DDA直线生成算法
计算机图形学实验二：直线的生成算法的实现
实验二: 直线的生成算法的实现班级 08信计2班学号 20080502055 姓名分数一、实验目的和要求:1.理解直线生成的原理；2.掌握几种常用的直线生成算法；3.利用C实现直线生成的DDA算法。
二、实验内容:1.了解直线的生成原理2、掌握几种基本的直线生成算法: DDA画线法、中点画线法、Bresenham画线法。
3、仿照教材关于直线生成的DDA算法, 编译程序。
4.调试、编译、运行程序。
三、实验过程及结果分析1.直线DDA算法:算法原理：已知过端点P0（x0,y0）, P1（x1,y1）的直线段L(P0,P1), 斜率为k=(y1-y0)/(x1-x0), 画线过程从x的左端点x0开始, 向x右端点步进, 步长为1个像素, 计算相应的y坐标为y=kx+B。
计算y i+1 = kx i+B=kx i +B+kx=y i +kx当x=1,yi+1=yi+k, 即当x每递增1, y递增k。
由计算过程可知, y与k可能为浮点数, 需要取y整数, 源程序中round(y）=(int)(y+0.5)表示y四舍五入所得的整数值。
（1）程序代码:#include"stdio.h"#include"graphics.h"void linedda(int x0,int y0,int x1,int y1,int color){int x,dy,dx,y;float m;dx=x1-x0;dy=y1-y0;m=dy/dx;y=y0;for(x=x0;x<=x1;x++){putpixel(x,(int)(y+0.5),color);y+=m;setbkcolor(7);}}main(){int a,b,c,d,e;int graphdriver=DETECT;int graphmode=0;initgraph(&graphdriver,&graphmode,"");a=100;b=100;c=200;d=300;e=5;linedda(a,b,c,d,e);getch();closegraph();}运行结果:2.中点画线算法:假定所画直线的斜率为k∈[0,1], 如果在x方向上增量为1, 则y方向上的增量只能在0~1之间。
分别解释直线生成算法dda法,中点画线法和bresenham法的基本原理
分别解释直线生成算法dda法,中点画线法和
bresenham法的基本原理
直线生成算法DDA法、中点画线法和Bresenham法的基本原理如下：
1. DDA直线生成算法：基于差分运算的直线生成算法。
通过将直线分割成
若干个相邻的像素点，并按照一定的步长进行逐点绘制，实现直线的绘制。
算法主要涉及到线性插值的思想，即根据已知的两点坐标，通过计算它们之间的差值，然后根据这个差值和步长来确定新的像素点的位置。
2. 中点画线法：一种线段绘制算法，从线段的起点和终点出发，按照一定的规则向终点逐步逼近，并在途中以控制变量的方式得出每个像素点的坐标，从而绘制出所需的线条。
具体实现中，通过计算线段斜率的变化情况，分为斜率小于1和大于等于1两种情况，并采用Bresenham的对称性原理，以中点的颜色来控制每个像素点的生长方向，从而获得较高的绘制效率和图像质量表现。
3. Bresenham算法：通过一系列的迭代来确定一个像素点是否应该被绘制。
对于一条从点(x1,y1)到点(x2,y2)的直线，首先计算出斜率k。
然后，通过比较每个像素点的y值到直线上的y值，来决定哪些像素点应该被绘制。
当斜率k大于等于1时，在x方向上迭代，而对于每个x值，计算出y值，并将像素点(x,y)绘制。
当斜率k小于1时，在y方向上迭代，而对于每个y值，计算出x值，并将像素点(x,y)绘制。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询数学专业人士。
dda算法画直线例题
dda算法画直线例题dda算法是一种常用于计算机图形学中的算法，用于在计算机中绘制直线或其他几何形状。
本例题将通过dda算法绘制一条直线，帮助读者了解该算法的基本原理和应用。
