多边形填充算法的实现 计算机图形学
扫描线多边形填充算法
扫描线多边形填充算法扫描线多边形填充算法（Scanline Polygon Fill Algorithm）是一种计算机图形学中广泛使用的算法，用于将一个封闭的多边形形状涂色填充。
它通过扫描线的方式，从上到下将多边形内的像素按照预设的填充颜色来进行填充。
本文将详细介绍扫描线多边形填充算法的原理、流程和实现细节。
1.算法原理：扫描线多边形填充算法基于扫描线的思想，在水平方向上扫描每一行像素，并检测多边形边界与扫描线的交点。
通过将扫描线从上到下扫过整个多边形，对于每一行像素，找出与多边形边界交点的水平线段，然后根据填充颜色将像素点进行填充。
2.算法流程：-找出多边形的最小和最大Y坐标，确定扫描线的范围。
-从最小Y坐标开始，到最大Y坐标结束，逐行进行扫描。
-对于每一行，找出与多边形边界交点的水平线段。
-根据填充颜色，为每个水平线段上的像素点进行填充。
3.算法实现：-首先，需要根据给定的多边形描述边界的顶点坐标，计算出每条边的斜率、最小和最大Y值以及每条边的X坐标交点。
-然后，对于每一扫描线，找出与多边形边界交点的水平线段，即找出交点的X坐标范围。
-最后，根据填充颜色，将该范围内的像素点进行填充。
4.算法优化：- 针对复杂多边形，可以使用活性边表（AET，Active Edge Table）来管理边界信息，加快查找交点的速度。
-可以使用桶排序来排序边界事件点，提高扫描速度。
-根据多边形边的特征，对算法进行优化，减少不必要的计算和内存消耗。
5.算法应用：-扫描线多边形填充算法广泛应用于计算机图形学中的图形渲染、图像处理等领域。
-在游戏开发、CAD绘图、虚拟现实等应用中，扫描线多边形填充算法被用于快速绘制和渲染复杂多边形。
总结：扫描线多边形填充算法是一种经典的计算机图形学算法，通过扫描线的方式对多边形进行填充。
它可以高效地处理各种形状的多边形，包括凸多边形和凹多边形。
算法虽然简单，但在实际应用中具有广泛的用途。
计算机图形学图形区域填充效果
// Fill.cpp : implementation file
#include "stdafx.h"
#include "FloodFill.h"
#include "Fill.h"
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
（1）种子填充算法原理
在多边形内部找到一个已知的象素点作为种子点，由此开始，利用区域的连通性找到多边形内部的 其它所有象素点进行填充。
（i）四向连通区域
①四向连通区域概念：从区域上任一点出发，在不超出区域边界的前提下，可通过4个方向：上、下、左、右的移动组合到达区域中的任意象素点，称此区域为四向连通区域。
{
//有需要填充的区域
if(spanNeedFill==FALSE)
{
spanNeedFill = TRUE;
}
x++;
}
if(spanNeedFill)
{
CPoint rightp(x-1,y);
stack.Push(x-1);
stack.Push(y);
spanNeedFill = FALSE;
virtual ~CStack();
};
#endif // !defined(AFX_STACK_H__D198F788_4ED1_4C09_98E5_433BAB24D864__INCLUDED_)
CStack.cpp参考代码：
// Stack.cpp: implementation of the CStack class.
