计算机图形学实验（二）多边形填充

秒速五厘米 2022-02-04 13:15 265阅读 0赞

# 多边形填充 #

图形学实验中有着填充多边形的实验，在这里实现了一种相对简单的方法。

#### 主要步骤： ####

1.  从最下边往上边开始扫描，也就是y不断增加，求出与多边形的交点，
2.  根据交点每两个点分为一组，并画出这两点之间的点，进行填充。（扫描线与每条线段会出现一个交点，两条线段的交点处按照两个点进行计算，实际上并没有画）
3.  直到扫描到最上面的部分结束。

**主要代码：**

// ScanLine.cpp: 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include"AET.h"
    #include<gl/GLUT.h>
    #include"node.h"
    #include"ploygon.h"
    #include<iostream>
    #include<stack>
    using namespace std;
    int mm[10000];
    int count = 0;
    void Initial(void)//初始化函数 
    { 
    	glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);//白色背景，前3个是RGB，最后是Alpha值，用来控制透明，1.0表示完全不透明
    	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//OpenGL按照三维方式来处理图像，所以需要一个投影变换将三维图形投影到显示器的二维空间中
    	glLoadIdentity();
    	gluOrtho2D(0.0, 400, 0.0, 400.0);//指定使用正投影将一个x坐标在0~200，y坐标0~150范围内的矩形坐标区域投影到显示器窗口
    
    }
    void polyFill()
    { 
    
    	glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);//绘图颜色为黑色 
    	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    	glColor3f(1.0, 1.0, 0.0);
    	//glBegin(GL_POINTS);
    	glBegin(GL_POINTS);
    	glViewport(0, 0, 400, 400);
    	node n1(10, 70), n2(50, 50), n3(120, 80), n4(110, 30), n5(50, 10), n6(20, 20);
    	node ploy[6] = { n6,n1,n2,n3,n4,n5};
    	polygon mploygon (ploy,6);
    	int ymax=81,ymin=9;
    	double *a = new double[10];
    	for (int i = ymin; i <= ymax; i++)
    	{ 
    		//double a[6];
    		mploygon.findY(i,a);
    		for (int j = 0; j < int(a[0]-1); j=j+2)
    		{ 
                 
    			 double n1 = a[j + 1];
    			 double n2 = a[j + 2];
    			 glVertex2d(n1,i);
    			 glVertex2d(n2, i);
    			 //printf("(%d,%d)\n" ,a[j + 1],i);
    			 //cout << "(" << a[j + 2] << "," << i << ")" << "\n";
    			 if (n1 < n2)
    			 { 
    				 for (int k = int(n1+1); k < int(n2); k++)
    				 { 
    					 glVertex2i(k, i);
    					 //cout << k << " " << i << "\n";
    					// mm[::count] = k;
    					// ::count++;
    				 }
    			 }
    			 else
    			 { 
    				 for (int k = int(n2+1); k < int(n1); k++)
    				 { 
    					 glVertex2i(k, i);
    					 
    					 //cout << k << " " << i << "\n";
    					// mm[::count] = k;
    					// ::count++;
    				 }
    			 }
    			
    		}
    		
    	} 
    	
    	glEnd();
    	glFlush();
    	delete[] a;
    	a = NULL;
    	//glGetPixelMapfv(2, 1);
    	//AETNode *a[10];
    	/*for (int i = ymin; i <= ymax; i++) { a[i] = NULL; double *x = mploygon.findIndexY(i); if (x[0] != 0) { node mnode(x[1], i);//最低点 side *mside=mploygon.findSides(mnode);//找到与顶点关联的两条边 double detX1 = (mside[0].b.x - mside[0].a.x) / (mside[0].b.y - mside[0].a.y);//第一条边的detx double detX2 = (mside[1].b.x - mside[1].a.x) / (mside[1].b.y - mside[1].a.y);//第二条边的detx double ymax1=sideYmax(mside[0]);//第一条边的y值的最大值 double ymax2 = sideYmax(mside[1]);//第二条边的y值的最大值 a[i] = new AETNode(x[1],detX1 , ymax1); a[i]->next = new AETNode(x[1], detX2, ymax2); for (int j = 1; j < x[0]; j++) { node mnode(x[i], i);//最低点 side *mside = mploygon.findSides(mnode);//找到与顶点关联的两条边 double detX1 = (mside[0].b.x - mside[0].a.x) / (mside[0].b.y - mside[0].a.y);//第一条边的detx double detX2 = (mside[1].b.x - mside[1].a.x) / (mside[1].b.y - mside[1].a.y);//第二条边的detx double ymax1 = sideYmax(mside[0]);//第一条边的y值的最大值 double ymax2 = sideYmax(mside[1]);//第二条边的y值的最大值 a[i] = new AETNode(x[1], detX1, ymax1); a[i]->next = new AETNode(x[1], detX2, ymax2); } } }*/
    }
    int main(int argc, char * argv[])//这是使用glut库函数进行窗口管理
    { 
    	glutInit(&argc, argv);//使用glut库需要进行初始化
    	glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);//设定窗口显示模式，颜色模型和缓存，这里是RGB颜色模型和单缓存
    	glutInitWindowPosition(100, 100);//设定窗口的初始位置，屏幕左上角为原点，单位为像素
    	glutInitWindowSize(400, 400);//设定窗口的大小
    	glutCreateWindow("多边形");//创建一个窗口，参数是窗口标题名 
    	Initial();
    	glutDisplayFunc(&polyFill);//将myDisplay指定为当前窗口的显示内容函数*/ 
    	glutMainLoop();//使窗口框架运行起来，使显示回调函数开始工作
    	return 0;
    }

