗結(jié)果的分析和描述

窗口移植，是窗口繪制代碼的一種移植。在MFC平臺下，我們可以自己搭建

相應的窗口顯示環(huán)境，具體的方法比較固定。簡單圖案的繪制，主要是考差了我

們繪制基本的圖案的能力，其中涉及了圖案的布局、計算、顯示等操作。在這里

我畫了一個正弦函數(shù)。

實驗結(jié)果的分類:繪圖類、窗口移植類

各個主要組成部分的說明：繪圖的步驟，與當前窗口的關(guān)聯(lián)。

存在的問題:程序還是過于簡單。

可以改進的方面和建議:可以增加更多的繪圖元素，豐富視覺感受。

第17頁共17頁

第18頁共18頁

課程名稱計算機圖形學

班級軟件工程2學號20132184姓名朱彥榮

實驗日期2016/4/6實驗成績

實驗名稱實驗三、指針式橢圓形實時顯示時鐘設(shè)計實驗

1.實驗目的

掌握定時器的響應處理方式，掌握簡單繪圖函數(shù)的使用和應用程序設(shè)計。

2.實驗設(shè)備

設(shè)備編號設(shè)備名稱數(shù)量

1鼠標1

2鍵盤1

3主機1

4顯示器1

5網(wǎng)線1

第19頁共19頁

3.實驗設(shè)計過程說明

軟件設(shè)計工具名稱：___________VC++6.0___________________

實驗內(nèi)容：利用消息映射與類中對應的成員函數(shù)，設(shè)計一個指針式橢圓形實

時顯示時鐘。

設(shè)計過程：分析題目制定解決方案——>編寫時鐘程序——>得出結(jié)論。

基本工作原理：每隔一段時間，定時器就會自動調(diào)用重繪函數(shù)刷新屏幕，最終

畫出當前時間對應的時鐘。

設(shè)計步驟：分析題目制定解決方案——>編寫時鐘程序——>得出結(jié)論。

單擊VIEW菜單的ClassWizard項，在顯示的MFCClassWizard對話框中的Class

name選項中,選擇CTestView類;在Messages選項中,選中WM_TIMER消息,如圖所示,

目前WMTIMER消息還沒有相對應的類的成員函數(shù)。

第20頁共20頁

選中WM_TIMER消息單擊ADDFUNCTION按鈕，就會在該類中添加與該消息對應的成員

函數(shù)。本例中，為W_TIMER消息在類中添加了對應的成員函數(shù)OnTimer,如圖所示。

添加類中與消息對應的成員函數(shù)單擊EditCode按鈕,可以看到系統(tǒng)已經(jīng)自動生成了處理

WMJIMER消息所對應的函數(shù)OnTimer所需的基本代碼。

對于每個成員函數(shù)，在需要修改的函數(shù)中找到的注釋語句“〃TODO”之下，再添加所

第21頁共21頁

需要的應用代碼就可以達到各自應用的目標了，函數(shù)OnTimer修改后的相應代碼如下:

voidCTestView::0nTimer(UINTnlDEvent)

InvalidateRect(NULL,true);〃更新繪圖區(qū)

UpdateWindow();〃更新窗口區(qū)

CView::OnTimer(nlDEvent);

}

然后，在OnDrawO中添加代碼如下：

voidCMyView::OnDraw(CDC*pDC)

(

CMyDoc*pDoc=GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

//TODO:adddrawcodefornativedatahere

〃獲取客戶區(qū)

RECTRect;

GetClientRect(&Rect);

〃計算橢圓中心位置

intCenterX=Rect.right/2;

intCenterY=Rect.bottom/2;

〃取當前時間

CTimeTime=CTime::GetCurrentTime();

CStringstr;

inti,x,y;

CSizesize;

第22頁共22頁

CPenPen2(PS_SOIJD,10,RGB(123,60,64));

〃先記下以前的畫筆，再設(shè)置當前畫筆

CPen*01dPen2=pDC->Select0bject(&Pen2);

pDC->Ellipse(5,5,Rect.right-5,Rect.bottom-5);

〃創(chuàng)建一支黑色的筆，用來畫橢圓

CPenPen(PS_S0LID,20,RGB(3,234,64));