#if !defined(AFX_STACK_H__D198F788_4ED1_4C09_98E5_433BAB24D864__INCLUDED_) #define AFX_STACK_H__D198F788_4ED1_4C09_98E5_433BAB24D864__INCLUDED_
c语言多边形区域填充算法
c语言多边形区域填充算法C语言多边形区域填充算法一、介绍多边形区域填充算法是计算机图形学中的一项重要技术，用于将给定的多边形区域进行填充，使其呈现出丰富的颜色或纹理，增强图形的效果和表现力。
本文将介绍一种常用的C语言多边形区域填充算法——扫描线填充算法。
二、扫描线填充算法原理扫描线填充算法是一种基于扫描线的填充方法，其基本思想是将多边形区域按照水平扫描线的顺序，从上到下逐行扫描，通过判断扫描线与多边形边界的交点个数来确定是否进入多边形区域。
具体步骤如下：1. 首先，确定多边形的边界，将其存储为一个边表。
边表中的每个边都包含起点和终点的坐标。
2. 创建一个活性边表（AET），用于存储当前扫描线与多边形边界的交点。
初始时，AET为空。
3. 从上到下逐行扫描多边形区域，对每一条扫描线，从边表中找出与该扫描线相交的边，并将其加入AET中。
4. 对于AET中的每一对交点，按照从左到右的顺序两两配对，形成水平线段，将其填充为指定的颜色或纹理。
5. 在扫描线的下一行，更新AET中的交点的坐标，然后重复步骤4，直到扫描到多边形区域的底部。
三、代码实现下面是一个简单的C语言实现扫描线填充算法的示例代码：```#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <stdbool.h>typedef struct {int x;int y;} Point;typedef struct {int yMax;float x;float dx;int next;} Edge;void fillPolygon(int n, Point* points, int color) {// 获取多边形的边界int yMin = points[0].y;int yMax = points[0].y;for (int i = 1; i < n; i++) {if (points[i].y < yMin) {yMin = points[i].y;}if (points[i].y > yMax) {yMax = points[i].y;}}// 创建边表Edge* edges = (Edge*)malloc(sizeof(Edge) * n);int k = n - 1;for (int i = 0; i < n; i++) {if (points[i].y < points[k].y) {edges[i].yMax = points[k].y;edges[i].x = points[i].x;edges[i].dx = (float)(points[k].x - points[i].x) / (points[k].y - points[i].y);edges[i].next = k;} else {edges[i].yMax = points[i].y;edges[i].x = points[k].x;edges[i].dx = (float)(points[i].x - points[k].x) / (points[i].y - points[k].y);edges[i].next = i;}k = i;}// 扫描线填充for (int y = yMin; y < yMax; y++) {int xMin = INT_MAX;int xMax = INT_MIN;for (int i = 0; i < n; i++) {if (y >= edges[i].yMax) {continue;}edges[i].x += edges[i].dx;if (edges[i].x < xMin) {xMin = edges[i].x;}if (edges[i].x > xMax) {xMax = edges[i].x;}int j = edges[i].next;while (j != i) {edges[j].x += edges[j].dx; if (edges[j].x < xMin) {xMin = edges[j].x;}if (edges[j].x > xMax) {xMax = edges[j].x;}j = edges[j].next;}}for (int x = xMin; x < xMax; x++) { drawPixel(x, y, color);}}free(edges);}int main() {// 定义多边形的顶点坐标Point points[] = {{100, 100},{200, 200},{300, 150},{250, 100}};// 填充多边形区域为红色fillPolygon(4, points, RED);return 0;}```四、总结通过扫描线填充算法，我们可以实现对多边形区域的填充，从而提升图形的表现效果。
多边形扫描线填充算法技巧
多边形扫描线填充算法技巧扫描线填充算法是计算机图形学中常用的一种填充算法，用于对多边形进行填充。
其基本原理是通过扫描线与多边形边界的交点来确定需要填充的像素点。
本文将介绍多边形扫描线填充算法的基本思想以及一些常用的优化技巧。
一、基本思想多边形扫描线填充算法的基本思想是将多边形分解成一系列水平线段，然后对每条水平线段进行扫描，找出与多边形边界相交的点，并进行填充。
