《计算机图形学》实验1实验报告解析.docx
《《计算机图形学》实验1实验报告解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《计算机图形学》实验1实验报告解析.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
《计算机图形学》实验1实验报告解析
《计算机图形学》实验1实验报告
实验题目：
用户坐标、视图坐标、Javaawt坐标概念的建立和应用
实验内容：
掌握用户坐标、视图坐标、Javaawt坐标概念，掌握三类坐标的转换算法。
编写自己的算法函数，并形成Java语言程序包。
编写程序调用验证之。
基本概念：
（详细叙述自己对实验内容的理解）
本实验建立用户坐标和视图坐标以及Javaawt坐标。
用户坐标：
用户自定义设计并建立的坐标。
视图坐标：
根据视图的不同，初始坐标不同，如下面的矩形和椭圆的画法。
Javaawt坐标：
窗口显示图像的边界图标。
算法设计：
（详细叙述自己设计程序的功能、算法及实现）
publicabstractvoiddrawLine（intx1,inty1,intx2,inty2）
使用当前颜色，在点（x1,y1）和（x2,y2）之间画线。
publicabstractvoiddrawOval（intx,inty,intwidth,intheight）
画椭圆。
publicabstractvoidfillOval（intx,inty,intwidth,intheight）
画实心椭圆。
publicabstractvoiddrawPolygon（int[]xPoints,int[]yPoints,intnPoints）
画x和y坐标定义的多边形。
publicvoiddrawRect（intx,inty,intwidth,intheight）
画矩形。
publicvoiddrawRect（intx,inty,intwidth,intheight）
画实心矩形。
publicabstractvoiddrawRoundRect（intx,inty,intwidth,intheight,intarcWidth,intarcHeight）
使用当前颜色画圆角矩形。
publicabstractvoiddrawString（Stringstr,intx,inty）
使用当前字体和颜色画字符串str。
publicabstractvoidsetColor（Colorc）
设置图形上下文的当前颜色。
publicabstractvoidsetPaintMode（）
设置画模式。
publicabstractbooleandrawImage（Imageimg,intx,inty,ImageObserverobserver）
画特定图。
publicabstractvoidsetFont（Fontfont）
设置特定的font字体。
使用时首先得到font对象的一个实例，Font类常用构造函数为：
publicFont（Stringname,intstyle,intsize）
publicColor（intred,intgreen,intblue,intalpha）
其中：
前三个分量即RGB颜色模式中的参数，第四个alpha分量指透明的程度。
当alpha分量为255时，表示完全不透明，正常显示；当alpha分量为0时，表示完全透明，前三个分量不起作用，而介于0～255之间的值可以制造出颜色不同的层次效果。
代码：
（给出和实验内容相关的Java程序和注解，不要辅助代码，否则扣分）
//定义主类MyCoordinate
publicclassMyCoordinateextendsApplet{
MyCanvasm;//定义对象
//Applet程序的自动初始化方法
publicvoidinit（）{
m=newMyCanvas（this）;//构造方法有参数
}
//Applet程序的绘图方法
publicvoidpaint（Graphicsg）{
m.setBackground（newColor（251,254,30））;//背景色黄色
m.setColor（Color.black）;//设定前景色为黑色
m.setWindow（-1,1,-1,1）;//设定用户坐标系范围
//缺省的视图为m.setViewport（0,1,0,1）和JavaAWT窗口大小一样
//画X轴
double[]x1={0.95,1.0,0.95};//箭头三个点的X坐标
double[]y1={-0.03,0.0,0.03};//箭头三个点的Y坐标
m.drawLine（-1,0,1,0）;//画X轴
m.fillPolygon（x1,y1,3）;//填充箭头
m.drawString（"X轴",0.8,-0.1）;//X轴写字符串
//画Y轴
double[]y2={0.95,1.0,0.95};//箭头三个点的Y坐标
double[]x2={-0.03,0.0,0.03};//箭头三个点的X坐标
m.drawLine（0,-1,0,1）;//画Y轴
m.fillPolygon（x2,y2,3）;//填充箭头
m.drawString（"Y轴",-0.2,0.9）;//Y轴写字符串
