计算机图形学：区域填充算法详解

"计算机图形学第四讲的内容主要集中在区域填充算法上，由李陶深教授讲解。课程涵盖了直线生成算法、圆与椭圆的绘制、图元的概念、区域填充算法以及裁剪和反走样技术。区域填充是计算机图形学中的一个重要部分，主要用于将多边形边界内的像素赋予特定颜色或图案，从而实现面着色，使画面效果更自然、色彩更丰富。 多边形在计算机图形学中的表示有两种主要方式：顶点表示，即通过有序顶点序列来定义多边形；点阵表示，即利用多边形内部的像素集合来表示。在实际的填充过程中，多边形填色算法分为两类，一是基于多边形边界的矢量数据的多边形填色算法，适用于程序自动填充；二是基于图像形式数据的种子填色算法，通常需要用户交互选择填充起点，更适合人机交互填色。 多边形填色算法的核心挑战在于判断像素是否位于多边形内部，这可以通过射线法、转角法等方法实现。逐点判断算法是一种基础策略，它通过发射一条从当前像素出发的射线，并计算射线与多边形边界的交点数量来确定像素位置。而扫描线填色算法则通过在屏幕水平方向上移动扫描线，结合连贯性概念和奇异点处理，更高效地完成填充。 此外，课程还涉及了如何优化这些算法，以及在实现这些算法时所需的数据结构。例如，如何处理边界上的奇异点，如何设计有效的数据结构以提高算法效率，这些都是多边形填充算法设计中的关键考虑因素。" 以上内容详尽解析了计算机图形学中区域填充算法的基本概念、分类、表示方法以及核心问题，旨在帮助学习者理解这一领域的核心思想和常见技术。