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种子填充算法c语言代码实现,OpenGL绘图实例三之种子填充算法

發(fā)布時間：2023/12/31 编程问答 32 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了种子填充算法c语言代码实现,OpenGL绘图实例三之种子填充算法小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

綜述

博主研究了一下午加一晚上，終于把種子填充算法實(shí)現(xiàn)出來并把機(jī)器人填充完畢，路途很艱辛，不過也學(xué)到了很多，在此和大家一起分享。

吐槽

與我不是同學(xué)的小伙伴，請自動忽略，我是來吐槽教材的。在此不得不吐槽一下，不得不說教材實(shí)在太坑爹了。對于種子填充算法的后半部分，下一個種子點(diǎn)的尋找過程中，從while(x<=xright)開始，我實(shí)在無法搞懂它里面的神邏輯，最初我認(rèn)為它是對的，后來按照它的思路實(shí)現(xiàn)之后，填充基本上是錯誤的，比如圓角矩形下方的部分，它就無法正常填充。根本原因還是它的下一步種子點(diǎn)找錯了，而博主依然在固執(zhí)地DeBug，看看是不是我哪里編碼有問題。后來，干脆放棄了書上的邏輯了，自己改寫了搜尋下一個種子點(diǎn)的算法，最后終于成功。另外，教材上的這些偽代碼寫得也是太偽，算了，這不是重點(diǎn)，言歸正傳。

基本梳理

在博主的研究過程中，遇到了許許多多的小問題，在這里統(tǒng)一做一下總結(jié)，也希望大家少走彎路，吸取我的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

1.點(diǎn)的定義

在這里我們避免不了要使用點(diǎn)，一個點(diǎn)包括了2個元素，一個是橫坐標(biāo)一個是縱坐標(biāo)，所以我們可以直接把它定義為一個結(jié)構(gòu)體。

struct Point

{

int x;

int y;

};

這樣的話，我們就可以直接聲明一個 Point 類型的變量使用了，既方便又直觀。

2.棧的使用

對于種子填充算法，肯定避免不了使用棧的，在這里博主分享一下一些使用心得。棧的引入 C++代碼中，可以直接用下面的代碼來導(dǎo)入

#include

using namespace std;

注意，這里一定記得加上 using namespace std 這句話，否則會出現(xiàn) stack 未定義的錯誤，哈哈哈，深有體會。棧的定義引入了棧之后，我們就可以直接來聲明一個棧了

stack pixelStack;

其中，需要加一個尖括號，尖括號中聲明了 Point 類型，這樣我們就可以使用它了取棧頂元素 C++中取棧頂元素是很坑的，有一個top方法，還有一個pop方法。其中top方法是只取得棧頂?shù)脑囟灰瞥?#xff0c;pop方法是直接移除棧頂元素，沒有返回值。所以我們要想取出棧頂元素并移除的話，就要分別調(diào)用這兩個方法

//獲取最頂端的元素

Point tempPoint=pixelStack.top();

//刪除最頂端的元素

pixelStack.pop();

是不是不友好？不友好的話，那就自己去定義一個新方法吧，我就先不這么干啦。判斷棧非空判斷當(dāng)前的棧是否已經(jīng)為空，只需要調(diào)用empty方法就可以了

while(!pixelStack.empty()){

//code

}

這里是一個while循環(huán)，如果棧為非空的話不斷循環(huán)。關(guān)于棧置空教材中的種子填充算法中用到了棧置空，不過我感覺沒有必要這么做，因?yàn)樵诜椒ㄗ钋懊媸切侣暶鞯臈Ｗ兞?#xff0c;它一定是空的。不過如果非要置空的話，可以利用下面的代碼

while(!pixelStack.empty()){

pixelStack.pop();

}

如果棧不為空，就一直取元素，就可以把它置空啦。

3.關(guān)于glColor3b和glColor3ub

這的確也是坑得博主不淺，之前一直在用 glColor3b 這個方法來定義顏色，奇怪的是 glColor3b(255,0,0) 竟然不是紅色，而是黑色！就是因?yàn)檫@個顏色問題，導(dǎo)致我在比對顏色的過程中走了很多彎路。在這里做一下說明 glColor3b()需要傳入的是byte類型，它的數(shù)值范圍是-128-127，也就是有符號數(shù)，我傳入255，由于越界了，255這個數(shù)就相當(dāng)于-128，難怪不變紅啊。 glColor3ub()需要傳入的是unsigned byte類型，范圍是0-255，無符號數(shù)，那么在這里我們傳入255,0,0這三個數(shù)，就變成紅色了。