一、算法概述dda算法是一种分治算法，它将原始的直线绘制问题分解为更小的子问题，逐个解决这些子问题，最终得到完整的绘制结果。
该算法的核心思想是通过逐点地更新像素位置，逐步逼近目标位置，从而实现直线的绘制。
二、实现步骤1.初始化：设置绘图窗口大小，确定要绘制的直线起点和终点。
2.循环迭代：对于每个像素点，按照dda算法的步骤进行更新。
具体步骤如下：a.计算当前像素点到直线起点的距离（dx），并将其与偏移量（delta）比较。
b.如果dx小于或等于delta，则当前像素点已经在直线上，无需进一步更新。
c.否则，根据dda算法的公式计算新的像素位置（new_x），并将其与当前像素位置进行比较。
d.如果new_x小于或等于当前像素位置，则将当前像素位置更新为new_x；否则，继续迭代下一个像素点。
3.重复步骤2直到绘制完整个窗口。
三、代码实现以下是一个简单的代码实现，使用c语言描述dda算法绘制直线的过程：```c#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>#defineWIDTH800//绘图窗口宽度#defineHEIGHT600//绘图窗口高度voiddraw_line(intstart_x,intstart_y,intend_x,intend_y){inti,j,dx,dy,delta,new_x,new_y;for(i=0;i<HEIGHT;i++){for(j=0;j<WIDTH;j++){dx=end_x-start_x;dy=end_y-start_y;delta=sqrt(dx*dx+dy*dy);//计算偏移量if(dx<=delta||j==0){//如果当前像素点到直线起点的距离小于或等于偏移量，或者当前像素位置是第一帧，直接输出当前像素位置printf("%d,%d",j,i);}else{//否则，根据dda算法的公式计算新的像素位置并输出new_x=start_x+(j-WIDTH/2)*dx/delta;new_y=start_y+(i-HEIGHT/2)*dy/delta;printf("%d,%d",new_x,new_y);}}printf("\n");//换行}}intmain(){intstart_x=50,start_y=50;//直线起点坐标intend_x=200,end_y=150;//直线终点坐标draw_line(start_x,start_y,end_x,end_y);//绘制直线并输出结果return0;}```这段代码通过循环迭代的方式，逐点更新像素位置，从而实现直线的绘制。
直线生成算法DDA、Midpoint、Bresenham
1、直线生成算法1.算法分析1)DDA设直线两端点:P1(x1,y1)及 P0(x0,y0),dx=x1-x0,dy=y1-y0直线斜率:k=dy/dx直线方程: y=k*x+b有：y1=k*x1+b=k*x0+k*dx+b=y0+k*dx当dx=1时，有y1=y0+k算法复杂度：加法+取整优点：避免了y=k*x+b 方程中的浮点乘法,比直接用点斜式画线快 缺点：需浮点数加法及取整运算,不利于硬件实现.2)Midpoint当前像素点为P(xP,yP),下一个像素点有两种可选择点P1(xP+1,yP),P2(xP+1,yP+1)。
若M=(xP+1,yP+0.5)为P1与P2的中点，Q 为理想直线与x=xP+1垂线的交点。
x Pi=(xi, yi ) M Q P1 p2y当M 在Q 的上方时，应取P1为下一点；当M 在Q 的下方时，应取P2为下一点；直线段L （P0(x0,y0),P1(x1,y1)),用方程F （x,y ）=ax+by+c=0表示 a=y0-y1,b=x1-x0,c=x0y1-x1y0有点与L 的关系：线上：F （x,y ）=0上方：F （x,y ）>0下方：F （x,y ）<0判别式：d=F(M)=F(xP+1,yP+0.5)=a(xP+1)+b(yP+0.5)+cD 是xP,yP 