区域填充算法.docx

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区域填充算法

XX大学计算机科学与技术学院

计算机科学与技术系上机实验报告

课程名称：

计算机图形学

班级：

实验日期：

2012-04-22

姓名：

学号：

指导教师：

实验序号：

4

实验成绩：

一、实验名称

1.多边形的扫描转换算法；

2.区域填充算法。

二、实验目的及要求

1.通过实验，进一步理解和掌握多边形的扫描转换算法和区域填充算法；

2.掌握以上算法实现的基本过程；

3.通过编程，会在TC或VC或Matlab环境下实现多边形的扫描转换算法和区域填充算法。

三、实验环境

1.Win7

2.VisualStudio2010

四、实验内容

1.写出多边形的扫描转换算法和区域填充算法的基本思想和公式。

并比较其特点。

2.编写用多边形的扫描转换算法和区域填充算法的程序。

并比较其结果。

3.写出上机报告

五、实验步骤及算法描述

1.依据算法、步骤编写源程序；

2.编辑源程序并进行调试；

3.进行运行测试，并结合情况进行调整；

4.对运行结果进行保存与分析；

5.打印源程序或把源程序以文件的形式提交；

6.按格式书写实验报告。

六、调试过程及实验结果

程序运行截图：

扫描线转换算法

区域填充算法

七、总结

通过这次试验，是我对多边形的扫描转换算法和区域填充算法有了更深的理解，对于两个算法个人感觉都是很精辟的，在编写程序的过程中遇到了一些困难，但是经过细心的调试和参考教课书上的算法思想，总算是实现了，总的来说这次试验锻炼了自己的编程实践能力，收获良多！

八、附录

核心代码：

多边形扫描线算法：

#region多边形扫描线算法及其相关辅助算法

#region多边形扫描线算法

publicvoidpolyFill（Graphicsg,Polygonpolygon,Colorc）

{

int[][]iMatrix=polyFill（g,polygon,c,null）;

}

publicint[][]polyFill（Graphicsg,Polygonpolygon,Colorc,int[][]iMatrix）

{

intiScanLine=polygon.Y[polygon.getMaxY（）]-polygon.Y[polygon.getMinY（）]+1;

Console.WriteLine（iScanLine）;

//新边表头指针NET[i]

ArrayList[]NET=newArrayList[iScanLine];

for（inti=0;i

{

//初始化新边表头指针NET[i];

NET[i]=newArrayList（）;

//把Ymin=i的边放进边表NET[i];

Console.WriteLine（"polygon.Y[polygon.getMinY（）]+i="+（polygon.Y[polygon.getMinY（）]+i））;

NET[i]=polygon.getYmin（polygon.Y[polygon.getMinY（）]+i）;

}

//Y=最低扫描线号;

inty=polygon.Y[polygon.getMinY（）];

Console.WriteLine（"polygon.Y[polygon.getMinY（）]="+polygon.Y[polygon.getMinY（）]）;

//初始化活性边表AET为空;

ArrayListAET=newArrayList（）;

for（inti=0;i

{

//把NET[i]中的边节点用插入排序法插入AET表,使之按x坐标递增顺序排列;

InsertItem（AET,NET[i]）;

//遍历AET表,把配对交点区间（左闭右开）上的象素（x,y）,用drawpixel（x,y,color）改写象素值;

for（intj=0;j

{

Console.WriteLine（"i="+i）;

OutAET（AET）;

//OutAET（（ArrayList）AET[j+1]）;

intx1=（int）（getItemX（（ArrayList）AET[j]）+0.5）;

intx2=（int）（getItemX（（ArrayList）AET[j+1]）+0.5）;

inty1=i+y;

if（x1==x2）

{

if（iMatrix==null）

BaseDraw.drawPixel（g,x1,y1,c）;

else

{

iMatrix=setMatrixEle（iMatrix,polygon,x1,y1,1）;

}

if（AET.Count%2==0）

{

//BaseDraw.drawPixel（g,x1,y1,c）;

j++;

