完善实验一

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@@ -1,54 +1,52 @@
#include<GL/glut.h>
using namespace std;
#include<GL/glut.h> // 引入 GLUT/OpenGL 头文件,提供窗口和绘图函数。
using namespace std; // 使用标准命名空间,方便后续直接使用标准库名称。
// 回调函数
void myDisplay()
// 回调函数GLUT 在需要重绘窗口时会调用它。
void myDisplay() // 定义绘制窗口内容的函数。
{
// 清除缓冲区
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 正交模式
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
gluOrtho2D(0.0, 500.0, 0.0, 500.0);
glColor4f(0.0, 1.0, 0.0, 0.0);
glRectf(50.0, 50.0, 400.0, 400.0);
// 清除缓冲区前先设置清屏颜色。
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0); // 设置背景清除颜色为黑色。
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清除颜色缓冲区,刷新画布背景。
// 设置二维正交投影模式
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 切换到投影矩阵模式。
gluOrtho2D(0.0, 500.0, 0.0, 500.0); // 设置二维坐标范围为 x:[0,500], y:[0,500]。
glColor4f(0.0, 1.0, 0.0, 0.0); // 设置当前绘图颜色为绿色。
glRectf(50.0, 50.0, 400.0, 400.0); // 绘制一个左下角为(50,50)、右上角为(400,400)的矩形。
// 划线
glColor3f(1.0, 1.0, 0.0);
glBegin(GL_LINES);
glVertex2f(50.0, 50.0);
glVertex2f(400.0, 400.0);
glVertex2f(400.0, 50.0);
glVertex2f(50.0, 400.0);
glEnd();
// 绘制线段。
glColor3f(1.0, 1.0, 0.0); // 设置当前绘图颜色为黄色。
glBegin(GL_LINES); // 开始按线段方式提交顶点。
glVertex2f(50.0, 50.0); // 指定第一条线段的起点。
glVertex2f(400.0, 400.0); // 指定第一条线段的终点。
glVertex2f(400.0, 50.0); // 指定第二条线段的起点。
glVertex2f(50.0, 400.0); // 指定第二条线段的终点。
glEnd(); // 结束线段顶点提交。
// 画点
glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
glPointSize(20.0);
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2f(15.0, 15.0);
glEnd();
// 绘制点。
glColor3f(1.0, 0.0, 0.0); // 设置当前绘图颜色为红色。
glPointSize(20.0); // 设置点的显示大小为 20 像素。
glBegin(GL_POINTS); // 开始按点方式提交顶点。
glVertex2f(15.0, 15.0); // 在坐标(15,15)处绘制一个点。
glEnd(); // 结束点顶点提交。
// 三角形
glBegin(GL_TRIANGLES);
glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
glVertex2i(200, 300);
glVertex2i(100, 100);
glVertex2i(300, 100);
glEnd();
// 绘制三角形
glBegin(GL_TRIANGLES); // 开始按三角形方式提交顶点。
glColor3f(0.0, 0.0, 1.0); // 设置当前绘图颜色为蓝色。
glVertex2i(200, 300); // 指定三角形第一个顶点。
glVertex2i(100, 100); // 指定三角形第二个顶点。
glVertex2i(300, 100); // 指定三角形第三个顶点。
glEnd(); // 结束三角形顶点提交。
glFlush();
}
glFlush(); // 强制执行所有尚未执行的 OpenGL 绘图命令。
}
int main(int argc, char* argv[])
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutInitWindowSize(500, 500);
glutCreateWindow("The First OpenGL Program");
glutDisplayFunc(&myDisplay);
glutMainLoop();
return 0;
glutInit(&argc, argv); // 初始化 GLUT 库。
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); // 设置显示模式为 RGB 颜色和单缓冲。
glutInitWindowPosition(100, 100); // 设置窗口左上角初始位置。
glutInitWindowSize(500, 500); // 设置窗口初始大小为 500x500。
glutCreateWindow("实验1_03毕爽爽的第一个OpenGL程序"); // 创建标题为指定字符串的窗口。
glutDisplayFunc(&myDisplay); // 注册显示回调函数。
glutMainLoop(); // 进入 GLUT 事件循环。
return 0;
}
BIN
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View File
@@ -1,80 +1,80 @@
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <GL/glut.h>
#include <cmath> // 引入数学函数库,用于 abs 和 round 等函数。
#include <iostream> // 引入输入输出流库,用于打印坐标。
#include <GL/glut.h> // 引入 GLUT/OpenGL 头文件,提供窗口和绘图函数。
// 窗口宽度和高度
const int WIDTH = 640;
const int HEIGHT = 480;
// 窗口宽度和高度
const int WIDTH = 640; // 定义窗口宽度为 640 像素。
const int HEIGHT = 480; // 定义窗口高度为 480 像素。
void drawDDALine(int x1, int y1, int x2, int y2) {
float x = x1;
float y = y1;