4.取得某像素顏色

我想說的是，這也是個深坑啊，一下午的Debug全歸它身上了。獲取某個像素的這個函數(shù)是

void glReadPixels(GLint x,GLint y,GLsizesi width,GLsizei height,GLenum format,GLenum type,GLvoid *pixel);

函數(shù)說明如下：

該函數(shù)總共有七個參數(shù)。前四個參數(shù)可以得到一個矩形，該矩形所包括的像素都會被讀取出來。(第一、二個參數(shù)表示了矩形的左下角橫、縱坐標(biāo)，坐標(biāo)以窗口最左下角為零，最右上角為最大值；第三、四個參數(shù)表示了矩形的寬度和高度) 第五個參數(shù)表示讀取的內(nèi)容，例如：GL_RGB就會依次讀取像素的紅、綠、藍(lán)三種數(shù)據(jù)，GL_RGBA則會依次讀取像素的紅、綠、藍(lán)、alpha四種數(shù)據(jù)，GL_RED則只讀取像素的紅色數(shù)據(jù)(類似的還有GL_GREEN，GL_BLUE，以及GL_ALPHA)。如果采用的不是RGBA顏色模式，而是采用顏色索引模式，則也可以使用GL_COLOR_INDEX來讀取像素的顏色索引。目前僅需要知道這些，但實(shí)際上還可以讀取其它內(nèi)容，例如深度緩沖區(qū)的深度數(shù)據(jù)等。第六個參數(shù)表示讀取的內(nèi)容保存到內(nèi)存時所使用的格式，例如：GL_UNSIGNED_BYTE會把各種數(shù)據(jù)保存為GLubyte，GL_FLOAT會把各種數(shù)據(jù)保存為GLfloat等。第七個參數(shù)表示一個指針，像素數(shù)據(jù)被讀取后，將被保存到這個指針?biāo)硎镜牡刂贰Ｗ⒁?#xff0c;需要保證該地址有足夠的可以使用的空間，以容納讀取的像素數(shù)據(jù)。例如一幅大小為256*256的圖象，如果讀取其RGB數(shù)據(jù)，且每一數(shù)據(jù)被保存為GLubyte。

好了，那么重點(diǎn)來了，這個方法的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)是在畫布的左下角！！而我們繪圖的基準(zhǔn)點(diǎn)是在畫布的正中心！！所以我在獲取某個點(diǎn)的顏色的時候一直都是錯誤的結(jié)果，這樣的話在使用的時候我們的xy坐標(biāo)值就要加上畫布寬高的一半才能正常獲取到像素的顏色，希望大家一定注意！！那么我們?nèi)绾蝸硎褂媚?#xff1f;實(shí)例如下，首先定義GLByte的數(shù)組

GLubyte iPixel[3];

另外還有畫布的寬度高度的一半變量

int halfWidth,halfHeight;

我們可以調(diào)用如下的方法來獲取(x,y)這個點(diǎn)像素的值

glReadPixels(x+halfWidth,y+halfHeight,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,&iPixel);

在這里第五個參數(shù)我們定義了 GL_RGB，第六個參數(shù)我們定義了 GL_UNSIGNED_BYTE，最后是傳入了數(shù)組的引用。所以在調(diào)用這個方法之后，iPixel數(shù)組里面的三個值就已經(jīng)賦值為了該點(diǎn)的RGB值，可以拿來做下一步的判斷。比如我們邊界可以定義為

GLubyte oldColor[3]={255,255,255};

在比較的時候就可以用下面的判別式

iPixel[0]!=borderColor[0]&&iPixel[1]!=borderColor[1]&&iPixel[2]!=borderColor[2]

