吉林大学图形学实验课作业边标记填充多边形

吉林大学图形学实验课作业边标记填充多边形

作业要求：
编写应用程序，采用鼠标输入顶点的方法确定待填充多边形；实现边标志算法完成对多边形的填充，要求完成使用自己学号的后四位数字对多边形内部进行填充。完成效果如下图所示：



注：因为没有安装vc，所以直接用windowsapi编写的。

思路： 1，获取鼠标点击坐标，保存到POINT数组pt[]中;

2，计算包含多边形的最小矩形，保存到xMin,xMax,yMin,yMax；

3，在矩阵中，用TextOut函数重复输出学号，使其充满矩阵如图所示



4,边标记法反填充矩形与多边形之间的部分。

实现：

1.按下鼠标左键，画点；松开鼠标左键，链接当前点与上一个点，画线。考虑到windows程序绘图特点，将绘画部分放在WM_PAINT消息中，WM_LBUTTONUP消息只执行InvalidateRect(hwnd,NULL,FALSE)将整个客户区无效化，并保留之前的绘图。

case WM_LBUTTONDOWN:
pt[pCount].x=LOWORD(lParam);
pt[pCount].y=HIWORD(lParam);
hdc=GetDC(hwnd);
SetPixel(hdc,LOWORD(lParam),HIWORD(lParam),0);
ReleaseDC(hwnd,hdc);
pCount++;
break;
case WM_LBUTTONUP:
InvalidateRect(hwnd,NULL,FALSE);
break;
case WM_PAINT:
hdc=BeginPaint(hwnd,&ps);
for(int i=0; i<=pCount-2; i++)
{
MoveToEx(hdc,pt[i].x,pt[i].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[i+1].x,pt[i+1].y);
}
EndPaint(hwnd,&ps);
break;

2.要画出多边形，最后的鼠标点击点，应该是pt[0]，考虑到不容易点到初始点，编写函数bool isPoint_180(int x,int y,POINT pt[],int pCount)来智能化判断点击点是否是初始点，函数原型如下，点击点只要和初始点相距不超过3个像素即算点击了原始点。最后在绘图最后一个点时，也要稍作修改。

bool isPoint_1(int x,int y,LPARAM lParam)
{
int x1=LOWORD(lParam);
int y1=HIWORD(lParam);
if((x1-x)*(x1-x)+(y1-y)*(y1-y)<=9) return 1;
return 0;
}

3. 如果绘图完成后，再点击任意位置，清空屏幕，下一次点击为重新绘图。用bool变量isP_1记录，初始值为0，点击原点后值为1，最后一次点击时，计算并记录最小包含矩形并使isP_1为0，WM_LBUTTONDOWN完整代码如下。

case WM_LBUTTONDOWN:
if(isP_1==1)
{
isP_1=0;
pCount=0;
InvalidateRect(hwnd,NULL,TRUE);
break;
}
if(pCount>=3&&isPoint_1(pX0,pY0,lParam))
{
xMin=2000;
xMax=-1;
yMin=2000;
yMax=-1;
for(int i=0; i<pCount; i++)
{
if(pt[i].x>xMax) xMax=pt[i].x;
if(pt[i].x<xMin) xMin=pt[i].x;
if(pt[i].y>yMax) yMax=pt[i].y;
if(pt[i].y<yMin) yMin=pt[i].y;
}
isP_1=1;
break;
}
else
{
pt[pCount].x=LOWORD(lParam);
pt[pCount].y=HIWORD(lParam);
if(pCount==0)
{
pX0=pt[pCount].x;
pY0=pt[pCount].y;
}
hdc=GetDC(hwnd);
SetPixel(hdc,LOWORD(lParam),HIWORD(lParam),0);
ReleaseDC(hwnd,hdc);
pCount++;
break;
}[code]

注:InvalidateRect(hwnd,NULL,TRUE);与上一个不同，第三个参数为TRUE,使客户区无效化的同时，清除原有绘图，即清屏。

4.点击初始点后的绘图分两步，第一步填充学号，因为Textout函数输出后原有线条会被覆盖，因为后续的变标志算法需要，第二步重绘多边形。

//第一步：cyChar为一个字符的高度，cxChar为字符平均宽度
for(int i=0; i<=(yMax-yMin)/cyChar; i++)
for(int j=0; j<=(xMax-xMin)/(5*cxChar); j++)
{
int y=i*cyChar+yMin;
int x=j*5*cxChar+xMin;
SetTextColor(ps.hdc, RGB(255, 100, 0));//设置文本颜色
TextOut(hdc,x,y,str,lstrlen(str));

注：后来发现，Textout输出会在一行的末尾超出矩形范围，于是尝试手动设置无效区域：

ps.rcPaint.left=xMin;

ps.rcPaint.right=xMax;

ps.rcPaint.top=yMin;

ps.rcPaint.bottom=yMax;

