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实验一：基本图元绘制.cpp
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//实验要求：(1)理解glut程序框架 //
// (2)理解窗口到视区的变换 //
// (3)理解OpenGL实现动画的原理 //
// (4)添加代码实现中点Bresenham算法画直线 //
// (5)添加代码实现改进Bresenham算法画直线 //
// (6)添加代码实现圆的绘制（可以适当对框架坐标系进行修改） //
// (7)适当修改代码实现具有宽度的图形（线刷子或方刷子） //
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include <GL/glut.h>
#include "stdio.h"
int m_PointNumber = 0; //动画时绘制点的数目
int m_DrawMode = 1; //绘制模式 1 DDA算法画直线
// 2 中点Bresenham算法画直线
// 3 改进Bresenham算法画直线
// 4 八分法绘制圆
// 5 四分法绘制椭圆
//绘制坐标线
void DrawCordinateLine(void)
{
int i = 0 ;
//坐标线为黑色
glColor3f(0.0f, 0.0f ,0.0f);
glBegin(GL_LINES);
for (i=10;i<=250;i=i+10)
{
glVertex2f((float)(i), 0.0f);
glVertex2f((float)(i), 250.0f);
glVertex2f(0.0f, (float)(i));
glVertex2f(250.0f, (float)(i));
}
glEnd();
}
//绘制一个点，这里用一个正方形表示一个点。
void putpixel(GLsizei x, GLsizei y)
{
glRectf(10*x,10*y,10*x+10,10*y+10);
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////
//DDA画线算法 //
//参数说明：x0,y0 起点坐标 //
// x1,y1 终点坐标 //
// num 扫描转换时从起点开始输出的点的数目，用于动画 //
///////////////////////////////////////////////////////////////////
void DDACreateLine(GLsizei x0, GLsizei y0, GLsizei x1, GLsizei y1, GLsizei num)
{
//设置颜色
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);
//对画线动画进行控制
if(num == 1)
printf("DDA画线算法：各点坐标\n");
else if(num==0)
return;
//画线算法的实现
GLsizei dx,dy,epsl,k;
GLfloat x,y,xIncre,yIncre;
dx = x1-x0;
dy = y1-y0;
x = x0;
y = y0;
if(abs(dx) > abs(dy)) epsl = abs(dx);
else epsl = abs(dy);
xIncre = (float)dx / epsl ;
yIncre = (float)dy / epsl ;
for(k = 0; k<=epsl; k++){
putpixel((int)(x+0.5), (int)(y+0.5));
if (k>=num-1) {
printf("x=%f,y=%f,取整后 x=%d,y=%d\n", x, y, (int)(x+0.5),(int)(y+0.5));
break;
}
x += xIncre;
y += yIncre;
if(x >= 25 || y >= 25) break;
}
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////
//中点Bresenham算法画直线(0<=k<=1) //
//参数说明：x0,y0 起点坐标 //
// x1,y1 终点坐标 //
// num 扫描转换时从起点开始输出的点的数目，用于动画 //
///////////////////////////////////////////////////////////////////
void BresenhamLine(GLsizei x0, GLsizei y0, GLsizei x1, GLsizei y1, GLsizei num)
{
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);
if(num == 1)
printf("中点Bresenham算法画直线：各点坐标及判别式的值\n");
else if(num==0)
return;
//画线算法的实现
GLsizei dx,dy,d,UpInce,DownInce,x,y,k;
if(x0>x1){
x=x1;x1=x0;x0=x;
y=y1;y1=y0;y0=y;
}
x=x0;y=y0;
dx=x1-x0;dy=y1-y0;
d=dx-2*dy;
UpInce=2*dx-2*dy; DownInce=-2*dy;
for(k=0;x<=x1;k++){
putpixel(x,y);
if (k>=num-1) {
printf("x=%d,y=%d,取整后 x=%d,y=%d\n", x, y, (int)(x+0.5),(int)(y+0.5));
break;
}
x++;
if(d<0){
y++;
d+=UpInce;
}
else d+=DownInce;
}
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////
//改进的Bresenham算法画直线(0<=k<=1) //
//参数说明：x0,y0 起点坐标 //
// x1,y1 终点坐标 //
// num 扫描转换时从起点开始输出的点的数目，用于动画 //
