一、实验目的

1.熟练掌握生成直线的DDA算法

2.熟练掌握生成直线的中点算法

3.熟练掌握生成圆的Bresenham算法

二、实验过程

1.生成直线的DDA算法

（1）利用已经建立好的DDA直线操作框架，用DDA算法生成直线函数替换系统提供的画线函数g.DrawLine

private void Form1_MouseClick(object sender, MouseEventArgs e)
{Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备Pen MyPen = new Pen(Color.Red, 1);if (MenuID == 1){if (PressNum == 0)          //第一点，保留{FirstX = e.X;FirstY = e.Y;OldX = e.X;OldY = e.Y;}else                        //第二点，画线{DDALine1(FirstX, FirstY, e.X, e.Y);}PressNum++;if (PressNum >= 2){PressNum = 0;           //画线完毕，清零，为画下一条线做准备}}
}

（2）建立DDALine1函数实现DDA直线算法

        private void DDALine1(int x0, int y0, int x1, int y1){int x, flag;float m, y;Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备if (x0 == x1 && y0 == y1) return;   //端点重叠，不画。这种情况不可忽略，否则程序有缺陷if (x0 == x1)   //垂直线{if (y0 > y1)    //保证y0为最小{x = y0;y0 = y1;y1 = x;}for (x = y0; x <= y1; x++){g.DrawRectangle(Pens.Red, x1, x, 1, 1); //画点函数，在（x1,x）处画红点}return;}if (y0 == y1)   //水平线{if (x0 > x1){x = x0; x0 = x1; x1 = x;}for (x = x0; x <= x1; x++){g.DrawRectangle(Pens.Red, x, y0, 1, 1);}return;}if (x0 > x1)    //按照算法，（x0，y0)是左端点。如果不满足，就将（x0，y0）、（x1，y1）互换{x = x0; x0 = x1; x1 = x;x = y0; y0 = y1; y1 = x;}flag = 0;   //记录线段种类if (x1 - x0 > y1 - y0 && y1 - y0 > 0) flag = 1; //第一种线段，不做转化工作if (x1 - x0 > y0 - y1 && y0 - y1 > 0)   //第二种线段，转化{flag = 2;y0 = -y0;y1 = -y1;   //关于X轴对称，图形点Y坐标加负号}if (y1 - y0 > x1 - x0)  //第三种线段，关于y=x对称，图形点坐标x,y互换位置{flag = 3;x = x0; x0 = y0; y0 = x;x = x1; x1 = y1; y1 = x;}if (y0 - y1 > x1 - x0)  //第四种线段转化为第一种线段{flag = 4;x = x0; x0 = -y0; y0 = x;x = x1; x1 = -y1; y1 = x;}m = (float)(y1 - y0) / (float)(x1 - x0);for (x = x0, y = (float)y0; x <= x1; x++, y += m){if (flag == 1) g.DrawRectangle(Pens.Red, x, (int)(y + 0.5), 1, 1);if (flag == 2) g.DrawRectangle(Pens.Red, x, -(int)(y + 0.5), 1, 1);if (flag == 3) g.DrawRectangle(Pens.Red, (int)(y + 0.5), x, 1, 1);if (flag == 3) g.DrawRectangle(Pens.Red, (int)(y + 0.5), -x, 1, 1);}}

（3）运行结果

2.生成直线的中点算法

（1）在Form1. cs[设计]页面中，点击、展开菜单项“基本图形生成”，选中子菜单项“中点直线”，并将子菜单项“中点直线”的Name属性值改为"MidLine"

（2）双击“中点直线”菜单项，系统自动建立菜单响应函数MidLine_Click，在该函数中插入如下语句

        private void MidLine_Click(object sender, EventArgs e){MenuID = 2; PressNum = 0;Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备g.Clear(BackColor1);    //设置背景色}

