计算机图形学实验3区域填充算法
区域填充(计算机图形学)
2009-2010-2:CG:SCUEC
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扫描线种子填充算法
目标及范围
目标：减少递归层次 范围：适用于边界表示的4连通区域
从给定的种子点开始，先填充种子点 所在扫描线上的位于给定区域内的一 个区间，然后确定与这一区间相邻的 上下两条扫描线上需要填充的区间， 从这些区间上各取一个种子点并依次 保存下来，作为下次填充的种子点， 反复进行这个过程，直到所保存的各 区间都填充完毕。
计算机图形学
第三章 基本光栅图形算法
本章内容
1 2 3 4 5
直线的扫描转换
圆的扫描转换 多边形的扫描转换
区域填充 光栅图形的反走样算法
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边界标志算法—基本思想
首先用一种特殊的颜色在帧缓存中将 多边形的边界（水平边的部分边界除 外）勾画出来，然后再把位于多边形 的各个区段着上所需的颜色。
while(getpixel (FB, x, y) <> B–color)
{
setpixel (FB, x, y, N–color);
x = x–1 } xleft = x+1 /*保存线段的左端点*/
x=x+1
} xright = x–1 /*保存线段的右端点*/
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解决的办法：判断多边形顶点的性质，如果是局部极 值点，那么扫描线碰上它则不改变标志。
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边界标志算法—错误处理
错误2
– 现象：当扫描线y遇到|斜率|<1的边界线时，碰到几个边界点，会 引起标志的无序改变，将导致填充的错误。如图（1）所示。 原因：在对多边形的边界进行扫描转换的时候，考虑了不同斜率 的情况，即|斜率|>1的时候以y为步进方向，而|斜率|<1的时候以x 为步进方向。 – 解决的办法：对于不同斜率的边界，都要使用斜率大于1的直线扫 描转换方法：每次y方向增长一步，x方向增长1/m步距，以保证 扫描线y遇到斜率小于1的边界时，只能遇到一个点。如图(2)所示。
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_
实验三计算机图形学多边形填充算法
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。
区域填充算法范文
区域填充算法范文
常见的区域填充算法有种子填充算法和扫描线填充算法。
种子填充算法是一种递归算法，从指定的种子点开始，将其颜色设为
目标颜色，并继续填充其相邻的像素点，直到所有相邻的像素点都被填充
为目标颜色。
这个过程可以通过递归或者使用栈进行实现。
种子填充算法
的优点是简单易懂，但对于复杂的区域存在堆栈溢出的风险。
扫描线填充算法利用了图形中连续的扫描线和区域的边界特性。
首先，确定区域的上下边界，然后对每一条扫描线从左往右进行遍历。
当扫描线
与区域的边界相交时，根据交点的颜色决定当前像素点的填充颜色。
该算
法可以通过判断相邻像素点的颜色是否相同来确定区域的边界。
为了提高算法的效率，可以使用填充算法的优化技术。
例如，使用堆
栈数据结构来存储需要填充的像素点，避免了递归过程中的堆栈溢出问题。
另外，可以使用四邻域或八邻域填充算法来决定像素点的相邻关系，减少
算法的时间复杂度。
总之，区域填充算法是图形学和图像处理中的重要算法之一，通过将
指定的区域填充为指定的颜色，实现了各种复杂任务的自动化处理和可视
化展示。
随着计算机技术的发展，区域填充算法的应用前景将会更加广泛，并且不断出现新的算法和优化技术，提高填充效率和质量。
计算机图形学 实验三 二维图形的区域填充
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 ]。
区域填充算法
7
9 9
9
对边界和内点表示的八连通区域的填充，只要将上述算法的对四 个像素点填充改为八个像素点即可。 四连通区域种子填充算法的缺点是有时不能通过狭窄区域区域， 因而不能填满多边形。八连通算法的缺点是有时会填出多边形的 边界。由于填不满比涂出更容易补救，因此四连通算法比八连通 算法用得更多。
（3）扫描线种子填充算法