這里我們是依次比較了三個RGB值是否與邊界的RGB值相等，不過，有意思的是，識別顏色的這個方法，黑色的RGB值會識別成1,1,1，而有時候在我調(diào)試的時候會識別為0,1,1。我在想是不是系統(tǒng)計算誤差問題，如果真是的話，因?yàn)檫@個小小的誤差就影響了我們的判別條件豈不是虧大了？那么在這里我就定義了一個方法，允許一定的誤差，這個誤差姑且就稱為PS里面的容差吧。

//傳入兩個顏色的RGB值，比較是否相同，容差為dis

bool sameColor(int r1,int g1,int b1,int r2,int g2,int b2){

//容差度

int dis = 10;

if(abs(r1-r2)<=dis&&abs(g1-g2)<=dis&&abs(b1-b2)<=dis){

return true;

}else{

return false;

}

那么我們的判定條件就改為了

!sameColor(iPixel[0],iPixel[1],iPixel[2],borderColor[0],borderColor[1],borderColor[2])

這樣系統(tǒng)誤差便不會影響了。

5.下一個種子點(diǎn)的選取

教材上的種子點(diǎn)選取算法有點(diǎn)搞不懂，我按照上面的思路實(shí)現(xiàn)出來，在填充的時候出現(xiàn)了一系列問題。后來干脆放棄了教材中的方法，自己改寫了一下。思路大體上是這樣的。

在填充完一行后，這一行最左邊的像素點(diǎn)我們定義為(xLeft,y)，最右邊的像素我們定義為(xRight,y)，掃描上一行找尋下一個種子點(diǎn)，這里y就要增加1，如果(xRight,y+1)這個點(diǎn)不是邊界不是已經(jīng)填充的點(diǎn)，那么這個點(diǎn)就可以作為種子點(diǎn)壓入堆棧。如果這個點(diǎn)是邊界或者是已經(jīng)填充的點(diǎn)，那么就繼續(xù)往左搜索，如果找到既不是邊界又未填充的點(diǎn)，那么這個點(diǎn)就是種子點(diǎn)，壓入堆棧。如果一直往左找到xLeft還是沒有找到的話，就不存在下一個種子點(diǎn)了。下一行掃描線也是同樣的原理，y要在這個基礎(chǔ)上減去2即可。

恩，不知道大家有沒有看懂，這是我自己想出來的方法，不敢保證完全正確，在此僅供參考。如果大家真的可以按照教材中的方法實(shí)現(xiàn)成功的話，希望告訴我一下，感激不盡。

方法實(shí)現(xiàn)

恩，重要的地方都已經(jīng)點(diǎn)明了，下面就直接附上我的種子填充算法吧！

//種子填充算法

void zzFill(int startX,int startY,int r,int g,int b){

stack pixelStack;

//x,y是給定的種子像素點(diǎn)，rgb就是要填充的顏色的RGB值

Point point = {startX,startY};

pixelStack.push(point);

int saveX;

int xRight,xLeft;

int x,y;

//如果棧不為空

while(!pixelStack.empty()){

//獲取最頂端的元素

Point tempPoint=pixelStack.top();

//刪除最頂端的元素

pixelStack.pop();

saveX=tempPoint.x;

x=tempPoint.x;

y=tempPoint.y;

glReadPixels(x+halfWidth,y+halfHeight,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,&iPixel);

//如果沒有到達(dá)右邊界，就填充

while(!sameColor(iPixel[0],iPixel[1],iPixel[2],borderColor[0],borderColor[1],borderColor[2])){

glPoint(x,y,r,g,b);

x=x+1;

glReadPixels(x+halfWidth,y+halfHeight,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,&iPixel);

}

xRight=x-1;

x=saveX-1;

glReadPixels(x+halfWidth,y+halfWidth,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,&iPixel);

//如果沒有到達(dá)左邊界，就填充

while(!sameColor(iPixel[0],iPixel[1],iPixel[2],borderColor[0],borderColor[1],borderColor[2])){

glPoint(x,y,r,g,b);

x=x-1;

glReadPixels(x+halfWidth,y+halfWidth,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,&iPixel);

}

//保存左端點(diǎn)

xLeft=x+1;

//從右邊的點(diǎn)開始

x=xRight;

//檢查上端的掃描線

y=y+1;

while(x>=xLeft){

glReadPixels(x+halfWidth,y+halfWidth,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,&iPixel);

if(!sameColor(iPixel[0],iPixel[1],iPixel[2],borderColor[0],borderColor[1],borderColor[2])&&!sameColor(iPixel[0],iPixel[1],iPixel[2],r,g,b)){

