计算机图形学-实验五直线和多边形的裁剪
图形学实验报告直线段的裁剪算法
实验报告Experimentation Report of Taiyuan teachers College系部计算机系年级三年级课程图形学姓名同组者日期项目直线段的裁剪算法一、实验目的：1.熟悉图形裁剪的基本知识2.掌握Cohen-Sutherland 直线裁剪算法二、实验内容：在矩形窗口的裁剪算法中，考虑到构成图形的基本元素就是线段，曲线可看成是有很多小线段逼近而成的，因此，讨论线段的裁剪算法更为实用，即Cohen-Sutherland裁剪算法。
Cohen-Sutherland裁剪算法具体思路如下。
任意平面线段和矩形窗口的位置关系只会有如下3种：（1）完全落在窗口内。
（2）完全落在窗口外。
（3）部分落在窗口内，部分落在窗口外。
要想判断线段和窗口的位置关系，只要找到线段的两端点相对于矩形窗口的位置即可，线段的两端点相对于矩形窗口的位置可能会有如下几种情况：（1）线段的两个端点均在窗口内，这时线段全部落在窗口内，完全可见，应予以保留。
（2）线段的两个端点均在窗口边界线外同侧，这时线段全部落在窗口外，完全不可见，应予以舍弃。
（3）线段的一个端点在窗口内，另一个端点在窗口外，这时线段部分可见，应求出线段与窗口边界线的交点，从而得到线段在窗口内的可见部分。
（4）线段的两个端点均不在窗口内，但不处于窗口边界线外同侧，这时有可能线段是部分可见的，也可能是完全不可见的。
Cohen-Sutherland裁剪算法就是按照上述思路来对线段进行裁剪的，只是在线段的两端点相对于矩形窗口的位置上，巧妙地运用了编码的思想。
首先，延长窗口的四条边界线，将平面划分成9个区域，然后，用四位二进制数C3C2C1C0对这9个区域进行编码，编码规则如下：第0位C0：当线段的端点在窗口的左边界之左时，该位编码为1，否则，该位编码为0。
第1位C1：当线段的端点在窗口的右边界之右时，该位编码为1，否则，该位编码为0。
第2位C2：当线段的端点在窗口的下边界之下时，该位编码为1，否则，该位编码为0。
《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。
计算机图形学裁剪
《计算机图形学》实验报告学院：理学院专业：信息与计算科学班级：structRectangle{floatxmin,xmax,ymin,ymax;}；Rectanglerect;intx0,y0,x1,y1;intCompCode(intx,inty,Rectanglerect){intcode=0x00;if(y<rect.ymin)code=code|4;if(y>rect.ymax)code=code|8;if(x>rect.xmax)code=code|2;if(x<rect.xmin)code=code|1;returncode;}intcohensutherlandlineclip(Rectanglerect,int&x0,int&y0,int&x1,int&y1){ intaccept,done;floatx,y;accept=0;done=0;intcode0,code1,codeout;code0=CompCode(x0,y0,rect);code1=CompCode(x1,y1,rect);do{if(!(code0|code1)){accept=1;done=1;}elseif(code0&code1)done=1;else{if(code0!=0)codeout=code0;elsecodeout=code1;if(codeout&LEFT_EDGE){y=y0+(y1-y0)*(rect.xmin-x0)/(x1-x0);x=(float)rect.xmin;}elseif(codeout&RIGHT_EDGE){y=y0+(y1-y0)*(rect.xmax)/(x1-x0);x=(float)rect.xmax;}elseif(codeout&BOTTOM_EDGE){x=x0+(x1-x0)*(rect.ymin-y0)/(y1-yO);y=(float)rect.ymin;}elseif(codeout&TOP_EDGE){x=x0+(x1-x0)*(rect.ymax-y0)/(y1-y0);y=(float)rect.ymax;if(codeout==code0){x0=x;y0=y;code0=CompCode(x0,y0,rect);}else{x1=x;y1=y;code1=CompCode(x1,y1,rect);}}while(!done);if(accept)LineGL(x0,y0,x1,y1);returnaccept;}voidmyDisplay(){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);glRectf(rect.xmin,rect.ymin,rect.xmax,rect.ymax);LineGL(x0,y0,x1,y1);glFlush();voidInit(){glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);glShadeModel(GL_FLAT);rect.xmin=100;rect.xmax=300;rect.ymin=100;rect.ymax=300;x0=450,y0=0,x1=0,y1=450;printf("Presskey'c'toClip!\nPresskey'r'toRrstore!