C++圖形程式設計演算法精解

C++ 圖形程式設計演算法包括：Bresenham 直線演算法：高效率繪製直線。圓形掃描演算法：填滿任意形狀輪廓。掃描填滿演算法：高效填滿輪廓之間的區域。

C++ 圖形程式設計演算法精簡

引言

##圖形程式設計演算法在現代軟體開發中不可或缺，它們使我們能夠創建互動式和視覺上令人愉悅的應用程式。 C++ 是圖形程式設計中廣受歡迎的語言，本文將深入探討一些有用的演算法。

Bresenham 直線演算法

Bresenham 直線演算法用於以最快的方式繪製直線。它使用整數算術，使繪製過程高效且準確。

void drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2) {
  int dx = x2 - x1;
  int dy = y2 - y1;
  int d = 2 * dy - dx;
  int y = y1;
  for (int x = x1; x <= x2; x++) {
    plot(x, y);
    if (d < 0) {
      d += 2 * dy;
    } else {
      d += 2 * (dy - dx);
      y++;
    }
  }
}

圓形掃描演算法

圓形掃描演算法用於填滿任意形狀的輪廓。它通過沿著形狀邊界移動掃描線並填充它下面的區域來工作。

void fill(int x1, int y1, int x2, int y2, int color) {
  for (int y = y1; y <= y2; y++) {
    int x_min = INT_MAX, x_max = INT_MIN;
    for (int x = x1; x <= x2; x++) {
      if (isInsideBoundary(x, y)) {
        x_min = min(x_min, x);
        x_max = max(x_max, x);
      }
    }
    for (int x = x_min; x <= x_max; x++) {
      plot(x, y, color);
    }
  }
}

掃描填充演算法

掃描填充演算法是一種高效的填充演算法，它透過掃描輪廓的垂直邊並填充它們之間的區域來工作。

void scanFill(int x1, int y1, int x2, int y2, int color) {
  int edgeTable[MAX_SIZE][2];  // 存储轮廓边
  int edgeCount = 0;

  // 构建边表
  for (int x = x1; x <= x2; x++) {
    int y_min = INT_MAX, y_max = INT_MIN;
    for (int y = y1; y <= y2; y++) {
      if (isInsideBoundary(x, y)) {
        y_min = min(y_min, y);
        y_max = max(y_max, y);
      }
    }
    if (y_min != INT_MAX) {
      edgeTable[edgeCount][0] = x;
      edgeTable[edgeCount][1] = y_min;
      edgeCount++;
      edgeTable[edgeCount][0] = x;
      edgeTable[edgeCount][1] = y_max;
      edgeCount++;
    }
  }

  // 扫描填充
  for (int j = 0; j < edgeCount; j += 2) {
    for (int x = edgeTable[j][0]; x <= edgeTable[j + 1][0]; x++) {
      plot(x, edgeTable[j][1], color);
      plot(x, edgeTable[j + 1][1], color);
    }
  }
}

實戰案例

以下是一個包含上述演算法的 C++ 程式碼範例，展示如何繪製一條直線並用掃描填充演算法填充一個矩形區域：

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

void plot(int x, int y, int color = 0xFFFFFFFF) {
  // 绘制像素的代码
}

int main() {
  // 绘制一条线
  drawLine(0, 0, 500, 500);

  // 填充矩形
  fill(100, 100, 400, 400, 0xFF0000);

  return 0;
}

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