计算机图形学实验四二维图形的裁剪

由天下分享时间：2024/12/23 21:08:59 加入收藏我要投稿点赞

西北农林科技大学实习报告

学院名称：理学院专业班级：姓名：学号：

课程：计算机图形学实验报告日期：

第十五周实验四二维图形的裁剪

一、实验目的

1）加深直线段的剪裁算法的理解。 2）熟练掌握一种裁剪算法的编程方法。二、实验步骤

1）分析直线段和矩形窗口的位置关系，选定比较合理算法流程。 2）画出程序流程图。 3）编写程序的源程序。 4）编辑源程序并进行调试。

5）进行特殊模式的运行测试，并结合情况进行调整。三、实验内容

1）在编码算法、中点分割算法、Liang-Barsky算法三种中任选一种作为编程模型。

2）编写直线段裁剪的源程序。

3）建议有能力的学生编写多边形裁剪程序。 4）在计算机上编辑编译运行，实现直线段的裁剪。原理

1．直线和窗口的关系：

直线和窗口的关系可以分为如下3类：

（1）整条直线在窗口内。此时，不需剪裁，显示整条直线。（2）整条直线在窗口外，此时，不需剪裁，不显示整条直线。

（3）部分直线在窗口内，部分直线在窗口外。此时，需要求出直线与窗框的交点，并将窗口外的直线部分剪裁掉，显示窗口内的直线部分。

直线剪裁算法有两个主要步骤。首先将不需剪裁的直线挑出，即删去在窗外的直线。然后，对其余直线，逐条与窗框求交点，并将窗口外的部分删去。

2．Cohen-Sutherland直线剪裁算法：

（1）输入直线段的两端点坐标p1(x1,y1)，p2(x2,y2)，以及窗口的4条边界坐标，ywt,ywb,ywl,ywr.

（2）对p1，p2进行编码，点p1的编码为code1，点p2的编码为code2. （3）若code1| code2=0，对直线p1p2“简取”之，转（6）；否则，若code1& code2≠0，对直线段“简弃”之，转（7）；当上述两条均不满足时，进行步骤（4）。

（4）确保p1在窗口外部。若p1在窗口内，则交换p1和p2的坐标值和编码。

（5）根据p1编码从低位开始寻找值为1的地方，从而确定p1在窗口外的哪一侧，然后求出直线段与相应窗口边界的交点S，并用交点S的坐标值替换p1的坐标值，即在交点S处把线段一分为二，因此可以去掉p1S。转（2）。

（6）用直线扫描算法转换算法画出当前的直线段p1p2。（7）算法结束。图形描述：在MATLAB中输入： >> W=[3,7,2,5] W =

3 7 2 5 >> P=[0,0,16,16] P =

0 0 16 16 >> r=CSCutLine(W,P) r = 1

程序的源程序：

M文件，命名为CSCutLine

% 计算机图形学直线裁剪 CS编码算法

function r=CSCutLine(W,P) %result %{

W=窗口坐标 P=直线两端点坐标 y=x/2 W=[xwl,xwr,ywb,ywt] W=[3,7,2,6]; P=[x1,y1,x2,y2] P=[0,0,16,8]; %}

% clear;clc;W=[3,7,2,6];P=[0,0,16,8];r=CSCutLine(W,P) xwl=W(1); xwr=W(2); ywb=W(3); ywt=W(4); x1=P(1); y1=P(2); x2=P(3); y2=P(4); Rectangle=[xwl,xwr,ywb,ywt]; k=0; Lines=[]; %取出线段 P1=[x1,y1]; P2=[x2,y2]; PP=P1-P2; %计算斜率 if PP(1)==0 k=inf; else

k=PP(2)/PP(1);

end

finished=false; while (~finished) %对点P1和P2进行编码 code=[

P1(1)Rectangle(2),P1(2)Rectangle(4);

P2(1)Rectangle(2),P2(2)Rectangle(4); ];

% P1,P2,k,code

%进行简取或简弃的判断

test=code(1,:)|code(2,:);

%判断是否简取

if isempty(find(test>0,1)) Lines=[Lines;[P1,P2]]; finished=true; end

%若当前线段处理完成，则退出 if finished break; end

%判断是否简弃