\n");}voidReshape(intw,inth){glViewport(0,0,(GLsizei)w,(GLsizei)h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadldentityO;gluOrtho2D(0.0,(GLdouble)w,0.0,(GLdouble)h);}voidkeyboard(unsignedcharkey,intx,inty){switch(key){case'c':cohensutherlandlineclip(rect,x0,y0,x1,y1);glutPostRedisplay();break;case'r':Init();glutPostRedisplay();break;case'x':exit(0);break;default:break;}}voidmain(intargc,char**argv){glutInit(&argc,argv);glutInitDisplayMode(GLUT_RGBIGLUT_SINGLE);glutInitWindowPosition(100,100);glutInitWindowSize(640,480);glutCreateWindow("helloworld");Init();glutDisplayFunc(myDisplay);glutReshapeFunc(Reshape);glutMainLoop();}Mhellovorld实验结。
计算机图形学基础实验指导书
计算机图形学基础实验指导书目录实验一直线的生成 ............................................................... -..2.-实验二圆弧及椭圆弧的生成........................................................ -..3 -实验三多边形的区域填充 ......................................................... - (4)-实验四二维几何变换 ............................................................. -..5.-实验五裁剪算法 ................................................................. -..6.-实验六三维图形变换 ............................................................. -..7.-实验七BEZIER 曲线生成......................................................... -..8.-实验八交互式绘图技术实现........................................................ -..10-实验一直线的生成一、实验目的掌握几种直线生成算法的比较，特别是Bresenham 直线生成算法二、实验环境实验设备：计算机实验使用的语言： C 或Visual C++ 、OpenGL三、实验内容用不同的生成算法在屏幕上绘制出直线的图形，对不同的算法可设置不同的线形或颜色表示区别。
四、实验步骤直线Bresenham 生成算法思想如下1）画点（x i, y i）, dx=x2-x i, dy=y2-y i,计算误差初值P i=2dy-dx , i=1;2）求直线下一点位置x i+i=x i+i 如果P i>0,贝U y i+i=y i+i，否则y i+i=y i；3）画点（x i+i ，y i+i ）；4）求下一个误差P i+i 点，如果P i>0，贝U P i+i=P i+2dy-2dx，否则P i+i=P i+2dy;i=i+i ，如果i<dx+i 则转步骤2，否则结束操作。
计算机图形学课程设计 多边形的裁剪算法
河南理工大学万方科技学院课程设计报告2010 — 2011学年第二学期课程名称计算机图形学设计题目多边形裁剪算法学生姓名孙晓芳学号**********专业班级计算机科学与技术10升指导教师侯守明2011 年6 月29 日目录目录目录 (I)第1章程序运行环境................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 程序运行环境的简单介绍................................................................. 错误!未定义书签。
1.2 程序运行环境的安装......................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 多边形裁剪算法设计的内容........................................................................... 第2章直线裁剪和多边形裁剪的简单比较 (4)2.1 直线裁剪的介绍 (4)2.1.1 直线裁剪的基本原理………………………………………......................................2.1.2 直线裁剪算法的分类以及和窗口交点参数值的计算……………………………..2.2 多边形裁剪介绍 (9)2.2.1 多边形裁剪的基本思想……………………………………………………………..2.2.2 多边形和窗口相交的判定方法…………………………………………..第3章多边形裁剪方法的详细介绍 (12)3.1 Sutherland-Hodgman算法………………………………………………………………….3.2 多边形裁剪算法的流程图 (12)3.3多边形裁剪算法的实现 (13)第4章代码的实现 (14)第5章总结 (21)参考文献 (22)第1章程序的运行环境1.1 程序运行环境的简单介绍本次设计主要是运用了程序设计语言主要以C/C++语言为主，开发平台为Visual C++。
计算机图形学 图形裁剪
一 当p<0时,参数r用于更新u0： u0=max u0,rk 二 当p>0时,参数r用于更新u一： u一=min u一,rk 三 如果更新了u0或u一后,使u0>u一,则舍弃该线段 四 当p=0且q<0时,因为线段平行于边界并且位于边界之外,则舍
弃该线段.
