第三章基本图形生成算法实区域填充算法
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实验四区域填充算法的实现班级信计2班学号 20080502090 姓名张进分数一、实验目的和要求:1、理解区域的表示和类型,能正确区分四连通和八连通的区域2、了解区域填充的实现原理3、利用TurboC实现区域填充的递归算法二、实验内容:当给定种子点(x,y)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连通的上下两条扫描线上位于给定区域的区段依次保存下来。
反复这个过程,直到填充结束.三、实验结果分析1、种子填充算法假设在多边内有一像素已知,由此出发利用连通性找到区域内的所有像素2、设(x,y)为内点表示的四连通区域内的一点,oldcolor为区域的原色。
现取(x,y)为种子点,要将整个区域填充为显得颜色newcolor,递归填充过程如下:先判别像素(x,y)的颜色,若它的值不等于oldcolor,说明该像素或者位于区域之外或者已经被置于newcolor,不需要填充,算法结束,否则置该像素的颜色为newcolor,再对与其相邻上、下、左、右四个相邻像素分别作递归填充。
1、程序代码:#include "Conio.h"#include "graphics.h" /*for initgr()*/#include "stdio.h" /*for NULL */#define closegr closegraphvoid initgr(void) /* BGI初始化*/{int gd = DETECT, gm = 0; /* 和gd = VGA,gm = VGAHI是同样效果*/ registerbgidriver(EGAVGA_driver);/* 注册BGI驱动后可以不需要.BGI文件的支持运行*/initgraph(&gd, &gm, "");}enum BOOL{FALSE = 0, TRUE = 1};typedef struct{int y;int xLeft;int xRight;}Span;/*区段*/typedef struct stacknode{Span span;struct stacknode *next;}stacknode;typedef struct{stacknode *top;}linkstack;/*-----------------进栈操作----------------------------------------*/ void PushStack(linkstack *s, Span *span){stacknode *p=(stacknode*)malloc(sizeof(stacknode));p->span.y = span->y;p->span.xLeft = span->xLeft;p->span.xRight = span->xRight;p->next=s->top;s->top=p;}/*-----------------出栈操作------------------------------------------*/ void PopStack(linkstack *s,Span *span){int x;stacknode *p=s->top;span->y = p->span.y;span->xLeft = p->span.xLeft;span->xRight = p->span.xRight;s->top=p->next;free(p);}/*-----------------将栈清空------------------------------------------*/ void SetStackEmpty(linkstack *s){stacknode *p=s->top;while( s->top != NULL){free(p);s->top=p->next;}}/*--------------判断栈是否为空----------------------------------------*/ int IsStackEmpty(linkstack *s){if(s->top == NULL)return 1;elsereturn 0;}/*----------------核心程序开始----------------------------------------*/ void ScanLineFill4(int x,int y,int oldColor,int newColor){int xLeft,xRight;int i;enum BOOL isLeftEndSet, spanNeedFill;Span span;linkstack *s=(linkstack*)malloc(sizeof(linkstack));s->top = NULL;/*填充并确定种子点(x,y)所在的区段*/i = x;while(getpixel(i,y) == oldColor)/*向右填充*/{putpixel(i,y,newColor);i++;}span.xRight = i - 1; /*确定区段右边界*/i = x - 1;while(getpixel(i,y) == oldColor)/*向左填充*/{putpixel(i,y,newColor);i--;}span.xLeft = i + 1; /*确定区段左边界*//*初始化*/SetStackEmpty(s);span.y = y;PushStack(s,&span);/*将前面生成的区段压入堆栈*/while( ! IsStackEmpty(s) )/*终止判断*/{/*出栈*/PopStack(s, &span);/*处理上面扫描线*/y = span.y + 1;xRight = span.xRight;i = span.xLeft - 1;isLeftEndSet = FALSE;while(getpixel(i,y) == oldColor)/*向左填充*/ {putpixel(i, y, newColor);i--;}if( i != span.xLeft - 1)/*确定区段左边界*/{isLeftEndSet = TRUE;xLeft = i + 1;}i = span.xLeft;while( i < xRight){spanNeedFill = FALSE;while(getpixel(i,y) == oldColor) /*向右填充*/{if( ! spanNeedFill){spanNeedFill = TRUE;if( ! isLeftEndSet){isLeftEndSet = TRUE;xLeft = i;}}putpixel(i,y,newColor);i++;}if( spanNeedFill ){span.y = y;span.xLeft = xLeft;span.xRight = i - 1;PushStack(s, &span); /*将区段压入堆栈*/isLeftEndSet = FALSE;spanNeedFill = FALSE;}/* while(getpixel(i,y) != oldColor) */i++;}/*end of while( i < xRight) *//*处理下面一条扫描线,与处理上面一条扫描线完全类似*/ y = y - 2;xRight = span.xRight;i = span.xLeft - 1;isLeftEndSet = FALSE;while(getpixel(i,y) == oldColor)/*向左填充*/{putpixel(i, y, newColor);i--;}if( i != span.xLeft - 1)/*确定区段左边界*/{isLeftEndSet = TRUE;xLeft = i + 1;}i = span.xLeft;while( i < xRight){spanNeedFill = FALSE;while(getpixel(i,y) == oldColor) /*向右填充*/{if( ! spanNeedFill){spanNeedFill = TRUE;if( ! isLeftEndSet){isLeftEndSet = TRUE;xLeft = i;}}putpixel(i,y,newColor);i++;}if( spanNeedFill ){span.y = y;span.xLeft = xLeft;span.xRight = i - 1;PushStack(s, &span); /*将区段压入堆栈*/isLeftEndSet = FALSE;spanNeedFill = FALSE;}/* while(getpixel(i,y) != oldColor) */i++;}/*end of while( i < xRight) */delay(2000); /*延时*/}/*end of while( ! isStackEmpty() ) */}/*end of ScanLineFill4() *//*---------------------main()------------------------------------------*/ int main(){initgr(); /* BGI初始化*/setbkcolor(3);setcolor(5);moveto(50, 50); /*绘制4连通区域*/lineto(400, 50);lineto(400,300);lineto(150,300);lineto(150,400);lineto(50, 400);lineto(50, 50);ScanLineFill4(150,150,0,14); /*相与后oldColor == 0*/getch(); /* 暂停一下,看看前面绘图代码的运行结果*/ closegr(); /* 恢复TEXT屏幕模式*/return 0;}1.运行结果:。
西北农林科技大学实习报告学院名称:理学院专业班级:姓名:学号:课程:计算机图形学实验报告日期:第十四周实验三二维图形的区域填充一、实验目的1)加深对填充算法的理解,分析比较种子填充和边缘填充的差异。
2)掌握二维图形区域种子填充的原理和算法。
二、实验步骤1)对任意多边形的几何形状进行分析,选定比较合适的算法模型。
2)画出程序流程图;3)编写程序的源程序;4)编辑源程序并进行调试;5)进行特殊模式的运行测试,并结合情况进行调整。
三、实验内容用种子填充算法编写程序实现区域填充,并能在计算机上编译运行,正确地实现任意多边形边界的单色填充。
原理边界填充算法可以让用户首先勾画图的轮廓,选择填充颜色和填充模式,然后拾取内部点,系统就可以自动给图的内部涂上所需要的颜色和图案。
该算法的输入是种子点坐标 ( x , y )、填充色和边界颜色。
算法从( x , y )开始检测相邻位置是否是边界颜色,若不是,就用填充色着色,并检测其相邻位置。
该过程延续到已经检测完区域边界颜色范围内的所有像素为止。
使用栈结构来实现4-连通边界填充算法的算法步骤如下:(1)种子像素入栈。
(2)执行如下三步操作:1 栈顶像素出栈。
2 将出栈像素置成填充色。
3 检查出栈像素的4-邻接点,若其中某个像素不是边界色且未置成多边形色,则把该像素入栈。
(3)检查栈是否为空,若栈非空重复执行步骤(2),若栈为空则结束。
边界填充算法可以用于填充带有内孔的平面区域。
其缺点是把太多的像素压入堆栈,有些像素甚至会入栈多次,这样一方面降低了算法的效率,另一方面还要求很大的存储空间以实现栈结构。
将之改进,可构造沿扫描线填充水平像素段的4-连通边界填充算法,其算法步骤如下:(1)种子像素入栈。
(2)执行如下三步操作:1 栈顶元素出栈。
2 填充出栈元素所在扫描行的连续像素段,从出栈的像素开始沿扫描线向左和向右填充,直到遇到边界像素为止,即每出栈一个像素,就对包含该像素的整个扫描线区间进行填充,并且记录下此时扫描线区间的x坐标范围[ x1, x2 ]。
cad 区域填充的算法
CAD区域填充是一种用于计算机辅助设计软件中的算法,用于在指定区域内填充颜色。
