多边形扫描转换算法(C语言实现)

多边形扫描转换算法(C语言实现)

原理不赘述

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ET边表

多边形扫描转换算法(C语言实现)

AET链表

多边形扫描转换算法(C语言实现)

实现

该算法我实在计算机图形学的书上看到了,但是遗憾的是看懂了,并没有算法实现。该算法的优势很是很明显的对于种子填充算法来说,我在电脑上用种子算法填充一个720x960的一块多边形的C语言的堆栈需要设置到32M才能够运行起来,并且填充动态肉眼可见,不用加延时就可以看到动画效果。显然时不能使用的。
这几天一直在琢磨怎么实现算法,还是纯C的那种,于是就有下面的代码。
该算法难在ET表和AET表。这里我仅仅用到了ET表,用一个简易实现的数据结构实现的。有兴趣的朋友可以将代码复制到自己的电脑上实现一下。

使用的图形库

程序中使用到的graphics.h库大家可以访问下面的网址获取,
Easyx
使用方法请自行查阅资料和百度

#include <graphics.h>
#include <stdio.h>
/*    多边形的点数据    */
POINT points[] = { {20,10} ,{450,70}, {200,160} ,{840,500} ,{900,700} ,{640,540} ,{500,660},{400,300}, {400,510},{300,510}, {200,700} ,{100,220} };
/*    填充多边形函数 */
void draw_Polygons(POINT pointl[],int len);

int main()
{
    /* 初始化图形窗口,带控制台 可以在调试中打印一些数据方便调试 */
	initgraph(960, 720,EW_SHOWCONSOLE);
	/* 设置坐标原点 左下角的坐标点为原点  */
	setorigin(0, 719);                     //设置原点坐标
	/* 设置x,y轴坐标方向 电脑是以左上角为坐标原点 至左向右为x轴正方向这里不变设置第一个参数为1,至上而下为y轴正方向,与我们所熟悉的笛卡尔坐标相反,这里设置为-1 */
	setaspectratio(1, -1);                 //设置y轴正方向
	/*  传入参数开始填充多边形 */
	draw_Polygons(points,sizeof(points)/sizeof(POINT));
	getchar();
}
/*===========================================================================
函数描述:绘制多边形
参数    :pointl[in] 所输入的点(有序)
返回值  :无
============================================================================*/
void draw_Polygons(POINT pointl[],int len)
{
	struct toppoint             //结构体名真心不会取
	{
		int ymin;               //该线段最小的y值
		int ymax;               //该线段最大的y值
		int xmin;               //该线段最小y的对应x值
		char flag;              //判断该点是否使用过
		float slope;            //斜率
	};
	int y;
	int num = 0,min,max,i,j;
	//使用malloc函数可控制函数的内存大小,数组必须写死,可能会出现错误溢出等情况。
	struct toppoint* ET = (struct toppoint*)malloc(len*sizeof(struct toppoint));  //申请len个边表信息;这里没有内存申请失败的处理,自觉加上
	int* xstack = (int*)malloc((len + 1) * sizeof(int));  //申请xstack个点;xstack[0]放置个数;这里没有内存申请失败的处理,自觉加上
	/* 找到y的最小值 */
	for (num = 0,min=pointl[0].y; num < len; num++)
	{
		if (min > pointl[num].y) min = pointl[num].y;
	}
	/* 找到y的最大值 */
	for (num = 0, max = pointl[0].y; num < len; num++)
	{
		if (max < pointl[num].y) max = pointl[num].y;
	}
	//生成ET表
	for (num = 0; num < len; num++)
	{
		ET[num].flag = 0; //没有使用过(不用数据结构去做浪费空间,要编写大量的代码删除将该标志位置一);
		ET[num].ymin = (pointl[num].y > pointl[(num + 1) % len].y ? pointl[(num + 1) % len].y : pointl[num].y);  //两者中的最小值;
		ET[num].ymax = (pointl[num].y < pointl[(num + 1) % len].y ? pointl[(num + 1) % len].y : pointl[num].y);  //两者中的最大值;
		ET[num].xmin = (pointl[num].y > pointl[(num + 1) % len].y ? pointl[(num + 1) % len].x : pointl[num].x);
		/* 警惕除数为零的情况 */
		ET[num].slope = (((float)(pointl[(num + 1) % len].y - pointl[num].y) == 0)? 0 : (float)(pointl[(num + 1) % len].x - pointl[num].x) / (float)(pointl[(num + 1) % len].y - pointl[num].y));
		
	}
	//设置填充颜色
	setlinecolor(GREEN);
	// 开始填充
	for (y =min ; y <= max; y++)
	{
	    // 第一个x坐标放置在 xstack[1]的位置
		i = 1;
		for (num = 0; num < len; num++)   //开始推算 xstack值
		{
			if (ET[num].flag == 0 && y>ET[num].ymin) //没有被用过
			{
				if (ET[num].ymax < y)  //失效
				{
					ET[num].flag = 1; //已经使用过了不用再使用;
				}
				else
				{
				   //利用递增的算出下一个x坐标位置
					xstack[i++] = ET[num].xmin + ET[num].slope * (y - ET[num].ymin);
				}
			}
		}
		// 记录总的x坐标值个数 //均为偶数
		xstack[0] = i-1;
        //开始填充 划线
        // 对x坐标值进行排序
		for (i = 1; i < xstack[0]; i++)
		{
			for (j = 1; j < xstack[0] + 1 -i; j++)
			{
				if (xstack[j] > xstack[j+1])
				{
					num = xstack[j];
					xstack[j] = xstack[j + 1];
					xstack[j + 1] = num;
				}
			}
		}
		//开始绘制该行的线段
		for (num = 1; num <= xstack[0]; num += 2)
		{
			line(xstack[num], y, xstack[num + 1], y);
		}
	}
	//设置边的颜色值
	setlinecolor(RED);
	for (num = 0; num <= len; num++)
	{
	    // 画线 
		line(pointl[num % len].x, pointl[num % len].y, pointl[(num + 1) % len].x, pointl[(num + 1) % len].y);
	}
}

效果展示:

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