计算机图形学实验有效边表填充算法

实验三计算机图形学多边形填充算法课程名称计算机图形学实验日期 2013-11-7 实验名称多边形填充算法编程成绩实验目的:熟悉多边形填充算法，掌握MFC图形编程的基本方法和调试技巧。

实验条件: 计算机;VS2008;OpenGL实验内容:1(使用MFC技术实现多边形有效边表填充算法，参考界面效果如下:// ChildView.cpp : CChildView 类的实现#include "stdafx.h"#include "demo.h"#include "ChildView.h"#include <math.h>#define Round(d) int(floor(d+0.5))//四舍五入宏定义#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#endif// CChildViewCChildView::CChildView(){}CChildView::~CChildView(){}BEGIN_MESSAGE_MAP(CChildView, CWnd)ON_WM_PAINT()ON_WM_CREATE()ON_COMMAND(ID_DRAW_PIC, &CChildView::OnDrawPic)END_MESSAGE_MAP()// CChildView 消息处理程序BOOL CChildView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) {if (!CWnd::PreCreateWindow(cs))return FALSE;cs.dwExStyle |= WS_EX_CLIENTEDGE;cs.style &= ~WS_BORDER;cs.lpszClass = AfxRegisterWndClass(CS_HREDRAW|CS_VREDRAW|CS_DBLCLKS,::LoadCursor(NULL, IDC_ARROW),reinterpret_cast<HBRUSH>(COLOR_WINDOW+1), NULL);return TRUE;}void CChildView::OnPaint(){CPaintDC dc(this); // 用于绘制的设备上下文// TODO: 在此处添加消息处理程序代码DrawGraph();// 不要为绘制消息而调用CWnd::OnPaint() }void CChildView::ReadPoint() //点表{P[0].x = 50; P[0].y = 100;P[1].x = -150;P[1].y = 300;P[2].x = -250;P[2].y = 50;P[3].x = -150;P[3].y = -250;P[4].x = 0; P[4].y = -50;P[5].x = 100; P[5].y = -250;P[6].x = 300; P[6].y = 150;}void CChildView::DrawPolygon(CDC *pDC) //绘制多边形边界{CLine *line = new CLine;CP2 t;for(int i = 0; i < 7; i++) //绘制多边形{if(i == 0){line->MoveTo(pDC, P[i]);t = P[i];}else{line->LineTo(pDC, P[i]);}}line->LineTo(pDC, t); //闭合多边形delete line;}void CChildView::DrawGraph() //绘制图形 {CRect rect; //定义客户区GetClientRect(&rect); //获得客户区的大小CDC *pDC = GetDC(); //定义设备上下文指针pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); //自定义坐标系pDC->SetWindowExt(rect.Width(), rect.Height()); //设置窗口比例pDC->SetViewportExt(rect.Width(), -rect.Height()); //设置视区比例，且x轴水平向右，y轴垂直向上pDC->SetViewportOrg(rect.Width() / 2, rect.Height() / 2); //设置客户区中心为坐标系原点rect.OffsetRect(-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2); //矩形与客户区重合if(!bFill)DrawPolygon(pDC); //绘制多边形elseFillPolygon(pDC); //填充多边形ReleaseDC(pDC); //释放DC}void CChildView::FillPolygon(CDC *pDC) //填充多边形 {for(int i = 0; i < 7; i++) //转储顶点坐标，y坐标取为整数{P1[i].x = P[i].x;P1[i].y = Round(P[i].y);P1[i].c = CRGB(bRed / 255.0, bGreen / 255.0, bBlue / 255.0);}CFill *fill = new CFill; //动态分配内存fill->SetPoint(P1, 7); //初始化Fill对象fill->CreateBucket(); //建立桶表fill->CreateEdge(); //建立边表fill->Gouraud(pDC); //填充多边形delete fill; //撤销内存 }int CChildView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct) {if (CWnd::OnCreate(lpCreateStruct) == -1)return -1;// TODO: 在此添加您专用的创建代码bFill = FALSE;ReadPoint();return 0;}void CChildView::OnDrawPic(){// TODO: 在此添加命令处理程序代码COLORREF GetClr = RGB(0, 0, 0); //调色板颜色CColorDialog ccd(GetClr, CC_SOLIDCOLOR);if(IDOK == ccd.DoModal()) //调用颜色对话框选取填充色GetClr = ccd.GetColor();elsereturn;bRed = GetRValue(GetClr); //获取红色分量bGreen = GetGValue(GetClr); //获取绿色分量bBlue = GetBValue(GetClr); //获取蓝色分量bFill = TRUE;Invalidate();}2(使用MFC技术实现多边形边缘填充算法，参考界面效果如下:// demoView.cpp : CdemoView 类的实现#include "stdafx.h"#include "demo.h"#include "demoDoc.h"#include "demoView.h"#include <math.h>#define Round(d) int(floor(d+0.5))//四舍五入宏定义 #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW#endif// CdemoViewIMPLEMENT_DYNCREATE(CdemoView, CView)BEGIN_MESSAGE_MAP(CdemoView, CView)// 标准打印命令ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT, &CView::OnFilePrint)ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_DIRECT, &CView::OnFilePrint)ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_PREVIEW, &CdemoView::OnFilePrintPreview) ON_COMMAND(ID_DRAW_PIC, &CdemoView::OnDrawPic) END_MESSAGE_MAP() // CdemoView 构造/析构CdemoView::CdemoView(){// TODO: 在此处添加构造代码}CdemoView::~CdemoView(){}BOOL CdemoView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) {// TODO: 在此处通过修改// CREATESTRUCT cs 来修改窗口类或样式return CView::PreCreateWindow(cs); }// CdemoView 绘制void CdemoView::OnDraw(CDC* /*pDC*/) {CdemoDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);if (!pDoc)return;// TODO: 在此处为本机数据添加绘制代码DrawGraph();}// CdemoView 打印void CdemoView::OnFilePrintPreview() {AFXPrintPreview(this);}BOOL CdemoView::OnPreparePrinting(CPrintInfo* pInfo){// 默认准备return DoPreparePrinting(pInfo); }void CdemoView::OnBeginPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/) {// TODO: 添加额外的打印前进行的初始化过程 }void CdemoView::OnEndPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/) {// TODO: 添加打印后进行的清理过程 }void CdemoView::OnRButtonUp(UINT nFlags, CPoint point){ClientToScreen(&point);OnContextMenu(this, point);}void CdemoView::OnContextMenu(CWnd* pWnd, CPoint point){theApp.GetContextMenuManager()->ShowPopupMenu(IDR_POPUP_EDIT,point.x, point.y, this, TRUE);}void CdemoView::ReadPoint() //点表 {P[0].x = 50; P[0].y = 100;P[1].x = -150;P[1].y = 300;P[2].x = -250;P[2].y = 50;P[3].x = -150;P[3].y = -250;P[4].x = 0; P[4].y = -50;P[5].x = 100; P[5].y = -250;P[6].x = 300; P[6].y = 150; }void CdemoView::DrawPolygon(CDC *pDC) { for(int i = 0; i < 7; i++) //计算多边形边界{if(P[i].x > MaxX)MaxX = P[i].x;if(P[i].x < MinX)MinX = P[i].x;if(P[i].y > MaxY)MaxY = P[i].y;if(P[i].y < MinY)MinY = P[i].y;}CLine *line = new CLine;CP2 t;for(int i = 0; i < 7; i++) //绘制多边形{if(i == 0){line->MoveTo(pDC, P[i]);t = P[i];}else{line->LineTo(pDC, P[i]);}}line->LineTo(pDC, t); //闭合多边形line->MoveTo(pDC, CP2(MinX, MinY)); //绘制包围盒line->LineTo(pDC, CP2(MinX, MaxY));line->LineTo(pDC, CP2(MaxX, MaxY));line->LineTo(pDC, CP2(MaxX, MinY));line->LineTo(pDC, CP2(MinX, MinY));delete line;}void CdemoView::FillPolygon(CDC *pDC){COLORREF BClr = RGB(255, 255, 255); //背景色COLORREF FClr = GetClr; //填充色int ymin, ymax; //边的最小y值与最大y值double x, y, k; //x,y当前点，k斜率的倒数for(int i = 0; i < 7; i++) //循环多边形所有边{int j = (i + 1) % 7;k = (P[i].x - P[j].x) / (P[i].y - P[j].y); //计算/kif(P[i].y < P[j].y) //得到每条边y的最大值与最小值{ymin = Round(P[i].y);ymax = Round(P[j].y);x = P[i].x; //得到x|ymin}else{ymin = Round(P[j].y);ymax = Round(P[i].y);x = P[j].x;}for(y = ymin; y < ymax; y++) //沿每一条边循环扫描线{for(int m = Round(x); m < MaxX; m++) //对每一条扫描线与边的交点的右侧像素循环{if(FClr == pDC->GetPixel(m, Round(y))) //如果是填充色pDC->SetPixelV(m, Round(y), BClr); //置为背景色elsepDC->SetPixelV(m, Round(y), FClr); //置为填充色}x += k; //计算下一条扫描线的x起点坐标}}}void CdemoView::DrawGraph() //绘制图形 {CRect rect; //定义客户区GetClientRect(&rect); //获得客户区的大小CDC *pDC = GetDC(); //定义设备上下文指针pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); //自定义坐标系pDC->SetWindowExt(rect.Width(), rect.Height()); //设置窗口比例pDC->SetViewportExt(rect.Width(), -rect.Height()); //设置视区比例，且x轴水平向右，y轴垂直向上pDC->SetViewportOrg(rect.Width() / 2, rect.Height() / 2); //设置客户区中心为坐标系原点rect.OffsetRect(-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2); //矩形与客户区重合if(!bFill)DrawPolygon(pDC); //绘制多边形elseFillPolygon(pDC); //填充多边形ReleaseDC(pDC); //释放DC }// CdemoView 诊断#ifdef _DEBUGvoid CdemoView::AssertValid() const{CView::AssertValid();}void CdemoView::Dump(CDumpContext& dc) const{CView::Dump(dc);}CdemoDoc* CdemoView::GetDocument() const // 非调试版本是内联的 { ASSERT(m_pDocument->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CdemoDoc)));return (CdemoDoc*)m_pDocument;}#endif //_DEBUG// CdemoView 消息处理程序void CdemoView::OnInitialUpdate(){CView::OnInitialUpdate();// TODO: 在此添加专用代码和/或调用基类bFill = FALSE;ReadPoint();GetClr = RGB(0,0,0);MinX = MaxX = P[0].x;MinY = MaxY = P[0].y;}void CdemoView::OnDrawPic(){// TODO: 在此添加命令处理程序代码CColorDialog ccd(GetClr, CC_SOLIDCOLOR);if(IDOK == ccd.DoModal()) //调用颜色对话框选取填充色GetClr = ccd.GetColor();elsereturn;bFill = TRUE;Invalidate(FALSE);}3.使用MFC技术实现种子填充算法，参考界面效果如下:// demoView.cpp : CdemoView 类的实现 #include "stdafx.h"#include "demo.h"#include "demoDoc.h"#include "demoView.h"#include <math.h>#define Round(d) int(floor(d+0.5))//四舍五入宏定义 #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW#endif// CdemoViewIMPLEMENT_DYNCREATE(CdemoView, CView) BEGIN_MESSAGE_MAP(CdemoView, CView)// 标准打印命令ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT, &CView::OnFilePrint)ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_DIRECT, &CView::OnFilePrint)ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_PREVIEW, &CdemoView::OnFilePrintPreview) ON_WM_LBUTTONDOWN()ON_COMMAND(ID_DRAW_PIC, &CdemoView::OnDrawPic)END_MESSAGE_MAP()// CdemoView 构造/析构CdemoView::CdemoView(){// TODO: 在此处添加构造代码bFill = FALSE;SeedClr = RGB(255, 0, 0);}CdemoView::~CdemoView(){}BOOL CdemoView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) { // TODO: 在此处通过修改// CREATESTRUCT cs 来修改窗口类或样式return CView::PreCreateWindow(cs); }// CdemoView 绘制void CdemoView::OnDraw(CDC* /*pDC*/) {CdemoDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);if (!pDoc)return;// TODO: 在此处为本机数据添加绘制代码DrawGraph();}// CdemoView 打印void CdemoView::OnFilePrintPreview() { AFXPrintPreview(this);}BOOL CdemoView::OnPreparePrinting(CPrintInfo* pInfo) {// 默认准备return DoPreparePrinting(pInfo);}void CdemoView::OnBeginPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/) {// TODO: 添加额外的打印前进行的初始化过程}void CdemoView::OnEndPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/) { // TODO: 添加打印后进行的清理过程}void CdemoView::OnRButtonUp(UINT nFlags, CPoint point){ClientToScreen(&point);OnContextMenu(this, point);}void CdemoView::OnContextMenu(CWnd* pWnd, CPoint point) {theApp.GetContextMenuManager()->ShowPopupMenu(IDR_POPUP_EDIT,point.x, point.y, this, TRUE);}// CdemoView 诊断#ifdef _DEBUGvoid CdemoView::AssertValid() const{CView::AssertValid();}void CdemoView::Dump(CDumpContext& dc) const{CView::Dump(dc);}CdemoDoc* CdemoView::GetDocument() const // 非调试版本是内联的 { ASSERT(m_pDocument->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CdemoDoc)));return (CdemoDoc*)m_pDocument;}#endif //_DEBUGvoid CdemoView::DrawGraph()//绘制图形{CDC *pDC = GetDC(); //定义设备上下文指针GetClientRect(&rect); //获得客户区的大小pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); //自定义坐标系pDC->SetWindowExt(rect.Width(), rect.Height()); //设置窗口比例pDC->SetViewportExt(rect.Width(), -rect.Height()); //设置视区比例，且x轴水平向右，y轴垂直向上pDC->SetViewportOrg(rect.Width() / 2, rect.Height() / 2); //设置客户区中心为坐标系原点rect.OffsetRect(-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2); //矩形与客户区重合CDC