算机绘图系统的软件和硬件

第一章计算机绘图系统的软件和硬件-计算机绘图系统联机脱机交互式二.绘图设备1.绘图仪滚筒式平台式 平面式其它绘图仪(静电，激光，彩色等)2.图/动 态 刷 新 式 /M D A图 形 显 示 器 存 储 管 式 /H G C/M D A单 色光栅扫描图形显示器、E G A、V G A3.牯 用 的 图 形 输 入 设 缶光 第坐 标 数 字 化 仪(数 字 化 东)=绘 图 软 件1.F O R T R A N W W2.绘 图 仪 绘 图 命 令3 .绘 图 基 本 子 程 序四。C 图形程序格式#includeinclude“graphics.h”图形函数库main()(int gd=DETECT/gm=O;initgraph(&gd,&gm,c:tc)；图形初始化绘图函数的调用getch();击键开关closegraph();关闭绘图方式，回文本方式。)1.图形初始化函数格式：文本方式玲图形方式initgraph(*gd,*gm,*path);图形初始化gd二 DETECT时，表示自动装入驱动程序。gm=0时，表示在自动装入驱动文件的同时使用可能的最高分辨率。path=c:tc 指明图形驱动程序所在路径。例：int gd=DETECT,gm=O;jnitgraph(&gd,agm/c:tc/,);2.关闭图方式函数格式：图形方式-文本方式closegraph();关闭绘图方式例#include#includegraphics.h 图形函数库main()int gd=DETECT,gm=O;initgraph(&gd,&gm,c:tc)；图形初始化绘图函数的调用getch();击键开关closegraph();关闭绘图方式，回文本方式。)3.移动到指定点函数格式：moveto(x,y)；x,y为抬笔移动到指定点坐标，并将该点改变为新的当前点。当 前 点4.画线到指定点函数格式：lineto(x,y);x,y为指定点坐标，并将该点改变为当前点。当前点osetlin esty le(m9n9k);m 为 系 统 预 定 义 线 型。n 为。和 自 定 义 线 型(如 O xF F F F)。k 为 线 宽 取 1或 3。例二setIin esty le(090,l)3 二二4 用 户 自 定 义 的 线.型6.设置前景颜色函数格式:setcolor(color);co lo r为具有整形值的颜色索引号。取 值 范 围 为 01 5,系统定义的颜色为:红灰灰蓝绿青红紫黑变绿青红紫株浅深浅浅浅浅浅黄白例：CALL C0L0R(7)m.计算机绘图过程(以屏幕绘图为例)1.图形数据准备2.利用FORTRAN语言，数学模型，绘图技术编程3.ed编辑一F77编译一执行一屏幕绘图第二章二维图形变换一.概念图形坐标矩阵x变换矩阵=图形变换矩阵变换的两种形式变换前后坐标系不改变好图形模式变换变换前后坐标系不一致-坐标模式变换二.二维图形变换1.二维齐次变换矩阵比例，对称 Q Z?p错切，旋转等基本变换 c d qIms透视变换全比例变换平移变换2.二维基本变换恒等比例对称 表2-1旋转平移3.二维图形齐次变换矩阵性质 a b pT=c d qI m s除透视变换(p,q，O)外，其余变换具有仿射变换的性质。即变换前后图形之间保持以下性质:.从属性：变换前图形上的直线或点，变换后在图形上均有直线或点以之对应。(2).同素性：变换前是直线或点，变换后仍是直线或点。(3).平行性：两平行线段变换后仍保持平行。(4).定比性：变换前两线段之比等于变换后对应线段之比。p,q#O时为透视变换，透视变换可将无限远点变换为有限远点,相当于透视投影中的灭点。4.组合变换（即二维基木变换的级联或复杂变换）由数个基本变换组成复杂变换=基本变换的级联或组合变换5.级联顺序对图形的影响例如：平移、旋转的级联平移量受旋转变换的影响。