void drawDDALine(int x1, int y1, int x2, int y2) { // 定义 DDA 直线绘制函数,参数为线段两个端点。
float x = x1; // 用浮点变量保存当前点的 x 坐标。
float y = y1; // 用浮点变量保存当前点的 y 坐标。
// 计算差值
int dx = x2 - x1;
int dy = y2 - y1;
// 计算差值
int dx = x2 - x1; // 计算终点与起点的 x 方向差值。
int dy = y2 - y1; // 计算终点与起点的 y 方向差值。
// 确定步数,取 dx 和 dy 中绝对值较大的那个
int steps = std::abs(dx) > std::abs(dy) ? std::abs(dx) : std::abs(dy); //三元表达式
// 确定步数,取 dx 和 dy 中绝对值较大的那个
int steps = std::abs(dx) > std::abs(dy) ? std::abs(dx) : std::abs(dy); // 三元表达式用于选择较大的绝对差值作为步数。
// 计算每一步的增量
float xIncrement = (float)dx / steps;
float yIncrement = (float)dy / steps;
// 计算每一步的增量
float xIncrement = (float)dx / steps; // 计算每一步 x 坐标增加的值。
float yIncrement = (float)dy / steps; // 计算每一步 y 坐标增加的值。
// 开始绘制点
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2i((int)round(x), (int)round(y)); // 绘制起点
// 开始绘制点
glBegin(GL_POINTS); // 开始按点方式提交顶点。
glVertex2i((int)round(x), (int)round(y)); // 绘制起点,并将浮点坐标四舍五入为整数坐标。
for (int k = 0; k < steps; k++) {
x += xIncrement;
y += yIncrement;
// 将浮点坐标四舍五入取整转换为整数像素坐标
std::cout << (int)round(x) << ", " << (int)round(y)<<"\n";
glVertex2i((int)round(x), (int)round(y));
}
glEnd();
for (int k = 0; k < steps; k++) { // 循环 steps 次,逐步生成直线上的像素点。
x += xIncrement; // 更新当前点的 x 坐标。
y += yIncrement; // 更新当前点的 y 坐标。
// 将浮点坐标四舍五入取整转换为整数像素坐标
std::cout << (int)round(x) << ", " << (int)round(y)<<"\n"; // 在控制台输出当前绘制点的整数坐标。
glVertex2i((int)round(x), (int)round(y)); // 将当前点作为 OpenGL 点顶点提交。
}
glEnd(); // 结束点顶点提交。
}
// 显示回调函数
void display() {
drawDDALine(0, 0, 50, 20);
glFlush();
}
// 显示回调函数
void display() { // 定义窗口重绘时调用的显示函数。
drawDDALine(0, 0, 50, 20); // 调用 DDA 算法绘制从(0,0)到(50,20)的直线。
glFlush(); // 强制执行所有尚未执行的 OpenGL 绘图命令。
}
// 初始化 OpenGL 设置
// 初始化 OpenGL 设置
void init() {
// 设置背景颜色为白色
glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
// 设置背景颜色为白色
glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 设置清屏颜色为白色且完全不透明。
// 空行:分隔背景设置和投影设置。
// 设置投影矩阵为 2D 正交投影。
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 切换到投影矩阵模式。
glLoadIdentity(); // 将当前投影矩阵重置为单位矩阵。
// 定义可视区域,左下角(0,0),右上角(WIDTH, HEIGHT)。
gluOrtho2D(0.0, WIDTH, 0.0, HEIGHT); // 设置二维正交投影坐标范围。
}
// 设置投影矩阵为 2D 正交投影
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
// 定义可视区域,左下角(0,0),右上角(WIDTH, HEIGHT)
gluOrtho2D(0.0, WIDTH, 0.0, HEIGHT);
}
int main(int argc, char** argv) { // 程序入口函数,接收命令行参数。
// 初始化 GLUT。
glutInit(&argc, argv); // 初始化 GLUT 库。
int main(int argc, char** argv) {
// 初始化 GLUT
glutInit(&argc, argv);
// 设置显示模式:单缓冲、RGB 颜色模式。
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); // 设置单缓冲和 RGB 颜色模式。
// 设置显示模式:单缓冲、RGB 颜色模式
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
// 设置窗口大小和位置。
glutInitWindowSize(WIDTH, HEIGHT); // 设置窗口大小为 WIDTH x HEIGHT。
glutInitWindowPosition(100, 100); // 设置窗口初始显示位置。
// 设置窗口大小和位置
glutInitWindowSize(WIDTH, HEIGHT);
glutInitWindowPosition(100, 100);
// 创建窗口。
glutCreateWindow("DDA算法"); // 创建标题为“DDA算法”的窗口。
// 创建窗口
glutCreateWindow("DDA算法");
// 注册回调函数。
glutDisplayFunc(display); // 注册显示回调函数。
// 注册回调函数
glutDisplayFunc(display);
// 初始化设置。
init(); // 执行 OpenGL 初始化设置。
// 初始化设置
init();
// 进入主循环。
glutMainLoop(); // 进入 GLUT 事件循环,等待并处理窗口事件。
// 进入主循环
glutMainLoop();
return 0;
}
return 0;
}
+69 -77
View File
@@ -1,86 +1,78 @@
#include <GL/glut.h> // 引入 GLUT,用于创建窗口和处理事件
#include <iostream>
#include <GL/glut.h> // 引入 GLUT/OpenGL 头文件,用于创建窗口和绘图。