〃先記下以前的畫筆，再設(shè)置當前畫筆

CPen*01dPen=pDC->SelectObject(&Pen);

//繪制鐘面橢圓

pDC->Ellipse(20,20,Rect.right_20,Rect.bottom-20);

CPenPenl(PS_S0LID,3,RGB(3,3,64));

〃先記下以前的畫筆，再設(shè)置當前畫筆

CPen*01dPenl=pDC->SelectObject(SPenl);

pDC->Ellipse(20,20,Rect.right-20,Rect.bottom-20);

doubleRadians;

〃設(shè)置字體顏色為黑色

pDC->SetTextColor(RGB(0,0,0));

for(i=l;i<=12;i++){

〃格式化鐘點值

str.Format("%d”,i);

size=pDC->GetTextExtent(str,str.GetLengthO);

Radians=(double)i*6.28/12.0;

〃計算鐘點放置的位置

x=CenterX-(size,cx/2)+(int)((double)(CenterX-20)*

第23頁共23頁

sin(Radians));

y=CenterY-(size.cy/2)-(int)((double)(CenterY-20)*

cos(Radians));

〃繪制鐘點

pDC->TextOut(x,y,str);

)

〃計算時鐘指針的夾角

Radians=(double)Time.GetHour()+(double)Time.GetMinute()/60.0+

(double)Time.GetSecond()/3600.0;

Radians*=6.28/12.0;

〃創(chuàng)建時鐘指針畫筆

CPenHourPen(PS_S0LID,5,RGB(255,255,0));

pDC->SelectObject(&HourPen);

〃繪制時鐘指針

pDC->MoveTo(CenterX,CenterY);

pDC->LineTo(CenterX+(int)((double)(CenterX/3)*sin(Radians)),

CenterY-(int)((double)(CenterY/3)*cos(Radians)));

〃計算分鐘指針的夾角

Radians=(double)Time.GetMinute()+(double)Time.GetSecond()/60.0;

Radians*=6.28/60.0;

〃創(chuàng)建分鐘指針畫筆

CPenMinutePen(PS_S0LID,3,RGB(255,0,255));

pDC->SelectObject(&MinutePen);

〃繪制分鐘指針

第24頁共24頁

pDC->MoveTo(CenterX,CenterY);

pDC->LineTo(CenterX+(int)((double)(CenterX*2)/3)*sin(Radians),

CenterY-(int)((double)(CenterY*2/3)*cos(Radians)));

〃計算秒鐘指針的夾角

Radians=(double)Time.GetSecondO;

Radians*=6.28/60.0;

〃創(chuàng)建秒鐘指針畫筆

CPenSecondPen(PS_SOLID,1,RGB(0,255,255));

pDC->SelectObject(&SecondPen);

〃繪制秒鐘指針

pDC->MoveTo(CenterX,CenterY);

pDC->LineTo(CenterX+(int)((double)(CenterX*4)/5)*sin(Radians),

CenterY-(int)((double)(CenterY*4)/5*cos(Radians)));

pDC->SelectObject(OldPen);

)

執(zhí)行J順序:編譯運行后，定時器采用中斷方式不斷地刷新屏幕。

實驗結(jié)果記錄：

第25頁共25頁

4.實驗結(jié)果的分析和描述

設(shè)當前需要顯示的時間為Hour時Minute分Second秒，則經(jīng)過簡單計算就可

得到各個指針實時顯示夾角。計算依據(jù)為：

時鐘指針實時顯示的夾角：AHour=(Hour+Minute左0+Second/3600)*2n/12;

分鐘指針實時顯示的夾角：AMinute=(Minute+Second^O)*2”由0;

秒鐘指針實時顯示的夾角：ASecond=Second*2n/60;

