二維填充圖元生成

1、1,第4章 二維填充圖元生成,4.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換4.1.1 概述4.1.2 掃描線算法4.1.3 其它算法4.2 區(qū)域填充4.2.1 簡單種子填充4.2.2 掃描線種子填充4.3 圖案填充4.4 字符,2,第4章 二維填充圖元生成,二維填充圖元用顏色或圖案填充一個二維區(qū)域(由封閉的輪廓線包圍)。輪廓線通常是多邊形。如果是曲線的話：求出邊界像素→區(qū)域填充；可以采用直線段逼近→多邊形的掃描轉(zhuǎn)換。,

2、,,3,第4章 二維填充圖元生成,多邊形的兩種表示方法：,頂點表示（多邊形）用多邊形頂點的序列來刻劃多邊形。直觀、幾何意義強、占內(nèi)存少、易于幾何變換；不能直接用于光柵系統(tǒng)顯示。,點陣表示（區(qū)域）用象素的集合(邊界/內(nèi)部)來刻畫多邊形。失去了許多重要的幾何信息；便于光柵系統(tǒng)顯示。,4,第4章 二維填充圖元生成,多邊形分類：,5,第4章 二維填充圖元生成,4.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換4.1.1 概述4.1.2 掃描線算法4

3、.1.3 其它算法4.2 區(qū)域填充4.2.1 簡單種子填充4.2.2 掃描線種子填充4.3 圖案填充4.4 字符,6,4.1.1 概述－多邊形的掃描轉(zhuǎn)換,多邊形的掃描轉(zhuǎn)換：把多邊形的頂點表示轉(zhuǎn)換為點陣表示。也就是從多邊形的給定邊界出發(fā)，求出位于其內(nèi)部的各個象素，并給幀緩沖器內(nèi)對應元素設置相應的灰度，通常稱這種轉(zhuǎn)換為多邊形的掃描轉(zhuǎn)換。方法：逐點判斷法、掃描線算法、邊緣填充法、柵欄填充法、邊界標志法…,7,1. 掃描轉(zhuǎn)換

4、矩形,設矩形的四條邊分另為xmin，xmax，ymin，ymax。只要填充從ymin到y(tǒng)max的每條掃描線上位于xmin和xmax之間的象素。,void FillRectangle ( Rectangle *rect，int color ){ int x，y; for ( y = rect->ymin；y ymax；y++ ) for ( x = rect->xmin；x xmax；x+

5、+ ) SetPixel ( x，y，color );} /*end of FillRectangle ()*/,8,1. 掃描轉(zhuǎn)換矩形,矩形也是多邊形，那么為什么要單獨處理矩形？掃描轉(zhuǎn)換多邊形的算法復雜，而矩形的應用非常多(窗口)，所以對其單獨處理以提高效率。共享邊界將會被重繪兩次，如何處理？,原則：左、下邊的象素屬于矩形，而右、上邊的象素不屬于矩形。左閉右開，下閉上開。邊界像素重繪問題；填充擴大

6、化問題。,9,1. 掃描轉(zhuǎn)換矩形,考慮填充從BL(x，y)到TR（x+5，y+5）的矩形。,void FillRectangle ( Rectangle *rect，int color ){ int x，y; for ( y = rect->ymin；y ymax；y++ ) for ( x = rect->xmin；x xmax；x++ ) SetPixel (

7、x，y，color );} /*end of FillRectangle ()*/,10,1. 掃描轉(zhuǎn)換矩形,Area=6*6 =36 pixels,Area=5*5 =25 pixels,矩形面積為：6*6＝36 pixels矩形實際面積應為:[(x+5)-x]*[(y+5)-y]＝25 pixels采用左閉右開，下閉上開的原則對邊界象素進行處理可保證矩形的面積不被擴大。對FillRect