#include <iostream> // 引入输入输出流库,用于在控制台输出点坐标。
#include <cstdlib> // 引入通用工具库,用于 abs 函数。
using namespace std;
const int WIDTH = 640; // 定义窗口宽度。
const int HEIGHT = 480; // 定义窗口高度。
// 辅助函数:根据八分对称性,绘制8个对称点
void plotCirclePoints(int xc, int yc, int x, int y) {
glBegin(GL_POINTS);
// 第1象限
glVertex2i(xc + x, yc + y);
glVertex2i(xc + y, yc + x);
// 第2象限
glVertex2i(xc - y, yc + x);
glVertex2i(xc - x, yc + y);
// 第3象限
glVertex2i(xc - x, yc - y);
glVertex2i(xc - y, yc - x);
// 第4象限
glVertex2i(xc + y, yc - x);
glVertex2i(xc + x, yc - y);
glEnd();
}
void drawPoint(int x, int y) { // 定义绘制单个像素点的辅助函数。
glVertex2i(x, y); // 向 OpenGL 提交一个二维整数坐标点。
std::cout << x << ", " << y << std::endl; // 在控制台输出当前点坐标。
} // 绘制点函数结束。
// 中点画算法函数
// 参数: (xc, yc) 为圆心坐标, r 为半径
void midpointCircle(int xc, int yc, int r) {
int x = 0;
int y = r;
// 初始决策参数 d = 3 - 2r
int d = 3 - 2 * r;
void drawMidpointLine(int x1, int y1, int x2, int y2) { // 定义中点画线算法函数
int dx = std::abs(x2 - x1); // 计算 x 方向距离的绝对值。
int dy = std::abs(y2 - y1); // 计算 y 方向距离的绝对值。
int sx = (x1 < x2) ? 1 : -1; // 判断 x 坐标每次应该增加还是减少。
int sy = (y1 < y2) ? 1 : -1; // 判断 y 坐标每次应该增加还是减少。
int x = x1; // 初始化当前点的 x 坐标。
int y = y1; // 初始化当前点的 y 坐标。
// 绘制初始点
plotCirclePoints(xc, yc, x, y);
glBegin(GL_POINTS); // 开始按点方式绘制直线。
drawPoint(x, y); // 绘制起点。
// 循环计算并绘制第一个八分之一圆弧,直到 x <= y
while (x <= y) {
x++;
if (d < 0) {
// 中点在圆内,选择正右方的点 (x+1, y)
d = d + 4 * x + 6;
} else {
// 中点在圆外或圆上,选择右下方的点 (x+1, y-1)
d = d + 4 * (x - y) + 10;
y--;
}
std::cout<< xc + x << ", " << yc + y << std::endl;
// 绘制由当前(x, y)决定的8个对称点
plotCirclePoints(xc, yc, x, y);
}
glFlush(); // 强制执行所有OpenGL命令
}
if (dx >= dy) { // 当直线斜率绝对值小于等于 1 时,以 x 为主方向递增。
int d = 2 * dy - dx; // 初始化中点判别式。
while (x != x2) { // 当 x 坐标尚未到达终点时继续循环。
x += sx; // 沿 x 主方向前进一步。
if (d > 0) { // 如果中点位置对应需要选择斜向像素。
y += sy; // y 方向也前进一步。
d += 2 * (dy - dx); // 更新选择斜向像素后的判别式。
} else { // 如果中点位置对应选择水平方向像素。
d += 2 * dy; // 更新选择水平像素后的判别式。
} // 判别式判断结束。
drawPoint(x, y); // 绘制当前计算出的像素点。
} // x 主方向循环结束。
} else { // 当直线斜率绝对值大于 1 时,以 y 为主方向递增。
int d = 2 * dx - dy; // 初始化中点判别式。
while (y != y2) { // 当 y 坐标尚未到达终点时继续循环。
y += sy; // 沿 y 主方向前进一步。
if (d > 0) { // 如果中点位置对应需要选择斜向像素。
x += sx; // x 方向也前进一步。
d += 2 * (dx - dy); // 更新选择斜向像素后的判别式。
} else { // 如果中点位置对应选择竖直方向像素。
d += 2 * dx; // 更新选择竖直像素后的判别式。
} // 判别式判断结束。
drawPoint(x, y); // 绘制当前计算出的像素点。
} // y 主方向循环结束。
} // 斜率情况判断结束。
// --- OpenGL 设置与回调函数 ---
glEnd(); // 结束点绘制。
} // 中点画线算法函数结束。
// 显示回调函数
void display() {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清除颜色缓冲区
void display() { // 定义显示回调函数
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清除颜色缓冲区。
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); // 设置绘图颜色为红色。
glPointSize(3.0f); // 设置点的大小。
drawMidpointLine(50, 50, 500, 300); // 调用中点画线算法绘制一条直线。
glFlush(); // 强制执行所有 OpenGL 绘图命令。
} // 显示函数结束。
glColor3f(1.0, 0.0, 0.0); // 设置绘制颜色为红色
glPointSize(2.0f); // 设置点的大小
void init() { // 定义 OpenGL 初始化函数。
glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 设置背景颜色为白色。
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 切换到投影矩阵模式。
glLoadIdentity(); // 将当前投影矩阵重置为单位矩阵。
gluOrtho2D(0.0, WIDTH, 0.0, HEIGHT); // 设置二维正交投影范围。
} // 初始化函数结束。
// 调用中点画圆算法
midpointCircle(50, 50, 30);
}
// 初始化函数
void init() {
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 设置背景颜色为黑色
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 设置投影矩阵
