基於Bresenham演算法畫圓

2022-03-10 03:12:51 字數 1678 閱讀 5793

bresenham演算法畫圓思想與上篇 bresenham演算法畫線段 思想是一致的

畫圓x^2+y^2=r^2

將他分為8個部分,如上圖

1.只要畫出1中1/8圓的圓周,剩下的就可以通過對稱關係畫出這個圓

x變化從0->r

那為什麼不採用從-r->r呢,

y=+-sqrt(r^2-x^2);

dy/dx=-x/(sqrt(r^2-x^2)) =-x/y

所以採用從-r到r,每次橫座標增1,計算量大,而且在(x=+-r,y=0)處,x的很小變化就引起了y的很大變化。

所以不是採用x從-r--->r變化。而是採用1/8畫圓法。

2.在2這1/8圓周上,x值單調增加,y值單調遞減,且fabs(dx/dy)=fabs(-x/y)<=1;所以圓周上相應點的y值變化小於1.

假設當前點為(x1,y1)這下個點為(x1+1,y1)或(x1+1,y1-1)

d1=(x1+1)^2+y1^2-r^2;

d2=r^2-(x1+1)^2-(y1-1)^2;

p=d1-d2 若p>0 選點(x1+1,y1-1)否則選點(x1+1,y1)

p=2(x1+1)^2+2y1^2-2y1-2r^2+1

接下來就是求p了。

p1=3-2r(座標為x=0,y=r)

然後仿照線段演算法得出p(i+1)=p(i)+4(xi-yi)+10(pi>0)否則p(i+1)=p(i)+4xi+6

這樣就可以成功畫出1/8圓弧了

3.接下來的問題,是剩下的部分怎麼處理,

有兩種方法:

方法一:儲存器將前1/8的座標儲存起來,然後通過映象求出其他圓弧座標,調整順序輸出,即可得到。

方法二:分別求出對應的8個圓弧的演算法式,一次畫弧。

演算法比較:前者演算法比較簡單,但是儲存資料,需要較大的ram,一旦在計算高精度,大半徑的圓時,資料儲存量就比較大,可能就需要擴充ram。後者**比較多,占用較多的程式儲存空間。

然後從控制理論角度考慮:前者是先計算後執行,實時性比較差,後者運算和控制交叉進行。但不會減少總時間。

綜上所述,當圓的精度低時,可以採用方法一。當圓精度高,半徑大,或者對運動過程中實時性要求比較高時,採用方法二。

在實際的實現過程中,發現按照方法二實現,圓無法畫整。因為每次後面1/8圓弧都是與前面的1/8圓弧最好乙個點相接的,這樣累積下來,勢必造成首尾無法相接,最後是採用方法一和方法二結合實現方法二的,即畫一半圓,然後利用對稱性實現的【即方法一的思想】。

方法一**實現:

方法二**是實現:

說明:上述**實現均是基於stm32處理器,tftlcd2.8寸屏上實現的

關於p的求法如果有疑問,可以參考上篇文章基於bresenham和dda演算法畫線段

對於屏上畫點,對各座標點賦值有疑問的可以參考這篇資料看看bresenham直線演算法與畫圓演算法

下面兩幅圖,是方法二實現的兩種比較,如果採用單一的 畫8個圓弧,會出現累積誤差,圓無法閉合。

圖1

圖 2

Bresenham演算法畫圓

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