（2）内点表示的四连通区域种子填充算法
基本思想：从多边形内部任一点（像素）出发，按照“右 上左下”的顺序判断相邻像素，若是区域内的像素，则对 其填充，并重复上述过程，直至所有像素填充完毕。 可以使用栈结构来实现该算法，种子像素入栈，档栈非空， 重复执行下面操作： 1）栈顶像素出栈； 2）将出栈像素置成多边形填充的颜色；
基本思想：从多边形内部任一点（像素）出发，按照 “右上左下”的顺序判断相邻像素，若不是边界像素 且没被填充过，则对其填充，并重复上述过程，直至 所有像素填充完毕。 可以使用栈结构来实现该算法，种子像素入栈，档栈 非空，重复执行下面操作： 1）栈顶像素出栈； 2）将出栈像素置成多边形填充的颜色； 3）按“右上左下”的顺序检查与出栈像素相邻的四个 像素，若其中某个像素不在边界上且未置成多边形色， 则把该像素入栈。
扫描线算法分析（举例分析）
基本思想：在任意不间断的区间中只取一个像素（不 间断区间指一条扫描线上的一组相邻元素），填充当 前扫描线上的该段区间，然后确定与这一段相邻的上 下两条扫描线位于区域内的区段，并依次把它们保存 起来，反复进行这个过程，指导所有保存的每个区段 都填充完毕。
（3）扫描线种子填充算法
种子像素入栈,当栈非空时，重复以下步骤： (1)栈顶像素出栈 (2)沿扫描线对出栈像素的左右像素进行填充， 直到遇到边界像素为止 (3)将上述区间内最左、最右像素记为xl 和xr (4)在区间[xl ,xr]中检查与当前扫描线相邻的上 下两条扫描线是否全为边界像素、或已填充 的像素，若为非边界、未填充的像素，则把 每一区间的最右像素取为种子像素入栈
计算机图形学第3讲多边形区域填充算法
40
种子填充算法
栈实现的种子填充算法(四向算法)
void BoundaryFill4(int x, int y, int boundColor, int newColor) { int px = x, py = y; stackPush(px, py); while(!stackEmpty()) { stackPop(&px, &py); SetPixel(x, y, newColor);
扫描转换算法
区域填充算法
34
种子填充算法
区域：点阵表示的图形，像素集合 表示方法
内点表示 区域内的所有像素具有同一颜色，而区域外的所有像素具有另 一种颜色 边界表示 区域边界上的所有像素具有特定的颜色（可以是填充色），在 区域内的所有像素均不能具有这一特定颜色，而且边界外的像 素也不能具有与边界相同的颜色
若低端点y值为ymin，则该边就放在ymin所对应的桶中
桶中的各边：
按下端点的x坐标值排序
27
12 10（2，9） l3 8 6 4 2 l2 l4
（13，11） l5 （13，5） l6
（7，7）
（2，3） （7，1） l1 2 4
9 11 9 3 ∧ ∧
6
8 10 12 14
7 3/2 11
扫描线算法
取整问题
扫描线与多边形边界交点坐标值不为整数 当扫描线与多边形边界交点坐标为小数值时，如果多 边形在此边界右侧，则将该小数值进1作为边界点，否 则舍去小数部分并进行填充，这样可使多边形不扩大
解决方法
16
扫描线算法
水平边问题
计算机图形学-区域填充的扫描线算法
计算机图形学——区域填充的扫描线算法一．实验名称：区域填充的扫描线算法二．实验目的：1、理解区域填充扫描线算法的原理；2、实现区域填充的扫描线算法并测试；三．算法原理：算法基本思想: 首先填充种子点所在扫描线上位于区域内的区段，然后确定与该区段相邻的上下两条扫描线上位于区域内的区段，并依次将各区段的起始位置保存, 这些区段分别被用区域边界色显示的像素点所包围。
随后,逐步取出一开始点并重复上述过程，直到所保存各区段都填充完毕为止。
借助于栈结构，区域填充的扫描线算法之步骤如下：Step 1. 初始化种子点栈：置种子点栈为空栈，并将给定的种子点入栈；Step 2. 出栈：若种子点栈为空，算法结束；否则，取栈顶元素(x，y)为种子点；Step 3. 区段填充：从种子点(x, y) 开始沿纵坐标为y 的当前扫描线向左右两个方向逐像素点进行填色，其颜色值置为newcolor 直至到达区域边界。
分别以xl 和xr 表示该填充区段两端点的横坐标；Step 4. 新种子点入栈: 分别确定当前扫描线上、下相邻的两条扫描线上位于区段[xl, xr] 内的区域内的区段。
若这些区段内的像素点颜色值为newolor ,则转至Step 2；否则以区段的右端点为种子点入种子点栈，再转至Step 2。