的线性函数，可采用增量计算，提高运算效率：1）若d>=0,取P1，d1=d+a,增量为a2）若d<=,取P2,d2=d+a+b,增量为a+b可用2d 代替d 来摆脱浮点运算，写出仅含整数运算的算法3）Bresenhamy x F(x,y)=0 F(x,y)>0 F(x,y)<0 (x1,y1)(x0,y0)设直线方程为y=kx+b,有y1=y0+k(x-x0)=y0+k是否增1取决于误差项d的值，初始值d0=0X每增加1，有d=d+k令e=d-0.5,e0=-0.5,增量为k当e>=0时，取当前像素（xi,yi）的右上方像素（xi+1,yi+1）,e 减小1；当e<0时，更接近于右方像素（xi+1,yi）。
计算机图形学-三种直线生成算法及圆的生成算法
计算机科学与技术学院2013－2014学年第一学期《计算机图形学》实验报告班级：110341C学号：110341328姓名：田野教师：惠康华成绩：实验（一）：平面图形直线和圆的生成一、实验目的与要求1.在掌握直线和圆的理论基础上，分析和掌握DDA生成直线算法、中点生成直线算法、Bresenham生成直线算法、中点画圆算法、Bresenham圆生成算法。
2.熟悉VC6.0MFC环境，利用C语言编程实现直线和圆的生成。
3.比较直线生成三种算法的异同，明确其优点和不足。
同时了解圆的生成算法适用范围。
二、实验内容1.掌握VC6.0环境中类向导和消息映射函数的概念，并且为本次实验做好编程准备工作。
2. 用Ｃ语言进行编程实现上述算法，并且调试顺利通过。
3. 在MFC图形界面中显示不同算法下的图形，并且注意对临界值、特殊值的检验。
完成后保存相关图形。
三、算法分析➢DDA直线生成算法描述：1)给定一直线起始点（x0,y0）和终点（x1,y1）。
分别计算dx=x1-x0,dy=y1-y0。
2)计算直线的斜率k=dy/dx。
当|k|<1时转向3）；当|k|<=1时，转向4）；3)当x每次增加1时，y增加k。
即(xi,yi)→(xi+1,yi+k)。
直到xi增加到x1。
并且每次把得到的坐标值利用系统函数扫描显示出来。
但要注意对y坐标要进行int（y+0.5）取整运算。
结束。
4)对y每次增加1时，x增加1/k，即（xi,yi）→(xi+1/k,yi+1)。
直到yi增加到y1. 并且每次把得到的坐标值利用系统函数扫描显示出来。
但要注意对x坐标要进行int（x+0.5）取整运算。
结束。
➢中点生成算法描述：算法基本思想：取当前点（xp,yp）,那么直线下一点的可能取值只能近的正右方点P1（xp+1,yp）或者P2（xp+1,yp+1）。
为了确定好下一点，引入了这两点中的中点M（xp+1,yp+0.5）。
这时可以把改点带入所在直线方程，可以观察该中点与直线的位置关系。
简述画直线的几种操作方式
简述画直线的几种操作方式一、概述画直线是计算机图形学中的基本操作之一，通常用于绘制线条、边框等。
在计算机图形学中，有多种方式可以实现画直线的功能。
本文将介绍几种常见的画直线操作方式。
二、DDA算法DDA算法是一种基本的画直线算法，它采用逐点比较的方式来确定像素点的位置。
具体实现过程如下：1. 计算出两个端点之间的斜率k；2. 根据斜率k确定每个像素点在x轴和y轴上移动的距离；3. 从起始点开始，不断计算下一个像素点的位置，并在屏幕上绘制。
优点：实现简单，适用于硬件实现。
缺点：精度不高，容易出现锯齿状。
三、Bresenham算法Bresenham算法是另一种常见的画直线算法，它采用整数运算来确定像素点位置。
具体实现过程如下：1. 计算出两个端点之间的斜率k；2. 根据斜率k确定每个像素点在x轴和y轴上移动的距离；3. 从起始点开始，根据当前位置和误差值选择下一个像素点，并在屏幕上绘制。
优点：精度高，画出的直线平滑。
缺点：实现复杂，不适用于硬件实现。
四、中点画线算法中点画线算法是一种基于Bresenham算法的改进版，它通过引入中点来减少计算量。
具体实现过程如下：1. 计算出两个端点之间的斜率k；2. 根据斜率k确定每个像素点在x轴和y轴上移动的距离；3. 从起始点开始，根据当前位置和误差值选择下一个像素点，并在屏幕上绘制；4. 在误差值发生变化时，更新中点的位置。
