C++ Компьютерная графика

Построить изображение поверхности z=f(x,y) в параллельной проекции ex = y – 0.7 x, ey = z – 0.7 x.

Задание
Разработать программу на языке программирования Borland C++  Builder для вывода на экран изображения поверхности с удалением невидимых линий.
Введение
В данной работе отражен вывод на экран изображения поверхности в среде программирования Borland С++ Builder 6 Enterprise.

Построить изображение поверхности

z=f(x,y)

в параллельной проекции

ex=y-0,7x

,

ey=z-0,7x

.

//---------------------------------------------------------------------------
#include <vcl.h>
#pragma hdrstop
#include <math.h>
#include "rgz03.h"
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma package(smart_init)
#pragma resource "*.dfm"
TForm1 *Form1;
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define nx 100
#define ny 100

int algor=1;
float xmax = 3, xmin = -3, ymax = 3, ymin = -3,  zmax = 3, zmin = -2,hx,hy;
float xv = 50, yv = 30.5 , zv = 10 ; // положение наблюдателя
float d = 1,zz=0.2 ;            // расстояние до плоскости проекции
float cosa, sina ;         // меридиана точки наблюдения
float exmax, exmin, eymax, eymin ;
int gmex, gmey ;
int *phimin, *phimax ;
float cvals[ny+1], cval ;

void line(int x0, int y0, int x1, int y1){
        Form1->Image1->Canvas->MoveTo(x0,y0);
        Form1->Image1->Canvas->LineTo(x1,y1);
}

void sline( int x0, int y0, int x1, int y1 ){
int i,j, temp, x, y, maxacc, accx, accy, dx, dy,
            length=abs(x1-x0);
     if ((i=abs(y1-y0))>length) length=i;
//     if (length==0) return;
     maxacc=2*length; accx=accy=length;
    for (j=0; j<2; j++){
      dx=2*(x1-x0); dy=2*(y1-y0); x=x0; y=y0;
        length+=j;
      for (i=0; i<length; i++){
                              if (y0<=y1&&phimax[x]<y){
                        Form1->Image1->Canvas->Pixels[x][gmey-y]=clBlack;
                        phimax[x]=y;
            }
            if (y0>=y1&&phimin[x]>y){
                        Form1->Image1->Canvas->Pixels[x][gmey-y]=clBlack;
                        phimin[x]=y;
            }
            accx+=dx; accy+=dy;
            if (accx>=maxacc){
                accx-=maxacc; x++;
            } else if (accx<0){
                  accx+=maxacc; x--;
              }
            if (accy>=maxacc){
                  accy-=maxacc; y++;
            } else if (accy<0){
                  accy+=maxacc; y--;
              }
      }
      temp=x0; x0=x1; x1=temp; temp=y0; y0=y1; y1=temp;
     }
}

float fz(float x, float y) {return ((x*y)/(x*x+y*y))*zz;}

float ex(float x, float y, float z){
 return y-0.5*x;
}

float ey ( float x, float y, float z ){
 return z-2*x;
}

void vectphi(float x0, float y0, float z0,
float x1, float y1, float z1,int mm){
float ex0, ex1, ey0, ey1;
int ix0, ix1, iy0, iy1;
     ex0=ex(x0,y0,z0);
     ix0=(ex0-exmin)*gmex/(exmax-exmin);
     ey0=ey(x0,y0,z0);
     iy0=(ey0-eymin)*gmey/(eymax-eymin);
     ex1=ex(x1,y1,z1);
     ix1=(ex1-exmin)*gmex/(exmax-exmin);
     ey1=ey(x1,y1,z1);
     iy1=(ey1-eymin)*gmey/(eymax-eymin);
     if (mm) sline(ix0,iy0,ix1,iy1);
      else line(ix0,gmey-iy0,ix1,gmey-iy1);
}
//---------------------------------------------------------------------------
__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)
        : TForm(Owner){
int i, j;
float x,y,z;
  hy=(ymax-ymin)/ny;
  hx=(xmax-xmin)/nx;
  gmex=Form1->Image1->Width;
  gmey=Form1->Image1->Height;
  cosa=xv/sqrt(xv*xv+yv*yv);
  sina=yv/sqrt(xv*xv+yv*yv );
}
//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender){
zz+=0.1;
int i,j; float x, y, z;
  Form1->Image1->Canvas->FillRect(TRect(0,0,gmex,gmey));
  zmin=zmax=0.;
  for (i=0; i<=nx; i++)
  for (j=0; j<=ny; j++){
   z=fz(xmin+i*hx,ymin+j*hy);
   if (z>zmax) zmax=z;
   if (z<zmin) zmin=z;
}
 exmax=ex(xmin, ymax, zmax);
  exmin=ex(xmax, ymin, zmin);
  eymax=ey(xmin, ymin, zmax);
  eymin=ey(xmax, ymax, zmin);
  for(x=xmin; x<=xmax; x+=xmax-xmin)
  for(y=ymin; y<=ymax; y+=ymax-ymin)
  for(z=zmin; z<=zmax; z+=zmax-zmin){
        if (exmax<ex(x,y,z)) exmax=ex(x,y,z);
        if (exmin>ex(x,y,z)) exmin=ex(x,y,z);
        if (eymax<ey(x,y,z)) eymax=ey(x,y,z);
        if (eymin>ex(x,y,z)) eymin=ey(x,y,z);
  }
 phimax=new int[gmex]; phimin=new int[gmex];
    for(i=0;i<gmex;i++) {phimax[i]=0; phimin[i]=gmey;}
    cval=fz(xmax, ymax);
    for(i=ny-1;i>=0;i--){
        cvals[i+1]=cval; y=ymin+hy*i;
        cval=fz(xmax, y);
        vectphi(xmax, y+hy, cvals[i+1], xmax, y, cval, 1);
    }
    cvals[0] = cval ;
    for (j=nx-1;j>=0;j--){
        x=xmin+hx*j;
        cval=fz(x, ymax);
        vectphi(x+hx, ymax, cvals[ny], x,ymax,cval, 1);
        for(i=ny-1;i>=0;i--){
                cvals[i+1]=cval; y=ymin+hy*i;
              cval=fz(x, y);
                vectphi(x+hx, y, cvals[i], x, y, cval, 1);
                vectphi(x, y+hy, cvals[i+1], x, y, cval, 1);
        }
        cvals[0] = cval ;
    }
    vectphi(xmax, ymax, zmax, xmin, ymax, zmax, 0);
    vectphi(xmax, ymax, zmax, xmax, ymax, zmin, 0);
    vectphi(xmax, ymax, zmax, xmax, ymin, zmax, 0);
    vectphi(xmin, ymax, zmin, xmin, ymax, zmax, 0);
    vectphi(xmin, ymax, zmin, xmax, ymax, zmin, 0);
    vectphi(xmax, ymin, zmin, xmax, ymin, zmax, 0);
    vectphi(xmax, ymin, zmin, xmax, ymax, zmin, 0);
    vectphi(xmin, ymin, zmin, xmin, ymin, zmax, 1);
    vectphi(xmin, ymin, zmin, xmax, ymin, zmin, 1);
    vectphi(xmin, ymin, zmin, xmin, ymax, zmin, 1);
    vectphi(xmax, ymin, zmax, xmin, ymin, zmax, 1);
    vectphi(xmin, ymax, zmax, xmin, ymin, zmax, 1);
    delete phimax; delete phimin;
}

Программная реализация с использованием алгоритма плавающего горизонта показана на рисунке 1.