//画圆
m.setColor（Color.red）;//设定前景色为红色
m.fillOval（0.7,-0.7,0.05,0.05）;//画圆
m.drawString（"我的当前位置",0.3,-0.9）;//标记我的位置
//画线
m.setColor（Color.blue）;//设定前景色为蓝色
m.drawLine（0.7,-0.69,-0.7,0.71）;
m.drawLine（0.7,-0.71,-0.7,0.69）;
//画箭头
double[]x3={-0.78,-0.72,-0.66};//箭头三个点的X坐标
double[]y3={0.78,0.66,0.72};//箭头三个点的y坐标
m.fillPolygon（x3,y3,3）;//填充箭头
//画五角星（我的目标位置）
m.setColor（newColor（243,33,13））;
double[]x4={-0.9,-0.88,-0.9,-0.86,-0.84,-0.82,-0.78,-0.80,-0.78,-0.84};
double[]y4={0.78,0.84,0.86,0.86,0.91,0.86,0.86,0.84,0.78,0.81};
m.fillPolygon（x4,y4,10）;//填充五角星
m.setColor（Color.red）;
m.drawString（"我的目标地",-0.75,0.80）;
//北指标
double[]x5={0.85,0.90,0.95};
double[]y5={0.85,0.95,0.85};
m.setColor（Color.red）;
m.fillPolygon（x5,y5,3）;
m.drawString（"北",0.7,0.7）;
m.drawLine（0.9,0.6,0.9,0.85）;
//画矩形（草坪）
m.setColor（Color.green）;
m.fillRoundRect（-0.7,-0.6,-0.1,-0.1,0.05,0.05）;
m.setColor（Color.black）;
m.drawString（"草坪",-0.5,-0.4）;
//圆弧的画法（湖泊）
m.setColor（newColor（9,248,228））;
m.fillOval（0.4,0.4,0.4,0.3）;
m.setColor（Color.black）;
m.drawString（"美女湖",0.2,0.4）;
}
}//主类MyCoordinate
运行结果：
（给出运行结果的截屏和说明）
实验体会：
（简单说明学习到的知识点和收获）
参考程序：
有两个示范程序MyCanvas.java和MyLineDrawApplet.java
1.示范程序MyCanvas.java
//文件名：
MyCanvas.java
//定义用户的canvas类，实现
//从用户坐标到视图的转换
//视图到JavaAWT坐标的转换
//用户坐标系的二维图形的描画方法，等
//用编译命令javac-d.MyCanvas.java把本文件制作成包MyCanvas
//在调用这个包的程序里加入语句importMyCanvas.MyCanvas;
packageMyCanvas;//制作的包名，这里包名和类名同
importjava.io.*;
importjava.awt.*;
importjava.awt.image.*;
//定义canvas类
publicclassMyCanvasextendsComponent{
//用户坐标系范围缺省值（[-1,1],[-1,1]）
protecteddoubleuserMinx=-1;//用户坐标系X轴的最小值
protecteddoubleuserMaxx=1;//用户坐标系X轴的最大值
protecteddoubleuserMiny=-1;//用户坐标系Y轴的最小值
protecteddoubleuserMaxy=1;//用户坐标系Y轴的最大值
//视图的坐标范围缺省值（[0,1],[0,1]）
protecteddouble[]viewMinx;//各视图X轴最小值的数组
protecteddouble[]viewMaxx;//各视图X轴最大值的数组
protecteddouble[]viewMiny;//各视图Y轴最小值的数组
protecteddouble[]viewMaxy;//各视图Y轴最大值的数组
finalstaticintDefaultViewportMax=256;//缺省的视图数
protectedintviewportMax=DefaultViewportMax;//最大视图数
protectedintviewportNum=0;//当前视图数
protectedintcurrentViewport=0;//当前视图的索引号
//窗口大小
finalstaticintDefaultWindowSize=256;//缺省的窗口大小
protectedintwindowWidth=DefaultWindowSize;//窗口宽度
protectedintwindowHeight=DefaultWindowSize;//窗口宽度
//定义JavaAWT的Graphics和Component