但是后来发现还是超出了，一时找不到解决办法，想了想后续可以通过扩展矩形来解决这个问题，也就没有深究了。

//第二步：最后一点要多画一条线
for(int i=0; i<=pCount-2; i++)
{
MoveToEx(hdc,pt[i].x,pt[i].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[i+1].x,pt[i+1].y);
}
MoveToEx(hdc,pt[pCount-1].x,pt[pCount-1].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[0].x,pt[0].y);

5.传说中的边标记算法，不解释，书上有，很简单也很多余。

难点在于这种情况:



A点与B点对于程序中state的处理显然是不同的，对于A点，state需要取反，但是B点则需要忽略，以下代码解决这个问题:

bool isPoint_180(int x,int y,POINT pt[],int pCount)
{
for(int i=0;i<pCount;i++)
if(pt[i].x==x&&pt[i].y==y)
{
if(i==pCount-1&&(pt[0].y-pt[i].y)*(pt[i-1].y-pt[i].y)>0) return 1;
else if(i==0&&(pt[i+1].y-pt[i].y)*(pt[pCount-1].y-pt[i].y)>0) return 1;
else if(i!=pCount-1&&i!=0&&(pt[i+1].y-pt[i].y)*(pt[i-1].y-pt[i].y)>0) return 1;
else return 0;
}
return 0;
}

如果是B点则返回1，否则则返回0；对于点（x，y），在pt[]中扫描，如果（x,y）是多边形的点分3中情况判断是否是 B点，分别是第1个点pt[0]，第pCount个点pt[pCount-1],只需当前点的前一个点和后一个点在同一侧则是B点否则是A点。WM_PAINT消息中加入以下代码：

COLORREF color;
hdc=GetDC(hwnd);
for(int y=yMin-5;y<=yMax+20;y++)//矩形扩展
{
bool nPstate=0;
for(int x=xMin-5;x<xMax+50;x++)//矩形扩展
{
color=GetPixel(hdc,x,y);
if(nPstate==0&&color==RGB(255,100,0))
SetPixel(hdc,x,y,RGB(255,255,255));
else if(color==RGB(0,0,0))
if(!isPoint_180(x,y,pt,pCount)) nPstate=! nPstate;
}
}
ReleaseDC(hwnd,hdc);

6. 但是还没有结束，因为会发生如图所示的情况呢：



细心观察不难发现，当直线斜率小于1或大于-1时，在一条扫描线上会出现相连的几个点，当相连的点数为偶数时，恰巧碰对了，但是是奇数时，结果显然不是我们想要的，解决方法，用一个变量pPstate记录前一个点是否是边上点。如果前一个点是边上点，则忽略nPstate的反转。

hdc=GetDC(hwnd);
for(int y=yMin-5;y<=yMax+20;y++)
{
bool nPstate=0;
bool pPstate=0;
for(int x=xMin-5;x<xMax+50;x++)
{
color=GetPixel(hdc,x,y);
if(nPstate==0&&color==RGB(255,100,0))
{
SetPixel(hdc,x,y,RGB(255,255,255));
pPstate=0;
}
else if(color==RGB(0,0,0))
{
if(pPstate==0&&!isPoint_180(x,y,pt,pCount)) nPstate=!nPstate;
pPstate=1;
}
else pPstate=0;
}
}
ReleaseDC(hwnd,hdc);

7.人生总有一些事情让你无从预料，就像这个程序还是没有结束，因为它还是有bug，上图：

比如这个：



再如这个：



那么这个呢：



现在知道为什么说那个课本是简单而多余的了吧。

第一种bug和前面的多个连续点类似，当有两个相连的点时，这种边标记算法，根本就无法直接判断是斜率小于1或大于-1的直线上的两点还是两条斜率很大的线连在一起。解决方法：写一个函数判断当前一个点是边上点时，当前点所在边是否和前一个点所在边是同一条边。

