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Der Kreisalgorithmus:
Wie schon bei der Beschreibung des Linienalgorithmus dargestellt wurde,
kann der Plotter nicht Linien jeder Steigung exakt darstellen, sondern muss sie durch
eine Treppenkurve annähern. Entsprechend muss bei der Darstellung von Kreisen
vom wirklichen Kreis abgewichen werden und eine Annäherung in Form der
Verbindungen der Rasterpunkte, die dem Kreis am nächsten liegen, gezeichnet
werden.
Beim Zeichnen einer Linie mit einer bestimmten Steigung reichen zwei
Gleichungen aus, je nachdem ob die Steigung größer oder kleiner 1 ist. Außerdem
ändert sich die Zeichenrichtung nicht. Zeichnet man dagegen einen Kreis, so ändert
sich die Steigung kontinuierlich. Mit jedem Durchgang durch 45 Grad, 135 Grad, 225
Grad und 315 Grad über- bzw. unterschreitet der Betrag der Steigung den Wert 1.
Bei jedem Durchgang durch die Achsen des Koordinatensystems ändert sich das
Vorzeichen der Steigung. Das bedeutet, dass für jedes Kreisachtel mit einer neuen
Gleichung gearbeitet werden muss (vgl. Linienalgorithmus). Dieses lässt sich jedoch
dadurch, dass der Kreis punktsymmetrisch ist, vereinfachen; es wird nur mit den
Absolutbeträgen von X und Y gearbeitet, denn von der Rechnung her sind das 1. und
das 5. Kreisachtel, das 2. und das 6. etc. mit Ausnahme der umgekehrten
Vorzeichen identisch. Damit reichen vier Gleichungen zur Kreisberechnung aus.
Beim Rechnen mit Absolutbeträgen wird genau genommen auch der 2. Quadrant
nicht berechnet, sondern statt des 2. der 1. Quadrant in umgekehrter Richtung. Dies
ist aber auf Grund der Symmetrie des Kreises unerheblich.
1. Kreisachtel:
Von der momentanen Stiftposition P(Xi,Yi) aus muss bestimmt werden, welcher
der Punkte S(Xi+1,Yi) und T(Xi+1,Yi-1) dem wahren Kreis am nächsten liegt und
angesteuert werden muss.
Allgemein ist:
R² = X² + Y²
und damit:
0 = X² + Y² - R²
Da X und Y nur einen Punkt aus dem Raster des Plotters beschreiben können, ergibt
die Differenz nicht genau 0, sondern den Fehler, der beim Ansteuern des Punktes
entsteht. So lauten die Fehlergleichungen für die Punkte S und T:
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