计算机图形学上机实验实现二维图形的各种转换

羄昆明 理 工 大 学 理 学 院

袂信息与计算科学专业 操作性实验报告

蒀年级：10级 姓名： 刘陈 学号： 1128 指导教师： 胡

杰

莆实验课程名称：计算机图形学程序设计 开课实验室： 理学院机房216

肃实验成绩：

芈1．实验/作业题目:用计算机高级语言VC++6.0实现计算机的基本图元绘制

莈2．实验/作业课时：2学时

肄3．实验过程(包括实验环境、实验内容的描述、完成实验要求的知识或技

能)：

1

芃实验环境：（1）硬件：每人一台PC机

羈（2）软件：windows OS，VC++6.0或以上版本。

膅 试验内容及步骤:

膃 （1）在VC++环境下创建MFC应用程序工程（单文档）

蚂 （2）编辑菜单资源

蚈 （3）添加菜单命令消息处理函数

芇 （4）添加成员函数

薅 （5）编写函数内容

肂试验要求：

芈 （2）实现对二维图形平移、比例、旋转、对称、错切变换。

蚃 （3）试验中调试、完善所编程序，能正确运行出设计要求结果。

薁 （4）书写试验报告上交。

腿4．程序结构(程序中的函数调用关系图)

2

羁添加消息 膇实现绘画

处理函数

罿实现对二维 肆添加二维图

图形的变换 形各个变换的

矩阵源码

肅

膄5．算法描述、流程图或操作步骤：

蚀voidClearMatrix(double A[3][3]); //清除变换矩阵

膈 voidGetMaxY(); //获得屏幕的最大y值

芃 voidGetMaxX(); //获得屏幕的最大x值

3

蒀 voidCalculate(double P0[][3],double T[][3]); //矩阵相乘

羅 voidKeepMatrix(double Orig[][3],double Dest[4][3]); //保留矩阵值

蚅 voidTmove(double Tx,double Ty); //平移变换计算

蒃 voidTscale(double Sx,double Sy); //比例变换计算

膁 void Trotate(double thta);

螃 voidTreform(double b,double c); //错切变换计算

羂在lab3View.h文件中的protected内添加变量：

4

肈 doubleP[4][3]; //变换点

膆 doubleTM[3][3]; //平移变换矩阵

莁 doubleTS[3][3]; //比例变换矩阵

蚁 doubleTR[3][3]; //旋转变换矩阵

袆 double TF[3][3];

螁 doubleOSquare[4][3]; //矩形坐标

膈 doubleOTriangle[4][3]; //正三角形坐标

羇 doubleOLine[4][3]; //直线坐标

5

膀在lab3View.cpp文件中添加如下头文件：

袈#defineROUND(a) int(a+0.5) //四舍五入

肈#definePI 3.1415926 //圆周率

螅#include"math.h" //数学头文件

袄在lab3View.cpp文件中的函数CLab3View::OnDraw(CDC*pDC)下添

蚈GetMaxX();

6

荿 pDC->MoveTo(0,MaxY/2);

袇 pDC->LineTo(MaxX,MaxY/2);

膆在lab3View.cpp文件中添加如下的各个消息处理函数及代码：

螂voidCLab3View::GetMaxX() //获得屏幕宽度

聿{ CRect Rect;

羈

莄 MaxX=Rect.right;

膂}

7

螆{ CRect Rect;

蚆 GetClientRect(&Rect);

薁 MaxY=Rect.bottom;

薀}

螇voidCLab3View::ClearMatrix(double A[3][3]) //清除变换矩阵

肀 { for(int j=0;j<3;j++)

莀 A[i][j]=0; }

衿}

8

螄{

肁 { P[0][0]=-100/2;P[0][1]=0;P[0][2]=1; //绘制等边三角形

蚆 P[1][0]=100/2;P[1][1]=0;P[1][2]=1;

芅 P[2][0]=0;P[2][1]=100/2*tan(60*PI/180);P[2][2]=1;

膃 P[3][0]=0;P[3][1]=0;P[3][2]=1;

袁

蚇 KeepMatrix(P,OTriangle);

莄 Draw(P,p3); }

薃 InvalidateRect(NULL,FALSE); //重画窗口

9

芇}

蝿voidCLab3View::OnSquare() //菜单函数

螆{

羂{ P[0][0]=-100/2;P[0][1]=100/2;P[0][2]=1; //绘制矩形

肈 P[1][0]=100/2;P[1][1]=100/2;P[1][2]=1;

薆

袅 P[3][0]=-100/2;P[3][1]=-100/2;P[3][2]=1;

蒁 p3=4;

螈 KeepMatrix(P,OSquare);

10

袁}

蕿voidCLab3View::OnLine() //菜单函数

虿{

莅{ P[0][0]=-150/2;P[0][1]=0;P[0][2]=1; //绘制直线

芀艿 P[2][0]=0;P[2][1]=0;P[2][2]=1;

蒆 P[3][0]=0;P[3][1]=0;P[3][2]=1;

蒄 p3=2;

11

袆}

莃void CLab3View::Draw(doubleD[][3],int n) //绘制图形

莅 CClientDCdc(this);

羄 CPenpen,*pOldpen;

袂 pen.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(0,0,0));

12

莆 for(inti=0;i<n;i++)

肃 { if(i==0)

节 dc.MoveTo(ROUND(MaxX/2+D[i][0]),ROUND(MaxY/2-D[i][1]));