另外附上两个头文件：  
1.点结构的头文件

#pragma once
    struct node//点结构 
    { 
    	double x;
    	double y;
    	node()
    	{ 
    		x = 0.0;
    		y = 0.0;
    	}
    	node(double xx,double yy)
    	{ 
    		x = xx;
    		y = yy;
    	}
    };
    
    struct side//边结构
    { 
    	node a;
    	node b;
    	side(node aa,node bb)
    	{ 
    		a.x = aa.x;
    		a.y = aa.y;
    		b.y = bb.y;
    		b.x = bb.x;
    	}
    	side(int n)
    	{ 
    		a.x = 0;
    		a.y = 0;
    		b.x = 0;
    		b.y = 0;
    	}
    	side()
    	{ 
    		a.x = 0;
    		a.y = 0;
    		b.x = 0;
    		b.y = 0;
    	}
    };
    
    double sideYmax(side mside)
    { 
    	if (mside.a.y < mside.b.y)
    		return mside.b.y;
    	else
    		return mside.a.y;
    }

2.类多边形的定义（感觉这和后面用处也不大）

#pragma once
    #include<iostream>
    #include"node.h"
    using namespace std;
    class polygon
    { 
    public:
    	polygon(node *node,int);
    	~polygon();
    	double* findIndexY(double Indexy);
    	void findY(double Indexy,double * a);
    	side* findSides(node mnode);
    private:
    	int nodeNumber;
    	int sideNumber;
    	node *Node;
    	side *Side;
    };
    
    polygon::polygon(node *mnode,int mnodeNumber)
    { 
    	Node = mnode;
    	nodeNumber = sideNumber=mnodeNumber;
    	side *mside= new side[sideNumber];
    	Side = mside;
    	for (int i = 0; i < nodeNumber; i++)
    	{ 
    		
    		if (i == nodeNumber - 1)
    		{ 
    			Side[i].a.x = Node[i].x;
    			Side[i].a.y = Node[i].y;
    			Side[i].b.x = Node[0].x;
    			Side[i].b.y = Node[0].y;
    		}
    		else
    		{ 
               
    			Side[i].a.x = Node[i].x;
    			Side[i].a.y = Node[i].y;
    			Side[i].b.x = Node[i + 1].x;
    			Side[i].b.y = Node[i + 1].y;
    		}
    	}
    }
    polygon::~polygon()
    { 
    
    }
    double* polygon::findIndexY(double IndexY)
    { 
    	double *x=new double(sideNumber);
    	int i = 0,count=1;
    	for (i; i < nodeNumber; i++)
    	{    
    		if (IndexY == Node[i].y)
    			x[count++]=Node[i].x;
    	}
    	x[0] = count-1;//第一个数存放的是X的大小
    	return x;
    }
    
    side* polygon::findSides(node mnode)
    { 
    	node n1(1, 1), n2(1, 1), n3(1, 1), n4(1, 1);
    	side *mside= new side(sideNumber);
    	mside[0] = side(n1, n2);
    	mside[1] = side(n3, n4);
    	for (int i = 0; i < nodeNumber; i++)
    	{ 
    		if (Node[i].x== mnode.x&&Node[i].y==mnode.y)
    		{ 
    			if (i == 0)
    			{ 
    				mside[0] = Side[nodeNumber-1];
    				mside[1] = Side[0];
    			}
    			else
    			{ 
    				mside[0] = Side[i - 1];
    				mside[1] = Side[i];
    			}
    		}
    	}
    	return mside;
    }
    void polygon::findY(double indexY,double * result)
    { 
    	
    	int count = 1;
    	for (int i = 0; i < sideNumber; i++)
    	{ 
    		if ((Side[i].a.y <= indexY && Side[i].b.y > indexY)|| (Side[i].a.y > indexY && Side[i].b.y <= indexY))
    		{ 
    			result[count] = (indexY - Side[i].a.y)*(Side[i].b.x - Side[i].a.x) / (Side[i].b.y - Side[i].a.y) + Side[i].a.x;
    			count++;
    		}
    		
    	}
    	result[0] = count-1;
    	
    }

### 效果图 ###

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