计算机图形学 区域填充算法的实现
计算机图形学 区域填充
} /* polyfill */
桶结构
用于存放按照一定的规则（顺序）排列的若 干组数据或处理对象。
通常情况下，桶采用向量形式和链表形式构 造的一种数据结构。
6．边界标志算法
边界标志算法的基本思想是：在帧缓冲器中 对多边形的每条边进行直线扫描转换，亦即对多 边形边界所经过的象素打上标志。然后再采用和 扫描线算法类似的方法将位于多边形内的各个区 段着上所需颜色。对每条与多边形相交的扫描线 依从左到右的顺序，逐个访问该扫描线上的象素。 使用一个布尔量inside来指示当前点是否在多边形 内的状态。Inside的初值为假，每当当前访问的 象素为被打上边标志的点，就把inside取反。对未 打标志的象素，inside不变。若访问当前象素时， inside为真，说明该象素在多边形内，则把该象素 置为填充颜色。
扫描线6的活性边表 扫描线7的活性边表
为了方便活性边表的建立与更新，我们为 每一条扫描线建立一个新边表（NET）,存放 在该扫描线第一次出现的边。也就是说，若 某边的较低端点为ymin，则该边就放在扫描 线ymin的新边表中。
扫描线多边形填充算法的主要步骤
▪ 建立NET(NewEdgeList) ▪ 从最低扫描线开始到最高扫描线循环： ➢ 建立或调整AET(ActiveEdgeList)； ➢ 按照AET中的接点顺序填充；
准备工作： typedef struct { int x,y;} seed; typedef struct { seed s[6400];int top;} seedstack;
VC++程序实现
可以直接利用函数的递归调用来实现.
设（x,y）为内点表示的4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。
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_
fill相关知识点
填充（Fill）相关知识点填充（Fill）是一种常见的计算机图形学技术，用于在图像或物体的内部或边界区域中填充颜色或纹理。
填充技术在许多领域中被广泛应用，如图像处理、计算机辅助设计（CAD）和计算机游戏开发等。
本文将介绍填充相关的知识点，从基本原理到常见算法，让读者对填充技术有一个全面的了解。
基本原理填充技术的基本原理是通过某种规则或算法，在给定的区域内部或边界上填充颜色或纹理。
这个区域可以是一个简单的几何形状，如矩形或圆形，也可以是一个复杂的多边形。
填充通常从区域内部的某个点开始，按照一定的规则或算法进行扩散，直到填充满整个区域。
基本算法以下是一些常见的填充算法：扫描线填充算法扫描线填充算法是一种基于扫描线的填充方法。
它通过将扫描线与区域的边界进行比较，确定扫描线与区域的交点，并根据规则填充扫描线上的像素。
该算法的优点是简单易懂，并且适用于任意形状的区域。
边界填充算法边界填充算法是一种基于区域边界的填充方法。
它通过检测区域的边界像素，并根据规则填充区域内部的像素。
该算法的优点是填充效果清晰，但对于复杂的区域边界可能会存在一些问题。
种子填充算法种子填充算法是一种基于种子点的填充方法。
它通过选择一个种子点作为起始点，并按照一定的规则或算法进行扩散填充。
种子填充算法适用于复杂的区域填充，但可能存在堆栈溢出的问题。
填充的应用领域填充技术在许多领域中都有广泛的应用，以下是其中一些常见的应用领域：图像处理在图像处理中，填充技术可以用于图像的增强、修复和合成等方面。
例如，可以使用填充技术修复图像中的缺陷、填充图像的边界以及合成多个图像。
计算机辅助设计（CAD）在计算机辅助设计中，填充技术可以用于填充图形对象的内部或边界，以增加图形的真实感和细节。
例如，可以使用填充技术填充建筑物的内部、道路的纹理以及地形的颜色。
计算机游戏开发在计算机游戏开发中，填充技术可以用于填充游戏场景的地形、角色的纹理以及特效的颜色。
通过使用填充技术，可以使游戏画面更加精美和逼真。
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。
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2班学号 20080502088 姓名许延恒分数一、实验目的和要求：1、理解区域的表示和类型。
2、能正确区分四连通和八连通的区域3、了解区域填充的实验原理。
4、利用C++实现区域填充的递归算法。
二、实验内容：1假设在多边形内有一像素已知，由此出发利用连通性找到区域内所有像素。
2 取（x，y）为种子点将整个区域填充为新的颜色。
3 进行递归填充。
三、实验结果分析区域填充属性包括填充样式，填充颜色和填充图案的类型。