优点：精度高，计算量较小。
缺点：实现复杂，不适用于硬件实现。
五、直线段裁剪直线段裁剪是指将一条直线段截取为位于窗口内部的一段直线。
常见的裁剪算法有Cohen-Sutherland算法和Liang-Barsky算法。
Cohen-Sutherland算法将窗口分为九个区域，并通过比较端点与窗口边界的关系来确定哪些部分需要保留。
Liang-Barsky算法则通过计算交点来确定截取后的直线段。
六、总结以上介绍了几种常见的画直线操作方式，包括DDA算法、Bresenham算法、中点画线算法以及直线段裁剪算法。
《计算机图形学》实验指导书
计算机图形学实验指导书袁科计算机技术实验中心目录实验一实现DDA、中点画线算法和Bresenham画线算法 (24)实验二实现Bezier曲线 (25)实验三实现B样条曲线 (26)实验四实现多边形填充的边界标志算法 (27)实验五实现裁剪多边形的Cohen-Sutherland算法 (28)实验六二维图形的基本几何变换 (30)实验七画图软件的编制 (31)实验一实现DDA、中点画线算法和Bresenham画线算法【实验目的】1、掌握直线的多种生成算法；2、掌握二维图形显示原理。
【实验环境】VC++6.0/ BC【实验性质及学时】验证性实验，2学时，必做实验【实验内容】利用任意的一个实验环境，编制源程序，分别实现直线的三种生成算法，即数字微分法(DDA)、中点画线法以及Bresenham画线算法。
【实验原理】1、数字微分法(Digital Differential Analyzer，DDA)算法思想：基于直线的微分方程来生成直线。
ε=1/max(|△x|,|△y|)max(|△x|,|△y|)=|△x|，即|k|≤1 的情况：max(|△x|,|△y|)=|△y|，此时|k|≥1：2、中点画线法算法思想：每次在最大位移方向上走一步，另一方向是否走步取决于误差项的判断。
3、Bresenham画线算法算法思想：其基本思想同中点算法一样，即每次在最大位移方向上走一步，而另一个方向是否走步取决于误差项的判断。
【实验要求】1．上交源程序；2．上交实验报告，实验报告内容如下：(1) 实验名称(2) 实验目的(3) 算法实现的设计方法及程序流程图(4) 程序结果分析【分析与思考】(1) 上述所阐述的三个算法，其基本算法只能适用于直线的斜率(|K|<=1) 的情形，如何将上述算法进行推广，使其能够处理任意斜率的直线？(2) 计算机显示屏幕的坐标圆心在哪里，与我们平时的习惯有什么差异，如何协调二者？实验二 实现Bezier 曲线【实验目的】1、掌握Bezier 曲线的定义；2、能编程实现N 次Bezier 曲线的绘制与显示。
DDA算法
2.1.1 生成直线的DDA算法数值微分法即DDA法(Digital Differential Analyzer)，是一种基于直线的微分方程来生成直线的方法。
一、直线DDA算法描述：设(x1，y1)和(x2，y2)分别为所求直线的起点和终点坐标，由直线的微分方程得= m =直线的斜率(2－1) 可通过计算由x方向的增量△x引起y的改变来生成直线：x i+1=x i+△x (2－2)y i+1=y i+△y=y i+△x·m (2－3) 也可通过计算由y方向的增量△y引起x的改变来生成直线：y i+1=y i+△y (2－4)x i+1=x i+△x=x i+△y/m (2－5) 式(2－2)至(2－5)是递推的。
二、直线DDA算法思想：选定x2－x1和y2－y1中较大者作为步进方向(假设x2－x1较大)，取该方向上的增量为一个象素单位(△x=1)，然后利用式(2－1)计算另一个方向的增量(△y=△x·m=m)。
通过递推公式(2－2)至(2－5)，把每次计算出的(x i+1，y i+1)经取整后送到显示器输出，则得到扫描转换后的直线。
之所以取x2－x1和y2－y1中较大者作为步进方向，是考虑沿着线段分布的象素应均匀，这在下图中可看出。