時鐘的鐘面用橢圓形顯示，橢圓的中心位置可以確定在客戶窗口的顯示中心；繪

制時、分、針時，用不同顏色的直線段顯示，長度分別為橢圓半長軸的3、羽、

奶；時鐘表面的時間刻度，可用角度劃分的方式均勻劃分成12份，并用1~12

的數(shù)字表示。時間的獲取方法：利用計時器的響應函數(shù)處理，每秒鐘更新一次時

鐘畫面，重畫時鐘的各個指針，各指針的位置可以通過顯示夾角的計算得到，達

到實時顯示時鐘的目標。

實驗結(jié)果的分類：時鐘繪制類、時間刷新類。

各個主要組成部分的說明：注意定時器的運用o

第26頁共26頁

存在的問題:可以讓始終更加美觀?點。

可以改進的方面和建議:增加更多的設(shè)計理念美化時鐘。

第27頁共27頁

第28頁共28頁

課程名稱計算機圖形學

班級軟件工程2學號20132184姓名朱彥榮

實驗日期2016/4/13實驗成績

實驗名稱實驗四、計算機圖形學直線與圓的基本繪圖算法實驗

1.實驗目的

本節(jié)主要講述如何在指定的輸出設(shè)備（如光柵圖形顯示器）上利用點構(gòu)造其他

基本二維幾何圖形（如點、直線、圓、橢圓、多邊形域及字符串等）的算法與

原理，并利用VisualC++編程實現(xiàn)這些算法。

2.實驗設(shè)備

設(shè)備編號設(shè)備名稱數(shù)量

1鼠標1

2鍵盤1

3主機1

4顯示器1

5網(wǎng)線1

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3.實驗設(shè)計過程說明

軟件設(shè)計工具名稱：____________VC++6.0____________________

實驗內(nèi)容：直線與圓的基本繪圖算法___________________

設(shè)計過程：掌握原理——>轉(zhuǎn)換成計算機語言——>編寫編譯運行程序

基本工作原理：

畫直線算法:

（1）DDA（數(shù)值微分）算法

DDA算法原理：如圖4-1所示，已知過端點出（項,%）,。1?,）］）的直線段PMi;

直線斜率為k=（yLyo）/（Xi-xo）,從x的左端點X。開

始，向x右端點步進畫線，步長=1（個像素），計算

相應的y坐標y=kx+B；取像素點［x,round（y）］

作為當前點的坐標。

計算》+|=kxj+i+B=kx\+B+k&c=y\+kL

x,當Ax=1，M+I=），,?+k,即當x每遞增1,y遞增k（即直線斜率）。

注意分析：上述算法僅適用于^<1的情形。在這

第30頁共30頁

種情況下，X每增加l,y最多增加lo當Z21時，必圖4-1直線DDA算法掃描轉(zhuǎn)換

須把x,y地位互換，y每增加1,x相應增加11k。

(2)直線的中點畫線法中點畫線法的基本原理如圖4-2所示。在畫直線段的過程中,

當前像素點為P,下一個像素點有兩種選擇，點Pi或2。

M為Pi與P2中點，Q為理想直線與X=X,+1垂線的交

點。當M在。的下方時，則上方的P2應為下一個像素

點；當M在Q的上方時，應取下方的Pi為下一點。

中點畫線法的實現(xiàn)：

令直線段為L[po(Xo,yo),pGiji)],其方程式F(x,y)=ax+by+c=Q?

其中，-i,6=兩-沏,。=91一由加

點與L的關(guān)系如下：P=(xp,yp)在直線上，F(xiàn)(x,y)=0;