（3）因为中点直线的操作方法与DDA直线操作方法完全一样，因此只要能够对两者加以区分，就可以借用DDA直线鼠标操作实现程序部分。为此，做如下修改

private void Form1_MouseClick(object sender, MouseEventArgs e){Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备Pen MyPen = new Pen(Color.Red, 1);if (MenuID == 1 || MenuID == 2){if (PressNum == 0)          //第一点，保留{FirstX = e.X;FirstY = e.Y;OldX = e.X;OldY = e.Y;}else                        //第二点，画线{if (MenuID == 1)DDALine1(FirstX, FirstY, e.X, e.Y);if (MenuID == 2)MidLine1(FirstX, FirstY, e.X, e.Y);}PressNum++;if (PressNum >= 2){PressNum = 0;           //画线完毕，清零，为画下一条线做准备}}}private void Form1_MouseMove(object sender, MouseEventArgs e){Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备Pen BackPen = new Pen(BackColor1, 1);Pen MyPen = new Pen(ForeColor1, 1);if ((MenuID == 1 || MenuID == 2) && PressNum == 1){if (!(e.X == OldX && e.Y == OldY)){g.DrawLine(BackPen, FirstX, FirstY, OldX, OldY);g.DrawLine(MyPen, FirstX, FirstY, e.X, e.Y);OldX = e.X;OldY = e.Y;}}}

（4）建立MidLine1函数实现中点直线算法

        private void MidLine1(int x0, int y0, int x1, int y1){int x, y, d, flag;Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备if (x0 == x1 && y0 == y1) return;   //端点重叠，不画if (x0 == x1)   //垂直线{if (y0 > y1){x = y0;y0 = y1;y1 = x;}for (y = y0; y <= y1; y++){g.DrawRectangle(Pens.Red, x1, y, 1, 1); //画点函数，在（x1,y）处画红点}return;}if (y0 == y1)   //水平线{if (x0 > x1){x = x0; x0 = x1; x1 = x;}for (x = x0; x <= x1; x++){g.DrawRectangle(Pens.Red, x, y0, 1, 1);//画点函数，在（x,y0）处画红点}return;}if (x0 > x1)    //起点（x0，y0)是左端点，如果不满足，就将（x0，y0）、（x1，y1）互换{x = x0; x0 = x1; x1 = x;x = y0; y0 = y1; y1 = x;}flag = 0;   //直线类别标记if (x1 - x0 > y1 - y0 && y1 - y0 > 0) flag = 1; //第一种线段，不做转化工作if (x1 - x0 > y0 - y1 && y0 - y1 > 0)   //第二种线段转化为第一种线段{flag = 2;y0 = -y0;y1 = -y1;}if (y1 - y0 > x1 - x0)  //第三种线段转化为第一种线段{flag = 3;x = x0; x0 = y0; y0 = x;x = x1; x1 = y1; y1 = x;}if (y0 - y1 > x1 - x0)  //第四种线段转化为第一种线段{flag = 4;x = x0; x0 = -y0; y0 = x;x = x1; x1 = -y1; y1 = x;}x = x0; y = y0; d = (x1 - x0) - 2 * (y1 - y0);while (x < x1 + 1){if (flag == 1) g.DrawRectangle(Pens.Red, x, y, 1, 1);if (flag == 2) g.DrawRectangle(Pens.Red, x, -y, 1, 1);if (flag == 3) g.DrawRectangle(Pens.Red, y, x, 1, 1);if (flag == 3) g.DrawRectangle(Pens.Red, y, -x, 1, 1);x++;if (d > 0){d = d - 2 * (y1 - y0);}else{y++;d = d - 2 * ((y1 - y0) - (x1 - x0));}}}

（5）运行结果

3.生成圆的Bresenham算法

（1）在“基本图形生成”菜单项下选中子菜单“Bresenham圆”，将子菜单的Name属性值改为“BresenhamCircle”

（2）双击子菜单项“Bresenham圆”，在系统生成的菜单响应函数BresenhamCircle_Click中增添如下内容

        private void BresenhamCircle_Click(object sender, EventArgs e){MenuID = 5; PressNum = 0;Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备g.Clear(BackColor1);            //设置背景色}