MemDC;//内存DCCBitmap NewBitmap, *pOldBitmap; //内存中承载图像的位图MemDC.CreateCompatibleDC(pDC); //建立与屏幕pDC兼容的MemDCNewBitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1); //导入空心汉字位图pOldBitmap = MemDC.SelectObject(&NewBitmap);//将兼容位图选入MemDC MemDC.SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); //MemDC自定义坐标系MemDC.SetWindowExt(rect.Width(), rect.Height());MemDC.SetViewportExt(rect.Width(), -rect.Height());MemDC.SetViewportOrg(rect.Width() / 2, rect.Height() / 2);pDC->BitBlt(-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2, rect.Width(), rect.Height(), &MemDC,-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2, SRCCOPY);//将内存位图拷贝到屏幕if(bFill)CharFill(pDC); //填充空心汉字MemDC.SelectObject(pOldBitmap); //恢复位图NewBitmap.DeleteObject(); //删除位图MemDC.DeleteDC(); //删除MemDCReleaseDC(pDC); //释放DC }void CdemoView::CharFill(CDC *pDC) //文字填充函数 {COLORREF BoundaryClr = RGB(0,0,0); //边界色BOOL bSpanFill;pHead = new CStackNode; //建立栈结点pHead->pNext = NULL; //栈头结点的指针域总为空Push(Seed); //种子像素入栈int x, y, x0 = Round(Seed.x), y0 = Round(Seed.y);//x，y用于判断种子与图形的位置关系x = x0 - 1;while(pDC->GetPixel(x, y0) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(x, y0) != SeedClr )//左方判断{x--;if(x <= -rect.Width() / 2){MessageBox(L"种子不在图形之内", L"警告");//到达客户区最左端return;}}y = y0 + 1;while(pDC->GetPixel(x0, y) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(x0, y) != SeedClr)//上方判断{y++;if(y >= rect.Height() / 2)//到达客户区最上端{MessageBox(L"种子不在图形之内", L"警告");return;}}x = x0 + 1;while(pDC->GetPixel(x, y0) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(x, y0) != SeedClr)//右方判断{x++;if(x >= rect.Width() / 2)//到达客户区最右端{MessageBox(L"种子不在图形之内", L"警告");return;}}y = y0 - 1;while(pDC->GetPixel(x0, y) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(x0, y) != SeedClr)//下方判断{y--;if(y <= -rect.Height() / 2)//到达客户区最下端{MessageBox(L"种子不在图形之内", L"警告");return;}}double xleft, xright;//区间最左端与最右端像素CP2 PopPoint, PointTemp;while(pHead->pNext != NULL)//如果栈不为空{Pop(PopPoint);if(pDC->GetPixel(Round(PopPoint.x), Round(PopPoint.y)) == SeedClr) continue;// 分别向左和向右填充扫描线PointTemp = PopPoint;while(pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr &&pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) {pDC->SetPixelV(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y), SeedClr);PointTemp.x++;}xright = PointTemp.x - 1;PointTemp.x = PopPoint.x - 1;while(pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr &&pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) {pDC->SetPixelV(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y), SeedClr);PointTemp.x--;}xleft=PointTemp.x + 1;//处理上一条扫描线PointTemp.x = xleft;PointTemp.y = PointTemp.y + 1;while(PointTemp.x < xright){bSpanFill = FALSE;while(pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr &&pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) {bSpanFill = TRUE;PointTemp.x++;}if(bSpanFill){if(PointTemp.x == xright && pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x),Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) PopPoint = PointTemp;elsePopPoint.x = PointTemp.x - 1; PopPoint.y = PointTemp.y;Push(PopPoint);bSpanFill = FALSE;}while((pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) == BoundaryClr &&PointTemp.x < xright) || (pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x),Round(PointTemp.y)) == SeedClr &&PointTemp.x < xright))PointTemp.x++;}//处理下一条扫描线PointTemp.x = xleft;PointTemp.y = PointTemp.y - 2;while(PointTemp.x < xright){bSpanFill = FALSE;while(pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr &&pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) {bSpanFill = TRUE;PointTemp.x++;}if(bSpanFill){if(PointTemp.x == xright && pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x),Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) PopPoint = PointTemp;elsePopPoint.x = PointTemp.x - 1; PopPoint.y = PointTemp.y;Push(PopPoint);bSpanFill=FALSE;}while((pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) == BoundaryClr &&PointTemp.x < xright) || (pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) == SeedClr &&PointTemp.x < xright))PointTemp.x++;}}delete pHead;pHead = NULL;}void CdemoView::Push(CP2 point)//入栈函数{pTop = new CStackNode;pTop->PixelPoint = point;pTop->pNext = pHead->pNext;pHead->pNext = pTop;}void CdemoView::Pop(CP2 &point) //出栈函数{if(pHead->pNext != NULL){pTop = pHead->pNext;pHead->pNext = pTop->pNext;point = pTop->PixelPoint;delete pTop;}}// CdemoView 消息处理程序void CdemoView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point) {// TODO: 在此添加消息处理程序代码和/或调用默认值Seed = CP2(point.x - rect.Width() / 2, rect.Height() / 2 - point.y); //选择种子位置Invalidate(FALSE);CView::OnLButtonDown(nFlags, point);}void CdemoView::OnDrawPic(){// TODO: 在此添加命令处理程序代码CColorDialog ccd(SeedClr, CC_SOLIDCOLOR);if(IDOK == ccd.DoModal())//调用颜色对话框选取填充色SeedClr = ccd.GetColor();elsereturn;if(IDOK == MessageBox(L"请在空心字体内单击鼠标左键!", L"提示",MB_OKCANCEL))bFill = TRUE;elsereturn;}实验总结:上机做实验主要是看明白程序，现在来说，自己还不会自己编程，还是下载老师的实例程序看代码，然后运行看结果，自己再去琢磨理解程序。

