图形学实验报告2分解.docx
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图形学实验报告2分解
实验二图形变换与裁减
一、实验目的：
1、通过本次实验掌握二维图形和三维图形的基本变换算法，及变换矩阵的求法。
2、掌握三维图形的投影方法。
3、使用Cohen-Sutherland算法裁减二维线段或使用Sutherland-Hodgman算法对多边形进行裁减，验证算法的正确性。
二、实验内容：
（必做）1、编写一个通用的子程序（如：
类或多个函数），其功能可以完成基本二维图形变换（平移、旋转、变比、反射）。
通过调用此子程序，实现下列变换：
（1）将一平行四边形做平移变换；
（2）将平行四边形以原点为中心，以10o为间隔做360o旋转；（3）将一三角形在x和y方向均缩小为原来一半。
绘制各种基本图形可以使用系统函数。
（必做）2、绘制立方体的平行投影效果图和一点透视效果图。
在程序中给出立方体的顶点坐标。
视点方向为从z轴正方向看原点，视线平行于z轴。
投影面为XOY平面，投影中心位于z轴负轴某点，当改变投影中心位置时，查看一点透视效果的变化。
绘制各种基本图形可以使用系统函数。
（选做）3、用Cohen-Sutherland算法裁剪二维线段或用Sutherland-Hodgman算法裁剪多边形。
要求：
输入裁减窗口的四条边坐标，对于Cohen-Sutherland算法裁剪二维线段要输入线段的起点与终点x,y坐标，对于Sutherland-Hodgman算法裁剪多边形要输入多边形的顶点数及各顶点x,y坐标。
禁止使用裁减的系统函数。
三、实验要求：
实验前须规划程序界面和按钮的相关事件的编写代码。
实验时进行代码的调试。
四、实验代码
1，图形的变换
//TransformView.cpp:
implementationoftheCTransformViewclass
//
#include"stdafx.h"
#include"Transform.h"
#include"TransformDoc.h"
#include"TransformView.h"
#include
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CTransformView
IMPLEMENT_DYNCREATE（CTransformView,CView）
BEGIN_MESSAGE_MAP（CTransformView,CView）
//{{AFX_MSG_MAP（CTransformView）
ON_COMMAND（ID_MENU_TRANSFORM_TRANSLATE,OnMenuTransformTranslate）
ON_COMMAND（ID_MENU_TRANSFORM_SCALE,OnMenuTransformScale）
ON_COMMAND（ID_MENU_TRANSFORM_ROTATE,OnMenuTransformRotate）
ON_WM_KEYDOWN（）
//}}AFX_MSG_MAP
//Standardprintingcommands
ON_COMMAND（ID_FILE_PRINT,CView:
:
OnFilePrint）
ON_COMMAND（ID_FILE_PRINT_DIRECT,CView:
:
OnFilePrint）
ON_COMMAND（ID_FILE_PRINT_PREVIEW,CView:
:
OnFilePrintPreview）
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CTransformViewconstruction/destruction
CTransformView:
:
CTransformView（）
{
//TODO:
addconstructioncodehere
Pt[0].x=200;Pt[0].y=220;
Pt[1].x=260;Pt[1].y=300;
Pt[2].x=360;Pt[2].y=180;
dAngle=0.0;
}
CTransformView:
:
~CTransformView（）
{
}
BOOLCTransformView:
:
PreCreateWindow（CREATESTRUCT&cs）
{
//TODO:
ModifytheWindowclassorstylesherebymodifying
//theCREATESTRUCTcs
returnCView:
:
PreCreateWindow（cs）;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CTransformViewdrawing
voidCTransformView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
CTransformDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
DrawTriangle（pDC）;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CTransformViewprinting
BOOLCTransformView:
:
OnPreparePrinting（CPrintInfo*pInfo）
{
//defaultpreparation
returnDoPreparePrinting（pInfo）;
}
voidCTransformView:
:
OnBeginPrinting（CDC*/*pDC*/,CPrintInfo*/*pInfo*/）
{
//TODO:
addextrainitializationbeforeprinting
}
voidCTransformView:
:
OnEndPrinting（CDC*/*pDC*/,CPrintInfo*/*pInfo*/）
{
//TODO:
addcleanupafterprinting
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CTransformViewdiagnostics
#ifdef_DEBUG
voidCTransformView:
:
AssertValid（）const
{
CView:
:
AssertValid（）;
}
voidCTransformView:
:
Dump（CDumpContext&dc）const