protectedGraphicsgraphics;//MyCanvas的Graphics数据类
protectedComponentcomponent;//MyCanvas的component数据类
protectedColorcurrentFrontColor=Color.white;//当前前景颜色
protectedColorcurrentBackColor=Color.white;//当前背景色
//构造方法
//缺省的构造方法中viewportMax=256
publicMyCanvas（Componenta）{
component=a;//设定MyCanvas类所用的Component
graphics=a.getGraphics（）;//设定MyCanvas类所用的graphics
windowWidth=a.getSize（）.width;//窗口宽度
windowHeight=a.getSize（）.height;//窗口高度
createViewport（DefaultViewportMax）;//创建视图
}
//创建视图
privatevoidcreateViewport（intmax）{
currentViewport=0;//设定当前视图索引号
viewportMax=max;//设定视图数的最大值
viewMinx=newdouble[viewportMax];//存放各视图X轴最小值
viewMaxx=newdouble[viewportMax];//存放各视图X轴最大值
viewMiny=newdouble[viewportMax];//存放各视图y轴最小值
viewMaxy=newdouble[viewportMax];//存放各视图y轴最大值
viewMinx[currentViewport]=0.0;//设定当前视图的坐标轴范围
viewMiny[currentViewport]=0.0;
viewMaxx[currentViewport]=1.0;
viewMaxy[currentViewport]=1.0;
viewportNum=1;//当前视图数
}
//设定用户坐标系范围
publicvoidsetWindow（doublex1,doublex2,doubley1,doubley2）{
userMinx=x1;//设定窗口（用户坐标系）X轴的最小值
userMaxx=x2;//设定窗口（用户坐标系）X轴的最大值
userMiny=y1;//设定窗口（用户坐标系）y轴的最小值
userMaxy=y2;//设定窗口（用户坐标系）y轴的最大值
}
//设定视图
publicvoidsetViewport（doublex1,doublex2,doubley1,doubley2）{
currentViewport=viewportNum;//设定新的当前视图索引号
viewportNum++;//当前视图数加1
viewMinx[currentViewport]=x1;//存放视图的X轴最小值
viewMaxx[currentViewport]=x2;//存放视图的X轴最大值
viewMiny[currentViewport]=y1;//存放视图的y轴最小值
viewMaxy[currentViewport]=y2;//存放视图的y轴最大值
}
//视图复位
publicvoidresetViewport（）{
currentViewport=0;//当前视图索引号重归于零
viewMinx[currentViewport]=0.0;//设定当前视图的坐标轴范围
viewMiny[currentViewport]=0.0;
viewMaxx[currentViewport]=1.0;
viewMaxy[currentViewport]=1.0;
viewportNum=1;//当前视图数
}
//将视图坐标系的点转换到JavaAWT坐标
publicintgetIntX（doublex）{
return（int）（windowWidth*x）;//注意视图坐标0-1之间
}
publicintgetIntY（doubley）{
return（int）（windowHeight*（1-y））;//Y轴方向相反
}
//将用户坐标的点转换到视图坐标
publicdoubleviewX（doublex）{
doubles=（x-userMinx）/（userMaxx-userMinx）;
doublet=viewMinx[currentViewport]+s*//坐标的平移及压缩
（viewMaxx[currentViewport]-viewMinx[currentViewport]）;
returnt;
}
publicdoubleviewY（doubley）{
doubles=（y-userMiny）/（userMaxy-userMiny）;
doublet=viewMiny[currentViewport]+s*//坐标的平移及压缩
（viewMaxy[currentViewport]-viewMiny[currentViewport]）;
returnt;
}
//将用户坐标的点转换到JavaAWT坐标
publicintgetX（doublex）{
