Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО
Уфимский государственный авиационный технический университет
Курсовая работа
по дисциплине «Микропрограммирование»
«Графика на языке Assembler»
Выполнил:
студент гр. ПО-228
Елизарьев Д.И.
Уфа
2008
1. Постановка задачи
Необходимо разработать программу, выводящую на экран трехмерный куб, и позволяющую поворачивать его с помощью клавиш.
Программа реализована на языке “Assembler”. Для вывода графики на экран используется прямое обращение к видеобуферу. Для достижения плавности прорисовки изображения применяется синхронизация с вертикальной развёрткой монитора.
Повороты вокруг осей производятся по следующим формулам:
· Вокруг оси X:
· Вокруг оси Y:
· Вокруг оси Z:
Для рисования линии используется алгоритм Брезенхэма.
Значения синуса и косинуса вычисляются при помощи таблицы синусов для углов от 0 до 90 градусов.
2.
Текст программы.
DATASSEGMENT
X DW 0 ;Промежуточнаякоордината X
Y DW 0 ;Промежуточная координата Y
Z DW 0 ;Промежуточная координата Z
ANX DW 0 ;Текущий угол поворота вокруг оси X
ANY DW 0 ;Текущий угол поворота вокруг оси Y
ANZ DW 0 ;Текущий угол поворота вокруг оси Z
DeltaX DW 2 ;Приращение угла поворота вокруг оси X
DeltaY DW 2 ;Приращение угла поворота вокруг оси Y
DeltaZ DW 2 ;Приращение угла поворота вокруг оси Z
X2D DW 0 ;Проекция трехмерной точки на плоскость
Y2D DW 0 ;
X1 DW 0 ;Координаты
Y1 DW 0 ;начала и
X2 DW 0 ;конца
Y2 DW 0 ;линии
DelX DW 0 ;Промежуточные
DelY DW 0 ;переменные,
LenX DW 0 ;используемые
LenY DW 0 ;в процедуре
Leng DW 0 ;рисования
D DW 0 ;линии
COLOR DB 10 ;Цвет фигуры
FULLCIRCLE DW 360 ;Константа = 360 градусов
POINTS DW 8 ;Количество вершин
WID DW 320 ;Ширина экрана
;Таблица синусов углов от 0 до 90 градусов.
;Каждое значение синуса умножено на 512
SINES DW 0, 9, 18, 27, 36, 45
DW 54, 62, 71, 80, 89
DW 98, 106, 115, 124, 133
DW 141, 150, 158, 167, 175
DW 183, 192, 200, 208, 216
DW 224, 232, 240, 248, 256
DW 264, 271, 279, 286, 294
DW 301, 308, 315, 322, 329
DW 336, 343, 349, 356, 362
DW 368, 374, 380, 386, 392
DW 398, 403, 409, 414, 419
DW 424, 429, 434, 439, 443
DW 448, 452, 456, 460, 464
DW 468, 471, 475, 478, 481
DW 484, 487, 490, 492, 495
DW 497, 499, 501, 503, 504
DW 506, 507, 508, 509, 510
DW 511, 511, 512, 512, 512
;Координаты вершин куба
CUBE DW 20, 20, 20
DW 20, 20, -20
DW 20, -20, -20
DW 20, -20, 20
DW -20, -20, 20
DW -20, 20, 20
DW -20, 20, -20
DW -20, -20, -20
DATAS ENDS
CODES SEGMENT
ASSUME DS:DATAS, CS:CODES
FIND_SIN PROC ;Нахождение синуса угла от 0 до 360 градусов
push ax
push cx
sub cx, cx
cmp ax, 181
jb SIN_POS
mov cx, 8000h
sub ax, 180
SIN_POS:
cmp ax, 91
jb GET_SIN
neg ax
add ax, 180
GET_SIN:
mov bx, ax
shl bx, 1
mov bx, sines[bx]
cmp cx, 8000h