}

}

else

{

Console.WriteLine（"y1="+y1+"\tx1="+x1+"\tx2="+x2）;

for（intl=x1;l<=x2;l++）

{

if（iMatrix==null）

BaseDraw.drawPixel（g,l,y1,c）;

else

{

iMatrix=setMatrixEle（iMatrix,polygon,l,y1,1）;

}

}

j++;

}

}

//Console.WriteLine（"draw======================="）;

//OutAET（AET）;

//遍历AET表,把Ymax=i的结点从AET表中删除,并把Ymax>i结点的x值递增△x;

Stackstack=newStack（）;

for（intj=0;j

{

//UpdateItemX（AET,j）;

//OutAET（AET）;

if（getItemYmax（（ArrayList）AET[j]）==i+y）

{

stack.Push（j）;

Console.WriteLine（"deletei="+i+"\tj="+j+"\t（y+j）="+（y+j）+"Ymax="+getItemYmax（（ArrayList）AET[j]））;

//AET.RemoveAt（j）;

}

elseif（getItemYmax（（ArrayList）AET[j]）>i+y）

UpdateItemX（AET,j）;

}

while（stack.Count>0）

{

inte=（int）stack.Pop（）;

AET.RemoveAt（e）;

}

//OutAET（AET）;

}

returniMatrix;

}

#endregion

#region对活性边表进行插入的同时排序

///

///原活性边表

///要插入的新边

protectedvoidInsertItem（ArrayLista1,ArrayLista2）

{

//第一步把a2中元素全部插入到a1

if（a2!

=null||a2.Count!

=0）

for（inti=0;i

{

a1.Add（a2[i]）;

}

//第二步用对a1元素进行排序

for（inti=a1.Count-1;i>0;i--）

{

for（intj=a1.Count-1;j>a1.Count-1-i;j--）

{

if（getItemX（（ArrayList）a1[j-1]）>getItemX（（ArrayList）a1[j]））

{

ArrayListtemp=（ArrayList）a1[j-1];

a1[j-1]=a1[j];

a1[j]=temp;

}

}

}

}

#endregion

#region获得ArrayList元素的x值

///

///

///

protectedfloatgetItemX（ArrayListlst）

{

if（lst==null）

return0;

return（float）lst[0];

}

#endregion

#region获得ArrayList元素的Ymax值

///

///

///

protectedintgetItemYmax（ArrayListlst）

{

if（lst==null）

return0;

return（int）lst[2];

}

#endregion

#region获得ArrayList元素的△x值

///

///

///

protectedfloatgetItemtx（ArrayListlst）

{

if（lst==null）

return0;

return（float）lst[1];

}

#endregion

#region更新ArrayList元素的x值使X=X+△x

///

///

protectedvoidUpdateItemX（ArrayListlst,intindex）

{

if（lst==null）

return;

if（index>=lst.Count）

{

Console.WriteLine（"Err"）;

return;

}

try

{

//Console.WriteLine（"index="+index）;

ArrayListl=（ArrayList）lst[index];

floatx=（float）l[0];

floattx=（float）l[1];

//四舍五入计算x

x=x+tx;

l[0]=x;

lst[index]=l;

}

catch{}

}

#endregion

#region输出活性边表,以便观察

protectedvoidOutAET（ArrayListaet）

{

if（aet==null）

Console.WriteLine（"\nEmpty!

\n"）;

else

{

Console.WriteLine（"========================================="）;

for（inti=0;i

{

ArrayLista=（ArrayList）aet[i];

Console.Write（getItemX（a）+""+a[1].ToString（）+""+a[2].ToString（）+"=="）;

}

Console.WriteLine（""）;

Console.WriteLine（"-----------------------------------------"）;

}

}

#endregion

#endregion

区域填充算法：

#region区域填充算法及其相关辅助算法

#region区域填充扫描线算法

publicvoidScanLineFill4（Graphicsg,Polygonpolygon,intx,inty,Colorc1,Colorc2）

{

#region旧算法无用

/*

//首先把多边形区域用直线画出来

//drawPolygon（g,polygon,c）;

