计算机图形学实验.doc

计算机图形学是计算机科学的一个重要分支，它研究如何在屏幕上生成和操作图像。这个领域的实验通常涉及到编程，特别是使用低级图形库，如BGI（Borland Graphics Interface）来实现基本的图形算法。本实验旨在让学生深入理解并应用两种经典的直线绘制算法——DDA（Digital Differential Analyzer）和Bresenham算法，以及中点算法在绘制圆和椭圆中的作用。 **DDA算法**是一种简单的直线生成方法，适用于任何斜率的直线。算法的基本思想是逐像素地移动，从起点到终点，每次迭代更新X和Y坐标。在提供的代码中，DDA算法首先计算了X和Y方向上的增量，并在每一步中增加这些增量，然后将像素位置（四舍五入到最近的整数）放置在屏幕上。DDA算法简单易懂，但可能不如Bresenham算法精确。 **Bresenham算法**则是一种优化的直线生成算法，尤其适用于斜率在0到1之间的直线。它的核心在于使用错误变量e来决定下一步是在X轴还是Y轴上移动。当e大于0时，Y坐标增加，同时e减去2*dx；否则，X坐标增加，e加上2*dy。这个算法避免了浮点运算，提高了效率。 在实验中，学生需要编写C语言程序，使用这两种算法在Turbo C环境下绘制直线。程序会初始化图形环境，调用相应的直线绘制函数，然后关闭图形窗口。对于直线的绘制，实验要求学生理解算法原理，编写清晰的代码，并进行调试和测试。 **实验2**扩展到了圆和椭圆的绘制，其中中点算法（也称为Besenham算法）被用于提高效率。中点算法通过跟踪圆心到当前边界的距离来决定下一个像素应该在哪里放置。在圆的绘制中，四个像素（相对于圆心）一次被着色，以确保圆形的连续性。然而，如果椭圆的半径过大，可能会导致图形失真，这主要是因为算法的离散化处理和像素格子的限制。 对于实验中出现的问题，如椭圆或圆只在屏幕左上角显示一部分，可能的原因包括坐标设置错误、图形窗口大小不合适或者初始化图形模式时出错。而椭圆在半径较大时失真，可能是由于算法在处理较大的离心率时精度不足，或者没有正确处理浮点误差。 在实验过程中，学生不仅要实现算法，还需要分析和思考遇到的问题，对结果进行保存和分析，最后写出详细的实验报告。这样的实验能够提升学生的编程能力，理解图形学的基本原理，并培养问题解决的能力。