种子填充算法程序
图形填充之种子填充算法
图形填充之种⼦填充算法编译器：VS2013算法：在图形内选择⼀个点为种⼦，然后对这个种⼦四⽅位坐标未着⾊的⼊栈，出栈便着⾊，如此重复，等到栈内为空，则着⾊完成代码：1 #include "stdafx.h"2 #include<stdio.h>3 #include"graphics.h"4 #include<stdlib.h>5 #include<stack>67using namespace std;89//定义结构体存储像素坐标10struct Point11 {12int x;13int y;14 };1516//函数声明17void Boundaryfilling(Point a[], int n);18void judgecolor(int x, int y, stack<int> &sx, stack<int> &sy);1920int main()21 {22int gdriver = DETECT, gmode, n, i;2324 printf("please input number of point:\n");25 scanf_s("%d", &n);2627 Point *p=(Point *)malloc(n*sizeof(Point)); //动态分配内存2829 printf("please input point :\n");30for (i = 0; i < n; i++)31 scanf_s("%d%d", &p[i].x, &p[i].y);3233 initgraph(&gdriver, &gmode, "");3435 setcolor(BLUE);36 setbkcolor(BLACK);3738//画出多边形39for (i = 0; i < n-1; i++)40 line(p[i].x, p[i].y, p[i + 1].x, p[i + 1].y);4142 Boundaryfilling(p, n);4344 system("pause");45 closegraph();4647return0;48 }4950void Boundaryfilling(Point a[], int n)51 {52 stack<int> sx,sy;53int x=0 , y=0 ,x0,y0,i;5455for (i = 0; i < n; i++)56 {57 x += a[i].x;58 y += a[i].y;59 }6061 x = x / (n-1);62 y = y / (n-1);6364 sx.push(x);//x坐标⼊栈65 sy.push(y);//y坐标⼊栈6667while (!sx.empty()) //判断栈是否为空68 {69 x0 = sx.top();70 y0 = sy.top();7172 putpixel(sx.top(), sy.top(), YELLOW); //栈顶元素着⾊73 sx.pop();//栈顶元素出栈74 sy.pop();//栈顶元素出栈7576 judgecolor(x0 - 1, y0, sx, sy);//左边点77 judgecolor(x0 + 1, y0, sx, sy);//右边点78 judgecolor(x0, y0 - 1, sx, sy);//下边点79 judgecolor(x0, y0 + 1, sx, sy);//上边点80 }81 }8283//判断该像素是否没有着⾊84void judgecolor(int x, int y,stack<int> &sx,stack<int> &sy) 85 {86if (getpixel(x, y) == BLACK)87 {88 sx.push(x);89 sy.push(y);90 }91 }结果：。
扫描线种子填充算法_计算机图形学实用教程（第3版）_[共2页]
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72 8，9，4，7，9。
/* 4-connected flood-fill*/void FloodFill4(int x,int y,int fillColor,int oldColor){int current;current = GetPixel(x, y);if (current == oldColor){SetPixel(x, y, fillColor);floodFill4(x+1, y, fillColor, oldColor);floodFill4(x-1, y, fillColor, oldColor);floodFill4(x, y+1, fillColor, oldColor);floodFill4(x, y-1, fillColor, oldColor);}}图3-33 四连通泛填充算法的C语言实现图3-34 简单的种子填充算法的填充实例从图3-34（b）可知，某些像素被多次压入堆栈，而且算法所需的堆栈空间较大，堆栈深度也比较深，而且因为每次递归调用只填充一个像素，所以算法的效率也比较低。
如果待填充的区域较大，区域内包含的像素较多，不仅填充速度慢，更重要的是很可能会导致堆栈溢出，这是种子填充算法的致命弱点。
能否利用扫描线的连贯性，每次递归调用填充一行像素，并同时减少压入堆栈的像素数目呢？答案是肯定的，这就是所谓的扫描线种子填充算法。
3.4.6 扫描线种子填充算法扫描线种子填充算法（Scan Line Seed Fill Algorithm）采用使堆栈尺寸极小化即减少压入堆栈的像素数目的方法，就是在任意一段连续的扫描线区段内只取一个像素作为种子像素压入堆栈。
该算法的描述如下。
（1）种子像素入栈。
（2）当栈为非空时，重复执行以下步骤。
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x left和x right。
④在区间[x left, x right]内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，若为非边界和未填充，则把每一区间的最右像素x right作为种子像素压入堆栈，重复执行步骤（2）。
八邻接点种子填充算法编程
image[x][y] = value
