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 MyRect
{
float xmin, xmax, ymin, ymax;
};
MyRect rect;
int x0, y0, x1, y1;
int CompCode(int x, int y, MyRect 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(MyRect 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;
}
5．实验思考
请分别给出直线的三种不同位置情况，测试实验代码是否存在问题，如果有请调试改正，并尝试实现梁友栋裁剪算法。
