多边形的填充实验经典.docx
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多边形的填充实验经典
试验
实验一：
图形的区域填充
一、实验目的
区域填充是指先将区域内的一点（常称为种子点）赋予给定颜色，然后将这种颜色扩展到整个区域内的过程。
区域填充技术广泛应用于交互式图形、动画和美术画的计算机辅助制作中。
本实验采用递归填充算法或扫描线算法实现对光栅图形的区域填充。
通过本实验，可以掌握光栅图形编程的基本原理和方法。
二、实验内容
掌握光栅图形的表示方法，实现种子算法或扫描线算法。
通过程序设计实现上述算法。
建议采用VC++实现OpenGL程序设计。
三、实验原理、方法和手段
递归算法
在要填充的区域内取一点（X，Y）的当前颜色记为oldcolor，用要填充的颜色newcolor去取代，递归函数如下：
procedureflood-fill（X,Y,oldcolor,newcolor:
integer）;
begin
ifgetpixel（framebuffer,x,y）=oldcolor
thenbegin
setpixel（framebuffer,x,y,newcolor）;
flood-fill（X,Y+1,oldcolor,newcolor）;
flood-fill（X,Y-1,oldcolor,newcolor）;
flood-fill（X-1,Y,oldcolor,newcolor）;
flood-fill（X+1,Y,oldcolor,newcolor）;
end
end
扫描线算法
扫描线算法的效率明显高于递归算法，其算法的基本思想如下：
（1）（初始化）将算法设置的堆栈置为空，将给定的种子点（x,y）压入堆栈。
（2）（出栈）如果堆栈为空，算法结束；否则取栈顶元素（x,y）作为种子点。
（3）（区段填充）从种子点（x,y）开始沿纵坐标为y的当前扫描线向左右两个方向逐个象素进行填色，其值置为newcolor,直到抵达边界为止。
（4）（定范围）以xleft和xright分别表示在步骤3中填充的区段两端点的横坐标。
（5）（进栈）分别在与当前扫描线相邻的上下两条扫描线上，确定位于区间[xleft，xright]内的给定区域的区段。
如果这些区段内的象素的颜色值为newcolor或者boundarycolor（边界上象素的颜色值），则转到步骤2，否则取区段的右端点为种子压入堆栈，再转到步骤2继续执行。
四、实验组织运行要求
本实验采用集中授课形式，每个同学独立完成上述实验要求。
五、实验条件
每人一台计算机独立完成实验。
六、实验步骤、结果及部分代码
（1）将图形显示在初始位置。
（2）给定种子点的坐标。
（3）显示从种子点开始的扩散过程。
（4）显示填充后的图形。
部分代码
//填充Dlg.cpp:
implementationfile
//
#include"stdafx.h"
#include"填充.h"
#include"填充Dlg.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CAboutDlgdialogusedforAppAbout
classCAboutDlg:
publicCDialog
{
public:
CAboutDlg（）;
//DialogData
//{{AFX_DATA（CAboutDlg）
enum{IDD=IDD_ABOUTBOX};
//}}AFX_DATA
//ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides
//{{AFX_VIRTUAL（CAboutDlg）
protected:
virtualvoidDoDataExchange（CDataExchange*pDX）;//DDX/DDVsupport
//}}AFX_VIRTUAL
//Implementation
protected:
//{{AFX_MSG（CAboutDlg）
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP（）
};
CAboutDlg:
:
CAboutDlg（）:
CDialog（CAboutDlg:
:
IDD）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_INIT
}
voidCAboutDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CAboutDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CAboutDlg）
//Nomessagehandlers
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMyDlgdialog
CMyDlg:
:
CMyDlg（CWnd*pParent/*=NULL*/）
:
CDialog（CMyDlg:
:
IDD,pParent）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CMyDlg）
//NOTE:
theClassWizardwilladdmemberinitializationhere
//}}AFX_DATA_INIT
//NotethatLoadIcondoesnotrequireasubsequentDestroyIconinWin32
m_hIcon=AfxGetApp（）->LoadIcon（IDR_MAINFRAME）;
num=0;
col=RGB（0,0,0）;
ldb=FALSE;
step=0;
}
voidCMyDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CMyDlg）
//NOTE:
theClassWizardwilladdDDXandDDVcallshere
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CMyDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CMyDlg）
ON_WM_SYSCOMMAND（）
ON_WM_PAINT（）
ON_WM_QUERYDRAGICON（）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON4,OnButton4）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON1,OnButton1）
ON_WM_LBUTTONDOWN（）
ON_WM_LBUTTONUP（）
ON_WM_MOUSEMOVE（）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON2,OnButton2）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON3,OnButton3）
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMyDlgmessagehandlers
BOOLCMyDlg:
:
OnInitDialog（）
{
CDialog:
:
OnInitDialog（）;
//Add"About..."menuitemtosystemmenu.
