多边形区域填充算法
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多边形的平行线填充算法是一种在多边形内部填充平行线的技术。
以下是该算法的基本步骤:
1. 定义一个多边形,可以是一个由一系列点组成的凸多边形,也可以是一个有多个凹边的多边形。
2. 确定填充线的方向和间距。
填充线的方向可以由用户指定,也可以根据多边形的特征自动确定。
填充线的间距则可以根据填充效果的要求进行设置。
3. 计算多边形各点到填充线的距离,将距离小于等于填充线间距的点标记为填充点。
4. 根据填充点的分布情况,将填充点连接成线段,形成填充线。
5. 将填充线与多边形的边界进行交点计算,得到一系列交点。
6. 根据交点的位置关系,将交点连接成线段,形成最终的填充效果。
需要注意的是,对于有多个凹边的多边形,需要进行更复杂的交点计算和线段连接操作,以保证填充效果正确无误。
此外,为了提高填充效率,可以使用一些优化技巧,如排除法、排序算法等。
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。
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 */。
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。
多边形填充算法本在计算机图形学中,使用多边形填充算法可以实现各种图形的绘制,例如:圆形、椭圆形、字母等。
对于任意形状的多边形来说,其内部像素点的坐标是无法直接计算得到的,因此需要通过一定的算法来实现。
常见的多边形填充算法有扫描线填充算法和边界填充算法。
接下来我们来详细了解这两种算法。
扫描线填充算法是通过扫描多边形上的每一条水平线,找到与多边形相交的线段,并进行填充操作。
具体步骤如下:1.找到多边形的最高点和最低点,作为扫描线的起点和终点。
2.将扫描线从起点依次向下移动,直到到达终点。
3.在每一条扫描线上,找到与多边形相交的线段。
4.根据线段的起点和终点,计算交点的x坐标,并从起点到终点对应的像素点进行填充。
5.重复步骤4,直到所有的扫描线都处理完毕。
扫描线填充算法的优点是简单易懂,适用于一般情况。
但是对于复杂的多边形来说,会存在边界交叉的情况,需要特殊处理。
边界填充算法是通过检测多边形的边界点,并进行填充操作。
具体步骤如下:1.找到多边形的最左边、最右边、最上边和最下边的点,作为边界点。
2.从最上边的点开始,依次向下遍历每一行像素点。
3.在每一行中,寻找与多边形边界相交的点,并进行填充操作。
4.重复步骤3,直到到达最下边的点。
边界填充算法的优点是对具有复杂交叉边界的多边形也能进行正确的填充操作。
但是对于非凸多边形来说,边界填充算法可能会有空隙出现。
除了以上两种常见的多边形填充算法,还有其他一些算法也可以实现多边形的填充操作,例如:扫描转换填充算法、边界边框填充算法等。
在实际应用中,多边形填充算法通常结合图形处理库或者计算机图形学软件来实现。
这些软件提供了丰富的函数和方法,可以直接调用进行多边形的填充操作。
综上所述,多边形填充算法是计算机图形学中的一个重要算法。
通过扫描线填充算法或者边界填充算法,可以实现对任意形状多边形的填充操作。
随着计算机图形学的发展,多边形填充算法也不断进化和优化,以满足不同应用场景的需求。
贵州大学计算机图形学实验报告学院:计算机科学与信息学院专业:软件工程班级:反映)根据扫描线的连贯性可知:一条扫描线与多边形的交点中,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的点就可填充多边形。
如何具体实现(如何找到入点、出点)?根据区域的连贯性,分为3个步骤:(1)求出扫描线与多边形所有边的交点;(2)把这些交点按x坐标值以升序排列;(3)对排序后的交点进行奇偶配对,对每一对交点间的区域进行填充。
步骤(3)如上图:对y=8的扫描线,对交点序列按x坐标升序排序得到的交点序列是(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。
求交点、排序、配对、填色利用链表:与当前扫描线相交的边称为活性边(Active Edge),把它们按与扫描线交点x坐标递增的顺序存入一个链表中,称为活性边表AEL (AEL, Active Edge List)。
它记录了多边形边沿扫描线的交点序列。
AEL中每个对象需要存放的信息:ymax:边所交的最高扫描线;x:当前扫描线与边的交点;Δx:从当前扫描线到下一条扫描线之间的x增量next:指向下一对象的指针。
伪码:建立ET,置y为ET中非空桶的最小序号;置AEL表为空,且把y桶中ET表的边加入AEL表中;while AEL表中非空do begin对AEL表中的x、Δx按升序排列;按照AEL表中交点前后次序,在每对奇偶交点间的x段予以填充;计算下一条扫描线:y=y+1;if 扫描线y=ymax then 从AEL表中删除这些边;对在AEL表中的其他边,计算与下一条扫描线的交点:x=x +Δx 按照扫描线y值把ET表中相应桶中的边加入AEL表中;endend of algorithm二、区域填充算法:区域可采用两种表示形式:内点表示枚举区域内部的所有像素;内部的所有像素着同一个颜色;边界像素着不同的颜色。
边界表示:枚举出边界上所有的像素;边界上的所有像素着同一颜色;内部像素着不同的颜色。