具体步骤如下：1. 确定多边形的边界：对于给定的多边形，首先需要确定其边界。
可以使用边界表（edge table）来存储多边形的边界信息，包括每条边的起点和终点坐标以及斜率等。
2. 初始化扫描线：从多边形边界中找出最小的y坐标和最大的y坐标，作为扫描线的起点和终点。
3. 扫描线算法：对于每条扫描线，通过遍历边界表，找出与扫描线相交的边界线段。
根据相交点的x坐标，确定需要填充的像素点范围。
4. 填充像素点：根据上一步确定的像素点范围，将扫描线上的像素点进行填充。
二、技巧和优化1. 边界表的构建：为了提高算法的效率，可以对边界表进行排序，按照扫描线的y坐标来排序。
这样可以减少对边界表的遍历次数，提高算法的执行速度。
2. 边界交点的计算：在扫描线算法中，需要计算扫描线与多边形边界的交点。
可以使用活性边表（active edge table）来存储当前与扫描线相交的边界线段，并根据交点的x坐标进行排序。
这样可以减少计算交点的次数，提高算法的效率。
3. 填充像素点的优化：在填充像素点时，可以使用扫描线种子填充算法来进行优化。
该算法通过选择合适的填充起点，在填充过程中自动推进扫描线，减少不必要的计算和填充操作，提高填充的速度。
4. 填充规则的处理：在实际应用中，可能会遇到一些特殊情况，如多边形内部有孔洞或交叉等。
针对这些情况，可以通过修改填充规则来处理。
常用的填充规则有奇偶填充规则和非零填充规则，可以根据实际情况选择合适的填充规则。
5. 像素点颜色的处理：在多边形填充过程中，可以通过设置填充的颜色或纹理来实现不同的效果。
六边形填充多边形算法-概述说明以及解释
六边形填充多边形算法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在计算机图形学中，六边形填充多边形算法是一种常用的方法，用于在离散的像素网格中填充一个给定的多边形区域。
这个算法主要的思路是利用六边形单元格来填充多边形，通过适当的规则和判断条件来确定哪些六边形单元格应该被填充，从而实现多边形的填充效果。
本文将详细介绍六边形填充多边形算法的原理、步骤以及优缺点，并结合具体的示例进行讲解。
通过深入学习和理解这一算法，读者可以更好地掌握在计算机图形学领域中处理多边形填充的技术手段，从而为实际应用场景中的图形渲染、图像处理等问题提供有效的解决方案。
1.2 文章结构:本文将首先介绍六边形填充多边形算法的概述，包括其背景和基本概念。
接着将详细讲解算法的原理，解释其实现的基本思路和机制。
然后，我们将逐步分析算法的具体步骤，包括算法的实现过程和关键步骤。
接下来，我们将探讨算法的优缺点，评价其在实际应用中的优劣势。
最后，我们将对本文进行总结，讨论六边形填充多边形算法在不同领域的应用前景，并展望未来的研究方向。
通过本文的讲解，读者将对六边形填充多边形算法有一个全面深入的了解。
1.3 目的:本文的目的是介绍六边形填充多边形算法，通过深入解析该算法的原理、步骤以及优缺点，帮助读者了解如何利用六边形填充多边形算法来有效解决填充多边形的问题。
通过本文的阐述，读者可以深入了解该算法的工作原理，从而更好地应用于实际的计算机图形学和几何方面的相关领域。
同时，本文还将探讨该算法的应用领域和未来的发展方向，旨在为读者提供对六边形填充多边形算法的全面了解，以促进该算法在实际应用中的推广和应用。
2.正文2.1 算法原理六边形填充多边形算法是一种基于六边形网格的填充算法，旨在将一个任意形状的多边形以最优方式填充为由六边形组成的图案。
该算法的原理主要包括以下几个步骤：1. 网格初始化：首先将待填充的多边形通过离散化的方式转换为六边形网格，确定网格的大小和分辨率。
多边形填充算法
多边形填充算法
多边形填充算法是一种计算机图形学中的算法，用于将一个封闭的多边形区域（如矩形、三角形、梯形等）填充成指定的颜色。
在计算机图形学中，多边形是由一系列线段（边）连接成的封闭区域。
填充算法的目的是在多边形的内部填充指定的颜色。
这种算法通常用于计算机辅助设计、计算机游戏开发、计算机动画、计算机视觉等领域。
填充算法有多种实现方法，包括扫描线填充、种子填充、边界填充、区域分割等。
其中，扫描线填充是最常见的一种算法，它的基本思想是从多边形的最上面一行开始，逐行向下扫描，同时记录扫描线和多边形之间的交点。
当扫描线与多边形的边相交时，根据交点的奇偶性来判断该点是否在多边形内部。
如果是奇数个交点，则该点在多边形内部，需要进行填充；如果是偶数个交点，则该点在多边形外部，不需要填充。
种子填充是另一种常见的填充算法，它的基本思想是从多边形内部的一个点（种子）开始，向外扩散填充。
在扩散过程中，同时记录已经填充过的像素点，避免重复填充。
这种算法的优点是填充速度较快，但容易出现填充区域不封闭、填充效果不理想等问题。
边界填充和区域分割是另外两种填充算法，它们的实现方式比较复杂，但可以处
理比较复杂的填充情况，例如多个子多边形共同填充、奇异多边形填充等。
总的来说，多边形填充算法在计算机图形学中具有重要的应用价值和研究意义，不同的填充算法各有优缺点，需要根据具体的需求和应用场景来选择合适的算法。
多边形的区域填充
b++;
p[b]=(int)edge[j].xmax;
}
}
if((scan>edge[j].ymin)&&(scan<edge[j].ymax))
{
b++;
p[b]=(int)(edge[j].xmax+edge[j].dx*(scan-edge[j].ymax));