另外，算法实现中还应注意直线的生成方向，以决定Δx及Δy是取正值还是负值。
三、直线DDA算法实现：1、已知直线的两端点坐标：(x1，y1)，(x2，y2)2、已知画线的颜色：color3、计算两个方向的变化量：dx=x2－x1dy=y2－y14、求出两个方向最大变化量的绝对值：steps=max(|dx|，|dy|)5、计算两个方向的增量(考虑了生成方向)：xin=dx/stepsyin=dy/steps6、设置初始象素坐标：x=x1,y=y17、用循环实现直线的绘制：for(i=1；i<=steps；i++){ putpixel(x，y，color)；/*在(x，y)处，以color色画点*/ x=x+xin；y=y+yin；}四、直线DDA算法演示：五、直线DDA算法特点：该算法简单，实现容易，但由于在循环中涉及实型数的运算，因此生成直线的速度较慢。
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实验报告
课程名称计算机图形学
实验名称DDA直线生成算法编程的实现
实验类型验证型
实验地点计通学院304实验日期2010-03-29指导教师
专业
班级
学号
姓名
成绩
辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院
实验报告说明
1、封面内容
（1）课程名称：实验所属的课程的名称。
（2）实验名称：要用最简练的语言反映实验的内容。
要求与实验指导书中相一致。
（3）实验类型：说明是验证型实验、设计型实验、创新型实验还是综合型实验。
2、正文内容
实验报告的正文内容须包括以下内容：
（1）实验目的：目的要明确，要抓住重点，符合实验指导书中的要求。
（2）实验内容：说明本实验的主要内容。
（3）实验原理：简要说明本实验项目所涉及的理论知识。
（4）实验环境：实验用的软硬件环境（配置）。
（5）实验方案：对于验证性型实验，写明依据何种原理、操作方法进行实验；对于设计型和综合型实验，写明依据何种原理、操作方法进行实验，并画出硬
件组成图、软件流程图、设计思路和设计方法，再配以相应的文字说明；对于创新型实验，除符合设计型和综合型实验要求外，还应注明其创新点、特色。
（6）实验步骤：写明实验的实施步骤，包括实验过程中的记录、数据。
（7）实验结果与分析：写明实验的最终结果，并对结果进行分析，做出结论。
（8）实验中遇到的问题及解决方法：写明实验过程中遇到的问题及所采取的解决方法。
（9）实验总结（在封底上）：写出对本次实验的心得体会、思考和建议。
实验原理：已知线段的起点坐标()11x y ，终点坐标()22x y ，直线的点斜
式方程为：y m x b =⨯+，斜率和截距分别为：2121y y m x x -=
- ， 11b y m x =-⨯ 。
沿x 的增量为x ∆，沿y 的增量为y ∆，即：
1x y m
∆=⨯∆，y m x ∆=⨯∆。
当1m ≤时，取x 为一个像素单位长，即x 每次增加一个像素，然后利用公式计算相应的y 值：1k k k y y y y m x -=+∆=+⨯∆，相反1m >时，可以通过质量y ∆来计算相应的x 值：1k k k x x x x m y -=+∆=+⨯∆。
实验内容：新建一个Win32 Application 的典型“Hello World ”程序，工程
命名为：DDA 直线生成算法，打开DDA 直线生成算法.cpp 文件，在里面加入代码：
void DDA_line(HDC hdc)
{ double x,y,dx,dy,L,x1=100,x2=400,y1=100,y2=400; if(abs(x2-x1)>=abs(y2-y1))
L=abs(x2-x1);
else
L=abs(y2-y1);
dx=(x2-x1)/L;
dy=(y2-y1)/L;
x=x1,y=y1;
for(int k=1;k<=L;k++)
{ SetPixel(hdc,x,y,RGB(255,0,255));
x=x+dx;
y=y+dy;
Sleep(10);
}
}
实验结果：调用程序运行得出一下结果：。