for i in range(8):
fill(x + dx[i], y + dy[i])
#调用递归函数来填充种子周围的像素
fill(seed[0], seed[1])
这个算法使用了一个递归函数来填充种子周围的像素。在函数中，我们首先检查当前像素是否在图像的边界内，并且是否与种子像素相连。如果是，我们将其值设置为目标值，并递归地填充与当前像素相连的像素。通过调用fill(seed[0], seed[1])，我们可以从种子像素开始填充整个连通区域。
dy = [-1, 0, 1, -1, 0, 1, -1, 0]
#定义四个边界条件
left = 0
right = width - 1
top = 0
bottom = height - 1
#定义递归函数来填充种子周围的像素
def fill(x, y):
if x < left or x > right or y < top or y > bottom or image[x][y] != seed:
八邻接点种子填充算法是一种用于图像处理的算法，用于填充二值图像中的连通区域。以下是一个简单的Python实现：
def seedfill(image, height = image.shape
#定义八个方向的偏移量
dx = [-1, -1, -1, 0, 0, 0, 1, 1]
计算机图形学扫描线种子填充算法
2.1 深度递归的种子填充算法
2.2 扫描线种子填充算法
2.1 深度递归的种子填充算法
种子填色又称边界填色(Boundary Filling)。 它的功能是，给出多边形光栅化后的边界位置及边 界色代码oundary_color，以及多边形内的一点(x, y)位置，要求将颜色fill_color填满多边形。
动画演示
扫描线种子填充算法特点
1. 该算法考虑了扫描线上象素的相关性，种子象 素不再代表一个孤立的象素，而是代表一个尚 未填充的区段。 2. 进栈时，只将每个区段选一个象素进栈（每个 区段最右边或最左边的象素），这样解决了堆 栈溢出的问题。 3. 种子出栈时，则填充整个区段。 4. 这样有机的结合：一边对尚未填充象素的登记 （象素进栈），一边进行填充（象素出栈）， 既可以节省堆栈空间，又可以实施快速填充。
3. 已知有一个5边形如下。建立新边表 NET，并写出每一条扫描线经过时活性边 表AET中的数据状态。
X ΔX Ymax
第1项存当前扫描线与边的交点坐标x值； 第2项存从当前扫描线到下一条扫描线间x的增量Dx; 第3项存该边所交的最高扫描线号ymax； 第4项存指向下一条边的指针。
假定当前扫描线与多边形某一条边的交点的x 坐标为x，则下一条扫描线与该边的交点不要重计 算，只要加一个增量△x。(连贯性) 设该边的直线方程为：ax+by+c=0； 若y＝yi，x=x i；则当y = y i+1时， x i+1=xi-b/a 其中ΔX= -b/a为常数， 另外使用增量法计算时，我们需要知道一条边 何时不再与下一条扫描线相交，以便及时把它从 活性边表中删除出去。
建立或调整AET(ActiveEdgeList)；
扫描线种子填充算法
扫描线种子填充算法扫描线种子填充算法的基本过程如下：当给定种子点(x, y)时，首先分别向左和向右两个方向填充种子点所在扫描线上的位于给定区域的一个区段，同时记下这个区段的范围[xLeft, xRight]，然后确定与这一区段相连通的上、下两条扫描线上位于给定区域内的区段，并依次保存下来。
反复这个过程，直到填充结束。
扫描线种子填充算法可由下列四个步骤实现：(1) 初始化一个空的栈用于存放种子点，将种子点(x, y)入栈；(2) 判断栈是否为空，如果栈为空则结束算法，否则取出栈顶元素作为当前扫描线的种子点(x, y)，y是当前的扫描线；(3) 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。
分别标记区段的左、右端点坐标为xLeft和xRight；(4) 分别检查与当前扫描线相邻的y - 1和y + 1两条扫描线在区间[xLeft, xRight]中的像素，从xLeft开始向xRight方向搜索，若存在非边界且未填充的像素点，则找出这些相邻的像素点中最右边的一个，并将其作为种子点压入栈中，然后返回第（2）步；这个算法中最关键的是第（4）步，就是从当前扫描线的上一条扫描线和下一条扫描线中寻找新的种子点。
如果新扫描线上实际点的区间比当前扫描线的[xLeft, xRight]区间大，而且是连续的情况下，算法的第（3）步就处理了这种情况。
如图所示：新扫描线区间增大且连续的情况假设当前处理的扫描线是黄色点所在的第7行，则经过第3步处理后可以得到一个区间[6,10]。
然后第4步操作，从相邻的第6行和第8行两条扫描线的第6列开始向右搜索，确定红色的两个点分别是第6行和第8行的种子点，于是按照顺序将（6, 10）和（8, 10）两个种子点入栈。
接下来的循环会处理（8, 10）这个种子点，根据算法第3步说明，会从（8, 10）开始向左和向右填充，由于中间没有边界点，因此填充会直到遇到边界为止，所以尽管第8行实际区域比第7行的区间[6,10]大，但是仍然得到了正确的填充。
10.3 种子算法
• 1、扫描线填充 • 算法基本过程：给定种子点，首先填充种子 点所在扫描线上给定的一个区段，然后确定与这 一区段相连通的上、下两条扫描线上位于该区段 内是否存在需要填充的新区段，如果存在，就填 充并依次保存下来。反复这个过程，直到填充结 束。
• 2、种子填充算法又称为边界填充算法 • P396
•
在压栈的过程中，每有一个数据压入堆 栈，就放在和前一个单元相连的后面一个 单元中，堆栈指示器中的地址自动加1。读 取这些数据时，按照堆栈指示器中的地址 读取数据，堆栈指示器中的地址数自动减 1。 这个过程叫做“弹出pop”。如此就实现了 后进先出的原则。
• 漫水法：是对内定义区域进行填充的算法， 它的基本方法：首先在区域内测试一点(x,y) 的象素值，看其是否具有原始给定的值， 也即决定该点是否在区域内且未被填充过， 如果是，则改变其颜色或亮度，然后再在 其四个或八个方向上扩展，继续测试，通 过递归调用，实现四连通式或八连通式的 区域填充。
