多边形的有效边表填充算法-

实验三多边形的有效边表填充算法

一、实验目的与要求

1、理解多边形的扫描转换原理、方法；

2、掌握有效边表填充算法；

3、掌握链表的建立、添加结点、删除节点的基本方法；

3、掌握基于链表的排序操作。

二、实验内容

在实验二所实现工程的基础上，实现以下内容并把实现函数封装在类

CMyGL 中。

1、C++实现有效边表算法进行多边形扫描转换

2、利用1进行多边形扫描转换和区域填充的实现；

三、实验原理

请同学们根据教材及上课的PPT独立完成。

四、实验步骤（程序实现）。

1、建立并选择工程项目。打开VC6.0->菜单File 的New 项,在projects 属性页选择MFC AppWizard(exe)项，在Project name 中输入一个工程名,如“Sample”。单文档。

2、新建一个图形类。选择菜单Insert New class，Class type 选择“Generic Class”，Name 输入类名，如“CMyCG。

3、向新建的图形类中添加成员函数（实际就是加入实验要求实现的图形生成算法的实现代码）。在工作区中直接鼠标右键单击，选择“Add Member Function…”项，添加绘制圆的成员函数。

void PolygonFill(int number, CPoint *p, COLORREF color, CDC* pDC)

添加其他成员函数：

CreatBucket();

CreatET();

AddEdge();

EdgeOrder();

4、成员函数的实现。实现有效边表填充算法。这一部分需要同学们去实现。

参考实现：

多边形的有效边表填充算法的基本过程为：

1、定义多边形：

2、初始化桶

3、建立边表

4、多边形填充

1)对每一条扫描线，将该扫描线上的边结点插入到临时AET表中，HeadE.

2)对临时AET表排序，按照x递增的顺序存放。

3)根据AET表中边表结点的ymax抛弃扫描完的边结点，即ymax>=scanline

4)扫描AET表，填充扫描线和多边形相交的区间。

5)根据的边连贯性，更新AET表。0、构造桶结点的数据结构和有效边表的数据结构：

有效边表的数据结构：类AET

class AET

{

public:

AET();

virtual ~AET();

double x;

int yMax;

double k;//代替1/k

AET *next;

}

桶结点的数据结构:类Bucket

class Bucket

{

public:

Bucket();

virtual ~Bucket();

int ScanLine;

AET *p;//桶上的边表指针

Bucket *next;

}

1、定义多边形：

CPoint Point[7];//定义多边形

//设置多边形的7个顶点

Point[0]=CPoint(550,400);//P0

Point[1]=CPoint(350,600);//P1

Point[2]=CPoint(250,350);//P2

Point[3]=CPoint(350,50);//P3

Point[4]=CPoint(500,250);//P4

Point[5]=CPoint(600,50);//P5

Point[6]=CPoint(800,450);//P6

2、初始化桶

Bucket* CreatBucket(int number,CPoint *Point) {

int ScanMin,ScanMax;

Bucket *HeadB,*CurrentB;

ScanMin = ScanMax = Point[0].y;

for(int i = 1;i

{

//找最低和最高扫描线

}

for(i = ScanMin;i<=ScanMax;i++)

{

if(i == ScanMin)//桶头结点

{

HeadB = new Bucket(); //建立桶的头结点

CurrentB = HeadB;//CurrentB为Bucket当前结点指针

CurrentB->ScanLine = i;

CurrentB->p = NULL;//没有连接边链表

CurrentB->next = NULL;

}

Else//建立桶的其它结点

{

}

}

return HeadB;

}

3、建立边表

Bucket * CreatET(int number,CPoint *Point)

{

Bucket *HeadB;

Bucket *CurrentB;

AET *CurrentE,*Edge;

HeadB = CreateBucket(number,Point);

for (int i = 0;i

{

int j = i + 1;//边的第二个顶点，Point[i]和Point[j]构成边

if (j == number) //保证多边形的闭合

{

j = 0;

}

CurrentB = HeadB; //从桶链表的头结点开始搜索边（i,j）放入哪个桶

if(Point[i].y

{

while(Point[i].y>CurrentB.ScanLine) //在桶内寻找该边的yMin

{

CurrentB = CrrentB->next; //移到下一个桶结点

}

Edge = new AET(); //构造有效边表结点，计算AET表的值

Edge->x = Point[i].x;

Edge->ymax = Point[j].y;

Edge->k = double((Point[j].x-Point[i].x))/(Point[j].y-Point[i].y);//代表1/k

if(CurrentB->p == NULL) //当前桶结点上没有链接边结点

{

Current->p = Edge; //第一个边结点直接连接到对应的桶中

}

else //如果当前边已连有边结点

{

CurrentE = CurrentB->p;

//移动指针到当前边的最后一个边结点

//把当前边接上去

}

}

if(Point[j].y

{

//终点比起点高

}

}

CurrentE = NULL;

CurrentB = NULL;

AET = NULL;

return HeadB;

}

4、多边形填充

1)对每一条扫描线，将该扫描线上的边结点插入到临时AET表中，HeadE.

