Cohen-Sutherland直线剪裁算法
计算机图形学Cohen-Sutherland直线裁剪算法源码c++
实验现象：
核心代码：
Cohen-Sutherland直线段裁减算法：
void CLineClippingView::OnSutherlandID() ////////版权所有赵才
{
// TODO: Add your command handler code here
pDC->LineTo(ptset[i+1]);
i+=2;
continue;
}
else
{
if((code1 & code2)!=0)//简弃
{
i+=2;
continue;
}
else
{
if(code1==0)
{
int tx,ty,ct;
ct=code1;
code1=code2;
code2=ct;
tx=ptset[i].x;
ptset[i].y=YT;
continue;
}
if(code1 & BOTTOM)
{
//
ptset[i].x=int(1.0/k*(YB-ptset[i].y)+ptset[i].x+0.5);
ptset[i].y=YB;
continue;
}
}
}
}
}
int encode(int x,int y) //确定端点编码
if(code1 & LEFT)
{
//
ptset[i].y=int(k*(XL-ptset[i].x)+ptset[i].y+0.5);
ptset[i].x=XL;
描述cohen sutherland裁剪算法
描述cohen sutherland裁剪算法
Cohen-Sutherland裁剪算法是一种用于裁剪线段的算法，由S.G.Cohen和D.P.Sutherland在1969年提出。
它的基本思想是使用一个2D窗口矩形对要裁剪的线段进行测试，根据结果将线段分成四个不同的类别（左端点的左边，右端点的右边，上端点的上边，下端点的下边），这样就可以把线段按照它们在窗口中的相对位置编码。
下面具体讲解Cohen-Sutherland裁剪算法的步骤：
1.首先，确定要裁剪的线段端点的坐标，以及窗口的左上角和右下角的坐标。
2.然后，根据左上角的坐标和右下角的坐标，利用一个4位的二进制整数对线段端点进行编码，每一位的0或1表示端点是否在窗口的4个边界外面。
3.对比端点的编码，如果两个编码都为0，表示线段完全位于窗口内，不需进行裁剪。
如果两个编码不同，则表示至少有一个端点位于窗口边界外，此时需要进行裁剪。
4.根据不同的编码情况，对线段进行裁剪：
（1）如果两个编码都不为0，则表明线段两个端点都在窗口边界外，此时线段不可见，可以将线段丢弃。
（2）如果两个编码中只有一个不为0，则表明线段上有一个端点在窗口边界外，此时只需要将外部端点移动到窗口边界上，即可得到一个可见的线段。
5.此外，还需要对线段两个端点进行重新编码，根据编码重复步
骤3和步骤4，直至线段完全位于窗口内，或者线段完全被丢弃。
至此，Cohen-Sutherland裁剪算法就完成了。
它既可以用于直线的裁剪，也可以用于曲线的裁剪。
cohen-sutherland裁剪算法例题
cohen-sutherland裁剪算法例题一、算法简介Cohen-Sutherland裁剪算法是一种用于图像处理的算法，用于确定一个像素点是否被剪裁，即是否需要被剔除。
该算法基于一个简单的原理：对于一个像素点，如果它的坐标位于某个特定区域（例如矩形区域）之外，那么它就不属于原始图像的裁剪区域，可以被剔除。
二、算法步骤1.初始化：设定一个裁剪区域的起始坐标（xmin,ymin）和结束坐标（xmax,ymax）。
2.将裁剪区域的坐标转化为四舍五入的整数坐标（xm,ym,xm+1,ym+1）。
3.判断像素点（x,y）是否在裁剪区域内：a.如果（x>=xminandx<=xmaxandy>=yminandy<=ym），则像素点在裁剪区域内。
b.否则，像素点不在裁剪区域内。
4.根据像素点的位置，确定是否需要剔除该像素点：a.如果像素点在裁剪区域内，则保留该像素点。
b.如果像素点不在裁剪区域内，则剔除该像素点。
三、算法应用Cohen-Sutherland裁剪算法在图像处理中非常有用，它可以有效地剔除不需要的像素点，提高图像的质量和清晰度。
例如，在图像缩放、剪裁、滤镜处理等操作中，都需要用到Cohen-Sutherland裁剪算法。
