实验三多边形的有效边表填充算法一、实验目的与要求1、理解多边形的扫描转换原理、方法;2、掌握有效边表填充算法;3、掌握链表的建立、添加结点、删除节点的基本方法;3、掌握基于链表的排序操作。
二、实验内容在实验二所实现工程的基础上,实现以下内容并把实现函数封装在类CMyGL 中。
1、C++实现有效边表算法进行多边形扫描转换2、利用1进行多边形扫描转换和区域填充的实现;三、实验原理请同学们根据教材及上课的PPT独立完成。
四、实验步骤(程序实现)。
1、建立并选择工程项目。
打开VC6.0->菜单File 的New 项,在projects 属性页选择MFC AppWizard(exe)项,在Project name 中输入一个工程名,如“Sample”。
单文档。
2、新建一个图形类。
选择菜单Insert New class,Class type 选择“Generic Class”,Name 输入类名,如“CMyCG。
3、向新建的图形类中添加成员函数(实际就是加入实验要求实现的图形生成算法的实现代码)。
在工作区中直接鼠标右键单击,选择“Add Member Function…”项,添加绘制圆的成员函数。
void PolygonFill(int number, CPoint *p, COLORREF color, CDC* pDC)添加其他成员函数:CreatBucket();CreatET();AddEdge();EdgeOrder();4、成员函数的实现。
实现有效边表填充算法。
这一部分需要同学们去实现。
参考实现:多边形的有效边表填充算法的基本过程为:1、定义多边形:2、初始化桶3、建立边表4、多边形填充1)对每一条扫描线,将该扫描线上的边结点插入到临时AET表中,HeadE.2)对临时AET表排序,按照x递增的顺序存放。
3)根据AET表中边表结点的ymax抛弃扫描完的边结点,即ymax>=scanline4)扫描AET表,填充扫描线和多边形相交的区间。
5)根据的边连贯性,更新AET表。
0、构造桶结点的数据结构和有效边表的数据结构:有效边表的数据结构:类AETclass AET{public:AET();virtual ~AET();double x;int yMax;double k;//代替1/kAET *next;}桶结点的数据结构:类Bucketclass Bucket{public:Bucket();virtual ~Bucket();int ScanLine;AET *p;//桶上的边表指针Bucket *next;}1、定义多边形:CPoint Point[7];//定义多边形//设置多边形的7个顶点Point[0]=CPoint(550,400);//P0Point[1]=CPoint(350,600);//P1Point[2]=CPoint(250,350);//P2Point[3]=CPoint(350,50);//P3Point[4]=CPoint(500,250);//P4Point[5]=CPoint(600,50);//P5Point[6]=CPoint(800,450);//P62、初始化桶Bucket* CreatBucket(int number,CPoint *Point) {int ScanMin,ScanMax;Bucket *HeadB,*CurrentB;ScanMin = ScanMax = Point[0].y;for(int i = 1;i<number;i++){//找最低和最高扫描线}for(i = ScanMin;i<=ScanMax;i++){if(i == ScanMin)//桶头结点{HeadB = new Bucket(); //建立桶的头结点CurrentB = HeadB;//CurrentB为Bucket当前结点指针CurrentB->ScanLine = i;CurrentB->p = NULL;//没有连接边链表CurrentB->next = NULL;}Else//建立桶的其它结点{}}return HeadB;}3、建立边表Bucket * CreatET(int number,CPoint *Point){Bucket *HeadB;Bucket *CurrentB;AET *CurrentE,*Edge;HeadB = CreateBucket(number,Point);for (int i = 0;i<number;i++) //访问每个顶点{int j = i + 1;//边的第二个顶点,Point[i]和Point[j]构成边if (j == number) //保证多边形的闭合{j = 0;}CurrentB = HeadB; //从桶链表的头结点开始搜索边(i,j)放入哪个桶if(Point[i].y<Point[j].y) //终点比起点高{while(Point[i].y>CurrentB.ScanLine) //在桶内寻找该边的yMin{CurrentB = CrrentB->next; //移到下一个桶结点}Edge = new