8、angle ()進行修改。,,11,1. 掃描轉(zhuǎn)換矩形,設矩形的四條邊分另為xmin，xmax，ymin，ymax。,void FillRectangle ( Rectangle *rect，int color ){ int x，y; for ( y = rect->ymin；y ymax；y++ ) for ( x = rect->xmin；x xmax；x++ )

9、 SetPixel ( x，y，color );} /*end of FillRectangle ()*/,12,2. 逐點判斷法,它是掃描轉(zhuǎn)換多邊形的最簡單算法，即逐個判斷繪圖窗口內(nèi)的象素是否在多邊形內(nèi)部。如何判斷點在多邊形的內(nèi)外？,,,,,13,2. 逐點判斷法,逐點判斷的算法雖然程序簡單，但不可取。原因是速度太慢。主要是由于該算法割斷了各象素之間的聯(lián)系，孤立地考察各象素與多邊形的內(nèi)外關系，使得幾十萬甚至幾百萬個象素都要一

10、一判別，每次判別又要多次求交點，花費很多時間。不適于實際使用，很少采用。,14,第4章 二維填充圖元生成,4.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換4.1.1 概述4.1.2 掃描線算法4.1.3 其它算法4.2 區(qū)域填充4.2.1 簡單種子填充4.2.2 掃描線種子填充4.3 圖案填充4.4 字符,15,4.1.2 掃描線算法,掃描線算法是掃描轉(zhuǎn)換多邊形的常用算法，它充分利用了相鄰像素之間的連貫性，避免了逐點判斷和反復求交計算，

11、達到了減少計算量和提高算法效率的目的。處理對象：非自交多邊形 （邊與邊之間除了頂點外無其它交點）。,16,4.1.2 掃描線算法,開發(fā)和利用相鄰象素之間的連貫性是光柵圖形學算法的重要技巧。掃描線算法綜合利用了區(qū)域的連貫性、掃描線的連貫性和邊的連貫性等三種形式的連貫性。,17,4.1.2 掃描線算法,區(qū)域的連貫性：相鄰兩條掃描線構(gòu)成一個水平長方形區(qū)域，并被多邊形的邊分割為若干梯形（一類位于多邊形的內(nèi)部；另一類在多邊形的外部，且間隔排列

12、）。只需知道該區(qū)域內(nèi)任一梯形中一點關于多邊形的內(nèi)外關系，即可確定區(qū)域內(nèi)所有梯形關于多邊形的內(nèi)外關系。 掃描線的連貫性：區(qū)域的連貫性在一條掃描線上的反映；邊的連貫性：某條邊與當前掃描線相交，也可能與下一條掃描線相交?？赏ㄟ^與當前掃描線的交點計算與下一掃描線的交點(利用斜率)。（區(qū)域的連貫性在相鄰兩掃描線上的反映）,18,根據(jù)掃描線的連貫性可知：一條掃描線與多邊形的交點中，入點和出點之間所有點都是多邊形的內(nèi)部點。所以，對所有的掃描線填

13、充入點到出點之間的點就可填充多邊形。如何具體實現(xiàn)（如何找到入點、出點）？,4.1.2 掃描線算法－原理,19,4.1.2 掃描線算法－原理,根據(jù)區(qū)域的連貫性，分為3個步驟：(1)求出掃描線與多邊形所有邊的交點；(2)把這些交點按x坐標值以升序排列；(3)對排序后的交點進行奇偶配對，對每一對交點間的區(qū)域進行填充。,步驟(3)如上圖：對y＝8的掃描線，對交點序列按x坐標升序排序得到的交點序列是(2,4,9,13)，然后對交點2與4之

14、間、9與13之間的所有象素點進行填充。求交點、排序、配對、填色,20,4.1.2 掃描線算法－數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及實現(xiàn),算法中采用較靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它由邊分類表ET（Edge Table）和活化邊表AEL（Active Edge List）兩部分組成。,求交點、排序、配對、填色利用鏈表：與當前掃描線相交的邊稱為活化邊(Active Edge)，把它們按與掃描線交點x坐標遞增的順序存入一個鏈表中，稱為活化邊表AEL (AEL， Active E