gluOrtho2D(0.0, 500.0, 0.0, 500.0); // 定义二维正交投影,窗口坐标范围 (0,0) 到 (500,500)
}
// --- 主函数 ---
int main(int argc, char** argv) {
glutInit(&argc, argv); // 初始化 GLUT
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); // 使用单缓冲和RGB颜色模型
glutInitWindowSize(500, 500); // 设置窗口大小
glutInitWindowPosition(100, 100); // 设置窗口位置
glutCreateWindow("Midpoint Circle Algorithm"); // 创建窗口并设置标题
init(); // 调用初始化函数
glutDisplayFunc(display); // 注册显示回调函数
glutMainLoop(); // 进入 GLUT 事件处理主循环
return 0;
}
int main(int argc, char** argv) { // 程序入口函数。
glutInit(&argc, argv); // 初始化 GLUT。
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); // 设置显示模式为单缓冲和 RGB。
glutInitWindowSize(WIDTH, HEIGHT); // 设置窗口大小。
glutInitWindowPosition(100, 100); // 设置窗口初始位置。
glutCreateWindow("中点画线算法"); // 创建窗口并设置标题。
init(); // 调用初始化函数。
glutDisplayFunc(display); // 注册显示回调函数。
glutMainLoop(); // 进入 GLUT 事件循环。
return 0; // 程序正常结束。
} // 主函数结束。
BIN
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+67
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@@ -0,0 +1,67 @@
#include <GL/glut.h> // 引入 GLUT/OpenGL 头文件,用于创建窗口和绘图。
#include <iostream> // 引入输入输出流库,用于在控制台输出点坐标。
#include <cstdlib> // 引入通用工具库,用于 abs 函数。
const int WIDTH = 640; // 定义窗口宽度。
const int HEIGHT = 480; // 定义窗口高度。
void drawPoint(int x, int y) { // 定义绘制单个像素点的辅助函数。
glVertex2i(x, y); // 向 OpenGL 提交一个二维整数坐标点。
std::cout << x << ", " << y << std::endl; // 在控制台输出当前点坐标。
} // 绘制点函数结束。
void drawBresenhamLine(int x1, int y1, int x2, int y2) { // 定义 Bresenham 直线算法函数。
int dx = std::abs(x2 - x1); // 计算 x 方向距离的绝对值。
int dy = std::abs(y2 - y1); // 计算 y 方向距离的绝对值。
int sx = (x1 < x2) ? 1 : -1; // 判断 x 坐标每一步应该增加还是减少。
int sy = (y1 < y2) ? 1 : -1; // 判断 y 坐标每一步应该增加还是减少。
int err = dx - dy; // 初始化误差项。
int x = x1; // 初始化当前点的 x 坐标。
int y = y1; // 初始化当前点的 y 坐标。
glBegin(GL_POINTS); // 开始按点方式绘制直线。
while (true) { // 不断生成直线上的像素点,直到到达终点。
drawPoint(x, y); // 绘制当前点。
if (x == x2 && y == y2) { // 判断当前点是否已经到达终点。
break; // 到达终点后结束循环。
} // 终点判断结束。
int e2 = 2 * err; // 将误差项扩大 2 倍,便于和 dx、dy 比较。
if (e2 > -dy) { // 如果误差允许在 x 方向前进一步。
err -= dy; // 更新 x 方向移动后的误差项。
x += sx; // x 坐标向终点方向移动一步。
} // x 方向判断结束。
if (e2 < dx) { // 如果误差允许在 y 方向前进一步。
err += dx; // 更新 y 方向移动后的误差项。
y += sy; // y 坐标向终点方向移动一步。
} // y 方向判断结束。
} // 像素点生成循环结束。
glEnd(); // 结束点绘制。
} // Bresenham 直线算法函数结束。
void display() { // 定义显示回调函数。
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清除颜色缓冲区。
glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); // 设置绘图颜色为蓝色。
glPointSize(3.0f); // 设置点的大小。
drawBresenhamLine(50, 50, 500, 300); // 调用 Bresenham 算法绘制一条直线。
glFlush(); // 强制执行所有 OpenGL 绘图命令。
} // 显示函数结束。
void init() { // 定义 OpenGL 初始化函数。
glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 设置背景颜色为白色。
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 切换到投影矩阵模式。
glLoadIdentity(); // 将当前投影矩阵重置为单位矩阵。
gluOrtho2D(0.0, WIDTH, 0.0, HEIGHT); // 设置二维正交投影范围。
} // 初始化函数结束。
int main(int argc, char** argv) { // 程序入口函数。
glutInit(&argc, argv); // 初始化 GLUT。
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); // 设置显示模式为单缓冲和 RGB。
glutInitWindowSize(WIDTH, HEIGHT); // 设置窗口大小。
glutInitWindowPosition(100, 100); // 设置窗口初始位置。
glutCreateWindow("Bresenham"); // 创建窗口并设置标题。
init(); // 调用初始化函数。
glutDisplayFunc(display); // 注册显示回调函数。
glutMainLoop(); // 进入 GLUT 事件循环。
return 0; // 程序正常结束。
} // 主函数结束。
BIN
View File
Binary file not shown.
