计算机图形学 图形变换

实验五：图形变换

一、实验目的：

1、掌握图形变换的基本方法。

2、初步掌握映射菜单消息和捕获键盘消息的方法。

二、实验内容及要求：

1、 2、 3、

以三角形为例，使用Visual C＋＋实现二维图形的平移、旋转和缩放功能。 每人单独完成实验。

按要求撰写实验报告，写出实验心得，并在实验报告中附上程序的核心算法代码。

三、实验设备：

微机，Visual C++6.0

四、实验内容和步骤：

1、 打开VC，新建一个MFC Appwizard项目，选择创建单文档工程（SDI工程）。假设工程名为

Transform。如图1和图2所示。

图1

图2

2、 在图2的界面上点击Finish，完成工程的创建。 3、 在TransformView.h文件中，加入如下代码： public: CPoint Pt[3]; //存储三角形的三个顶点 float dAngle; //存储三角形旋转的角度

4、 在类CTransformView的构造函数中定义三角形的三个顶点的初始坐标和dAngle的初值，代码如

下；

CTransformView::CTransformView() {

// TODO: add construction code here Pt[0].x = 200; Pt[0].y = 220; Pt[1].x = 260; Pt[1].y = 300; Pt[2].x = 360; Pt[2].y = 180; dAngle = 0.0; }

5、 在类CTransformView中添加成员函数void DrawTriangle(CDC *pDC)，并实现该函数。（该部分代

码请同学们自己实现，为了简便编程，可以使用MoveTo和LineTo函数，也可以调用自己在实验2中编写的DDA或者Bresenham画线函数）；

6、 在类CTransformView的OnDraw()函数中添加绘制三角形的代码；

void CTransformView::OnDraw(CDC* pDC) {

CTransformDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc);

// TODO: add draw code for native data here DrawTriangle(pDC); }

7、 映射菜单消息，方法是打开ResourceView菜单，依次展开MENU \\ IDR_MAINFRAME，添加“图

形变换”主菜单项，在其下添加“平移”，如图3所示。

图3

8、 在TransformView.cpp文件中（类CTransformView中）映射平移的菜单消息，触发平移函数。代

码如下：

void CTransformView::OnMenuTransformTranslate() {

// TODO: Add your command handler code here int nX = 50;

int nY = 80; //平移的X坐标和Y坐标 for(int i=0; i<3; i++) { Pt[i].x += nX; Pt[i].y += nY; }

RedrawWindow(); //该行代码必不可少，用于触发OnDraw()函数 }

9、 与平移类似，请同学们自己依次添加“缩放”和“旋转”菜单，并实现相应的“缩放”菜单和“旋

转”菜单的消息映射函数。 10、 添加捕获键盘的消息，实现用键盘控制三角形的平移、缩放和旋转。在TransformView.cpp

文件中单击鼠标右键，选择ClassWizard，如图4所示，为键盘消息WM_KEYDOWN添加消息映射函数，代码如下：

void CTransformView::OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags) {

// TODO: Add your message handler code here and/or call default int i=0;

CPoint TmpPt = Pt[0]; switch (nChar){ case VK_UP: //用上箭头控制三角形向上移动 for(i=0; i<3; i++) { Pt[i].y -= 5; } break; case VK_DOWN: //用下箭头控制三角形向下移动 for(i=0; i<3; i++) { Pt[i].y += 5;

}

} break; 。。。。。。 // }

RedrawWindow();

CView::OnKeyDown(nChar, nRepCnt, nFlags);

图4

11、 请同学们在WM_KEYDOWN的消息映射函数中，再自己实现用左、右箭头控制三角形移动

的代码。左右箭头的虚键分别为VK_LEFT, VK_RIGHT。 12、 请同学们在WM_KEYDOWN的消息映射函数中，再自己实现用Z和X键控制三角形放大1

倍和缩小1倍的代码。在消息映射函数中，按下Z键，说明nChar=Z的ASCII码；其他字母相同。 13、 请同学们在WM_KEYDOWN的消息映射函数中，再自己实现用R键控制三角形旋转的代

码。多按几下R键，看看会发生什么情况？为什么会这样？如何解决？

五、核心代码：

这里将自己编写的上机程序中的主要代码拷贝粘贴过来； Ondraw：

void CShiyqan5View::OnDraw(CDC* pDC) { CShiyqan5Doc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc);

