计算机图形学头歌合集（题集附解）

CG1-v1.0-点和直线的绘制

第1关：OpenGL点的绘制

第2关：OpenGL简单图形绘制

第3关：OpenGL直线绘制

第4关：0<1直线绘制-dda算法<>

第5关：0<1直线绘制-中点算法<>

第6关：一般直线绘制

CG1-v2.0-直线绘制

第1关：直线光栅化-DDA画线算法

第2关：直线光栅化-中点画线算法

第3关：直线光栅化-Bresenham画线算法

第4关：直线光栅化-任意斜率的Bresenham画线算法

CG2-v2.0-三角形填充

第1关：扫描线填充法

第2关：重心坐标填充法

第3关：同侧判断填充法

直线裁剪v1.0

第1关：Cohen-Sutherland编码裁剪算法

第2关：中点分割裁剪算法

第3关：Liang-Barsky参数化裁剪算法

CG2-v1.0-二维几何变换

第1关：正方形的平移与缩放

第2关：正方形的平移和旋转

第3关：正方形的变换组合

第4关：三菱形状

CG3-v2.0-图形几何变换

第1关：平移、缩放、旋转正方体

第2关：图形的平移与缩放

第3关：图形的平移与旋转

第4关：图形的旋转与缩放

第5关：绘制三菱形状

模型、观察及视口变换v1.0

第1关：立方体模型变换

第2关：立方体观察变换

第3关：立方体视口变换

模型、观察及视口变换v2.0

第1关：模型变换-左右两个立方体

第2关：观察变换

第3关：视口变换

投影变换v1.0

第1关：立方体透视投影

第2关：立方体平行投影

投影变换v2.0

第1关：一点透视

第2关：两点透视

第3关：三视图与正等测投影

第4关：视口变换与三视图

CG1-v1.0-点和直线的绘制

第1关：OpenGL点的绘制

一. 任务描述

根据下面要求，在右侧修改代码，绘制出预期输出的图片。平台会对你编写的代码进行测试。

1.本关任务

熟悉编程环境；了解光栅图形显示器的特点；了解计算机绘图的特点；进行编程，以OpenGL为开发平台设计程序，以能够在屏幕上生成三个坐标、颜色和尺寸一定的点。

2.预期输出

3.具体要求

(1) 背景色为黑色，用 glClearColor()来完成；

(2) 渲染的点的直径设置为 3；

(3) 选用 GL_POINTS 作为图形类型；

(4) 三个点的颜色分别为（1.0f, 0.0f, 0.0f), (0.0f,1.0f,0.0f), (0.0f,0.0f,1.0f)；

(5) 三个点对应的顶点坐标分别为（-0.4f,-0.4f), (0.0f,0.0f), (0.4f,0.4f)。

// 提示：写完代码请保存之后再进行评测
#include <GL/freeglut.h>
#include<stdio.h>// 评测代码所用头文件-开始
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
// 评测代码所用头文件-结束void myDisplay(void)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);glPointSize(3);glBegin(GL_POINTS);glColor3f(1.0,0.0,0.0);glVertex2f(-0.4,-0.4);glColor3f(0.0,1.0,0.0);glVertex2f(0.0,0.0);glColor3f(0.0,0.0,1.0);glVertex2f(0.4,0.4);glEnd();/********** End **********/glFlush();
}int main(int argc, char *argv[])
{glutInit(&argc, argv);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Hello Point!");glutDisplayFunc(&myDisplay);glutMainLoopEvent();     /*************以下为评测代码，与本次实验内容无关，请勿修改**************/GLubyte* pPixelData = (GLubyte*)malloc(400 * 400 * 3);//分配内存GLint viewport[4] = {0};    glReadBuffer(GL_FRONT);glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);glReadPixels(viewport[0], viewport[1], viewport[2], viewport[3], GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pPixelData);cv::Mat img;std::vector<cv::Mat> imgPlanes;img.create(400, 400, CV_8UC3);cv::split(img, imgPlanes);for(int i = 0; i < 400; i ++) {unsigned char* plane0Ptr = imgPlanes[0].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane1Ptr = imgPlanes[1].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane2Ptr = imgPlanes[2].ptr<unsigned char>(i);for(int j = 0; j < 400; j ++) {int k = 3 * (i * 400 + j);plane2Ptr[j] = pPixelData[k];plane1Ptr[j] = pPixelData[k+1];plane0Ptr[j] = pPixelData[k+2];}}cv::merge(imgPlanes, img);cv::flip(img, img ,0); cv::namedWindow("openglGrab");cv::imshow("openglGrab", img);//cv::waitKey();cv::imwrite("../img_step1/test.jpg", img);return 0;
}

第2关：OpenGL简单图形绘制

一.任务描述

根据下面要求，在右侧修改代码，绘制出预期输出的图片。平台会对你编写的代码进行测试。

1.本关任务

利用 OpenGL 作为开发平台设计程序，生成一个光栅图。

2.预期输出

3.具体要求

(1).使用黑色作为背景，采用 glClearColor 来实现；

(2).绘制一个矩形，颜色为(1.0f,1.0f,1.0f)，矩阵位置（-0.5f，-0.5f，0.5f，0.5f)；

(3).绘制一个三角形，三个顶点颜色分别为（1.0f, 0.0f, 0.0f), (0.0f,1.0f,0.0f)， (0.0f,0.0f,1.0f)，对应的顶点坐标分别为(0.0f,1.0f), (0.8f,-0.5f), (-0.8f,-0.5f)；

(4).绘制三个直径为3的点，颜色为（1.0f, 0.0f, 0.0f)， (0.0f,1.0f,0.0f)， (0.0f,0.0f,1.0f)，对应的顶点坐标分别为（-0.4f,-0.4f), (0.0f,0.0f)，(0.4f,0.4f)。