{
CView:
:
Dump（dc）;
}
CTransformDoc*CTransformView:
:
GetDocument（）//non-debugversionisinline
{
ASSERT（m_pDocument->IsKindOf（RUNTIME_CLASS（CTransformDoc）））;
return（CTransformDoc*）m_pDocument;
}
#endif//_DEBUG
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CTransformViewmessagehandlers
voidCTransformView:
:
DrawTriangle（CDC*pDC）
{
pDC->MoveTo（Pt[0]）;
pDC->LineTo（Pt[1]）;
pDC->LineTo（Pt[2]）;
pDC->LineTo（Pt[0]）;
}
voidCTransformView:
:
OnMenuTransformTranslate（）
{
//TODO:
Addyourcommandhandlercodehere
intnX=50;
intnY=80;//平移的X坐标和Y坐标
for（inti=0;i<3;i++）
{
Pt[i].x+=nX;
Pt[i].y+=nY;
}
RedrawWindow（）;
}
voidCTransformView:
:
OnMenuTransformScale（）
{
//TODO:
Addyourcommandhandlercodehere
floatdScaleX=2.0;
floatdScaleY=0.5;
for（inti=0;i<3;i++）
{
Pt[i].x*=dScaleX;
Pt[i].y*=dScaleY;
}
RedrawWindow（）;
}
#definePI3.1415926
voidCTransformView:
:
OnMenuTransformRotate（）
{
//TODO:
Addyourcommandhandlercodehere
floatdRadiusAngle=30.0*PI/180.0;
for（inti=0;i<3;i++）
{
Pt[i].x=Pt[i].x*cos（dRadiusAngle）-Pt[i].y*sin（dRadiusAngle）;
Pt[i].y=Pt[i].x*sin（dRadiusAngle）+Pt[i].y*cos（dRadiusAngle）;
}
RedrawWindow（）;
}
voidCTransformView:
:
OnKeyDown（UINTnChar,UINTnRepCnt,UINTnFlags）
{
//TODO:
Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault
inti=0;
CPointTmpPt=Pt[0];
switch（nChar）{
caseVK_UP:
//上
for（i=0;i<3;i++）
{
Pt[i].y-=5;
}
break;
caseVK_DOWN:
//下
for（i=0;i<3;i++）
{
Pt[i].y+=5;
}
break;
caseVK_LEFT:
//左
for（i=0;i<3;i++）
{
Pt[i].x-=5;
}
break;
caseVK_RIGHT:
//右
for（i=0;i<3;i++）
{
Pt[i].x+=5;
}
break;
case0X5A:
//Z的ASCII码
Pt[1]=Pt[1]-Pt[0];
Pt[2]=Pt[2]-Pt[0];
Pt[0].x=Pt[0].y=0;
for（i=1;i<3;i++）
{
Pt[i].x*=0.5;
Pt[i].y*=0.5;
}
Pt[0]=TmpPt;
Pt[1]=Pt[1]+Pt[0];
Pt[2]=Pt[2]+Pt[0];
break;
case0X58:
//X的ASCII码
Pt[1]=Pt[1]-Pt[0];
Pt[2]=Pt[2]-Pt[0];
Pt[0].x=Pt[0].y=0;
for（i=1;i<3;i++）
{
Pt[i].x*=2.0;
Pt[i].y*=2.0;
}
Pt[0]=TmpPt;
Pt[1]=Pt[1]+Pt[0];
Pt[2]=Pt[2]+Pt[0];
break;
case0X52:
//R的ASCII码
dAngle=-1.0;
floatdRadiusAngle=dAngle*PI/180.0;
Pt[1]=Pt[1]-Pt[0];
Pt[2]=Pt[2]-Pt[0];
Pt[0].x=Pt[0].y=0;
for（inti=1;i<3;i++）//由于CPoint的x和y坐标值都为正值，所以如果计算出是负值来时，就直接赋0
{
Pt[i].x=（float）Pt[i].x*cos（dRadiusAngle）-（float）Pt[i].y*sin（dRadiusAngle）;
Pt[i].y=（float）Pt[i].x*sin（dRadiusAngle）+（float）Pt[i].y*cos（dRadiusAngle）;
}
Pt[0]=TmpPt;
Pt[1]=Pt[1]+Pt[0];
Pt[2]=Pt[2]+Pt[0];
break;
}
RedrawWindow（）;
CView:
:
OnKeyDown（nChar,nRepCnt,nFlags）;
}
2、中心投影
#include"stdafx.h"
#include"中心投影.h"
#include"中心投影Doc.h"
#include"中心投影View.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
#include"math.h"
#include"dlg.h"
#include"dlgangl.h"
#include"point.h"
#include//时间处理函数原型及数据结构
pointp[10],tp[10];
intxx;
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMyView
IMPLEMENT_DYNCREATE（CMyView,CView）
BEGIN_MESSAGE_MAP（CMyView,CView）
//{{AFX_MSG_MAP（CMyView）
ON_COMMAND（IDC_dai,Ondai）
ON_COMMAND（IDD_anypoint,Onanypoint）