C语言中定义了某种图形后，即可调用-floodfill函数，对指定区域进行填充. 程序代码#include<graphics.h>#include<conio.h>#include<time.h>void floodfill4(int x,int y,int oldcolor,int newcolor){if(getpixel(x,y)==oldcolor){putpixel(x,y,newcolor);Sleep(1);floodfill4(x,y+1,oldcolor,newcolor);floodfill4(x,y-1,oldcolor,newcolor);floodfill4(x-1,y,oldcolor,newcolor);floodfill4(x+1,y,oldcolor,newcolor);}}main(){int a,b,c,d,i,j;int graphdriver=DETECT;int graphmode=0;initgraph(&graphdriver,&graphmode,"");cleardevice();setcolor(RED); rectangle(50,50,70,100); for(i=51;i<70;i++)for(j=51;j<100;j++) {putpixel(i,j,4);}a=57;b=70;c=4;d=RGB(0,255,0); floodfill4(a,b,c,d); getch();closegraph();}。
计算机图形学四连通区域种子填充算法实验
计算机图形学四连通区域种子填充算法实验————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ《计算机图形学实验》报告任课教师:钱文华2０16年春季学期实验:四连通区域种子填充算法实验时间：201６年12月8日实验地点：信息学院22０4实验目的：掌握种子填充算法的原理，并会用种子填充算法和opｅｎｇl并结合使用ｃ+＋语言编写程序绘制多边形。
实验原理:种子填充算法又称为边界填充算法。
其基本思想是:从多边形区域的一个内点开始，由内向外用给定的颜色画点直到边界为止。
如果边界是以一种颜色指定的,则种子填充算法可逐个像素地处理直到遇到边界颜色为止。
内点的检测条件：ｉf(iｎｔerｉoｒCｏloｒ!=bo ｒｄerCoｌor&&interｉorColoｒ!＝ｆiｌlCｏlｏr）。
种子填充算法常用四连通域和八连通域技术进行填充操作。
从区域内任意一点出发，通过上、下、左、右四个方向到达区域内的任意像素。
用这种方法填充的区域就称为四连通域;这种填充方法称为四向连通算法。
从区域内任意一点出发,通过上、下、左、右、左上、左下、右上和右下八个方向到达区域内的任意像素。
用这种方法填充的区域就称为八连通域；这种填充方法称为八向连通算法。
一般来说，八向连通算法可以填充四向连通区域,而四向连通算法有时不能填充八向连通区域。
四向连通填充算法:a）种子像素压入栈中;b)如果栈为空,则转e）；否则转c）;c) 弹出一个像素,并将该像素置成填充色;并判断该像素相邻的四连通像素是否为边界色或已经置成多边形的填充色，若不是,则将该像素压入栈;d)转b）;ｅ）结束。
四连通填充算法利用到了递归的思想。
本实验只包括四连通填充算法程序代码:#ｉncludｅ<ｇlut.h>＃ｉｎｃlｕde<ｓtdｌib．h>＃ｉncｌudｅ<math．h>#include<ｗindowｓ.h＞voidｉniｔ（vｏid）{ glCｌearColor(１．０，１.0,1．0,0.０）；glMatrixMoｄｅ（ＧL_PROJＥCTION）;gｌｕOrtho２D（０．0，30０．0，０.0,30０.0);}voｉd setPixel(inｔx，ｉnｔy,lｏｎｇｆillCoｌor）{ ｇlColor3f（fｉllCoｌoｒ<<16,filｌCoｌor<<８,fillCｏloｒ)；ｇlＢｅgin（ＧL_ＰＯINTＳ);ｇlＶｅｒteｘ2i（x,y）;ｇlEnｄ();}ｖｏｉｄboundaryFill４(iｎt x,ｉnｔy,lｏng fillＣolor,lｏng bordeｒColor）{ unｓｉgneｄchａr paｒams[3];loｎg interioｒCoｌoｒ;glRｅaｄPixels(ｘ，y,1,1,GL_RGB,GＬ＿UNSIＧNＥD_BYＴE,par ａms）;interiorCoｌoｒ=RGB(paraｍs[0],ｐarａms[１］,paｒaｍs[2])；ｉf(inteｒiorＣolor!=boｒderCｏloｒ＆＆inteｒiｏrCoｌｏr!