中點畫線法每步迭代

在直線上方，F(xiàn){x,y)>0；

在直線下方，F(xiàn)(x,y)<0。涉及的像素和中點示意圖把M代入尸(x,y),判斷F

的符號，可知Q點在中點M的上方還是下方。為此構(gòu)造判別式d=F(M)=F(Xp+l,

為+0.5)=〃(而+1)+6(切+0.5)+c。當4<0,UQ點)在M上方，取P2為下一個像

素。當d>0,L(Q點)在M下方，取Pi為下一個像素。當d=0,選4或尸2

均可，取P,為下一個像素。其中d是xp,y?的線性函數(shù)。

=mx+b,其中b-y\-mx\,m=(?-乃)/(工廠4)=dy/dx；此處的

討論直線方向限于第像限，如圖4-3所示，當直線光柵化時，x每次都增加1個單

元，設(shè)x像素為(如％)。下一個像素的列坐標為8+1,行坐標為y或者遞增1為》+1,

由y與4-3第一象限直線光柵化

第31頁共31頁

Bresenham算法：y,及y/+l的距離d\及d2的大小而定。

如果4-42>。，則M+i=M+l，否則M+i=M。將式(4.1)、(4.2)、(4.3)代入d\-dz，再

用dr乘等式兩邊，并以P,=3L"2)心代入上述等式，得

P,=2x,<iy-2y,dr+2dy+(2/?-l)dx(4.4)4-d2是用以判斷符號的誤差。由于在第一象限，

<h-總大于0,所以P,仍然可以用做判斷誤差的符號。PM為

Pi+1=P,-+2dy-2(yi+i-y,)dr(4.5)

求誤差的初值Pi，可將為、M和b代入式(4.4)中的毛、%,而得到

Pi=2dy-dx

綜合上面的推導，第一象限內(nèi)生成直線的Bresenham算法思想如下：

(1)畫點(%i,yi)>dx=xj-xi,dy=yr-y\,計算誤差初值Pi=2dy-dx,i=l。

(2)求直線的下一點位置xi+i=Xi+1,如果Pj>0,則jr+i=yj+l>否則M+i=y”

(3)畫點(為+1,%+1)。

(4)求下一個誤差Pi+i,如果Pj>0,則Pl+l=P,+2dy-2dx,否貝UP,+1=P,+2dyo

(5)/=/+1；如果z<dx+l則轉(zhuǎn)步驟(2)；否則結(jié)束操作。

圓的基本生成算法：

給出圓心坐標(匕,％)和半徑r,逐點畫出一個圓周的方式有下列幾種。直角坐標公式法直

角坐標系的圓的方程為：

(X-+。-%了=/

由上式導出：

^22

y=%士r-(x-xc)

當x-xc從-r至IJr做加1遞增時，就可以求出對應的圓周點的y坐標。但是這樣求

出的圓周上的點是不均勻的，越大，對應生成圓周點之間的圓周距離也就越長，如

圖圖4-4所示。因此，所生成的圓不美觀。

中點畫圓法

第32頁共32頁

如圖4-4所示，設(shè)函數(shù)為F(x,y)=x2+y2-R2,構(gòu)造圓，則點與圓的關(guān)系有以下3種情

況：

圓上的點F(x,y)=O；圓外的點F(x,y)>0；圓內(nèi)的點尸(x,y)<0；構(gòu)造判別式:

d=F(M)=F(Xp+1,坊-0.5)=%+1)2+(?-0.59

若d<0,則應取Pi為下一像素，且下一-像素的判別式為

222

d=F(x/>+2,y/>-0.5)=(xp+2)+(y/,-0.5)-R=d+2x/,+3

若於0,則應取P2為下一像素，且下一像素的判別式

為

討小論=按尸(x順「+時針2,力方-1.向5)生=(成第%+2)二2+(個y八廠1.5)分圓2-,“

則=d第一個+2(/-像素力)+5是

(0,R),判別式4的初始值為圖4-4中點畫圓法示意圖

4)=F(1,R-O.5)=1.25-R

圓的Bresenham算法》設(shè)圓的半徑為r,先考

慮圓心在(0,0),從x=0、

y=r開始的順時針方向的1/8圓周的生成過程。在這>■

'種情況下，x每步增加1,從x=0開始，到x=y結(jié)

束，，即有Xj+i=Xj+1；相應的，yi+i則在兩種可能中

選擇：yZyi+i=yi或者yi+i=yi-1<>選擇的原則是考

察精確值y是靠近y還是靠近y「l(見圖4-5)。

計算公式為：

yi=n-(xi+\)2Ox<XMxd\-y,-2-y2=+(x,+1)2圖4-5確定y

2222

的位置d2=y-(y,-I)=r-(xj+l)-(y,-I)

令p尸4-42，并代入4、d2,則有

22

Pi=2(x;+1)+j,-+(y,-1尸-2/(4.6)

Pi稱為誤差。如果pSO,則)■=?，否則y,-+i=yi-1?p,的遞歸

式為

第33頁共33頁

Pi+i=Pi+4x,+6+2(*+]_)/)_2G*LM)(4.7)

Pi的初值山式(4.6)代入x,=0,得

pi=3-2r(4.8)