堆栈(Stack)的几点介绍： 1、堆栈都是一种数据项按序排列的数据 结构，只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进 行插入和删除。要点：堆：顺序随意；栈：后 进先出(Last-In/First-Out)。堆和栈是两个不同 的概念。堆（heap）上分配的内存，系统不 释放，而且是动态分配的。栈（stack）上分 配的内存系统会自动释放，它是静态分配的。 运行时栈叫堆栈。栈的分配是从内存的高地址 域的过程中不关心区 域的形状，而是通过获得区域内部的任何一个像 素，并以这个像素为种子，不断扩大填充的面积， 最终覆盖整个填充区域。这个算法的关键是连通 像素的搜索和边界的判断。
• (1)连通像素的搜索：P397 • (2)边界的判断：P398
• 堆栈
种子填充_计算机图形学教程（第3版）_[共2页]
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123 如果用软件实现，边填充算法与多边形区域填充算法的执行速度几乎是相同的。
但是，由于边填充算法最适合具有帧缓冲存储器的图形系统，在帧缓冲存储器中应用该算法时，不必建立和维护边表以及对它进行排序，所以边填充算法比较适合用硬件来实现，此时其执行速度必比多边形区域填充要快一个数量级以上。
4.4.3 种子填充以上讨论的多边形区域填充算法是按扫描线的顺序进行的，而种子填充算法采用的是不同的原理。
它的基本思路是：首先假设在多边形区域的内部，至少有一个像素点（称为种子）是已知的，然后算法开始搜索与种子点相邻且位于区域内的其他像素。
如果相邻点不在区域内，那么到达区域的边界；如果相邻点位于区域内，那么这一点就成为新的种子点，然后继续递归地搜索下去。
这种算法比较适用于光栅扫描设备。
区域的连通情况可以分为四连通和八连通两种。
四连通区域是指各像素在水平和垂直4个方向上是连通的，如图4.46（a ）所示。
八连通区域是指各像素在水平、垂直以及4个对角线方向上都是连通的，如图4.46（b ）所示。
在种子填充算法中，如果允许从4个方向搜寻下一个像素点，则该算法称为四向算法；如果允许从8个方向搜寻下一个像素点，则该算法称为八向算法。
一个八向算法可以用在四连通区域的填充上，也可用在八连通区域的填充上；而一个四向算法只能用于填充四连通区域。
无论是四向算法还是八向算法，它们的填充算法的基本思想是相同的。
为简单起见，下面只讨论四向种子填充算法。
1．简单种子填充算法这是对定义区域进行填充的算法，此算法所采用的基本方法是：将（x ，y ）点与边界值相比较，检测该点的像素是否处在区域之内；同时与新值相比，以确定该点是否已被访问过。
这种测试的前提条件是：在初始状态下，区域内没有一个像素已被设置为新值；同时允许新值等于边界值。
如果用堆栈的方法来实现简单种子填充算法，则算法的基本步骤如下。
（1）种子像素压入堆栈。
（2）当堆栈非空时，重复执行以下操作。
计算机图形学实验扫描线种子填充算法
实验二4-10一、实验题目扫描线种子填充算法是通过扫描线来填充多边形内的水平像素段，处理每条扫描线时仅需将其最右端像素入栈，可以有效提高填充效率。
请使用MFC编程填充图4-60所示的空心体汉字（四连通），填充效果如图4-61所示。
二、实验思想扫描线种子填充算法：先将种子像素入栈，种子像素为栈底像素，如果栈不为空，执行如下4步操作。
（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，直至遇到边界像素为止。
即每出栈一个像素，就对区域内包含该像素的整个连续区间进行填充。
（3）同时记录该区间，将区间最左端像素记为x left，最右端像素记为x right。
（4）在区间〔x left，x right〕中检查与当前扫描线相邻的上下两条扫描线的有关像素是否全为边界像素或已填充像素，若存在非边界且未填充的像素，则把未填充区间的最右端像素取作种子像素入栈。
三、实验代码void CTestView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)//左键按下函数{// TODO: Add your message handler code here and/or call defaultSeed=point;//选择种子位置CharFill();//进行填充CView::OnLButtonDown(nFlags, point);}void CTestView::CharFill()//文字填充函数{CRect Rect;GetClientRect(&Rect);CClientDC dc(this);COLORREF BoundColor;//边界色int Width=Rect.right-Rect.left;int Hight=Rect.bottom-Rect.top ;int Flag;int x0,y0,x,y;CPoint Point;std::vector<CPoint> FillBuffle;//定义CPoint类型的数组序列对象FillBuffle.reserve(10);//定义数组序列的大小FillBuffle.push_back(CPoint(Seed)); //把种子结点压入数组序列BoundColor=RGB(0,0,0);//定义边界色为黑色while(!FillBuffle.empty())//如果数组序列非空{Point=FillBuffle.front();//弹出数组序列头元素x=Point.x;y=Point.y;FillBuffle.erase(FillBuffle.begin());//清除数组序列内的元素dc.SetPixel(Point,Fillcolor);//绘制像素//判断像素的位置是否在图形内部x0=x+1;//右方判断while(dc.GetPixel(x0,y)!=BoundColor&&dc.GetPixel(x0,y)!=Fillcolor) {x0=x0+1;if(x0>=Width)//到达屏幕最右端{MessageBox("种子超出范围","警告");RedrawWindow();return;}}y0=y+1;//下方判断while(dc.GetPixel(x,y0)!=BoundColor&&dc.GetPixel(x,y0)!