四、例题实现以下是一个使用Python实现的Cohen-Sutherland裁剪算法的例子：```pythondefcohen_sutherland(image,xmin,ymin,xmax,ymax):#将坐标转化为四舍五入的整数坐标xm,ym=int(xmin),int(ymin)xm_next,ym_next=int(xmax),int(ymax)+1#加上1是为了避免下溢image_clipped=[list(i)foriinimage]#创建一个新的列表用于存放裁剪后的图像数据foriinrange(len(image)):forjinrange(len(image[i])):if(j>=ymori>=xmorj<ym_next-ymori<xm_next-xm):#如果像素点不在裁剪区域内image_clipped[i][j]=""#剔除该像素点，用空格代替else:#在裁剪区域内，保留该像素点image_clipped[i][j]=image[i][j]#不作任何修改returnimage_clipped```五、示例应用以下是一个使用Cohen-Sutherland裁剪算法进行图像剪裁的示例：假设有一张名为"input.jpg"的图像，要将其中的一部分剪裁掉。
[计算机图形学]复习Cohen-Sutherland直线段裁剪算法
![[计算机图形学]复习Cohen-Sutherland直线段裁剪算法](https://img.taocdn.com/s3/m/31457f66a88271fe910ef12d2af90242a895ab0f.png)
[计算机图形学]复习Cohen-Sutherland直线段裁剪算法
关于Cohen-Sutherland 直线段裁剪算法思想概述
直线段裁剪是⼆维图形裁剪的基础，本质是判断直线段是否与窗⼝边界相交，如相交则进⼀步确定直线段上位于窗⼝内的部分。
算法思想：直线的端点赋予⼀组4位⼆进制码，称为RC（区域编码），裁剪窗⼝的四条边所在的直线可以把平⾯分为9个区域，对各个区域的编码也是四位，C3C2C1C0，分别代表上下右左四个窗⼝边界。
裁剪窗⼝所在的区域为0000，对于直线段上的端点进⾏编码，等于该端点所在的区域的编码。
编码后就容易判断两个端点的情况：
⽐如两个端点求与不等于0，即RC0&RC1≠0；说明该线段在裁剪窗⼝之外，应简弃；
两个端点RC编码按位或为0，即RC0|RC1=0。
说明直线段两个端点都在窗⼝内，应简取。
还有第三种情况：不满⾜前两种情况的，说明直线段与边界或其延长线有交点，要进⾏求交判断：
①此时直线段与边界相交，P0P1和两个边界相交，按左右下上的顺序计算交点，设交点为P，注意：总是要让直线段的⼀个顶点处于窗⼝之外，例如P0点。
这样P0点到交点P的直线段必然不可见，故可以将交点外的线段简弃。
②直线段与边界的延长线相交，直线段在窗⼝外，也不在窗⼝同⼀侧。
依旧按照左右下上顺序计算，将延长线与线段交点定为P，有PP0，位于窗⼝某侧，被简弃。
如果求裁剪后窗⼝内直线段的端点坐标，（那⼀般是求P1，以实际题⽬为准，看剪了哪部分），两点求直线⽅程，然后带⼊相交边界的x或y值可得。
Cohen-Sutherland裁剪算法
Cohen-Sutherland裁剪算法#include <iostream>#include <windows.h>#include <gl/glut.h>using namespace std;#include <GL/glut.h>#include <cstdio>#define LEFT 1#define RIGHT 2#define BOTTOM 4#define TOP 8int x1=150,y1=50, x2=50, y2=250, XL=100, XR=300, YB=100, YT=200; //(x1,y1)、(x2,y2)为直线段的端点，XL为左边界，XR为右边界，YB为下边界，YT为上边界int x1_init = 150, y1_init = 50, x2_init = 50, y2_init = 250; //将直线段端点备份，以便画出裁剪前的直线段int encode(int x,int y){int c = 0;if (x < XL) c |= LEFT;if (x > XR) c |= RIGHT;if (y < YB) c |= BOTTOM;if (y > YT) c |= TOP;return c;}void CS_LineClip() //Cohen-Sutherland裁剪算法{int x, y;int code1, code2, code;code1 = encode(x1, y1);code2 = encode(x2, y2);while (code1 != 0 || code2 != 0){if (code1 & code2)return;if (code1 != 0)code = code1;elsecode = code2;if (LEFT & code){x = XL;y = y1 + (y2 - y1)*(XL - x1) / (x2 - x1);}else if (RIGHT & code){x = XR;y = y1 + (y2 - y1)*(XR - x1) / (x2 - x1);}else if (BOTTOM & code){y = YB;x = x1 + (x2 - x1)*(YB - y1) / (y2 - y1);}else if (TOP & code){y = YT;x = x1 + (x2 - x1)*(YT - y1) / (y2 - y1);}if (code == code1){x1 = x; y1 = y; code1 = encode(x1, y1);}else{x2 = x; y2 = y; code2 = encode(x2, y2);}}}void init() //初始化函数{glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0); //设置背景颜⾊glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 设置投影参数 gluOrtho2D(0.0, 600.0, 0.0, 400.0); // 设置场景的⼤⼩ CS_LineClip(); //执⾏⼀次裁剪算法}void mydisplay() //显⽰函数{//绘制⽅形边界glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);glPointSize(2);glBegin(GL_LINE_LOOP);glVertex2i(XL, YT);glVertex2i(XL, YB);glVertex2i(XR, YB);glVertex2i(XR, YT);glEnd();glFlush();//绘制未裁剪前的线段glBegin(GL_LINES);glVertex2i(x1_init, y1_init);glVertex2i(x2_init, y2_init);glEnd();glFlush();//绘制裁剪后的线段glColor3f(0.0, 0.0, 0.0);glBegin(GL_LINES);glVertex2i(x1, y1);glVertex2i(x2, y2);glEnd();glFlush();}int main(int argc, char *argv[]){glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Cohen-Sutherland裁剪算法");init();glutDisplayFunc(&mydisplay);glutMainLoop();return 0;}。
计算机图形学实验Cohen-Sutherland算法
实验5-6一、实验题目请按照图5-32所示，使用对话框输入直线段的起点和终点坐标。
在屏幕客户区左侧区域绘制输入直线段和“窗口”，在屏幕客户区右侧区域绘制“视区”并输出裁剪结果。
这里需要用到窗视变换公式。
请使用Cohen-Sutherland 算法编程实现。
二、实验思想Cohen-Sutherland 直线裁剪算法是最早流行的编码算法。
每条直线的端点都被赋予一组四位二进制代码，称为区域编码(Region Code ，RC)，用来标识直线端点相对于窗口边界及其延长线的位置。
假设窗口是标准矩形，由上（y=w yt ）、下（y=w yb ）、左（x=w xl ）、右（x=w xr ）四条边组成，如图5-23所示。
延长窗口四条边形成9个区域，如图5-24所示。
这样根据直线的任一端点P(x,y)所处的窗口区域位置，可以赋予一组4位二进制区域码RC ＝C 4C 3C 2C 1。
w yb w yt wxr w xl为了保证窗口内直线端点的编码为零，编码规则定义如下：第一位：若端点位于窗口之左侧，即x<w xl，则C1=1，否则C1=0。
第二位：若端点位于窗口之右侧，即x>w xr，则C2=1，否则C2=0。
第三位：若端点位于窗口之下侧，即y<w yb，则C3=1，否则C3=0。
第四位：若端点位于窗口之上侧，即y>w yt，则C4=1，否则C4=0。