AET(); //构造有效边表结点,计算AET表的值Edge->x = Point[i].x;Edge->ymax = Point[j].y;Edge->k = double((Point[j].x-Point[i].x))/(Point[j].y-Point[i].y);//代表1/kif(CurrentB->p == NULL) //当前桶结点上没有链接边结点{Current->p = Edge; //第一个边结点直接连接到对应的桶中}else //如果当前边已连有边结点{CurrentE = CurrentB->p;//移动指针到当前边的最后一个边结点//把当前边接上去}}if(Point[j].y<Point[i].y) //终点比起点低{//终点比起点高}}CurrentE = NULL;CurrentB = NULL;AET = NULL;return HeadB;}4、多边形填充1)对每一条扫描线,将该扫描线上的边结点插入到临时AET表中,HeadE.2)对临时AET表排序,按照x递增的顺序存放。
3)根据AET表中边表结点的ymax抛弃扫描完的边结点,即ymax>=scanline4)扫描AET表,填充扫描线和多边形相交的区间。
5)根据的边连贯性,更新AET表。
void PolygonFill(int number,CPoint *p,COLORREF fillcolor,CDC *pDC)//多边形填充{HeadE=NULL;for(CurrentB=HeadB;CurrentB!=NULL;CurrentB=CurrentB->next)//访问所有桶结点{1)对每一条扫描线,将该扫描线上的边结点插入到临时AET表中,HeadEfor(CurrentE=CurrentB->p;CurrentE!=NULL;CurrentE=CurrentE->next)//访问桶中排序前的边结点{AET *TempEdge=new AET;TempEdge->x=CurrentE->x;TempEdge->yMax=CurrentE->yMax;TempEdge->k=CurrentE->k;TempEdge->next=NULL;AddEdge(TempEdge);//将该边插入临时Aet表}2)对临时AET表排序,按照x递增的顺序存放。
EdgeOrder();//使得边表按照x递增的顺序存放3)根据AET表中边表结点的ymax抛弃扫描完的边结点,即ymax>=scanlineT1=HeadE;//根据ymax抛弃扫描完的边结点if(T1==NULL){return;}while(CurrentB->ScanLine>=T1->yMax)//放弃该结点,Aet表指针后移(下闭上开){T1=T1->next;HeadE=T1;if(HeadE==NULL){return;}}if(T1->next!=NULL){T2=T1;T1=T2->next;}while(T1!=NULL)//{//根据AET表中边表结点的ymax抛弃扫描完的边结点,即ymax>=ScanLine}4)扫描AET表,填充扫描线和多边形相交的区间。
bool In=false;//设置一个BOOL变量In,初始值为假double xb,xe;//扫描线的起点和终点for(T1=HeadE;T1!=NULL;T1=T1->next)//填充扫描线和多边形相交的区间{if(In==false){xb=T1->x;In=true;//每访问一个结点,把In值取反一次}else//如果In值为真,则填充从当前结点的x值开始到下一结点的x值结束的区间{xe=T1->x-1;//左闭右开//填充Sleep(1);//延时1ms,提高填充过程的可视性In=FALSE;}5)根据的边连贯性,更新AET表。
//利用边的连贯性,更新交点信息}delete HeadB;delete CurrentB;delete CurrentE;delete HeadE;}5、图形类的使用(1)、图形类对象的定义。
首先在“C*View”(本例中是CSampleView)类的头文件中加入图形类的头文件,使图形类能在C*View 中被辨识和使用;然后,在C*View 类头文件中实例化图形类,即定义一个图形类的对象。
在public属性区加入:CmyCG m_cg;(2)、图形类对象的使用。
在“C*View”类中有一个成员函数void OnDraw(CDC* pDC),找到该函数的实现。
在其中加入对图形类对象的使用代码:m_cg-> PolygonFill(_____,_____,_____,_____);//测试:填充的多边形的七个顶点为:Point[0]=CPoint(550,400);//P0Point[1]=CPoint(350,600);//P1Point[2]=CPoint(250,350);//P2Point[3]=CPoint(350,50);//P3Point[4]=CPoint(500,250);//P4Point[5]=CPoint(600,50);//P5Point[6]=CPoint(800,450);//P6在进行填充之前先绘制多边形的轮廓。