sin a0cos asin acos a0=-sin acos a01I cos a-msin a/sin a+mcos a旋转、平移的、级联平移量不受旋转变换的影响第 三 曲 三 徘 图 形 交 换cos a sin a 01 0 0cos a sin a 0一 sin a cos a 00 1 0=一 sin a cos a 00 0 1/m 1I m 1001.三fffi齐 次 变 换 矩 阵三 维 图 形 的*标 矩 阵 X 三:维 图 形 的 变 换 矩 阵=维 图 形 变 换 矩 阵a b c pd e f qh i j ra b c I m n sd e f 1 ht j 广 矩 阵 产 生 比 例、对 称、附 切、旋，专注 松 本 变 换：（I m.）广 矩 阵 产 生 沿、y.，三 个 方 向 的 平 移 变 换：（|曲 线 通 过 给 定 的 型 值 点或 参 数 方 程 表 示 的 曲 线逼 近 方 法 一 构 造 曲 线 不 要 求 通 过 全部 给 定 的 型 值 点，只 要求 曲 线 在 整 体 上 尽 可 能逼 近 这 些 型 值 点。贝 尔 曲 线/O=X CO i=0,1 2 A；(O r 若D 0。1,贝U耳 乂 川 个 近 距 点 作 为 网 格 点 数 据：Z(A,5)=该方法是取离网格点最近的N个数据点值确定网格点值，而不考虑方向。当数据分布不均匀时，所取的点很可能集中到某一、二侧，而其它方向取不到点。所以，该方法适用于均匀分布的数据点。1.按方位取点 加 权 法方法说明求某个 网 格 点(ij)的 函 数 值 时.以(ij)为原点将平面分成四个象限.再 把 每 个 象 限 等 分 成 nO份，全 平 面 分 成 4n。等份.见下图，在每个等分 倒 皿 一 个 诉 即 京 占.共 取 个，加 权 确 定 该 网 格 点 小。的的值:三.趋势面拟合法近点按距离加权平均法(N-P法)按方位取点加权法匕述两种方法均以反映局部变化为特征，其外推力差，不适用于不均匀分布的数据点。趋势面拟合法趋势面拟合法考虑了整个区域的变花特征，其分析是建立在全部数据点的基础上，其外推力强，但逼近程度不高。方法实现：作nO次趋势面，使趋势面在N 1个观测点上最好地逼近观测数据用nO次趋势面对各网格点赋值残差值=观测值一趋势值四.趋势面和残差叠加法1.首先 拟合一个m次的趋势面2.然 后 求 出 残 差 值=该趋势面一数据点函数值3.再用近点按距离加权法或按方位取点加权法将残差进行再分配到各网格点上;网格点数据值=用nO次的趋势面对各网格点赋值+各网格点的再分配残差值4.最后将网格点上的趋势值和残差值相加作为网格点值。5.得残差叠加法趋势面五.S 法六.沏 行 的 地 形 附 度 6 几 种 网 格 化 方 法 的 比 较采 用 不 I 的 回 格 化 力 法 绘 制 容 依 线 时，会 发:现 不 IM为 法 所 绘 的M S 法 弓 I进 了 M i附 校 的 概 念。当 求 网 格 点(A.B 的 位 时，耍%应全部数据点对的页融.近的点权大，远 的 点 权小.何 个 网 格 点 值 邮 对 应 一衣 项 式 和：校任J神 求 个 网 格 点 似就 要 鼾 一 次 联 立 方 程 组.所 以 它 的 运 算 速 度 较 之 前 面 几 种 方 法 都 慢B7-II iarzG小二 合 法 用勺加权而心同恪化身挂制的等高线出国7 4 2加权般小二鬃以合法用I暨加权函R网品化所娘的等高蝮田表7 2几种网彳洛化方法的比较方法名称逼近程度外推能力唯一性运算速度适用范圉N-P法数据分布均匀时逼近程度高很差很差快均匀分布的数据方位法同上同上同上快同上趋势面法不高强很强很快不宜作准确的等值线图趋势面法残差勤口法很高强很强较快也可用于非均匀分布M-S-1蛾 离强很强慢均匀和非均匀分布M-S-II较I型高强很强慢同上M-S-1II一般较高,与a系数有关强很强慢同上双 三 次I曲 面 块是 根 据 线 移 动 构 成 面 原 理，构 作 曲 面 目 先 构 作 曲 线，动 斑 幺B、V穴 后 不 动 核 2 I曲 面|。.it4勾 作I加 面。