裁剪步骤如下：（1）若直线的两个端点的区域编码都为零，即RC1|RC2=0，说明直线两端点都在窗口内，应“简取”之。
（2）若直线的两个端点的区域编码都不为零，即RC1&RC2≠0，即直线位于窗外的同一侧，说明直线的两个端点都在窗口外，应“简弃”之。
（3）若直线既不满足“简取”也不满足“简弃”的条件，直线必然与窗口或窗口边界的延长线相交，需要计算直线与窗口边界的交点。
交点将直线分为两段，其中一段完全位于窗口外，可“简弃”之。
对另一段重复进行上述处理，直至该直线段完全被舍弃或找到完全位于窗口内的直线段为止。
计算机图形学实验指导书--实验2使用线段剪裁
实验2使用线段剪裁Cohen——sutherland算法一．实验目的及要求根据Cohen——sutherland算法，掌握直线剪裁的程序设计方法。
注意，不能使用语言库中的画圆函数。
二．理论基础将不需要裁剪的直线挑出，并删去其中在窗外的直线，然后对其余直线，逐条与窗框求交点，并将窗框外的部分删去。
采用Cohen-Sutherland直线剪裁的算法一区域编码为基础，将窗口及周围的八个方向以4位的二进制数进行编码。
4个位分代表窗外上，下，左右的编码值。
三、算法分析1. Cohen—SutherLand直线裁剪算法裁剪的实质，就是决定图形中那些点、线段、文字、以及多边形在窗口之内。
Cohen—SutherLand直线裁剪算法的基本大意是：对于每条线段P1P2，分为三种情况处理。
1) 若P1P2完全在窗口内，则显示该线段P1P2，简称“取”之。
2) 若P1P2明显在窗口外，则丢弃该线段P1P2，简称“弃”之。
3) 若线段既不满足“取”的条件，也不满足“弃”的条件，则把线段分为两段。
其中一段完全在窗口外，可弃之。
然后对另一段重复上述处理。
为了使计算机能够快速地判断一条线段与窗口属何种关系，采用如下的编码方法。
延长窗口的边，把未经裁剪的图形区域分为9个区，每个区具有一个四位代码，即四位二进制数，从左到右各位依次表示上、下、左、右。
裁剪一条线段时，先求出端点P1P2所在的区号code1和code2。
若code1=0且code2=0，则说明P1和P2均在窗口内，那么整条线段也比在窗口内，应取之。
若code1和code2经按位与运算后的结果code1&code2不为0，则说明两个端点同在窗口的上方、下方、左方或右方。
若上述两种条件均不成立，则按第三种情况处理，求出线段与窗口某边的交点，在交点处把线段一分为二，其中必有一段完全在窗口外，可以弃之。
再对另一段重复进行上述处理。
计算线段与窗口边界（或其延长线）的交点，属于线段与直线求交问题。
裁剪算法——cohen-sutherland算法
裁剪算法——cohen-sutherland算法实验环境：VC6.0算法思想： 延长窗⼝的边，将⼆维平⾯分成9个区域，每个区域赋予4位编码C t C b C r C l，裁剪⼀条线段P1P2时，先求出所在的区号code1，code2。
若code1=0，且code2=0，则线段P1P2在窗⼝内，应取之。
若按位与运算code1&code2，则说明两个端点同时在窗⼝的上⽅、下⽅、左⽅或右⽅，则可判断线段完全在窗⼝外，可弃之；否则，按第三种情况处理，求出线段与窗⼝某边的交点，在交点处把线段⼀分为⼆，其中必有⼀段在窗⼝外，可弃之，再对另⼀段重复上述处理。
100110001010000100000010010********* 多边形裁剪编码程序实现：#include "stdafx.h"#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<graphics.h>#define LEFT 1#define RIGHT 2#define BOTTOM 4#define TOP 8void midpointLine(int x0,int y0,int x1,int y1,int color)//中点画线算法{int a,b,d1,d2,d,x,y;a=y0-y1;b=x1-x0;d=2*a+b;d1=2*a;d2=2*(a+b);x=x0;y=y0;putpixel(x,y,color);while(x<x1){if(d<0){x++;y++;d+=d2;}else{x++;d+=d1;}putpixel(x,y,color);}}int encode(int x,int y,int XL,int XR,int YB,int YT)//编码{int