// 提示：写完代码请保存之后再进行评测
#include <GL/freeglut.h>
#include<stdio.h>// 评测代码所用头文件-开始
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
// 评测代码所用头文件-结束void myDisplay(void)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);glColor3f(1.0,1.0,1.0);glRectf(-0.5,-0.5,0.5,0.5);glBegin(GL_TRIANGLES);glColor3f(1.0,0.0,0.0);glVertex2f(0.0,1.0);glColor3f(0.0,1.0,0.0);glVertex2f(0.8,-0.5);glColor3f(0.0,0.0,1.0);glVertex2f(-0.8,-0.5);glEnd();glPointSize(3);glBegin(GL_POINTS);glColor3f(1.0,0.0,0.0);glVertex2f(-0.4,-0.4);glColor3f(0.0,1.0,0.0);glVertex2f(0.0,0.0);glColor3f(0.0,0.0,1.0);glVertex2f(0.4,0.4);glEnd();/********** End **********/glFlush();
}int main(int argc, char *argv[])
{glutInit(&argc, argv);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Hello Point!");glutDisplayFunc(&myDisplay);glutMainLoopEvent();     /*************以下为评测代码，与本次实验内容无关，请勿修改**************/GLubyte* pPixelData = (GLubyte*)malloc(400 * 400 * 3);//分配内存GLint viewport[4] = {0};    glReadBuffer(GL_FRONT);glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);glReadPixels(viewport[0], viewport[1], viewport[2], viewport[3], GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pPixelData);cv::Mat img;std::vector<cv::Mat> imgPlanes;img.create(400, 400, CV_8UC3);cv::split(img, imgPlanes);for(int i = 0; i < 400; i ++) {unsigned char* plane0Ptr = imgPlanes[0].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane1Ptr = imgPlanes[1].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane2Ptr = imgPlanes[2].ptr<unsigned char>(i);for(int j = 0; j < 400; j ++) {int k = 3 * (i * 400 + j);plane2Ptr[j] = pPixelData[k];plane1Ptr[j] = pPixelData[k+1];plane0Ptr[j] = pPixelData[k+2];}}cv::merge(imgPlanes, img);cv::flip(img, img ,0); cv::namedWindow("openglGrab");cv::imshow("openglGrab", img);//cv::waitKey();cv::imwrite("../img_step2/test.jpg", img);return 0;
}

第3关：OpenGL直线绘制

一.任务描述

根据下面要求，在右侧修改代码，绘制出预期输出的图片。平台会对你编写的代码进行测试。

1.本关任务

理解基本图形元素光栅化的基本原理；了解和使用OpenGL的生成直线的命令，来验证程序运行结果。

2.预期输出

3.具体要求

(1).背景色为黑色，用 glclearcolor 来完成；

(2).绘制一个矩形，颜色为(1.0f,0.0f,0.0f)，矩形位置（25.0，25.0，75.0，75.0)；

(3).绘制一个直径为10的点，颜色为（0.0f, 1.0f, 0.0f)，对应的点坐标为原点；

(4).利用GL_LINES的绘线方式绘制一条线，其中线段的两个顶点颜色分别为(0.0f, 1.0f, 0.0f),(0.0f, 1.0f, 0.0f)两个顶点的坐标分别为(100.0f, 0.0f),(180.0f, 240.0f);

5.调用向glutReshapeFunC注册的函数。

// 提示：写完代码请保存之后再进行评测
#include <GL/freeglut.h>
#include<stdio.h>// 评测代码所用头文件-开始
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
// 评测代码所用头文件-结束void myDisplay(void)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);glColor3f(1.0,0.0f,0.0f);glRectf(25.0,25.0,75.0,75.0);glPointSize(10);glBegin(GL_POINTS);glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);glVertex2f(0.0f,0.0f);glEnd();glBegin(GL_LINES);glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);glVertex2f(100.0f,0.0f);glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);glVertex2f(180.0f,240.0f);glEnd();/********** End **********/glFlush();
}
void Init()
{glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_SMOOTH);
}
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);
}int main(int argc, char *argv[])
{glutInit(&argc, argv);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Hello Point!");Init();glutDisplayFunc(myDisplay);glutReshapeFunc(myReshape);glutMainLoopEvent();     /*************以下为评测代码，与本次实验内容无关，请勿修改**************/GLubyte* pPixelData = (GLubyte*)malloc(400 * 400 * 3);//分配内存GLint viewport[4] = {0};    glReadBuffer(GL_FRONT);glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);glReadPixels(viewport[0], viewport[1], viewport[2], viewport[3], GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pPixelData);cv::Mat img;std::vector<cv::Mat> imgPlanes;img.create(400, 400, CV_8UC3);cv::split(img, imgPlanes);for(int i = 0; i < 400; i ++) {unsigned char* plane0Ptr = imgPlanes[0].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane1Ptr = imgPlanes[1].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane2Ptr = imgPlanes[2].ptr<unsigned char>(i);for(int j = 0; j < 400; j ++) {int k = 3 * (i * 400 + j);plane2Ptr[j] = pPixelData[k];plane1Ptr[j] = pPixelData[k+1];plane0Ptr[j] = pPixelData[k+2];}}cv::merge(imgPlanes, img);cv::flip(img, img ,0); cv::namedWindow("openglGrab");cv::imshow("openglGrab", img);//cv::waitKey();cv::imwrite("../img_step3/test.jpg", img);return 0;
}