///////////////////////////////////////////////////////////////////
void Bresenham2Line(GLsizei x0, GLsizei y0, GLsizei x1, GLsizei y1, GLsizei num)
{
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);
if(num == 1)
printf("改进的Bresenham算法画直线：各点坐标及判别式的值\n");
else if(num==0)
return;
//画线算法的实现
GLsizei x,y,dx,dy,e,k;
dx=x1-x0;
dy=y1-y0;
e=-dx;x=x0;y=y0;
for(k=0;x<=x1;k++){
putpixel(x,y);
if(k>=num-1){
printf("x=%d,y=%d,取整后 x=%d,y=%d\n", x, y, (int)(x+0.5),(int)(y+0.5));
break;
}
x++;
e=e+2*dy;
if(e>0){
y++;
e=e-2*dx;
}
}
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////
//Bresenham算法画圆 //
//参数说明：x,y 圆心坐标 //
// R 圆半径 //
// num 扫描转换时从起点开始输出的点的数目，用于动画 //
///////////////////////////////////////////////////////////////////
void BresenhamCircle(GLsizei x, GLsizei y, GLsizei R, GLsizei num)
{
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);
if(num == 1)
printf("Bresenham算法画圆：各点坐标及判别式的值\n");
else if(num==0)
return;
//画圆算法的实现
GLsizei x1,y1,d,k;
x1=0;y1=R;d=1-R;
for(k=0;x1<=y1;k++){
putpixel(x1,y1);
if(k>=num-1){
printf("x=%d,y=%d,取整后x=%d,y=%d\n",x,y,(int)(x+0.5),(int)(y+0.5));
break;
}
if(d<0) d+=2*x1+3;
else{
d+=2*(x1-y1)+5;
y1--;
}
x1++;
}
}
//初始化窗口
void Initial(void)
{
// 设置窗口颜色为蓝色
glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
}
// 窗口大小改变时调用的登记函数
void ChangeSize(GLsizei w, GLsizei h)
{
if(h == 0) h = 1;
// 设置视区尺寸
glViewport(0, 0, w, h);
// 重置坐标系统
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
// 建立修剪空间的范围
if (w <= h)
glOrtho (0.0f, 250.0f, 0.0f, 250.0f*h/w, 1.0, -1.0);
else
glOrtho (0.0f, 250.0f*w/h, 0.0f, 250.0f, 1.0, -1.0);
}
// 在窗口中绘制图形
void ReDraw(void)
{
//用当前背景色填充窗口
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//画出坐标线
DrawCordinateLine();
switch(m_DrawMode)
{
case 1:
DDACreateLine(0,0,20,15,m_PointNumber);
break;
case 2:
BresenhamLine(0,0,20,15,m_PointNumber);
break;
case 3:
Bresenham2Line(1,1,8,6,m_PointNumber);
break;
case 4:
BresenhamCircle(0,0,20,m_PointNumber);
break;
default:
break;
}
glFlush();
}
//设置时间回调函数
void TimerFunc(int value)
{
if(m_PointNumber == 0)
value = 1;
m_PointNumber = value;
glutPostRedisplay();
glutTimerFunc(500, TimerFunc, value+1);
}
//设置键盘回调函数
void Keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
if (key == '1') m_DrawMode = 1;
if (key == '2') m_DrawMode = 2;
if (key == '3') m_DrawMode = 3;
if (key == '4') m_DrawMode = 4;
m_PointNumber = 0;
glutPostRedisplay();
}
//void main(void)
int main(int argc, char* argv[])
{
glutInit(&argc, argv);
//初始化GLUT库OpenGL窗口的显示模式
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowSize(600,600);
glutInitWindowPosition(100,100);
glutCreateWindow("基本图元绘制程序"); glutDisplayFunc(ReDraw);
glutReshapeFunc(ChangeSize);
glutKeyboardFunc(Keyboard);//键盘响应回调函数
glutTimerFunc(500, TimerFunc, 1);
// 窗口初始化
Initial();
glutMainLoop(); //启动主GLUT事件处理循环
return 0;
}