c=0;if(x<XL) c|=LEFT;if(x>XR) c|=RIGHT;if(y<YB) c|=BOTTOM;if(y>YT) c|=TOP;return c;}void C_SLineClip(int x1,int y1,int x2,int y2,int XL,int XR,int YB,int YT){int code1,code2,code,x,y;code1=encode(x1,y1,XL,XR,YB,YT);code2=encode(x2,y2,XL,XR,YB,YT);while((code1 != 0) || (code2 != 0)){if((code1 & code2) != 0){midpointLine(x1,y1,x2,y2,RGB(0, 255, 0));//如果直线在裁剪窗⼝外就⽤绿⾊画出printf("线段在窗⼝外！");return;}if(code1 != 0) code=code1;else code=code2;if((LEFT & code) != 0){x=XL;y=y1+(y2-y1)*(XL-x1)/(x2-x1);}else if((RIGHT & code) != 0){x=XR;y=y1+(y2-y1)*(XR-x1)/(x2-x1);}else if((BOTTOM & code) != 0){y=YB;x=x1+(x2-x1)*(YB-y1)/(y2-y1);}else if((TOP & code) != 0){y=YT;x=x1+(x2-x1)*(YT-y1)/(y2-y1);}if(code == code1){x1=x; y1=y; code1=encode(x,y,XL,XR,YB,YT);}else{x2=x; y2=y; code2=encode(x,y,XL,XR,YB,YT);}}midpointLine(x1,y1,x2,y2,RGB(255,0,0));//将裁减的直线⽤红⾊标注return;}int main(int argc, char* argv[]){int gdriver=DETECT,gmode;int x1=20,y1=30,x2=250,y2=300,XL=10,XR=200,YT=400,YB=30;initgraph(&gdriver,&gmode,"c:\\tc");//setbkcolor(WHITE);cleardevice();midpointLine(x1,y1,x2,y2,RGB(0,255,0));//将被裁剪直线⽤绿⾊画出rectangle(10,400,200,30);//rectangle(int left,int top,int right,int bottom);//裁剪窗⼝ C_SLineClip(x1,y1,x2,y2,XL,XR,YB,YT);// cohen sutherland算法getch();closegraph();return0;}显⽰效果：将在窗⼝内的线段设为红⾊，窗⼝外的线段设为绿⾊。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（3）onside（int[]）：该方法判断直线两端点是否在区域内
（4）outside（int[]）：该方法判断直线是否在同一端
（5）cutYourLine(int,int,int,int)：该方法用于获取直线与区域的两个交点坐标
实验总结以及心得体会：
评定成绩：批阅老师：2017年月日
附页：
（1）paintComoponet(Graphics):void ,该方法主要用于画图，通过调用encode（int，int，int，int）方法、onside(int[])方法、outside（int[]）方法和cutYourLIne(int,int,int,int)方法判断直线的类型和获取在区域内的两个直线端点坐标，画出区域内的直线
实验报告
专业：软件工程班级：学号：姓名：
课程名称：图形图像处理2017– 2017年度第2学期
课程类别：专业选修实验时间：2017年月日
实验名称：Cohen-Suths7 , Windows XP等都可，
使用Eclipse做实验。
实验目的和要求：
编写线段裁剪算法程序，验证算法的正确性
实验内容：
对于每条线段P1P2分为三种情况处理。
（1）若P1P2完全在窗口内，则显示该线段P1P2简称“取”之。
（2）若P1P2明显在窗口外，则丢弃该线段，简称“弃”之。
（3）若线段既不满足“取”的条件，也不满足“弃”的条件，则在交点处把线段分为两段。其中一段完全在窗口外，可弃之。然后对另一段重复上述处理。
实验截图如下：