栅栏填充算法详解：区域填充与扫描转换

栅栏填充算法是计算机图形学中的一个重要概念，用于处理实区域的扫描转换和区域填充问题。在本课件中，它被分为两个主要部分：直线生成算法和圆与椭圆的生成算法，这些都是图形生成的基础。接下来，我们将深入探讨关键步骤： 1. **数据准备**：首先，建立一个活化边表（ET表），它是有序边表算法的核心。活化边表用于存储多边形的边和它们与中心扫描线的交点信息，包括x交点的初始值、多边形穿过的扫描线条数加上y值，以及相邻扫描线之间的x增量。这些数据在算法执行过程中起到激活像素的作用。 2. **有序边表算法**： - 对于多边形的每条边，找到与中心扫描线相交的最高扫描线，这有助于确定填充的边界。 - 检查对应扫描线的y桶（ET表）中是否有新的边，如果有，将这些边加入活化边表。 - 活化边表中的交点按x值排序，确保按顺序激活满足条件的像素。 - 更新交点的x值，根据x增量调整。 - 减少边的y值计数，当值小于0时，从活化边表中移除该边。 3. **扫描转换与区域填充**：通过对数据进行扫描转换，将多边形的几何形状映射到屏幕像素上，实现区域填充。这涉及到逐行扫描屏幕，根据活化边表中的信息激活像素，直到覆盖整个多边形区域。 4. **图形反走样基础**：尽管栅栏填充算法本身关注的是离散的像素处理，但后续章节可能还会介绍如何通过图形反走样技术来提高图像质量，减少锯齿效应，使图形边缘更加平滑。 5. **区域划分与用途**：活化边表中的各域代表不同的区域，它们用于跟踪多边形的边界变化，确保在处理复杂图形时，能准确地确定每个像素应该被哪个多边形填充。 总结来说，栅栏填充算法是计算机图形学中实现图形渲染和区域填充的关键技术，通过有序的数据结构和策略，能够高效地处理二维空间中的图形。理解并掌握这个算法，对于开发游戏、图形设计、图像处理等领域都有着重要的应用价值。