实验4 编码裁剪算法

步行者08

发布于 2020-10-27 14:53:45

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发布于 2020-10-27 14:53:45

文章被收录于专栏：图形学与OpenGL 图形学与OpenGL图形学与OpenGL

1．实验目的：

了解二维图形裁剪的原理（点的裁剪、直线的裁剪、多边形的裁剪）；
利用VC+OpenGL实现直线的裁剪算法。

2．实验内容：

(1) 理解直线裁剪的原理（Cohen-Surtherland算法、梁友栋算法）。 (2) 利用VC+OpenGL实现直线的编码裁剪算法，在屏幕上用一个封闭矩形裁剪任意一条直线。 (3) 调试、编译、修改程序。 (4) 尝试实现梁友栋裁剪算法。

3．实验原理：

在编码裁剪算法中，为了快速判断一条直线段与矩形窗口的位置关系，采用了如图A.4所示的空间划分和编码方案。裁剪一条线段时，先求出两端点所在的区号code1和code2，若code1 = 0且code2 = 0，则说明线段的两个端点均在窗口内，那么整条线段必在窗口内，应取之；若code1和code2经按位“与”运算的结果不为0，则说明两个端点同在窗口的上方、下方、左方或右方。这种情况下，对线段的处理是弃之。如果上述两种条件都不成立，则按第三种情况处理。求出线段与窗口某边的交点，在交点处把线段一分为二，其中必有一段完全在窗口外，可弃之，对另一段则重复上述处理。

图A.4裁剪编码

4．实验代码：

#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define LEFT_EDGE   1
#define RIGHT_EDGE  2
#define BOTTOM_EDGE 4
#define TOP_EDGE    8

void LineGL(int x0,int  y0,int x1,int y1)
{
	glBegin (GL_LINES);
	glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f);   glVertex2f (x0,y0);
	glColor3f (0.0f, 1.0f, 0.0f);   glVertex2f (x1,y1);	
	glEnd ();
}

struct Rectangle
{
	float xmin,xmax,ymin,ymax;
};

Rectangle  rect;
int x0,y0,x1,y1;

int CompCode(int x,int y,Rectangle rect)
{
	int code=0x00;
	if(y<rect.ymin)
		code=code|4;
	if(y>rect.ymax)
		code=code|8;
	if(x>rect.xmax)
		code=code|2;
	if(x<rect.xmin)
		code=code|1;
	return code;
}

int cohensutherlandlineclip(Rectangle  rect, int &x0,int & y0,int &x1,int &y1)
{
	int accept,done;
	float x,y;
	accept=0;
	done=0;

	int code1,code2, codeout;
	code1 = CompCode(x0,y0,rect);
	code2 = CompCode(x1,y1,rect);
	do{
		if(!(code1 | code2))
		{
			accept=1;
			done=1;
		}
		else if(code1 & code2)
			done=1;
		else
		{   
			if(code1!=0)
				codeout = code1;
			else
				codeout = code2;

			if(codeout&LEFT_EDGE){
				y=y0+(y1-y0)*(rect.xmin-x0)/(x1-x0);
				x=(float)rect.xmin;
			}
			else if(codeout&RIGHT_EDGE){
				y=y0+(y1-y0)*(rect.xmax-x0)/(x1-x0);
				x=(float)rect.xmax;
			}
			else if(codeout&BOTTOM_EDGE){
				x=x0+(x1-x0)*(rect.ymin-y0)/(y1-y0);
				y=(float)rect.ymin; 
			}
			else if(codeout&TOP_EDGE){
				x=x0+(x1-x0)*(rect.ymax-y0)/(y1-y0);
				y=(float)rect.ymax;
			}

			if(codeout == code1)
			{ 
				x0=x;y0=y;
				code1 = CompCode(x0,y0,rect);
			}
			else
			{
				x1=x;y1=y;
				code2 = CompCode(x1,y1,rect);
			}
		}
	}while(!done);

	if(accept)
		LineGL(x0,y0,x1,y1); 
	return accept;
}

void myDisplay()
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); 
	glRectf(rect.xmin,rect.ymin,rect.xmax,rect.ymax);

	LineGL(x0,y0,x1,y1);

	glFlush();
}

void Init()
{
	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
	glShadeModel(GL_FLAT);

	rect.xmin=100;
	rect.xmax=300; 
	rect.ymin=100; 
	rect.ymax=300;

	x0 = 450,y0 = 0, x1 = 0, y1 = 450;
	printf("Press key 'c' to Clip!\nPress key 'r' to Restore!\n");
}

void myReshape(int w, int h)
{
	glViewport(0, 0, (GLsizei) w,  (GLsizei) h);
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	gluOrtho2D(0.0, (GLdouble) w, 0.0, (GLdouble) h);
}

void myKeyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
	switch (key)
	{
	case 'c':
		cohensutherlandlineclip(rect, x0,y0,x1,y1);	
		glutPostRedisplay();
		break;
	case 'r':
		Init();
		glutPostRedisplay();
		break;
	case 'x':
		exit(0);
		break;
	default:
		break;
	}
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
	glutInitWindowPosition(100, 100);
	glutInitWindowSize(640, 480);
	glutCreateWindow("Hello World!");

	Init();
	glutDisplayFunc(myDisplay);
	glutReshapeFunc(myReshape);
	glutKeyboardFunc(myKeyboard);
	glutMainLoop();
	return 0;
}