第4关：0<k<1直线绘制-DDA算法

一.任务描述

根据下面要求，在右侧修改代码，绘制出预期输出的图片。平台会对你编写的代码进行测试。

1.本关任务

掌握一种基本图形元素光栅化算法，利用OpenGL实现直线光栅化的DDA算法。

2.预期输出

3.具体要求

(1).背景色为黑色，用 glclearcolor 来完成；

(2).利用DDA算法生成一条直线，线粗为1，直线颜色为(1.0f,1.0f,0.0f),直线两端点坐标为（0，0，200，200）。

// 提示：写完代码请保存之后再进行评测
#include <GL/freeglut.h>
#include<stdio.h>// 评测代码所用头文件-开始
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
// 评测代码所用头文件-结束void LineDDA(int x0, int y0, int x1, int y1)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/int x;int dy, dx;int y;float k;dx = x1 - x0, dy = y1 - y0;k = dy / dx;y = y0;glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);glPointSize(1);for (x = x0; x <= x1; x++){glBegin(GL_POINTS);glVertex2i(x, (int)(y + 0.5)); glEnd();y += k;}/********** End **********/glFlush();
}void myDisplay(void)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);LineDDA( 0, 0, 200, 200);/********** End **********/glFlush();
}
void Init()
{glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_SMOOTH);
}
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);
}int main(int argc, char *argv[])
{glutInit(&argc, argv);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Hello Point!");Init();glutDisplayFunc(myDisplay);glutReshapeFunc(myReshape);glutMainLoopEvent();     /*************以下为评测代码，与本次实验内容无关，请勿修改**************/GLubyte* pPixelData = (GLubyte*)malloc(400 * 400 * 3);//分配内存GLint viewport[4] = {0};glReadBuffer(GL_FRONT);glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);glReadPixels(viewport[0], viewport[1], viewport[2], viewport[3], GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pPixelData);cv::Mat img;std::vector<cv::Mat> imgPlanes;img.create(400, 400, CV_8UC3);cv::split(img, imgPlanes);for(int i = 0; i < 400; i ++) {unsigned char* plane0Ptr = imgPlanes[0].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane1Ptr = imgPlanes[1].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane2Ptr = imgPlanes[2].ptr<unsigned char>(i);for(int j = 0; j < 400; j ++) {int k = 3 * (i * 400 + j);plane2Ptr[j] = pPixelData[k];plane1Ptr[j] = pPixelData[k+1];plane0Ptr[j] = pPixelData[k+2];}}cv::merge(imgPlanes, img);cv::flip(img, img ,0); cv::namedWindow("openglGrab");cv::imshow("openglGrab", img);//cv::waitKey();cv::imwrite("../img_step4/test.jpg", img);return 0;
}

第5关：0<k<1直线绘制-中点算法

一.任务描述

根据下面要求，在右侧修改代码，绘制出预期输出的图片。平台会对你编写的代码进行测试。

1.本关任务

掌握一种基本图形元素光栅化算法，利用OpenGL实现直线光栅化的中点画线算法。

2.预期输出

3.具体要求

(1).背景色为黑色，用 glclearcolor 来完成；

(2).利用中点画线算法生成一条直线，线粗为1，直线颜色为(0.0f,1.0f,0.0f),直线两端点坐标为（10，50，300，260）。

// 提示：写完代码请保存之后再进行评测
#include <GL/freeglut.h>
#include<stdio.h>// 评测代码所用头文件-开始
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
// 评测代码所用头文件-结束void MidPLine(int x0, int y0, int x1, int y1)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/int dx, dy, dt, db, d, x, y;dx = x1- x0;dy = y1 - y0;d = dx - 2*dy;          dt = 2*dx - 2*dy;       db = -2*dy;            x = x0; y = y0;glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);glPointSize(1);glBegin(GL_POINTS);glVertex2i(x, y);glEnd();while (x < x1){if (d < 0){x++;y++;d += dt;}else{x++;d += db;}glBegin(GL_POINTS);glVertex2i(x, y);glEnd();}/********** End **********/glFlush();
}void myDisplay(void)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);MidPLine(10,50,300,260);/********** End **********/glFlush();
}
void Init()
{glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_SMOOTH);
}
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);
}int main(int argc, char *argv[])
{glutInit(&argc, argv);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Hello Point!");Init();glutDisplayFunc(myDisplay);glutReshapeFunc(myReshape);glutMainLoopEvent();     /*************以下为评测代码，与本次实验内容无关，请勿修改**************/GLubyte* pPixelData = (GLubyte*)malloc(400 * 400 * 3);//分配内存GLint viewport[4] = {0};glReadBuffer(GL_FRONT);glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);glReadPixels(viewport[0], viewport[1], viewport[2], viewport[3], GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pPixelData);cv::Mat img;std::vector<cv::Mat> imgPlanes;img.create(400, 400, CV_8UC3);cv::split(img, imgPlanes);for(int i = 0; i < 400; i ++) {unsigned char* plane0Ptr = imgPlanes[0].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane1Ptr = imgPlanes[1].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane2Ptr = imgPlanes[2].ptr<unsigned char>(i);for(int j = 0; j < 400; j ++) {int k = 3 * (i * 400 + j);plane2Ptr[j] = pPixelData[k];plane1Ptr[j] = pPixelData[k+1];plane0Ptr[j] = pPixelData[k+2];}}cv::merge(imgPlanes, img);cv::flip(img, img ,0); cv::namedWindow("openglGrab");cv::imshow("openglGrab", img);//cv::waitKey();//cv::imwrite("../img_step5/test.jpg", img);return 0;
}

第6关：一般直线绘制

一.任务描述

1.本关任务

在前面关卡的基础上，根据下面具体要求，利用OpenGL画点函数来实现一般直线（所有斜率情况）的绘制算法。

2.预期输出

3.具体要求

根据下面要求，在右侧修改代码，绘制出预期输出的图片，并进行评测。

(1) 直线颜色为红色(1.0f,0.0f,0.0f), 线粗为1；

(2) 实现一般直线（所有斜率情况）的绘制算法，并将代码填写在函数void Line(int x0, int y0, int x1, int y1)中；

(3) 绘制一个五角星来测试上述直线绘制算法，并将代码填写在函数void myDisplay(void)中指定位置。五角星的顶点坐标分别为：(261, 215), (344, 275),(429, 213), (398, 319), (477, 384), (378, 385), (344, 491), (310, 384), (209, 382), (292, 319).

