计算机图形学c++实现扫描线填充

扫描线填充是计算机图形学中一种常用的填充算法，用于将封闭的几何图形或多边形内部填充为指定的颜色。下面我将使用C语言来实现扫描线填充算法。

首先，需要定义一个几何图形或多边形的顶点集合，并按照顺时针或逆时针的顺序连接这些点。然后，需要确定扫描线的范围，即图形的最小和最大y坐标。

接下来，我们使用循环遍历每一条扫描线，从最小y坐标开始，逐渐增加到最大y坐标。对于每一条扫描线，需要找到与其相交的边，并记录下这些边的交点。

在记录交点的过程中，我们还需要判断相邻边是否平行。如果平行，就无法确定边与扫描线的交点；如果不平行，我们可以根据扫描线的y坐标和边的两个顶点坐标，使用线性插值来确定交点的x坐标。

最后，根据获取的交点集合，我们可以将扫描线上的每一段直线区域填充为指定的颜色。这可以通过使用循环和画线函数来实现。

以上就是使用C语言实现扫描线填充的基本步骤。当然，在实际编程中，还需要考虑边界情况、效率优化和图形接口等相关问题。有了这个基本框架，可以根据具体需求进行更多的功能扩展和优化。

相关问题

计算机图形学x-扫描线算法C++代码

计算机图形学中的X-扫描线算法是一种用于绘制二维图形的传统技术，它基于从左到右逐行扫描图像区域的方式。这种算法通常应用于填充轮廓内的区域、计算边界等场景。

在C++中，X-扫描线算法的基本思路可以分为以下几个步骤：

1. **初始化**: 创建一个空列表来存储每个像素的y坐标，并按升序排序。
2. **循环遍历扫描线**:
- 对于每一条水平扫描线（即x值），找到所有在这个位置的像素点。
- 将这些点按照y坐标添加到列表中。
- 遍历这个列表，对于每个像素点：
a. 如果它的y坐标小于当前扫描线，跳过，因为已经在上方处理过了。
b. 否则，处理这个点，比如填充颜色、计算形状边界等。
3. **结束循环**: 当所有的扫描线都处理完毕，图像就渲染完成了。

由于代码较长且涉及较多细节，这里给出一个简化版的伪代码示例：

#include <vector>
#include <algorithm>

struct Pixel {
    int x;
    int y;
};

void xScanlineAlgorithm(const std::vector<Pixel>& pixels, int scanLine) {
    // 排序像素列表
    auto sortedPixels = pixels;
    std::sort(sortedPixels.begin(), sortedPixels.end(), [scanLine](const Pixel& p1, const Pixel& p2) { return p1.y == p2.y ? p1.x < p2.x : p1.y < p2.y; });

    for (const Pixel& pixel : sortedPixels) {
        if (pixel.y > scanLine)
            continue;

        // 处理像素...
    }
}

int main() {
    std::vector<Pixel> pixels; // 填充你的像素数据
    for (int y = 0; y < height; ++y) {
        // 每一行的处理...
        xScanlineAlgorithm(pixels, y);
    }

    return 0;
}

C++扫描线种子填充算法怎么实现

扫描线种子填充算法是一种经典的图形学算法，可以用于在计算机屏幕上填充封闭的图形。

以下是基于C++的扫描线种子填充算法的实现：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;

struct Point
{
    int x, y;
};

// 判断两个点是否相等
bool operator==(const Point &a, const Point &b)
{
    return a.x == b.x && a.y == b.y;
}

// 判断一个点是否在多边形内部
bool IsInside(const Point &p, const vector<Point> &polygon)
{
    int n = polygon.size();
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        Point p1 = polygon[i];
        Point p2 = polygon[(i + 1) % n];
        if (p1.y == p2.y) {
            continue;
        }
        if (p.y < min(p1.y, p2.y) || p.y >= max(p1.y, p2.y)) {
            continue;
        }
        double x = (double)(p.y - p1.y) * (double)(p2.x - p1.x) / (double)(p2.y - p1.y) + p1.x;
        if (x >= p.x) {
            ++count;
        }
    }
    return count % 2 != 0;
}

// 扫描线种子填充算法
void ScanLineSeedFill(int x, int y, int color, int fillColor, int width, int height, int *pixels)
{
    // 种子点
    Point seed = { x, y };

    // 存储内部像素点的队列
    queue<Point> q;

    // 将种子点加入队列
    q.push(seed);

    // 填充颜色
    while (!q.empty()) {
        Point p = q.front();
        q.pop();
        int index = p.y * width + p.x;
        if (pixels[index] != color) {
            continue;
        }
        pixels[index] = fillColor;
        if (p.x > 0) {
            q.push({ p.x - 1, p.y });
        }
        if (p.x < width - 1) {
            q.push({ p.x + 1, p.y });
        }
        if (p.y > 0) {
            q.push({ p.x, p.y - 1 });
        }
        if (p.y < height - 1) {
            q.push({ p.x, p.y + 1 });
        }
    }

    // 填充多边形内部
    vector<Point> polygon;
    polygon.push_back(seed);
    while (!polygon.empty()) {
        Point p = polygon.back();
        polygon.pop_back();
        int index = p.y * width + p.x;
        if (pixels[index] == fillColor) {
            continue;
        }
        pixels[index] = fillColor;
        if (p.x > 0 && pixels[index - 1] == color) {
            polygon.push_back({ p.x - 1, p.y });
        }
        if (p.x < width - 1 && pixels[index + 1] == color) {
            polygon.push_back({ p.x + 1, p.y });
        }
        if (p.y > 0 && pixels[index - width] == color) {
            polygon.push_back({ p.x, p.y - 1 });
        }
        if (p.y < height - 1 && pixels[index + width] == color) {
            polygon.push_back({ p.x, p.y + 1 });
        }
    }

    // 填充多边形外部
    for (int i = 0; i < width * height; ++i) {
        Point p = { i % width, i / width };
        if (pixels[i] != fillColor && !IsInside(p, polygon)) {
            pixels[i] = fillColor;
        }
    }
}

int main()
{
    // 图像宽度和高度
    int width = 10;
    int height = 10;

    // 像素数组
    int pixels[width * height] = {
        0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
        0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0,
        0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0,
        0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0,
        0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0,
        0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0,
        0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0,
        0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0,
        0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0,
        0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
    };

    // 扫描线种子填充算法
    ScanLineSeedFill(5, 5, 1, 2, width, height, pixels);

    // 输出填充后的像素数组
    for (int i = 0; i < width * height; ++i) {
        if (i % width == 0) {
            cout << endl;
        }
        cout << pixels[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

在这个实现中，我们首先使用一个队列存储内部像素点，将种子点加入队列后，不断从队列中取出像素点，将其填充为指定的颜色，并将其相邻的未填充像素点加入队列中。然后，我们使用一个栈存储多边形内部的像素点，从种子点开始，将其相邻的未填充像素点加入栈中，并将其填充为指定的颜色。最后，我们判断所有未填充的像素点是否在多边形内部，如果不在，则将其填充为指定的颜色。