//IDM_ABOUTBOXmustbeinthesystemcommandrange.
ASSERT（（IDM_ABOUTBOX&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）;
ASSERT（IDM_ABOUTBOX<0xF000）;
CMenu*pSysMenu=GetSystemMenu（FALSE）;
if（pSysMenu!
=NULL）
{
CStringstrAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString（IDS_ABOUTBOX）;
if（!
strAboutMenu.IsEmpty（））
{
pSysMenu->AppendMenu（MF_SEPARATOR）;
pSysMenu->AppendMenu（MF_STRING,IDM_ABOUTBOX,strAboutMenu）;
}
}
//Settheiconforthisdialog.Theframeworkdoesthisautomatically
//whentheapplication'smainwindowisnotadialog
SetIcon（m_hIcon,TRUE）;//Setbigicon
SetIcon（m_hIcon,FALSE）;//Setsmallicon
//TODO:
Addextrainitializationhere
CPaintDCdc（this）;
pic.CreateCompatibleDC（&dc）;
CBitmap*bp1,*obp1;
bp1=newCBitmap;
bp1->LoadBitmap（IDB_B）;
obp1=pic.SelectObject（bp1）;
obp1->DeleteObject（）;
returnTRUE;//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol
}
voidCMyDlg:
:
OnSysCommand（UINTnID,LPARAMlParam）
{
if（（nID&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）
{
CAboutDlgdlgAbout;
dlgAbout.DoModal（）;
}
else
{
CDialog:
:
OnSysCommand（nID,lParam）;
}
}
//Ifyouaddaminimizebuttontoyourdialog,youwillneedthecodebelow
//todrawtheicon.ForMFCapplicationsusingthedocument/viewmodel,
//thisisautomaticallydoneforyoubytheframework.
voidCMyDlg:
:
OnPaint（）
{
CPaintDCdc（this）;//devicecontextforpainting
if（IsIconic（））
{
SendMessage（WM_ICONERASEBKGND,（WPARAM）dc.GetSafeHdc（）,0）;
//Centericoninclientrectangle
intcxIcon=GetSystemMetrics（SM_CXICON）;
intcyIcon=GetSystemMetrics（SM_CYICON）;
CRectrect;
GetClientRect（&rect）;
intx=（rect.Width（）-cxIcon+1）/2;
inty=（rect.Height（）-cyIcon+1）/2;
//Drawtheicon
dc.DrawIcon（x,y,m_hIcon）;
}
else
{
CDialog:
:
OnPaint（）;
}
CDCmdc;
CBitmapbp,*ob;
bp.LoadBitmap（IDB_B）;
mdc.CreateCompatibleDC（GetDC（））;
ob=mdc.SelectObject（&bp）;
mdc.BitBlt（0,0,520,330,&pic,0,0,SRCCOPY）;
mdc.MoveTo（mx[0],my[0]）;
for（inti=1;imdc.LineTo（mx[i],my[i]）;
}
if（step!
=1）{
mdc.LineTo（mx[0],my[0]）;
}
CDC*dc1;
CWnd*wd1;
wd1=this->GetDlgItem（IDC_S）;
dc1=wd1->GetDC（）;
dc1->BitBlt（1,1,517,327,&mdc,0,0,SRCCOPY）;
mdc.SelectObject（ob）;
}
//Thesystemcallsthistoobtainthecursortodisplaywhiletheuserdrags
//theminimizedwindow.