// 提示：写完代码请保存之后再进行评测
#include <GL/freeglut.h>
#include <algorithm>
#include <stdio.h>
using namespace std;// 评测代码所用头文件-开始
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
// 评测代码所用头文件-结束void Line(int x0, int y0, int x1, int y1)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);glBegin(GL_POINTS);glPointSize(1);int dx = abs(x1 - x0);int dy = abs(y1 - y0);if (dx > dy) // x方向为步进方向{if (x0 > x1) //确保x0<x1，这样循环中x=x+1{swap(x0, x1);swap(y0, y1);}int d = dx - 2 * dy;int d1 = 2 * dx - 2 * dy;int d2 = -2 * dy;int x = x0;int y = y0;int yIncr = (y1 > y0) ? 1 : -1; // 比较两端点y值大小决定y的增量值glVertex2i(x, y);for (int x = x0 + 1; x <= x1; x++){if (d < 0){y = y + yIncr;d = d + d1;}elsed = d + d2;glVertex2i(x, y);}}else{if (y0 > y1){swap(x0, x1);swap(y0, y1);}int d = dy - 2 * dx;int d1 = 2 * dy - 2 * dx;int d2 = -2 * dx;int x = x0;int y = y0;int xIncr = (x1 > x0) ? 1 : -1;glVertex2i(x, y);for (int y = y0 + 1; y <= y1; y++){if (d < 0){x = x + xIncr;d = d + d1;}elsed = d + d2;glVertex2i(x, y);}}glEnd();/********** End **********/
}void myDisplay(void)
{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);// 请在此添加你的代码用来测试直线绘制代码/********** Begin ********/Line(261, 215, 344, 275);Line(344, 275, 429, 213);Line(429, 213, 398, 319);Line(398, 319, 477, 384);Line(477, 384, 378, 385);Line(378, 385, 344, 491);Line(344, 491, 310, 384);Line(310, 384, 209, 382);Line(209, 382, 292, 319);Line(292, 319, 261, 215);/********** End **********/glFlush();
}
void Init()
{glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_SMOOTH);
}
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);
}int main(int argc, char *argv[])
{int width = 800;int height = 600;glutInit(&argc, argv);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(width, height);glutCreateWindow("Hello Line!");Init();glutDisplayFunc(myDisplay);glutReshapeFunc(myReshape);glutMainLoopEvent();    /*************以下为评测代码，与本次实验内容无关，请勿修改**************/GLubyte* pPixelData = (GLubyte*)malloc(width * height * 3);//分配内存GLint viewport[4] = {0};glReadBuffer(GL_FRONT);glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);glReadPixels(viewport[0], viewport[1], viewport[2], viewport[3], GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pPixelData);cv::Mat img;std::vector<cv::Mat> imgPlanes;img.create(height, width, CV_8UC3);cv::split(img, imgPlanes);for(int i = 0; i < height; i ++) {unsigned char* plane0Ptr = imgPlanes[0].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane1Ptr = imgPlanes[1].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane2Ptr = imgPlanes[2].ptr<unsigned char>(i);for(int j = 0; j < width; j ++) {int k = 3 * (i * width + j);plane2Ptr[j] = pPixelData[k];plane1Ptr[j] = pPixelData[k+1];plane0Ptr[j] = pPixelData[k+2];}}cv::merge(imgPlanes, img);cv::flip(img, img ,0); cv::namedWindow("openglGrab");cv::imshow("openglGrab", img);//cv::waitKey();//cv::imwrite("../img_step6/test.jpg", img);return 0;
}

CG1-v2.0-直线绘制

第1关：直线光栅化-DDA画线算法

一.任务描述

1.本关任务

(1)根据直线DDA算法补全line函数，其中直线斜率0<k<1； (2)当直线方程恰好经过P(x,y)和T(x,y+1)的中点M时，统一选取直线上方的T点为显示的像素点。

2.输入

(1)直线两端点坐标:(13, 20)和(180,140); (2)直线颜色为白色。

3.输出

程序运行结果为一条直线，具体结果如下图所示：

二.相关知识

1.绘制点函数

image.set(x, y, color)函数是绘制点的函数,参数包括x、y和color。参数x为绘制点的x坐标，参数y为绘制点的y坐标，参数color为绘制点的颜色。

2.DDA算法

DDA算法相关知识点，请参考教材与课件或有关资料。

三.操作说明

(1)按要求补全line函数；

(2)点击窗口右下角"测评"按钮，等待测评结果，如果通过后可进行下一关任务。

#include "tgaimage.h"const TGAColor white = TGAColor(255, 255, 255, 255);
const TGAColor red = TGAColor(255, 0, 0, 255);void line(int x0, int y0, int x1, int y1, TGAImage &image, TGAColor color)
{// Please add the code here/********** Begin ********/int x;float y, k;k = (float)(y1 - y0) / (float)(x1 - x0);y = y0;for (x = x0;x <= x1;x++){image.set(x, int(y + 0.5f),color);y = y + k;}/********** End *********/
}int main(int argc, char** argv)
{TGAImage image(640,480, TGAImage::RGB);line(13, 20, 180, 140, image, white);image.flip_vertically(); // i want to have the origin at the left bottom corner of the imageimage.write_tga_file("../img_step1/test.tga");return 0;
}

第2关：直线光栅化-中点画线算法

一.任务描述

1.本关任务

(1)根据直线中点画线算法补全line函数，其中直线斜率0<k<1，并将main函数中的line函数参数补充完整; (2)当直线方程恰好经过P(x,y)和T(x,y+1)的中点M时，统一选取直线上方的T点为显示的像素点。

2.输入

(1)直线两端点坐标:(100, 100)和(520,300); (2)直线颜色为红色。

3.输出

程序运行结果为一条直线，具体结果如下图所示：

二.相关知识

1.绘制点函数

image.set(x, y, color)函数是绘制点的函数,参数包括x、y和color。参数x为绘制点的x坐标，参数y为绘制点的y坐标，参数color为绘制点的颜色。