（3）和直线生成一样，这里的响应函数只是做一个基本图形生成的类型标识，真正的图形生成操作在鼠标操作中完成。鼠标画圆的操作方式确定为：先用鼠标确定圆心，再用鼠标确定圆上任意一点。在鼠标点击响应函数中插人如下语句

        private void Form1_MouseClick(object sender, MouseEventArgs e){Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备Pen MyPen = new Pen(Color.Red, 1);if (MenuID == 1 || MenuID == 2){if (PressNum == 0)          //第一点，保留{FirstX = e.X;FirstY = e.Y;OldX = e.X;OldY = e.Y;}else                        //第二点，画线{if (MenuID == 1)DDALine1(FirstX, FirstY, e.X, e.Y);if (MenuID == 2)MidLine1(FirstX, FirstY, e.X, e.Y);}PressNum++;if (PressNum >= 2){PressNum = 0;           //画线完毕，清零，为画下一条线做准备}}if (MenuID == 5) //画圆部分{if (PressNum == 0)    //圆心，保留{FirstX = e.X;FirstY = e.Y;}else //圆上任意一点，确定半径{if (FirstX == e.X && FirstY == e.Y) return;BresenhamCircle1(FirstX, FirstY, e.X, e.Y);}PressNum++;if (PressNum >= 2){PressNum = 0;           //画圆完毕，清零，为画下一个圆做准备}}}

（4）在鼠标移动响应函数中插入如下语句

        private void Form1_MouseMove(object sender, MouseEventArgs e){Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备Pen BackPen = new Pen(BackColor1, 1);Pen MyPen = new Pen(ForeColor1, 1);if ((MenuID == 1 || MenuID == 2) && PressNum == 1){if (!(e.X == OldX && e.Y == OldY)){g.DrawLine(BackPen, FirstX, FirstY, OldX, OldY);g.DrawLine(MyPen, FirstX, FirstY, e.X, e.Y);OldX = e.X;OldY = e.Y;}}if (MenuID == 5 && PressNum == 1){if (!(e.X == OldX && e.Y == OldY)){//求圆半径double r = Math.Sqrt((FirstX - OldX) * (FirstX - OldX) + (FirstY - OldY) * (FirstY - OldY));int r1 = (int)(r + 0.5);    //取整g.DrawEllipse(BackPen, FirstX - r1, FirstY - r1, 2 * r1, 2 * r1);//擦除旧圆//求圆半径r = Math.Sqrt((FirstX - e.X) * (FirstX - e.X) + (FirstY - e.Y) * (FirstY - e.Y));r1 = (int)(r + 0.5);     //取整g.DrawEllipse(MyPen, FirstX - r1, FirstY - r1, 2 * r1, 2 * r1);}}}

（5）g.DrawEllipse函数是系统提供的画椭圆函数，这里借助它,通过画一个长短轴相等的椭圆，实现画圆的橡皮筋。BresenhamCircle1函数是真正用圆的算法实现画圆的函数，还没建立。在程序Form1.cs程序中建立BresenhamCircle1函数如下

        private void BresenhamCircle1(int x0, int y0, int x1, int y1){int r, d, x, y;Graphics g = CreateGraphics();  //创建图形设备r = (int)(Math.Sqrt((x1 - x0) * (x1 - x0) + (y1 - y0) * (y1 - y0)) + 0.5);x = 0; y = r; d = 3 - 2 * r;while (x < y || x == y){g.DrawRectangle(Pens.Blue, x + x0, y + y0, 1, 1);g.DrawRectangle(Pens.Red, -x + x0, y + y0, 1, 1);g.DrawRectangle(Pens.Green, x + x0, -y + y0, 1, 1);g.DrawRectangle(Pens.Yellow, -x + x0, -y + y0, 1, 1);g.DrawRectangle(Pens.Black, y + x0, x + y0, 1, 1);g.DrawRectangle(Pens.Red, -y + x0, x + y0, 1, 1);g.DrawRectangle(Pens.Red, y + x0, -x + y0, 1, 1);g.DrawRectangle(Pens.Red, -y + x0, -x + y0, 1, 1);x++;if (d < 0 || d == 0){d = d + 4 * x + 6;}else{y = y - 1;d = d + 4 * (x - y) + 10;}}}

（6）运行结果

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