四．原程序代码：/*****************************************//*4-ScanLineFill 区域填充的扫描线算法实现*//*****************************************/#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <graphics.h>#include <malloc.h>#define Stack_Size 100 //栈的大小常量//定义结构体,记录种子点typedef struct{int x;int y;}Seed;//定义顺序栈(种子点)typedef struct{Seed Point[Stack_Size];int top;}SeqStack;//初始化栈操作void InitStack(SeqStack *&S){S=(SeqStack *)malloc(sizeof(SeqStack));S->top=-1;}//种子点栈置空；void setstackempty (SeqStack *S){S->top==-1;}//种子点栈状态检测函数int isstackempty (SeqStack *S){if(S->top==-1)return true; //空栈返回trueelsereturn false; //非空栈返回false}//种子点入栈；int stackpush (SeqStack *&S,Seed point){if(S->top==Stack_Size-1)//栈已满，返回false return false;S->top++;//栈未满，栈顶元素加1S->Point[S->top]= point;return true;}//取栈顶元素；int stackpop (SeqStack *&S,Seed &point){if(S->top==-1)//栈为空，返回falsereturn false;point=S->Point[S->top];S->top --;//栈未空，top减1return true;}//画圆void CirclePoints (int xc, int yc, int x, int y, int Color) {putpixel (xc + x, yc + y, Color);putpixel (xc + x, yc - y, Color);putpixel (xc - x, yc + y, Color);putpixel (xc - x, yc - y, Color);putpixel (xc + y, yc + x, Color);putpixel (xc + y, yc - x, Color);putpixel (xc - y, yc + x, Color);putpixel (xc - y, yc - x, Color); }//中点画圆算法void MidpointCircle(int radius, int Color) {int x, y;float d;x=0;y=radius;d=5.0/4-radius;CirclePoints(250,250,x,y,Color);while(x<y){if (d<0){d+=x*2.0+3;}else{d+=(x-y)*2.0+5;y--;}x++;CirclePoints(250,250,x,y,Color);}}//四连通扫描线算法void ScanLineFill4(int x, int y, int oldcolor, int newcolor) {int xl, xr, i;bool SpanNeedFill;Seed pt;//种子点SeqStack *S;//定义顺序栈InitStack(S);//定义了栈之后必须把栈先初始化setstackempty(S);//种子点栈置空；pt.x = x;pt.y = y;stackpush (S,pt); // 种子点(x, y)入栈while (!isstackempty(S)){stackpop (S,pt);//取种子点y = pt.y;x = pt.x;while (getpixel (x,y)==oldcolor) {// 从种子点开始向右填充putpixel (x, y, newcolor);x++;}xr = x -1;x = pt.x -1;while (getpixel (x,y)==oldcolor) { // 