+84
View File
@@ -0,0 +1,84 @@
#include <GL/glut.h> // 引入 GLUT/OpenGL 头文件,提供窗口和绘图函数。
#include <iostream> // 引入输入输出流库,用于输出圆上点坐标。
using namespace std; // 使用标准命名空间,方便直接使用标准库名称。
// 辅助函数:根据圆的八分对称性绘制 8 个对称点。
void plotCirclePoints(int xc, int yc, int x, int y) { // 定义绘制圆对称点的函数。
glBegin(GL_POINTS); // 开始按点方式提交顶点。
// 第一象限相关对称点。
glVertex2i(xc + x, yc + y); // 绘制相对圆心偏移为(+x,+y)的点。
glVertex2i(xc + y, yc + x); // 绘制相对圆心偏移为(+y,+x)的点。
// 第二象限相关对称点。
glVertex2i(xc - y, yc + x); // 绘制相对圆心偏移为(-y,+x)的点。
glVertex2i(xc - x, yc + y); // 绘制相对圆心偏移为(-x,+y)的点。
// 第三象限相关对称点。
glVertex2i(xc - x, yc - y); // 绘制相对圆心偏移为(-x,-y)的点。
glVertex2i(xc - y, yc - x); // 绘制相对圆心偏移为(-y,-x)的点。
// 第四象限相关对称点。
glVertex2i(xc + y, yc - x); // 绘制相对圆心偏移为(+y,-x)的点。
glVertex2i(xc + x, yc - y); // 绘制相对圆心偏移为(+x,-y)的点。
glEnd(); // 结束点顶点提交。
} // 对称点绘制函数结束。
// 中点画圆算法主函数。
// 参数:(xc, yc) 为圆心坐标,r 为半径。
void midpointCircle(int xc, int yc, int r) { // 定义中点画圆算法函数。
int x = 0; // 初始化当前点的 x 坐标为 0。
int y = r; // 初始化当前点的 y 坐标为半径。
// 初始决策参数 d = 3 - 2r。
int d = 3 - 2 * r; // 根据中点画圆算法计算初始判别式。
// 绘制初始点。
plotCirclePoints(xc, yc, x, y); // 利用八分对称绘制初始的 8 个点。
// 循环计算并绘制第一个八分之一圆弧,直到 x <= y 不再成立。
while (x <= y) { // 当 x 未超过 y 时继续生成圆弧点。
x++; // x 坐标向右移动一步。
if (d < 0) { // 判断中点在圆内时的情况。
// 中点在圆内,选择正右方的点 (x+1, y)。
d = d + 4 * x + 6; // 按中点画圆递推公式更新判别式。
} else { // 处理中点在圆外或圆上的情况。
// 中点在圆外或圆上,选择右下方的点 (x+1, y-1)。
d = d + 4 * (x - y) + 10; // 按右下方向选择时的递推公式更新判别式。
y--; // y 坐标向下移动一步。
}
std::cout<< xc + x << ", " << yc + y << std::endl; // 输出当前计算得到的圆弧点坐标。
// 绘制由当前 (x, y) 决定的 8 个对称点。
plotCirclePoints(xc, yc, x, y); // 利用八分对称绘制当前点对应的所有对称点。
}
glFlush(); // 强制执行所有尚未执行的 OpenGL 绘图命令。
}
// 显示回调函数。
void display() { // 定义窗口重绘时调用的显示函数。
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清除颜色缓冲区。
glColor3f(1.0, 0.0, 0.0); // 设置绘制颜色为红色。
glPointSize(2.0f); // 设置绘制点的大小。
// 调用中点画圆算法。
midpointCircle(0, 0, 30); // 以(0,0)为圆心、30为半径绘制圆。
}
// 初始化函数。
void init() { // 定义 OpenGL 初始化函数。
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 设置背景颜色为黑色。
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 切换到投影矩阵模式。
gluOrtho2D(-250.0, 250.0, -250.0, 250.0); // 定义二维正交投影坐标范围为(-250,-250)到(250,250)。
} // 初始化函数结束。
int main(int argc, char** argv) { // 程序入口函数,接收命令行参数。
glutInit(&argc, argv); // 初始化 GLUT。
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); // 使用单缓冲和 RGB 颜色模式。
glutInitWindowSize(500, 500); // 设置窗口大小为 500x500。
glutInitWindowPosition(100, 100); // 设置窗口初始位置。
glutCreateWindow("中点画圆算法"); // 创建窗口并设置标题。
init(); // 调用初始化函数。
glutDisplayFunc(display); // 注册显示回调函数。
glutMainLoop(); // 进入 GLUT 事件处理主循环。
return 0;
}
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#include <GL/glut.h>
#include <iostream>
// --- 定义区域编码 ---
#define INSIDE 0 // 0000
#define LEFT 1 // 0001
#define RIGHT 2 // 0010
#define BOTTOM 4 // 0100
#define TOP 8 // 1000
// --- 定义裁剪窗口结构 ---
struct ClipWindow {
float xmin, xmax, ymin, ymax;
};
// --- 全局变量设置 ---
ClipWindow rect;
int x_0, y_0, x_1, y_1; // 线段端点
/**
* 计算点 (x, y) 的区域编码
*/
int computeCode(float x, float y, ClipWindow rect) {
int code = INSIDE;
if (x < rect.xmin) code |= LEFT;
else if (x > rect.xmax) code |= RIGHT;