=filｌColor){ setＰixeｌ(x，ｙ,fｉｌlCoｌｏr);ｂoundaryFill4（x＋1,y,filｌＣoｌｏr,ｂordeｒCｏlor);ｂｏunｄaｒyＦｉｌl4(ｘ-1，y，fiｌlＣolor,borderColor); boundaryFilｌ４(x,ｙ+1,ｆｉlｌColｏr,borｄeｒCoｌor)；ｂounｄarｙFill4(x，y-1，ｆｉllColｏr，ｂorｄerＣolor);} }voiｄlineＳegment(voｉd) {long bｏrｄerCｏｌoｒ=RGB（255，0,０);lｏngｆiｌlColoｒ=RGB（０，0，255）;glClｅar（ＧL_COＬOR＿BUFFER_BIT); glCｏloｒ３ｆ(２55，0,0); ｇlＢegｉn（GL_ＬINE＿ＬＯＯP);glVeｒtex2ｉ(0,４0);glVｅｒteｘ2i(2０,0);glＶertex２i(６0,0）；glＶeｒtｅx2ｉ(80，4０）;ｇlVｅｒtex2i(６0,80);gｌVertex２i(20,80);gｌＥnd();boundaryＦill4(６０,60，ｆｉllＣolor,ｂorderColｏr)；gｌFlush()；}voｉｄmain(ｉｎt argc,chａr＊*aｒgv）｛ｇlutIｎｉｔ(&ａr ｇc,aｒｇv);glｕtInitDｉsｐｌaｙMode(GLUＴ＿ＳＩNGLE｜GLUT_ＲGB); glutInitＷindowPｏsiｔion（1５0,10０）;gluｔIｎitWinｄoｗSizｅ(300,３0０）;glutＣreateＷｉｎdow（"种子填充"）；init();glutDisｐlayFｕｎｃ(lｉneＳegｍeｎt);gｌｕtMａinＬｏoｐ(）;}上实验课时机房的实验结果:后来的实验结果:glVｅrteｘ2i（0,40);gｌＶerteｘ２i（20，0);glVerｔex2i（60,０);glVerteｘ2i（８0，４０);gｌＶertｅx2ｉ(60，80);ｇlＶerteｘ2i(２0,80)；ｇlEnｄ();ｂｏｕndaryFｉlｌ4(60,60，ｆｉlｌCｏlor,ｂorderＣoｌor）；以上这段程序改成如下glVerｔex2ｉ(９0，40);glVｅrtｅx２i（１2０, １00）;ｇlVertex2i(90,1６0);glVertｅｘ２i(60, 160);ｇlVertex2i(60, ４０);glEnd()；bouｎｄaryFilｌ4(７0,6０,fiｌｌCｏｌoｒ,bｏｒderCoｌor); 改变参数后：再把ｇlVeｒｔｅx2i（9０，40);glVertｅｘ２i(120, 100）；glＶｅrｔex2i(90,160）;glＶerｔex2i(60, １6０）;glVｅrtex２i（６0, 40）;gｌＥnd（);bｏundaryFill4（70,6０,fiｌlCｏloｒ,boｒdｅrCｏlor）；改成glVeｒtex2i(100, １０0)；glVｅrteｘ2i(２00, 100);gｌVｅｒteｘ2ｉ(1５0,150);/／glVｅrteｘ2ｉ(60, 1６0);／/glVertｅx2i(6０, 40)；glＥnd();ｂoundaryFill4(150，1２0,fiｌlCｏlor，borｄerCoｌoｒ);后的结果如下图:实验总结:通过多组数据的测试，知道了上面算法的正确,普适性。
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。
计算机图形学-区域填充
实验(No. 4)题目：区域填充实验目的及要求：一、实验目的：掌握基本光栅图形的生成原理和算法。
使用Visual C＋＋实现区域填充。
二、实验要求：1 在OnDraw函数里绘制一个欲填充的多边形区域；－－用CPen类；2 在C**View类里添加一个实现函数FloodFill4；－p443 在OnDraw函数里确定种子点，调用该实现函数；4 每人单独完成实验，多边形的边的数目和座标不能和例子相同。
5 不要取中文类名；工程（project）以自己名字全拼和/或学号来命名；6 思考能否像实验五那样，做出一个菜单来实现填充算法？三、实验设备：微机，Visual C++6.0四、实验内容及步骤：1 打开VC，打开原来建立的工程CG。
文件名为cg.dsw。
2 在CGView.cpp文件中（类CCGView中），添加函数void FloodFill4(int x, int y, COLORREFoldColor, COLORREF newColor)。
方法如下：在VC界面的ClassView中，右键单击CCGView 类，出现图1所示的界面，点击“Add Member Function…”菜单，出现图2的对话框，在其中分别完成对函数FloodFill的定义和声明。
图1图23 在函数体void FloodFill4(int x, int y, COLORREF oldColor, COLORREF newColor)中，实现这个内点表示的4连通区域的递归填充算法。
具体代码参考教材P44。
需要注意的是，FloodFill4函数中调用GetPixel和SetPixel函数之前需要得到设备上下文，即在函数体前部加入如下代码：CDC *pDC = this->GetDC();调用方式为：COLORREF color = pDC->GetPixel(x,y)；同理，调用SetPixel函数的方式为：pDC->SetPixel(x,y,newColor);并在FloodFill4函数结尾前加上代码：this->ReleaseDC(pDC);以释放DC，避免对资源的过多占用。
