Bài giảng Area Filling - Tô màu

Bài giảng Area Filling - Tô màu giới thiệu tới các bạn những nội dung về vùng tô; Pixel-defined region; liên thông 4 và liên thông 8; cách thức định nghĩa pixel-defined region; Polygonal Region; Recursive Flood-Fill Algorithm; thuật toán cải tiến – Dùng stack và một số nội dung khác.

Trang 1

Tô màu

Trang 2

Vùng tô Vùng đ ượ c xác đ nh b i đi m nh – ị ở ể ả

Vùng đ ượ c xác đ nh b i đi m nh – ị ở ể ả pixeldefined region

Trang 3

Pixeldefined region Vùng đ ượ c đ nh nghĩa b i màu c a pixel, chia làm 3 ph n: ị ở ủ ầ

Vùng đ ượ c đ nh nghĩa b i màu c a pixel, chia làm 3 ph n: ị ở ủ ầ

Trang 4

Liên thông 4 và liên thông 8 4connected : 2 pixel liên thông v i nhau n u chúng k nhau theo ớ ế ề

4connected : 2 pixel liên thông v i nhau n u chúng k nhau theo ớ ế ề

chi u ngang hay chi u d c ề ề ọ

8connected : 2 pixel liên thông v i nhau n u chúng k nhau theo ớ ế ề

chi u ngang, hay chi u d c, hay đ ề ề ọ ườ ng chéo

Trang 5

Cách th c đ nh nghĩa ứ ị

Interior defined

T t c các pixel trong vùng có cùng m t màu, g i là ấ ả ộ ọ

T t c các pixel trong vùng có cùng m t màu, g i là ấ ả ộ ọ insidecolor

N u m t s pixel trong vùng có màu boundarycolor thì vùng s ch a ế ộ ố ẽ ứ

lỗ

inside

Trang 7

Recursive FloodFill Algorithm (

(interiordefined, 4connected region interiordefined, 4connected region )

Đ i màu c a t t c các interiorpixel thành màu tô – ổ ủ ấ ả

Đ i màu c a t t c các interiorpixel thành màu tô – ổ ủ ấ ả fill color

Quá trình tô màu b t đ u t m t đi m ( ắ ầ ừ ộ ể

Quá trình tô màu b t đ u t m t đi m ( ắ ầ ừ ộ ể seed pixel ) thu c phía ) thu c phía ộ ộ

Recursive FloodFill

fill color

Trang 8

Thu t toán ậ

N u pixel t i (x,y) thu c vùng trong – màu c a pixel đó là ế ạ ộ ủ

N u pixel t i (x,y) thu c vùng trong – màu c a pixel đó là ế ạ ộ ủ insidecolor

thì

Đ i màu c a nó thành ổ ủ

Đ i màu c a nó thành ổ ủ fillcolor

Áp d ng quá trình trên cho 4 đi m lân c n nó (4connected).ụ ể ậ

(2,1) (3,3)

Trang 9

FloodFill(x-1,y, inside_color, fill_color);

FloodFill(x+1,y, inside_color, fill_color);

FloodFill(x,y+1, inside_color, fill_color);

FloodFill(x,y-1, inside_color, fill_color);

}

Trang 10

Recursive FloodFill (cont) (

(boundarydefined, 4connected region boundarydefined, 4connected region )

Bài t p ậ

Mô t thu t toánả ậ

Cài đ tặ

Boundarydefined

Trang 11

C i ti n ả ế

Run Đ ườ ng ch y ạ

Dãy các pixel liên ti p theo hàng ngang n m trong vùng tôãy các pixel liên ti p theo hàng ngang n m trong vùng tôế ế ằ ằ

