在计算机图形学领域,区域填充和图形裁剪是基础且重要的操作。区域填充通常指的是将特定颜色应用到图形的内部区域,而图形裁剪则是将图形中位于某一定义边界外的部分去除。这两个操作在游戏开发、图形设计、动画制作以及用户界面设计等多个领域中都有广泛的应用。以下分别介绍这两个概念的详细知识点。 **区域填充** 区域填充有几种常见的方法,包括扫描线算法、四连通填充和八连通填充等。四连通填充只考虑上、下、左、右四个方向的移动,而八连通填充则可以考虑八个方向的移动。区域填充算法要求区域必须是连通的,才能将种子点颜色扩展至整个区域。连通区域分为内部连通和边界连通,内部连通指从区域内的任一点出发,都可以移动到其他任一点,而边界连通则是指区域内的任一点至少能与边界上的点连通。 在实现区域填充时,有两种常用表示形式,内点表示和边界表示。内点表示是通过枚举区域内部的所有像素并着色,而边界表示则是通过枚举区域边界上的像素并给定不同颜色。区域填充算法在实现时通常需要区分闭合区域和非闭合区域,闭合区域的边界由确定的线条组成,而非闭合区域则可能没有明显的边界。 **图形裁剪** 图形裁剪的目的是去除不需要的图形部分,只保留与某一裁剪窗口重叠的部分。裁剪窗口通常是一个矩形区域,可以是画布的一部分或者视口区域。Cohen-Sutherland裁剪算法是一种高效的直线段裁剪方法,它将平面分为九个区域,并使用四位二进制代码表示每个区域。这四位二进制代码分别对应窗口的上下左右边界,如果端点在边界上,则相应的位为1,否则为0。 Cohen-Sutherland算法的步骤包括区域划分、判断线段位置、计算交点和逻辑判断。在区域划分阶段,将矩形窗口的四条边界延长,将平面划分为九个区域。判断线段位置时,根据端点的编码值来确定线段与裁剪窗口的关系。如果线段完全在窗口内,保留;如果线段完全在窗口外,舍弃;部分在窗口内,则计算与窗口边界的交点。通过逻辑判断决定线段的舍弃或保留。 **编程实现** 在编程实现上,实验报告中提供了使用matplotlib和numpy库的示例代码。代码中首先导入必要的库,然后使用plt.fill()和plt.fill_between()函数进行区域填充操作。在填充区域时,可以指定填充颜色、透明度等属性。通过修改这些参数,可以实现不同的视觉效果。 例如,在一个简单的填充示例中,可以定义一系列的点作为多边形顶点,然后使用plt.fill()函数填充这些点形成的区域。另外,也可以通过绘制曲线,然后使用plt.fill_between()函数填充曲线之间的区域。在使用这些函数时,可以设置不同的颜色值以及透明度alpha参数,来控制填充效果。 在图形裁剪方面,实验报告中未给出具体的代码实现,但基本思想是先判断直线或图形与裁剪窗口的相对位置,然后通过计算得出与窗口边界的交点,并对线段或图形进行相应的裁剪处理。 整体来看,区域填充和图形裁剪算法是计算机图形学中处理图形与图像的基本技术,为各种图形和图像处理应用提供了核心的功能支持。熟练掌握这些算法对于计算机图形学的学习者和从业者具有重要意义。
2025-11-17 16:48:59 205KB 计算机图形学
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实验目的 (1)掌握Cohen-Sutherland直线段裁剪算法的直线段端点编码原理。 (2)掌握“简取”、“简弃”和“求交”的判断方法。 (3)掌握直线段与窗口边界交点的计算公式。 实验结果 (1)在屏幕中心建立二维坐标系Oxy,x轴水平向右为正,y轴垂直向上为正。 (2)以屏幕客户区中心为中心绘制矩形线框图,以此代替裁剪窗口,线条颜色自定义。 (3)工具栏上的“绘图”按钮有效,拖动鼠标绘制直线。 (4)使用“裁剪”按钮对窗口内的直线段进行裁剪并在窗口内输出裁剪后的直线段。
2024-08-19 14:55:18 48.11MB
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通过本次实验,将老师在课堂上讲解的直线段裁剪算法进行具体代码的实现,第一次实验的扩展题目中,已采用了编码法进行直线段裁剪的算法来实现,所以本次实验中我重点研究的是NLN直线段裁剪算法,因为这个算法是对编码法裁剪线段的一个优化算法,在判断线段所属区域来降低求交次数。
2024-06-19 16:18:25 15KB
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给定一窗口区域。 计算各区的特征码。 随机给定一条直线的两端上。 计算两端点对应的特征码。 如果两端点都在窗口内,直接显示。 如果有端点在窗口外,则判断它和哪个边框有交点。求出直线和对应边框线交点。在计算交点的特征码,重复前面的。
2024-04-26 14:30:21 443KB 计算机图形学实验 运行结果
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cs裁剪算法改进OpenGL
2023-03-29 18:46:19 25.46MB 算法 源码软件
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几何算法源码(包括多边形填充算法, 多边形裁剪算法
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梁友栋裁剪算法,本案例是修改清华大学出版社的书上案例,在窗口中裁剪直线段
2022-12-25 21:35:48 2.27MB 梁友栋裁剪
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基于win32的裁剪程序,实现与mfc下同样的功能
2022-10-27 15:19:29 28KB 计算机图形学 裁剪
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天大图形学实验,Cohen-Sutherland直线裁剪算法,按课件做就行了。年年的实验还不一样。
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##已弃用此仓库不再在开发中。 请使用实施良好且有据可查的 。 ##关于此仓库Vatti多边形裁剪算法实现,执行多边形布尔运算的并集,交集,差和XOR。 虽然此存储库可用于学术目的。 到目前为止,工作已经完成 适用于自相交多边形和带Kong的多边形。 适用于主题或剪辑TODO中的多面体 剩下的部分仍然是水平边缘的处理和操作的结合与区别。 为了将其扩展为并集和差异,仅需要更改顶点分类规则。 需要合并更多的测试数据。 为了实现vatti算法,我使用了双重循环链表。 我找到了一个,但是我不得不对其进行很多修改。 我正在为排序的双链表寻找可靠的实现。 性能测试。 地图界面上有一个。 我为什么不赞成 Greiner Hormann算法似乎比Vatti算法更好,因为Vatti算法基于众多逻辑条件,因此实现起来并不那么容易。 的似乎很好地实现并记录在案。
2022-08-29 15:15:36 66KB JavaScript
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