计算机图形学实验一(二维图形绘制)

计算机图形学实验一(二维图形绘制)

      • 一、实验内容
      • 二、实验环境
      • 三、问题分析
      • 四、算法设计
      • 五、源代码
      • 六、程序运行结果

一、实验内容

(1)绘制金刚石图案
金刚石图案的成图规则是:把一个圆周等分成n份,然后每两点之间连线。当n取奇数时,该图案可一笔连续绘成,即用MoveTo函数确定一个当前点,然后连续用LineTo函数连点成线。请设计连线规则并编程实现
计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第1张图片
(2)绘制魔术三角形
绘制下图所示的魔术三角形图案 ,采用三种可明显区分的颜色填充。
计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第2张图片
(3)绘制递归圆
应用递归的方法绘制如下所示的图案。
计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第3张图片

二、实验环境

  • 软硬件运行环境:Windows 10
  • 开发工具:visual studio 2017

三、问题分析

问题:(1)绘制金刚石图案

  1. 只有n为奇数时才能一笔画成。
  2. 主要解决n为奇数的问题,当n为奇数解决后偶数的自然可以画成。
  3. 主要进行跳跃连接,大致思想为从起始点开始每隔n/2-i(i从1到n/2)个点之间进行依次连接,每个小循环供连接n次,执行n/2个小循环
  4. 当n/2为n的因子时则需要使跳跃的点+1,这一条线是多画的。
    问题:(2)绘制魔术三角
  5. 先通过六个点确定一个填充图形,三个填充图形可组成一个魔术三角。
  6. 通过颜色填充和Sleep函数实现颜色逐渐变化的效果。
    问题:(3)绘制递归圆
  7. 主要通过递归函数的调用实现递归圆的绘制
  8. 递归圆主要在中心点的八个方向上画圆,需要先算出各个圆的位置。
  9. 再通过递归将每个圆作为新的圆心重新执行第二步。

四、算法设计

(1) 绘制金刚石图案
计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第4张图片
(2) 绘制魔术三角
计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第5张图片
(3) 绘制递归圆
计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第6张图片

五、源代码

(1)绘制金刚石

//nVertex:顶点数,radius:圆半径,millisecond:笔画之间的延迟时间
void CDiamondView::DrawDiamond(int nVertex, int radius,int millisecond){
	InvalidateRect(NULL);//强制清屏
	UpdateWindow();
	int n=nVertex; 
    int r=radius; 
	POINT* pPOINT=new POINT[n];
	double x0=600,y0=400; 
	CDC *pDC = GetDC(); 
	CRect rect(x0-r,y0-r,x0+r,y0+r);  
	CPen newPen,*oldPen; 
	newPen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,124,252)); //连线用蓝色
	oldPen = pDC->SelectObject(&newPen);
	double t; 
	t=6.28318/n; 
	for(int i=0;i<n;i++) 
	{ 
		//算出每个点的坐标
		pPOINT[i].x=r*cos(i*t)+x0;
		pPOINT[i].y=r*sin(i*t)+y0; 
	} 
	int k = 0;//定义第一个点
	pDC->MoveTo(pPOINT[k].x,pPOINT[k].y);//移到第一个点处 
	 //画金刚石算法
	int firstPoint=k;//记录初始点
	for (int i =0; i < n / 2; i++) {
		//每隔n/2-i个点开始跳跃,共跳跃n次
		for (int j =0; j < n; j++) {
			k = (k + n / 2 - i) % n;
			pDC->LineTo(pPOINT[k].x, pPOINT[k].y);
			Sleep(millisecond);//暂停一会
			//判断是不是n的公约数,如果是则连线时连接的间隔点数加一
			//因为只有n的公约数才会在没有跳跃n次时回到起点
			if (k == firstPoint&j!=n) {
				k = (k + n / 2 - i+1) % n;
				pDC->LineTo(pPOINT[k].x, pPOINT[k].y);
				firstPoint = k;
			}
		}
	}
}