图形填充的操作方法
图形填充的操作方法图形填充是一种常见的图形处理操作，其目的是为图形中的封闭区域添加颜色、纹理或渐变等效果，从而使得图形更加生动、美观。
图形填充在计算机图形学、计算机辅助设计、游戏开发等领域都有广泛的应用。
本文将详细介绍图形填充的操作方法。
图形填充的操作方法可以分为手动填充和自动填充两种。
手动填充是指通过人工操作来为图形中的封闭区域进行填充。
主要有以下几种方式：1. 手绘填充：通过使用绘图工具，如铅笔、画笔等，在图形中逐点进行填充。
这种方法适用于填充简单的图形，如小面积的矩形、圆形等。
但对于复杂的图形，手绘填充需要耗费大量时间和精力。
2. 区域选择填充：将图形中的封闭区域选中后，再通过图形软件提供的填充工具进行填充。
这种方法适用于具有规则边界的图形区域，如矩形、圆形等。
一般情况下，填充工具提供了多种填充方式，如纯色填充、渐变填充、纹理填充等。
3. 自由选择填充：对于复杂的图形区域，可以使用自由选择工具选中区域，然后再进行填充。
自由选择工具可以根据鼠标轨迹智能选择图形区域边界，提高填充效率和准确性。
手动填充的优点是精确控制填充的细节和效果，但缺点是耗时耗力，对于复杂的图形难以实现。
自动填充是指通过计算机算法来为图形中的封闭区域进行自动填充。
主要有以下几种方式：1. 扫描线填充：扫描线填充是一种基于扫描线的图形填充算法。
该算法从图形区域的上边界开始，逐行扫描并填充像素，直到达到下边界。
在填充过程中，根据扫描线与图形边界的交点，来确定填充的范围。
该算法适用于任意封闭图形的填充，填充效果较为均匀。
2. 边界种子填充：边界种子填充是一种基于种子点的图形填充算法。
该算法首先从图形区域的边界上选择一个种子点，然后向四周扩散，逐渐填充整个区域。
在填充过程中，需要通过判断像素的颜色是否与边界颜色一致，来确定是否填充该像素。
该算法适用于有规则边界的图形区域，填充效果较为快速。
3. 边界种子扫描线填充：边界种子扫描线填充算法是扫描线填充和边界种子填充的结合。
计算机图形学 第四讲 区域填充
活化边表
把与当前扫描线 相交的边称为活 化边，并把它们 按与扫描线交点 X坐标递增的顺 序存放在一个链 表中，形成活化 边表。
表结构
算法中采用较灵活的数据结构。它由边的分有序边 表ET（Edge Table）和边的活化边表AEL（Active Edge Table ）两部分组成。 表结构ET和AET中的基本元素为多边形的边。边 的结构由以下四个域组成： ymax 边的上端点的y坐标； x 在ET中表示边的下端点的x坐标，在 AET中则表示边与扫描线的交点的坐标； Δx 边的斜率的倒数； next 指向下一条边的指针。
四个方向运动 八个方向运动
四连通区域
八连通区域
算法原理：
填充区域边界 以一种颜色指 定，从区域的 一个内部点开 始，由内至外 绘制直到填充算法
设(x,y)为内点表示的4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。内点表示的 4连通区域的递归填充算法: void FloodFill4(int x,int y,int oldcolor,int newcolor) { if(GetPixel(x,y)==oldcolor) { SetPixel(x,y,newcolor); FloodFill4(x,y+1,oldcolor,newcolor); FloodFill4(x,y-1,oldcolor,newcolor); FloodFill4(x-1,y,oldcolor,newcolor); FloodFill4(x+1,y,oldcolor,newcolor); } }
i1
a
i1
i
a
其中 x
b 为常数， a
交点数的处理
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信计学号 67姓名张洪伟分数一、实验目的和要求：1. 理解区域的表示和类型；2．实现区域填充的扫描线算法；3．WIN-TC 图形编程模板实现编程结果并保存。
二、实验内容：在任意不间断区间中只取一个种子像素（不间断区间指在一条扫描线上一组相邻元素），填充当前扫描线上的该段区间；然后确定与这一区段相邻的上下两条扫描线上位于区域内的区段，并依次把它们保存起来，反复进行这个过程，直到所保存的每个区段都填充完毕。
1. 确定种子区段：从种子点出发，沿当前扫描线向左右两个方向填充直到边界。
用三元组(y,xLeft,xRight)记录此区段。
2．初始化：将堆栈设为空，将种子区段压入堆栈。
3．出栈：若堆栈为空，算法结束;否则取栈顶元素，以纵坐标为y的扫描线为当前扫描线，[xLeft,xRight]为搜索区间。
4．进栈：分别确定与当前扫描线相邻的上下两条扫描线与区段(y,xLeft,xRight)连通的位于给定区域内的区段。
如果有这样的区段，填充并将它们的信息压入堆栈，返回步骤3。
