c++扫描线多边形填充算法

C++扫描线多边形填充算法是一种用于将2D多边形填充颜色的算法。它基于扫描线的概念，通过逐行扫描多边形，确定多边形上每个像素的颜色值。下面是该算法的步骤：

1. 扫描多边形，找到最高点和最低点。

2. 从最高点开始，逐行向下遍历每一行。

3. 在当前行中，找到多边形所有与该行相交的边。

4. 根据交点的x坐标值，将交点排序。

5. 从左到右，将相邻两个交点之间的像素填充为多边形的颜色。

6. 重复步骤2到步骤5，直到遍历完整个多边形。

需要注意的是，该算法只适用于封闭的凸多边形。对于凹多边形，需要先用三角剖分将其分解为多个凸多边形进行填充。此外，该算法需要较多的计算量，对于较大的多边形，可能存在性能问题。

相关问题

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。

c++多边形扫描线填充算法_扫描线填充算法-有序边表法

多边形扫描线填充算法是一种基于扫描线的算法，主要用于将一个封闭的多边形区域进行填充。有序边表法是多边形扫描线填充算法的一种实现方式。

有序边表法的基本思路是将多边形区域分割成若干条水平的线段，并将这些线段按照从上到下的顺序排序，形成有序边表。然后，从上到下扫描每条扫描线，将扫描线与多边形边界相交的线段加入活动边表。对于每条扫描线，从左到右依次处理活动边表中的线段，根据线段的左右端点的交点来确定需要填充的区域。

具体实现时，我们可以使用一个数组来维护有序边表和活动边表。每个元素存储一条线段的信息，如线段的上端点、下端点、斜率等。在扫描线过程中，我们需要动态地更新有序边表和活动边表，以便能够正确地计算出需要填充的像素区域。

以下是基于有序边表法的多边形扫描线填充算法的主要步骤：

1. 将多边形的边按照从上到下的顺序排序，形成有序边表。

2. 初始化活动边表为空。

3. 从上到下扫描每条扫描线。对于每条扫描线，从左到右处理活动边表中的线段，根据线段的左右端点的交点来确定需要填充的区域，并将填充的像素标记为已填充。

4. 对于每个顶点，将其左侧的线段加入活动边表，将其右侧的线段从活动边表中删除。

5. 如果当前扫描线与某条边界线段相交，则根据相交点的位置来判断是否需要将该线段加入或删除活动边表。

6. 重复步骤3~5，直到扫描完整个多边形区域。

总的来说，有序边表法是一种比较简单易懂的多边形扫描线填充算法，但由于需要维护有序边表和活动边表，算法效率较低，不适用于处理大规模的多边形区域。