if (y < rect.ymin) code |= BOTTOM;
else if (y > rect.ymax) code |= TOP;
return code;
}
/**
* Cohen-Sutherland 算法核心
* 注意:这里传入坐标的引用,直接修改坐标值以得到裁剪后的结果
*/
void cohenSutherlandClip(float& x_0, float& y_0, float& x_1, float& y_1, ClipWindow rect) {
int code1 = computeCode(x_0, y_0, rect);
int code2 = computeCode(x_1, y_1, rect);
bool accept = false;
while (true) {
// 如果两端点都在窗口内 (0000 | 0000 == 0)
if (!(code1 | code2)) {
accept = true;
break;
}
// 如果两端点都在窗口的同一侧外部 (例如都在左边:0001 & 0001 != 0) 按位与运算
else if (code1 & code2) {
break; // 直接舍弃
}
// 3. 线段部分在窗口内,需要求交点
else {
int code_out;
float x, y;
// 选择窗口外的一个端点
if (code1 != 0)
code_out = code1;
else
code_out = code2;
// 计算交点
if (code_out & TOP) {
x = x_0 + (x_1 - x_0) * (rect.ymax - y_0) / (y_1 - y_0);
y = rect.ymax;
}
else if (code_out & BOTTOM) {
x = x_0 + (x_1 - x_0) * (rect.ymin - y_0) / (y_1 - y_0);
y = rect.ymin;
}
else if (code_out & RIGHT) {
y = y_0 + (y_1 - y_0) * (rect.xmax - x_0) / (x_1 - x_0);
x = rect.xmax;
}
else if (code_out & LEFT) {
y = y_0 + (y_1 - y_0) * (rect.xmin - x_0) / (x_1 - x_0);
x = rect.xmin;
}
// 用交点替换原来的外部端点
if (code_out == code1) {
x_0 = x; y_0 = y;
code1 = computeCode(x_0, y_0, rect);
}
else {
x_1 = x; y_1 = y;
code2 = computeCode(x_1, y_1, rect);
}
}
}
// 如果接受,则绘制裁剪后的线段(蓝色)
if (accept) {
glBegin(GL_LINES);
glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); // 蓝色
glVertex2f(x_0, y_0);
glVertex2f(x_1, y_1);
glEnd();
}
}
// --- 显示回调函数 ---
void myDisplay() {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 1. 绘制裁剪窗口 (红色线框)
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); // 红色
glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(rect.xmin, rect.ymin);
glVertex2f(rect.xmax, rect.ymin);
glVertex2f(rect.xmax, rect.ymax);
glVertex2f(rect.xmin, rect.ymax);
glEnd();
// 2. 绘制原始线段 (绿色)
// 注意:为了演示效果,我们在调用裁剪函数前,先保存原始坐标,
// 或者在这里直接用初始值绘制。这里我们使用初始值绘制。
int orig_x_0 = 50, orig_y_0 = 350;
int orig_x_1 = 550, orig_y_1 = 50;
glBegin(GL_LINES);
glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); // 绿色
glVertex2f(orig_x_0, orig_y_0);
glVertex2f(orig_x_1, orig_y_1);
glEnd();
// 3. 执行裁剪并绘制结果 (蓝色)
// 使用 float 变量传入,因为算法内部会修改它们
float cx_0 = orig_x_0, cy_0 = orig_y_0;
float cx_1 = orig_x_1, cy_1 = orig_y_1;
// 加粗蓝色线条以便区分
glLineWidth(3.0);
cohenSutherlandClip(cx_0, cy_0, cx_1, cy_1, rect);
glLineWidth(1.0); // 恢复线宽
glFlush();
}
// --- 初始化设置 ---
void Init() {
glShadeModel(GL_FLAT);
rect.xmin = 100;
rect.xmax = 400;
rect.ymin = 100;
rect.ymax = 300;
}
// --- 窗口大小调整 ---
void myReshape(int w, int h) {
glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
// 设置二维投影范围,与坐标数值对应
gluOrtho2D(0.0, (GLdouble)w, 0.0, (GLdouble)h);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}
// --- 主函数 ---
int main(int argc, char* argv[]) {
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutInitWindowSize(600, 400);
glutCreateWindow("实验2_03毕爽爽 Cohen-Sutherland 算法");
Init();
glutDisplayFunc(myDisplay);
glutReshapeFunc(myReshape);
glutMainLoop();
return 0;
}
#include <GL/glut.h> // 引入 GLUT/OpenGL 头文件,提供窗口和绘图函数。
#include <iostream> // 引入输入输出流库,便于需要时输出调试信息。
