Вывод на экран изображения поверхности

Министерство образования и науки РФ

ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Кафедра МОП ЭВМ

Лабораторная работа №4

По дисциплине «Компьютерная графика»

Выполнил: Николусь П.А.

Группа: 4ВС-1

Проверила: Михайлова Н.Н.

Комсомольск-на-Амуре

2006

Вариант 14

Задание. Вывести на экран изображение поверхности  с удалением невидимых линий. Удаление невидимых линий осуществляется с использованием алгоритма плавающего горизонта. Рассматривается параллельная проекция.

Рассмотрим параллельную проекцию трехмерного пространства на плоскость Oyz в направлении вектора u=(-1,-1,-1). Плоскость Oyz можно задать векторами u₁=(0,1,0), u₂=(0,0,1).

Смешанное произведение (u₁,u₂,u) равно -1. Поэтому

,    .

Получаем экранные координаты:

,

.

Листинг программы:

float px(float x, float y) {return y - x;}

float py(float x, float z) {return z - x;}

float z(float x, float y) {return x * y / (x * x + y * y + 1);}

void horizon(int, int, int, int, int *, int *);

TCanvas *DC;

void __fastcall TForm1::FormResize(TObject *Sender)

{

DC = Form1->Canvas;

DC->Pen->Width = 2;

int nx = 10, ny = 10, maxX = Form1->ClientWidth,

maxY = Form1->ClientHeight, *tophor = new int[maxX+2],

*bothor = new int[maxX+2], x0, y0, x1, y1, x2, y2, i, j;

float xMin = -1, xMax = 1, yMin = -1, yMax = 1, zMin = -1, zMax = 1,

minxOx, maxxOx, minyOy, maxyOy, hx, hy, x, y;

TRect rect;

rect.left = 0;

rect.right = maxX;

rect.top = 0;

rect.bottom = maxY;

DC->FillRect(rect);

for (i = 0; i <= maxX; ++i)

bothor[i] = maxY, tophor[i] = 0;

minxOx = px(xMax, yMin);

maxxOx = px(xMin, yMax);

minyOy = py(xMax, zMin);

maxyOy = py(xMin, zMax);

hx = (xMax - xMin) / nx;

hy = (yMax - yMin) / ny;

for (x = xMax, i = 0; i < nx; x -= hx, ++i)

{

x0 = maxX * (px(x, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx);

y0 = maxY * (maxyOy - py(x, z(x, yMax))) / (maxyOy - minyOy);

for (y = yMax - hy, j = 0; j < ny; y -= hy, ++j)

{

x1 = maxX * (px(x, y) - minxOx) / (maxxOx - minxOx);

y1 = maxY * (maxyOy - py(x, z(x, y))) / (maxyOy - minyOy);

x2 = maxX * (px(x - hx, y + hy) - minxOx) / (maxxOx - minxOx);

y2 = maxY * (maxyOy - py(x - hx, z(x - hx, y + hy))) / (maxyOy - minyOy);

horizon(x0, y0, x1, y1, bothor, tophor);

horizon(x0, y0, x2, y2, bothor, tophor);

x0 = x1;

y0 = y1;

}

x2 = maxX * (px(x - hx, y + hy) - minxOx) / (maxxOx - minxOx);

y2 = maxY * (maxyOy - py(x - hx, z(x - hx, y + hy))) / (maxyOy - minyOy);

horizon(x0, y0, x2, y2, bothor, tophor);

}

x0 = maxX * (px(xMin, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx);

y0 = maxY * (maxyOy - py(xMin, z(xMin, yMax))) / (maxyOy - minyOy);

for (y = yMax - hy, j = 0; j < ny; y -= hy, ++j)

{

x1 = maxX * (px(xMin, y) - minxOx) / (maxxOx - minxOx);

y1 = maxY * (maxyOy - py(xMin, z(xMin, y))) / (maxyOy - minyOy);

horizon(x0, y0, x1, y1, bothor, tophor);

x0 = x1;

y0 = y1;

