Open gl 的不规则图形的4联通种子递归填充和扫描线种子递归填充算法实现
实验题目：不规则区域的填充算法
实验目的：验证不规则区域的填充算法
实验内容：利用VC与OpenGL,实现不规则区域的填充算法。
1、必做：实现简单递归的不规则区域填充算法。
2、选做：针对简单递归算法栈空间占用太大的缺点，进行改进，实现基于扫描线的种子填充算法
实验要求：
n 将坐标系网格在屏幕上画出来，每个像素点占据一个格点，用一个小实心圆圈表示。
n 用鼠标点击的方式，绘制不规则区域的边界。
n 种子填充算法，可用4联通或8联通任选一种。
以下是我用c++ 实现的方式去实现2种填充算法
#include <iostream>#include <vector>#include <stack>#include <iterator>#include "glut.h"using namespace std;//////////////////////////#define WIDTH 400#define HEIGHT 400#define SUBWIDTH 20#define SUBHEIGHT 20/////////////////////////class tile // 基于open gl 的坐标系{public:enum _toolEnum{_sideLength=10}; // 边长 tile(unsigned int x=0,unsigned int y=0):_x(x),_y(y){ _state = 0;}void draw(){// 画出初始tile(根据不同_state,用不同的颜色) // glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);if (_state == 0) // 无色{glColor3f(255 ,255 ,255);}else if(_state == 1) // 红色{glColor3f(255,0 ,0);}else if(_state == 2) // 绿色{glColor3f(0 ,255 ,0);}glBegin(GL_POINTS);glVertex2i(_x*20+10,_y*20+10); glEnd(); glFlush();}inline void op_side() // 设置成边界红色 { _state = 1;draw();}inline void op_padding() // 设置成填充 绿色{_state = 2;draw();}public:unsigned int _x; // 瓷砖的横向索引unsigned int _y; // 瓷砖的纵向索引int _state; // 0代表无色初始状态，1代表红色边框 ，2代表绿色内填充容};class tileLayer{public:tileLayer(unsigned int h=20,unsigned int v=20):_hTileNum(h),_vTileNum(v){init();} void init(){for (int i=0;i<_vTileNum;i++) {vector<tile> tmpVec;for (int j=0;j<_hTileNum;j++){tmpVec.push_back(tile(j,i)); // 注意是 j,i cout<<j<<","<<i<<"\t";}_vecTile.push_back(tmpVec);cout<<endl;}}void recursive_pad(GLint index_X, GLint index_Y) // 参数是索引{// 在这计算是哪个为种子点。。if(index_X<0||index_Y<0||index_X>=20||index_Y>=20){return ;}if ((_vecTile[index_Y][index_X])._state == 0 ){(_vecTile[index_Y][index_X]).op_padding(); // 注意顺序// 对上方的砖块递归填充recursive_pad(index_X,index_Y+1);// 对下方的砖块递归填充recursive_pad(index_X,index_Y-1);// 对左方的砖块递归填充recursive_pad(index_X-1,index_Y);// 对右方的砖块递归填充 recursive_pad(index_X+1,index_Y);}}// 以下注释仅仅是参考扫描法的栈实现，但是我用的依然是递归实现/*扫描线种子填充算法可由下列四个步骤实现：(1) 初始化一个空的栈用于存放种子点，将种子点(x, y)入栈；(2) 判断栈是否为空，如果栈为空则结束算法，否则取出栈顶元素作为当前扫描线的种子点(x, y)，y是当前的扫描线；(3) 从种子点(x, y)出发，沿当前扫描线向左、右两个方向填充，直到边界。分别标记区段的左、右端点坐标为xLeft和xRight；(4) 分别检查与当前扫描线相邻的y - 1和y + 1两条扫描线在区间[xLeft, xRight]中的像素，从xLeft开始向xRight方向搜索，若存在非边界且未填充的像素点，则找出这些相邻的像素点中最右边的一个，并将其作为种子点压入栈中，然后返回第（2）步；*/void scanning_pad(GLint index_X, GLint index_Y){// 向种子点index_Y这一行左右填充if (index_X<0||index_X>=20||index_Y<0||index_Y>=20 || _vecTile[index_Y][index_X]._state == 1 ){return ;}int left = index_X;int right = index_X; // 这边出错！！！！while ( left>=0 && _vecTile[index_Y][left]._state!=1) // 别忘记访问容器前得先判断索引是否是合法的{// 或许还得稍微过滤下已经绿色的if (_vecTile[index_Y][left]._state!=2){_vecTile[index_Y][left].op_padding();}left=left-1;}left=left+1;while (right<20 && _vecTile[index_Y][right]._state!=1){if (_vecTile[index_Y][right]._state!