// 空行:分隔头文件和区域编码定义。
// --- 定义区域编码 ---
#define INSIDE 0 // 0000,表示点在裁剪窗口内部。
#define LEFT 1 // 0001,表示点在裁剪窗口左侧。
#define RIGHT 2 // 0010,表示点在裁剪窗口右侧。
#define BOTTOM 4 // 0100,表示点在裁剪窗口下方。
#define TOP 8 // 1000,表示点在裁剪窗口上方。
// 空行:分隔宏定义和结构体定义。
// --- 定义裁剪窗口结构 ---
struct ClipWindow { // 定义用于保存裁剪窗口边界的结构体。
float xmin, xmax, ymin, ymax; // 保存裁剪窗口的左、右、下、上边界。
}; // 结构体定义结束。
// 空行:分隔结构体和全局变量。
// --- 全局变量设置 ---
ClipWindow rect; // 定义全局裁剪窗口对象。
int x_0, y_0, x_1, y_1; // 定义线段端点坐标变量。
// 空行:分隔全局变量和函数说明。
/** // 文档注释开始。
* 计算点 (x, y) 的区域编码 // 说明 computeCode 函数的作用。
*/ // 文档注释结束。
int computeCode(float x, float y, ClipWindow rect) { // 根据点坐标和裁剪窗口计算区域编码。
int code = INSIDE; // 初始认为点在窗口内部。
if (x < rect.xmin) code |= LEFT; // 如果点在左边界外,则添加 LEFT 标记。
else if (x > rect.xmax) code |= RIGHT; // 如果点在右边界外,则添加 RIGHT 标记。
if (y < rect.ymin) code |= BOTTOM; // 如果点在下边界外,则添加 BOTTOM 标记。
else if (y > rect.ymax) code |= TOP; // 如果点在上边界外,则添加 TOP 标记。
return code; // 返回最终区域编码。
} // 区域编码函数结束。
// 空行:分隔区域编码函数和裁剪函数说明。
/** // 文档注释开始。
* Cohen-Sutherland 算法核心 // 说明该函数执行 Cohen-Sutherland 线段裁剪。
* 注意:这里传入坐标的引用,直接修改坐标值以得到裁剪后的结果 // 说明引用参数会被函数内部更新。
*/ // 文档注释结束。
void cohenSutherlandClip(float& x_0, float& y_0, float& x_1, float& y_1, ClipWindow rect) { // 定义 Cohen-Sutherland 线段裁剪函数。
int code1 = computeCode(x_0, y_0, rect); // 计算第一个端点的区域编码。
int code2 = computeCode(x_1, y_1, rect); // 计算第二个端点的区域编码。
bool accept = false; // 定义是否接受裁剪结果的标志,初始为 false。
// 空行:分隔初始化和裁剪循环。
while (true) { // 不断处理线段,直到确定接受或舍弃。
// 如果两端点都在窗口内 (0000 | 0000 == 0)
if (!(code1 | code2)) { // 两个区域编码按位或为 0,说明整条线段在窗口内。
accept = true; // 标记线段可以被接受。
break; // 退出裁剪循环。
} // 完全可见判断结束。
// 如果两端点都在窗口的同一侧外部 (例如都在左边:0001 & 0001 != 0) 按位与运算
else if (code1 & code2) { // 两个区域编码按位与不为 0,说明线段完全在同一外侧。
break; // 直接舍弃该线段并退出循环。
} // 完全不可见判断结束。
// 3. 线段部分在窗口内,需要求交点
else { // 线段部分可见,需要把窗口外端点裁到边界上。
int code_out; // 保存当前选中的窗口外端点区域编码。
float x, y; // 保存线段与裁剪边界的交点坐标。
// 空行:分隔局部变量和外部端点选择。
// 选择窗口外的一个端点
if (code1 != 0) // 如果第一个端点在窗口外。
code_out = code1; // 选择第一个端点作为待裁剪端点。
else // 否则说明第二个端点在窗口外。
code_out = code2; // 选择第二个端点作为待裁剪端点。
// 空行:分隔外部端点选择和交点计算。
// 计算交点
if (code_out & TOP) { // 如果端点在上边界外,则与上边界求交。
x = x_0 + (x_1 - x_0) * (rect.ymax - y_0) / (y_1 - y_0); // 根据直线参数方程计算交点 x 坐标。
y = rect.ymax; // 交点 y 坐标等于上边界。
} // 上边界求交结束。
else if (code_out & BOTTOM) { // 如果端点在下边界外,则与下边界求交。
x = x_0 + (x_1 - x_0) * (rect.ymin - y_0) / (y_1 - y_0); // 根据直线参数方程计算交点 x 坐标。
y = rect.ymin; // 交点 y 坐标等于下边界。
} // 下边界求交结束。
else if (code_out & RIGHT) { // 如果端点在右边界外,则与右边界求交。
y = y_0 + (y_1 - y_0) * (rect.xmax - x_0) / (x_1 - x_0); // 根据直线参数方程计算交点 y 坐标。
x = rect.xmax; // 交点 x 坐标等于右边界。
} // 右边界求交结束。
else if (code_out & LEFT) { // 如果端点在左边界外,则与左边界求交。
y = y_0 + (y_1 - y_0) * (rect.xmin - x_0) / (x_1 - x_0); // 根据直线参数方程计算交点 y 坐标。
x = rect.xmin; // 交点 x 坐标等于左边界。
} // 左边界求交结束。
// 空行:分隔交点计算和端点替换。
// 用交点替换原来的外部端点
if (code_out == code1) { // 如果被裁剪的是第一个端点。
x_0 = x; y_0 = y; // 用交点更新第一个端点坐标。
code1 = computeCode(x_0, y_0, rect); // 重新计算第一个端点的区域编码。
} // 第一个端点更新结束。
else { // 否则被裁剪的是第二个端点。
x_1 = x; y_1 = y; // 用交点更新第二个端点坐标。
code2 = computeCode(x_1, y_1, rect); // 重新计算第二个端点的区域编码。