四、p、q的四个值经判断后,如果该线段未被舍弃,则裁
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Cohen-Sutherland裁剪算法
求交
将两个端点的编码CtCbCrCl进行逻辑或操作, 根据其结果中一的位置来确定可能相交的窗口边 求交按照固定的顺序来进行 左右下上或上下右左 一条线段与窗口最多求交四次
A 一0一0 FD
E C B 0一0一
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Cohen-Sutherland裁剪算法
1001
1000
1010
0001
0000
0010
utherland裁剪算法
先排除简单情形：
若某线段两个端点的四位二进制编码全为0000 线段位于窗口内,显示之
若对两端点的四位二进制编码进行逻辑与运算 & 结果
不为0 线段位于窗口外,直接舍弃
1001
不仅在于求出新的顶点,删去界外顶点,还在于形成 正确的顶点序列
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多边形的描述方式
多边形可以描述为一组顶点按一定顺序连接而成的 有向点列
一般可将多边形的顶点按逆时针方向顺序形成有向 线段,进而连接成一个环来描述多边形的组成
数据结构上,可用链表结构来描述
2
1
3 4
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多边形裁剪的特点
多边形的各条边是顺次连接 直线裁剪
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Cohen-Sutherland裁剪算法
计算机图形学的裁剪算法
计算机图形学的裁剪算法
计算机图形学的裁剪算法是图形学的一种重要算法，它的基本思想是将一个完整的几何图形（如线段、多边形、圆圈等）按照指定的裁剪窗口（矩形）进行裁剪，只保留在窗口内的部分，而把窗口外的部分抛弃掉。
由于裁剪算法的应用非常广泛，像图形显示系统、图形设备接口（GDI）和图形处理器（GPU）等都广泛使用裁剪算法。
计算机图形学的裁剪算法可以分为两种：2D裁剪算法和
3D裁剪算法。
2D裁剪算法是基于二维空间的，它将一个几何
图形投影到一个平面上，然后按照指定的窗口裁剪；而3D裁
剪算法是基于三维空间的，它将一个几何图形投影到一个三维空间，然后按照指定的窗口裁剪。
2D裁剪算法的基本步骤如下：首先，将要裁剪的几何图
形投影到平面上；其次，计算出投影后的几何图形以及裁剪窗口之间的交点；最后，将裁剪窗口内的部分保留，而把窗口外的部分抛弃掉。
3D裁剪算法的基本步骤如下：首先，将要裁剪的几何图
形投影到三维空间；其次，计算出投影后的几何图形以及裁剪窗口之间的交点；最后，将裁剪窗口内的部分保留，而把窗口外的部分抛弃掉。
计算机图形学的裁剪算法在图形处理中有着重要的作用，它不仅能够有效减少图形处理时间，而且还可以节约存储空间。
此外，它还可以有效提高图形处理效率，提高图形显示效果。
但是，它也存在着一定的局限性，比如，当几何图形的运动变得复杂时，它就会变得费时费力，这就对性能产生了一定的影响。
总之，计算机图形学的裁剪算法是图形学的重要算法，它的应用非常广泛，在图形处理中有着重要的作用。
虽然它也存在着一定的局限性，但是它仍然是一种有效的图形处理算法。
计算机图形学实验及课程设计
实验12 颜色渐变立方体
12.1 实验目的
掌握凸多面体消隐算法。 掌握双线性颜色插值算法。 建立基本三维场景。