三、实验结果分析1该实验先用fillellipse(100,100,60,40) 画出实心椭圆，然后用如上算法填充，代码如下：setcolor(5);fillellipse(300,250,60,40);ScanLineFill(300,250,15,5);此算法还能填充带边框的多边形，如下代码填充一个矩形区域，oldColor 为背景色0：rectangle(100,20,200,50);ScanLineFill(125,30,0,5);如下代码填充带孔的四连通区域：bar(100,80,150,180);bar(150,80,200,90);bar(200,80,250,180);bar(150,130,200,180);ScanLineFill(110,150,15,2);对于每一个待填充的区段，只需压栈一次，因此扫描线算法的效率提高了很多。
算法系列之十二：多边形区域填充算法--递归种子填充算法
算法系列之十二：多边形区域填充算法－－递归种子填充算法平面区域填充算法是计算机图形学领域的一个很重要的算法，区域填充即给出一个区域的边界（也可以是没有边界，只是给出指定颜色），要求将边界范围内的所有象素单元都修改成指定的颜色（也可能是图案填充）。
区域填充中最常用的是多边形填色，本文中我们就讨论几种多边形区域填充算法。
一、种子填充算法（Seed Filling）如果要填充的区域是以图像元数据方式给出的，通常使用种子填充算法（Seed Filling）进行区域填充。
种子填充算法需要给出图像数据的区域，以及区域内的一个点，这种算法比较适合人机交互方式进行的图像填充操作，不适合计算机自动处理和判断填色。
根据对图像区域边界定义方式以及对点的颜色修改方式，种子填充又可细分为几类，比如注入填充算法（Flood Fill Algorithm）、边界填充算法（Boundary Fill Algorithm）以及为减少递归和压栈次数而改进的扫描线种子填充算法等等。
所有种子填充算法的核心其实就是一个递归算法，都是从指定的种子点开始，向各个方向上搜索，逐个像素进行处理，直到遇到边界，各种种子填充算法只是在处理颜色和边界的方式上有所不同。
在开始介绍种子填充算法之前，首先也介绍两个概念，就是“4-联通算法”和“8-联通算法”。
既然是搜索就涉及到搜索的方向问题，从区域内任意一点出发，如果只是通过上、下、左、右四个方向搜索到达区域内的任意像素，则用这种方法填充的区域就称为四连通域，这种填充方法就称为“4-联通算法”。
如果从区域内任意一点出发，通过上、下、左、右、左上、左下、右上和右下全部八个方向到达区域内的任意像素，则这种方法填充的区域就称为八连通域，这种填充方法就称为“8-联通算法”。
如图1（a）所示，假设中心的蓝色点是当前处理的点，如果是“4-联通算法”，则只搜索处理周围蓝色标识的四个点，如果是“8-联通算法”则除了处理上、下、左、右四个蓝色标识的点，还搜索处理四个红色标识的点。
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圆中填充蓝色，
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。
4. 确定新的种子点，在以上确定的边界中检查与当前扫描线 y 上、下相邻的两条扫描线
上的像素。若存在非边界、未填充的像素，则把每一区间的最右像素作为种子点压入
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，
三角形中填充红色；
3.2、实验步骤：
typedef struct{ NhomakorabeaElemType data[MaxSize];
int top;
} SqStack;
//栈顶指针
void InitStack(SqStack *&s) {
s=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack)); s->top=-1; }
int StackEmpty(SqStack *s) {
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
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
当前您浏览到是第三十三页，共三十四页。
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
当前您浏览到是第二十二页，共三十四页。
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
当前您浏览到是第六页，共三十四页。
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
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++)。
计算机图形学-4实区域填充
表5
4∧
3
2
1 0∧
P4P5
528 .