=2){_vecTile[index_Y][right].op_padding();}right=right+1;}right=right-1;// 找正上方和正下方的右种子点int up_index=left;int down_index=left;int up_may_seed_x=left;while (index_Y+1<20&&up_index<=right) {if ( _vecTile[index_Y+1][up_index]._state==0){up_may_seed_x=up_index;}up_index=up_index+1;}up_index=up_index-1;if ( (index_X+1)<20 && _vecTile[index_Y+1][up_may_seed_x]._state == 0){scanning_pad(up_may_seed_x,index_Y+1); // 对上面的种子点进行扫描递归处理}int down_may_seed_x=left;while (index_Y-1>=0 && down_index<=right ){if ( _vecTile[index_Y-1][down_index]._state==0){down_may_seed_x=down_index;}down_index=down_index+1;}down_index=down_index-1;if ( (index_Y-1)>=0 && _vecTile[index_Y-1][down_may_seed_x]._state == 0 ){scanning_pad(down_may_seed_x,index_Y-1); // 对下面的种子点进行扫描递归处理}}void redraw(){for (int i=0;i<_vTileNum;i++) {for (int j=0;j<_hTileNum;j++){_vecTile[i][j].draw();}}}unsigned int _hTileNum; // _hTileNum 是横向的块的个数unsigned int _vTileNum; // _vTileNum 是纵向的块的个数vector<vector<tile> > _vecTile;//容器vector保存对象好于对象指针~ 因为保存对象的话操作的就是栈上的内存，而指针的话就操作堆上的内存，开销大了。 这样想法是不是错误的？ //stack<tile> _stackTile;}; void init(void);void displayFcn(void);void plotpoint(GLint x, GLint y);void mouse(GLint button, GLint action, GLint x,GLint y);tileLayer g_tileLayer;// 全局对象void main(int argc, char** argv){glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB);glutInitWindowPosition(50, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("mouse");init();glutDisplayFunc(displayFcn);glutMouseFunc(mouse); glutMainLoop();}void init(void){glClearColor(1.0,1.0, 1.0, 1.0); // 重视这句话glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置投影矩阵gluOrtho2D(0 ,400, 0 ,400);//二维视景区域glColor3f(1.0,0.0,0.0);glPointSize(13.0);//点的大小}void plotpoint(GLint x, GLint y){// 先计算是二维容器里的哪个tile，然后这个tile调用边界opunsigned int index_X=0,index_Y=0; index_X=x/20;index_Y=y/20; (g_tileLayer._vecTile[index_Y][index_X]).op_side() ; // 注意顺序}void displayFcn(void){ glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f(0 ,0 ,0);glBegin(GL_LINES);for (int i=0 ;i<=HEIGHT/SUBHEIGHT ;i++) // 画横线{glVertex2d(0 ,i*SUBHEIGHT);glVertex2d(WIDTH ,i*SUBHEIGHT);}for (int i=0 ;i<=WIDTH/SUBWIDTH ;i++) // 画竖线{glVertex2d(i*SUBWIDTH ,0);glVertex2d(i*SUBWIDTH ,HEIGHT);}glEnd(); glFlush();}void mouse(GLint button, GLint action, GLint x,GLint y){if (button==GLUT_LEFT_BUTTON && action==GLUT_DOWN){plotpoint(x,400-y);}//glFlush();if (button==GLUT_RIGHT_BUTTON && action==GLUT_DOWN){// 执行算法！！unsigned int index_X=0,index_Y=0; index_X=x/20; index_Y=(400-y)/20;//-----------------------// 在这边切换2种实现算法,只要注释掉其中一个调用就行了//-----------------------g_tileLayer.recursive_pad(index_X,index_Y); //g_tileLayer.scanning_pad(index_X,index_Y);}}
运行结果：
四联通种子递归填充
扫描法递归填充
期间遇到一个有趣的bug,
((tile)g_tileLayer._vecTile[index_Y][index_X]).op_side() ;
cout<<((tile)g_tileLayer._vecTile[index_Y][index_X])._state<<"检验值";
发现第二条语句居然打印出来依然为0，而不是1;
问题在于前面的多余的（tile） 对象转换 ，操作的是副本了，自然就没有修改到我们要的目标对象了。
看来指针转换是比较靠谱的，对象强制转换是不靠谱的，会调用implicit的copy constructor 。
参考 ： http://blog.csdn.net/jiangxinyu/article/details/7911876 这里有种子扫描算法为什么能填充的原因。