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openGL实现图形学扫描线种子填充算法
阅读量:5335 次
发布时间:2019-06-15

本文共 5882 字,大约阅读时间需要 19 分钟。


title: "openGL实现图形学扫描线种子填充算法"

date: 2018-06-11T19:41:30+08:00
tags: ["图形学"]
categories: ["C++"]


先上效果图

28919649.jpg

白色的起始种子点

代码

#include 
#include
#include
#include
#include
//sleep函数#include
#include
//find函数,查找vector中元素#include
using namespace std;//规格化为0.05的倍数inline GLdouble normal(GLdouble x){ return (round(x * 20) / 20);}typedef struct Point { GLdouble x, y; Point(GLdouble a = 0, GLdouble b = 0) { x = a, y = b; } // set会对插入的元素自动排序,需要重载运算符.定义排序规则 // // // 重载运算符的要求 // 1. 若A
A
A=B bool operator<(const Point &a) const { return ((x - a.x) < -0.01 || ((x - a.x) < 0.01 && (y - a.y) < -0.01)); } bool operator==(const Point &a) const { return (abs(x - a.x) < 0.01 && abs(y - a.y) < 0.01); }} point;void drawGrid();void initGraphBorder();void drawGraphices();void myDisplay();void DDA(point A, point B);void initGraphBorder();point first_seed;unsigned long m;static int n = 40;static GLfloat pointSize = 12.5;set
graphBorder; // 图形边界数组
可以快速查找//set虽然可以快速查找,但却会打乱顺序,不方便实现填充动画vector
graphFill; // 要填充的数组vector
graphVertex; //存储图形定点数组,按顺序stack
seed; //存储种子GLdouble p = float(2.0 / n); // 每个格子的大小//画网格坐标void drawGrid(){ glColor3d(1, 1, 1); //网格用白色表示 glLineWidth(1); glBegin(GL_LINES); for (int i = 0; i <= n; i++) { //画竖线 glVertex2d(-1 + 1.0 / n + i * 2.0 / n, -1); glVertex2d(-1 + 1.0 / n + i * 2.0 / n, 1); //画横线 glVertex2d(-1, -1 + 1.0 / n + i * 2.0 / n); glVertex2d(1, -1 + 1.0 / n + i * 2.0 / n); } glEnd();}//DDA算法void DDA(point A, point B){ cout << "连接(" << A.x << ',' << A.y << ") 到 (" << B.x << ',' << B.y << ")\n"; if (A.x > B.x) { swap(A, B); } A.x = normal(A.x); A.y = normal(A.y); B.x = normal(B.x); B.y = normal(B.y); double delta_x = B.x - A.x; double delta_y = B.y - A.y; double k = delta_y / delta_x; double x = A.x, y = A.y; if (k > -1 && k < 1) { //x是最大位移 //cout << k << endl; while (true) { if ((x - B.x) > 0.01)break; graphBorder.insert(point(normal(x), normal(y))); x += p; y += (p * k); } } else if (k >= 1) { //Y是最大位移 while (true) { if ((y - B.y) > 0.01) break; graphBorder.insert(point(normal(x), normal(y))); y += p; x += (p / k); } } else { while (true) { if ((B.y - y) > 0.01) break; graphBorder.insert(point(normal(x), normal(y))); y -= p; x -= (p / k); } }}//初始化图形边界数组void initGraphBorder(){ // graphVertex存储图形的顶点 for (auto it = graphVertex.begin(); it != graphVertex.end(); it++) { if (it == graphVertex.end() - 1) { //最后一个点连接第一个点 DDA(*it, *graphVertex.begin()); } else { //连接it1和it2xr DDA(*it, *(it + 1)); } }}/********************************* * 1. 初始化:堆栈置空,将种子seed(x,y)入栈 * 2. 出栈: 若栈空则结束,否则将栈顶元素出栈,以y作为当前扫描线 * 3. 填充并确定新种子点所在区域:从当前种子点出发,沿y扫描线向左右方向填充 * 直到遇到边界像素。标记当前区段的左右端点坐标为Xl, Xr. * 4. 确定新种子点:检查[Xl-1,Xr]和[Xl+1,Xr]区域,若存在非边界,未填充的 * 像素,则把每一区间的最右像素作为种子点压栈。返回第2步**********************************/// 沿扫描线的区域填充// 从种子堆栈
seed中取出种子点// 把要填充的点加入
