《计算机图形学》实验报告区域填充扫描线算法

一、实验目的和要求

熟悉光栅图形学中的区域填充扫描线算法；
利用区域填充算法绘制多边形区域，区域由离散点组成；
应用OpenGL进行区域填充。

二、实验内容

用区域填充直线扫描法填充绘制六边形：

初始化一个空的栈用于存放种子点，将种子点(x, y)入栈；
判断栈是否为空，如果栈为空则结束算法，否则取出栈顶元素作为当前扫描线的种子点(x, y)，y是当前的扫描线；
从种子点(x,y)出发，沿当前扫描线向左、右两个方向填充，直到边界。分别标记区段的左、右端点坐标为xLeft和xRight；
分别检查与当前扫描线相邻的y - 1和y + 1两条扫描线在区间[xLeft,xRight]中的像素，从xLeft开始向xRight方向搜索，若存在非边界且未填充的像素点，则找出这些相邻的像素点中最右边的一个，并将其作为种子点压入栈中，然后返回第2步；

三、实验过程及代码

#include<gl/glut.h>
#include<windows.h>
const int POINTNUM = 6;      //多边形点数.  //定义结构体用于活性边表AET和新边表NET
typedef struct XET
{float x;float dx, ymax;XET* next;
}AET, NET;//定义点结构体point
struct point
{float x;float y;
}
polypoint[POINTNUM] = { 250,50,500,150,550,400,400,250,200,350,100,100 };      //多边形顶点  void PolyScan()
{//计算最高点的y坐标(扫描到此结束)int MaxY = 0;int i;for (i = 0; i<POINTNUM; i++)if (polypoint[i].y>MaxY)MaxY = polypoint[i].y;//初始化AET表AET *pAET = new AET;pAET->next = NULL;//初始化NET表NET *pNET[1024];for (i = 0; i <= MaxY; i++){pNET[i] = new NET;pNET[i]->next = NULL;}glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);        //赋值的窗口显示.    glColor3f(0.5, 0.5, 0.0);             //设置直线的颜色红色  glBegin(GL_POINTS);//扫描并建立NET表for (i = 0; i <= MaxY; i++){for (int j = 0; j<POINTNUM; j++)if (polypoint[j].y == i){                       //一个点跟前面的一个点形成一条线段，跟后面的点也形成线段     if (polypoint[(j - 1 + POINTNUM) % POINTNUM].y>polypoint[j].y){NET *p = new NET;p->x = polypoint[j].x;p->ymax = polypoint[(j - 1 + POINTNUM) % POINTNUM].y;p->dx = (polypoint[(j - 1 + POINTNUM) % POINTNUM].x - polypoint[j].x) / (polypoint[(j - 1 + POINTNUM) % POINTNUM].y - polypoint[j].y);p->next = pNET[i]->next;pNET[i]->next = p;}if (polypoint[(j + 1 + POINTNUM) % POINTNUM].y>polypoint[j].y){NET *p = new NET;p->x = polypoint[j].x;p->ymax = polypoint[(j + 1 + POINTNUM) % POINTNUM].y;p->dx = (polypoint[(j + 1 + POINTNUM) % POINTNUM].x - polypoint[j].x) / (polypoint[(j + 1 + POINTNUM) % POINTNUM].y - polypoint[j].y);p->next = pNET[i]->next;pNET[i]->next = p;}}}//建立并更新活性边表AETfor (i = 0; i <= MaxY; i++){//计算新的交点x,更新AET  NET *p = pAET->next;while (p){p->x = p->x + p->dx;p = p->next;}//更新后新AET先排序//断表排序,不再开辟空间  AET *tq = pAET;p = pAET->next;tq->next = NULL;while (p){while (tq->next && p->x >= tq->next->x)tq = tq->next;NET *s = p->next;p->next = tq->next;tq->next = p;p = s;tq = pAET;}              //                     (改进算法)先从AET表中删除ymax==i的结点AET *q = pAET;p = q->next;while (p){if (p->ymax == i){q->next = p->next;delete p;p = q->next;}else{q = q->next;p = q->next;}}                    //将NET中的新点加入AET,并用插入法按X值递增排序p = pNET[i]->next;q = pAET;while (p){while (q->next && p->x >= q->next->x)q = q->next;NET *s = p->next;p->next = q->next;q->next = p;p = s;q = pAET;}                            //配对填充颜色p = pAET->next;while (p && p->next){for (float j = p->x; j <= p->next->x; j++)glVertex2i(static_cast<int>(j), i);p = p->next->next;                  //考虑端点情况  }}glEnd();glFlush();
}
void init(void)
{glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);     //窗口的背景颜色设置为白色  glMatrixMode(GL_PROJECTION);gluOrtho2D(0.0, 600.0, 0.0, 600.0);
}void main(int argc, char* argv)
{glutInit(&argc, &argv);                //初始化 GLUT.  glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);    //设置显示模式：单个缓存和使用RGB模型  glutInitWindowPosition(50, 50);        //设置窗口的顶部和左边位置  glutInitWindowSize(800, 800);        //设置窗口的高度和宽度  glutCreateWindow("An Example OpenGL Program");    //创建显示窗口  init();                                //调用初始化过程  glutDisplayFunc(PolyScan);        //图形的定义传递给我window.  glutMainLoop();                        //显示所有的图形并等待
}

四、实验运行结果截图

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