=Fillcolor) {y0=y0+1;if(y0>=Hight)//到达屏幕最下端{MessageBox("种子超出范围","警告");RedrawWindow();return;}}RightPoint.x=x0;//右边界内的左邻点x0=x-1;while(dc.GetPixel(x0,y)!=Fillcolor&&dc.GetPixel(x0,y)!=BoundColor){dc.SetPixel(x0,y,Fillcolor);x0=x0-1;if(x0<=0)//到达屏幕最左端{MessageBox("种子超出范围","警告");RedrawWindow();return;}}y0=y-1;while(dc.GetPixel(x,y0)!=BoundColor&&dc.GetPixel(x,y0)!=Fillcolor){y0=y0-1;if(y0<=0)//到达屏幕最上端{MessageBox("种子超出范围","警告");RedrawWindow();return;}}LeftPoint.x=x0+1;//左边界内的右邻点x0=LeftPoint.x;y=y+1;//下一条扫描线while(x0<RightPoint.x){Flag=0;while((dc.GetPixel(x0,y)!=Fillcolor)&&(dc.GetPixel(x0,y)!=BoundColor)) {if(Flag==0)Flag=1;x0++ ;}if(Flag==1){if((x0==RightPoint.x)&&(dc.GetPixel(x0,y)!=Fillcolor)&&(dc.GetPixel(x0,y)!=BoundColor))FillBuffle.push_back(CPoint(x0,y));//进入数组序列else{FillBuffle.push_back(CPoint(x0-1,y));}Flag=0;}PointNext.x=x0;while(((dc.GetPixel(x0,y)==Fillcolor)&&(x0<RightPoint.x))||((dc.GetPixel(x0,y)==BoundColor) &&(x0<RightPoint.x))){x0 ++;}}x0=LeftPoint.x;y=y-2;while(x0<RightPoint.x){Flag=0;while((dc.GetPixel(x0,y)!=Fillcolor)&&(dc.GetPixel(x0,y)!=BoundColor)&&(x0<RightPoint.x)) {if(Flag==0)Flag=1;x0++ ;}if(Flag==1){if((x0==RightPoint.x)&&(dc.GetPixel(x0,y)!=Fillcolor)&&(dc.GetPixel(x0,y)!=BoundColor))FillBuffle.push_back(CPoint(x0,y));else{FillBuffle.push_back(CPoint(x0-1,y));}Flag=0;}PointNext.x=x0;while((dc.GetPixel(x0,y)==Fillcolor&&x0<RightPoint.x)||(dc.GetPixel(x0,y)==BoundColor&&x 0<RightPoint.x)){x0++;}}}FillBuffle.clear();return;}void CTestView::OnMENUFill(){// TODO: Add your command handler code hereRedrawWindow();MessageBox("请在空心字体内部单击鼠标左键!","提示");}四、实验结果截图。
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。
图形学种子填充算法
图形学种子填充算法．/种子填充算法void CZhztchView::boundaryfill4(int x, int y, int boundarycolor, int newcolor){int color;获取客户区设备描述表CClientDC dc(this); //color=dc.GetPixel(x,y); if(color!=newcolor&&color!=boundarycolor){dc.SetPixel(x,y,newcolor);boundaryfill4(x,y+1,boundarycolor,newcolor);boundaryfill4(x,y-1,boundarycolor,newcolor);boundaryfill4(x-1,y,boundarycolor,newcolor);boundaryfill4(x+1,y,boundarycolor,newcolor);}}///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////扫描线填充算法void CZhztchView::OnScanfill(){RedrawWindow();CDC* pDC=GetDC();CPen newpen(PS_SOLID,3,RGB(255,0,0));CPen *old=pDC->SelectObject(&newpen);spt[0]=CPoint(100,100); //绘制多边形区域spt[1]=CPoint(300,100);spt[2]=CPoint(250,250);spt[3]=CPoint(100,250);spt[4]=CPoint(150,200);spt[5]=CPoint(90,180);spt[6]=CPoint(150,150);spt[7]=CPoint(100,100);pDC->Polyline(spt,8);//pDC->SelectObject(old);//ReleaseDC(pDC);// TODO: Add your command handler code here //CDC* pDC=GetDC();CPen newpen2(PS_SOLID,1,RGB(0,255,0)); CPen *old2=pDC->SelectObject(&newpen2);int j,k,s = 0;int p[5]; //每根扫描线交点int pmin = 0,pmax = 0;for(int i=0;i<=6;i++)//建立边表{edge[i].dx=(float)(spt[i+1].x-spt[i].x)/(spt[i+1].y-spt[i].y); if(spt[i].y<=spt[i+1].y){edge[i].num=i;edge[i].ymin=spt[i].y;edge[i].ymax=spt[i+1].y;edge[i].xmin=(float)spt[i].x;edge[i].xmax=(float)spt[i+1].x;if(spt[i+1].y > pmax)pmax = spt[i+1].y;if(spt[i].y < pmin)pmin = spt[i].y;}else{edge[i].num=i;edge[i].ymin=spt[i+1].y;edge[i].ymax=spt[i].y;edge[i].xmax=(float)spt[i].x;edge[i].xmin=(float)spt[i+1].x;if(spt[i].y > pmax)pmax = spt[i].y;if(spt[i+1].y < pmin)pmin = spt[i+1].y;}}for(int r=1;r<=6;r++) //排序edge(yUpper，xIntersect)，结果为从大到小{for(int q=0;q<=6-r;q++){if(edge[q].ymin<edge[q+1].ymin){newedge[0]=edge[q]; edge[q]=edge[q+1];edge[q+1]=newedge[0];}}}if((s；for(j=k;j<=6;j++)intb=0;for(intscan=pmax-1;scan&；；k=s;；bif(spt[edge[j].num+1].y&；can>edge[j].ymin；if(scan==edge[j].ymax)；elseif(spt[edge[j].；++;p[b]=(int)edge[j].xmax;；for(int scan=pmax-1;scan>=pmin+1;scan--){int b=0;k=s;for(j=k;j<=6;j++){if((scan>edge[j].ymin)&&(scan<=edge[j].ymax))//判断与线段相交{if(scan==edge[j].ymax){if(spt[edge[j].num+1].y<edge[j].ymax){b++;p[b]=(int)edge[j].xmax;}else if(spt[edge[j].num-1].y<edge[j].ymax) {b++;p[b]=(int)edge[j].xmax;}}if((scan>edge[j].ymin)&&(scan<edge[j].ymax)){b++;p[b]=(int)(edge[j].xmax+edge[j].dx*(scan-edge[j].ymax)); } }//pDC->LineTo(spt[edge[0].num].x,spt[edge[0].num].y);if(scan<=edge[j].ymin)//s=j;}if(b>1){for(int u=1;u<b;u++){pDC->MoveTo(p[u]-1,scan);u++;pDC->LineTo(p[u],scan);}}}pDC->SelectObject(old); pDC->SelectObject(old2); }。
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
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1 13 33 2
Sb
30
1 2
5
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41
ScΒιβλιοθήκη 1031 213
1 2
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实验报告(种子填充算法)
实验报告（种子填充算法）一、实验目的熟悉种子填充算法，并编写程序实现。
二、实验原理种子填充算法：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。
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: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；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；3、区域填充。
从种子点（x,y ）开始沿着坐标为y 的当前扫描线向左右两个方向逐像素进行填色，其颜色值置为F_color ，直至到达区域边界。
分别以left x 和right x 表示该填充区段两端点的横坐标；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[]right left x x ,内的区域内的区段。
若这些区段内的像素点颜色值为F_color 或B_color ，则转至2；否则以区段内的右端点为种子点入种子点栈，再转至2。
四向连通填充方法可以用递归函数实现如下：void BoundaryFill4(int x, int y, long FilledColor, long BoundaryColor){long CurrentColor;CurrentColor = GetPixelColor(x,y);if (CurrentColor != BoundaryColor && CurrentColor != FilledColor){SetColor(FilledColor);SetPixel (x,y);BoundaryFill4(x+1, y, FilledColor, BoundaryColor);BoundaryFill4(x-1, y, FilledColor, BoundaryColor);BoundaryFill4(x, y+1, FilledColor, BoundaryColor);BoundaryFill4(x, y-1, FilledColor, BoundaryColor);}}三、实验程序#include <graphics.h>#include <math.h>#include <conio.h>#include <vector>using namespace std;vector<int> x_vector;vector<int> y_vector;void ScanLineFill4 ( int x, int y, int oldcolor, int newcolor){int xl, xr,ox,oy;//扫描线的左边界和右边界,or,oy是x,y点的备份bool spanNeedFill;//将来用于标记，是否有需要填充的点，在扫描的时候x_vector.push_back(x); y_vector.push_back(y);//出栈while (!x_vector.empty()){//y = pt.y; x = pt.x;//x，y是处理的目标点y=y_vector.back(); oy = y; y_vector.pop_back();x=x_vector.back(); ox=x; x_vector.pop_back();while (getpixel (x,y) == oldcolor)// 从种子点开始向右填充{putpixel (x, y, newcolor);x ++;}xr = x -1;//右边界以确定x = ox - 1;//更新x为种子点的左边一个点while (getpixel (x,y) == oldcolor)// 从种子点开始向左填充{putpixel (x, y, newcolor);x --;}xl = x + 1; //左边界确定x = xl; y = y +1; // 处理上面一条扫描线，种子点是左边界上面的那个点while (x < xr)//向右边填充{spanNeedFill = FALSE;while (getpixel (x,y) == oldcolor)//向右搜索有没有需要填充的点，遇到就停下{spanNeedFill = TRUE;x ++;}if (spanNeedFill)// 把这个需要填充的点入栈{x_vector.push_back(x-1); y_vector.push_back(y);spanNeedFill = FALSE;}while ((getpixel (x, y) != oldcolor) && (x < xr)) //继续向右搜索，为了快速不需要填充的点用这个while循环还跳过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，种子点是左边界下面那个点while (x < xr){spanNeedFill = FALSE;while (getpixel (x, y) == oldcolor)//向右检查{spanNeedFill = TRUE; x ++;}if (spanNeedFill)//遇到需要填充的点就入栈{x_vector.push_back(x-1); y_vector.push_back(y);spanNeedFill = FALSE;}while ((getpixel (x,y) != oldcolor) && (x < xr))//下载开始之前，先跳过，不需要填充的点，加快速度x ++;}}}int customCode(int argc,char** argv){line(312,20,20,320);line(20,320,500,400);line(500,400,610,300);line(610,300,48,56);line(48,56,312,20);ScanLineFill4(312,200,BLACK,RED);return 0;}int main(int argc,char** argv){int code;int gdriver = DETECT,gmode;initgraph(&gdriver, &gmode, " ");//初始化,窗口大小为639*479cleardevice();//清屏setbkcolor(BLACK);//背景色setcolor(WHITE);//图形色code = customCode(argc,argv);//用户代码getch();//暂停程序closegraph();//退出图形库return code;}/*可用颜色BLACK 0 黑色BLUE 1 蓝色GREEN 2 绿色CYAN 3 青红色RED 4 红色MAGENTA 5 紫红色BROWN 6 棕色LIGHTGRAY 7 浅灰色DARKGRAY 8 深灰色LIGHTBLUE 9 浅兰色LIGHTGREEN 10 浅绿色LIGHTCYAN 11 浅青色LIGHTRED 12 浅红色LIGHTMAGENTA 13 浅紫色YELLOW 14 黄色WHITE 15 白色*/四、测试结果五、实验总结上述算法的优点是非常简单，缺点是需要大量栈空间来存储相邻的点。
计算机图形学第3章二维基本图(4)
二、扫描线种子填充算法实现
借助于堆栈，上述算法实现步骤如下：
1、初始化堆栈。 2、种子压入堆栈。 3、while（堆栈非空） { (1)从堆栈弹出种子象素。 (2)如果种子象素尚未填充，则：
a.求出种子区段：xleft、xright; b.填充整个区段。 c.检查相邻的上扫描线的xleft≤x≤xright区间内， 是否存在需要填充的新区段，如果存在的话， 则把每个新区段在xleft≤x≤xright范围内的最 右边的象素，作为新的种子象素依次压入堆栈。 d.检查相邻的下扫描线的xleft≤x≤xright区间内， 是否存在需要填充的新区段，如果存在的话， 则把每个新区段在 xleft≤x≤xright范围内的 最右边的象素，作为新的种子象素依次压入堆 栈。 }
扫描线种子填充算法步骤 (1)种子象素入栈。 (2)栈非空时象素出栈，否则结束。 (3)对出栈象素及左、右两边象素填充，直到遇边界XL、XR。 (4)在(XL ，XR) 内查相临的上、下两条扫描线是否为边界或已填充, 如不是，则将每区间的最右边的象素入栈。回到(2)。
练习： 用扫描线种子填充算法，写出图中顺序进栈的种子坐标及 所需最大栈空间