M i run đỗ ược đ t tên b ng pixel c c trái (hay ph i) c a runặ ằ ở ự ả ủ

a s

b

d c

e

Trang 12

Thu t toán c i ti n – Dùng stack ậ ả ế

a s

b

d c

Stack: a

Stack: b c d Stack: b c e

Trang 13

Scanline

Đường th ng n m ngangẳ ằ

S giao đi m c a scanline và đa giác là s ch n (t ng quát)ố ể ủ ố ẵ ổ

Các pixel n m gi a các c p giao đi m l ch n n m trong đa giácằ ữ ặ ể ẽ ẵ ằ

Trang 14

Thu t toán Scanline t ng quát ậ ổ

for each scanline {

Tìm giao đi m c a scanline v i các c nh c a đa giácể ủ ớ ạ ủ

S p x p các giao đi m theo th t tăng d n theo xắ ế ể ứ ự ầ

Tô các pixel n m gi a các c p giao đi m liên ti p nhauằ ữ ặ ể ế

Trang 15

Demo

Trang 16

• Khi scanline đi qua đ nh c a đa giác, nó s giao v i 2 c nh. Trong Khi scanline đi qua đ nh c a đa giác, nó s giao v i 2 c nh. Trong ỉ ỉ ủ ủ ẽ ẽ ớ ớ ạ ạ

trường h p đ nh không là c c tr , s giao đi m c a scanline v i đa giác ợ ỉ ự ị ố ể ủ ớ

Trang 17

Các tr ườ ng h p đ c bi t (cont) ợ ặ ệ

Trang 18

X lí ử

Trước quá trình tô màu, ki m tra các đ nh. ể ỉ

N u đ nh không ph i là c c tr , xét c nh phía dế ỉ ả ự ị ạ ưới.

Danh sách đ nh đa giác trỉ ước

khi c i ti n:ả ế

(6,8), (9,5), (9,1), (5,5), (1,2), (2,7), (4,8)

Sau khi c i ti n, danh sách các ả ế

Trang 19

H n ch c a thu t toán ạ ế ủ ậ

• Đ xác đ nh giao đi m c a Đ xác đ nh giao đi m c a ể ể ị ị ể ể ủ ủ

đ ườ ng scanline và c nh c a ạ ủ

l n ớ , chúng ta ph i m t r t , chúng ta ph i m t r t ả ả ấ ấ ấ ấ

nhi u th i gian đ duy t h t ề ờ ể ệ ế

Trang 20

C i ti n t c đ thu t toán ả ế ố ộ ậ

Nh n xét: ậ

– Khi dòng quét tăng m t đ n v theo y thì Khi dòng quét tăng m t đ n v theo y thì ộ ơ ộ ơ ị ị

hoành đ giao đi m thay đ i theo ộ ể ổ

hoành đ giao đi m thay đ i theo ộ ể ổ 1/m

> Công th c tính giao đi m đ n gi nứ ể ơ ả

– Gi s r ng 1 c nh c a đa giác có tung đ Gi s r ng 1 c nh c a đa giác có tung đ ả ử ằ ả ử ằ ạ ạ ủ ủ ộ ộ

b ch n b i ị ặ ở

b ch n b i ị ặ ở [y_lower, y_upper][y_lower, y_upper] thì khi tung

đ c a dòng quét không thu c đo n này, ộ ủ ộ ạ

chúng không c t c nh đóắ ạ

> Gi m s lả ố ượng tính toán, không nh t thi t ấ ế

Trang 21

Đ gia tăng t c đ tính toán, chúng ta xây d ng và duy trì m t ể ố ộ ự ộ

Đ gia tăng t c đ tính toán, chúng ta xây d ng và duy trì m t ể ố ộ ự ộ danh sách danh sách xác đ nh t a đ giao đi m c a đa giác và đị ọ ộ ể ủ ường scanline m i bở ỗ ước

xác đ nh t a đ giao đi m c a đa giác và đị ọ ộ ể ủ ường scanline m i bở ỗ ước (AEL)

Danh sách này cho phép tính toán giao đi m m t cách nhanh chóng b ng ể ộ ằ

cách l u các thông tin các c nh mà đư ạ ường scanline c t.ắ

Đ thu n l i tính toán, m t c nh có các thông tin sau:ể ậ ợ ộ ạ

– Tung đ cao nh t Tung đ cao nh t ộ ộ ấ y_upper ấ y_upper c a c nh (sau khi rút g n) c a c nh (sau khi rút g n).ủ ủ ạ ạ ọ ọ

– Hoành đ giao đi m Hoành đ giao đi m ộ ộ ể x_intersection ể x_intersection v i đ v i đớ ườ ớ ường scanline hi n hành ng scanline hi n hành.ệ ệ

