Закраска гранично-заданной области с затравкой, Машинная графика, C Builder 4.0

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

“Диалоговые системы и машинная графика”

ЗАДАНИЕ № 4

Преподаватель: Курочкин М.А.

Студент: Дмитроченко А.А.

Группа 4086

2001г.

Постановка задачи:

Необходимо реализовать алгоритм заливки гранично-заданной области с затравкой.

Модель

Задается заливаемая (перекрашиваемая) область, код пиксела, которым будет выполняться заливка и начальная точка в области, начиная с которой начнется заливка.

По способу задания области делятся на два типа:

гранично-определенные, задаваемые своей (замкнутой) границей такой, что коды пикселов границы отличны от кодов внутренней, перекрашиваемой части области. На коды пиксели внутренней части области налагаются два условия - они должны быть отличны от кода пикселов границы и кода пикселя перекраски. Если внутри гранично-определенной области имеется еще одна граница, нарисованная пикселями с тем же кодом, что и внешняя граница, то соответствующая часть области не должна перекрашиваться;

внутренне определенные, нарисованные одним определенным кодом пикселя. При заливке этот код заменяется на новый код закраски.

В этом состоит основное отличие заливки области с затравкой, от заполнения многоугольника. В последнем случае мы сразу имеем всю информацию о предельных размерах части экрана, занятой многоугольником. Поэтому определение принадлежности пикселя многоугольнику базируется на быстро работающих алгоритмах, использующих когерентность строк и ребер. В алгоритмах же заливки области с затравкой нам вначале надо прочитать пиксель, затем определить принадлежит ли он области и если принадлежит, то перекрасить.

Заливаемая область или ее граница - некоторое связное множество пикселей. По способам доступа к соседним пикселям области делятся на 4-х и 8-ми связные. В 4-х связных областях доступ к соседним пикселям осуществляется по четырем направлениям - горизонтально влево и вправо и в вертикально вверх и вниз. В 8-ми связных областях к этим направлениям добавляются еще 4 диагональных. Используя связность, мы можем, двигаясь от точки затравки достичь и закрасить все пиксели области.

Важно отметить, что для 4-х связной прямоугольной области граница 8-ми связна и, наоборот, у 8-ми связной области граница 4-х связна. Поэтому заполнение 4-х связной области 8-ми связным алгоритмом может привести к "просачиванию" через границу и заливке пикселей в примыкающей области.

Использует пространственную когерентность:

пиксели в строке меняются только на границах;

при перемещении к следующей строке размер заливаемой строки скорее всего или неизменен или меняется на 1 пиксель.

Таким образом, на каждый закрашиваемый фрагмент строки в стеке хранятся координаты только одного начального пикселя, что приводит к существенному уменьшению размера стека.

Последовательность работы алгоритма для гранично-определенной области следующая:

Координата затравки помещается в стек, затем до исчерпания стека выполняются пункты 2-4.

Координата очередной затравки извлекается из стека и выполняется максимально возможное закрашивание вправо и влево по строке с затравкой, т.е. пока не попадется граничный пиксель. Пусть это Хлев и Хправ, соответственно.

Анализируется строка ниже закрашиваемой в пределах от Хлев до Хправ и в ней находятся крайние правые пиксели всех, не закрашенных фрагментов. Их координаты заносятся в стек.

То же самое проделывается для строки выше закрашиваемой.

Реализация

Данный алгоритм был реализован в Borland C++ Builder 4.

При запуске программы пользователю предлагается задать гранично-заданную область. Алгоритм правильно заполняет любую область, включая достаточно сложные области, в которых присутствуют отверстия. Далее необходимо указать начальную точку заливки.

В результате работы будет получена закрашенная область.

//---------------------------------------------------------------------------

#include <vcl.h>

#pragma hdrstop

#include "windows.h"

#include "Unit1.h"

//---------------------------------------------------------------------------

#pragma package(smart_init)

#pragma resource "*.dfm"

TForm1 *Form1;

int x0=0,y0=0,start=0,xtmp,ytmp,xmet=-4,ymet=-2,metka=0; // переменные для построения графика

int tx,ty,xm,xr,xl,j,c,meta; //Переменные самого алгоритма

TColor kraska=clRed,bcolor=clBlue,nomy,my;

struct pointt {

unsigned int x;

unsigned int y;

};

static pointt pont[500][500]; //Матрица реализаций

int raz;

cel()

{

Form1->PaintBox1->Canvas->Pen->Color = bcolor;

Form1->PaintBox1->Canvas->Brush->Color=RGB(255,255,255);

Form1->PaintBox1->Canvas->Rectangle(10,10,210,110);

}

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

kraska=RGB(255,0,0);bcolor=RGB(0,0,255);

cel();

Edit1->Text="<-- Нарисуйте гранично-заданную область -->";

}

//---------------------------------------------------------------------------

Zakras()

{

xm=tx;