根據(jù)上面的推導，圓周生成算法思想如下：

(1)求誤差初值，pi=3-2r,i=l,畫點(0,r)。

(2)求下一個光柵位置，其中々+1F+1,如果p,<0則〉i+i=M，否則舟1=%-1。

(3)畫點(%+1,%+|)。

(4)計算下一個誤差，如果pi<0則Q+i=pi+4x,+6,否則pi+1=/>,+4(x,--y,)+10?i=i+1,

如果4y則結(jié)束，否則返回步驟(2)。

設(shè)計步驟：掌握原理——〉轉(zhuǎn)換成計算機語言—>編寫編譯運行程序

1)啟動VC,選擇"Files件"|"New"菜單命令，并在彈出的新建對話框中單擊"工程"標簽。

2)選擇MFCAppWizard(exe),在“Projectname”編輯框中輸入工程名稱，單擊“確定"按

鈕，出現(xiàn)應用向?qū)Т翱跇祟}MFCAppWizard—Step1of6對話框。

3)選擇"單文檔”選項，單擊“NEXT"按鈕，出現(xiàn)Step2of6對話框。

4)接受默認選項，單擊"NEXT"按鈕，在出現(xiàn)的Step3?Step5對話框中，接受默認選

項，單擊"NEXT"按鈕。

5)在Step6對話框中單擊“完成"按鈕，即完成應用程序的主要選項，隨后出現(xiàn)工程信

息對話框(記錄以上步驟各選項的選擇情況)，單擊"確定"按鈕，完成應用程序框架的創(chuàng)建。

設(shè)計生成直線的DDA(數(shù)值微分)算法、中點畫線法、Bresenham算法的菜單項。在

工作空間ResourceView標簽中，單擊Menu項左邊,然后雙擊其子項

IDR_MAINFRAME,

并根據(jù)表中定義的編輯菜單資源創(chuàng)建。

菜單標題菜單項標題標不符ID

直線DDA算法生成直線ID_DDALINE

第34頁共34頁

Bresenham算法生成直線ID_BRESENHAMLINE

中點算法生成直線ID_MIDPOINTLINE

③添加消息處理函數(shù)

利用ClassWizard（類向?qū)В閼贸绦蛱砑优c菜單項相關(guān)的消息處理函數(shù)，Classname

欄中選擇CxxView,建立消息映射函數(shù)，ClassWizard會自動完成有關(guān)函數(shù)聲明。

菜單項ID消息消息處理函數(shù)

ID_DDALINECOMMANDOnDdaline

ID_MIDPOINTLINECOMMANDOnMidpointline

ID_BRESENHAMLINECOMMANDOnBresenhamline

在工作空間的Resourceview標簽中，單擊Menu項左邊然后雙擊其子項

IDR_MAINFRAME,添加編輯菜單資源。建好的菜單有中點畫圓和Bresenham畫圓兩種方

法。

菜單標題菜單項標題標示符ID

中點畫圓ID_MIDPOINTCIRCLE

圓

Bresenham畫圓ID_BRESENHAMCIRCLE

（3）添加消息處理函數(shù)。

利用ClassWizard（建立類向?qū)В閼贸绦蛱砑优c菜單項相關(guān)的消息處理函數(shù)，

ClassName欄中選擇CxxView,建立如下的消息映射函數(shù)，ClassWizard會自動完成有關(guān)

的函數(shù)聲明。

菜單項ID消息消息處理函數(shù)

ID_MIDPOINTCIRCLECONMMANOnMidpointcircle

ID_BRESENHAMCIRCLECONMMANOnBresenhamcircle

//DDA算法生成直線

voidCGraphics_AIITestView::OnDdaline()

第35頁共35頁

〃TODO:Addyourcommandhandlercodehere

CDC*pDC=GetDC();〃獲得設(shè)備指針

intxa=100,ya=300,xb=300,yb=200,c=RGB(255,0,0);〃定義直線的兩端點，直線顏色

intx,y;

floatxbyLdx,dy,k;

dx=(float)(xb-xa),dy=(float)(yb-ya);

k=dy/dx,y=ya;

if(abs(k)<l)