2、国标码 我国除了采用ASCII码外，还制定了汉字编 码的国家标准字符集:中华人民共和国国家标准 信息交换编码，代号为“GB2312－80”。该字符 集共收录常用汉字6763个，图形符号682个。 它规定所有汉字和图形符号组成一个94×94 的矩阵，在此方阵中，每一行称为“区”，用区 码来标识；每一列称为“位”，用位码来标识， 一个符号由一个区码和一个位码共同标识。 区码和位码分别需要7个二进制位，同样， 为了方便，各采用一个字节表示。所以在计算机 中，汉字（符号）国标码占用两个字节。
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。
一、四向种子填充算法.doc
一、四向种子填充算法void BoundaryFill4(int x, int y, COLORREF fillClr, COLORREF edgeClr, CDC *pDC){COLORREF cPixel;cPixel=pDC->GetPixel(x, y);if((cPixel !=edgeClr)&&(cPixel !=fillClr)){pDC->SetPixel(x,y,fillClr);Sleep(0);BoundaryFill4( x, y+1, fillClr,edgeClr,pDC);BoundaryFill4( x, y-1, fillClr,edgeClr,pDC);BoundaryFill4( x-1, y, fillClr,edgeClr,pDC);BoundaryFill4( x+1, y, fillClr,edgeClr,pDC);}}二、八向种子填充算法void Scanline_seed_fill(CDC *pDC, int seedx, int seedy, COLORREF color, COLORREF fillcolor){COLORREF clr;int x,y,x0,y0,xl,xr,flag,xnextspan;iStack=0;x=seedx;y=seedy;y0=y;push(x,y);color=pDC->SetPixel(x,y,color);while(iStack >0){pop(x,y);clr=pDC->SetPixel(x,y,fillcolor);x0=x+1;while(pDC->GetPixel(x0,y) !=color){pDC->SetPixelV(x0,y,fillcolor);x0++;}xr=x0-1; // 最右像素x0=x-1;while(pDC->GetPixel(x0,y) !=color){pDC->SetPixelV(x0,y,fillcolor);x0--;}xl=x0+1; // 最左像素//x0=xl;y=y+1;while(x0<=xr){flag=0;while(pDC->GetPixel(x0,y) !=color &&pDC->GetPixel(x0,y) !=clr && x0<xr){if(flag==0) flag=1;x0++;}if(flag==1){if(x0==xr && pDC->GetPixel(x0,y) !=color && pDC->GetPixel(x0,y) !=clr)push(x0,y);elsepush(x0-1,y);flag=0;}xnextspan=x0;while(pDC->GetPixel(x0,y) ==color ||pDC->GetPixel(x0,y) ==clr && x0<=xr)x0++;if(xnextspan==x0) x0++;}//x0=xl;y=y-2;while(x0<=xr){flag=0;while(pDC->GetPixel(x0,y) !=color &&pDC->GetPixel(x0,y) !=clr && x0<xr){if(flag==0) flag=1;x0++;}if(flag==1){if(x0==xr && pDC->GetPixel(x0,y) !=color && pDC->GetPixel(x0,y) !=clr)push(x0,y);elsepush(x0-1,y);flag=0;}xnextspan=x0;while(pDC->GetPixel(x0,y) ==color ||pDC->GetPixel(x0,y) ==clr && x0<=xr)x0++;if(xnextspan==x0) x0++;}}}void push(int x, int y){if(iStack>1000)return;else{iStack++;stackX[iStack]=x;stackY[iStack]=y;}}int pop(int &x, int &y){if(iStack<=0) return -1;x=stackX[iStack];y=stackY[iStack];iStack--;return iStack;}。
任意多边形区域的快速填充算法
任意多边形区域的快速填充算法一、前言任意多边形区域的快速填充算法是计算机图形学中的一个重要问题，其应用广泛，例如在计算机游戏、数字地图等领域中都有广泛的应用。
本文将介绍几种常见的任意多边形区域的快速填充算法，包括扫描线算法、边界填充算法、种子填充算法等。
二、扫描线算法扫描线算法是一种基于扫描线原理的填充算法，其基本思想是将区域划分为若干个水平方向上的扫描线，然后在每条扫描线上找到交点，并根据交点进行填充。
具体步骤如下：1. 将多边形顶点按照纵坐标从小到大排序；2. 从最小纵坐标开始，依次向上扫描每条水平方向上的线段；3. 对于每条水平方向上的线段，找到与之相交的多边形边界，并记录下所有交点；4. 根据相邻两个交点之间是否为奇数个来确定是否需要进行填充。
三、边界填充算法边界填充算法也是一种常见的任意多边形区域的快速填充算法，其基本思想是通过递归调用来进行填充。
具体步骤如下：1. 对于每个多边形边界上的像素点，将其标记为“边界点”；2. 从任意一个未填充的内部像素点开始，向四周搜索，如果遇到“边界点”则停止搜索，并将搜索路径上的所有像素点标记为已填充；3. 重复步骤2直到所有内部像素点都被填充。
四、种子填充算法种子填充算法也是一种常见的任意多边形区域的快速填充算法，其基本思想是通过找到一个内部像素点作为“种子”，然后向四周扩散进行填充。