15、dge List)。它記錄了多邊形邊沿掃描線的交點序列。,y=6，AEL：,,e2,e5,AEL中每個對象需要存放的信息：ymax：邊所交的最高掃描線；x：當前掃描線與邊的交點；Δx：從當前掃描線到下一條掃描線之間的x增量next：指向下一對象的指針。,,活化邊表AEL,求交、排序、配對、填色隨掃描線的遞增如何更新AEL？邊的加入、刪除，交點的更新。,y=6，AEL：,y=7，AEL：,,,e2,e5,,e2,e3,e4,e

16、5,,建立一個新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：邊分類表ET,活化邊表AEL,邊分類表ET （Edge Table） ：按掃描線i對非水平邊進行分類的指針數(shù)組。下端點的y坐標值等于i的邊歸入第i類(在該掃描線第一次出現(xiàn)的邊)。同一類中，各邊按x值（x值相等時，按Δx的值）遞增的順序排列。有多少條掃描線，就設多少類。,ET中每個對象需要存放的信息：ymax：邊所交的最高掃描線；x：邊的下端點的x坐標；Δx：從當前掃描線到下一條掃描線之間的x增量(邊的

17、斜率的倒數(shù))；next：指向下一對象的指針。,邊分類表ET （Edge Table） ：按掃描線i對非水平邊進行分類的指針數(shù)組。下端點的y坐標值等于i的邊歸入第i類(在該掃描線第一次出現(xiàn)的邊)。同一類中，各邊按x值（x值相等時，按Δx的值）遞增的順序排列。有多少條掃描線，就設多少類。,e2,e5,,,,,,,e1,e6,e3,e4,ET（桶）,同一類中的邊按x、 Δx的遞增順序排列,25,4.1.2 掃描線算法－數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及實現(xiàn),算法中

18、采用較靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它由邊分類表ET（Edge Table）和活化邊表AEL（Active Edge List）兩部分組成。ET和AEL中的基本元素稱為“邊”（Edge）。邊的結(jié)構(gòu)“Edge”由以下四個域組成：ymax：邊的上端點的y坐標；x：在ET中表示邊的下端點的 x坐標；在AEL中則表示邊 與掃描線的交點的x坐標；Δx：邊的斜率的倒數(shù)；next：指向下一“邊”的指針。,typedef struc

19、t { int ymax； float x，deltax； Edge *next； }Edge；,26,4.1.2 掃描線算法－幾點規(guī)則,求交點、排序、配對、填色交點與多邊形頂點重合時，會導致“配對”失敗，如何處理？下閉上開,,,27,4.1.2 掃描線算法－幾點規(guī)則,掃描線與多邊形的頂點相交時，交點的取舍(保證交點正確配對)。檢查該頂點的兩相鄰邊在掃描線的哪一側(cè)：只要檢查頂點的兩條邊的另外兩個端點

20、的Y值，兩個Y值中大于交點Y值的個數(shù)是0，1，2，來決定取0，1，2個交點。(下閉上開),28,4.1.2 掃描線算法－算法描述,建立ET，置y為ET中非空桶的最小序號；置AEL表為空，且把y桶中ET表的邊加入AEL表中；while AEL表中非空 do     begin 對AEL表中的x、 Δx按升序排列；    

21、按照AEL表中交點前后次序，在每對奇偶交點間的x段予 以填充；  計算下一條掃描線：y=y+1； if 掃描線 y=ymax  then 從AEL表中刪除這些邊；     對在AEL表中的其他邊，計算與下一條掃描線的交點：x=x +Δx      按照掃描線y值把ET表中相應桶中的邊加入

22、AEL表中；endend of algorithm,e2,e5,,,,,,,e1,e6,e3,e4,:ET,AEL=空,y=1 AEL=,(7，1) →(7，1),(4.5，2) →(8.5，2),(2，3) →(10，3),(2，4) →(11.5，4),(2，5) →(13，5),(2，6) →(13，6),AEL：,,,y=2 AEL=,,y=3 AEL=,,y=4 AEL=,,y=5 AEL=,,y=6 AEL=,算法示例,