2.中点画线算法

中点画线算法相关知识点，请参考教材与课件或有关资料。

三.操作说明

(1)按要求补全line函数；

(2)点击窗口右下角"测评"按钮，等待测评结果，如果通过后可进行下一关任务。

#include "tgaimage.h"const TGAColor white = TGAColor(255, 255, 255, 255);
const TGAColor red = TGAColor(255, 0, 0, 255);void line(int x0, int y0, int x1, int y1, TGAImage &image, TGAColor color)
{// Please add the code here/********** Begin ********/int dx,dy,dt,db,d,x,y;dx = x1 - x0;dy = y1 - y0;d = dx - 2*dy;dt = 2*dx - 2*dy;db = -2*dy;x = x0;y = y0;image.set(x,y,color);while (x < x1){if (d <= 0){    x++;y++;d += dt;}else{x++;d += db;}image.set(x,y,color);}/********** End *********/
}int main(int argc, char** argv)
{TGAImage image(640,480, TGAImage::RGB);// Please add the code here/********** Begin ********/line( 100, 100 , 520 , 300 , image, red );/********** End *********/image.flip_vertically(); // i want to have the origin at the left bottom corner of the imageimage.write_tga_file("../img_step4/test.tga");return 0;
}

第3关：直线光栅化-Bresenham画线算法

一.任务描述

1.本关任务

(1)根据直线Bresenham算法补全line函数，其中直线斜率0<k<1，并将main函数中的line函数参数补充完整; (2)当直线方程恰好经过P(x,y)和T(x,y+1)的中点M时，统一选取直线上方的T点为显示的像素点。

2.输入

(1)直线两端点坐标:(20, 20)和(180,140); (2)直线颜色为白色。

3.输出

程序运行结果为一条直线，具体结果如下图所示：

二.相关知识

1.绘制点函数

image.set(x, y, color)函数是绘制点的函数,参数包括x、y和color。参数x为绘制点的x坐标，参数y为绘制点的y坐标，参数color为绘制点的颜色。

2.Bresenham算法

Bresenham算法相关知识点，请参考教材与课件或有关资料。

三.操作说明

(1)按要求补全line函数；

(2)点击窗口右下角"测评"按钮，等待测评结果，如果通过后可进行下一关任务。

#include "tgaimage.h"const TGAColor white = TGAColor(255, 255, 255, 255);
const TGAColor red = TGAColor(255, 0, 0, 255);void line(int x0, int y0, int x1, int y1, TGAImage &image, TGAColor color)
{// Please add the code here/********** Begin ********/int Dx=x1-x0,Dy=y1-y0,y=y0,D=-Dx;for(int x = x0;x <=x1;x++){image.set(x,y,color);D = D + 2*Dy;if(D >= 0){y++;D = D - 2*Dx;}}/********** End *********/
}int main(int argc, char** argv)
{TGAImage image(640,480, TGAImage::RGB);// Please add the code here/********** Begin ********/line( 20, 20 , 180 , 140 , image, white);/********** End *********/image.flip_vertically(); // i want to have the origin at the left bottom corner of the imageimage.write_tga_file("../img_step2/test.tga");return 0;
}

第4关：直线光栅化-任意斜率的Bresenham画线算法

一.任务描述

1.本关任务

(1)根据直线Bresenham算法补全line函数以绘制白色直线，其中直线斜率为任意情况。 (2)当直线方程恰好经过P(x,y)和T(x,y+1)的中点M时，统一选取直线上方的T点为显示的像素点。

2.输入

代码将自动输入一个OBJ三维人头模型，具体模型如下图：

3.输出

若编写的任意斜率的Bresenham画线算法代码正确，则程序会将模型转换为线条图片，具体结果如下图所示：

二.相关知识

1.绘制点函数

image.set(x, y, color)函数是绘制点的函数,参数包括x、y和color。参数x为绘制点的x坐标，参数y为绘制点的y坐标，参数color为绘制点的颜色。

2.Bresenham算法

Bresenham算法相关知识点，请参考教材与课件或有关资料。

三.操作说明

(1)按要求补全line函数；

(2)点击窗口右下角"测评"按钮，等待测评结果，如果通过后可进行下一关任务。

CG2-v2.0-三角形填充

第1关：扫描线填充法

一. 任务描述

1. 本关任务

了解和掌握扫描线填充法，实现对三角形区域进行填充，具体要求如下： (1) 补全triangle函数; (2) 将main函数中的三角形顶点坐标和triangle函数参数补充完整。