jne NE1
neg bx
NE1:
pop cx
pop ax
ret
FIND_SIN ENDP
FIND_COS PROC ;Нахождение косинуса угла от 0 до 360 градусов
push ax
push cx
sub cx, cx
cmp ax, 91 ;если угол 90 и меньше,
jb COS_POS ;то знак положительный
cmp ax, 269 ;если угол 270 и больше, то знак "плюс"
jg CP
mov cx, 8000h ;иначе ставим флаг в CX, что знак "минус"
sub ax, 90 ;делаем поправку на 90
cmp ax, 91
jb GET_COS ;если < 91
neg ax ;иначеугол = 180 - угол
add ax, 180
jmp GET_COS
CP:
sub ax, 270 ;угол = 270 - угол
jmp GET_COS
COS_POS:
neg ax
add ax, 90
cmp ax, 91
jb GET_COS
neg ax
add ax, 360
GET_COS: ;достаём значение косинуса из таблицы синусов
mov bx, ax
shl bx, 1
mov bx, sines[bx]
cmp cx, 8000h
jne NE2 ;если знак "минус",
neg bx ;то меняем знак
NE2:
pop cx
pop ax
ret
ENDP FIND_COS
PUTPIXEL PROC ;Рисование точки в X2D, Y2D, цветом COLOR
push ax
push di
mov ax, 100 ;Высота экрана/2
sub ax, Y2D
push dx
mul WID ;Index = Y * WIDTH
pop dx
add ax, X2D ;Index + X
add ax, 160
mov di, ax
mov al, COLOR
mov byte ptr ES:[di], al ;рисуемточку
pop di
pop ax
ret
ENDP PUTPIXEL
PROJECTPROC ;Проецирование трёхмерной точки на плоскость
push ax
mov ax, X
mov X2D, ax
mov ax, Y
mov Y2D, ax
pop ax
ret
ENDP PROJECT
ROTX PROC ;Поворот точки вокруг оси X
push cx
push ax
push bx
push dx
mov ax, ANX
CALL FIND_COS ;
mov ax, bx ;
imul Y ;
mov cx, ax ;
mov ax, ANX ;
CALL FIND_SIN ;YNEW = Y*COS(ANX) - Z*SIN(ANX)
mov ax, bx ;
imul Z ;
neg ax ;
add ax, cx ;
sar ax, 9
mov cx, Y
mov Y, ax
mov ax, ANX ;
CALL FIND_SIN ;
mov ax, bx ;
imul cx
mov cx, ax ;
mov ax, ANX ;ZNEW = Y*SIN(ANX) + Z*COS(ANX)
CALL FIND_COS ;
mov ax, bx ;
imul Z ;
add ax, cx ;
sar ax, 9
mov Z, ax
pop dx
pop bx
pop ax
pop cx
ret
ENDP ROTX
ROTY PROC ;Поворот точки вокруг оси Y
push cx
push ax
push bx
push dx
mov ax, ANY
CALL FIND_COS ;
mov ax, bx ;
imul X ;
mov cx, ax ;
mov ax, ANY ;
CALL FIND_SIN ;XNEW = X*COS(ANY) - Z*SIN(ANY)
mov ax, bx ;
imul Z ;
neg ax ;
add ax, cx ;
sar ax, 9
mov cx, X
mov X, ax
mov ax, ANY ;
CALL FIND_SIN ;
mov ax, bx ;
imul cx ;
mov cx, ax ;
mov ax, ANY ;ZNEW = X*SIN(ANY) + Z*COS(ANY)
CALL FIND_COS ;
mov ax, bx ;
imul Z ;
add ax, cx ;
sar ax, 9
mov Z, ax
pop dx
pop bx
pop ax
pop cx
ret
ENDP ROTY
ROTZ PROC ;Поворот точки вокруг оси Z
push cx
push ax
push bx
push dx
mov ax, ANZ
CALL FIND_COS ;
mov ax, bx ;
imul X ;
mov cx, ax ;
mov ax, ANZ ;
CALL FIND_SIN ;XNEW = X * COS(ANZ) - Y * SIN(ANZ)
mov ax, bx ;
imul Y ;
neg ax ;
add ax, cx ;
sar ax, 9
mov cx, X
mov X, ax
mov ax, ANZ ;
CALL FIND_SIN ;
mov ax, bx ;
imul cx ;
mov cx, ax ;
mov ax, ANZ ;YNEW = X * SIN(ANZ) + Y * COS(ANZ)
CALL FIND_COS ;
mov ax, bx ;
imul Y ;
add ax, cx ;
sar ax, 9
mov Y, ax
pop dx
pop bx
pop ax
pop cx
ret
ENDP ROTZ
WAITVRT PROC ;Ждётвертикальнуюразвёрткумонитора.