23、e2,e5,,,,,,,e1,e6,e3,e4,:ET,y=7 AEL=,(2，7) →(7，7),(7，7) →(13，7),(2，6) →(13，6),AEL：,,,,y=6 AEL=,,,y=8 AEL=,(2，8) →(4.5，8),(8.5，8) →(13，8),,,,,y=9 AEL=,(10，9) →(13，9),,算法示例,e2,e5,,,,,,,e1,e6,e3,e4,:ET,y=10 AEL=,(11.5，10) →

24、(13，10),AEL：,,y=9 AEL=,(10，9) →(13，9),,y=11 AEL= 空,算法示例,32,練習,寫出如圖所示的多邊形的邊分類表（ET）及y=7和y=1對應的活性邊表（AEL）,e3,e5,,,,,e1,e2,e4,,,y=7，AET：,y=1，AET：,,e4,e3,,e1,e2,35,4.1.2 掃描線算法－幾點規(guī)則,求交點、排序、配對、填色還需解決的問題：交點x坐標可能是小數(shù)，如何取整？填充擴大化的

25、問題，及邊界像素的取舍問題。,36,交點的取整利用連貫性計算出的交點可能導致部分像素位于多邊形之外。目的：使生成的像素盡量位于多邊形之內(nèi)，并且避免填充擴大化。,,4.1.2 掃描線算法－幾點規(guī)則,37,4.1.2 掃描線算法－幾點規(guī)則,假定非水平邊與掃描線y=e相交，交點的橫坐標為x。若x為小數(shù)，即交點落于掃描線上兩個相鄰像素之間時，規(guī)則如下：(a) 交點位于左邊之上(入點)，向右取整；(b) 交點位于右邊之上(出點)，向左

26、取整；,38,4.1.2 掃描線算法－幾點規(guī)則,邊界象素的取舍問題，避免填充擴大化。若x為整數(shù)，即交點落于像素點上（邊界象素）。落在右邊界的象素(出點)不予填充；“左閉右開”,39,4.1.2 掃描線算法－幾點規(guī)則,1.邊界上的象素: “左閉右開” ，將左邊界的點算為內(nèi)部，而將右邊界的點算為外部。2.頂點：“下閉上開”，即丟棄上頂點。,掃描線交于一頂點，共享交點的兩條邊分另處于掃描線的兩邊，這時交點只取1個，如掃描線y=3，根據(jù)

27、“下閉上開” 原則，該點被填充1次。,共享交點的兩條邊處于掃描線的上方，這時交點取2個，如掃描線y=1。,共享交點的兩條邊處于掃描線的下方，這時交點取0個，如掃描線y=9，無交點，不填充。,,40,4.1.2 掃描線算法－小結(jié),優(yōu)點：充分利用了區(qū)域的連貫性，算法的效率比逐點填充法高很多。缺點：對各種表的維持和排序開銷太大，適合軟件實現(xiàn)而不適合硬件實現(xiàn)。思考：多邊形的水平邊對算法有何影響？上述算法中交點如何實現(xiàn)所述規(guī)則的取舍？算

28、法是否能處理自交多邊形？,41,4.1.2 掃描線算法－思考,水平邊對算法有何影響？水平邊對算法沒有影響，可在預處理階段去除。,42,第4章 二維填充圖元生成,4.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換4.1.1 概述4.1.2 掃描線算法4.1.3 其它算法4.2 區(qū)域填充4.2.1 簡單種子填充4.2.2 掃描線種子填充4.3 圖案填充4.4 字符,43,4.1.3 其它算法,1. 邊緣填充法2. 柵欄填充法3. 邊界標