doublexx=viewX（x）;//先将x转换到视图坐标
intix=getIntX（xx）;//将视图坐标转换到JavaAWT坐标
returnix;
}
publicintgetY（doubley）{
doubleyy=viewY（y）;//先将y转换到视图坐标
intiy=getIntY（yy）;//将视图坐标转换到JavaAWT坐标
returniy;
}
//将用户坐标系的宽度、高度值投影到JavaAWT坐标
publicintgetDimensionX（doublew）{
doublex=viewMaxx[currentViewport]-viewMinx[currentViewport];
x*=windowWidth*w/（userMaxx-userMinx）;//按比例投影，经由视图坐标系
return（（int）Math.abs（x））;//用户坐标系可能反向
}
publicintgetDimensionY（doubleh）{
doubley=viewMaxy[currentViewport]-viewMiny[currentViewport];
y*=windowHeight*h/（userMaxy-userMiny）;//按比例投影，经由视图坐标系
return（（int）Math.abs（y））;//用户坐标系可能反向
}
//有关当前颜色的设定方法：
画笔颜色、前景色、背景色
publicColorgetColor（）{
returncurrentFrontColor;//得到当前颜色序号
}
publicvoidsetColor（Colorc）{
graphics.setColor（c）;//设置图形对象的颜色
currentFrontColor=c;//设定当前颜色序号
}
publicColorgetForeground（）{
returncurrentFrontColor;//得到当前前景色序号
}
publicvoidsetForeground（Colorc）{
component.setForeground（c）;//设置前景色
currentFrontColor=c;//设定当前前景色序号
}
publicColorgetBackground（）{
returncurrentBackColor;//得到当前背景色序号
}
publicvoidsetBackground（Colorc）{
component.setBackground（c）;//设置背景色
currentBackColor=c;//设定当前背景色序号
}
//-----各类图形的描画方法-----------
//直线画法:
两点式参数
publicvoiddrawLine（doublex1,doubley1,doublex2,doubley2）{
//从用户的点坐标转换到JavaAWT坐标
intix1=getX（x1）;intiy1=getY（y1）;
intix2=getX（x2）;intiy2=getY（y2）;
graphics.drawLine（ix1,iy1,ix2,iy2）;//这个方法它是怎样画直线的？
}
//矩形画法:
对角式参数
publicvoiddrawRect（doublex1,doubley1,doublex2,doubley2）{
//从用户的点坐标转换到JavaAWT坐标
intix1=getX（x1）;intiy1=getY（y1）;
intix2=getX（x2）;intiy2=getY（y2）;
intix0=（ix1ix1:
ix2;//矩形左上角坐标
intiy0=（iy1iy1:
iy2;
intwidth=Math.abs（（ix1-ix2））+1;//矩形宽度，单位像素
intheight=Math.abs（（iy1-iy2））+1;//矩形高度
graphics.drawRect（ix0,iy0,width,height）;
}
//矩形填充
publicvoidfillRect（doublex1,doubley1,doublex2,doubley2）{
//从用户的点坐标转换到JavaAWT坐标
intix1=getX（x1）;intiy1=getY（y1）;
intix2=getX（x2）;intiy2=getY（y2）;
intix0=（ix1ix1:
ix2;//矩形左上角坐标
intiy0=（iy1iy1:
iy2;
intwidth=Math.abs（（ix1-ix2））+1;//矩形宽度，单位像素
intheight=Math.abs（（iy1-iy2））+1;//矩形高度
graphics.fillRect（ix0,iy0,width,height）;//填充算法如何实现？
}
//矩形区域的清除
publicvoidclearRect（doublex1,doubley1,doublex2,doubley2）{
//从用户的点坐标转换到JavaAWT坐标
intix1=getX（x1）;intiy1=getY（y1）;
intix2=getX（x2）;intiy2=getY（y2）;
intix0=（ix1ix1:
ix2;//矩形左上角坐标
intiy0=（iy1iy1:
iy2;
intwidth=Math.
升级会员 