//然后填充

HashtablehashX=polygon.getX（）;

intiScanLine=polygon.Y[polygon.getMaxY（）]-polygon.Y[polygon.getMinY（）]+1;

Console.WriteLine（iScanLine）;

for（inti=0;i

{

intsy=i+polygon.Y[polygon.getMinY（）];

ArrayListarr=（ArrayList）hashX[sy];

for（intj=0;j

{

Console.Write（arr[j].ToString（）+"\t"）;

}

Console.WriteLine（""）;

}

*/

#endregion

//首先画轮廓

//drawPolygon（g,polygon,c1）;

int[][]iPoly=polygon.getMatrix（）;

iPoly=this.polyFill（null,polygon,c1,iPoly）;

OutMatrix（iPoly）;

intxl,xr;

boolspanNeedFill;

Pointpt=newPoint（x,y）;

Stackstack=newStack（）;

//pt.X=x;pt.Y=y;

stack.Push（pt）;

while（stack.Count>0）

{

pt=（Point）stack.Pop（）;

y=pt.Y;

x=pt.X;

//iPoly=setMatrixEle（iPoly,polygon,x,y,2）;

while（ChkMtxEle（iPoly,polygon,x,y）==1）//向左填充

{

BaseDraw.drawPixel（g,x,y,Color.Red）;

iPoly=setMatrixEle（iPoly,polygon,x,y,2）;

x++;

}

xr=x-1;

x=pt.X-1;

while（ChkMtxEle（iPoly,polygon,x,y）==1）//向右填充

{

BaseDraw.drawPixel（g,x,y,Color.Red）;

iPoly=setMatrixEle（iPoly,polygon,x,y,2）;

x--;

}

xl=x+1;

//OutMatrix（iPoly）;

//Console.WriteLine（"stack.Count="+stack.Count）;

//处理上面一条线

x=xl;

y=y+1;

while（x

{

spanNeedFill=false;

while（ChkMtxEle（iPoly,polygon,x,y）==1）

{

spanNeedFill=true;

x++;

}

if（spanNeedFill）

{

pt.X=x-1;

pt.Y=y;

stack.Push（pt）;

spanNeedFill=false;

}

while（ChkMtxEle（iPoly,polygon,x,y）!

=1&&x

x++;

}//Endofwhile（x

//处理下面一条扫描线

x=xl;

y=y-2;

while（x

{

spanNeedFill=false;

while（ChkMtxEle（iPoly,polygon,x,y）==1）

{

spanNeedFill=true;

x++;

}

if（spanNeedFill）

{

pt.X=x-1;

pt.Y=y;

stack.Push（pt）;

spanNeedFill=false;

}

while（ChkMtxEle（iPoly,polygon,x,y）!

=1&&x

x++;

}//Endofwhile（x

}

}

publicvoidScanLineFill4（Graphicsg,intx,inty,Colorc1,Colorc2）

{

ScanLineFill4（g,this,x,y,c1,c2）;

}

#endregion

#region检查某个点是否是边界点

///

///矩阵点

///多边形

///x坐标

///y坐标

///

protectedintChkMtxEle（int[][]iMatrix,Polygonpoly,intx,inty）

{

x-=poly.X[poly.getMinX（）];

y-=poly.Y[poly.getMinY（）];

if（0<=y&&y=0&&x

returniMatrix[y][x];

else

return0;

}

#endregion

#region设置矩阵某个点的值

///

///矩阵

///x坐标

///y坐标

///

protectedint[][]setMatrixEle（int[][]iMatrix,Polygonpoly,intx,inty,intiVal）

{

x-=poly.X[poly.getMinX（）];

y-=poly.Y[poly.getMinY（）];

iMatrix[y][x]=iVal;

returniMatrix;

}

#endregion

#region返回多边形交点矩阵

///

///

publicint[][]getMatrix（）

{

int[][]iPoly=newint[Y[getMaxY（）]-Y[getMinY（）]+1][];

for（inti=0;i