从种子点开始向左填充putpixel (x, y, newcolor);x--;}xl = x + 1;x = xl;y = y +1; // 处理上面一条扫描线while (x < xr){SpanNeedFill = false;while (getpixel (x, y)==oldcolor){SpanNeedFill = true;x++ ;} // 待填充区段搜索完毕if (SpanNeedFill){// 将右端点作为种子点入栈pt.x = x - 1;pt.y = y;stackpush (S,pt);SpanNeedFill = false;} //继续向右检查以防遗漏while ((getpixel (x, y)!=oldcolor) && (x< xr)) x++;} //上一条扫描线上检查完毕x = xl;y=y-2; // 处理下面一条扫描线while (x < xr){SpanNeedFill = false;while (getpixel (x, y)==oldcolor){SpanNeedFill=true;x++ ;}if (SpanNeedFill){pt.x= x - 1;pt.y = y;stackpush (S,pt);SpanNeedFill=false;}while ((getpixel (x, y)!=oldcolor) && (x < xr))x++;}}}//主函数检测void main(){int radius,color;int x,y;//种子点int oldcolor,newcolor;//原色与填充色//输入参数值printf("input radius and color:\n");//画圆参数scanf("%d,%d",&radius,&color);printf("input x and y:\n"); //读入内点scanf("%d,%d", &x, &y);printf("input oldcolor and newcolor:\n"); //读入原色与填充色scanf("%d,%d", &oldcolor, &newcolor);int gdriver = DETECT,gmode;initgraph(&gdriver, &gmode, "c:\\tc");// 用背景色清空屏幕cleardevice();// 设置绘图色为红色setcolor(RED);MidpointCircle(radius,color);//用中点画圆算法画圆rectangle(150, 150, 350, 350);//再画一个矩形区域ScanLineFill4 (x,y,oldcolor,newcolor);//扫描线区域填充getch();closegraph();}五．运行结果与讨论：测试结果1：测试结果2：六．实验分析与讨论：1.通过借助栈这一数据结构，完成了区域填充的扫描线算法的实现，并利用以前所学的画圆等算法，进行综合运用，在此基础上进行扩充，设计多种图案，进行扫描线填充算法的检测，都得到了理想的结果，体现了算法的有效性；2.栈的数据结构给种子点的操作带来了极大的方便，为算法的实现提供了便利，同时还提高了算法的复用性和可靠性；3.此扫描线填充算法能够对多种图案进行填充，展现了算法的实用性。
计算机图形学——区域填充算法（基本光栅图形算法）
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。
填充算法实验报告
填充算法实验报告实验报告：填充算法研究与实验1. 实验目的填充算法在计算机图形学中有着广泛的应用，并且对于计算机图形学的发展有着重要意义。
本次实验旨在通过对填充算法的研究与实验，了解填充算法的原理和应用，掌握填充算法的基本实现方法，实现简单的填充效果。
2. 实验背景填充算法是计算机图形学中的一种常用算法，用于将指定区域进行填充。
填充算法可以应用于图像的编辑、区域选择、图像渲染等方面。
常见的填充算法包括区域种子填充算法、扫描线填充算法等。
3. 实验内容本次实验主要研究和实现了区域种子填充算法和扫描线填充算法。
区域种子填充算法是指通过指定一个待填充的种子点，在其周围的区域进行填充。
扫描线填充算法是指通过扫描图像的每一行，在特定条件下对像素进行填充。
在实验中，我们首先实现了区域种子填充算法。
通过在待填充的区域中选择一个点作为种子点，然后从指定点出发，通过递归或栈的方式对相邻的像素进行着色，直到遇到与起始点像素颜色不同的像素为止，从而完成填充效果。