DrawTriangle(pDC); }

用DDA画出三角形

void CShiyqan5View::DrawTriangle(CDC *pDC) {

DDALine(Pt[0].x,Pt[0].y,Pt[1].x,Pt[1].y,RGB(0,147,145)); DDALine(Pt[1].x,Pt[1].y,Pt[2].x,Pt[2].y,RGB(0,147,145)); DDALine(Pt[2].x,Pt[2].y,Pt[0].x,Pt[0].y,RGB(0,147,145)); }

void CShiyqan5View::DDALine(int x0, int y0, int x1, int y1, COLORREF color) {

CDC *pDC = this->GetDC(); int i;

float dx, dy, length,x,y;

if (fabs(x1-x0)>=fabs(y1-y0)) length=fabs(x1-x0); else

length=fabs(y1-y0); dx= (x1-x0)/length; dy=(y1-y0)/length; i=1;x= x0;y= y0; while(i<=length) {

pDC->SetPixel(int (x + 0.5), int (y + 0.5), color); x=x+dx; y=y+dy; i++; }

实现图形平移

void CShiyqan5View::OnMenuTransformTranslate() { // TODO: Add your command handler code here int nX = 50; int nY = 80; //平移的X坐标和Y坐标 for(int i=0; i<3; i++) { Pt[i].x += nX; Pt[i].y += nY; } RedrawWindow();

实现向下移动：

向左

键盘向右

实现Z的缩放

实现X的放大

实现R的旋转

七、思考题（尽量做，计入成绩）：

1、将三角形A(250,200),B(100,100),C(300,200)绕P(200,100)点旋转45°，求旋转后的三角形的坐标。 要求画出原三角形、坐标系、点P，旋转后得到的新三角形。――要求上机完成

2、如何较好地绘出一个平面直角坐标系？ (1)Scale法

通过自定义左上角和右下角坐标来设置新的坐标系统。用户通过自定义坐标时，一般先选定ScaleMode=0，然后设定用户自定义坐标ScaleMode=3，最后用Scale方法定义坐标系。 （2）通过对象属性ScaleLeft和ScaleTop直接赋值自定义坐标系

3、在Turbo C中如果要编写菜单的实现程序，是什么步骤？

首先建立类向导，然后在Project的Cshiyan5View下的，Message是command下建立一个新的成员函数。然后设好ID，并且名字可以改成想要的。建好后就可以在函数体中添加代码，来实现菜单。 例如：

void CShiyqan5View::OnMenuTransformTranslate() {

// TODO: Add your command handler code here int nX = 50;

int nY = 80; //平移的X坐标和Y坐标 for(int i=0; i<3; i++) { Pt[i].x += nX; Pt[i].y += nY; }

RedrawWindow();

4、如果OnKeyDown函数中不加RedrawWindow()语句，会出现什么结果？为什么？ RedrawWindow()是用来触发Ondraw函数的，如果不用则无法进行调用。

5、为什么旋转程序的结果和预计的不一样？

因为P点是左上角的一个点，随着三角形的旋转，围绕着的中心点不断向外延伸出去。这样就和预想的结果有些不同了。

八、实验体会

通过这次试验，我学到了图形变换的基本方法，同时初步掌握映射菜单消息和捕获键盘消息的方法。根据实验指导书的要求，以三角形为例，使用Visual C＋＋实现二维图形的平移、旋转和缩放功能。

在映射平移的菜单消息中，触发平移函数。使用RedrawWindow();这条语句，该行代码必不可少，用于触发OnDraw()函数。然后在实现缩放和平移的内容。

在做实验时我一直编译不通过，经过老师的提点之后，发现我一开始是在Frame下建立类向导，而实际是应该在View下建立，但是我只是把相应的代码从程序中删除了，而没有实际把他们删掉，使得程序总是编译不通过。经过老师的提点后，发现其实错误根本还没有完全删除，再改正之后，程序才得以编译成功。

添加捕获键盘的消息，在实现键盘上下左右的位移，通过上面的实验指导书中的内容加以改编，可以完成，还需加上case 和要用的按钮。在添加ZXR的虚键时，算了下他们相对应的ASCII码，之后进行编写代码，把之前做的缩放、旋转加进去，这样即可实现。

按照实验内容，共做了13步实验，并加以实现。

九、注意及特别说明

1、 实验内容及步骤中的前9步为必须完成的实验内容，第10步至第13步，请同学们根据自己的兴趣选

做；

2、 如对Visual C++的编译环境不熟悉，请课下提前参考Visual C++的相关书籍和MSDN。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2w37.html