具体步骤如下：1. 随机选择一个内部像素点作为“种子”，并将其标记为已填充；2. 向四周搜索，如果遇到未被标记为已填充的像素，则将其标记为已填充，并加入到待处理列表中；3. 重复步骤2直到待处理列表为空。
五、总结以上介绍了几种常见的任意多边形区域的快速填充算法，每种算法都有其特定的优缺点，选择合适的算法需要根据具体的应用场景进行考虑。
在实际应用中，还需要考虑算法的效率、稳定性、可扩展性等方面的问题。
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}
}
if(flgDwNewSeg){
point.x=right;point.y=Seed.y-1;
if(!PushStack(point,&stack)){
AfxMessageBox(_T("\nStack Overflow!\n"));
if(!PushStack(Seed,&stack)) {
AfxMessageBox(_T("\nStack Overflow!\n"));
return 0;
}
while(!IsStackEmpty(stack)) {
if(!PopStack(&stack,&Seed)){
if(!PushStack(point,34;\nStack Overflow!\n"));
return 0;
}
flgUpNewSeg=0;
}
if(pDC->GetPixel(i,Seed.y-1)==OldClr)
else return 0;
}
short IsStackFull(P_STACK stack){
if(stack.top>=5000-1) return 1;
else return 0;
}
short PopStack(P_STACK *stack,CPoint *p){
if(IsStackEmpty(*stack)) return 0;
pDC->SetPixel(i,Seed.y,NewClr);
if(pDC->GetPixel(i,Seed.y+1)==OldClr)
flgUpNewSeg=1;
else if(flgUpNewSeg) {
point.x=i-1;point.y=Seed.y+1;
short flgUpNewSeg,flgDwNewSeg;
if(OldClr==NewClr) {
AfxMessageBox(_T("\nNew color must be NOT equal to old color!\n"));
return 0;
}
InitStack(&stack);
return 0;
}
flgDwNewSeg=0;
}
}
if(flgUpNewSeg){
point.x=right;point.y=Seed.y+1;
if(!PushStack(point,&stack)){
AfxMessageBox(_T("\nStack Overflow!\n"));
#include"stdafx.h"
#include"SeedFillfunc.h"
short SeedFill(CDC *pDC,CPoint Seed,COLORREF OldClr,COLORREF NewClr){
P_STACK stack;
CPoint point;
int i,left,right;
short IsStackEmpty(P_STACK stack);
short IsStackFull(P_STACK stack);
short PopStack(P_STACK *stack,CPoint *p);
CDC *pDC=GetDC();
SeedFill(pDC,point,pDC->GetPixel(point.x,point.y),RGB(225,225,0));
return 0;
}
}
}
return 1;
}
void InitStack(P_STACK *stack) {
(*stack).top=-1;
}
short PushStack(CPoint p,P_STACK *stack){
if(IsStackFull(*stack)) return 0;
AfxMessageBox(_T("\nPop element when stack is empty!\n"));
return 0;
}
if(pDC->GetPixel(Seed.x,Seed.y)==NewClr)
continue;
left=right=Seed.x;
while(pDC->GetPixel(left-1,Seed.y)==OldClr)
left--;
while(pDC->GetPixel(right+1,Seed.y)==OldClr)
right++;
flgUpNewSeg=flgDwNewSeg=0;
for(i=left;i<=right;i++){
(*p).x=(*stack).element[(*stack).top].x;(*p).y=(*stack).element[(*stack).top].y;
(*stack).top--;
return 1;
}
SeedFillfunc.h
typedef struct tagSTACK {
flgDwNewSeg=1;
else if(flgDwNewSeg) {
point.x=i-1;point.y=Seed.y-1;
if(!PushStack(point,&stack)){
AfxMessageBox(_T("\nStack Overflow!\n"));
(*stack).top++;(*stack).element[(*stack).top].x=p.x;(*stack).element[(*stack).top].y=p.y;
return 1;
}
short IsStackEmpty(P_STACK stack){
if(stack.top<0) return 1;
int top;
CPoint element[5000];
} P_STACK;
short SeedFill(CDC *pDC,CPoint Seed,COLORREF OldClr,COLORREF NewClr);
void InitStack(P_STACK *stack);
short PushStack(CPoint p,P_STACK *stack);