2. 输入

(1) 三角形的三个顶点的坐标:
t0 = {125,50}， t1 = {300,200}， t2 ={200,350};
(2) 三角形区域为蓝色。

3. 输出

程序运行结果为一个蓝色三角形区域，如下图所示：

#include "pngimage.h"
#include<stdio.h>
#include <iostream>struct Vec2i
{int x, y;
};void triangle(Vec2i t0, Vec2i t1, Vec2i t2, PNGImage& image, PNGColor color) {// Please add your code here/********** Begin ********/ if (t0.y>t1.y) std::swap(t0, t1); if (t0.y>t2.y) std::swap(t0, t2); if (t1.y>t2.y) std::swap(t1, t2);int total_height = t2.y-t0.y;for (int y=t0.y; y<=t1.y; y++) { int segment_height = t1.y-t0.y+1;    //be careful with divisions by zerofloat alpha = (float)(y-t0.y)/total_height,beta  = (float)(y-t0.y)/segment_height;   Vec2i A,B;A.y=B.y=y;A.x = t0.x + (t2.x-t0.x)*alpha; B.x = t0.x + (t1.x-t0.x)*beta; if (A.x>B.x) std::swap(A.x, B.x); for (int x=A.x; x<=B.x; x++) { image.set(x, y, color);  } }for (int y = t1.y; y <= t2.y; y++){int segment_height = t2.y-t1.y+1;    float alpha2=(float)(y-t0.y)/total_height,beta2 =(float)(y-t1.y)/segment_height;    Vec2i A2,B2;A2.y=B2.y=y;A2.x = t0.x + (t2.x-t0.x)*alpha2; B2.x = t1.x - (t1.x-t2.x)*beta2; if (A2.x>B2.x) std::swap(A2.x, B2.x); for (int x=A2.x; x<=B2.x; x++) { image.set(x, y, color);  } }
}/********** End **********/
int main(int argc, char** argv) {PNGColor white = PNGColor(255, 255, 255, 255);PNGColor black = PNGColor(0, 0, 0, 255);PNGColor red = PNGColor(255, 0, 0, 255);PNGColor blue = PNGColor(0, 255, 255, 255);int width = 400;int height = 400;PNGImage image(width, height, PNGImage::RGBA); //Error when RGB because lodepng_get_raw_size_lct(w, h, colortype, bitdepth) > in.size() in encodeimage.init(black);// Please add your code here/********** Begin ********/Vec2i t0 = {125 ,50 }, t1 = {300 , 200}, t2 = {200 ,350 };triangle( t0,t1 ,t2, image,PNGColor(0, 255, 255, 255)  );/********** End **********/image.flip_vertically(); // i want to have the origin at the left bottom corner of the imageimage.write_png_file("../img_step3/test.png");return 0;
}

第2关：重心坐标填充法

一. 任务描述

1. 本关任务

了解和掌握重心坐标法，以便能够对三角形区域进行填充，具体要求如下： (1) 补全Triangle和Barycenter函数; (2) 将main函数中的三角形顶点坐标和Triangle函数参数补充完整。

2. 输入

(1) 三角形的三个顶点的坐标:
t0 = {50,50}， t1 = {300,200}， t2 ={200,350};
(2) 三角形颜色区域为绿色。

3. 输出

程序运行结果为一个绿色三角形区域，如下图所示：

#include "pngimage.h"
#include<stdio.h>
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <stdlib.h>
struct Vec2i
{int x, y;
};
struct Vec3f
{float x, y, z;
};
//cross Product
Vec3f cross(const Vec3f& v1, const Vec3f& v2)
{Vec3f v3;v3.x = v1.y * v2.z - v1.z * v2.y;v3.y = v1.z * v2.x - v1.x * v2.z;v3.z = v1.x * v2.y - v1.y * v2.x;return v3;
}
//Determine the point p coordinates are in the triangle abc
Vec3f Barycentre(Vec2i p, Vec2i a, Vec2i b, Vec2i c)
{// Please add your code here/********** Begin ********/Vec3f s[2];s[0].x = c.x-a.x;s[0].y = b.x-a.x;s[0].z = a.x-p.x;s[1].x = c.y-a.y;s[1].y = b.y-a.y;s[1].z = a.y-p.y;Vec3f u = cross(s[0], s[1]);Vec3f v;if (abs(u.z) > 1e-2) {v.x = 1.0-(u.x+u.y)/u.z;v.y = u.y/u.z;v.z = u.x/u.z;} else {v.x = -1;v.y = 1;v.z = 1;}return v;/********** End ********/
}
// Please draw point to make a triangle in bounding box
void Triangle(Vec2i t0, Vec2i t1, Vec2i t2, PNGImage& image, PNGColor color)
{// Please add your code here/********** Begin ********/int xmax,ymax,x,y;xmax=400,ymax=400;Vec2i A;Vec3f v;for(x=0;x<=xmax;x++){for(y=0;y<=ymax;y++){A.x=x;A.y=y;v=Barycentre(A, t0, t1, t2);if(v.x>=0&&v.y>=0&&v.z>=0){image.set(x,y,color);}}}
}/********** End **********/
int main(int argc, char** argv) {PNGColor white = PNGColor(255, 255, 255, 255);PNGColor black = PNGColor(0, 0, 0, 255);PNGColor red = PNGColor(255, 0, 0, 255);PNGColor green = PNGColor(0, 255, 0, 255);    PNGColor blue = PNGColor(0, 255, 255, 255);int width = 400;int height = 400;PNGImage image(width, height, PNGImage::RGBA); //Error when RGB because lodepng_get_raw_size_lct(w, h, colortype, bitdepth) > in.size() in encodeimage.init(black);// Please add your code here/********** Begin ********/Vec2i t0={50,50},t1={300,200 },t2={200,350};Triangle(t0,t1,t2,image, PNGColor(0,255,0,255));/********** End **********/image.flip_vertically(); // i want to have the origin at the left bottom corner of the imageimage.write_png_file("../img_step2/test.png");return 0;
}

第3关：同侧判断填充法

一. 任务描述

1. 本关任务

了解和掌握同侧判断算法，以便能够对三角形区域进行填充，具体要求如下： (1) 并补全Triangle、SameSide和PointInTriangle函数; (2) 将main函数中的三角形顶点坐标和Triangle函数参数补充完整。