} // 第二个端点更新结束。
} // 部分可见处理结束。
} // 裁剪循环结束。
// 空行:分隔裁剪循环和结果绘制。
// 如果接受,则绘制裁剪后的线段(蓝色)
if (accept) { // 如果线段最终被接受。
glBegin(GL_LINES); // 开始按线段方式提交顶点。
glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); // 设置绘制颜色为蓝色
glVertex2f(x_0, y_0); // 提交裁剪后线段的起点。
glVertex2f(x_1, y_1); // 提交裁剪后线段的终点。
glEnd(); // 结束线段顶点提交。
} // 接受线段绘制结束。
} // Cohen-Sutherland 裁剪函数结束。
// 空行:分隔裁剪函数和显示回调函数。
// --- 显示回调函数 ---
void myDisplay() { // 定义窗口重绘时调用的显示函数。
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清除颜色缓冲区。
// 空行:分隔清屏和裁剪窗口绘制。
// 1. 绘制裁剪窗口 (红色线框)
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); // 设置绘制颜色为红色
glBegin(GL_LINE_LOOP); // 开始绘制闭合线框。
glVertex2f(rect.xmin, rect.ymin); // 提交裁剪窗口左下角顶点。
glVertex2f(rect.xmax, rect.ymin); // 提交裁剪窗口右下角顶点。
glVertex2f(rect.xmax, rect.ymax); // 提交裁剪窗口右上角顶点。
glVertex2f(rect.xmin, rect.ymax); // 提交裁剪窗口左上角顶点。
glEnd(); // 结束闭合线框顶点提交。
// 空行:分隔裁剪窗口绘制和原始线段绘制。
// 2. 绘制原始线段 (绿色)
// 注意:为了演示效果,我们在调用裁剪函数前,先保存原始坐标,
// 或者在这里直接用初始值绘制。这里我们使用初始值绘制。
int orig_x_0 = 50, orig_y_0 = 350; // 定义原始线段的第一个端点坐标。
int orig_x_1 = 550, orig_y_1 = 50; // 定义原始线段的第二个端点坐标。
// 空行:分隔原始坐标定义和原始线段绘制。
glBegin(GL_LINES); // 开始按线段方式提交顶点。
glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); // 设置绘制颜色为绿色
glVertex2f(orig_x_0, orig_y_0); // 提交原始线段起点。
glVertex2f(orig_x_1, orig_y_1); // 提交原始线段终点。
glEnd(); // 结束原始线段顶点提交。
// 空行:分隔原始线段绘制和裁剪结果绘制。
// 3. 执行裁剪并绘制结果 (蓝色)
// 使用 float 变量传入,因为算法内部会修改它们
float cx_0 = orig_x_0, cy_0 = orig_y_0; // 将原始起点复制为浮点变量。
float cx_1 = orig_x_1, cy_1 = orig_y_1; // 将原始终点复制为浮点变量。
// 空行:分隔裁剪坐标变量和线宽设置。
// 加粗蓝色线条以便区分
glLineWidth(3.0); // 设置线宽为 3 像素。
cohenSutherlandClip(cx_0, cy_0, cx_1, cy_1, rect); // 执行裁剪算法并绘制裁剪后的线段。
glLineWidth(1.0); // 恢复线宽
// 空行:分隔裁剪结果绘制和刷新。
glFlush(); // 强制执行所有尚未执行的 OpenGL 绘图命令。
} // 显示回调函数结束。
// 空行:分隔显示回调函数和初始化函数。
// --- 初始化设置 ---
void Init() { // 定义初始化函数。
glShadeModel(GL_FLAT); // 设置平面着色模式。
// 空行:分隔 OpenGL 状态和裁剪窗口边界。
rect.xmin = 100; // 设置裁剪窗口左边界。
rect.xmax = 400; // 设置裁剪窗口右边界。
rect.ymin = 100; // 设置裁剪窗口下边界。
rect.ymax = 300; // 设置裁剪窗口上边界。
} // 初始化函数结束。
// 空行:分隔初始化函数和窗口调整函数。
// --- 窗口大小调整 ---
void myReshape(int w, int h) { // 定义窗口尺寸变化时的回调函数。
glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h); // 设置视口覆盖整个窗口。
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 切换到投影矩阵模式。
glLoadIdentity(); // 将当前投影矩阵重置为单位矩阵。
// 设置二维投影范围,与坐标数值对应
gluOrtho2D(0.0, (GLdouble)w, 0.0, (GLdouble)h); // 根据窗口宽高设置二维正交投影范围。
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); // 切换回模型视图矩阵模式。
} // 窗口大小调整回调函数结束。
// 空行:分隔窗口调整函数和主函数。
// --- 主函数 ---
int main(int argc, char* argv[]) { // 程序入口函数,接收命令行参数。
glutInit(&argc, argv); // 初始化 GLUT。
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); // 设置显示模式为 RGB 颜色和单缓冲。
glutInitWindowPosition(100, 100); // 设置窗口初始位置。
glutInitWindowSize(600, 400); // 设置窗口初始大小为 600x400。
glutCreateWindow("实验2_03毕爽爽 Cohen-Sutherland 算法"); // 创建窗口并设置标题。
// 空行:分隔窗口创建和初始化。
Init(); // 调用初始化函数,设置裁剪窗口。
// 空行:分隔初始化和回调注册。
glutDisplayFunc(myDisplay); // 注册显示回调函数。
glutReshapeFunc(myReshape); // 注册窗口大小变化回调函数。
// 空行:分隔回调注册和主循环。
glutMainLoop(); // 进入 GLUT 事件处理主循环。
return 0; // 正常结束程序。
} // 主函数结束。