graphFillvoid floodFillSet(){ while (!seed.empty()) { point s = seed.top(); //当前种子点 seed.pop(); cout << "当前种子点 " << s.x << " " << s.y << endl; //填充种子点及左右连续区域 point t = s, xl, xr; //填充左侧连续区域,并找到区域最左边界 while (true) { //到达边界退出 if (t.x < -1)break; graphFill.push_back(t); t.x -= p; //查找是否已填充 auto it1 = find(graphFill.begin(), graphFill.end(), t); //查找是否是边界 auto it2 = graphBorder.find(t); if (it1 != graphFill.end() || it2 != graphBorder.end()) { //已填充或已达边界 xl = t; xl.x += p; break; } } t = s; //填充右侧区域 while (true) { if (t.x > 1)break; graphFill.push_back(t); t.x += p; //查找是否已填充 auto it1 = find(graphFill.begin(), graphFill.end(), t); //查找是否是边界 auto it2 = graphBorder.find(t); if (it1 != graphFill.end() || it2 != graphBorder.end()) { //已填充或已达边界 xr = t; xr.x -= p; break; } } //在下一行找种子点 for (int d : { 1, -1 }) {//先上再下 bool status = false; //标记一段空白区域的开始 t = xl; t.y += (p * d); //移到下一行或上一行 while ((t.x - xr.x) < 0.07) { auto it1 = find(graphFill.begin(), graphFill.end(), t); auto it2 = graphBorder.find(t); //找空白区域开始点 //如果当前点是空白区域,且空白区域未开始 则s=true if (!status && it1 == graphFill.end() && it2 == graphBorder.end()) { status = true; } //区域开始且遇到边界或填充区域 if (status && (it1 != graphFill.end() || it2 != graphBorder.end())) { //到达边界或已填充颜色,且左侧有空白区域 status = false; //添加左侧一点为种子点 seed.push(point(t.x - p, t.y)); } // 到达最右区间xr,即便不是边界,只要s=true也应标注最右种子点 if (status && abs(t.x - xr.x) < 0.01) { //注意浮点数比较大小 status = false; seed.push(t); } t.x += p; } } }}//画待填充的图形边界void drawGraphices(){ glColor3f(0.5, 0.5, 0.2); glBegin(GL_POINTS); //C++11的新特性,可以遍历vector map list or {1,2,3} for (auto it : graphBorder) { glVertex2d(it.x, it.y); } glEnd();}//画填充像素void drawFloodFill(unsigned long m){ glColor3f(0.4, 0.8, 0.1); glBegin(GL_POINTS); for (unsigned long i = 0; i < m && i < graphFill.size(); i++) { glVertex2d(graphFill[i].x, graphFill[i].y); //myDisplay(); } glEnd();}//绘图void myDisplay(){ glClearColor(0.1f, 0.3f, 0.33f, 0.0f); glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); //画图形边界 drawGraphices(); //画m个填充像素 drawFloodFill(m); glColor3d(1, 0, 0); glPointSize(pointSize); //加个白点,起始种子点 glColor3d(1, 1, 1); glBegin(GL_POINTS); glVertex2d(first_seed.x, first_seed.y); glEnd(); //画网格 drawGrid(); glFlush();}int main(int argc, char *argv[]){ //存入要填充的图形顶点 8 //(-0.7,0.6) (0.7,0.6) (0.7,0) (0.3,0) (0.3,-0.5) (-0.3,-0.5) // (-0.3,0) (-0.7,0) cout << "请输入顶点坐标,(-1,1) 输入>1 结束 \n"; double x, y; while (cin >> x) { if (x > 1) break; else cin >> y; graphVertex.emplace_back(point(x, y)); } cout << "输入初始种子点\n"; cin >> x >> y; first_seed.x = x; first_seed.y = y; glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); glutInitWindowSize(500, 500); glutInitWindowPosition(100, 100); //初始化边界集 initGraphBorder(); //扫描线种子填充 seed.push(first_seed); floodFillSet(); glutCreateWindow("扫描线种子填充"); glutDisplayFunc(&myDisplay); for (m = 0; m < graphFill.size(); m++) { usleep(10000); myDisplay(); } glutMainLoop(); return 0;}

输入样例

-0.7 0.7-0.35 0.7-0.35 00.35 00.35 0.70.7 0.70.7 -0.7-0.7 -0.72 0 -0.2

转载于:https://www.cnblogs.com/lepeCoder/p/openGL_scan_line.html

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