}
}
//pDC->LineTo(spt[edge[0].num].x,spt[edge[0].num].y);
4.用C/C++语言编写源程序并调试、执行（最好能用动画显示填充过程）；
5.分析实验结果
6.对程序设计过程中出现的问题进行分析与总结；
7.打印源程序或把源程序以文件的形式提交；
8.按格式要求完成实验报告。
五、实验结果及分析
种子填充算法的优点是非常简单，缺点是需要大量栈空间来存储相邻的点。扫描线填充算法就是它的改进的方法。它是通过沿扫描线填充水平像素段，来处理四连通或八连通相邻点，这样就仅仅只需要将每个水平像素段的起始位置压入栈，而不需要将当前位置周围尚未处理的相邻像素都压入栈，从而可以节省大量的栈空间。
if(spt[i].y > pmax)
pmax = spt[i].y;
if(spt[i+1].y < pmin)
pmin = spt[i+1].y;
}
}
for(int r=1;r<=6;r++)//排序edge(yUpper，xIntersect)，结果为从大到小
{
for(int q=0;q<=6-r;q++)
计算机图形学5多边形扫描转换和区域填充
多边形分为凸多边形、凹多边形、含内环的多边 形等：
（1）凸多边形 任意两顶点间的连线均在多边形内。
（2）凹多边形
任意两顶点间的连线有不在多边形内的部分。
凸多边形
凹多边形
含内环的多边形
有关概念
1) 区域：一组相邻而且又相连的像素，而且具有 相同属性的封闭区域。 2）种类：①单域 ②复合域
3) 区域填充：以某种属性对整个区域进行设置的过 程。
另外使用增量法计算时，我们需要知道一条边何时不再与下 一条扫描线相交，以便及时把它从有效边表中删除出去，避免 下一步进行无谓的计算。 综上所述，有效边表AET的每个结点存放对应边的有关信息 如下：
x
△x
ymax
next
其中x为当前扫描线与边的交点，ymax是边所在的最大扫描 线值，通过它可以知道何时才能“抛弃”该边，△x表示从 当前扫描线到下一条扫描线之间的x增量即斜率的倒数。 next为指向下一条边的指针
P6(2,7)
P4(11,8) F G B P5(5,5) P3(11,3) C D
A
1
0 1
P1(2,2) P2(5,1) 2 3 4 5 6 7
E
8
9
10
11
一个多边形与若干扫描线
7
把多边形所有 的边全部填成这 样的结构，插到 这个指针数组里 面来。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
spt[6]=CPoint(160,150);
spt[7]=CPoint(100,100);
pDC->SelectObject(old);
CView::OnLButtonDblClk(nFlags,point);
}
void CDrawView::OnLButtonDown(UINT nFlags,CPoint point)
pDC->TextOut(20,20,"双击鼠标左键，生成多边形");
pDC->TextOut(20,50,"先在多边形内部单击鼠标右键，选择种子点，然后单击功能菜单实现填充");
pDC->SelectObject(old);
}
void CDrawView::OnSeedfill()
{CclientDC dc(this);
int k;
int r,g,b;
Edge*etp;
makeet();
while (et[++scany]==NULL);
While(scany<600){
if(et[scany]!=NULL){
etp=et[scany];
while(etp){
i=scany;
while(i<etp->ymax){
j=(int)etp->x;
j++;
while(i<600){
Color=dc.GetPixel(j,i);
r=255--GetRValue(Color);
G=255--GetGValue(Color);
B=255--GetBValue(Color);
dc.GetPixel(j,i),RGB(r,g,b));
j++;}
etp->x+=etp->deltax;
《计算机图形学基础》实验报告
实验序号：03实验项目名称：多边形填充算法的实现
学 号
姓 名
专业、班级
软件工程
实验地点
计-201
指导教师
时间
2016.4.05
一、实验目的及要求
多边形的填充算法有很多种，比如说边缘填充算法，栅栏填充算法，还有种子填充算法。种子填充算法和其他几种的算法采用的是完全不同的方法。
x--;
current=dc,GetPixel(x,y);
}
x=s-point.x;
}
x=s_point.x;y=s_point.y-1;
for(;y>=pmin;y--)
{
int current=dc.GetPixel(x,y);
while((current!=boundary)&&(current!=fill))
int fill=RGB(0,255,0);
int boundary=RGB(0,0,255);
int x,y,p0,pmin,pmax;
for(int m=1;m<7;m++)
{
for(int n=0;n<7-m;n++)
{
if(spt[n].y<spt[n+1].y)
{
p0=spt[n].y；
spt[n]=spt[n+1];
{
dc.SetPixel(x,y,fill);
x++;
current=dc,GetPixel(x,y);
}