HCURSORCMyDlg:
:
OnQueryDragIcon（）
{
return（HCURSOR）m_hIcon;
}
voidCMyDlg:
:
OnButton4（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
OnOK（）;
}
voidCMyDlg:
:
OnButton1（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
if（step==1）{
step=0;
SetDlgItemText（IDC_BUTTON1,"画-多¨¤边À?
形?
"）;
Invalidate（FALSE）;
}
else{
num=0;
step=1;
ldb=FALSE;
SetDlgItemText（IDC_BUTTON1,"绘?
制?
完ª¨º毕À?
"）;
CDCmdc;
CBitmapbmp,*obp;
bmp.LoadBitmap（IDB_B）;
mdc.CreateCompatibleDC（GetDC（））;
obp=mdc.SelectObject（&bmp）;
pic.BitBlt（0,0,520,330,&mdc,0,0,SRCCOPY）;
mdc.SelectObject（obp）;
Invalidate（FALSE）;
}
}
voidCMyDlg:
:
OnLButtonDown（UINTnFlags,CPointpoint）
{
//TODO:
Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault
if（step==1&&point.x>11&&point.x<529&&point.y>11&&point.y<339）{
if（num<49）{
ldb=TRUE;
if（!
num）{
mx[num]=point.x-12;
my[num]=point.y-12;
num++;
}
num++;
//Invalidate（FALSE）;
}
}
CDialog:
:
OnLButtonDown（nFlags,point）;
}
voidCMyDlg:
:
OnLButtonUp（UINTnFlags,CPointpoint）
{
//TODO:
Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault
if（ldb）{
ldb=FALSE;
mx[num-1]=point.x-12;
my[num-1]=point.y-12;
Invalidate（FALSE）;
}
CDialog:
:
OnLButtonUp（nFlags,point）;
}
voidCMyDlg:
:
OnMouseMove（UINTnFlags,CPointpoint）
{
//TODO:
Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault
if（ldb）{
mx[num-1]=point.x-12;
my[num-1]=point.y-12;
Invalidate（FALSE）;
}
CDialog:
:
OnMouseMove（nFlags,point）;
}
voidCMyDlg:
:
OnButton2（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
CColorDialogccd（col）;
if（ccd.DoModal（）==IDOK）{
col=ccd.GetColor（）;
}
}
voidCMyDlg:
:
OnButton3（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
step=0;
ldb=FALSE;
SetDlgItemText（IDC_BUTTON1,"画-多¨¤边À?
形?
"）;
if（num<2）{
MessageBox（"尚¦D未¡ä绘?
制?
多¨¤边À?
形?
！
ê?
"）;
return;
}
inti=0,j,k;
intb,e;
floatd,fd;
for（i=0;i各¡Â条¬?
边À?
进?
行D处ä|理¤¨ª
b=my[i];
e=my[（i+1）%num];
d=float（mx[i]-mx[（i+1）%num]）/（my[i]-my[（i+1）%num]）;
fd=float（mx[i]）;
if（b>e）{
j=b;
b=e;
e=j;
fd=float（mx[（i+1）%num]）;
}
for（j=b;j条¬?
边À?
上¦?
各¡Â个?
点Ì?
//if（j==my[i]）{
//k=mx[i];
//}
//else{
//k=int（float（（j-my[i]）*（my[（i+1）%num]-my[i]））/float（mx[（i+1）%num]-mx[i]）+float（mx[i]）+0.5f）;
//}
k=int（fd+（j-b）*d+0.5f）;
for（;k<518;k++）{
if（pic.GetPixel（k,j）==col）{
pic.SetPixel（k,j,RGB（255,255,255））;
}
else{
pic.SetPixel（k,j,col）;
}
}
}
}
Invalidate（FALSE）;
}
七、实验分析
本次实验，实现了不规则图形的区域填充，达到了实验要求。
通过本实验，掌握了光栅图形编程的基本原理和方法。
为以后工作打下了基础。
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