做汤的网站,凤凰军事网新闻最新消息,wordpress 文章分类链接,设计本网站怎么样#x1f57a;作者#xff1a; 主页 我的专栏C语言从0到1探秘C数据结构从0到1探秘Linux #x1f618;欢迎关注#xff1a;#x1f44d;点赞#x1f64c;收藏✍️留言 #x1f3c7;码字不易#xff0c;你的#x1f44d;点赞#x1f64c;收藏❤️关注对我真的很重要作者 主页 我的专栏C语言从0到1探秘C数据结构从0到1探秘Linux 欢迎关注点赞收藏✍️留言 码字不易你的点赞收藏❤️关注对我真的很重要有问题可在评论区提出感谢支持 文章目录 实验二、用扫描线算法实现多边形填充一、实验目的及要求二、实验设备三、实验原理四、实验方法与步骤五、实验结果六、结论 实验二、用扫描线算法实现多边形填充
一、实验目的及要求
本实验旨在掌握扫描线算法的原理和实现方法通过编写程序实现多边形的填充。
二、实验设备
Microsoft Visual Studio 2022
三、实验原理
扫描线算法是一种用于填充多边形的算法其基本思想是将多边形分解成若干个梯形区域然后对每个梯形区域进行填充。在填充时扫描线从上往下扫描逐个像素点地判断当前点是否位于多边形内部并根据需要进行颜色填充。
四、实验方法与步骤
算法思想
扫描线填充算法是一种计算机图形学中用于实现多边形填充的算法。它基于对多边形的扫描线进行处理将多边形分割成一系列水平线段并确定每条线段覆盖的像素点是否在多边形内部从而实现多边形的填充。
算法步骤
定义多边形数据结构存储多边形的顶点信息。根据多边形的顶点信息计算出多边形每条边的斜率和截距等信息并存储在一个表格中。从多边形最高点开始以每行像素点为单位向下扫描直到最低点。对于每个扫描线遍历保存边信息的表格计算出当前扫描线和各条边的交点将这些交点按照x坐标大小排序并两两配对。对每一对交点之间的像素点进行填充。重复以上步骤直到扫描线扫描完成。
代码
// 多边形数据结构
struct Polygon {int numVertices; // 多边形顶点数int vertices[100][2]; // 多边形顶点坐标
};// 边数据结构
struct Edge {double x; // 边与扫描线的交点x坐标double slope; // 边斜率倒数int ymax; // 边在扫描线之上的端点y坐标
};// 填充多边形
void FillPolygon(Polygon poly) {// 计算多边形顶点中的最大和最小y坐标int maxY INT_MIN, minY INT_MAX;for (int i 0; i poly.numVertices; i) {if (poly.vertices[i][1] maxY) {maxY poly.vertices[i][1];}if (poly.vertices[i][1] minY) {minY poly.vertices[i][1];}}// 创建边表存储所有的边信息vectorEdge edgeTable;for (int i 0; i poly.numVertices; i) {Edge e;// 获取当前边和下一个顶点的坐标int x1 poly.vertices[i][0], y1 poly.vertices[i][1];int x2 poly.vertices[(i 1) % poly.numVertices][0], y2 poly.vertices[(i 1) % poly.numVertices][1];// 如果y1 y2说明该边不需要加入边表if (y1 y2) {continue;}// 如果y2 y1则交换两个顶点的坐标if (y2 y1) {swap(x1, x2);swap(y1, y2);}// 计算出边与扫描线的交点x坐标和斜率倒数e.x x1;e.slope (double)(x2 - x1) / (y2 - y1);e.ymax y2 - 1;// 将边加入边表中edgeTable.push_back(e);}// 对边表按照交点x坐标排序sort(edgeTable.begin(), edgeTable.end(), [](const Edge a, const Edge b) { return a.x b.x; });// 创建活动边表存储所有与当前扫描线有交点的边信息vectorEdge activeEdgeTable;// 从多边形最高点开始逐行扫描for (int y maxY; y minY; y--) {// 将与当前扫描线有交点的边加入活动边表中for (int i 0; i edgeTable.size(); i) {if (edgeTable[i].ymax y) {activeEdgeTable.push_back(edgeTable[i]);}}// 按照交点x坐标排序sort(activeEdgeTable.begin(), activeEdgeTable.end(), [](const Edge a, const Edge b) { return a.x b.x; });// 填充扫描线int x1 INT_MAX, x2 INT_MIN;for (int i 0; i activeEdgeTable.size(); i 2) {x1 (int)ceil(activeEdgeTable[i].x);x2 (int)floor(activeEdgeTable[i 1].x);// 如果是偶数条边则说明有完整的矩形区域需要填充if (i 1 activeEdgeTable.size()) {for (int x x1; x x2; x) {SetPixel(x, y);}}}// 更新活动边表for (int i 0; i activeEdgeTable.size(); i) {activeEdgeTable[i].x activeEdgeTable[i].slope;activeEdgeTable[i].ymax--;}// 从活动边表中移除不再与扫描线相交的边activeEdgeTable.erase(remove_if(activeEdgeTable.begin(), activeEdgeTable.end(), [](const Edge a) { return a.ymax 0; }), activeEdgeTable.end());}
}五、实验结果
扫描填充算法运行结果 六、结论
本实验是通过扫描线算法来实现多边形的填充。首先定义了多边形和边的数据结构并且根据多边形的顶点信息计算出每条边的斜率和截距等信息存储在一个表格中。然后从多边形最高点开始以每行像素点为单位向下扫描直到最低点。对于每个扫描线遍历保存边信息的表格计算出当前扫描线和各条边的交点将这些交点按照x坐标大小排序并两两配对然后对每一对交点之间的像素点进行填充。最后重复以上步骤直到扫描线扫描完成。这种算法的优势在于可以处理任意形状的多边形而不仅限于凸多边形。算法的时间复杂度为O(nlogn)其中n为多边形的边数。本次实验的结果是成功实现了多边形的填充。
