图形学c语言

null计算机图形学计算机图形学C语言图形程序基础第三章C语言图形程序设计基础 第三章C语言图形程序设计基础 3.1屏幕显示模式和坐标系 1.文本模式： DEF在屏模上只能显示文本的显示模式 历史原因 Turbo C的默认的显示模式是文本模式。 2.图形模式和点坐标 图形模式： DEF在屏幕上显示图形的方式，称为图形模式。 点坐标：屏幕是由像素点组成的，在图形模式下，屏幕上每个像素的显示位置用点坐标来描述。null例：一个分辨率为800*600的分辨率的显示屏（800列，600行)在图形模式下,以屏幕的左上角为坐标原点(0,0)水平方向为x轴，垂直方向为y轴null3.图形系统的初始化 一个简单的图形程序 #include “graphics.h” // 图形函数库 #include “stdio.h” //标准输入输出函数库 #include “conio.h” //控制台输入输出 main() { int gdriver,gmode; detectgraph(&gdriver,&gmode) ; if(gdriver<0) exit(1) ; initgraph(&gdriver,&gmode,"C:\\TURBOC2") ; 初始化图形系统null bar3d(100,200,300,400,10,1) ; getch(); closegraph(); } 如何实现图形模式初始化？ initgraph(int *gdriver,int *gmode,char *path) 作用：初始化图形系统，从磁盘装入一个 图形驱动程序并设置图形显示模式。图形程序关闭图形系统nullVoid far detectgraph(int *gdriver,int *gmode) 作用：硬件检测，该函数用来检测图形适配器的类型。 关闭图形系统 Void far closegraph() 作用：关闭图形系统，释放图形驱动程序所占的内存空间，使系统返回到文本模式。 null3.2常用绘图函数简介 1.图形视口函数 -setviewport(left,top,right,bottom,clip) Clip:如果clip=1则超出视口的图形自动剪裁 例： setviewport(100,100,300,300,1) -clearviewport() 作用：清除图形视口中的图形 -getviewsetting(struct * info) 作用：返回当前视口的绝对坐标及剪裁标志。 问题：info该如何定义？nullmain()[运行viewport.c] { struct viewporttype info; int gdriver=DETECT ,gmode; initgraph(&gdriver,&gmode,"C:\\tc3\\BGI"); setcolor(4);//红色 setviewport(100,100,200,200,1);//将clip=0结果如何？ circle(60,60,60); getviewsettings(&info); rectangle(0,0,info.right-info.left,info.bottom- info.top); getch(); clearviewport(); getch(); closegraph(); }问题1：程序运行结果？如果该为circle(50,50，20)结果如何？如果将circle(60,60,60)前移一行结果？null2屏幕位置函数 -getmaxx() 作用：返回当前图形模式下最大x坐标 -getmaxy() 作用：返回当前图形模式下最大x坐标 Getx() 作用：返回图形模式下当前位置的x坐标 Gety() 作用：返回图形模式下当前位置的x坐标 null- moveto(int x ,int y) 作用：将当前位置移到(x,y) 例：moveto(10,20) - moverel(int deltax,int deltay) 作用：相对移动函数 说明：deltax和deltay。表示相对移动位置 问题：刚才使用moveto(10,20)将光标定位在（10，20）上，即CP=(10,20)。如果现在调用 moverel(-5,10)光标将在何处？ null 3.直线和线型函数 -line(int x1,int y1,int x2,int y2) 作用：-在指定的两点之间画直线 说明：当前光标依然在(x1,y1) lineto(int x,int y) -作用：从当前光标位置到（x,y）之间画一条直线 -linerel(int deltax,int deltay) 作用：从当前坐标以相对增量方式画直线 问题2：如果 CP(10,20) ； linerel(70,80) 应在哪两点之间画直线？null阅读程序，写出程序运行结果 例：#include "graphics.h" #include "stdio.h" main() { int cp_x, cp_y; int gdriver=DETECT ,gmode; initgraph(&gdriver,&gmode,"C:\\TURBOC2"); moveto(5,10); line(5,10,100,50); cp_x=getx(); cp_y=gety(); nullprintf("the cp_x cp_y are %d %d",cp_x,cp_y); printf("\n") ; //回车 getch() ; moveto(100,50); lineto(100,100); cp_x=getx(); cp_y=gety(); printf("the cp_x cp_y is %d %d",cp_x,cp_y) ;// getch(); linerel(50,50); getch(); } null-setlinestyle(int style, int pattern ,int width) 作用：设置线型特征（P65） style参数：用来定义所画直线的类型 Width参数：用来指定所画直线的粗细 pattern参数：只有style=4(用户自定义)可用来表示用户字定义的线型。