29、志法,44,求余運算：假定A為一個正整數(shù)(計算機中取A為n位能表示的最大整數(shù)。即，A=0xFFFFFFFF )，則M的余定義為A – M, 記為 。求余可用異或顯示模式實現(xiàn)：光柵圖形中，如果某區(qū)域已著上值為M的顏色值，做偶數(shù)次求余運算，該區(qū)域顏色不變；而做奇數(shù)次求余運算，則該區(qū)域顏色變?yōu)橹禐?的顏色。這一規(guī)律應用于多邊形掃描轉(zhuǎn)換，就是邊緣填充算法。算法基本思想：對于每條掃描線和每條多邊形邊的交點，將該掃描線上交點

30、右方的所有象素取余。,1. 邊緣填充算法,45,1. 邊緣填充算法－以邊為中心的算法,1. 將繪畫窗口的背景置為 ；2. 從多邊形的每一條非水平邊上的象素開始向右求余。,46,1. 邊緣填充算法－與掃描線算法的比較,適合用于具有幀緩存的圖形系統(tǒng)。優(yōu)點：算法簡單，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié)構(gòu)都比掃描線法簡單。缺點：對于復雜圖形，每一象素可能被訪問多次，輸入、輸出的量比掃描線填充算法大得多；要對幀緩存的大量象素反復賦值，速度較慢；

31、并難于用圖案填充。,47,2. 柵欄填充算法,邊緣填充算法的改進。引入柵欄，以減少填充算法重復訪問象素的次數(shù)。柵欄：與掃描線垂直的直線，通常過一頂點，且把多邊形分為左右二部分?；舅枷耄簩⒔稽c與柵欄之間的象素取余。減少了象素重復訪問數(shù)目，但不徹底。,48,3. 邊界標志算法,取一個布爾變量inside來指示當前點的狀態(tài)；Inside 的初始值為假，每當當前訪問象素為被打上邊界標志的點，就把inside取反。對未打標志的點，insi

32、de不變。沒有了求交、排序等運算。,,,,,,,,,,,,,,,,,49,3. 邊界標志算法,也稱輪廓填充算法－改進的邊緣填充法。1. 對多邊形的每一條邊進行掃描轉(zhuǎn)換，即對多邊形邊界所經(jīng)過的象素作一個邊界標志。2. 填充：對每條與多邊形相交的掃描線，按從左到右的順序，逐個訪問該掃描線上的象素。取一個布爾變量inside來指示當前點的狀態(tài)：若點在多邊形內(nèi)，則inside為真；若點在多邊形外，則inside為假。Ins

33、ide 的初始值為假，每當當前訪問象素為被打上邊界標志的點，就把inside取反。對未打標志的點，inside不變。,50,3. 邊界標志算法,優(yōu)點：對每個象素只訪問一次。不必建立、維護ET及AEL等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也沒有了排序、求交等運算，適于硬件實現(xiàn)。用軟件實現(xiàn)時，掃描線算法與邊界標志算法的執(zhí)行速度幾乎相同。但由于邊界標志算法不必建立維護AEL以及對它進行排序，所以邊界標志算法更適合硬件實現(xiàn)，這時它的執(zhí)行速度比掃描線算法快一至兩個數(shù)量

34、級。,51,第4章 二維填充圖元生成,4.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換4.1.1 概述4.1.2 掃描線算法4.1.3 其它算法4.2 區(qū)域填充4.2.1 簡單種子填充4.2.2 掃描線種子填充4.3 圖案填充4.4 字符,52,4.2 區(qū)域填充,多邊形的兩種表示方法：,頂點表示（多邊形）用多邊形頂點的序列來刻劃多邊形。直觀、幾何意義強、占內(nèi)存少、易于幾何變換；不能直接用于光柵系統(tǒng)顯示。,點陣表示（區(qū)域）用象素的集

