扫描线与种子填充：区域填充算法解析

"区域填充是计算机图形学中的一个重要概念，主要涉及如何在封闭区域内填充颜色或图案。区域填充算法通常分为两种类型：基于顶点表示的扫描线算法和基于点阵表示的种子填充算法。这两种方法各有优势，适应不同的应用场景。 顶点表示法通过多边形的顶点序列来描述多边形，便于几何变换，但不适用于直接填充。点阵表示法则通过多边形内的像素集合来表示，虽然丢失了一些几何信息，但适合填充操作。 扫描线算法是一种将顶点表示转换为点阵表示的方法。算法的基本流程包括四个步骤：首先计算扫描线与多边形边界的交点；其次，将这些交点按X坐标升序排序；然后，将相邻的两个交点配对，形成相交区间；最后，填充这些区间内的像素。在实际应用中，为了提高效率，会使用活性边表（AET）存储与当前扫描线相交的边，只处理这些边的交点。 种子填充算法则是从一个或多个“种子”像素开始，通过判断相邻像素是否位于区域内，逐步扩展填充。这种方法适用于点阵表示，能有效地填充任意形状的闭合区域。 在扫描线算法中，活性边表的维护至关重要，因为它可以避免不必要的交点计算，提高算法效率。当扫描线改变时，需要更新活性边表，确保其中包含的边是与新扫描线相交的边。 在填充过程中，需要注意避免出现空洞或溢出的问题，这通常通过正确的边界检测和处理策略来解决。例如，可以使用非零规则或偶数规则来确定像素是否属于多边形内部。 区域填充是计算机图形学中用于图像处理和渲染的关键技术，广泛应用于各种领域，如图像编辑软件、游戏开发和计算机辅助设计。了解和掌握这些填充算法，对于理解和创建复杂的图形和图像处理程序至关重要。"