图元属性及图形处理

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1、计算机图形学第6讲图元属性及图形处理华中科技大学吴义忠13545009970cad.wyz@hust.edu.cn主要内容图元属性：关键数据；颜色、点属性、线属性、曲线属性、填充属性、字符属性图元的一般处理填充算法裁剪算法反走样6.1图元属性——颜色颜色与灰度RGB模式与索引模式IndexRGBA模式(alfa)OpenGL颜色函数glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE

2、GLUT_RGB)orGLUT_INDEXRGBA模式Index模式：voidglClearColor*

3、();voidglClearIndex(GLfloatcindex);voidglSecondaryColor*();voidglEnable(GL_BLEND)6.1图元属性——点属性关键数据：点坐标颜色和大小样式（OpenGL不支持，可以自定义）voidglPointSize(GLintsize);6.1图元属性——线属性关键数据：起点、终点坐标颜色glColor*(…)线宽glLineWidth(wid)线型glEnable(GL_LINE_STIPPLE)glLineStipple(…);

4、画笔和画刷：使用矩形笔画线，则画刷起作用（OpenGL未提供）6.1图元属性——曲线属性关键数据颜色线宽线型精度（显示曲线的段数）Bezier曲线/NURBS曲线（后）6.1图元属性——填充属性关键数据：实体集合填充颜色填充样式glPolygonStipple(pattern)填充区域glBegin/glEndglEnable(GL_POLYGON_STIPPLE)6.1图元属性——字符属性颜色字体大小位置、方向glTranslateglRotate6.2图元的一般处理属性改变：颜色、线型、宽度等

5、；关键数据改变：图形变换：移动、旋转、放缩复制操作：拷贝粘贴、镜像、阵列关键点操作：拖动裁剪与延伸倒角与圆弧倒角……光栅显示的重要特点是能进行面着色，区域填充就是在一个闭合区域内填充某种颜色或图案。区域填充一般分两类：多边形填充和种子填充。6.3区域填充算法多边形填充算法给定一顶点序列(Pi，i=0，1，…，n)，依次连线构成一封闭多边形。多边形内点判别——射线法若射线与多边形边界的交点个数为奇数时，则该点为内点；反之，交点个数为偶数时，则该点为外点。当扫描线过多边形顶点时，则交点为奇异点。奇异点

6、为局部极值点应看成两点，若为非极值点应看成一点。多边形填充算法多边形内点判别——夹角法夹角和为0，点p为外点；夹角和为360°，点p为内点CABDEPABCDEP这类算法建立在多边形边边界的矢量形式数据之上，可用于程序填色，也可用交互填色。该算法基于几何求交算法，步骤如下：输入多边形顶点坐标；求多边形顶点中最大和最小y坐标，以确定范围；计算每条扫描线起止点（交点），并扫描填充，直至所有扫描线处理完毕。1）扫描线填充算法思路(Scan-LineFilling)算法步骤扫描线填充算法改进——边相关扫描

7、线填充算法本算法改进的关键所在：如何快速求扫描线与多边形交点；扫描线填充利用画水平直线快速画法(为什么不用斜线？)；应该利用扫描线与多边形交点的连贯性加速求交算法（多边形与扫描线相交，则与下一条扫描线很可能相交，交点可直接计算）由于相邻扫描线上的交点是与多边形的边线相关的。对同一条边，前一条扫描线yi与该边的交点为xi，而后一条扫描线yi+1=yi+1与该边的交点则为xi+1=xi+1/m，利用相关性可省去大量求交运算（算法详见图形学教材）。这类算法建立在多边形边界的图象形式数据之上，并需提供多边

8、形界内一点的坐标，一般只能用于人机交互填色，而难以用于程序填色。从多边形内部点出发，沿四连通方向（或八连通方向）扩散搜索区域内所有待填充的象素点，适用于交互绘图。算法思想：用4连通填充算法的填充结果用8连通填充算法的填充结果2）种子填色算法（SeedFilling）种子填色算法（见Test1.vcprj）给定多边形边界颜色及内部填充颜色；从内部点(x,y)开始，检测该点与边界和填充色是否相同，均不相同则填充该点；检测相邻点与边界和填充色是否相同，均不相同则填充该点；重复第③步直至所有象素点被填充。

9、算法步骤：算法特点：直接基于象素，用递归算法，不必求交。但递归太多，存储不够，易造成堆栈溢出。（可用一个大的矩阵记录象素填充的状态来避免递归算法）任意封闭区域的填充算法边界实体集合生成封闭性判断若封闭：得到边界实体集合的包容盒坐标转换：世界坐标－设备坐标每条扫描线求交根据交点显示扫描线3）图案填充算法（参考）实际应用中，有时需要用图案来填充平面区域，只需将种子填充算法中写象素的那部分代码修改。（种子点颜色改写为定义图案对应点颜色查表即可）定义填充图案是一个M×N的位图，用数组存放。