C++中编写代码实现扫描线填充算法,需要填充的有多个多边形,这些多边形都是空心的,多边形之前可能会相互嵌套且颜色各不相同,背景为白色 编写代码实现对这些图形的填充

时间: 2024-03-04 08:52:57 浏览: 41
以下是一个基于扫描线填充算法的C++代码示例,可以用于填充多个多边形: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; struct Point { int x, y; Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {} }; struct Edge { int ymin, ymax; float x, dx; Edge(int ymin = 0, int ymax = 0, float x = 0, float dx = 0) : ymin(ymin), ymax(ymax), x(x), dx(dx) {} bool operator<(const Edge& e) const { return ymin < e.ymin; } }; class Polygon { public: Polygon(const vector<Point>& points, const int& color) : points(points), color(color) { ymax = 0; for (int i = 0; i < points.size(); i++) { if (points[i].y > ymax) ymax = points[i].y; int j = (i + 1) % points.size(); if (points[i].y != points[j].y) { edges.push_back(points[i].y < points[j].y ? Edge(points[i].y, points[j].y, points[i].x, (float)(points[j].x - points[i].x) / (points[j].y - points[i].y)) : Edge(points[j].y, points[i].y, points[j].x, (float)(points[i].x - points[j].x) / (points[i].y - points[j].y))); } } } vector<Point> points; vector<Edge> edges; int ymax, color; }; class ScanlineFiller { public: ScanlineFiller(const vector<Polygon>& polygons) : polygons(polygons) { for (auto& polygon : polygons) { for (auto& edge : polygon.edges) { edge.x += 0.5f; } } } void fill() { sortEdges(); for (int y = 0; y <= ymax; y++) { updateActiveEdges(y); sortActiveEdges(); fillScanline(y); } } private: vector<Polygon> polygons; vector<Edge> activeEdges; int ymax = 0; void sortEdges() { for (auto& polygon : polygons) { sort(polygon.edges.begin(), polygon.edges.end()); if (polygon.ymax > ymax) ymax = polygon.ymax; } } void updateActiveEdges(const int& y) { for (auto& polygon : polygons) { for (auto& edge : polygon.edges) { if (edge.ymin == y) { activeEdges.push_back(edge); } } } activeEdges.erase(remove_if(activeEdges.begin(), activeEdges.end(), [y](const Edge& edge) {return edge.ymax == y;}), activeEdges.end()); for (auto& edge : activeEdges) { edge.x += edge.dx; } } void sortActiveEdges() { sort(activeEdges.begin(), activeEdges.end(), [](const Edge& e1, const Edge& e2) {return e1.x < e2.x;}); } void fillScanline(const int& y) { for (int i = 0; i < activeEdges.size(); i += 2) { int x1 = activeEdges[i].x; int x2 = activeEdges[i+1].x; for (int x = x1; x < x2; x++) { fillPixel(x, y, getInterpolatedColor(activeEdges[i], activeEdges[i+1], x)); } } } int getInterpolatedColor(const Edge& e1, const Edge& e2, const int& x) { float t = (x - e1.x) / (e2.x - e1.x); int c1 = polygons[e1.ymin].color; int c2 = polygons[e2.ymin].color; return c1 * (1-t) + c2 * t; } void fillPixel(const int& x, const int& y, const int& color) { // 填充像素(x,y)的颜色为color cout << "Fill pixel (" << x << "," << y << ") with color " << color << endl; } }; int main() { vector<Point> points1 = {Point(100, 100), Point(200, 100), Point(150, 150)}; Polygon polygon1(points1, 1); vector<Point> points2 = {Point(120, 120), Point(180, 120), Point(150, 170)}; Polygon polygon2(points2, 2); vector<Polygon> polygons = {polygon1, polygon2}; ScanlineFiller filler(polygons); filler.fill(); return 0; } ``` 其中,`Polygon` 表示一个多边形,包含多边形的顶点、边、最大纵坐标和填充颜色;`Edge` 表示一个边,包含边的最小纵坐标、最大纵坐标、起点横坐标、横坐标增量;`ScanlineFiller` 表示扫描线填充器,包含多个多边形和当前扫描线上的活动边。 算法的流程如下: 1. 对于每个多边形,计算出它的边,并按照最小纵坐标排序,同时记录下所有多边形的最大纵坐标 ymax。 2. 对于每个纵坐标 y,更新当前扫描线上的活动边: - 对于每个多边形,将其所有 ymin 等于 y 的边加入活动边。 - 将所有 ymax 等于 y 的边从活动边中删除。 - 对于每个活动边,更新其横坐标。 3. 对当前扫描线上的活动边按照横坐标排序,然后用相邻的一对边来填充扫描线上的像素,填充颜色为这两个边的颜色的线性插值。 4. 重复2-3步直到扫描完整个图形。 以上代码仅供参考,可能需要根据实际情况进行修改。

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