其次，我们实现了扫描线填充算法。
这种算法的核心是扫描图像的每一行，在每一行上找到待填充区域的边界并将其记录下来，然后根据边界的位置对每一个像素进行填充。
我们采用了活性边表和扫描线转换算法来实现扫描线填充算法。
4. 实验结果通过实验我们成功实现了区域种子填充算法和扫描线填充算法，在输入指定的区域和种子点后，程序能够快速地对指定区域进行填充，生成了良好的填充效果。
5. 实验分析区域种子填充算法是一种简单且直观的填充算法，但对于复杂区域的填充效果并不理想。
它的主要缺点是可能导致栈溢出或填充效果不均匀，因此在实际应用中不太常用。
相比之下，扫描线填充算法具有更好的填充效果和效率。
其使用了活性边表和扫描线转换算法，可以在进行每一行的扫描时快速地找到边界并进行填充。
但该算法无法很好地处理较复杂的几何形状，例如存在凹陷和自相交的区域。
6. 实验总结通过本次实验，我们深入学习了填充算法的基本原理和实现方法，并成功实现了区域种子填充算法和扫描线填充算法。
区域填充算法的探究
区域填充算法的探究1摘要本文旨在通过探究区域填充算法尤其是扫描线种子填充算法和种子填充算法近年来的开展状况，比拟它们之间的优点与缺乏，对图形学的区域填充算法有更深入的理解。
在准备本报告的同时还加以实验环节，选用扫描线填充算法和扫描线种子填充算法来对算法加以验证、调试和理解。
2 区域填充根本知识点介绍2.1多边形扫描转换在计算机图形学中，多边形有两种重要的表示方法：顶点表示和点阵表示。
顶点表示是用多边形的顶点序列来表示多边形，特点直观、几何意义强、占内存少，易于进行几何变换，但由于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。
点阵表示是用位于多边形内的像素集合来刻画多边形。
这种表示丧失了许多几何信息，但便于帧缓冲器表示图形，是面着色所需要的图形表示形式。
光栅图形的一个根本问题是把多边形的顶点表示转换为点阵表示。
这种转换称为多边形的扫描转换。
多边形可分为凸多边形、凹多边形、含内环多边形。
〔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局部。
〔3〕含内环多边形：多边形内包含有封闭多边形。
扫描线多边形区域填充算法是按扫描线顺序，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区间的像素。
区间的端点可以通过计算扫描线与多边形边界线的交点获得。
对于一条扫描线，多边形的填充过程可以分为4个步骤。
〔1〕求交：计算扫描线与多边形各边的交点。
〔2〕排序：把所有交点按x值递增顺序排序。
〔3〕配对：第一个与第二个，第三个与第四个等，每对交点代表扫描线与多边形的一个相交区间。
〔4〕填色：把相交区间内的像素置成多边形颜色，把相交区间外的像素置成背景色。
多边形扫描转换算法步骤如下：〔1〕初始化：构造边表。
〔2〕对边表进行排序，构造活性边表。
〔3〕对每条扫描线对应的活性边表中求交点。
〔4〕判断交点类型，并两两配对。
〔5〕对符合条件的交点之间用画线方式填充。
〔6〕下一条扫描线，直至满足扫描结束条件。
区域填充算法
3、基于曲线积分的区域填充算法
• 算法的实现： ➢对一个区域进行轮廓跟踪，求出区域的边
• 改进算法的基本思想是：每找到一个新的内部
区段时,不仅将新区段的y值(yn)和左右列值xnl， xnr压入堆栈，而且同时把当前区段的y值和左右 列值xl,xr也压入堆栈，以保存和传递有关的信息。
3、基于曲线积分的区域填充算法
基于曲线积分的区域填充算法是邓国强，孙 景鳌等（2001）提出的一种以格林公式求区域面 积为基本原理进行区域填充的特殊算法。
1、递归种子填充算法
递归种子填充算法，又称边界填色算 法。
算法的原理是：让单个像元作为填充 胚，在给定的区域范围内，通过某种方法 进行蔓延，最终填充满整个多边形区域。 为了实现填充胚的蔓延，可采用四邻法或 八邻法进行填充。
2、扫描线种子填充算法
（1）扫描线种子填充算法
扫描线种子填充算法的对象是一个个扫描 线段。扫描线段是指区域内同值相邻像素 在水平方向的组合，它的两端以具有边界 值的像素为边界，即一段扫描线段的中间 只有同一种像素。
（2）计算多边形面积
4、区域填充算法在地图制图中的应用
（2）计算多边形面积
Sa
24
1 5 2
1 13 33 2
Sb
30
1 2
5
1 2
17
41
ScΒιβλιοθήκη 1031 213
1 2
17
