Program vyplnenia vedier v laboratóriu počítačovej grafiky?

Algoritmus plnenia vedier v Lab Graphics Lab

Tu je rozdelenie implementácie algoritmu výplne vedier v laboratóriu počítača Graphics, vrátane vysvetlení, príkladov kódu a úvah:

1. Prehľad algoritmu

Algoritmus výplne vedier, známy tiež ako povodeň, sa používa na zafarbenie susednej oblasti pixelov so špecifikovanou farbou. Začína sa pri semennom pixele a rekurzívne farby susedných pixelov rovnakej farby, až kým sa nestretne s hranicou.

2. Metódy implementácie

Existujú dva primárne prístupy:

* Rekurzívna povodeň: Táto metóda používa rekurzívnu funkciu na prechádzanie pripojenými pixelmi. Je to jednoduché porozumieť, ale môže viesť k problémom s pretečením zásobníka pre veľké oblasti.

* iteratívne povodne (založené na fronte): Táto metóda využíva štruktúru dátových frontov na ukladanie spracovania pixelov, čím sa zabezpečí efektívne využitie pamäte.

3. Pseudokód (rekurzívny)

`` `Python

Def Flood -Fill (Image, X, Y, OldColor, NewColor):

Ak obrázok [x, y] ==OldColor:# Skontrolujte, či je aktuálny pixel cieľovou farbou

obrázok [x, y] =newColor # zmeňte farbu

# Rekurzívne vyplňte susedné pixely

povodeň (obrázok, x + 1, y, oldcolor, newcolor) # vpravo

povodeň (obrázok, x - 1, y, oldcolor, newcolor) # vľavo

povodeň (obrázok, x, y + 1, oldcolor, newcolor) # dole

povodeň (obrázok, x, y - 1, oldcolor, newcolor) # hore

`` `

4. Pseudokód (iteratívne)

`` `Python

Def Flood -Fill (Image, X, Y, OldColor, NewColor):

front =[(x, y)] # inicializujte frontu pomocou pixelu semien

zatiaľ čo front:

(x, y) =front.pop (0) # dequeue ďalší pixel

Ak obrázok [x, y] ==OldColor:

obrázok [x, y] =newColor

# Pridajte do frontu susedné pixely

queue.Append ((x + 1, y))

front.Append ((x - 1, y))

queue.Append ((x, y + 1))

front.Append ((x, y - 1))

`` `

5. Príklad kódu (python s openCV)

`` `Python

import CV2

import numpy ako np

Def Flood -Fill (Image, X, Y, OldColor, NewColor):

# Definujte frontu na ukladanie pixelov na spracovanie

front =[(x, y)]

zatiaľ čo front:

(x, y) =front.pop (0)

Ak obrázok [x, y] ==OldColor:

obrázok [x, y] =newColor

# Pridajte do frontu platných susedov

Ak x + 1 queue.Append ((x + 1, y))

Ak x - 1> =0 a obrázok [x - 1, y] ==OldColor:

front.Append ((x - 1, y))

Ak y + 1 queue.Append ((x, y + 1))

Ak y - 1> =0 a obrázok [x, y - 1] ==OldColor:

front.Append ((x, y - 1))

spiatočný obrázok

Načítať obrázok

image =cv2.Imread ('your_image.png')

Vyberte semienok pixel a farbu

x =50

y =50

OldColor =(255, 255, 255) # Príklad:biela

newColor =(0, 0, 255) # Príklad:modrá

Aplikujte povodňovú výplň

FLELED_IMAGE =FLOWFFIL (Image.Copy (), X, Y, OldColor, NewColor)

Zobraziť výsledok

cv2.imshow („originálny“, obrázok)

cv2.imshow („vyplnené“, Falled_Image)

cv2.waitkey (0)

cv2.destroyallWindows ()

`` `

6. Nastavenie laboratória a úvahy:

* Softvér:

* Python s knižnicou OpenCV sa odporúča na spracovanie obrázkov.

* Ďalšie možnosti zahŕňajú:

* C ++ s OpenGL pre vykreslenie v reálnom čase.

* Java s Javafx pre grafické programovanie.

* hardvér:

* Počítač s dostatočným RAM a spracovateľským výkonom.

* Monitor alebo projektor na zobrazenie výsledkov.

* vizualizácia:

* Na vizualizáciu obrázka pred a po vyplnení použite funkcie zobrazenia zvolenej knižnice.

* Zvážte použitie rôznych farieb na rozlíšenie pôvodného obrázka a vyplnenej oblasti.

7. Aplikácie:

* Úpravy obrázkov: Plniace oblasti špecifickými farbami.

* Interaktívna maľba: Programy maľovania, ktoré používajú funkciu vyplnenia vedier.

* počítačová grafika: Sfarbenie objektov v 3D modeloch.

8. Ďalšie poznámky:

* Manipulácia s hranicami: Uistite sa, že váš algoritmus správne identifikuje a zastaví sa na hranici regiónu, ktorá sa má vyplniť.

* Optimalizácia výkonu: Iteratívny prístup vo všeobecnosti má lepší výkon ako rekurzívny pre veľké obrázky.

* Rozšírenia: Preskúmajte rôzne variácie, ako sú algoritmy „hraničnej výplne“, ktoré používajú detekciu okrajov.

Táto príručka poskytuje základný rámec na implementáciu algoritmu výplne vedier v laboratóriu počítača Graphics. Experimentujte s rôznymi implementáciami, farbami a obrázkami na preskúmanie jeho potenciálu.

• Predchádzajúca strana: Čo je zložitá grafika? 
• Ďalšia strana: Aké dva typy grafiky sa používajú na znázornenie zmeny?