本模块内容绝大部分是在慕课上看中国农业大学网客时的笔记,因此算作转载,在此鸣谢赵明、李振波两位老师,感谢他们录制该门课程供大家学习!
区域是指已经表示成点阵形式的填充图形,是象素的集合。区域填充有别于扫描转换,是指将区域内的一点(常称种子点)赋予给定颜色,然后将这种颜色扩展到整个区域内的过程。
多边形的区域填充
区域的表示方法
区域的表示有内点表示和边界表示两种。
内点表示
枚举出区域内部的所有像素,内部的所有像素着同一个颜色,边界像素着与内部像素不同的颜色
边界表示
枚举出边界上的所有像素,边界上的所有像素着同一个颜色,内部像素着与边界像素不同的颜色
算法要求
区域填充算法要求被填充的区域是“连通”的,以便于颜色点的扩散。而具体的区域连通方式又分四连通区域和八连通区域两种。其区别在于,四连通区域从区域上任一点出发,通过向上下左右四个方向移动的组合,在不超出区域的前提下,总能达到区域内的任意一点,而八连通则不仅限于上下左右,左上、左下、右上、右下也参与到组合当中。下图形象地解释了两者的小小差异。
种子填充
种子填充是在已知区域内部某一像素及其颜色或灰度的情况下,由该像素出发,找到(一般用递归方法)所有在区域内的点并用该颜色或灰度填充的区域填充算法。
算法步骤
简单的种子填充算法可以使用栈结构实现。
种子像素入栈
当栈非空时,循环执行如下操作:
-
- 栈顶像素出栈
- 将出栈像素置为填充色
- 按照左、上、右、下(以四连通为例,八连通类似)顺序检查相邻四个像素是否不在边界上且未填充颜色,如果条件成立,则令该像素入栈
但是这个简单的算法不足之处也很明显,即:
-
- 有些像素会多次入栈,影响效率
- 栈结构是比较占空间的
- 递归结果的效率不高(关于递归的效率问题可以查阅百度或翻看数据结构相关书籍以了解),费时间费内存
对于该算法的改进,可以从减少递归次数方向入手。(其实笔者感觉,既然边界像素与内部像素都已经区分开了,那么上一篇的边界标志算法要比这个效率高很多……)
与多边形的扫描转换算法比较
基本思想不同
多边形扫描转换是将多边形的指定顶点表示转化为点阵表示;区域填充只改变区域的填充颜色,不改变区域的表示方法
基本条件不同
在区域填充算法中,要求已知边界及区域内一点作为种子点,然后用栈结构和递归对其进行“扩散”;扫描转换要求已知边界(顶点),然后从多边形的几何属性出发,根据多种形式的连贯性,利用一套特殊的数据结构和扫描线进行填充。
区域填充的填充方式
实区域颜色或图案绘制
某种颜色或图案绘制
多种画笔,颜色/透明度参数绘制
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