}

DC->MoveTo(maxX * (px(xMax, yMin) - minxOx) / (maxxOx - minxOx) + 1, maxY * (maxyOy - py(xMax, zMax)) / (maxyOy - minyOy));

DC->LineTo(maxX * (px(xMin, yMin) - minxOx) / (maxxOx - minxOx), maxY * (maxyOy - py(xMin, zMax)) / (maxyOy - minyOy) + 1);

DC->LineTo(maxX * (px(xMin, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx)-1, maxY * (maxyOy - py(xMin, zMax)) / (maxyOy - minyOy) + 1);

DC->LineTo(maxX * (px(xMin, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx)-1, maxY * (maxyOy - py(xMin, zMin)) / (maxyOy - minyOy));

DC->LineTo(maxX * (px(xMax, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx), maxY * (maxyOy - py(xMax, zMin)) / (maxyOy - minyOy) - 1);

DC->LineTo(maxX * (px(xMax, yMin) - minxOx) / (maxxOx - minxOx), maxY * (maxyOy - py(xMax, zMin)) / (maxyOy - minyOy) - 1);

DC->LineTo(maxX * (px(xMax, yMin) - minxOx) / (maxxOx - minxOx) + 1, maxY * (maxyOy - py(xMax, zMax)) / (maxyOy - minyOy));

DC->LineTo(maxX * (px(xMax, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx) + 1, maxY * (maxyOy - py(xMax, zMax)) / (maxyOy - minyOy));

DC->LineTo(maxX * (px(xMax, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx) + 1, maxY * (maxyOy - py(xMax, zMin)) / (maxyOy - minyOy));

DC->LineTo(maxX * (px(xMax, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx) + 1, maxY * (maxyOy - py(xMax, zMax)) / (maxyOy - minyOy));

DC->LineTo(maxX * (px(xMin, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx) + 1, maxY * (maxyOy - py(xMin, zMax)) / (maxyOy - minyOy));

horizon(maxX * (px(xMin, yMin) - minxOx) / (maxxOx - minxOx)-1, maxY * (maxyOy - py(xMin, zMin)) / (maxyOy - minyOy), maxX * (px(xMax, yMin) - minxOx) / (maxxOx - minxOx), maxY * (maxyOy - py(xMax, zMin)) / (maxyOy - minyOy), bothor, tophor);

horizon(maxX * (px(xMin, yMin) - minxOx) / (maxxOx - minxOx)-1, maxY * (maxyOy - py(xMin, zMin)) / (maxyOy - minyOy), maxX * (px(xMin, yMin) - minxOx) / (maxxOx - minxOx), maxY * (maxyOy - py(xMin, zMax)) / (maxyOy - minyOy), bothor, tophor);

horizon(maxX * (px(xMin, yMin) - minxOx) / (maxxOx - minxOx)-1, maxY * (maxyOy - py(xMin, zMin)) / (maxyOy - minyOy), maxX * (px(xMin, yMax) - minxOx) / (maxxOx - minxOx), maxY * (maxyOy - py(xMin, zMin)) / (maxyOy - minyOy), bothor, tophor);

delete tophor;

delete bothor;

}

void horizon(int x0, int y0, int x1, int y1, int *bothor, int *tophor)

{

int n = abs(x1 - x0);

if (n < abs(y1 - y0))

n = abs(y1 - y0);

float nx = (0. + x1 - x0) / n;

float ny = (0. + y1 - y0) / n;

float curx = x0 + 0.5;

float cury = y0 + 0.5;

for (int i = 0 ; i <= n; ++i, curx += nx, cury +=ny)

{

if (cury < bothor[(int) curx] || cury > tophor[(int) curx])

{

(cury < bothor[(int) curx]) ? (bothor[(int) curx] = cury) : 0;

(cury > tophor[(int) curx]) ? (tophor[(int) curx] = cury) : 0;

DC->MoveTo(curx, cury);

DC->LineTo(curx, cury);

}

}

}

Выполнение программы:

Список литературы:

1.  Хусаинов А.А., Михайлова Н.Н. Алгоритмы машинной графики и их реализация на языке Си: Учеб. пособие. – Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре гос. техн. ун-т, 1999. – 65 с.