一般情况pattern=0 例：Setlinestyle(DOTTEN-LINE , 0 , 1)null线性代码说明 线宽null例：setlinestyle(SOLID-LINE , 0, 1) setlinestyle(4 , 0xAAAA, 1) 1100 1100 1100 1100 1111 1111 1111 1111 pattern参数是16位二进制码，1：有像素用前景色点显示；0：没有像素用背景色点表示。 nullvoid draw_line() {int i; for(i=0;i<4;i++) { setlinestyle(i,0,NORM_WIDTH); line(40,10*(i+1),100,10*(i+1)); setlinestyle(i,0,THICK_WIDTH); line(40,10*(i+1),100,10*(i+1)); } setlinestyle(4,0x99cc,THICK_WIDTH); line(40,50,100,50) ; setlinestyle (4,0xABCD,THICK_WIDTH); line(40,60,100,60) ; } null-Setwritemode(int mode) 作用：设置画线的输出模式 mode=COPY_PUT(0) 新画的线将覆盖屏幕上原有的图像 mode=XOR_PUT(1) 新画的线与旧线作异或，然后再向屏幕输出null例： Midx=getmaxx()/2 Midy=getmay()/2 Setwritemode(XOR_PUT) Line(0,midy,midx,midy) Line(midx/2,midy,midx*3/2,midy) Setwritemode(COPY_PUT) Line(0,midy/2,midx,midy/2); Line(midx/2,midy/2,midx*3/2,midy/2) null程序设计： 利用C语言设计一程序实现下图所示的二维平面时钟的绘制。设计出一个时针分针 能够协调旋转的的时钟[new_clock] -Setwritemode(int mode) 作用：设置画线的输出模式 如果mode=COPY_PUT(0) 新画的线将覆盖屏幕上原有的图像 mode=XOR_PUT(1) 新画的线与旧线作异或，然后再向屏幕输出 设计出一个时针分针 能够协调旋转的的时钟[new_clock] -Setwritemode(int mode) 作用：设置画线的输出模式 如果mode=COPY_PUT(0) 新画的线将覆盖屏幕上原有的图像 mode=XOR_PUT(1) 新画的线与旧线作异或，然后再向屏幕输出 null setwritemode(XOR_PUT); /* 设置写模式为异或 */ th1=0, th2=0, while(!kbhit()) { /*判断是否按下某键*/ setcolor(RED) ; line(x,y,x+0.8*radius*cos(th1),y-0.8*radius*sin(th1));(分针) setcolor(BLUE); line(x,y,x+0.6*radius*cos(th2),y-0.6*radius*sin(th2) );(时针) delay(1000); setcolor(RED) ; line(x,y,x+ 0.8*radius*cos(th1), y-0.8*radius*sin(th1) ) ; setcolor(BLUE); line(x,y,x+0.6*radius*cos(th2), y-0.6*radius*sin(th2) ) ; th1 += 2*PI/(60*60); th2+-= 2*PI/(12*60*60); if (th1<=0) th1+=2*PI; if (th2<=0) th2+=2*PI; }null例:抛物线的绘制 1.数学模型的分析 标准方程： Y=X2/(4p) 曲线以F(0,p)为焦点,曲线以Y轴为对称轴，其X的取值范围是任意的。null由此，可将上式离散化 其中：i=-m,-(m-1),……0，1，……m; dx:曲线沿x方向的等距离。null2.图形绘制范围 X的定义域为整个定义域 实际上X的取值范围 后图形区域大小限制 设图形区域：长X=L,高：Y=H(0,0)Y=X2/(4p)null曲线1的X的取值范围 x1<=x<=x2 x1 =-L/2, x2=L/2 曲线2 x的范围 X1<=X<=X2 X1=-sqrt(H/2 *4p) X2=sqrt(H/2*4p)Y=X2/(4p)null X=sqr(2p*H)null(1)将[x1,x2] 进行n等分 (n为偶数) (2)每等分的大小为dx dx= |x2-x1|/n m=n/2 （3）已知离散点的中点是(0,0)点则 离散点依次是 -m，-(m-1), …,0,1,2,…(m-1),m nullFor(i= -m ;i<=m;i++) x=i*dx y=(i*dx)*(i*dx)/(4*p) 数学坐标 （i*dx， (i*dx)*(i*dx)/(4*p)） 是否就此结束了？ 