种子填色(Seed Filling)算法

种子填色(Seed Filling)算法

  • 区域填充即给出一个区域的边界,要求对边界范围内的所有像素单元赋予指定的颜色代码。
  • 区域填充中最常用的是多边形填色。
  • 多边形填色即给出一个多边形的边界,要求对多边形边界范围内所有像素单元赋予指定的颜色代码。

填色算法分为两大类:

  • ⒈ 扫描线填色(Scan-Line Filling)算法。
  • ⒉ 种子填色(Seed Filling)算法。

这里主要和大家分享第二种——种子填充算法

种子填充算法
这类算法通过记录像素点的位置来表示多边形边界,另需提供多边形边界内一点的坐标。一般只能用于人机交互填色。
种子填色又称边界填色(Boundary Filling)。其基本思想是给出多边形光栅化后的边界位置及边界颜色然后取多边形内一点(x, y),并赋予指定的颜色,再将指定的颜色扩展到整个多边形内部的过程。

种子填色算法要求区域是连通的。

连通性可分为4连通8连通

4连通:
从区域内任意一点出发,可通过上、下、
左、右四个方向到达区域内的任意像素;
种子填色(Seed Filling)算法_第1张图片
8连通:
从区域内任意一点出发,可通过上、下、左、右、左上、
左下、右上、右下八个方向到达区域内的任意象素;
种子填色(Seed Filling)算法_第2张图片
那么4连通和8连通的区别在哪呢?
种子填色(Seed Filling)算法_第3张图片
四连通(左边蓝色填充过程)有可能有通不过中间的狭窄区域,导致无法填充。

接着我们以Bresenham算法画的圆为例,来演示怎么填充:
Bresenham圆算法:https://blog.csdn.net/qq_41698119/article/details/101224454

已知圆的某一点元素(x,y)、填充的颜色fill_color、边界颜色boundary_color
1、获取圆内一点元素的颜色:c=getpixel(x,y)
2、进入判断,如果该点的颜色和边界颜色、填充颜色不同则继续执行,否则不执行:if((c!=boundary_color)&&(c!=fill_color))
3、进入执行语句后首先设置该点颜色为填充颜色:putpixel(x,y,fill_color)
4、接着以这点为中心,分别执行连通该点上、下、左、右的点元素
5、执行这些语句时,再分别以这些语句中的点为中心,连通执行点上、下、左、右的点元素。进入递归执行。
6、最终直到圆内所有元素的颜色都改变为fill_color之后,绘制结束。
算法核心代码:

void seed_filling(int x,int y,COLORREF fill_color,COLORREF boundary_color)
{
	COLORREF c;
	c=getpixel(x,y);
	if((c!=boundary_color)&&(c!=fill_color))
	{
		putpixel(x,y,fill_color);
		//Sleep(10);用于延迟画
		seed_filling(x+1,y,fill_color,boundary_color);
		seed_filling(x-1,y,fill_color,boundary_color);
		seed_filling(x,y+1,fill_color,boundary_color);
		seed_filling(x,y-1,fill_color,boundary_color);
	}
}

案例:

#include "graphics.h"
#include 
#include "windows.h"
#include 
#include 
void seed_filling(int x,int y,COLORREF fill_color,COLORREF boundary_color)
{
	COLORREF c;
	c=getpixel(x,y);
	if((c!=boundary_color)&&(c!=fill_color))
	{
		putpixel(x,y,fill_color);
		seed_filling(x+1,y,fill_color,boundary_color);
		seed_filling(x-1,y,fill_color,boundary_color);
		seed_filling(x,y+1,fill_color,boundary_color);
		seed_filling(x,y-1,fill_color,boundary_color);
	}
} 
void plot_circle_points(int xc,int yc,int x,int y,COLORREF c)
{
	putpixel(xc+x, yc+y, c);
	putpixel(xc-x, yc+y, c);
	putpixel(xc+x, yc-y, c);
	putpixel(xc-x, yc-y, c);
	putpixel(xc+y, yc+x, c);
	putpixel(xc-y, yc+x, c);
	putpixel(xc+y, yc-x, c);
	putpixel(xc-y, yc-x, c);
}
void bresenham(int x1,int y1,int r,COLORREF c)
{
	int x,y,p;
	x=0;
	y=r;
	p=3-2*r;
	while(x<y)
	{
		plot_circle_points(x1,y1,x,y,c);
		if(p<0)
			p=p+4*x+6;
		else
		{
			p=p+4*(x-y)+10;
			y-=1;
		}
		x+=1;
	}
	if(x==y)
	plot_circle_points(x1,y1,x,y,c);
}


void main()
{
	int gd=DETECT,gm; /*图形屏幕初始化*/
	initgraph(&gd,&gm,"");

	bresenham(300,150,70,WHITE);
	seed_filling(300,150,RED,WHITE);

	getch();
	closegraph();
}

最终效果图:
种子填色(Seed Filling)算法_第4张图片

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