图形学实验报告四 多边形填充算法

扫描线种子填充：
public void FillField(int x, int y, Color newColor, uint oldColor, Graphics g) {
if ("".Equals(txtx.Text) || "".Equals(txty.Text)) { return; } else { x = Convert.ToInt32(txtx.Text); y = Convert.ToInt32(txty.Text); } int xl, xr; bool spanNeedFill; myStack.Clear();
个交点。如右图，对 y＝8 的扫描线排序 x 坐标得到的表是(2,4,9,13)，然后对交点 2 与 4 之间、9 与 13 之间 的所有象素点进行填充。 边界上的象素:“左闭右开”，“下闭上开”(将左边界和下边界的点算为内部，而将右边界和上边界 算为外部) 顶点：“上开下闭”。
几种特殊情况： 1．扫描线交于一顶点，共享的两条边分另处于扫描线的两边，这时交点只取一个，如扫描线 y=3，该点被填 充一次。2.共享交点的两条边处于扫描线的上方，这时交点取二个，如扫描线 y=1，该点被填充一次。 3．共享交点的两条边处于扫描线的下方，这时交点取 0 个，如扫描线 y=9，无交点，不填充。 4．水平边在算法中不起任何作用，可不考虑。 活性边表(提高效率)： 为了减少求交的计算量，要利用一条边与相继的两条扫描线的交点的连贯性。在处理一条扫描线时只对活 性边（与它相交的多边形的边）进行求交运算。把交点按 x 增加方向存在一个链表（活性边表）中。活性边： 与当前扫描线相交的边。 活性边表（AEL） ：按交点 x 的增量顺序存放在一个链表中，该链表称作活性边表（AEL） 。
扫描线种子算法
测试对象为象素段 ,对区域内的每一象素段 ,只保留其最右边 (或左边)的象素作为种子象素 .区域填充(扫描 线算法)： –目标：减少递归层次 –适用于内点表示的 4 连通区域 基本过程： 当给定种子点时，首先填充种子点所在的扫描线上的位于给定区域的一个区段，然后确定与这一区段相通的上 下两条扫描线上位于给定区域内的区段，并依次保存下来。反复这个过程，直到填充结束。 算法步骤： 1、填充并确定种子区段； 2、初始化：将种子区段压入堆栈； 3、出栈：如果堆栈为空，则算法结束；否则取栈顶元素 y,xLeft,xRight） ，以纵坐标为 y 的扫描线为当前扫描 线，[xLeft, xRight]为搜索区间； 4、填充并确定新的区段 。
}
四连通种子填充：
public void BoundaryFill4(int x, int y, uint oldColor, Graphics g) { if ("".Equals(txtx.Text) || "".Equals(txty.Text)) { return; } else { x = Convert.ToInt32(txtx.Text); y = Convert.ToInt32(txty.Text); } if (bitmap.GetPixel(g, x, y) != oldColor && bitmap.GetPixel(g, x, y) == ColorTranslator.ToWin32(Color.Yellow)) { bitmap.SetPixel(g, x, y, ColorTranslator.ToWin32(Color.Red)); BoundaryFill4(x, y + 1, oldColor, g); BoundaryFill4(x - 1, y, oldColor, g); BoundaryFill4(x, y - 1, oldColor, g); BoundaryFill4(x + 1, y, oldColor, g); } }
y = pty; while (bitmap.GetPixel(g, x, y) == oldColor) { bitmap.SetPixel(g, x, y, ColorTranslator.ToWin32(newColor)); x++; } xr = x - 1; x = ptx - 1; while (bitmap.GetPixel(g, x, y) == oldColor) { bitmap.SetPixel(g, x, y, ColorTranslator.ToWin32(newColor)); x--; } xl = x + 1;
扫描线算法算法原理：
利用相邻像素之间的连贯性， 提高算法效率。 根据多边形内部点的连续性知：一条扫描线与多
10 8 实 6 验 原 理 4 2 0 2 4 6 8 10 12 1 2 3 4
边形的交点中，入点和出点之间所有点都是多边 形的内部点。所以，对所有的扫描线填充入点到 出点之间所有的点就可填充多边形。 处理对象：非自交多边形（边与边之间除了 顶点外无其它交点）判断扫描线上的点是否在多 边形之内,根据多边形区域连续性， 分为 3 个步骤： – – – – 求出扫描线与多边形所有边的交点； 把这些交点的 x 坐标值以升序排列； 对每一对交点间的区域进行填充。 第三个步骤是从奇数个交点出发到偶数
int ptx = x; int pty = y; myStack.Push(ptx); myStack.Push(pty); while (myStack.Count != 0) { pty = (int)myStack.Pop(); ptx = (int)myStack.Pop(); x = ptx;
指 导 教 师 意 见 签名： 年 月 日
实 验 VS2010(C#) 环 境 1、 添加一个 C#下的 Windows 窗体应用程序，实现对于算法的选择。 实 2、 根据不同算法添加不同窗体，接受圆初始化数据，编写核心函数。代码见实验原理中代码 验 部分。 步 3、 调试运行。 骤
实 验 内 容 在 VS2010 环境下利用 C#编程实现多边形填充算法，并给出实验报告。
种子填充算法算法原理
种子填充算法首先假定区域由封闭轮廓线围成，且轮廓线内某点是已知的，然后开始搜索与种子点相邻且 位于轮廓线内的点。如果这相邻 点不在轮廓线内，则已达到轮廓线的边界；如果相邻点在轮廓线之内，则这相 邻点成为新的种子点，继续搜索下去。只适用于光栅扫描设备。 区域分类（区域采用边界定义，即区域边界上与边界外的象素取相同值，区域内部的点取不同值） 1、 四向连通区域：各象素在水平垂直四个方向是边通的。即从区域内任一点出发，可水平／垂直移动到达区 域内任一点。 2、 八向连通区域：各象素在水平、垂直、及四个对角线方向都是是边通的。即从区域内任一点出发，可水平、 垂直、及四个对角线方向移动到达区域内任一点。
x = xl; y = y + 1; while (x <= xr) { spanNeedFill = false; while (bitmap.GetPixel(g, x, y) == oldColor) {
spanNeedFill = true; x++; } if (spanNeedFill) { ptx = x - 1; pty = y; myStack.Push(ptx); myStack.Push(pty); spanNeedFill = false; } while (bitmap.GetPixel(g, x, y) != oldColor && x <= xr) { x++; } }
实 验 结 果
实 验 总 结
一、对四连通的递归区域填充算法的分析： 该算法也可以填充有孔区域。 优点：算法简单 缺点：递归执行，效率不高，要求很大的存储空间来实现堆栈。费时费内存。 改进：减少递归次数，提高效率。 二、扫描线种子填充算法 该算法对于每一个待填充区段，只需压栈一次；因此，扫描线种子填充算法提高了区域填充的 效率。
贵州大学实验报告
学院：计算机科学与信息学院 姓名 实验时间 实验项目名称 实 验 2013.4级： 101 实验组 4
指导教师
吴云
成绩
使学生掌握光栅显示系统中多边形的扫描转换和区域填充算法。掌握 4 连通区域的扩展性。 目 的 实 验 实现多边形的扫描转换算法和区域填充算法 要 求
x = xl; y = y - 2; while (x <= xr) { spanNeedFill = false;
while （bitmap.GetPixel(g, x, y) == oldColor) { spanNeedFill = true; x++; } if (spanNeedFill) { ptx = x - 1; pty = y; myStack.Push(ptx); myStack.Push(pty); spanNeedFill = false; } while (bitmap.GetPixel(g, x, y) != oldColor && x <= xr) { x++; } } }