2. 输入

(1) 三角形的三个顶点的坐标:
t0 = {50,50}， t1 = {300,200}， t2 ={200,350};
(2) 三角形区域为红色。

3. 输出

程序运行结果为一个红色三角形区域，如下图所示：

#include "pngimage.h"
#include<stdio.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
struct Vec2i
{int x, y;
};//Cross product 
float CrossProduct(Vec2i a,Vec2i b)
{return a.x * b.y - b.x * a.y;
}
//DotProduct
float DotProduct(float cp1,float cp2)
{return cp1*cp2;
}
//Determine if P1 and P2 are on the same side
bool SameSide( Vec2i p,Vec2i a, Vec2i b, Vec2i c )
{// Please add your code here/********** Begin ********/Vec2i AB = {b.x - a.x, b.y - a.y};Vec2i AC = {c.x - a.x, c.y - a.y};Vec2i AP = {p.x - a.x, p.y - a.y};float v1 = CrossProduct(AB, AC);float v2 = CrossProduct(AB, AP);if (DotProduct(v1, v2) >= 0) return 1;else return 0;/********** End **********/
}
//Determine the point coordinates are in the triangle
float PointInTriangle(Vec2i p,Vec2i a, Vec2i b, Vec2i c)
{// Please add your code here/********** Begin ********/return SameSide(a, b, c, p) && SameSide(b, c, a, p) && SameSide(c, a, b, p); /********** End **********/
}// Please draw point in bounding box
void Triangle(Vec2i t0, Vec2i t1, Vec2i t2, PNGImage& image, PNGColor color)
{// Please add your code here/********** Begin ********/int xmax,ymax,x,y;Vec2i A;xmax=300,ymax=350;for(x=0;x<=xmax;x++){for(y=0;y<=ymax;y++){A.x=x;A.y=y;if(PointInTriangle(A,t0,t1 ,t2 ))image.set(x,y,color);}}/********** End **********/
}int main(int argc, char** argv) {PNGColor white = PNGColor(255, 255, 255, 255);PNGColor black = PNGColor(0, 0, 0, 255);PNGColor red = PNGColor(255, 0, 0, 255);PNGColor green = PNGColor(0, 255, 0, 255);    PNGColor blue = PNGColor(0, 255, 255, 255);int width = 400;int height = 400;PNGImage image(width, height, PNGImage::RGBA); //Error when RGB because lodepng_get_raw_size_lct(w, h, colortype, bitdepth) > in.size() in encodeimage.init(black);// Please add your code here/********** Begin ********/Vec2i t0 = { 50 , 50 }, t1 = {300  ,200  }, t2 = {200  ,350  };Triangle(t0 ,t1  , t2 , image, PNGColor(255, 0, 0, 255));/********** End **********/image.flip_vertically(); // i want to have the origin at the left bottom corner of the imageimage.write_png_file("../img_step1/test.png");return 0;
}

直线裁剪v1.0

第1关：Cohen-Sutherland编码裁剪算法

一. 任务描述

根据下面要求，在右侧修改代码，绘制出预期输出的图片。平台会对你编写的代码进行测试。

1.本关任务

（1）理解直线裁剪的原理（Cohen-Surtherland算法、中点分割算法、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；

2.运行前

3.输出

4.具体要求

（1）对CompCode(Point node, MyRect rect)函数进行补全；（2）对LineClipCohenSurtherland(MyRect rect, Point& node1, Point& node2)函数进行补全，最终实现裁剪后的图片。

// 评测代码所用头文件-开始
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
// 评测代码所用头文件-结束// 提示：写完代码请保存之后再进行评测
#include <GL/freeglut.h>
#include <stdio.h>#define LEFT   1
#define RIGHT  2
#define BOTTOM 4
#define TOP    8struct MyRect
{int xmin, xmax, ymin, ymax;MyRect() : xmin(), xmax(), ymin(), ymax(){};MyRect(int a, int b, int c, int d) : xmin(a), xmax(b), ymin(c), ymax(d){};
};struct Point
{int x, y;Point() : x(), y() {};Point(int a, int b) :x(a), y(b) {};
};MyRect  rect;
Point vPoint[6];void LineGL(Point node1, Point node2)
{glBegin(GL_LINES);glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);   glVertex2f(node1.x, node1.y);glVertex2f(node2.x, node2.y);glEnd();
}int CompCode(Point node, MyRect rect)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/
int code = 0;if (node.x < rect.xmin)code |= LEFT;else if (node.x > rect.xmax)code |= RIGHT;if (node.y < rect.ymin)code |= BOTTOM;else if (node.y > rect.ymax)code |= TOP;return code;/********** End **********/
}void LineClipCohenSurtherland(MyRect rect, Point& node1, Point& node2)
{bool accept = false;// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/int code1 = CompCode(node1, rect);int code2 = CompCode(node2, rect);while (true){if ((code1 | code2) == 0){accept = true;break;}else if (code1 & code2){break;}else{int code = (code1 != 0) ? code1 : code2;Point node;if (code & LEFT){node.x = rect.xmin;node.y = node1.y + (node2.y - node1.y) * (rect.xmin - node1.x) / (node2.x - node1.x);}else if (code & RIGHT){node.x = rect.xmax;node.y = node1.y + (node2.y - node1.y) * (rect.xmax - node1.x) / (node2.x - node1.x);}else if (code & BOTTOM){node.y = rect.ymin;node.x = node1.x + (node2.x - node1.x) * (rect.ymin - node1.y) / (node2.y - node1.y);}else if (code & TOP){node.y = rect.ymax;node.x = node1.x + (node2.x - node1.x) * (rect.ymax - node1.y) / (node2.y - node1.y);}if (code == code1){node1 = node;code1 = CompCode(node1, rect);}else{node2 = node;code2 = CompCode(node2, rect);}}}/********** End **********/if (accept)LineGL(node1, node2);
}void MyDisplay()
{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);glRectf(rect.xmin, rect.ymin, rect.xmax, rect.ymax);for (int i = 0; i < 5; i+=2) LineClipCohenSurtherland(rect, vPoint[i], vPoint[i+1]);glFlush();
}void Init()
{glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_FLAT);rect = MyRect(100, 300, 100, 300);vPoint[0] = Point(200, 50); vPoint[1] = Point(350, 250);vPoint[2] = Point(125, 205); vPoint[3] = Point(250, 255);vPoint[4] = Point(40, 150); vPoint[5] = Point(150, 40);
}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);
}int main(int argc, char* argv[])
{glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Hello World!");Init();glutDisplayFunc(MyDisplay);glutReshapeFunc(MyReshape);   glutMainLoopEvent(); /*************以下为评测代码，与本次实验内容无关，请勿修改**************/GLubyte* pPixelData = (GLubyte*)malloc(400 * 400 * 3);//分配内存GLint viewport[4] = {0};    glReadBuffer(GL_FRONT);glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);glReadPixels(viewport[0], viewport[1], viewport[2], viewport[3], GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pPixelData);cv::Mat img;std::vector<cv::Mat> imgPlanes;img.create(400, 400, CV_8UC3);cv::split(img, imgPlanes);for(int i = 0; i < 400; i ++) {unsigned char* plane0Ptr = imgPlanes[0].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane1Ptr = imgPlanes[1].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane2Ptr = imgPlanes[2].ptr<unsigned char>(i);for(int j = 0; j < 400; j ++) {int k = 3 * (i * 400 + j);plane2Ptr[j] = pPixelData[k];plane1Ptr[j] = pPixelData[k+1];plane0Ptr[j] = pPixelData[k+2];}}cv::merge(imgPlanes, img);cv::flip(img, img ,0); cv::namedWindow("openglGrab");cv::imshow("openglGrab", img);cv::imwrite("../img_step1/test.jpg", img);return 0;
}