35、合(邊界/內(nèi)部)來刻畫多邊形。失去了許多重要的幾何信息；便于光柵系統(tǒng)顯示。,53,4.2 區(qū)域填充,區(qū)域可采用兩種表示形式:內(nèi)點表示枚舉區(qū)域內(nèi)部的所有像素；內(nèi)部的所有像素著同一個顏色；邊界像素著不同的顏色。邊界表示枚舉出邊界上所有的像素；邊界上的所有像素著同一顏色；內(nèi)部像素著不同的顏色。,54,4.2 區(qū)域填充,區(qū)域填充先將區(qū)域內(nèi)的一點賦予指定的顏色，然后將該顏色擴展到整個區(qū)域的過程。簡單種子算法掃描線種子算

36、法要求區(qū)域是“連通”的。,55,4.2 區(qū)域填充,區(qū)域填充要求區(qū)域是連通的連通性：4連通： 從區(qū)域內(nèi)任意一點出發(fā)，可通過上、下、左、右四個方向到達區(qū)域內(nèi)的任意象素；8連通： 從區(qū)域內(nèi)任意一點出發(fā)，可通過上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八個方向到達區(qū)域內(nèi)的任意象素；,,56,第4章 二維填充圖元生成,4.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換4.1.1 概述4.1.2 掃描線算法4.1.3 其它算法4.2 區(qū)域填充4.

37、2.1 簡單種子填充4.2.2 掃描線種子填充4.3 圖案填充4.4 字符,57,4.2.1 簡單種子填充算法,設G為一內(nèi)點表示的區(qū)域，(x,y)為區(qū)域內(nèi)一點，old_color為G的原色?，F(xiàn)取(x,y)為種子點對區(qū)域G進行填充：即先置像素(x,y)的顏色為new_color，然后逐步將整個區(qū)域G都置為同樣的顏色。 步驟如下：,種子象素入棧，當棧非空時，執(zhí)行如下三步操作：（1）棧頂象素出棧；（2）將出棧象素置成new_colo

38、r ；（3）按左、上、右、下的順序檢查與出棧象素相鄰的四個象素，若其中某個象素為old_color，則把該象素作為新的種子入棧。,58,4.2.1 簡單種子填充算法,/*內(nèi)點表示的4連通區(qū)域*/void FloodFill4(int x,int y,int oldColor,int newColor){ if(GetPixel(x,y) == oldColor) { SetPixel(x,y,newColor); F

39、loodFill4(x-1,y,oldColor,newColor);FloodFill4(x,y+1,oldColor,newColor);FloodFill4(x+1,y,oldColor,newColor); FloodFill4(x,y-1,oldColor,newColor);}}/*end of FloodFill4()*/,8,2,3,9,S,4,5,7,6,,5,4,3,2,1,0,,,,0,,8,

40、2,3,,1,,9,S,4,5,,2,,7,6,,3,,,4,,,,,,,,,,,,,,,,各象素入棧及出棧順序: S入棧S出棧并填充, (4,7,9,2入棧)2出棧并填充,(3,8入棧)8出棧并填充,(9入棧)9出棧并填充,(無象素入棧)3出棧并填充,(4入棧)4出棧并填充,(5,6入棧)6出棧并填充,(7入棧)7出棧并填充,(無象素入棧)5出棧并填充,(無象素入棧)9出棧7出棧4出棧,入棧: s

41、 4 7 9 2 3 8 9 4 5 6 7出棧: s 2 8 9 3 4 6 7 5 9 7 4,按左、上、右、下檢查出棧象素四個相鄰的象素,設種子象素為S(4,3)，按左、上、右、下檢查

42、出棧象素四個相鄰的象素，寫出各象素入棧及出棧順序。,入棧順序： (4,3) (3,3),(4,4),(5,3),(4,2) (3,2),(5,2) (5,3),(6,2) …….,出棧填色順序:(4,3)(4,2)(5,2)(6,2)…….,棧內(nèi)象素: (3,3),(4,4), (5,3),

43、(3,2), (5,3)……,練習,61,4.2.1 簡單種子填充算法,/*邊界表示的4連通區(qū)域*/void BoundaryFill4(int x,int y,int boundaryColor,int newColor){int color;color = GetPixel(x,y);if((color != boundaryColor) && (color != newColor)){SetPi

