计算机图形学报告

根据给定的文件信息，我们可以总结出以下关于计算机图形学的关键知识点，主要集中在直线生成算法、圆弧生成算法以及裁剪算法三个部分。 ### 直线生成算法 #### 中点Bresenham算法 中点Bresenham算法是一种高效的算法，用于在计算机屏幕上生成直线。它基于增量计算，避免了浮点运算，从而提高了效率。该算法的核心思想是在每个像素位置判断当前像素的中点是否应该在直线的一侧，以此决定下一个像素点的位置。具体来说，算法会计算一个“中点偏差判别式”（`d`），并根据这个值来确定是否应该增加`y`坐标，从而决定下一个像素点的位置。 在给定的代码片段中，可以看到`BresenhamLine`函数实现了这一算法。函数接收起点和终点坐标作为输入，并利用直线的斜率和中点偏差判别式来迭代地生成直线上的像素点。 ### 圆弧生成算法 #### 中点算法 在圆弧生成算法中，中点算法同样被应用，这里特指Bresenham圆弧生成算法。该算法基于对称性原理，只需计算1/8个圆的像素点，然后利用这些点的对称性质，生成整个圆。算法通过比较当前像素点的中点到圆心的距离和半径，来决定下一步的行动，是向右还是向右下移动，以此来逼近真实的圆弧。 在代码示例中，`myCircle`和`BersenhamCircle`函数分别展示了两种不同的实现方式，但核心思想都是利用中点算法的原理，通过增量计算和条件判断，逐步构建出圆的轮廓。 ### 裁剪算法 裁剪算法用于处理图形对象与视口之间的关系，即确定哪些部分应该显示在屏幕上，哪些部分应该被“裁剪”掉。给定的文件提到了几种裁剪算法： - **Cohen－Sutherland线段裁剪算法**：这是一种简单而有效的线段裁剪算法，通过位操作来快速判断线段是否完全在窗口内、完全在窗口外，或者与窗口相交。对于相交的情况，算法通过计算交点来进一步裁剪线段。 - **中点分割线段裁剪算法**：该算法采用递归方式，将线段不断分割，直到所有子线段都在窗口内部或完全在外部为止。 - **Liang-Barsky裁剪算法**：这是一种基于参数方程的线段裁剪算法，适用于任意四边形窗口，通过求解线段与窗口边界交点的参数值，来确定裁剪后的线段端点。 - **Sutherland-Hodgman多边形裁剪算法**：这种算法可以裁剪任何多边形，通过依次处理多边形的每条边与窗口的每条边的交点，来逐步生成裁剪后的多边形。 以上算法不仅限于线段和多边形，也可以应用于更复杂的图形对象，如曲线、文字等。裁剪算法是计算机图形学中的重要组成部分，对于提高图形显示效率、减少不必要的渲染工作具有重要意义。 ### 实验心得与体会 通过实验，学生不仅掌握了具体的算法实现，还学会了如何在特定的编程环境中（如Visual C++）开发图形程序，包括如何在类的view中创建绘图函数，以及如何调用这些函数来实现绘图算法。此外，实验还强调了算法优化的重要性，如Bresenham算法通过避免浮点运算和利用对称性来提高绘图效率，这对于理解和实践高效图形处理技术至关重要。 这些实验不仅是对计算机图形学理论的深入理解，也是对实际编程技能的锻炼，为后续的图形学学习奠定了坚实的基础。