第2关：中点分割裁剪算法

一. 任务描述

根据下面要求，在右侧修改代码，绘制出预期输出的图片。平台会对你编写的代码进行测试。

1.本关任务

（1）理解直线裁剪的原理（Cohen-Surtherland算法、中点分割算法、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；

2.运行前

123

3.输出

// 评测代码所用头文件-开始
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
// 评测代码所用头文件-结束// 提示：写完代码请保存之后再进行评测
#include <GL/freeglut.h>
#include <stdio.h>#define LEFT   1
#define RIGHT  2
#define BOTTOM 4
#define TOP    8struct MyRect
{int xmin, xmax, ymin, ymax;MyRect() : xmin(), xmax(), ymin(), ymax(){};MyRect(int a, int b, int c, int d) : xmin(a), xmax(b), ymin(c), ymax(d){};
};struct Point
{int x, y;Point() : x(), y() {};Point(int a, int b) :x(a), y(b) {};
};MyRect  rect;
Point vPoint[6];void LineGL(Point node1, Point node2)
{glBegin(GL_LINES);glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);   glVertex2f(node1.x, node1.y);glVertex2f(node2.x, node2.y);glEnd();
}int CompCode(Point node, MyRect rect)
{int code = 0x00;if (node.y < rect.ymin)code = code | BOTTOM;if (node.y > rect.ymax)code = code | TOP;if (node.x > rect.xmax)code = code | RIGHT;if (node.x < rect.xmin)code = code | LEFT;return code;
}void LineClipMidPoint(MyRect rect, Point& node1, Point& node2)
{bool accept = true;Point start, end, mid;//分别代表起点，终点和中点int code1, code2, codemid;code1 = CompCode(node1, rect);code2 = CompCode(node2, rect);if(code1 == 0 && code2 == 0)accept = true;else if(code1 & code2)accept = false;else {if(code2!=0){start = node1; end = node2;mid = Point((float)(start.x + end.x)/(float)2 + 0.5, (float)(start.y + end.y)/(float)2 + 0.5);while(abs(start.x - mid.x)>1 || abs(start.y - mid.y)>1){codemid = CompCode(mid, rect);if(codemid==0){start = mid;} else{end = mid;}mid = Point((float)(start.x + end.x)/(float)2 + 0.5, (float)(start.y + end.y)/(float)2 + 0.5);}node2 = mid;}if(code1!=0){start = node1; end = node2;mid = Point((float)(start.x + end.x)/(float)2 + 0.5, (float)(start.y + end.y)/(float)2 + 0.5);while(abs(start.x - mid.x)>1 || abs(start.y - mid.y)>1){codemid = CompCode(mid, rect);if(codemid==0){end = mid;}else{start = mid;}mid = Point((float)(start.x + end.x)/(float)2 + 0.5, (float)(start.y + end.y)/(float)2 + 0.5);}node1 = mid;}}if (accept)LineGL(node1, node2);
}void MyDisplay()
{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);glRectf(rect.xmin, rect.ymin, rect.xmax, rect.ymax);for (int i = 0; i < 5; i+=2) LineClipMidPoint(rect, vPoint[i], vPoint[i+1]);glFlush();
}void Init()
{glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_FLAT);rect = MyRect(100, 300, 100, 300);vPoint[0] = Point(200, 50); vPoint[1] = Point(350, 250);vPoint[2] = Point(125, 205); vPoint[3] = Point(250, 255);vPoint[4] = Point(40, 150); vPoint[5] = Point(150, 40);
}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);
}int main(int argc, char* argv[])
{glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Hello World!");Init();glutDisplayFunc(MyDisplay);glutReshapeFunc(MyReshape);   glutMainLoopEvent(); /*************以下为评测代码，与本次实验内容无关，请勿修改**************/GLubyte* pPixelData = (GLubyte*)malloc(400 * 400 * 3);//分配内存GLint viewport[4] = {0};    glReadBuffer(GL_FRONT);glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);glReadPixels(viewport[0], viewport[1], viewport[2], viewport[3], GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pPixelData);cv::Mat img;std::vector<cv::Mat> imgPlanes;img.create(400, 400, CV_8UC3);cv::split(img, imgPlanes);for(int i = 0; i < 400; i ++) {unsigned char* plane0Ptr = imgPlanes[0].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane1Ptr = imgPlanes[1].ptr<unsigned char>(i);unsigned char* plane2Ptr = imgPlanes[2].ptr<unsigned char>(i);for(int j = 0; j < 400; j ++) {int k = 3 * (i * 400 + j);plane2Ptr[j] = pPixelData[k];plane1Ptr[j] = pPixelData[k+1];plane0Ptr[j] = pPixelData[k+2];}}cv::merge(imgPlanes, img);cv::flip(img, img ,0); cv::namedWindow("openglGrab");cv::imshow("openglGrab", img);cv::imwrite("../img_step3/test.jpg", img);return 0;
}

4.具体要求

对LineClipMidPoint(MyRect rect, Point& node1, Point& node2)函数进行补全，最终实现裁剪后的图片。