mov dx,3dah ;3DAh - Номер порта экрана
Vrt:
in al,dx
test al,8
jnz Vrt ;Ждать пока развёртка начнётся
NoVrt:
in al,dx
test al,8
jz NoVrt ;Ждать, пока развёртка закончится
ret
ENDP WAITVRT
;Процедура рисования куба.
;Здесь последовательно вычисляются координаты двух соседних ;вершин, и проводится линия между ними.
;Всего 16 линий.
DRAWCUBE PROC
push cx
push ax
push bx
push dx
mov cx, POINTS
mov si, 0
DRC:
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X1, ax
mov Y1, bx
add si, 6
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X2, ax
mov Y2, bx
add si, 6
CALL LINE
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X1, ax
mov Y1, bx
add si, 6
CALL LINE
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X2, ax
mov Y2, bx
add si, 6
CALL LINE
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X1, ax
mov Y1, bx
add si, 6
CALL LINE
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X2, ax
mov Y2, bx
add si, 6
CALL LINE
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X1, ax
mov Y1, bx
add si, 6
CALL LINE
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X2, ax
mov Y2, bx
add si, 6
CALL LINE
mov si, 12
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X1, ax
mov Y1, bx
CALL LINE
mov si, 24
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X1, ax
mov Y1, bx
mov si, 0
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X1, ax
mov Y1, bx
mov si, 30
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X2, ax
mov Y2, bx
CALL LINE
mov si, 18
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X2, ax
mov Y2, bx
CALL LINE
mov si, 6
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X1, ax
mov Y1, bx
mov si, 36
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X2, ax
mov Y2, bx
CALL LINE
mov si, 42
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X1, ax
mov Y1, bx
mov si, 24
mov ax, CUBE[si]
mov bx, CUBE[si+2]
mov dx, CUBE[si+4]
mov X, ax
mov Y, bx
mov Z, dx
CALL ROTX
CALL ROTY
CALL ROTZ
CALL PROJECT
mov ax, X2D
mov bx, Y2D
mov X2, ax
mov Y2, bx
CALL LINE
pop dx
pop bx
pop ax
pop cx
ret
ENDP DRAWCUBE
;Алгоритм Брезенхэма для линии.
;Суть алгоритма заключается в том, что мы на каждом шаге ;увеличиваем координату Xна единицу, и прибавляем к так ;называемой «Ошибке» значение DelY, которое равно “Y2 – Y1. Если ;ошибка превышает LenX, то увеличиваем координату Y (X) на ;единицу. Данный алгоритм пригоден только в том случае, если
;X2 > X1 и расстояние по горизонтали (X2 – X1) больше расстояния ;по вертикали (Y2 – Y1). Иначе же, если X2 < X1, то к координате ;X не прибавляем единицу, а наоборот, отнимаем. Если ;вертикальное расстояние больше горизонтального, то переменные ;Xи Yменяются ролями: на каждом шаге увеличиваем Yна единицу, ;а Xувеличивается в зависимости от «Ошибки».