坐标转换坐标转换(Xc,Yc)(0,0) X’+Y’+X+Y+(x,y)null流程图： Y=X2/4p 计算数学坐标转换为屏幕 坐标输出null圆弧类函数 -arc(int x,int y,int startangle,int endangle,int radius) 作用：画圆弧 例：arc(100,100,0,360,50) arc(100,100,0,180,30) circle(int x,int y,int radius) 作用：画圆 -ellipse(int x,int y,int start,int end ,int xradius,int yradius) 作用：画椭圆 说明：以(x,y)为圆心，长半轴为xradius ,短半轴为yradius 起始角度为start ,终止角度为endnull-Pieslice(int x,int y int startangle,int endangle,int radius) 作用：画扇形 例：void draw_slice {int start,end; start=0,end=45; For (i=0 ;i< 8;i++) {setfillstyle(SOLID_FILL,i); pieslice(260,200,start,end,100); start+=45; end+=45； } Getch(); } null5多边形类函数 rectangle(int left,int top,int right,int bottom) 作用：画矩形 例: rectangle(200,100,500,400) drawpoly(int numpoints, int *polypoints) 作用：画多边形 说明：用当前画笔颜色画一个多边形，多边形的点数为numpoints,*polypoints指向一个整型数组，共有numpoints*2个整数,每一对整数给出了一个多边形顶点（x,y）的坐标。 例：int matrix[10]={10,20,20,60,30,50,20,40,15,20} Drawpoly(5,matrix)null注意：划封闭的多边形，定点数目必须等于n+1 且最后一点的坐标必须等于第一个点的坐标 例： main() {static int polypoints1[8] ={100,100,200,100,200,200,100,200} Static int polypoints2[10]= ={100,100,200,100,200,200,100,200,100,100} drawpoly(4,polypoints1); Drawpoly(5,polypoints2); } null6图形颜色的设置 void far setbkcolor(int color) -设置当前背景颜色 (p60表3.3) 例： setbkcolor(BLACK) void far setcolor(int color) -设置当前画笔颜色 例:setcolor(GREEN) null例：在浅红色的背景色画布上画一黄色的圆。 #include “graphics.h” #include “conio.h” void main( ) { int gdriver=DETECT,gmode; initgraph(&gdriver,&gmode, “c:\\TC” ); setbkcolor(LIGHTRED); setcolor(YELLOW); circle(100,100,50); getch(); closegraph() ; }nullnull7图形的填充[柱状统计图、圆饼图] SOLID_FILLnull-Setfillstyle ( int pattern, int color) 作用：设置当前的填充模式和填充颜色p(67) 填充模式代号 null例:setfillstyle(4,RED) Bar(100,200,150,300) null-Floodfill(int x,int y,int border) 作用：蔓延填充，以（x,y）为填充起点，border指定填充区域边界所使用的颜色 例：setcolor(4) ; circle (100,100,80); setfillstyle(SLASHFILL,2) floodfill(100,100,4) null//(周二上到这里) 8填充类画图函数： Bar(int left,int top,int right,int bottom) 作用：画出一个指定左上上角和右下角的实心条形。 Bar3d(int left,int top,int right,int bottom,int depth,int topflag) 作用：画一三维矩形条，使用setfillstyle()设置填充颜色和填充模式。Depth 给出矩形条的深度。