实验三区域填充扫描线算法
实验三区域填充扫描线算法区域填充扫描线算法是一种计算机图形学算法，用于实现区域填充功能。
该算法通过扫描像素的方式，检测封闭区域内的每一条扫描线与区域边界的交点，并根据交点之间的像素颜色进行填充。
算法步骤如下：1.扫描线从画布的最底部开始，逐行向上移动。
2.检测扫描线与区域边界的交点，并记录交点的x坐标。
3.对于每对相邻的交点（称为活动边），按照交点的x坐标从左到右进行遍历。
4.遍历过程中，判断当前像素是否在封闭区域内。
如果在区域内，根据填充颜色进行颜色填充。
5.对于扫描线上的下一条扫描线，根据当前扫描线的活动边情况，更新活动边，即将下一条扫描线上的新交点加入到活动边中。
区域填充扫描线算法的优点在于其适用于任意形状的封闭区域，并且可以处理带有内部孔洞的区域。
相比其他填充算法，如扫描线填充算法，区域填充扫描线算法具有更好的效率和性能。
然而，区域填充扫描线算法也存在一些限制和问题。
首先，该算法要求区域边界是封闭的，并且必须采用逆时针顺序来定义区域内的边界。
其次，算法的实现和性能受到硬件设备的限制，特别是在处理较大尺寸的区域时可能出现性能问题。
为了解决这些问题，可以采用一些优化方法来改进算法的性能。
例如，可以使用空间填充曲线（Space Filling Curves）来加速扫描线的遍历过程。
还可以使用并行计算技术来加速算法的执行，特别是在处理大尺寸区域时。
总之，区域填充扫描线算法是一种常用的图形学算法，用于实现区域填充功能。
虽然具有一些限制和问题，但可以通过一些优化方法来改进算法的效率和性能，满足实际应用的需求。
3章-3 区域填充
计算机科学与技术学院
第3章- 24/40
计算机图形学
第3章 基本图形生成技术-区域填充
3.3.4影线填充算法
填充图案
影线填充：用一组等距离的平行线 ( 其各段的起、终端点 位于区域边界上) 填充区域的过程。 图案填充：是在区域内填充有规律的图形组合，而图形可 以分解成一族或数族不同类型的线型组合。
4）确定第一条影线的位置 取第一条影线的截距，b= bmin+△b， 而第一条影线的方程，y=kx+b。 5）求影线与边界的交点 若把第 i 条影线记为 L(i) ，轮廓线佣 R(j) 表示，交点为 P(i,j)时，则有： P(i，j)=L(i)∩R(j)
计算机科学与技术学院 第3章- 28/40
计算机图形学
性的封闭区域。 2) 种子：具有一定填充属性单位的像素或像素组合。 3) 区域填充：在区域内确定种子，并将这种属性扩展到 整个区域的过程。 4）边界的种类：①单域 ②复合域
计算机科学与技术学院
第3章- 5/40
计算机图形学
第3章 基本图形生成技术-区域填充
5) 区域的建立方式：内定区域 边界定义区域。 ①内定区域：在所定义的区域内所有的像素具有相同 的属性（如颜色等）,而区域边界上的像素着不 同的颜色； ②边界定义区域：区域以的属性来划分，区域内的像 素和边界上的像素可具有不同得属性。
r r p r r r r r r p r r r
r
计算机科学与技术学院
第3章- 17/40
计算机图形学
第3章 基本图形生成技术-区域填充
计算机图形学区域填充
改变边或直线的外观，模糊淡化阶梯 相当于图像的前置滤波
直线有宽度
点
有限
1/23/2022
1/23/2022
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区域
33
33
图形反走样技术（antialiasing）
根据相交的面积值决定像素显示的亮度级别
8级灰度
1/23/2022
1/23/2022 当前您浏览到是第三十四页，共三十四页。
22
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区域连通方式对填充结果的影响
4连通区域边界填充
算法的填充结果
当前您浏览到是第二十三页，共三十四页。
8连通区域边界填充 算法的填充结果
简单的种子填充算法
（4连通边界）
种子像素入栈 当栈非空时，重复以下步骤：
栈顶像素出栈 将出栈象素置成填充色 按左、上、右、下顺序检查与出栈象素相邻的
T x A x P x B x P
z z B A z z P P (x A x P )z B ( z P ) (x B x P )z A ( z P )
z
z
A
B
B P
x
A P
x
当T<0时，AP斜率>BP斜率，为顺时针角 当T>0时，AP斜率<BP斜率，为逆时针角