– Ngh ch đ o h s góc 1/m : Ngh ch đ o h s góc 1/m : ị ị ả ả ệ ố ệ ố reciprocal_slope Chú ý, 1/m đ Chú ý, 1/m đượ ược tính tr c tính trướ ước c khi c nh đạ ược rút g n, do đó b o đ m tính chính xác c a giao đi m.ọ ả ả ủ ể

khi c nh đạ ược rút g n, do đó b o đ m tính chính xác c a giao đi m.ọ ả ả ủ ể

y_upper x_int recip_slope

Trang 23

S d ng AEL đ tô màu t i m t dòng scanline ử ụ ể ạ ộ

T i dòng scanline hi n hành ạ ệ

T i dòng scanline hi n hành ạ ệ y, AEL l u tr giao đi m c a scanline và , AEL l u tr giao đi m c a scanline và ư ư ữ ữ ể ể ủ ủ

c nh đa giác.ạ

Đ tô màu, chúng ta s p x p các c nh theo chi u tăng d n c a hoành đ ể ắ ế ạ ề ầ ủ ộ

giao đi m ể

giao đi m ể x_intx_int.

M i c p giá tr c a x_int xác đ nh m t run, mà chúng ta có th tô màu ỗ ặ ị ủ ị ộ ể

e5

Trang 24

scanline m i n m phía trên ớ ằ

c nh nào đó trong AELạ

c nh nào đó trong AELạ ” : xóa

c nh có ạ

c nh có ạ y v vượ ượt quá t quá y_upper

• 2. Giá tr c a hoành đ giao 2. Giá tr c a hoành đ giao ị ủ ị ủ ộ ộ

đi m thay đ i theo dòng ể ổ

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Trang 25

c a c nh này s trình bày sau ủ ạ ẽ

trong Edge Table)

• 4. Th t c a hoành đ giao 4. Th t c a hoành đ giao ứ ự ủ ứ ự ủ ộ ộ

đi m có th đ o ngể ể ả ược khi 2

c nh giao nhau (đa giác t c t) ạ ự ắ

: AEL ph i đả ượ ắc s p x p l i.ế ạ

: AEL ph i đả ượ ắc s p x p l i.ế ạ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Trang 26

Đ xác đ nh c nh nào để ị ạ ược chèn vào AEL, chúng ta ph i xét t ng đ nh ả ừ ỉ

và x_intx_int là hoành đ đ nh d là hoành đ đ nh dộ ỉ ộ ỉ ướ ủ ướ ủi c a c nh.i c a c nh.ạ ạ

• EdgeTable là m t m ng các danh sách các c nh (nh danh sách AEL). EdgeTable là m t m ng các danh sách các c nh (nh danh sách AEL). ộ ộ ả ả ạ ạ ư ư

EdgeTable[

EdgeTable[yy] ch a danh sách các c nh có ] ch a danh sách các c nh có ứ ứ ạ ạ y_lower = y = y

Trang 27

H I

Trang 29

Dùng EdgeTable đ c p nh t AEL ể ậ ậ

Sau khi t o EdgeTable, AEL d dàng đạ ễ ượ ậc c p nh t thông qua các c nh ậ ạ

có s n trong EdgeTable t i dòng scanline ẵ ạ

có s n trong EdgeTable t i dòng scanline ẵ ạ y:

• Chèn các c nh t i EdgeTable[Chèn các c nh t i EdgeTable[ạ ạ ạ ạ y] vào AEL : nghĩa là dòng scanline b t ] vào AEL : nghĩa là dòng scanline b t ắ ắ

đ u c t các c nh có ầ ắ ạ

đ u c t các c nh có ầ ắ ạ y_lower = y = y

• Giá tr ban đ u c a Giá tr ban đ u c a ị ị ầ ầ ủ x_int ủ x_int là hoành đ c a đ nh d là hoành đ c a đ nh dộ ủ ộ ủ ỉ ỉ ướ ưới nên chính là i nên chính là

hoành đ giao đi m ban đ u.ộ ể ầ

Trang 31

Thu t toán c i ti n ậ ả ế

S p x p AEL theo chi u tăng d n c a ắ ế ề ầ ủ

S p x p AEL theo chi u tăng d n c a ắ ế ề ầ ủ x_intx_int;

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	442,5 KB