P5P6
5 -1.5 7 ∧
11 0 8 ∧ P3P4
2 0 7 ∧ P6P1
5 -3 2 . 5 3 3 ∧
P1P2
P2P3
P4P5
P3P4
y=7
9 2 8 . 11 0 8 ∧
更新边表，删除P6P1和P5P6，填充交点之间的区域
更新边表，删除P4P5和P3P4，有效边表为空，没有新边，填充算法结束
扫描线与多边形相交的边分处扫描线的两侧，则计 一个交点。设yi是扫描线，yi-1，yi+1分别是共享该顶 点的另外两个顶点，即 yi>yi-1，yi<yi+1，则计1个交 点，如P1。
扫描线与多边形相交的边分处扫描线同侧，且 yi<yi-1，yi<yi+1，则计2个交点(填色)，如P2。
扫描线与多边形相交的边分处扫描线同侧，且 yi>yi-1，yi>yi+1，则计0个交点(不填色)，如P6。
八向连通算法种子填充算法八向连通区域连通方式对填充结果的影响4连通区域填充算法的填充结果8连通区域填充算法的填充结果简单的种子填充算法4连通边界按右上左下顺序检查与出栈象素相邻的四象素若其中某象素不在边界上且未被置成填充色则将其入栈填充算法演示简单的种子像素入栈有些象素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的结构解决这个问题的一个办法是在任意一个扫描线与多边形的相交区间含有若干个连续象素中只取一个种象素入栈相应的算法称为扫描线填充算法
扫描线填充算法规则
规则1： 边界上象素的取舍问题，避免填充扩大化。 解决方法： 边界象素：规定落在右上边界的象素不予填充。 具体实现时，只要对扫描线与多边形的相交区间左闭 右开，下闭上开。
计算机图形学四连通区域种子填充算法实验
计算机图形学四连通区域种子填充算法实验《计算机图形学实验》报告任课教师：钱文华2016年春季学期实验:四连通区域种子填充算法实验时间：2016年12月8日实验地点：信息学院2204实验目的：掌握种子填充算法的原理，并会用种子填充算法和opengl并结合使用c++语言编写程序绘制多边形。
实验原理：种子填充算法又称为边界填充算法。
其基本思想是：从多边形区域的一个内点开始，由内向外用给定的颜色画点直到边界为止。
如果边界是以一种颜色指定的，则种子填充算法可逐个像素地处理直到遇到边界颜色为止。
内点的检测条件：if(interiorColor!=borderColor&&interiorColor!=fillColor)。
种子填充算法常用四连通域和八连通域技术进行填充操作。
从区域内任意一点出发，通过上、下、左、右四个方向到达区域内的任意像素。
用这种方法填充的区域就称为四连通域；这种填充方法称为四向连通算法。
从区域内任意一点出发，通过上、下、左、右、左上、左下、右上和右下八个方向到达区域内的任意像素。
用这种方法填充的区域就称为八连通域；这种填充方法称为八向连通算法。
一般来说，八向连通算法可以填充四向连通区域，而四向连通算法有时不能填充八向连通区域。
四向连通填充算法：a）种子像素压入栈中；b）如果栈为空，则转e)；否则转c)；c）弹出一个像素，并将该像素置成填充色；并判断该像素相邻的四连通像素是否为边界色或已经置成多边形的填充色，若不是，则将该像素压入栈；d）转b）；e）结束。
四连通填充算法利用到了递归的思想。
本实验只包括四连通填充算法程序代码：#include<glut.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>#include<windows.h>void init(void) { glClearColor(1.0,1.0,1.0,0.0);glMatrixMode(GL_PROJECTION);gluOrtho2D(0.0,300.0,0.0,300.0);}void setPixel(int x,int y,long fillColor){ glColor3f(fillColor<<16,fillColor<<8,fillColor); glBegin(GL_POINTS);glVertex2i(x,y); glEnd();}void boundaryFill4(int x,int y,long fillColor,long borderColor){ unsigned char params[3];long interiorColor;glReadPixels(x,y,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,params); interiorColor=RGB(params[0],params[1],params[2]);if(interiorColor!=borderColor&&interiorColor!