芁 else

蒈 dc.LineTo(ROUND(MaxX/2+D[i][0]),ROUND(MaxY/2-D[i][1]));

蒅

蚁 dc.LineTo(ROUND(MaxX/2+D[0][0]),ROUND(MaxY/2-D[0][1]));

羁 dc.SelectObject(pOldpen);

芅 pen.DeleteObject();

13

薄}

膀voidCLab3View::Calculate(double P0[][3],double T[][3]) //两个矩阵相乘

螁{ double Ptemp[4][3];

芆 KeepMatrix(P,Ptemp);

羆 for(inti=0;i<4;i++)

螄

芈 P[i][j]=Ptemp[i][0]*T[0][j]+Ptemp[i][1]*T[1][j]+Ptemp[i][2]*T[2][j]; }

莈voidCLab3View::OnMENUleft() //向左平移

肄{ Tmove(-10,0); }

14

羈{ Tmove(10,0); }

膅voidCLab3View::OnMENUup() //向上平移

膃{ Tmove(0,10); }

蚂voidCLab3View::OnMENUdown() //向下平移

蚈{ Tmove(0,-10); }

薅{ Trotate(30); }

肂voidCLab3View::OnMENUAnticlockwise() //逆时针旋转

葿{ Trotate(-30); }

15

芈voidCLab3View::OnMENUIncrease() //放大比例

蚃{ Tscale(2,2); }

薁voidCLab3View::OnMENUDecrease() //缩小比例

腿{ Tscale(0.5,0.5); }

肅void CLab3View::OnMENUXaxis()

肆{

羁voidCLab3View::OnMENUYaxis() //Y轴对称

罿{ Treflect(-1,1); }

膇voidCLab3View::OnMENUorg() //原点对称

16

蚄voidCLab3View::OnMENUXdirectionplus() //X正向错切

蚀{ Treform(0,1); }

膈voidCLab3View::OnMENUXdirectionneg() //X负向错切

芃{ Treform(0,-1); }

肃voidCLab3View::OnMENUITYdirectionplus() //Y 正向错切

蒀{

羅voidCLab3View::OnMENUYdirectionneg() //Y负向错切

蚅{ Treform(-1,0); }

17

膁{ if(p3==4)

肇 { KeepMatrix(OSquare,P); }

螃 if(p3==3)

羂 { KeepMatrix(OTriangle,P); }

羁 if(p3==2)

肈

膆 Draw(P,p3);

莁}

//平移变换矩阵

芄 RedrawWindow();

螁 TM[0][0]=1; TM[1][1]=1; TM[2][0]=Tx; TM[2][1]=Ty; TM[2][2]=1;

膈 Calculate(P,TM);

羇 AfxGetMainWnd()->SetWindowText("二维几何变换－平移变换");

莂 Draw(P,p3);

膀}

//比例变换矩阵

袄 TS[0][0]=Sx; TS[1][1]=Sy; TS[2][2]=1;

蚈 Calculate(P,TS);

袆 AfxGetMainWnd()->SetWindowText("二维几何变换－比例变换");

袃 Draw(P,p3);

莃}

袇{ ClearMatrix(TR);

膆 RedrawWindow();

螂 TR[0][0]=cos(thta*PI/180); TR[0][1]=sin(thta*PI/180);

聿TR[1][0]=-sin(thta*PI/180); TR[1][1]=cos(thta*PI/180); TR[2][2]=1;

20

羈 Calculate(P,TR);

莄 AfxGetMainWnd()->SetWindowText("二维几何变换－旋转变换");

膂 Draw(P,p3);

袀}

螆void CLab3View::Treflect(doubleFx,double Fy) //反射变换矩阵

薁 RedrawWindow();

薀 TF[0][0]=Fx;TF[1][1]=Fy; TF[2][2]=1;

螇 Calculate(P,TF);

21

螅 AfxGetMainWnd()->SetWindowText("二维几何变换－反射变换");

肀 Draw(P,p3);

莀}

衿voidCLab3View::Treform(double b,double c) //错切变换矩阵

羃{ ClearMatrix(TC);

螄

肁 TC[0][0]=1;TC[0][1]=b; TC[1][0]=c; TC[1][1]=1; TC[2][2]=1;

蚆 Calculate(P,TC);

芅 AfxGetMainWnd()->SetWindowText("二维几何变换－错切变换");

22

袁}

蚇voidCLab3View::KeepMatrix(double Orig[][3],double Dest[][3])

莄{ int i,j;

薃 for(i=0;i<4;i++)

芇 for(j=0;j<3;j++)
蝿螆}

羂6．实验数据和实验结果（用屏幕图形表示，可另加附页）：

肈打开Dubug内lab3.exe点击菜单栏“绘画”，在工作区绘画，画好后单击

各个功能选项。结果如下：

23

薆初始图
1．

2．袅平移（左移）
3．

4．蒁平移（上移）
5．比例（放大）
6．比例（缩小）
7．对称（关于原点对称）
8．旋转（逆时针旋转）
7．改进建议：程序改进之处就是能在菜单栏下加入工具栏，将各个功能的
按钮添加上去（如把“左移”，添加个左移按钮就可以按着按钮连续左移了），
这样就更方便操作了，不必每次都到菜单栏里选功能按了。

评分标准 学 风--报告格式规范，文字清晰 观察能力--正确描述和理解需要操作的问题

操作能力--正确输入程序，熟悉编程环境 调试能力--熟练使用调试功能解决程序错误

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