计算机图形学课程设计设计题目改进的有效边表算法对多边形的填充学院名称信息科学与技术学院专业名称计算机科学与技术学生姓名刘柯学生学号201213030112任课教师梅占勇设计（论文）成绩教务处制2015年9 月28 日目录一、设计内容与要求 (3)1.1设计题目 (3)1.2 设计内容 (3)1.3 设计目标 (3)二、总体设计 (3)2.1 多边形的表示 (3)2.2 x-扫描线算法 (4)2.3 改进的有效边表算法 (4)2.3.1 改进的有效边表算法 (4)2.3.2 有效边表 (5)2.3.3 边表 (6)三、详细设计 (8)3.1 改进的有效边表算法的实现 (8)3.2 有效边表算法程序流程图 (9)四、测试结果 (9)五、总结 (15)六、源代码 (15)参考文献 (26)一、设计内容与要求1.1设计题目用改进的有效边表算法实现多边形的填充1.2 设计内容使用OpenGL实现用改进的有效边表算法填充多边形1.3 设计目标参照课本上改进的有效边表算法的思想，实现该算法的C语言代码，并用该算法搭配OpenGL以像素点的方式绘制出给定顶点坐标的多边形。

二、总体设计2.1 多边形的表示在计算机图形学中，多边形有2种重要的表示方法：顶点表示和点阵表示。

顶点表示用多边形的顶点序列来刻画多边形，这种方法直观、几何意义强，占用内存少，应用普遍，但它没有明确指出哪些像素在多边形内，故不能直接用于面着色。

点阵表示用位于多边形内的像素的集合来刻画多边形。

这种表示法虽然失去了许多重要的几何信息，但便于运用帧缓存表示图形，是面着色所需要的图形表示形式。

大多数图形应用系统采用顶点序列表示多边形，而顶点表示又不能直接用于显示，那么就必须有从多边形的顶点表示到点阵表示的转换，这种转换称为多边形的扫描转换或多边形的填充。

即从多边形的顶点信息出发，求出位于其内部的各个像素，并将其颜色值写入帧缓存的相应单元中。

2.2 x-扫描线算法x-扫描线算法的基本思想是，按照扫描线的顺序，计算扫描线与多边形的相交区间，再用要求的颜色显示这些区间的像素，即完成填充工作。

实验一：改进的有效边表算法一.实验目的用鼠标描绘几个顶点，画出多边形，用边表桶的填充算法实现多边形的填充。

二.算法思想在处理一条扫描线时，仅对与它相交的多边形的边（有效边）求交，其次利用扫描线的连贯性，考虑到当前扫描线与各边的交点顺序与下一条扫描线各边的交点顺序很可能相同或者相似，因此在当前扫描线处理完毕之后，不必为下一条扫描线从头开始构造交点信息；最后利用多边形边的连贯性，认为若某条边与当前扫描线相交，则它很可能也与下一条扫描线相交且其交点与上一次的交点相交。

三.实现过程1.边表的构造1.首先构造一个纵向链表，链表长度为多边形所占有的最大扫描线数，链表的每个结点，称为，称为一个桶，对应多边形覆盖的每一条扫描线。

2.将每条边的信息装入与该边最小Y坐标（Ymin）相对应的桶中，也就是说，若某条边的较低端点为Ymin,则该边就放在相应的Y=Ymin的扫描线桶中。

3.每条边的数据形成一个结点，内容包括该扫描线与该边的初始交点X（即较低端点的X坐标），该边的最大Y 坐标值Ymax,以及边斜率的倒数1/k.4.同一桶中若干条边按x|ymin 由小到大排序，若x|ymin相等，则按照1/k由小到大排序。

2.扫描线的填充算法1.初始化。

构造边表，AET表设置为空。

2.将第一个不空的ET表中的边与AET表合并。

3.由AET表中取出的交点并进行填充，填充时候设置一个布尔量b（初值为假），令指针有效边表中的第一个结点（交点）到最后一个结点遍历一次，每访问一个结点，把b取反一次，若b为真，则把从当前结点的x值开始到下一个结点的x值结束的区间用多边形色填充，填充之后删除y=ymax的边（需注意，填充时同样为避免多边形区域的扩大化，需要多交点进行与x-扫面线算法相同的处理）。

4.y i+1=y i+1,根据x i+1=x i+1/k计算并修改AET表，同时合并ET表中y=y i+1桶中的边，按次序插入到AET 表中形成新的AET表。

实验三计算机图形学多边形填充算法课程名称计算机图形学实验日期 2013-11-7 实验名称多边形填充算法编程成绩实验目的:熟悉多边形填充算法，掌握MFC图形编程的基本方法和调试技巧。

