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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