x=s-point.x;
x--;
current=dc.GetPixel(x,y);
while((current!=boundary)&&(current!=fill))
{
dc.SetPixel(x,y,fill);
spt[n+1]=p0;
}
}
}
pmax=spt[0].y;
pmin=spt[6].y;
x=s_point.x;y=s_point.y;
for(;y<=pmax;y++)
{
int current=dc.GetPixel(x,y);
while((current!=boundary)&&(current!=fill))
class CDrawView:public CView
{
protected://create from serialization only
CDrawView();
DECLARE_DYNCREATE(CDrawView)
public:
CDrawDoc*GetDocument();
public:
CPoint spt[7],s_point;
Edge*ep1;
for(; p1<npoint;p1++,p2=(++p2)% npoint){
if(lhpoint[p1][1]==lhpoint[p2][1])
continue;
else if (lhpoint[p1][1]<lhpoint[p2][1]){
smally=lhpoint[p1][1];
......
}
void CDrawView::OnDraw(CDC*pDC)
{CDrawDoc*pDoc=GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
CPen newpen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));
CPen*old=pDC->SelectObject(&newpen);
}
ep1=new Edge;
ep1->ymax=bigy;
ep1->x=(float)smallx;
ep1->deltax=(floaห้องสมุดไป่ตู้)(smallx-bigx)/(smally-bigy);
ep1->nextEdge=et[smally];
et[smally]=ep1;
}
}
void CMy2dcadView::OnRButtonDown(UINT nFlags,CPint point)
{
dc.SetPixel(x,y,fill);
x++;
current=dc,GetPixel(x,y);
}
x=s-point.x;
x--;
current=dc.GetPixel(x,y);
while((current!=boundary)&&(current!=fill))
{
dc.SetPixel(x,y,fill);
i++;
}
etp->x+=etp->nextEdge;
}
et[scany]=NULL;
}
scany++;
}
npoint=20;
}
运行结果：
五、分析与讨论
六、教师评语
签名：日期：
成绩
CPen*old=pDC->SelectObject(&newpen);
spt[0]=CPoint(100,100);
spt[1]=CPoint(250,100);
spt[2]=CPoint(250,250);
spt[3]=CPoint(100,250);
spt[4]=CPoint(150,200);
二、实验设备（环境）及要求
1、了解MATLAB软件基本操作，熟悉基本计算和绘图功能。
2、环境要求：配有Windows XP及以上操作系统，安装MATLAB软件的完整版。
3、实验过程中，务必仔细观察上机现象，记录必要信息，分析实验结果，按要求写出实验报告。
三、实验内容与步骤
题目：多边形填充算法的实现
四、实验结果与数据处理
{
s_point=pont;
CView::OnRButtonDown(nFlags,point);
}
CView::OnLButtonDblClk(nFlags, point);
}
void CMy2dcadView::makeet()()
{int p1=0,p2=1;
int smally,bigy,smallx,bigx;
{
//TODO:Add your message handler code here and/or call default
CView::OnRButtonDown(nFlag,point);
CClientDC dc(this);
COLORREF Color;
int scany=-1;
int i=0,j=0;
bigy=lhpoint[p2][1];
smallx=lhpoint[p1][0];
bigx=lhpoint[p2][0];
} else {
smally=lhpoint[p2][1];
bigy=lhpoint[p1][1];
smallx=lhpoint[p2][0];
bigx=lhpoint[p1][0];
x--;
current=dc,GetPixel(x,y);
}
x=s-point.x;
}
}
void CDrawView::OnLButtonDblClk(UINT nFlags,CPoint point)
{
RedrawWindow();
CDC*pDC=GetDC();
CPen newpen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));