2)对临时AET表排序，按照x递增的顺序存放。

3)根据AET表中边表结点的ymax抛弃扫描完的边结点，即ymax>=scanline

4)扫描AET表，填充扫描线和多边形相交的区间。

5)根据的边连贯性，更新AET表。

void PolygonFill(int number,CPoint *p,COLORREF fillcolor,CDC *pDC)//多边形填充{

HeadE=NULL;

for(CurrentB=HeadB;CurrentB!=NULL;CurrentB=CurrentB->next)//访问所有桶结点{

1)对每一条扫描线，将该扫描线上的边结点插入到临时AET表中，HeadE

for(CurrentE=CurrentB->p;CurrentE!=NULL;CurrentE=CurrentE->next)

//访问桶中排序前的边结点

{

AET *TempEdge=new AET;

TempEdge->x=CurrentE->x;

TempEdge->yMax=CurrentE->yMax;

TempEdge->k=CurrentE->k;

TempEdge->next=NULL;

AddEdge(TempEdge);//将该边插入临时Aet表

}

2)对临时AET表排序，按照x递增的顺序存放。

EdgeOrder();//使得边表按照x递增的顺序存放

3)根据AET表中边表结点的ymax抛弃扫描完的边结点，即ymax>=scanline

T1=HeadE;//根据ymax抛弃扫描完的边结点

if(T1==NULL)

{

return;

}

while(CurrentB->ScanLine>=T1->yMax)//放弃该结点，Aet表指针后移（下闭上开）{

T1=T1->next;

HeadE=T1;

if(HeadE==NULL)

{

return;

}

}

if(T1->next!=NULL)

{

T2=T1;

T1=T2->next;

}

while(T1!=NULL)//

{

//根据AET表中边表结点的ymax抛弃扫描完的边结点，即ymax>=ScanLine

}

4)扫描AET表，填充扫描线和多边形相交的区间。

bool In=false;//设置一个BOOL变量In，初始值为假

double xb,xe;//扫描线的起点和终点

for(T1=HeadE;T1!=NULL;T1=T1->next)//填充扫描线和多边形相交的区间

{

if(In==false)

{

xb=T1->x;

In=true;//每访问一个结点,把In值取反一次

}

else

//如果In值为真，则填充从当前结点的x值开始到下一结点的x值结束的区间{

xe=T1->x-1;//左闭右开

//填充

Sleep(1);//延时1ms,提高填充过程的可视性

In=FALSE;

}

5)根据的边连贯性，更新AET表。

//利用边的连贯性，更新交点信息

}

delete HeadB;

delete CurrentB;

delete CurrentE;

delete HeadE;

}

5、图形类的使用

（1）、图形类对象的定义。首先在“C*View”（本例中是CSampleView）类的头文件中加入图形类的头文件，使图形类能在C*View 中被辨识和使用；然后，在C*View 类头文件中实例化图形类，即定义一个图形类的对象。

在public属性区加入：

CmyCG m_cg;

（2）、图形类对象的使用。在“C*View”类中有一个成员函数void OnDraw(CDC* pDC),找到该函数的实现。在其中加入对图形类对象的使用代码：

m_cg-> PolygonFill(_____,_____,_____,_____);

//测试：填充的多边形的七个顶点为：

Point[0]=CPoint(550,400);//P0

Point[1]=CPoint(350,600);//P1

Point[2]=CPoint(250,350);//P2

Point[3]=CPoint(350,50);//P3

Point[4]=CPoint(500,250);//P4

Point[5]=CPoint(600,50);//P5

Point[6]=CPoint(800,450);//P6

在进行填充之前先绘制多边形的轮廓。

6、程序的调试、运行。

五、实验结果抓图与结果分析

1、请给出顶点数7个，

Point[0]=CPoint(550,400);//P0

Point[1]=CPoint(350,600);//P1

Point[2]=CPoint(250,350);//P2

Point[3]=CPoint(350,50);//P3

Point[4]=CPoint(500,250);//P4

Point[5]=CPoint(600,50);//P5

Point[6]=CPoint(800,450);//P6

的多边形，填充颜色为红色的填充效果。

2、请给出顶点数6个，

Point[0]=CPoint(550,400);//P0

Point[1]=CPoint(350,600);//P1

Point[2]=CPoint(250,350);//P2

Point[3]=CPoint(350,50);//P3

Point[4]=CPoint(600,50);//P4

Point[5]=CPoint(800,450);//P5

的多边形，填充颜色为兰色的填充效果。

注意：在这个多边形中有一条边为水平边，上述的多边形有效边表填充算法是否仍然有效？

六、参考文献