OpenGL扫描线填充算法详解

本文实例为大家分享了OpenGL扫描线填充算法，供大家参考，具体内容如下 说明 把最近一系列的图形学经典算法实现了一下。课业繁忙，关于该系列的推导随后再写。但是在注释里已经有较为充分的分析。 分情况讨论 注意对于横线需要特别讨论，但是对于垂直线却不必特别讨论。想一想为什么？ 代码 #include <iostream> #include <GLUT> #include <map> #include <vector> #include <list> #include <algorithm> using namespace std; int hmin,hmax; //记录扫 OpenGL扫描线填充算法是一种在计算机图形学中广泛使用的算法，用于填充二维图形内部的像素。该算法基于将屏幕水平地划分为多条扫描线，并依次处理这些线来填充图形。以下是对该算法的详细解释： 理解扫描线填充算法的基本原理。在计算机屏幕上，图像由无数个像素点组成，每个像素都有自己的坐标。扫描线填充算法通过遍历屏幕的每一行（即扫描线），判断这些线上哪些像素应该被着色，从而形成图形的填充效果。 在OpenGL中，通常会用到一种叫做Bresenham's line algorithm的算法来生成线条，但这里的重点是填充算法。考虑一个简单的矩形，它有四条边。为了填充矩形，我们从顶部开始，沿着每一行扫描。在每一条扫描线上，我们需要找出与该线相交的边，然后根据边的方向（上升或下降）来决定应该在哪些像素处着色。 在给定的代码中，`Line`结构体表示一个线段，包含起点和终点的X、Y坐标，以及斜率的差值`dx`。`hmin`和`hmax`用于记录扫描线的开始和结束位置。`con`是一个二维向量，用来存储关键事件表，其中包含了所有可能与扫描线相交的线段。`AET`是活动边表（Active Edge Table），用于存储当前需要处理的边。 代码中使用了`list`和`vector`数据结构，前者用于存储边的顺序，后者用于快速访问和插入元素。`mapper`是用于离散化Y值的映射，确保所有扫描线上的像素都能正确处理。 在处理横线时，由于它们在X轴上的跨度可能会很大，因此需要特别讨论。对于垂直线，由于它们只在Y轴上有变化，所以在遍历扫描线时可以忽略，因为每条扫描线都会遇到垂直线的开始和结束。 算法的关键步骤包括： 1. 初始化：确定图形的边界，创建关键事件表和活动边表。 2. 排序：按照Y值对关键事件表进行排序，然后根据X值和斜率对活动边表进行排序。 3. 扫描：遍历每一条扫描线，根据活动边表更新当前扫描线上的填充。 4. 边缘处理：在每条扫描线上，添加新的边缘，删除已经过去的边缘。 5. 填充：在每个需要填充的像素位置上设置颜色。 代码中还包含了一些辅助函数，如`show_v`用于显示线段信息，`higher`和`AET_lefter`用于比较线段的Y值和X值，以及`lefter`用于排序关键事件表。 需要注意的是，此代码示例并未包含完整的图形绘制检查，因此在实际应用中可能需要额外的逻辑来处理交叉线或自相交线的情况。此外，用户交互部分允许通过鼠标绘制点和线，当右键点击时会自动连接到起始点。 总结来说，OpenGL扫描线填充算法是通过有序地处理扫描线和边的交互，有效地填充图形内部。在实现过程中，使用了数据结构和排序策略优化了算法的效率，使得填充过程更为高效。