LINE PROC
pushcx
pushax
pushbx
push dx
mov DelX, 1 ;Приращение X = 1
mov DelY, 1 ;Приращение Y = 1
mov ax, x2
cmp ax, x1
jge X2GX1 ;если X2 < X1
neg DelX ;DelX = -1
X2GX1:
mov ax, Y2
cmp ax, Y1
jge Y2GY1 ;Если Y2 < Y1
neg DelY ;DelY = -1
Y2GY1:
mov ax, X2
sub ax, x1
jns LENXG0
neg ax
LENXG0:
mov LenX, ax
mov ax, Y2
sub ax, Y1
jns LENYG0
neg ax
LENYG0:
mov LenY, ax
mov bx, LenX
cmp ax, bx
jg LenYGLenX
mov Leng, bx
jmp C1
LenYGLenX:
mov Leng, ax
C1:
cmp ax, bx
jg LYGLX ;Если ABS(X2-X1) > ABS(Y2-Y1)
mov ax, X1
mov bx, Y1
mov dx, LenX
neg dx
inc Leng
mov cx, Leng
shl LenX, 1
shl LenY, 1
CYCLE1:
mov X2D, ax ;X = X1
mov Y2D, bx ;Y = Y1
CALL PUTPIXEL ;Рисуемточку
add ax, DelX ;X = X + DelX
add dx, LenY ;D = в + 2*(Y2-Y1)
cmp dx, 0 ;Если в > 0
jle DL01 ;
sub dx, LenX ;D = в - 2*(X2-X1)
add bx, DelY ;Y = Y + DelY
DL01:
loop CYCLE1
jmp EXITLINE
LYGLX: ;Если ABS(X2-X1) <= ABS(Y2-Y1)
mov ax, X1
mov bx, Y1
mov dx, LenY
neg dx
inc Leng
mov cx, Leng
shl LenX, 1
shl LenY, 1
CYCLE2:
mov X2D, ax ;X = X1
mov Y2D, bx ;Y = Y1
CALL PUTPIXEL ;Рисуемточку
add bx, DelY ;Y = Y + DelY
add dx, LenX ;D = в + 2*(X2-X1)
cmp dx, 0 ;Если в > 0
jle DL02
sub dx, LenY ;D = в - 2*(Y2-Y1)
add ax, DelX ;X = X + DelX
DL02:
loop CYCLE2
EXITLINE:
pop dx
pop bx
pop ax
pop cx
ret
ENDP LINE
MAIN PROC
mov ax, datas
mov ds, ax ;Инициализация сегментов данных
mov ax, 0A000h ;A000h - сегмент видеобуфера
mov es, ax
mov ah, 00h ;Установка видеорежима
mov al, 13h ;Mode = 13h (320x200x256)
int 10h
MainLoop:
mov COLOR, 15 ;Рисованиеточки
CALL DRAWCUBE ;Рисуемкуб
CALL WAITVRT ;Ждёмразвёрткуэкрана
mov COLOR, 0 ;
CALL DRAWCUBE ;Стираемкуб
in al,60h ;Читаемскан-кодклавиатуры
cmp al, 4bh ;Есликлавиша "Left"
jne DONTROTL
mov ax, DeltaY
sub ANY, ax ;уменьшаем ANY на DeltaY
jns DONTROTD
add ANY, 360
jmp DONTROTD
DONTROTL:
cmp al, 4dh ;Есликлавиша "Right"
jne DONTROTR
mov ax, DeltaY
add ANY, ax ;увеличиваем ANY на DeltaY
cmp ANY, 360
jb DONTROTD
sub ANY, 360
jmp DONTROTD
DONTROTR:
cmp al, 48h ;Есликлавиша "Up"
jne DONTROTU
mov ax, DeltaX
add ANX, ax ;увеличиваем ANX на DeltaX
cmp ANX, 360
jb DONTROTD
sub ANX, 360
jmp DONTROTD
DONTROTU:
cmp al, 50h ;Есликлавиша "Down"
jne DONTROTD ;
mov ax, DeltaX ;
sub ANX, ax ;уменьшаем ANX на DeltaX
jns DONTROTD ;
add ANX, 360 ;
DONTROTD:
cmp al, 01h ;еслине Escape
jne MainLoop ;делаемцикл
EXIT:
movah, 00h ;Установка текстового видеорежима
mov al, 02h ;Mode - 02h
int 10h
mov ax, 4C00h ;Terminate
int 21h
ENDP MAIN
CODES ENDS
END MAIN
|