三 次 调 配 函 数 F o，F ,G 0,G 四 条 三 次 边 界 曲 线四 个 角 点 所 定 义四 个 角 点 处 八 个 切 矢 量四 个 角 点 处 四 个 扭 矢 量 J第 八 章 图 形 的 数 据 结 构,数 据 结 构/.抖箕歹吐、存 储、运 算、谈 取J顿月J数 据 结 构 一 描 述 数 现 的 一组 合 方 式 等 内 容。图 形 一 图 形 元 素 一 顶 点 坐 标 一 缘 段 一 图 形超短结构（用 户 结 构7数 据 号 构 一 研 究 图 形 先 素 的 抖F列 形 式物 理 结 构 （他 衣 毋 木 勾、幺钱的俘1如 谷 不 同.-一 Z h例t绘 五 粒 形 ./二.线 性 列 表 结 构（一）线 性 表定 义：线 性 表 是,M K）个 数 据 元 素 的 有 序 集 合.UP：QG，G=AQt）（一 维 数 组）特 点：1 .线 性 表 中 的 每 个 元 素（除 第 一 个 和 最 后 一 个 以 外）都 有 一 个并 且 只 有 一 个 直 接 前 趋,也 都 仃 一 个 直 接 后 继，2 .类 型 一 致，存 储 长 度 一 致；兴 案 存 他 地 址3 .下 标 和 存 储 位 置 对 应：/性 列 表 首 址4 .顺 序 存 放.m A l T C G/元 素F标4元 1 L o ci+（i-1）*Z*6116 字5 元 素 储 存 地 址；三.根、队 绪 机I.栈I .插 I入栈 顶先 进 后 出T ”-T C P+I 指 针 +IS X2 .JWI除V-S C IO P),mt t I O P-,I O P-l2.队7FU1队 头7FU1队 用5.二 衣 结 构四.应 用 举 例N.*-o T的 传8856678贴号 豌 嘘 仙 仙115261 031 11 541 6加S2 162 13 0IP跖乐号端 眄1127,6,122,3$7,233,45,8,344,13,5,4SL2.M.I65,6,7,&5三 表 结 构8.3链 表 结 构一.概 念数 据 域：设 存 放 数 据 域 的 首 址,指 针 域（或 链 域）：设 存 放 链 域 地 址二.单 向 链 表 结 构三.循 环 链 表表头指针 J2,增 量D A T A。LINK。）数据城（d ata）I1 2结点a忸8 T s单向链表的逆转结构链域-link（田中A表示空指”）循 环 链 表 实 际 上 是 单 向 链 表 的 一 种 变 型.如 果 把 单 向 链 表 的 最后 一 个 结 点 的 指 针 不 为 空 而 是 指 向 表 的 第 一 个 结 点,链 表。则 构 成 了 循 环2a3 20a5 A1620表 央IBM二 11*.r-T*人+|A iISB-22 环 留 表 的 建雄 帕 示 意 国四.双 重 链 表 a-2 S双表粗示意H 98.4树形结构前 面 介 绍 的 几 种 数 据 结 构 类 型，均 属 于 线 性 结 构，因而不能反映 结 构 元 素 之 间 的 层 次 关 系。树结 构 则 是 一 种 能 描 述 结 构 之 间 的 层次 关 系 或 分 支 关 系 的 动 态 数 据 结 构，又 是 非 线 性 结 构，是在工程绘图 中 应 用 十 分 广 泛 的 一 种 很 重 要 的 数 据 结 构。例：DOS对 子 目 录 的 管 理，就 是 一 个 树 形 结 构：子目录W P SF O R T R A N子目录CHEN LICHANG8.5排序及查找排序的基本概念排序(Sorting)也称为分类，即一个按着指定的顺序排列一个给定对象集合中诸元素的过程。排序的目的在于方便查找。排序方法的基本思想如下：1.插入排序一 次 只 考 虑 一 个 项，把每个新项插入到前面已经排好序的诸项中的适当位置。2.交换排序 发现两个项的次序颠倒时