44、xel(x,y,newColor);BoundaryFill4(x,y+1,oldColor,newColor);BoundaryFill4(x,y-1,oldColor,newColor);BoundaryFill4(x-1,y,oldColor,newColor);BoundaryFill4(x+1,y,oldColor,newColor);}}/*end of BoundaryFill4()*/,6

45、2,,4.2.1 簡單種子填充算法,采用4向填充算法能否填充此8向連通區(qū)域？8連通區(qū)域的填充：將搜索方向改為8向?？商畛?連通區(qū)域和4連通區(qū)域？,63,4.2.1 簡單種子填充算法,該算法也可以填充有孔區(qū)域。 優(yōu)點：算法簡單缺點：遞歸執(zhí)行，效率不高，要求很大的存儲空間來實現(xiàn)堆棧。費時費內(nèi)存。改進：減少遞歸次數(shù)，提高效率。掃描線種子填充算法,64,第4章 二維填充圖元生成,4.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換4.1.1 概述

46、4.1.2 掃描線算法4.1.3 其它算法4.2 區(qū)域填充4.2.1 簡單種子填充4.2.2 掃描線種子填充4.3 圖案填充4.4 字符,65,4.2.2 掃描線種子算法－原理,原理：基于種子填充算法的思想，利用掃描線的連貫性，減少遞歸層次。,基本過程：當給定種子點時，首先填充種子點所在的掃描線上的位于給定區(qū)域的一個區(qū)段；然后確定與這一區(qū)段相通的上下兩條掃描線上位于給定區(qū)域內(nèi)的區(qū)段，并依次保存下來。反復這個過程，

47、直到填充結(jié)束。,66,4.2.2 掃描線種子算法－算法描述,將種子象素壓入堆棧while 堆棧非空 do begin    從堆棧中彈出一個種子象素；    沿著掃描線對種子象素的左右象素進行填充，直至遇 到邊界象素為止；    標志區(qū)間內(nèi)最左和最右象素為xleft 和xright； if在xleft≤x≤xri

48、ght中檢查與當前掃描線相鄰的上下兩 條掃描線全為邊界象素或全為已填充過的象素 then goto 2； 在xleft≤x≤xright中標記每一個既不包含邊界象素又不 包含已填充過的象素的區(qū)間；   將每一區(qū)間的最右象素作為種子象素壓入堆棧；endend of algorithm,67,4.2.2 掃描線種子算法－算法示例,執(zhí)行掃描線種子法的過程如圖所示，●是種子象素點S。開始時，堆

49、棧只有一個種子象素S，先填充S所在的區(qū)段，然后將其上下掃描線未填充的各區(qū)段的最右象素1，2，3作為種子象素壓入堆棧，再從堆棧中取出種子象素3，填充該區(qū)段，并將下一條掃描線未填充的區(qū)段的最右象素4壓入堆棧，重復執(zhí)行，直至堆棧為空時結(jié)束，整個區(qū)域填充完畢。,,,,,,,,,,,,,,68,4.2.2 掃描線種子算法,上述算法對于每一個待填充區(qū)段，只需壓棧一次；因此，掃描線種子填充算法提高了區(qū)域填充的效率。,69,多邊形掃描轉(zhuǎn)換與區(qū)域填充,聯(lián)

50、系：都是光柵圖形的多邊形面著色?？上嗷マD(zhuǎn)換：當用直線的掃描轉(zhuǎn)換算法將多邊形的邊界像素求出，并給定多邊形內(nèi)一點為種子點時，則多邊形的掃描轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為區(qū)域填充。若已知給定區(qū)域為多邊形，可求出其頂點坐標，則區(qū)域填充轉(zhuǎn)化為多邊形的掃描轉(zhuǎn)換。,70,多邊形掃描轉(zhuǎn)換與區(qū)域填充,區(qū)別：基本思想不同前者：將多邊形的頂點表示轉(zhuǎn)換成點陣表示，后者：只改變區(qū)域的填充顏色，沒有改變表示方法。對邊界的要求不同前者：只要求掃描線與多邊形邊界交點個數(shù)為偶

