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Hidden-Lines-Algorithmus

Ein Thema von Behrendt · begonnen am 7. Feb 2008 · letzter Beitrag vom 3. Mär 2008
Antwort Antwort
Behrendt

Registriert seit: 21. Jan 2008
Ort: Remscheid
7 Beiträge
 
Delphi 2005 Personal
 
#1

Re: Hidden-Lines-Algorithmus

  Alt 3. Mär 2008, 17:05
So, ich denke ich bin fertig mit dem Programm.

Delphi-Quellcode:
unit m_beta03;

interface
uses
  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
  Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls;
type
  TPoly = record
    Punkt1,Punkt2,Punkt3,Punkt4: TPoint;
    h_0,h_1,h_2,h_3,h_4: Integer;
  end;
type
  TMyPoint = record
    X_Koordinate,Y_Koordinate,Z_Koordinate: Real;
  end;
type
  TForm1 = class(TForm)
    Image1: TImage;
    Button1: TButton;
    Edit1: TEdit;
    Label1: TLabel;
    Button2: TButton;
    ListBox1: TListBox;
    procedure SetPunkt(const Index:Integer; KoorX,KoorY,KoorZ:Real);
    procedure SetPoly(const Index, index1, index2, index3, index4:Integer);
    procedure Tiefensortierung;
    procedure Button2Click(Sender: TObject);
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
  private
    { Private-Deklarationen }
  public
    { Public-Deklarationen }
  end;
var
  Form1: TForm1;
  distanz:array [1..100] of Real;
  poly_mitte:array [1..100] of TMyPoint;
  Punkt:array [1..100] of TMyPoint;
  Ko_B:array [1..100] of TPoint;
  poly:array [1..6] of TPoly;
implementation

{$R *.dfm}

{ Zeichen-Prozedur }

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var i,d,h,a:integer;
begin

  ListBox1.Items.Clear; { Löscht alle Elemente der Listbox, von evt. vorherigen Zeichnungen }
  a:=Image1.Width div 2; { Verschiebt den Ursprung des Koordinatensystems auf der Leinwand }
  d:=StrToInt(Edit1.Text); { Beschreibt den Abstand des Betrachters zur Bildebene }
  h:=Image1.Height div 2; { Verschiebt den Ursprung des Koordinatensystems auf der Leinwand }

{ Definition von Punkten für spätere Polygone }
  { SetPunkt(Index im Array, X-Koordinate, Y-Koordinate, Z-Koordinate) }

  SetPunkt(1,-200,100,100);
  SetPunkt(2,-200,100,200);
  SetPunkt(3,200,100,200);
  SetPunkt(4,200,100,100);
  SetPunkt(5,-200,200,100);
  SetPunkt(6,-200,200,200);
  SetPunkt(7,200,200,200);
  SetPunkt(8,200,200,100);

{ Umrechnen der gegebenen 3-dimensionalen Koordinaten
  in 2-dimensionale Koordinaten auf der Bildebene }


  for i:= 1 to 8 do
    begin
      Ko_B[i]:=Point
                ( round(a+(d/(d+Punkt[i].Z_Koordinate))*Punkt[i].X_Koordinate),
                  round(h+(d/(d+Punkt[i].Z_Koordinate))*Punkt[i].Y_Koordinate));
    end;

{ Definition von Polygonen }
  { SetPoly (Index im Array, 1.Punkt, 2.Punkt, 3.Punkt, 4.Punkt) }

  SetPoly(6,2,3,7,6);
  SetPoly(1,5,6,7,8);
  SetPoly(4,1,2,6,5);
  SetPoly(5,3,4,8,7);
  SetPoly(2,1,4,8,5);
  SetPoly(3,1,2,3,4);

{ Durchführung der Tiefensortierung }

  Tiefensortierung;

{ Zeichnen des Objektes }

with Image1.Canvas do
  begin

{ Einstellen der Farbe, in der gezeichnet wird }

    Brush.Color := clwhite;
    Pen.Color := clblack;

{ Zeichnen der Polygone in richtiger Reihenfolge }

    for i:= 1 to high(poly) do
    Polygon([poly[i].Punkt1,poly[i].Punkt2,poly[i].Punkt3,poly[i].Punkt4]);
 end;
end;


{ Definitions-Prozedur für einen Punkt im 3D-Raum }

procedure TForm1.SetPunkt(const Index:Integer; KoorX,KoorY,KoorZ:Real);
  begin
    with Punkt[index] do
      begin
        X_Koordinate:= (KoorX);
        Y_Koordinate:= (KoorY);
        Z_Koordinate:= (KoorZ);
      end;
end;

{ Definitions-Prozedur für ein Polygon }

procedure TForm1.SetPoly(const Index, index1, index2, index3, index4:Integer);
begin
  poly[index].h_0:=Index;
  poly[index].Punkt1:= Ko_B[index1];
  poly[index].h_1:= index1;
  poly[index].Punkt2:= Ko_B[index2];
  poly[index].h_2:= index2;
  poly[index].Punkt3:= Ko_B[index3];
  poly[index].h_3:= index3;
  poly[index].Punkt4:= Ko_B[index4];
  poly[index].h_4:= index4;
end;