ON_COMMAND（IDD_any2,Onany2）
ON_COMMAND（IDD_anyPmap,OnanyPmap）
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMyViewconstruction/destruction
CMyView:
:
CMyView（）
{
//TODO:
addconstructioncodehere
}
CMyView:
:
~CMyView（）
{
}
BOOLCMyView:
:
PreCreateWindow（CREATESTRUCT&cs）
{
//TODO:
ModifytheWindowclassorstylesherebymodifying
//theCREATESTRUCTcs
returnCView:
:
PreCreateWindow（cs）;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMyViewdrawing
voidCMyView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
CMyDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
/*edgeEd[12];
facefc[6];
inta=200;
volumv;
v.num=12;
v.en[0]=0;v.en[1]=1;v.en[2]=2;
v.en[3]=3;v.en[4]=4;v.en[5]=5;
v.en[6]=6;v.en[7]=7;v.en[8]=8;
v.en[9]=9;v.en[10]=10;v.en[11]=11;
//pDC->LineTo（100,100）;
p[0].x=a;p[0].y=a;p[0].z=a;
p[1].x=100+a;p[1].y=a;p[1].z=a;
p[2].x=100+a;p[2].y=100+a;p[2].z=a;
p[3].x=a;p[3].y=100+a;p[3].z=a;
p[4].x=a;p[4].y=a;p[4].z=100+a;
p[5].x=100+a;p[5].y=a;p[5].z=100+a;
p[6].x=100+a;p[6].y=100+a;p[6].z=100+a;
p[7].x=a;p[7].y=100+a;p[7].z=100+a;
//pDC->LineTo（p[6].x+100,p[6].y）;
Ed[0].sn=0;Ed[0].en=1;
Ed[1].sn=1;Ed[1].en=2;
Ed[2].sn=2;Ed[2].en=3;
Ed[3].sn=3;Ed[3].en=0;
Ed[4].sn=4;Ed[4].en=5;
Ed[5].sn=5;Ed[5].en=6;
Ed[6].sn=6;Ed[6].en=7;
Ed[7].sn=7;Ed[7].en=4;
Ed[8].sn=0;Ed[8].en=4;
Ed[9].sn=1;Ed[9].en=5;
Ed[10].sn=2;Ed[10].en=6;
Ed[11].sn=3;Ed[11].en=7;
doubleseta=-3.14/6,fai=-3.14/8;
doublesseta,cseta,sfai,cfai;
CStrings;
sseta=sin（seta）;cseta=cos（seta）;
sfai=sin（fai）;cfai=cos（fai）;
s.Format（"%.2f%.2f%.2f%.2f",sseta,cseta,sfai,cfai）;
pDC->TextOut（100,100,s）;
floatxe,ye,ze,x,y,z;
inti,j,k,D=600,d=200;
longtx,ty;
for（i=0;i<8;i++）
{xe=p[i].x*cseta-p[i].y*sseta;
ye=p[i].x*sseta*cfai+p[i].y*cseta*cfai-p[i].z*sfai;
ze=D-（p[i].x*sseta*sfai+p[i].y*cseta*sfai+p[i].z*cfai）;
tp[i].x=d*xe/ze;//p[i].x;
tp[i].y=d*ye/ze;//p[i].y;
}
intesn,een,ent;
for（i=0;i<12;i++）//v.num;i++）
{
esn=Ed[v.en[i]].sn;
een=Ed[v.en[i]].en;
tx=tp[esn].x;
ty=tp[esn].y;
s.Format（"**%d%d%d%d",esn,een,tx,ty）;
pDC->TextOut（200+j*30,200+j*20,s）;
pDC->MoveTo（tx,ty）;//要求int
tx=tp[een].x;
ty=tp[een].y;
pDC->LineTo（tx,ty）;
}
*/
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMyViewdiagnostics
#ifdef_DEBUG
voidCMyView:
:
AssertValid（）const
{
CView:
:
AssertValid（）;
}
voidCMyView:
:
Dump（CDumpContext&dc）const
{
CView:
:
Dump（dc）;
}
CMyDoc*CMyView:
:
GetDocument（）//non-debugversionisinline
{
ASSERT（m_pDocument->IsKindOf（RUNTIME_CLASS（CMyDoc）））;
return（CMyDoc*）m_pDocument;
}
#endif//_DEBUG
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMyViewmessagehandlers
//操作步骤:
1.改变d的大小：
可见z轴向外，
//2。
改变y的大小，确定y或x方向
//3。
旋转seita=30,确定绕z轴转
//4。
旋转fai=90,确定绕x轴转
//5.一起转，看结果
voidCMyView:
:
MatrixM（array3Ao,array3A1,array3A2）
{inti,j;
//Ao[1][1]=A1[1][1]*A2[1][1]+A1[1]
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