直线段剪裁实验报告

《计算机图形学》实验报告

《实验名称》

直线段裁剪

学号

专业

班级

天津大学计算机科学与技术学院

一、实验目的

熟练掌握Cohen-Sutherland直线裁剪算法，并编程实现

二、实验内容

(1) 裁剪窗口为矩形窗口，且矩形边和坐标轴平行，长宽自己定。

(2) 待裁剪线段端点坐标自己定；裁剪线段涵盖完全可见、不完全可见、

完全不可见类型。

(3) 要求显示待裁剪线段并用不同颜色标示出裁剪结果。

实现方法：一般情况下，需要判断一条直线是全部可见，全部不可见，部分裁剪(一段裁剪)，全部裁剪(两端裁剪)。通过把裁剪区域分成许多部分，然后给每一段被裁剪的线段的两端分配一位代码，通过少量if语句和一个case语句就可以判断出具体情况。

伪代码如下：

#define CLIP_CODE_C 0x0000

#define CLIP_CODE_N 0x0008

#define CLIP_CODE_S 0x0004

#define CLIP_CODE_E 0x0002

#define CLIP_CODE_W 0x0001

#define CLIP_CODE_NE 0x000a

#define CLIP_CODE_SE 0x0006

#define CLIP_CODE_NW 0x0009

#define CLIP_CODE_SW 0x0005

实验步骤：

1）生成裁剪窗口，窗口由直线xl=250,xr=850,yb=250,yt=450

2）绘制直线段

3）编写Cohen-Sutherland直线裁剪算法，对直线段进行裁剪

编码定义规则：

第一位C1：若端点位于窗口之左侧，即X

第二位C2：若端点位于窗口之右侧，即X>xr，则C2=1，否则C2=0。

第三位C3：若端点位于窗口之下侧，即Yyt，则C4=1，否则C4=0。

裁剪步骤：

对所有直线的端点都建立了区域码之后，就可按区域码判断直线在窗口

之内或窗口之外。这可分为如下几种情况：

①若一直线的两个端点的区域码均为0000则此直线在窗口边界之内，应

子保留。

②若一直线的两个端点的区域码的同一位同时为1，则此直线全部在窗

口边界之外，应子裁剪。例如，若一直线的一个端点的区域码为1001，另一个端点的区域码为0101，则此两端点的区域码的第一位均为1，说明此两端点均在窗口边界之左，因此，直线在窗口边界之外，应予裁剪。可用将直线两个端点的区域码进行与操作的方法，判断直线是否在窗口之外，若与操作的结果为0000则两端点的区域码任何位均不同时为1此直线不一定被裁剪。

③以上两种情况之外的直线，有可能穿过窗口，也有可能不穿过窗口，

下图中所示的两条直线都不符合情况②的要求，但一条直线（P1P2）穿过窗口，另一直线（P3P4）不穿过窗口。对这类直线可以进行如下处理：取窗口外的一个端点与窗口边界比较以确定可排除直线的哪一部分，然后，把直线剩下的部分与其他边界比较，这样一直到直线全部被排除或确定直线的哪一部分在窗口之内为止。可按“左、右、下、上”的次序建立检查直线端点与窗口边界关系的算法。

图③

三、实验结果

画线效果一：

画线效果二：

其他效果用户可自行绘制

四、实验分析和总结

掌握了openGL的基本用法,掌握了Cohen-Sutherland直线裁剪算法,并编程实现出来.

五、源代码

void CCsLineView::Cohen()//Cohen－Sutherland算法

{

BOOL Change;

double x,y;

RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);

RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]);

while(TRUE)

{

Change=FALSE;

if(0 == (RC0|RC1))

{//简取之

return;

}

else if(0!=(RC0 & RC1))

{//简弃之

return;

}

else

{

if(0==RC0)//如果P0点在窗口内，交换P0和P1,保证p0点在窗口外

//交换点的坐标值

double TPointx,TPointy;

TPointx=Pointx[0];TPointy=Pointy[0];

Pointx[0]=Pointx[1];Pointy[0]=Pointy[1];

Pointx[1]=TPointx;Pointy[1]=TPointy;

//交换点的编码值

unsigned int TRC;

TRC=RC0;RC0=RC1;RC1=TRC;

}

//按左、右、下、上的顺序裁剪

if(RC0 & LEFT )//P0点位于窗口的左侧

{

x=wxl;//求交点y

y=Pointy[0]+(Pointy[1]-Pointy[0])*(x-Pointx[0])/(Pointx[1]-Pointx[0]);

Pointx[0]=x;Pointy[0]=y;

Change=TRUE;

RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]); }

if(RC0 & RIGHT )//P0点位于窗口的右侧

{

x=wxr;//求交点y

y=Pointy[0]+(Pointy[1]-Pointy[0])*(x-Pointx[0])/(Pointx[1]-Pointx[0]);

Pointx[0]=x;Pointy[0]=y;

Change=TRUE;

RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]); }

if(RC0 & BOTTOM )//P0点位于窗口的下侧

{

y=wyb;//求交点x

x=Pointx[0]+(Pointx[1]-Pointx[0])*(y-Pointy[0])/(Pointy[1]-Pointy[0]);

Pointx[0]=x;Pointy[0]=y;

Change=TRUE;

RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]); }

if(RC0 & TOP )//P0点位于窗口的上侧

{

y=wyt;//求交点x

x=Pointx[0]+(Pointx[1]-Pointx[0])*(y-Pointy[0])/(Pointy[1]-Pointy[0]);

Pointx[0]=x;Pointy[0]=y;

Change=TRUE;

RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]); }

if(FALSE==Change)

return;

}

}

}

}

void CCsLineView::OnDraw(CDC* pDC)

{

CRect Rect;

GetClientRect(&Rect);//获得客户区的大小

CBitmap Bitmap,*pBitmap;

Bitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1);

CDC M emDC;

MemDC.CreateCompatibleDC(GetDC());

pBitmap=MemDC.SelectObject(&Bitmap);

MemDC.BitBlt(0,0,Rect.Width(),Rect.Height(),&Picture,0,0,SRCCOPY);

MemDC.TextOut((wxl+wxr)/2,wyb-20,"窗口");//窗口标题

//绘制窗口和直线

CPen Pen3,*pOldPen3;//定义3个像素宽度的画笔

Pen3.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(0,0,0));

pOldPen3=MemDC.SelectObject(&Pen3);

MemDC.MoveTo(wxl,wyt);MemDC.LineTo(wxr,wyt);

MemDC.LineTo(wxr,wyb);MemDC.LineTo(wxl,wyb);

MemDC.LineTo(wxl,wyt);MemDC.SelectObject(pOldPen3);

Pen3.DeleteObject();

CPen Pen1,*pOldPen1;//定义1个像素宽度的画笔

Pen1.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(255,0,0));

pOldPen1=MemDC.SelectObject(&Pen1);

if(m_i>=1)

{

MemDC.MoveTo(ROUND(Pointx[0]),ROUND(Pointy[0]));

MemDC.LineTo(ROUND(Pointx[1]),ROUND(Pointy[1]));

}

MemDC.SelectObject(pOldPen1);

Pen1.DeleteObject();

CDC *dc=GetDC();

dc->BitBlt(0,0,Rect.Width(),Rect.Height(),&MemDC,0,0,SRCCOPY);

MemDC.SelectObject(pBitmap);

}

void CCsLineView::Ondrawline() //屏幕画线函数

{

if(FALSE==m_Attatch)

{

Picture.CreateCompatibleDC(GetDC());