实验六 扫描线填充算法

实验六扫描线填充算法

一、实验目的

编写多边形的扫描线填充算法程序，加深对扫描线算法的理解，验证算法的正确性。

二、实验任务（2学时）

编写多边形的扫描线填充算法程序，利用数组实现AET，考虑与链表实现程序的不同。

三、实验内容

1、算法

对一条扫描线的填充一般分为以下4个步骤：

（1）求交：计算扫描线与多边形各边的交点；

（2）排序：把扫描线上所有交点按递增顺序进行排序；

（3）配对：将第一个交点与第二个交点，第三个交点与第四个交点等等进行配对，每对交点代表扫描线与多边形的一个相交区间。

（4）着色：把区间内的像素置为填充色。

2、成员函数的关系

主程序名为fill_area(count, x, y)，其中参数x, y是两个一维数组，存放多边形顶点（共c ount个）的x和y坐标。它调用8个子程序，彼此之间的调用关系图1所示为：

图1 fill_area的程序结构

3、算法的程序设计

步骤1：创建“S_L_Fill”工程文件；

步骤2：创建类class：“EACH_ENTRY”。

在工作区“S_L_Fill classes”单击右键-→“new class”-→选择类型“Generic Class”名称为“EACH_ENTRY”，添加成员变量（添加至“class EACH_ENTRY { public:”之内）：int y_top;

float x_int;

int delta_y;

float x_change_per_scan;

步骤3：包含头文件，同时初始化定义多边形顶点数目。在“class CS_L_FillView : public Cview……”之前添加代码“#include EACH_ENTRY.h”及“#define MAX_POINT 9”。

#define MAX_POINT 9

#include "EACH_ENTRY.h"

步骤4：在类“class CS_L_FillView”中添加成员变量（鼠标双击工作区“CS_L_FillView”，代码添加至“class CS_L_FillView : public Cview {protected: ……public:之后”）：EACH_ENTRY sides[MAX_POINT];

int x[MAX_POINT],y[MAX_POINT];

int side_count,first_s,last_s,scan,bottomscan,x_int_count;

步骤5：利用构造函数“CS_L_FillView::CS_L_FillView()”初始化顶点坐标（鼠标双击工作区“CS_L_FillView”，代码添加至“CS_L_FillView（）之内”）：

x[0]=200;y[0]=100;

x[1]=240;y[1]=160;

x[2]=220;y[2]=340;

x[3]=330;y[3]=100;

x[4]=400;y[4]=180;

x[5]=300;y[5]=400;

x[6]=170;y[6]=380;

x[7]=120;y[7]=440;

x[8]=100;y[8]=220;

步骤6：在“class CS_L_FillView”下添加实现不同功能的成员函数。在工作区“CS_L_FillView”上单击鼠标右键，选择“Add Member Function”，分别完成以下成员函数的添加：

（1）void put_in_sides_list(int entry,int x1,int y1,int x2,int y2,int next_y)

函数说明：put_in_sides_list子程序的主要功能是将一条边存入活性边表之内。操作步骤是：对该边判别是否左顶点或右顶点，如果将入边之终点删去，按照y_top的大小在活性边表中找到该点的合适位置，y值较大者，排在活性边表的靠前位置。

void put_in_sides_list(int entry,int x1,int y1,int x2,int y2,int next_y)// entry为剔除水平边之后的第entry条边，x1, y1,为起点，x2, y2为终点，next_y为终点相邻的下一个顶点y坐标{

int maxy;

float x2_temp,x_change_temp;

x_change_temp=(float)(x2-x1)/(float)(y2-y1);//计算1/k

x2_temp=float(x2);

if((y2>y1)&&(y2

{

y2--;

x2_temp-=x_change_temp;

}

else

{

if((y2next_y)) //x2,y2是右顶点，则（x2+1/m,y2+1）终点上缩

{

y2++;

x2_temp+=x_change_temp;

}

}

maxy=(y1>y2)?y1:y2;

while((entry>1)&&(maxy>sides[entry-2].y_top))

{

sides[entry-1]=sides[entry-2];

entry--;

}// sides[]为边数组，边的y_top值越小，在数组中越靠后

sides[entry-1].y_top=maxy;

sides[entry-1].delta_y=abs(y2-y1)+1;

if(y1>y2)// x2,y2为右顶点，扫描线与起点先求交

sides[entry-1].x_int=float(x1);

else// x2,y2左顶点，扫描线与终点先求交

sides[entry-1].x_int=x2_temp;

sides[entry-1].x_change_per_scan=x_change_temp;

}

（2）void sort_on_bigger_y(int n,CDC* pDC)

函数说明：sort_on_bigger_y子程序的主要功能是按照输入的多边形，建立起活性边表。操作步骤是：对每条边加以判断：如非水平边则调用put_in_side_list子程序放入活性边来；如是水平边则直接画出。

void sort_on_bigger_y(int n,CDC* pDC)//按照输入的多边形建立活性链表

{

int k,x1,y1;

side_count=0;//全局变量，记录所有非水平边数目

y1=y[n-1];

x1=x[n-1];//(Pn-1,P0)为第一条边，开始建表

bottomscan=y[n-1];

for(k=0;k

{

if(y1!=y[k]&&(k+1)<=(n-1))

{

side_count++;

put_in_sides_list(side_count,x1,y1,x[k],y[k],y[k+1]);