区域填充算法

1.学习目标

（1）掌握简单种子填充算法原理及其编程方法。

（2）掌握扫描线填充多边形区域算法原理及其编程方法。

（3）理解多边形区域填充不同图案的方法。

2.学习内容

（1）利用改进后的简单种子填充算法编程实现任意区域的填充。

（2）利用扫描线填充算法编程填充任一多边形区域。

3.基本算法介绍

种子填充算法：

种子填充算法是一种从指定内部点（种子点）开始，向相邻区域扩散填充的算法。根据搜索方向的不同，分为四连通（上、下、左、右）和八连通（增加对角线方向）两种方式。其核心是通过递归或迭代遍历区域内所有待填充像素，直到遇到边界颜色为止。

​扫描线填充算法​：

扫描线算法通过水平扫描线从上到下遍历多边形区域，计算扫描线与多边形边的交点，并根据交点对填充区间进行颜色填充。其核心是维护动态的活动边表（AET）​，记录当前扫描线相交的边信息，以提高计算效率。

4.具体代码

（1）种子填充算法

import pygame
from fill_algorithms import improved_seed_fill

# 初始化pygame
pygame.init()

# 设置窗口尺寸
width, height = 800, 600
screen = pygame.display.set_mode((width, height))
pygame.display.set_caption("种子填充算法演示")

# 创建绘制表面
surface = pygame.Surface((width, height))
surface.fill((255, 255, 255))

# 绘制测试图形（不规则边界）
pygame.draw.circle(surface, (0,0,0), (400,300), 100, 2)
pygame.draw.rect(surface, (0,0,0), (200,200,100,150), 2)

# 自动填充两个形状
improved_seed_fill(surface, (400, 300), (255,0,0), (0,0,0))  # 填充圆形
improved_seed_fill(surface, (250, 275), (255,0,0), (0,0,0))  # 填充矩形

# 主循环
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    
    screen.blit(surface, (0,0))
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

（2）扫描线算法

import pygame
from fill_algorithms import scanline_fill

# 初始化pygame
pygame.init()

# 设置窗口尺寸
width, height = 800, 600
screen = pygame.display.set_mode((width, height))
pygame.display.set_caption("扫描线填充算法演示")

# 创建绘制表面
surface = pygame.Surface((width, height))
surface.fill((255, 255, 255))

# 绘制测试多边形（五边形）并立即填充
polygon_points = [(400, 200), (500, 300), (450, 450), (350, 450), (300, 300)]
pygame.draw.polygon(surface, (0,0,0), polygon_points, 2)
scanline_fill(surface, polygon_points, (255,0,0))

# 主循环
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
    
    screen.blit(surface, (0,0))
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

4.运行内容

5.项目简介

图形填充算法演示项目

项目概述

本项目演示了两种图形填充算法：扫描线填充算法和种子填充算法。

快速入门

1. 确保已安装Python 3.x和pygame库

2. 克隆或下载本项目

3. 运行演示程序

具体运行步骤

扫描线填充算法演示

```

python scanline_demo.py

```

种子填充算法演示

```

python seed_fill_demo.py

```

算法原理简介

扫描线填充算法

1. 构建边表(ET)

2. 初始化活性边表(AET)

3. 对每条扫描线：

• 更新AET

• 填充像素

种子填充算法

1. 从种子点开始

2. 检查相邻像素

3. 递归填充符合条件的像素

依赖

• Python 3.x

• pygame (安装命令: `pip install pygame`)