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内部一个点出发
当前您浏览到是第九页，共三十四页。
扫描线填充算法
利用图形的空间连贯性和 扫描线的连贯性
y 8 7 P5
6 5
I1 4 3
I2 P4
P3 I3 I4
2
1 P1
P2
求交：I4, I3, I2, I1
区域填充算法区域填充算法
区域填充算法区域填充算法
下面将介绍两种常见的区域填充算法：扫描线填充算法和种子填充算法。
1. 扫描线填充算法（Scanline Fill Algorithm）：
-扫描线填充算法基于扫描线的原理，从图像的上方向下扫描，对每条扫描线上的像素进行填充。
-算法流程如下：
-选择一个初始扫描线，例如选择图像的最上面一条扫描线；
-遍历该扫描线上的每一个像素，判断是否需要填充该像素；
-如果需要填充，则向区域内部延伸扫描线，同时判断该扫描线上的相邻像素是否需要填充；
-一直延伸扫描线，直到整个区域被填充完毕。
-扫描线填充算法的优点是简单、易于实现，但是算法的效率较低，在处理大尺寸区域时耗时较长。
2. 种子填充算法（Seed Fill Algorithm）：
-种子填充算法基于种子点的概念，选择一个起始点作为种子点，然后根据预设的填充规则进行填充。
-算法流程如下：
-选择一个起始点作为种子点，将该点填充上颜色；
-判断该种子点的相邻像素是否需要填充，如果需要则将其填充；
-一直延伸填充，直到整个区域被填充完毕。
-种子填充算法的优点是效率较高，能够处理较大的区域，但是需要选择合适的填充规则，否则可能会导致填充区域不准确或者出现漏填的情况。
以上两种区域填充算法在实际应用中会根据具体的场景和需求选择合适的算法进行使用。
在实际实现时，还需要考虑一些特殊情况，如图像边界处理、扫描顺序等，以确保算法的正确性和效率。
计算机图形学区域填充
导致部分像素位于多边形之外，从而不可
中大于交点Y值的个数是0，1，2，来决定取0，1，2个交点。
相邻的两梯形必有一个在多边形P内，另一个在P外。
以上性质被称为区域的连贯性
奇点是极值点时，该点按两个交点计算，否则按一个交点计算。
P=(P0P1P2P3P4P5P6P0)；
1）如边分类表ET中的第y类元素非空，则将属于该类的所有边从ET 中取出并插入边的活化链表中，AEL中的各边按照x值（当x值相等时，按Δx值）递增方向排序。
2）若相对于当前扫描线，边的活化链表AEL非空，则将AEL中的边两两依次配对，即1，2边为一对，3，4边为一对，依次类推。
每一对边与当前扫描线的交点所构成的区段位于多边形内，依次对这些区段上的点（象素）按多边形属性着色。
3）将边的活化链表AEL中满足y=y
的边删去。
max
4）将边的活化链表AEL剩下的每一条边的x域累加Δx，即x:=x+Δx。
5）将当前的扫描线的纵坐标值y累加1，即y:=y+1。
计算机图形学
颜色；= 0;i <= m; i++)。
第三章(区域填充)
4连通区域边界为： 8连通区域边界为：
和
堆栈结构实现种子算法,四向算法:
1、种子象素压入堆栈 2、若堆栈非空，即有区域中象素在堆栈中，做如下循 环： A.栈顶象素出栈； B.将出栈象素置为多边形颜色。 C.按左、上、右、下四个方向左右顺序检查与出栈象素相邻 的 四个象素，若其中某象素不在边界置为多边形颜色，则将该
11
0
x
x
y
x
y
x
x
y
x
x
y
扫描线的活性边表
6
5 4 3 2 1 0
p4 p5 p5 p6
5
p3
2
p4
8
5
-1.5
7
11 0 2 5
8 7
0
-3 2
5
3
3
p1 p2
p2 p3
各扫描线的新边表(存放在该扫描线第一次出现的边
三，边标志算法（轮廓填充算法）－改进的边填充法
优点：对每个象素只访问一次。不必建立、维护边表 及对边表进行排序，适于硬件实现。 步骤：１、对多边形的每条边进行直线扫描变换，即 将多边形经过的象素打上边标志。 ２、填充，即对每条多边形相交的扫描线依次从左到 右逐个访问该扫描线上的象素，使用一个布尔变量 inside 来指示当前点的状态，(inside的初始值为False.) 若当前象素在多边形内部,则inside为真,反之为假。 若当前象素为打上边标志的点，就将inside取反(为 True)，对未打标志的象素，inside不变仍为False。 对inside为True 的象素进行填充。
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.