{ Löschen der Bildebene }

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
  ListBox1.Items.Clear;
    with Image1.Canvas do
      begin
        Brush.Color := clwhite;
        Pen.Color := clwhite;
        rectangle(0,0,Image1.Width,Image1.Height);
      end;
end;

{ Tiefensortierungsprozedur }

procedure TForm1.Tiefensortierung;
var i,j: Integer;
    t: Real; { Speichervariable für Sortierung }
    t_1: TPoly; { Speicherobjekt der Klasse TPoly für Sortierung }

begin
  for i:= 1 to high(poly) do
    begin
      { Errechnen des Mittelpunktes einer Fläche }

      with poly_mitte[i] do
        begin
          X_Koordinate:= (Punkt[poly[i].h_1].X_Koordinate +
                          Punkt[poly[i].h_2].X_Koordinate +
                          Punkt[poly[i].h_3].X_Koordinate +
                          Punkt[poly[i].h_4].X_Koordinate) / 4;
          Y_Koordinate:= (Punkt[poly[i].h_1].Y_Koordinate +
                          Punkt[poly[i].h_2].Y_Koordinate +
                          Punkt[poly[i].h_3].Y_Koordinate +
                          Punkt[poly[i].h_4].Y_Koordinate) / 4;
          Z_Koordinate:= (Punkt[poly[i].h_1].Z_Koordinate +
                          Punkt[poly[i].h_2].Z_Koordinate +
                          Punkt[poly[i].h_3].Z_Koordinate +
                          Punkt[poly[i].h_4].Z_Koordinate) / 4;

         { Errechnen der Distanz vom Mittelpunkt einer Fläche zum Koordinatenursprung/Betrachter }

         Distanz[i]:= sqrt( sqr(Poly_Mitte[i].X_Koordinate)+
                            sqr(Poly_Mitte[i].Y_Koordinate)+
                            sqr(Poly_Mitte[i].Z_Koordinate) ) ;

        end;
      end;

{ Ausgabe der unsortierten Eingabe in die ListBox }

  ListBox1.Items.Add('Unsortierte Eingabe:');
  ListBox1.Items.Add('');
  for i:=1 to high(Poly) do
    begin
      ListBox1.Items.Add('Polygon Nr.' + IntToStr(poly[i].h_0)+':');
      ListBox1.Items.Add('Distanz - ' + FloatToStr(Distanz[i])) ;
      ListBox1.Items.Add('Umlaufsinn - '+IntToStr(poly[i].h_1)+'-' + IntToStr(poly[i].h_2)+'-'+IntToStr(poly[i].h_3)+'-' + IntToStr(poly[i].h_4));
    end;

{ Sortierung der Polygone nach Distanz }

  for j:= 1 to high(Distanz) do
    begin
      for i:= 1 to high(Distanz)-1 do
        begin
          if Distanz[i]<Distanz[i+1] then
            begin
              t:= Distanz[i];
              t_1:= Poly[i];
              Distanz[i] := Distanz[i+1];
              Poly[i] := Poly [i+1];
              Distanz[i+1]:= t;
              Poly[i+1]:= t_1;
            end;
        end;
    end;

{ Ausgabe der tiefensortierten Eingabe in die ListBox }

  ListBox1.Items.Add('');
  ListBox1.Items.Add('Tiefensortierte Eingabe');
  ListBox1.Items.Add('');
  for i:=1 to high(Poly) do
    begin
      ListBox1.Items.Add('Polygon Nr.' + IntToStr(poly[i].h_0)+':');
      ListBox1.Items.Add('Distanz - ' + FloatToStr(Distanz[i])) ;
      ListBox1.Items.Add('Umlaufsinn - '+IntToStr(poly[i].h_1)+'-' + IntToStr(poly[i].h_2)+'-'+IntToStr(poly[i].h_3)+'-' + IntToStr(poly[i].h_4));
    end;
end;

end.
Ich kann die Polygone jetzt in einer beliebigen Reihenfolge eingeben und er sortiert sie mir nach der Distanz zum Betrachter und zeichnet sie dann so, dass Flächen die näher zum Betrachter liegen andere Flächen überlappen. Ich werde dann jetzt mit dem theoretischen Teil meiner Facharbeit fortfahren und dort alles ausführlich beschreiben. Danach werde ich evt. noch ein oder zwei andere Modelle einbinden, die etwas komplexer sind als ein Würfel, um neben der Listbox eine weitere Demonstration zu haben, dass das ganze wirklich klappt. Ich danke an alle die mir hier tatkräftig geholfen haben. Falls jemand immer noch Tipps hat, was ich am Code ändern könnte - nur raus damit!
MfG
Christian
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