实验条件: 计算机;VS2008;OpenGL实验内容:1(使用MFC技术实现多边形有效边表填充算法，参考界面效果如下:// ChildView.cpp : CChildView 类的实现#include "stdafx.h"#include "demo.h"#include "ChildView.h"#include <math.h>#define Round(d) int(floor(d+0.5))//四舍五入宏定义#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#endif// CChildViewCChildView::CChildView(){}CChildView::~CChildView(){}BEGIN_MESSAGE_MAP(CChildView, CWnd)ON_WM_PAINT()ON_WM_CREATE()ON_COMMAND(ID_DRAW_PIC, &CChildView::OnDrawPic)END_MESSAGE_MAP()// CChildView 消息处理程序BOOL CChildView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) {if (!CWnd::PreCreateWindow(cs))return FALSE;cs.dwExStyle |= WS_EX_CLIENTEDGE;cs.style &= ~WS_BORDER;cs.lpszClass = AfxRegisterWndClass(CS_HREDRAW|CS_VREDRAW|CS_DBLCLKS,::LoadCursor(NULL, IDC_ARROW),reinterpret_cast<HBRUSH>(COLOR_WINDOW+1), NULL);return TRUE;}void CChildView::OnPaint(){CPaintDC dc(this); // 用于绘制的设备上下文// TODO: 在此处添加消息处理程序代码DrawGraph();// 不要为绘制消息而调用CWnd::OnPaint() }void CChildView::ReadPoint() //点表{P[0].x = 50; P[0].y = 100;P[1].x = -150;P[1].y = 300;P[2].x = -250;P[2].y = 50;P[3].x = -150;P[3].y = -250;P[4].x = 0; P[4].y = -50;P[5].x = 100; P[5].y = -250;P[6].x = 300; P[6].y = 150;}void CChildView::DrawPolygon(CDC *pDC) //绘制多边形边界{CLine *line = new CLine;CP2 t;for(int i = 0; i < 7; i++) //绘制多边形{if(i == 0){line->MoveTo(pDC, P[i]);t = P[i];}else{line->LineTo(pDC, P[i]);}}line->LineTo(pDC, t); //闭合多边形delete line;}void CChildView::DrawGraph() //绘制图形 {CRect rect; //定义客户区GetClientRect(&rect); //获得客户区的大小CDC *pDC = GetDC(); //定义设备上下文指针pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); //自定义坐标系pDC->SetWindowExt(rect.Width(), rect.Height()); //设置窗口比例pDC->SetViewportExt(rect.Width(), -rect.Height()); //设置视区比例，且x轴水平向右，y轴垂直向上pDC->SetViewportOrg(rect.Width() / 2, rect.Height() / 2); //设置客户区中心为坐标系原点rect.OffsetRect(-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2); //矩形与客户区重合if(!bFill)DrawPolygon(pDC); //绘制多边形elseFillPolygon(pDC); //填充多边形ReleaseDC(pDC); //释放DC}void CChildView::FillPolygon(CDC *pDC) //填充多边形 {for(int i = 0; i < 7; i++) //转储顶点坐标，y坐标取为整数{P1[i].x = P[i].x;P1[i].y = Round(P[i].y);P1[i].c = CRGB(bRed / 255.0, bGreen / 255.0, bBlue / 255.0);}CFill *fill = new CFill; //动态分配内存fill->SetPoint(P1, 7); //初始化Fill对象fill->CreateBucket(); //建立桶表fill->CreateEdge(); //建立边表fill->Gouraud(pDC); //填充多边形delete fill; //撤销内存 }int CChildView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct) {if (CWnd::OnCreate(lpCreateStruct) == -1)return -1;// TODO: 在此添加您专用的创建代码bFill = FALSE;ReadPoint();return 0;}void CChildView::OnDrawPic(){// TODO: 在此添加命令处理程序代码COLORREF GetClr = RGB(0, 0, 0); //调色板颜色CColorDialog ccd(GetClr, CC_SOLIDCOLOR);if(IDOK == ccd.DoModal()) //调用颜色对话框选取填充色GetClr = ccd.GetColor();elsereturn;bRed = GetRValue(GetClr); //获取红色分量bGreen = GetGValue(GetClr); //获取绿色分量bBlue = GetBValue(GetClr); //获取蓝色分量bFill = TRUE;Invalidate();}2(使用MFC技术实现多边形边缘填充算法，参考界面效果如下:// demoView.cpp : CdemoView 类的实现#include "stdafx.h"#include "demo.h"#include "demoDoc.h"#include "demoView.h"#include <math.h>#define Round(d) int(floor(d+0.5))//四舍五入宏定义 #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW#endif// CdemoViewIMPLEMENT_DYNCREATE(CdemoView, CView)BEGIN_MESSAGE_MAP(CdemoView, CView)// 标准打印命令ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT, &CView::OnFilePrint)ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_DIRECT, &CView::OnFilePrint)ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_PREVIEW, &CdemoView::OnFilePrintPreview) ON_COMMAND(ID_DRAW_PIC, &CdemoView::OnDrawPic) END_MESSAGE_MAP() // CdemoView 构造/析构CdemoView::CdemoView(){// TODO: 在此处添加构造代码}CdemoView::~CdemoView(){}BOOL CdemoView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) {// TODO: 在此处通过修改// CREATESTRUCT cs 来修改窗口类或样式return CView::PreCreateWindow(cs); }// CdemoView 绘制void CdemoView::OnDraw(CDC* /*pDC*/) {CdemoDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);if (!pDoc)return;// TODO: 在此处为本机数据添加绘制代码DrawGraph();}// CdemoView 打印void CdemoView::OnFilePrintPreview() {AFXPrintPreview(this);}BOOL CdemoView::OnPreparePrinting(CPrintInfo* pInfo){// 默认准备return DoPreparePrinting(pInfo); }void CdemoView::OnBeginPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/) {// TODO: 添加额外的打印前进行的初始化过程 }void CdemoView::OnEndPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/) {// TODO: 添加打印后进行的清理过程 }void CdemoView::OnRButtonUp(UINT nFlags, CPoint point){ClientToScreen(&point);OnContextMenu(this, point);}void CdemoView::OnContextMenu(CWnd* pWnd, CPoint point){theApp.GetContextMenuManager()->ShowPopupMenu(IDR_POPUP_EDIT,point.x, point.y, this, TRUE);}void CdemoView::ReadPoint() //点表 {P[0].x = 50; P[0].y = 100;P[1].x = -150;P[1].y = 300;P[2].x = -250;P[2].y = 50;P[3].x = -150;P[3].y = -250;P[4].x = 0; P[4].y = -50;P[5].x = 100; P[5].y = -250;P[6].x = 300; P[6].y = 150; }void CdemoView::DrawPolygon(CDC *pDC) { for(int i = 0; i < 7; i++) //计算多边形边界{if(P[i].x > MaxX)MaxX = P[i].x;if(P[i].x < MinX)MinX = P[i].x;if(P[i].y > MaxY)MaxY = P[i].y;if(P[i].y < MinY)MinY = P[i].y;}CLine *line = new CLine;CP2 t;for(int i = 0; i < 7; i++) //绘制多边形{if(i == 0){line->MoveTo(pDC, P[i]);t = P[i];}else{line->LineTo(pDC, P[i]);}}line->LineTo(pDC, t); //闭合多边形line->MoveTo(pDC, CP2(MinX, MinY)); //绘制包围盒line->LineTo(pDC, CP2(MinX, MaxY));line->LineTo(pDC, CP2(MaxX, MaxY));line->LineTo(pDC, CP2(MaxX, MinY));line->LineTo(pDC, CP2(MinX, MinY));delete line;}void CdemoView::FillPolygon(CDC *pDC){COLORREF BClr = RGB(255, 255, 255); //背景色COLORREF FClr = GetClr; //填充色int ymin, ymax; //边的最小y值与最大y值double x, y, k; //x,y当前点，k斜率的倒数for(int i = 0; i < 7; i++) //循环多边形所有边{int j = (i + 1) % 7;k = (P[i].x - P[j].x) / (P[i].y - P[j].y); //计算/kif(P[i].y < P[j].y) //得到每条边y的最大值与最小值{ymin = Round(P[i].y);ymax = Round(P[j].y);x = P[i].x; //得到x|ymin}else{ymin = Round(P[j].y);ymax = Round(P[i].y);x = P[j].x;}for(y = ymin; y < ymax; y++) //沿每一条边循环扫描线{for(int m = Round(x); m < MaxX; m++) //对每一条扫描线与边的交点的右侧像素循环{if(FClr == pDC->GetPixel(m, Round(y))) //如果是填充色pDC->SetPixelV(m, Round(y), BClr); //置为背景色elsepDC->SetPixelV(m, Round(y), FClr); //置为填充色}x += k; //计算下一条扫描线的x起点坐标}}}void CdemoView::DrawGraph() //绘制图形 {CRect rect; //定义客户区GetClientRect(&rect); //获得客户区的大小CDC *pDC = GetDC(); //定义设备上下文指针pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); //自定义坐标系pDC->SetWindowExt(rect.Width(), rect.Height()); //设置窗口比例pDC->SetViewportExt(rect.Width(), -rect.Height()); //设置视区比例，且x轴水平向右，y轴垂直向上pDC->SetViewportOrg(rect.Width() / 2, rect.Height() / 2); //设置客户区中心为坐标系原点rect.OffsetRect(-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2); //矩形与客户区重合if(!bFill)DrawPolygon(pDC); //绘制多边形elseFillPolygon(pDC); //填充多边形ReleaseDC(pDC); //释放DC }// CdemoView 诊断#ifdef _DEBUGvoid CdemoView::AssertValid() const{CView::AssertValid();}void CdemoView::Dump(CDumpContext& dc) const{CView::Dump(dc);}CdemoDoc* CdemoView::GetDocument() const // 非调试版本是内联的 { ASSERT(m_pDocument->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CdemoDoc)));return (CdemoDoc*)m_pDocument;}#endif //_DEBUG// CdemoView 消息处理程序void CdemoView::OnInitialUpdate(){CView::OnInitialUpdate();// TODO: 在此添加专用代码和/或调用基类bFill = FALSE;ReadPoint();GetClr = RGB(0,0,0);MinX = MaxX = P[0].x;MinY = MaxY = P[0].y;}void CdemoView::OnDrawPic(){// TODO: 在此添加命令处理程序代码CColorDialog ccd(GetClr, CC_SOLIDCOLOR);if(IDOK == ccd.DoModal()) //调用颜色对话框选取填充色GetClr = ccd.GetColor();elsereturn;bFill = TRUE;Invalidate(FALSE);}3.