=fillColor){ setPixel(x,y,fillColor);boundaryFill4(x+1,y,fillColor,borderColor);boundaryFill4(x-1,y,fillColor,borderColor);boundaryFill4(x,y+1,fillColor,borderColor);boundaryFill4(x,y-1,fillColor,borderColor);} }void lineSegment(void) { long borderColor=RGB(255,0,0); long fillColor=RGB(0,0,255);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glColor3f(255,0,0); glBegin(GL_LINE_LOOP);glVertex2i(0,40);glVertex2i(20,0);glVertex2i(60,0);glVertex2i(80,40);glVertex2i(60,80);glVertex2i(20,80);glEnd();boundaryFill4(60,60,fillColor,borderColor);glFlush(); }void main(int argc,char** argv) { glutInit(&argc,argv); glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB); glutInitWindowPosition(150,100);glutInitWindowSize(300,300);glutCreateWindow("种子填充");init();glutDisplayFunc(lineSegment);glutMainLoop();}上实验课时机房的实验结果：后来的实验结果:glVertex2i(0,40); glVertex2i(20,0);glVertex2i(60,0);glVertex2i(80,40);glVertex2i(60,80);glVertex2i(20,80);glEnd();boundaryFill4(60,60,fillColor,borderColor); 以上这段程序改成如下glVertex2i(90, 40);glVertex2i(120, 100);glVertex2i(90, 160);glVertex2i(60, 160);glVertex2i(60, 40);glEnd();boundaryFill4(70,60,fillColor,borderColor); 改变参数后：再把glVertex2i(90, 40);glVertex2i(120, 100);glVertex2i(90, 160);glVertex2i(60, 160);glVertex2i(60, 40);glEnd();boundaryFill4(70,60,fillColor,borderColor); 改成glVertex2i(100, 100);glVertex2i(200, 100);glVertex2i(150, 150);//glVertex2i(60, 160);//glVertex2i(60, 40);glEnd();boundaryFill4(150,120,fillColor,borderColor);后的结果如下图：实验总结：通过多组数据的测试，知道了上面算法的正确，普适性。
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实验四区域填充算法的实现
班级 08信计2班学号 20080502088 姓名许延恒分数
一、实验目的和要求：
1、理解区域的表示和类型。
2、能正确区分四连通和八连通的区域
3、了解区域填充的实验原理。
4、利用C++实现区域填充的递归算法。
二、实验内容：
1假设在多边形内有一像素已知，由此出发利用连通性找到区域内所有像素。
2 取（x，y）为种子点将整个区域填充为新的颜色。
3 进行递归填充。
三、实验结果分析
区域填充属性包括填充样式，填充颜色和填充图案的类型。
C语言中定义了某种图形后，即可调用-floodfill函数，对指定区域进行填充
. 程序代码
#include<graphics.h>
#include<conio.h>
#include<time.h>
void floodfill4(int x,int y,int oldcolor,int newcolor)
{
if(getpixel(x,y)==oldcolor)
{
putpixel(x,y,newcolor);
Sleep(1);
floodfill4(x,y+1,oldcolor,newcolor);
floodfill4(x,y-1,oldcolor,newcolor);
floodfill4(x-1,y,oldcolor,newcolor);
floodfill4(x+1,y,oldcolor,newcolor);
}
}
main()
{
int a,b,c,d,i,j;
int graphdriver=DETECT;
int graphmode=0;
initgraph(&graphdriver,&graphmode,"");
cleardevice();
setcolor(RED); rectangle(50,50,70,100); for(i=51;i<70;i++)
for(j=51;j<100;j++) {
putpixel(i,j,4);
}
a=57;
b=70;
c=4;
d=RGB(0,255,0); floodfill4(a,b,c,d); getch();
closegraph();
}。