Topflag=0时不加顶盖，非零时加一顶盖 null例： setfillstyle(SOLID_FILL,GREEN); Bar(60,80,220,160) Setfillstyle(SOLID_FILL,RED); Bar3d(260,180,360,240,20,1) null-fillpoly(int numpoints, int *polypoints) 作用：画一顶点数为numpoints的多边形，多边形的顶点坐标存放在数组polypoints[]中，用 Setfillstyle ()设置填充模式 null图形模式下文本的处理 null9.图形模式下文本的处理 -outtext(char*textstring) 作用：将当前位置上输出一字符串， 参数textstring为文本字符串 例：outtext(“hello wellcom to study CG”) -outtexxy(int x,int y,char *textstring) 作用：在指定位置(x,y)输出一字符串 例：outtext(100,150, “I am a teacher”)null-Settextstyle(int font ,int direction,int charize) 作用：设置文本当前字体，文本显示方向 以及字符的大小。 说明font：文本字体参数； direction: 文本显示方向参数 charize: 字体大小参数（1-10） 例：main(){ int driver =DETECT,mode; initgraph(&driver,&mode,"c:\\turboc"); outtextxy(100,100,"normal") ; settextstyle(GOTHIC_FONT,HORIZ_DIR,5); outtextxy(100,200,"gothic"); getch(); closegraph(); }null程序设计：画出下图的饼状图[p_new_pie] 某公司上半年产品销售状况是：计算机50%、打印机20%、绘图机10%图形扫描仪5%、打印纸10%、硬盘销售5%。试画出下图所示的饼状图。分析： Percent[5] Text[5] Fillstyle[5] null饼图流程图：[pie]10象素函数10象素函数-putpixel(int x,int y,int color) 作用：在图形模式下，屏幕上显示一个象素点 例：putpixel(6,8,RED) -getpixel(int x,int y) 作用：返回一个象素点色彩值 例：color=getpixel(8,6)null10图形存取处理 原理：把屏幕上某个区域的信息存入缓存区，然后再另一个区域将图像重新显示。 （这是图形动画的基础） [car] -检测内存 -imagesize(int x1,int y1,int x2,int y2); 函数作用：获得屏幕保存左上角为(x1,y1),右上角为（x2,y2）的矩形屏幕区域所需的内存字节数。 例： unsigned size; size=imagesize(520,220,630,270)nullvoid * bitmap bitmap =malloc(size) 作用：分配存储图像的内存 -getimage(int x1,int y1,int x2,int y2,void *bitmap) 作用：将指定屏幕（x1,y1）和（x2,y2）区域的图形拷贝到内存中。屏幕区域保存在bitmap指定的数组中 null例：unsigned size; //屏幕区域的大小 size=imagesize(10,10,100,100) ; //获得屏幕区域的大小并且将 获得的值放入变量size中 w=malloc(size); //分配大小为size的内存空间，指针w指向该数组 getimage(10,10,100,100,w); //获取屏幕上左上角为 (10,10)和右上角为(100,100)的屏幕区域，并将其保存在数组w中null-putimage(int x,int y, void *bitmap, int op) 作用：将使用getimage函数保存起来的图形重新送回到屏幕上制定的位置。 （x,y）指定图形显示位置的左上角 bitmap 用来保存由getimage()获得的图形指针 Op 整型数图形复制到屏幕上的显示模式 [pthree_mode_CAR] null一辆停止的车的程序代码 void main() { void *w;存放图片的变量 int i; int gdriver=DETECT,gmode; initgraph(&gdriver,&gmode,""); setbkcolor(GREEN) ; /*设置背景色*/ setcolor(4) ; /*设置前景色*/ bar3d(520,245,550,260,8,1) ; bar3d(550,230,600,260,8,1) ; /*画车身*/ circle(535,260,8) ; circle(575,260,8) ; /*画车轮*/nullw=malloc(imagesize(520,220,630,270)); /*检测图形区域所占内存区*/ getimage(520,220,630,270,w) ; /*将图形存入内存 */ getch(); putimage(520,220,w,XOR_PUT) ; /*在原图形的位置异或显示图形，在原图的位置上异或显示图形就相当于消除图像 putimage(200,350,w,COPY_PUT) ; /*将保存起来的图形在别的位置上复制显示 getch(); closegraph(); } 坐标转换坐标转换(Xc,Yc)(0,0) X’+Y’+X+Y+(x,y)