(

yi=ya；

for(x=xa;x<=xb;x++)

(

pDC->SetPixel(x,int(yl+0.5),c);

yl=yl+k;

)

)

if(abs(k)>=l)

{

xl=xa;

for(y=ya;y<=yb;y++)

(

pDC->SetPixel(int(xl+0.5),y,c);

xl=xl+1/k;

}

)

ReleaseDC(pDC);

)

第36頁共36頁

〃中點算法生成直線

voidCGraphics_AIITestView::OnMidpointline()

(

〃TODO:Addyourcommandhandlercodehere

CDC*pDC=GetDC();

intxa=300zya=200,xb=450,yb=300zc=RGB(0z255,0);

floata,b,dlzd2,d,x,y;

a=ya-yb,b=xb-xa,d=2*a+b;

dl=2*a,d2=2*(a+b);

x=xa,y=ya;

pDC->SetPixel(x/y,c);

while(x<xb)

(

if(d<0)

(

x++,y++,d+=d2;

}

else

(

x++,d+=dl;

)

pDC->SetPixel(x,y,c);

}

ReleaseDC(pDC);

)

第37頁共37頁

//Bresenham算法生成直線

voidCGraphics_AIITestView::OnBresenhamline()

(

〃TODO:Addyourcommandhandlercodehere

CDC*pDC=GetDC();

intxl=100,yl=200,x2=350zy2=100/c=RGB(0/0/255);

inti,si,s2,interchange;

floatx,y,deltax,deltayftemp;

x=xl;

y=yi;

deltax=abs(x2-xl);

deltay=abs(y2-yl);

if(x2-xl>=0)sl=l;elsesl=-l;

if(y2-yl>=0)s2=l;elses2=-l;

if(deltay>deltax)

(

temp=deltax;

deltax=deltay;

deltay=temp;

interchange=l;

)

else

(

interchanged;

f=2*deltay-deltax;

第38頁共38頁

pDC->SetPixel(xzy,c);

for(i=l;i<=deltax;i++)

if(f>=0)

if(interchange==l)

x+=sl;

else

y+=s2;

pDC->SetPixel(x,yzc);

f=f-2*deltax;

else

if(interchange==l)

y+=s2;

else

x+=sl;

第39頁共39頁

f=f+2*deltay;

)

)

〃中點算法繪制圓

voidCGraphics_AIITestView::OnMidpointcircle()

(

〃TODO:Addyourcommandhandlercodehere

CDC*pDC=GetDC();

intxc=300,yc=3OO,r=50zc=0;

intxzy;

floatd;

x=0;y=r;d=1.25-r;

pDC->SetPixel((xc+x),(yc+y),c);

pDC->SetPixel((xc?x),(yc+y),c);

pDC->SetPixel((xc+x),(yc-y),c);

pDC->SetPixel((xc-x),(yc-y),c);

pDC->SetPixel((xc+yj^yc+x^c);

pDC->SetPixel((xc-y),(yc+x)zc);

pDC->SetPixel((xc+yJXyc-x)^);

pDC->SetPixel((xc-y)z(yc-x)zc);

while(x<=y)

(

if(d<0)d+=2*x+3;

else{d+=2*(x-y)+5;y-;}

x++；

第40頁共40頁

pDC->SetPixel((xc+x),(yc+y)zc);

pDC->SetPixel((xc-xjjyc+y)^);

pDC->SetPixel((xc+x),(yc-y),c);

pDC->SetPixel((xc-x),(yc-y)zc);

pDC->SetPixel((xc+y),(yc+x),c);

pDC->SetPixel((xc-y),(yc+x),c);

pDC->SetPixel((xc+y)4yc-x)zc);

pDC->SetPixel((xc-y),(yc-x)zc);

}

)

//Bresenham算法繪制圓

voidCGraphics_AIITestView::OnBresenhamcircle()

(

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

CDC*pDC=GetDC();

intxc=100,yc=100,radius=50,c=0;

intx=0,y=radius/p=3-2*radius;

while(x<y)

(

pDC->SetPixel(xc+xzyc+y,c);

pDC->SetPixel(xc-x,yc+y,c);

pDC->SetPixel(xc+x,y