//如果上方的點(diǎn)不是邊界點(diǎn)，直接壓入

Point p={x,y};

pixelStack.push(p);

//壓入之后停止循環(huán)

break;

}else{

x--;

glReadPixels(x+halfWidth,y+halfWidth,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,&iPixel);

}

//檢查下端的掃描線

y=y-2;

//從右邊的點(diǎn)開始

x=xRight;

while(x>=xLeft){

glReadPixels(x+halfWidth,y+halfWidth,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,&iPixel);

if(!sameColor(iPixel[0],iPixel[1],iPixel[2],borderColor[0],borderColor[1],borderColor[2])&&!sameColor(iPixel[0],iPixel[1],iPixel[2],r,g,b)){

//如果上方的點(diǎn)不是邊界點(diǎn)，直接壓入

Point p={x,y};

//壓入之后停止循環(huán)

pixelStack.push(p);

break;

}else{

x--;

glReadPixels(x+halfWidth,y+halfWidth,1,1,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,&iPixel);

}

以上便是我實(shí)現(xiàn)的種子填充算法，僅供參考在這里我們用到了glPoint畫點(diǎn)的方法，這是我們定義的，方法如下，為了便于調(diào)試，每畫一個點(diǎn)刷新一下，這樣我們就可以看到繪制的全部動態(tài)效果。

//畫點(diǎn)

void glPoint(int x,int y,int r,int g,int b){

glColor3ub (r,g,b);

glPointSize(1);

glBegin(GL_POINTS);

glVertex2i(x,y);

glEnd();

glFlush();

}

以上便是畫點(diǎn)的函數(shù)

方法使用

種子填充算法肯定要在我們繪制完機(jī)器人之后使用，任意選取某個四連通區(qū)域的點(diǎn)，傳入xy坐標(biāo)值還有要填充的顏色的RGB值，就可以成功實(shí)現(xiàn)填充。在上一篇機(jī)器人的基礎(chǔ)上，我們在畫機(jī)器人的方法最后加入下面的代碼，即可實(shí)現(xiàn)填充。

//灰色:195,195,195

//黃色:255,243,0

//紅色:237,28,36

//深灰色:126,126,126

//脖子

zzFill(0,70,195,195,195);

//頭

zzFill(-50,110,195,195,195);

zzFill(0,93,195,195,195);

//肚子

zzFill(-50,0,195,195,195);

//耳朵

zzFill(-80,115,126,126,126);

zzFill(80,115,126,126,126);

//肚子三角

zzFill(-20,-10,255,243,0);

//肚子紅色圓

zzFill(0,0,237,28,36);

//zzFill(-50,0,128,255,33);

//大臂

zzFill(-90,30,126,126,126);

zzFill(90,30,126,126,126);

//小臂

zzFill(-90,-20,126,126,126);

zzFill(90,-20,126,126,126);

//手

zzFill(-75,40,195,195,195);

zzFill(75,40,195,195,195);

//手

zzFill(-95,-47,195,195,195);

zzFill(95,-47,195,195,195);

//大腿連接處

zzFill(-40,-64,195,195,195);

zzFill(40,-64,195,195,195);

//大腿

zzFill(-40,-100,126,126,126);

zzFill(40,-100,126,126,126);

//腳踝

zzFill(-40,-121,195,195,195);

zzFill(40,-121,195,195,195);

//腳掌

zzFill(-40,-130,126,126,126);

zzFill(40,-130,126,126,126);

system("pause");

注意，有個很奇怪地方是繪制完了之后機(jī)器人就不見了，所以在這里加入了system(“pause”)方法來暫停一下就好啦。其他的代碼基本都是上一篇中的了，大家自行整理。

運(yùn)行結(jié)果

運(yùn)行結(jié)果截圖如下恩，就是這樣！

總結(jié)

以上便是博主利用種子填充算法來實(shí)現(xiàn)的機(jī)器人的顏色填充，在此分享給大家，希望對大家有幫助！如有問題和錯誤，歡迎大家給予我批評和指正，謝謝！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的种子填充算法c语言代码实现,OpenGL绘图实例三之种子填充算法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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