这个算法基于扫描线填充方法,它从图形的顶部开始
扫描,逐行地将颜色填充到区域中。
具体而言,CAD区域填充算法可以通过以下步骤来实现:
1. 选择一个起始点,并确保该点位于待填充区域内。
2. 在当前扫描线上,从起始点开始向左和向右移动,找到左和右边界。
这可以通过检测不同颜色或图形边界来确定。
3. 填充当前扫描线的像素点,从左边界到右边界之间的像素。
4. 移动到下一行,通过向下移动一行并在新的扫描线上重复步骤2和
步骤3,直到所有行都被处理完毕或者遇到边界。
5. 当遇到边界或结束时,停止填充过程。
需要注意的是,在实际应用中,为了提高效率和减少计算量,可以使
用一些优化策略来加速CAD区域填充算法的执行,例如边界框剪裁和
扫描线段合并。
总之,CAD区域填充算法是一种实现图形填充的重要方法,它可以在计算机辅助设计软件中帮助用户快速填充指定区域并实现更好的可视化
效果。
计算机图形学——区域填充算法(基本光栅图形算法)⼀、区域填充概念区域:指已经表⽰成点阵形式的填充图形,是象素的集合。
区域填充:将区域内的⼀点(常称【种⼦点】)赋予给定颜⾊,然后将这种颜⾊扩展到整个区域内的过程。
区域填充算法要求区域是连通的,因为只有在连通区域中,才可能将种⼦点的颜⾊扩展到区域内的其它点。
1、区域有两种表⽰形式1)内点表⽰:枚举出区域内部的所有象素,内部所有象素着同⼀个颜⾊,边界像素着与内部象素不同的颜⾊。
2)边界表⽰:枚举出区域外部的所有象素,边界上的所有象素着同⼀个颜⾊,内部像素着与边界象素不同的颜⾊。
21)四向连通区域:从区域上⼀点出发可通过【上、下、左、右】四个⽅向移动的组合,在不越出区域的前提下,到达区域内的任意象素。
2)⼋向连通区域:从区域上⼀点出发可通过【上、下、左、右、左上、右上、左下、右下】⼋个⽅向移动的组合,在不越出区域的前提下,到达区域内的任意象素。
⼆、简单种⼦填充算法给定区域G⼀种⼦点(x, y),⾸先判断该点是否是区域内的⼀点,如果是,则将该点填充为新的颜⾊,然后将该点周围的四个点(四连通)或⼋个点(⼋连通)作为新的种⼦点进⾏同样的处理,通过这种扩散完成对整个区域的填充。
这⾥给出⼀个四连通的种⼦填充算法(区域填充递归算法),使⽤【栈结构】来实现原理算法原理如下:种⼦像素⼊栈,当【栈⾮空】时重复如下三步:这⾥给出⼋连通的种⼦填充算法的代码:void flood_fill_8(int[] pixels, int x, int y, int old_color, int new_color){if(x<w&&x>0&&y<h&&y>0){if (pixels[y*w+x]==old_color){pixels[y*w+x]== new_color);flood_fill_8(pixels, x,y+1,old_color,new_color);flood_fill_8(pixels, x,y-1,old_color,new_color);flood_fill_8(pixels, x-1,y,old_color,new_color);flood_fill_8(pixels, x+1,y,old_color,new_color);flood_fill_8(pixels, x+1,y+1,old_color,new_color);flood_fill_8(pixels, x+1,y-1,old_color,new_color);flood_fill_8(pixels, x-1,y+1,old_color,new_color);flood_fill_8(pixels, x-1,y-1,old_color,new_color);}}}简单种⼦填充算法的不⾜a)有些像素会多次⼊栈,降低算法效率,栈结构占空间b)递归执⾏,算法简单,但效率不⾼,区域内每⼀像素都要进/出栈,费时费内存c)改进算法,减少递归次数,提⾼效率三、扫描线种⼦填充算法基本思想从给定的种⼦点开始,填充当前扫描线上种⼦点所在的⼀区段,然后确定与这⼀段相邻的上下两条扫描线上位于区域内的区段(需要填充的区间),从这些区间上各取⼀个种⼦点依次把它们存起来,作为下次填充的种⼦点。
计算机图形学--区域填充算法的实现实验四区域填充算法的实现班级 08信计二学号 64 姓名刘辉分数一、实验目的和要求:1、理解区域的表示和类型;2、能够正确区分四连通、八连通的区域;3、了解填充函数、区域填充的实现原理;4、了解掌握区域填充的各种算法(种子填充算法、扫描线算法、边填充算法等),并实现种子填充算法和扫描线算法;5、用种子填充算法实现四连同区域和八连通区域的填充,并观察他们之间的区别;6、分析对比种子填充算法和扫描线算法实现的像素逼近效果和程序执行速度;二、实验原理:用点阵方法表示的多边形区域,如果其内部像素具有同一种颜色,而边界像素具有另一种颜色,可以使用种子填充算法和扫描线算法等填充。
种子填充算法是从区域内任一个种子像素位置(x,y)开始,由内向外将填充色扩散到整个多边形区域的填充过程;扫描线填充算法是当给定种子点(x,y)时,首先填充种子点所在扫描线上位于给定区域的一个区段,然后确定与这一段相连通的上、下两条扫描线上位于给定区域内的区段,并依次保存下来的过程。
三、实验内容及步骤:3.1、实验内容:1.利用种子算法实现内点表示的四连通区域的填充。
如:设(x,y)为内点表示的四连通区域内的一点,oldcolor为区域的原色,要将整个区域填充为新的颜色newcolor;2.利用扫描线算法实现以上区域的填充。
如:填充以下图案,圆中填充蓝色,三角形中填充红色;3.2、实验步骤:种子填充算法的步骤:1.种子入栈;2.当栈非空时,进行下面的操作,否则结束;3.栈顶元素出栈,如果是未填充的内部点,则将其填充,继续考察与其连通的点,若是为填充的内部点,则该点入栈,返回2步。
扫描线填充算法的步骤:1.初始化,置栈为空,将种子点(x,y)入栈。
2.出栈,若栈空则结束;否则取栈顶元素(x,y),以y作为扫描线。
3.填充并确定种子点所在区段,从种子点(x,y)出发,沿当前扫描线向左、右两个方向填充,直到边界。