使用MFC技术实现种子填充算法，参考界面效果如下:// demoView.cpp : CdemoView 类的实现 #include "stdafx.h"#include "demo.h"#include "demoDoc.h"#include "demoView.h"#include <math.h>#define Round(d) int(floor(d+0.5))//四舍五入宏定义 #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW#endif// CdemoViewIMPLEMENT_DYNCREATE(CdemoView, CView) BEGIN_MESSAGE_MAP(CdemoView, CView)// 标准打印命令ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT, &CView::OnFilePrint)ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_DIRECT, &CView::OnFilePrint)ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_PREVIEW, &CdemoView::OnFilePrintPreview) ON_WM_LBUTTONDOWN()ON_COMMAND(ID_DRAW_PIC, &CdemoView::OnDrawPic)END_MESSAGE_MAP()// CdemoView 构造/析构CdemoView::CdemoView(){// TODO: 在此处添加构造代码bFill = FALSE;SeedClr = RGB(255, 0, 0);}CdemoView::~CdemoView(){}BOOL CdemoView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) { // TODO: 在此处通过修改// CREATESTRUCT cs 来修改窗口类或样式return CView::PreCreateWindow(cs); }// CdemoView 绘制void CdemoView::OnDraw(CDC* /*pDC*/) {CdemoDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);if (!pDoc)return;// TODO: 在此处为本机数据添加绘制代码DrawGraph();}// CdemoView 打印void CdemoView::OnFilePrintPreview() { AFXPrintPreview(this);}BOOL CdemoView::OnPreparePrinting(CPrintInfo* pInfo) {// 默认准备return DoPreparePrinting(pInfo);}void CdemoView::OnBeginPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/) {// TODO: 添加额外的打印前进行的初始化过程}void CdemoView::OnEndPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/) { // TODO: 添加打印后进行的清理过程}void CdemoView::OnRButtonUp(UINT nFlags, CPoint point){ClientToScreen(&point);OnContextMenu(this, point);}void CdemoView::OnContextMenu(CWnd* pWnd, CPoint point) {theApp.GetContextMenuManager()->ShowPopupMenu(IDR_POPUP_EDIT,point.x, point.y, this, TRUE);}// CdemoView 诊断#ifdef _DEBUGvoid CdemoView::AssertValid() const{CView::AssertValid();}void CdemoView::Dump(CDumpContext& dc) const{CView::Dump(dc);}CdemoDoc* CdemoView::GetDocument() const // 非调试版本是内联的 { ASSERT(m_pDocument->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CdemoDoc)));return (CdemoDoc*)m_pDocument;}#endif //_DEBUGvoid CdemoView::DrawGraph()//绘制图形{CDC *pDC = GetDC(); //定义设备上下文指针GetClientRect(&rect); //获得客户区的大小pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); //自定义坐标系pDC->SetWindowExt(rect.Width(), rect.Height()); //设置窗口比例pDC->SetViewportExt(rect.Width(), -rect.Height()); //设置视区比例，且x轴水平向右，y轴垂直向上pDC->SetViewportOrg(rect.Width() / 2, rect.Height() / 2); //设置客户区中心为坐标系原点rect.OffsetRect(-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2); //矩形与客户区重合CDC MemDC;//内存DCCBitmap NewBitmap, *pOldBitmap; //内存中承载图像的位图MemDC.CreateCompatibleDC(pDC); //建立与屏幕pDC兼容的MemDCNewBitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1); //导入空心汉字位图pOldBitmap = MemDC.SelectObject(&NewBitmap);//将兼容位图选入MemDC MemDC.SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); //MemDC自定义坐标系MemDC.SetWindowExt(rect.Width(), rect.Height());MemDC.SetViewportExt(rect.Width(), -rect.Height());MemDC.SetViewportOrg(rect.Width() / 2, rect.Height() / 2);pDC->BitBlt(-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2, rect.Width(), rect.Height(), &MemDC,-rect.Width() / 2, -rect.Height() / 2, SRCCOPY);//将内存位图拷贝到屏幕if(bFill)CharFill(pDC); //填充空心汉字MemDC.SelectObject(pOldBitmap); //恢复位图NewBitmap.DeleteObject(); //删除位图MemDC.DeleteDC(); //删除MemDCReleaseDC(pDC); //释放DC }void CdemoView::CharFill(CDC *pDC) //文字填充函数 {COLORREF BoundaryClr = RGB(0,0,0); //边界色BOOL bSpanFill;pHead = new CStackNode; //建立栈结点pHead->pNext = NULL; //栈头结点的指针域总为空Push(Seed); //种子像素入栈int x, y, x0 = Round(Seed.x), y0 = Round(Seed.y);//x，y用于判断种子与图形的位置关系x = x0 - 1;while(pDC->GetPixel(x, y0) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(x, y0) != SeedClr )//左方判断{x--;if(x <= -rect.Width() / 2){MessageBox(L"种子不在图形之内", L"警告");//到达客户区最左端return;}}y = y0 + 1;while(pDC->GetPixel(x0, y) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(x0, y) != SeedClr)//上方判断{y++;if(y >= rect.Height() / 2)//到达客户区最上端{MessageBox(L"种子不在图形之内", L"警告");return;}}x = x0 + 1;while(pDC->GetPixel(x, y0) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(x, y0) != SeedClr)//右方判断{x++;if(x >= rect.Width() / 2)//到达客户区最右端{MessageBox(L"种子不在图形之内", L"警告");return;}}y = y0 - 1;while(pDC->GetPixel(x0, y) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(x0, y) != SeedClr)//下方判断{y--;if(y <= -rect.Height() / 2)//到达客户区最下端{MessageBox(L"种子不在图形之内", L"警告");return;}}double xleft, xright;//区间最左端与最右端像素CP2 PopPoint, PointTemp;while(pHead->pNext != NULL)//如果栈不为空{Pop(PopPoint);if(pDC->GetPixel(Round(PopPoint.x), Round(PopPoint.y)) == SeedClr) continue;// 分别向左和向右填充扫描线PointTemp = PopPoint;while(pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr &&pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) {pDC->SetPixelV(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y), SeedClr);PointTemp.x++;}xright = PointTemp.x - 1;PointTemp.x = PopPoint.x - 1;while(pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr &&pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) {pDC->SetPixelV(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y), SeedClr);PointTemp.x--;}xleft=PointTemp.x + 1;//处理上一条扫描线PointTemp.x = xleft;PointTemp.y = PointTemp.y + 1;while(PointTemp.x < xright){bSpanFill = FALSE;while(pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr &&pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) {bSpanFill = TRUE;PointTemp.x++;}if(bSpanFill){if(PointTemp.x == xright && pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x),Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) PopPoint = PointTemp;elsePopPoint.x = PointTemp.x - 1; PopPoint.y = PointTemp.y;Push(PopPoint);bSpanFill = FALSE;}while((pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) == BoundaryClr &&PointTemp.x < xright) || (pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x),Round(PointTemp.y)) == SeedClr &&PointTemp.x < xright))PointTemp.x++;}//处理下一条扫描线PointTemp.x = xleft;PointTemp.y = PointTemp.y - 2;while(PointTemp.x < xright){bSpanFill = FALSE;while(pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr &&pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) {bSpanFill = TRUE;PointTemp.x++;}if(bSpanFill){if(PointTemp.x == xright && pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x),Round(PointTemp.y)) != BoundaryClr && pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) != SeedClr) PopPoint = PointTemp;elsePopPoint.x = PointTemp.x - 1; PopPoint.y = PointTemp.y;Push(PopPoint);bSpanFill=FALSE;}while((pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) == BoundaryClr &&PointTemp.x < xright) || (pDC->GetPixel(Round(PointTemp.x), Round(PointTemp.y)) == SeedClr &&PointTemp.x < xright))PointTemp.x++;}}delete pHead;pHead = NULL;}void CdemoView::Push(CP2 point)//入栈函数{pTop = new CStackNode;pTop->PixelPoint = point;pTop->pNext = pHead->pNext;pHead->pNext = pTop;}void CdemoView::Pop(CP2 &point) //出栈函数{if(pHead->pNext != NULL){pTop = pHead->pNext;pHead->pNext = pTop->pNext;point = pTop->PixelPoint;delete pTop;}}// CdemoView 消息处理程序void CdemoView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point) {// TODO: 在此添加消息处理程序代码和/或调用默认值Seed = CP2(point.x - rect.Width() / 2, rect.Height() / 2 - point.y); //选择种子位置Invalidate(FALSE);CView::OnLButtonDown(nFlags, point);}void CdemoView::OnDrawPic(){// TODO: 在此添加命令处理程序代码CColorDialog ccd(SeedClr, CC_SOLIDCOLOR);if(IDOK == ccd.DoModal())//调用颜色对话框选取填充色SeedClr = ccd.GetColor();elsereturn;if(IDOK == MessageBox(L"请在空心字体内单击鼠标左键!", L"提示",MB_OKCANCEL))bFill = TRUE;elsereturn;}实验总结:上机做实验主要是看明白程序，现在来说，自己还不会自己编程，还是下载老师的实例程序看代码，然后运行看结果，自己再去琢磨理解程序。