(2)绘制魔术三角

//绘制魔术三角
void CDiamondView::DrawTriangle()
{
	InvalidateRect(NULL);//强制清屏
	UpdateWindow();
	CDC *pDC = GetDC();
	int second =1,time=60;
	//根据坐标生成魔术三角图案
	CBrush newBrush, *oldBrush;
	CRgn Rgn1, Rgn2, Rgn3;
	POINT  vertex1[6] = { {360,116}, {105,555},{512,555},{464,470},{258,470},{460,116} };
	Rgn1.CreatePolygonRgn(vertex1, 6, WINDING);
	POINT  vertex2[6] = { {460,116},{258,470},{362,470},{460,290},{666,644},{718,555} };
	Rgn2.CreatePolygonRgn(vertex2, 6, ALTERNATE); 
	POINT  vertex3[6] = { {105,555},{155,644},{666,645},{460,290},{410,380},{512,555} };
	Rgn3.CreatePolygonRgn(vertex3, 6, ALTERNATE); 
	while(time>0){
		//第一个填充
		newBrush.CreateSolidBrush(RGB(rand()%256,rand()%256,rand()%256)); //生成随机的颜色
		pDC->FillRgn(&Rgn1,&newBrush);
		Sleep(second*100);
		//第二个填充
		newBrush.CreateSolidBrush(RGB(rand()%256,rand()%256,rand()%256)); 
		pDC->FillRgn(&Rgn2,&newBrush);
		Sleep(second * 100);
		//第三个填充
		newBrush.CreateSolidBrush(RGB(rand()%256,rand()%256,rand()%256)); 
		pDC->FillRgn(&Rgn3,&newBrush);
		Sleep(second * 100);
		time--;//直到time为0退出循环
	}
}

(3)绘制递归圆

//递归圆的递归函数
void circle(int n,double r, double x0, double y0, CDC *pDC) {
	const int q = 8;//周围圆的个数
	double t = 6.28318 / q;
	double x1[q], y1[q];
	for (int i = 0 ; i<q; i++ )
	{
		x1[i] = 2 * r*cos(i*t) + x0; 
		y1[i] = 2 * r*sin(i*t) + y0;
		CPen newPen, *oldPen;
		newPen.CreatePen(PS_SOLID, 1, RGB(30, 144, 255));
		oldPen = pDC->SelectObject(&newPen);
		CRect rect1( x1[i] - 0.3*r, y1[i] -0.3*r, x1[i] +0.3*r, y1[i] +0.3*r);
		pDC->Ellipse(&rect1);
	}
	if (n == 1) {
		return;
	}
	else {
		for (int i = 0; i < q; i++)
		{
			circle(n-1, 0.3*r,x1[i],y1[i], pDC);
		}
	}
}
//绘制递归圆主函数
//nDepth:递归深度
void CDiamondView::DrawRecursionCircle(int nDepth)
{
	InvalidateRect(NULL);//强制清屏
	UpdateWindow();
	int x0= 400, y0= 400;//圆心
	int r=100;//半径
	const int q = 8;//周围圆的个数
	int t = 6.28318 / q;
	CDC *pDC = GetDC();
	CPen newPen,*oldPen; 
	newPen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(30,144,255)); 
	oldPen = pDC->SelectObject(&newPen); 
	CRect rect(y0-r, y0-r, x0 +r, y0 + r);
	pDC->Ellipse(&rect); 
	if (nDepth == 0) {
		return;
	}
	circle(nDepth, r, x0, y0, pDC);
}

六、程序运行结果

(1) 绘制金刚石

  • ①n=21
    计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第7张图片
  • ②n=20
    计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第8张图片
    (2) 绘制魔术三角
    计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第9张图片
    (3) 绘制递归圆
    • ① 递归深度为4
      计算机图形学实验一(二维图形绘制)_第10张图片

你可能感兴趣的:(计算机图形学,图形学,c++)