计算机图形学课程实
验 报 告
实验题目 利用C 语言图形函数绘图 班 级 姓 名 学 号 指导教师 日 期
西安理工大学理学院应用数学系
二零一三年春季学期
信息与计算科学专业基础课
Computer Graphics
Report Of course experiment
实验说明
试验目的： 掌握TurboC 语言图形函数的使用和学会绘制一般图形。 试验地点： 教九楼401 数学系机房
实验要求(Direction )：1. 每个学生单独完成；2.开发语言为TurboC 或C++，也可使用其它
语言；3.请在自己的实验报告上写明姓名、学号、班级；4.每次交的实验报告内容包括：题目、试验目的和意义、程序制作步骤、主程序、运行结果图以及参考文件；5. 自己保留一份可执行程序,考试前统一检查和上交。
实验内容
实验题一
1.1实验题目
用如下图1所示，图中最大正n 边形的外接圆半径为R ，旋转该正n 边形，每次旋转θ角度，旋转后的的n 边形顶点落在前一个正六边形的边上，共旋转N 次，请上机编程绘制N+1个外接圆半径逐渐缩小且旋转的正n 边形。要求：(1) n 、R 、N 、θ要求可以人为自由控制输入；(2)N+1个正六边形的中心（即外接圆的圆心）在显示屏幕中心。
1.2实验目的和意义
1、了解如何利用C 语言和图形函数进行绘图。
2、掌握C 语言的图形模式控制函数，以及基本图形函数。
利用C 语言图形函数绘图
实验
1
3、通过对Turbo C进行图形程序设计的基本方法的学习，能够运用C绘制出简单的图形。
4、通过绘制多次旋转的正N边形，了解行系统初始化，并熟练运用图形坐标的设置，包括定点、读取光标以及图形颜色的设置。
1.3程序制作步骤(包括算法思想、算法流程图等)
1、初始化图形系统，通过printf、scanf语句输入半径r、边数n、多边形的个数k、边的旋转角度d.
2、给定一内接圆半径，由圆内接多边形的算法公式确定出多边形的各个顶点坐标，然后利用函数line（），连接相邻两点，即形成一个正多边形。
3、根据边与角的公式，以及线段定比分点公式，可知旋转后的多边形的各个顶点的坐标。利用函数line（），连接形成又一个旋转过的正多边形，这样就形成了所要绘制的图形。
1.4主程序
#include "stdio.h"
#include "conio.h"
#include "math.h"
#include "graphics.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
void main()
{
int graphdriver=DETECT,graphmode; /*自动搜索显示器类型和显示模式*/ int r;
int i,j,n,k,d;
float x,y,q;
int a[100],b[100];
char str1[80],str2[80];
printf("please input the numbers in order r--zheng jiao yuan ban jing\n");
scanf("%d",&r);
printf("please input the numbers in order n--duo bian xing de bian shu\n");
scanf("%d",&n);
printf("please input the numbers in order k--duo bian xing de ge shu\n");
scanf("%d",&k);
printf("please input the numbers in order d--bian de fen ge yin zi!\n"); scanf("%d",&d);
initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:\\TC"); /*初始化图形系统*/ printf("\n\tnotice:maxx=%d,maxy=%d\n",getmaxx(),getmaxy());
printf("\n\tplease input the numbers in order r,n,k,d:\n");
printf("\n\tr=%d, n=%d, k=%d, d=%d",r,n,k,d);
x=(getmaxx()+1)/2.0;
y=(getmaxy()+1)/2.0;
q=360/n; /*角增量*/
q=q*3.1415926/180; /*将角增量化为弧度*/
for(i=1;i<=n;i++) /*计算初始正n角形顶点坐标*/
{
a[i]=(int)((int)x+r*cos((i-1)*q));
b[i]=(int)((int)y-r*sin((i-1)*q));
}
a[n+1]=a[1];
b[n+1]=b[1]; /*闭合正n角形，以便连续画线*/
/*--------画k个正多角形-----------*/
for(i=1;i<=k;i++)
{
for(j=1;j<=n;j++) /*画一个正多角形*/
line(a[j],b[j],a[j+1],b[j+1]);
for(j=1;j<=n;j++) /*计算下一个正多边形顶点坐标*/
{
a[j]=(int)(a[j]+(a[j+1]-a[j])/d);
b[j]=(int)(b[j]+(b[j+1]-b[j])/d);
}
a[n+1]=a[1];
b[n+1]=b[1];
}
setcolor(4);
settextstyle(TRIPLEX_FONT,HORIZ_DIR,1);
sprintf(str1,"%s","---- shuxuexi:于喜娜---time:2013.3.22----");
sprintf(str2,"%s","--graphics: duo bian xing de zhou ci xuan zhuang--"); outtextxy(115,410,str1);
outtextxy(90,430,str2);
getch();
closegraph();
}
1.5运行结果图
实验题二
2.1实验题目
请绘制一个图:屏幕中央有一个半径为R1=160的大圆和一个同心的且半径为R2=120的小圆,同时在大圆和小圆中间均匀分布着12个与大圆和小圆相切的圆。如下图2所示：
要求：(1)分别用12种不同的颜色和填充模式填充12个小圆；(2)用自定义模式填充中间小圆，且用漫延填充方法填充；(3)用自定义模式填充中间小圆时,填充模式图案自己设计。例如，用字母A 、字母B、字母C填充图案可设计为：
2.2实验目的和意义
1、运用画圆函数circle（），图形填充函数setfillstyle()、setfillpattern()以及floodfill()。
2、学会使用自定义模式填充指定的圆，并且学会运用漫延填充方法填充。