扫描线多边形填充算法扫描线多边形区域填充算法是按照扫描线顺序，计算扫描线与多边形的相交区间，再用要求的颜色显示这些去区间的像素（即完成填充）。

填充过程：1 求交：计算扫面线与多边形个边的交点。

2 排序: 把所有交点按x值地震顺序排序。

2 配对：两两配对，1,和2,3和4 等等。

每对交点代表扫面线与多边形的一个相交区间。

4 填充：把相交区间内的像素设置成多边形颜色。

相交顶点的数目确定：检查相交顶点的两条边的另外两个定点的y值。

按这两个y值中大于交点y值得个数是0,1,2来决定是取0,1或2个。

边界像素取舍：对扫描线与多边形的相交区间取左闭右开。

水平边界处理：水平边不参与求交计算，跳过。

相交：把多边形的所有边放在一个表中，处理每条扫描线是，按顺序从表中取出所有边，分别与扫面线求交。

改进：效率低，可只求与它相交的多边形的边进行求交运算。

算法思想及实现：活性边：与当前扫描线相交的边。

活性边表：把活性边按与扫描线线交点x坐标递增的顺序存放在一个链表中。

活性边的每个节点的内容：X ，X的变化量，Y的最大值，一个指针。

1 存放当前扫描线与边的交点坐标x值。

2 存放从当前扫描线到下一条扫描线间x的增量3 存放该边所交的最高扫面线号ymax;4 存放指向下一条边的指针。

算法的主要步骤：建立NET(new edge list)从最低扫面线开始到最高扫面线循环。

建立或调整AET(active edge list)按照AET总的接点顺序填充。

算法描述：算法描述：void polyfill (多边形polygon, 颜色color){for (各条扫描线i ){ 初始化新边表头指针NET [i]；把ymin = i 的边放进边表NET [i];}y = 最低扫描线号；初始化活性边表AET为空；for (各条扫描线i ){ 把新边表NET[i]中的边结点用插入排序法插入AET表，使之按x坐标递增顺序排列；遍历AET表，把配对交点区间(左闭右开)上的象素(x,y)，用drawpixel (x, y, color) 改写象素颜色值；遍历AET表，把y max= i +1的结点从AET表中删除，并把y max > i+1结点的x值递增D x；若允许多边形的边自相交，则用冒泡排序法对AET表重新排序；}} /* polyfill */。

《计算机图形学》实验报告(实验二：图形填充算法)一、实验目的及要求用两种方法做图形的填充算法！二、理论基础1.边填充算法对于每一条扫描线和每条多边形的交点（x1,y1），将该扫描线上的交点右方的所有像素取补。

