易懂的Bresenham算法计算圆上各点坐标

2023-11-23 10:20

本文主要是介绍易懂的Bresenham算法计算圆上各点坐标,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Bresenham简介:

在我们内部开发使用的一个工具中,我们需要几乎从 0 开始实现一个高效的二维图像渲染引擎。比较幸运的是,我们只需要画直线、圆以及矩形,其中比较复杂的是画直线和圆。画直线和圆已经有非常多的成熟的算法了,我们用的是Bresenham的算法。

计算机是如何画直线的?简单来说,如下图所示,真实的直线是连续的,但我们的计算机显示的精度有限,不可能真正显示连续的直线,于是我们用一系列离散化后的点(像素)来近似表现这条直线。

如下图:

 而Bresenham直线算法是用来描绘由两点所决定的直线的算法,它会算出一条线段在 n 维光栅上最接近的点。这个算法只会用到较为快速的整数加法、减法和位元移位,常用于绘制电脑画面中的直线。是计算机图形学中最先发展出来的算法。

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对于圆来说,我们可以利用其对称性,求出八分之一圆上所有点的坐标,那么其余七部分所有坐标便全都求了出来,以至于为什么是八分,其原因就是:八分之一部分可以保证切线斜率绝对值在[0,1]之间,这才是使用Bresenham算法的基础。而实现Bresenham的根本之道便是求出迭代决策公式 —— 距离相减求误差,判断误差正负选增量方向;

 

具体推导过程:

由于篇幅原因,转载一下别人的推导公式:https://blog.csdn.net/mayh554024289/article/details/44781531(实话:时间关系,编者懒。。。公式不想推。)

最后得到的便是下面的算法步骤中的第4步判别式;

算法步骤:

1、输入圆的半径r;

2、计算初始值d=1.25-r,x=0,y=r;

3、根据对称性计算出八分圆中另外的七个对称点;

4、判断d的符号,若d>0,则将d+=2x+3,否则将d+=2(x-y)+5,并且将y--;最后再将x++;

5、当x<y时,重复3、4步骤,否则结束;

 

#include<cstdio>
#include<cmath>
int main() {int r;printf("请输入半径:\n");scanf("%d",&r);int a,b;printf("请输入圆心坐标");scanf("%d%d",&a,&b);int d=1-r;int x=0;int y=r;for(; x<y; ++x) {printf("第一象限上:(%d,%d)\n",x+a,y+b);printf("第一象限下:(%d,%d)\n",y+a,x+b);printf("第二象限上:(%d,%d)\n",y+a,-x+b);printf("第二象限下:(%d,%d)\n",x+a,-y+b);printf("第三象限下:(%d,%d)\n",-x+a,-y+b);printf("第三象限上:(%d,%d)\n",-y+a,-x+b);printf("第四象限下:(%d,%d)\n",-y+a,x+b);printf("第四象限上:(%d,%d)\n",-x+a,y+b);printf("\n");if(d<=0)d+=2*x+3;else {y--;d+=2*(x-y)+5;}}return 0;
}

 

这篇关于易懂的Bresenham算法计算圆上各点坐标的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/417247

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