3、学会使用自定义图案填充指定的圆，向屏幕上写位映像字符的方法。
2.3程序制作步骤(包括算法思想、算法流程图等)
1、利用画圆函数circle()画出半径为160的大圆和半径为120的同心圆，并且设置画笔的颜色，并为小圆设置填充模式。
2、利用圆内接多边形的算法，计算出环绕小圆的12个小圆的各个圆心坐标，以20为半径画圆，并且用不同的颜色填充。
3、用自定义模式填充中间的小圆，自定义填充图案“E”，运用位映像字符，将字母“E”显示到小圆进行填充。
2.4主程序
#include "stdlib.h"
#include "graphics.h"
#include "stdio.h"
#include "conio.h"
#include "math.h"
#define PI 3.1416
void polydraw(int p[])
{
int l;
for(l=0;l<6;l++)
line(p[2*l],p[2*l+1],p[(2*(l+1))%12],p[(2*(l+1)+1)%12]); }
main()
{ char p[8]={0x7c,0x40,0x40,0x7c,0x40,0x40,0x7c,0x00};
int k;
int gdriver=DETECT,gmode;
initgraph(&gdriver,&gmode,"D:\\TC ");
setbkcolor(0);
setcolor(15);
circle(200,200,140);
circle(200,200,100);
for(k=0;k<12;k++)
circle(120*cos(k*PI/6)+200,120*sin(k*PI/6)+200,20);
for(k=0;k<12;k++)
{
setfillstyle(SOLID_FILL,k+1);
floodfill(120*cos(k*PI/6)+200,120*sin(k*PI/6)+200,15); }
setfillstyle(USER_FILL,14);
setfillpattern(p,14);
floodfill(200,200,15);
getch();
closegraph();
}
2.5运行结果图
实验题三
3.1实验题目
自选题目：
（1）请编写一动画：绘制上述实验2中的图形，并要求：
? 1.让图案中的12个小圆按顺时针或逆时针方向不停地旋转；
? 2.半径为R2=120的小圆用黑色和实填充模式填充,并在小圆内绘制一些闪烁的星星（可参考课本P81 例3.27）。或者用不同的颜色和填充模式不停
地填充小圆，产生动画效果。
（2）请编写一动画：实现实验1中的图形由大到小（由小到大）旋转的动态过程。
（3）编写一个描述一俩自行车在一公路上由左向右行驶的程序，运行效果图大致如图三所示。（可参考课本P74 例3.21）
（4）试着自行设计一个动画或美术图案，并且上机编程实现。
（5）构造一种类似广告片效果，一幅或者多幅图形图像逐个显示出来,并配以文字说明，颜色变化等。
要求：对于实验3中的5个小题,选择其中一个上机编程实现即可。
3.2实验目的和意义
1、描述一辆自行车在一公路上由右向左行驶。
2、熟练掌握画圆函数circle（），画线函数line（），自定义填充函数setfillstyle
（）等一些简单的绘图函数。
3、学会绘制动态的画面。
3.3程序制作步骤(包括算法思想、算法流程图等)
1、初始化图形系统并且设置背景颜色以及画笔颜色。
2、运用画圆函数circle（）以及画线函数line（）绘制自行车的基本轮廓
3、绘制自行车的动态画面以及自行车车轮及其轴线。
4、绘制最后处于静止状态的自行车。
3.4主程序
/* 自行车 */
#include "stdio.h"
#include "graphics.h"
#include"conio.h"
#include "stdlib.h"
#include"math.h"
#define pi 3.1415926
void main()
{
void *p;
int i,j,xf,yf,xl,yl;
int gdriver=DETECT,gmode;
initgraph(&gdriver,&gmode,"D:\\TC");
cleardevice();
setlinestyle(0,0,3);
pieslice(445,220,60,120,8);
moveto(445,220);
lineto(402,220);
moveto(410,210);
line(418 ,208,402,212);
lineto(380,250);
moveto(380,250);
circle(380,250,20);
circle(380,250,18);/*车前部分*/
setlinestyle(0,0,3);
line(398,225,425,250);
line(425,250,445,220);
line(445,220,460,250);
line(425,250,460,250);
moveto(460,250);
circle(460,250,20);
circle(460,250,18);
setlinestyle(0,0,3);
ellipse(425,250,0,360,10,6);
p=malloc(imagesize(360,210,490,250));
getimage(360,210,490,270,p);
cleardevice();
for(i=380;i>0;i--)
{ setlinestyle(0,0,1);
putimage(i-1,210,p,0);
for(j=1;j<=24;j++)
{
xf=i+17+18*cos((15*j)+i/2*pi);
yf=250-18*sin((15*j)+i/2*pi);
line(i+17,250,xf,yf);
}
for(j=1;j<=24;j++)
{
xl=i+100+18*cos((15*j)+i/2*pi);
yl=250-18*sin((15*j)+i/2*pi);
line(i+100,250,xl,yl);
}
line(0,270,630,270);
}
getch();
closegraph();
}
3.5运行结果图
参考文献
[1]王汝传，黄海平，林巧民．计算机图形学教程（第二版）．北京：人民邮电出版社，2009．
[2]谭浩强．C语言程序设计．北京：清华大学出版社，1999．
本次实验总结或体会
本次实验中设计到各个函数的使用，经过多次使用能够得到基本掌握，以及学会对图形动态的绘制。同时在实验过程中，也出现了一定的问题，对自定义图案填充图形的使用不了解，但通过对查阅，掌握了运用自定义模式、自定义图案填充图形的方法。
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