2.种子填充算法利用栈来实现种子填充算法。

种子像素入栈，当栈非空时重复执行如下步骤：将栈顶像素出栈，将出栈像素置成多边形色，按左，上，右，下顺序检查与出栈像素相邻的四个像素，若其中某个像素不再边界且未置成多边形，则把该像素入栈！三、算法设计与分析1、边填充算法void CEdge_mark_fillView::OnDraw(CDC* pDC){CEdge_mark_fillDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_V ALID(pDoc);int d[500][500]={0};int inside;int x,y;Bresenham(80,101,100,400,d);Bresenham(100,300,290,400,d);Bresenham(292,400,382,50,d);Bresenham(380,50,202,150,d);Bresenham(200,150,82,101,d);for(y=0;y<500;y++){inside=0;for(x=0;x<500;x++){if(d[x][y]==1)if(d[x+1][y]!=1){inside=!(inside);}if(inside!=0)pDC->SetPixel(x,y,12);}}}2、种子填充int x=299,y=51;COLORREF oldcolor;COLORREF newcolor;oldcolor=RGB(256,256,256);newcolor=RGB(123,123,123);pDC->MoveTo (40,40);pDC->LineTo (80,40);pDC->LineTo (70,80);pDC->LineTo (40,40);FloodFill(51,51,RGB(255,255,255),RGB(0,0,255));pDC->LineTo (40,40);void CMyView::FloodFill(int x,int y,COLORREF oldcolor,COLORREF newcolor) {CDC* pDC;pDC=GetDC();if(pDC->GetPixel(x,y)==oldcolor){pDC->SetPixel(x,y,newcolor);FloodFill(x,y-1,oldcolor,newcolor);FloodFill(x,y+1,oldcolor,newcolor);FloodFill(x-1,y,oldcolor,newcolor);FloodFill(x+1,y,oldcolor,newcolor);}四、程序调试及结果的分析1、2、四、实验心得及建议由于很多不会，所以这次没能按时当堂完成，下来花了不少时间才弄出来，第二种尤其比较麻烦，在同学的帮助下才做出来了。

实验二有效边表填充算法实验题目：有效边表填充算法学号：姓名：班级：指导老师：完成日期：1.实验目的：设计有效边表结点和边表结点数据结构设计有效边表填充算法编程实现有效边表填充算法2.实验描述：下图1 所示多边形覆盖了12 条扫描线，共有7 个顶点和7 条边。

7 个顶点分别为：P0（7，8），P1（3，12），P2（1，7），P3（3，1）, P4（6，5）, P5（8，1）, P6（12，9）。

在1024×768 的显示分辩率下，将多边形顶点放大为P0（500,400），P1（350，600），P2（250，350），P3（350，50）, P4（500，250）, P5（600，50）, P6（800，450）。

图1示例多边形图2屏幕显示多边形3.算法设计：多边形的有效边表填充算法的基本原理是按照扫描线从小到大的移动顺序，计算当前扫描线与多边形各边的交点，然后把这些交点按x值递增的顺序进行排序、配对，以确定填充区间，然后用指定颜色点亮填充区间的所有像素，即完成填充工作。

有效边表填充算法通过访问多边形覆盖区间内的每个像素，可以填充凸、凹多边形和环，已成为目前最为有效的多边形填充算法。

4.源程序：1）//AET.h和AET..cppclass AET{public:AET();virtual ~AET();double x;int yMax;double k; //代替1/kAET *next;}2）//Bucket.h和Bucket.cppclass Bucket{public:Bucket();virtual ~Bucket();int ScanLine;AET *p;//桶上的边表指针Bucket *next;}3) // TestView.h#include "AET.h"//包含有效边表类#include "Bucket.h"//包含桶类#define Number 7//N为闭合多边形顶点数，顶点存放在整型二维数组Point[N]中class CTestView : public CView{。

实验二2-2一、实验题目给定四个点绘制图4-44所示的不同转角的两个正方形，使用有效边表算法进行填充，填充效果如图4-45所示，注意采用“左闭右开”和“上闭下开”的原则，使得每个正方形的右边界和下边界没有填充。

二、实验思想有效边表填充算法通过维护边表和有效边表，避开了扫描线与多边形所有边求交的复杂运算。

填充原理是按照扫描线从小到大的移动顺序，计算当前扫描线与有效边的交点，然后把这些交点按x值递增的顺序进行排序、配对，以确定填充区间，最后用指定颜色填充区间内的所有像素，即完成填充工作。

三、实验代码void CTestView::GetMaxX()//获得屏幕宽度{CRect Rect;GetClientRect(&Rect);MaxX=Rect.right;}void CTestView::GetMaxY()//获得屏幕高度{CRect Rect;GetClientRect(&Rect);MaxY=Rect.bottom;}void CTestView::ReadPoint()//读入点表函数{//设置第一个正方形的4个顶点int a=160;P1[0]=CP2(MaxX/4-a,MaxY/2+a);//P0P1[1]=CP2(MaxX/4+a,MaxY/2+a);//P1P1[2]=CP2(MaxX/4+a,MaxY/2-a);//P2P1[3]=CP2(MaxX/4-a,MaxY/2-a);//P3//设置第二个正方形的4个顶点int b=ROUND(sqrt(2)*a);P2[0]=CP2(3*MaxX/4,MaxY/2+b);//P0P2[1]=CP2(3*MaxX/4+b,MaxY/2);//P1P2[2]=CP2(3*MaxX/4,MaxY/2-b);//P2P2[3]=CP2(3*MaxX/4-b,MaxY/2);//P3}void CTestView::DrawRect(CDC *pDC,CP2 *P)//绘制正方形函数{CP2 T;CLine line;for(int i=0;i<4;i++)//边循环{if(i==0){line.MoveTo(pDC,P[i]);T=P[0];}else{line.LineTo(pDC,P[i]);;}}line.LineTo(pDC,T);//闭合}void CTestView::OnMENUIFill(){// TODO: Add your command handler code hereCOLORREF FColor;CColorDialog ccd(RGB(255,0,0));if(ccd.DoModal()==IDOK)//调用调色板选取色{FColor=ccd.GetColor();m_Red=GetRValue(FColor);//获得颜色的红色分量m_Green=GetGValue(FColor);//获得颜色的绿色分量m_Blue=GetBValue(FColor);//获得颜色的蓝色分量}RedrawWindow();//刷新屏幕FillRect(P1);//填充正方形1FillRect(P2);//填充正方形2}void CTestView::FillRect(CP2 *P)//填充正方形函数{CFill fill;CPi2 Point[4];for(int i=0;i<4;i++){Point[i].x=P[i].x;Point[i].y=ROUND(P[i].y);Point[i].c=CRGB(double(m_Red)/255.0,double(m_Green)/255.0,double(m_Blue)/255.0);}CDC *pDC=GetDC();fill.SetPoint(Point,4);//填充正方形fill.CreateBucket();fill.CreateEdge();fill.Gouraud(pDC);ReleaseDC(pDC);}四、实验截图。