实验12 颜色渐变立方体
12.2 实验要求
建立三维坐标系Oxyz，原点位于屏幕客户区中 心，x轴水平向右为正，y轴铅直向上为正，z轴 垂直于屏幕指向观察者。 以原点为体心绘制透视投影立方体，立方体8 个顶点的颜色分别为黑色、白色、红色、绿色、 蓝色、黄色、品红色和青色。背景色为黑色， 如图12-1所示。
实验4 二维几何变换
4.2 实验要求
使用静态切分视图，将窗口分为左右窗格。左窗格为继承于
CFormView类的表单视图类CLeftPortion，右窗格为一般视图
类CTestView。 左窗格提供代表“图形顶点数”（4、8、16和32）、“平移变 换”（x方向和y方向）、“旋转变换”（逆时针和顺时针）和 “比例变换”（放大和缩小）的滑动条，用于控制右窗格内的 图形变化。 右窗格内以屏幕客户区中心为图形的几何中心，绘制图形顶点 数从4变化为8、16和32的正多边形。为了表达图形的旋转，多
实验8 动态三视图
8.3 效果图
多面体动态三视图的效果如图8-1所示。
图8-1 多面体动态三视图的效果图
实验9 动态绘制Bezier曲线
9.1实验目的
掌握直线的参数表示法。 掌握德卡斯特里奥算法的几何意义。 掌握绘制二维Bezier曲线的方法。
实验9 动态绘制Bezier曲线
9.2 实验要求
实验8 动态三视图
8.1实验目的
掌握主视图变换矩阵。 掌握俯视图变换矩阵。 掌握侧视图变换矩阵。 掌握斜等测图绘制方法。
实验8 动态三视图
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贵州大学实验报告
学院：计算机科学与信息学院专业：软件工程班级： 102班姓名学号实验组实验时间指导教师成绩实验项目名称实验五直线和多边形的裁剪
实
验
目
的
掌握直线段的裁剪算法以及多边形的裁剪算法
实
验要求熟练掌握直线段的裁剪算法以及多边形的裁剪算法的基本原理，并编写测试代码进行实验。
实验原理
Cohen-Sutherland直线剪裁算法
以区域编码为基础，将窗口及其周围的，8个方向以4 bit的二进制数进行编码。
右图所示的编码方法将窗口及其邻域
分为5个区域：
⑴内域：区域(0000)。
⑵上域：区域(1001, 1000, 1010)。
⑶下域：区域(0101, 0100, 0110)。
⑷左域：区域(1001, 0001, 0101)。
⑸右域：区域(1010, 0010, 0110)。
当线段的两个端点的编码的逻辑“与”非零时，线段为显然不可见的，对某线段的两个端点的区号进行位与运算，可知这两个端点是否同在视区的上、下、左、右；
Cohen-Sutherland直线剪裁算法的算法思想是：
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，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
实验数据一、直线段裁剪算法的结果显示：
（1）运行程序，点击“W”键，显示出裁剪窗口，用鼠标在画布上点击两点作为直线段的起点和终点，点击“A”键，进行直线段的裁剪，进行下一次的线段裁剪时，点击“R”键进行画布的清除，再重复上述过程进行实验：
第一种情况：线段在裁剪窗口的外部，线段完全不可见。
第二种情况：线段在裁剪窗口的内部，线段完全可见。
裁剪后：
第三种情况：线段部分在裁剪窗口的内部，部分在裁剪窗口的外部，线段部分可见。
裁剪后：
二、多边形裁剪的结果显示：
与直线裁剪操作方式不同的是：在裁剪时点击“B”键进行裁剪。
裁剪后：。