51、數(shù)。邊界可以不封閉（例如對水平邊的預處理）。后者：區(qū)域封閉，防止遞歸填充跨界?；诘臈l件不同前者：從邊界頂點信息出發(fā)。后者：區(qū)域內(nèi)種子點。,71,第4章 二維填充圖元生成,4.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換4.1.1 概述4.1.2 掃描線算法4.1.3 其它算法4.2 區(qū)域填充4.2.1 簡單種子填充4.2.2 掃描線種子填充4.3 圖案填充4.4 字符,72,4.3 圖案填充,基本問題關鍵是建立區(qū)域與圖像間的對

52、應關系。方法1：建立整個繪圖空間(xoy)與圖像空間(uov)的1-1映射。（漫游）,,旋轉(zhuǎn)區(qū)域,填充區(qū)域,圖像（紋理）,,73,2.7 以圖像填充區(qū)域,方法2：建立區(qū)域局部坐標空間(u’o’v’)與圖像空間(uov)的1-1映射。（動畫）,填充區(qū)域,旋轉(zhuǎn)區(qū)域,圖像（紋理）,,,74,第4章 二維填充圖元生成,4.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換4.1.1 概述4.1.2 掃描線算法4.1.3 其它算法4.2 區(qū)域填充4.2.1

53、簡單種子填充4.2.2 掃描線種子填充4.3 圖案填充4.4 字符,75,4.4 字符,字符：在屏幕上顯示的字母、數(shù)字、符號、漢字等。由一個數(shù)字編碼唯一標識。例如：ASCII碼，GB2312-80等。為了顯示輸出字符，必須有相應的字庫，用于存儲每個字符的形狀信息。點陣字符：存儲量大，易于顯示；矢量字符：存儲量小，美觀，變換方便; 但需要光柵化后才能顯示。,76,4.4.1 點陣字符,點陣式字符將字符形狀表示為一個矩形點陣，

54、由點陣中點的不同值表達字符的形狀。,1 對應 前景色0 對應 背景色,7＊9位圖常用位圖：7＊99＊1616＊24,77,4.4.1 點陣字符,點陣字符的存儲（點陣字符是由位圖表示的，保存字符就是保存它的位圖）例：16＊16點陣漢字：16*16=256位（32個字節(jié)） 常用漢字6763個：6763*32=216416字節(jié) 16*24=384位（48字節(jié)） 6763*48=3

55、24K字節(jié)使用壓縮技術(shù)。點陣字符的顯示：從字庫中將字符的位圖檢索出來。將檢索到的位圖寫入幀緩存中。,78,4.4.1 點陣字符,點陣字符的變換：表示點陣字符的是位圖。對點陣字符的變換是逐像素的圖象變換。當將點陣字符旋轉(zhuǎn)或放大時，會出現(xiàn)走樣而難看。,以字母P為原型的一些變化,79,4.4.2 矢量字符,記錄字符的筆畫信息（幾何信息，如字符所有端點的坐標信息及拓撲結(jié)構(gòu)）而不是整個位圖。占用空間少，美觀，變換方便。廣泛用于排版，工程

56、繪圖軟件中?；救〈它c陣字符。,80,4.4.2 矢量字符,矢量字符的變換：表示矢量字符的是端點坐標，對矢量字符的變換是對端點進行變換，屬于圖形的幾何變換。計算簡單，且顯示效果好。矢量字符的顯示：根據(jù)給定字符的編碼，在字庫中檢索出表示該字符的數(shù)據(jù)。取出端點坐標，對其進行適當?shù)膸缀巫儞Q，再根據(jù)各端點的標志顯示字符。,81,4.4.3 字符屬性,字體： 宋體 仿宋體 楷體 黑體 隸書字高： 宋體 宋體 宋體 宋體字