第二种bug是因为两条边斜率绝对值很大，以至于两条边重合为一条边。解决方法：写一个函数，判断当前点是否同时在两条边上。

第三种bug是因为相交点的出现，而之前的扫描点函数isPoint_180()忽略了这种点的出现。解决方法：同第二种，因为本质上也是一个点同时在两条边上。

涉及的函数有一下几个：

//判断点(x,y)是否是多边形顶点
bool onPoint(int x,int y,POINT pt[],int pCount)
{
for(int i=0;i<pCount;i++)
if(pt[i].x==x&&pt[i].y==y)
return 1;                       //(x,y)是多边形顶点
return 0;
}
//判断点(x,y)是否在线段a，b上
bool pOnline(int x,int y,POINT a,POINT b)//三角形两边之和大于第三边
{
double lac = sqrt((a.x - x)*(a.x - x) + (a.y - y)*(a.y - y));
double lbc = sqrt((b.x - x)*(b.x - x) + (b.y - y)*(b.y - y));
double lab = sqrt((a.x - b.x)*(a.x - b.x) + (a.y - b.y)*(a.y - b.y));
if(lac+lbc<lab+0.05&&x>=min(a.x,b.x)&&x<=max(a.x,b.x)&&y>=min(a.y,b.y)&&y<=max(a.y,b.y)) return 1;
return 0;
}
//当前点(x,y)与前一个点(x-1,y)是否在在同一条边上
bool bug_1(int x,int y, POINT pt[],int pCount)
{
int line=-1;
for(int i=0;i<pCount-1;i++)
if(pOnline(x,y,pt[i],pt[i+1]))
{
line=i;
break;
}
if(line==-1&&pOnline(x,y,pt[pCount-1],pt[0]) )line=pCount-1;
if((line!=pCount-1&&pOnline(x-1,y,pt[line],pt[line+1]))||(line==pCount-1&&pOnline(x-1,y,pt[line],pt[0]))) return 1;//当前点与前一个点在同一条边上
return 0;
}
//判断点(x,y)是否是交点
int bug_2(int x,int y,POINT pt[],int pCount)
{
int num=0;
for(int i=0;i<pCount-1;i++)
if(pOnline(x,y,pt[i],pt[i+1])) num++;
if(pOnline(x,y,pt[pCount-1],pt[0])) num++;
if(num==1) return 0;  //不是交点
else if (num/2==0) return 2; //当前点是偶数个边的交点
else return 1;//当前点时奇数个边的交点
}

现在情况分为两大类：

1. 前一个点不是边上点即pPstate==0

当当前点是B点时nPaste不取反，当当前点是交点且是偶数条边的交点时nPaste不取反，否则nPsate取反。

2. 前一点是边上点即pPstate==1

有5中情况，当前点是A点，当前点是B点，当前点是交点，当前点和前一个点在同一条边上，当前点和前一个点不在同一条边上。

完整代码如下：

if(pPstate==0)
{
if(isPoint_180(x,y,pt,pCount));
else if(!onPoint(x,y,pt,pCount)&&bug_2(x,y,pt,pCount)==2);
else nPstate=!nPstate;
}
else
{
if(isPoint_180(x,y,pt,pCount));
else if(!onPoint(x,y,pt,pCount)&&bug_2(x,y,pt,pCount)==2);
else if(!onPoint(x,y,pt,pCount)&&bug_2(x,y,pt,pCount)==0&&bug_1(x,y,pt,pCount));
else nPstate=!nPstate;
}

附上可以运行的完整代码：

#include <windows.h>
#include <math.h>

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{
static TCHAR szAppName[] = TEXT ("Connect") ;
HWND         hwnd ;
MSG          msg ;
WNDCLASS     wndclass ;

wndclass.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ;
wndclass.lpfnWndProc   = WndProc ;
wndclass.cbClsExtra    = 0 ;
wndclass.cbWndExtra    = 0 ;
wndclass.hInstance     = hInstance ;
wndclass.hIcon         = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION) ;
wndclass.hCursor       = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW) ;
wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH) ;
wndclass.lpszMenuName  = NULL ;
wndclass.lpszClassName = szAppName ;

if (!RegisterClass (&wndclass))
{
MessageBox (NULL, TEXT ("Program requires Windows NT!"),
szAppName, MB_ICONERROR) ;
return 0 ;
}

hwnd = CreateWindow (szAppName, TEXT ("Connect-the-Points Mouse Demo"),
WS_OVERLAPPEDWINDOW,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
NULL, NULL, hInstance, NULL) ;

ShowWindow (hwnd, iCmdShow) ;
UpdateWindow (hwnd) ;

while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))
{
TranslateMessage (&msg) ;
DispatchMessage (&msg) ;
}
return msg.wParam ;
}

bool isPoint_1(int x,int y,LPARAM lParam)
{
int x1=LOWORD(lParam);
int y1=HIWORD(lParam);
if((x1-x)*(x1-x)+(y1-y)*(y1-y)<=9) return 1;
return 0;
}
bool isPoint_180(int x,int y,POINT pt[],int pCount)
{
for(int i=0;i<pCount;i++)
if(pt[i].x==x&&pt[i].y==y)
{
if(i==pCount-1&&(pt[0].y-pt[i].y)*(pt[i-1].y-pt[i].y)>0) return 1;
else if(i==0&&(pt[i+1].y-pt[i].y)*(pt[pCount-1].y-pt[i].y)>0) return 1;
else if(i!=pCount-1&&i!=0&&(pt[i+1].y-pt[i].y)*(pt[i-1].y-pt[i].y)>0) return 1;
else return 0;
}
return 0;
}bool onPoint(int x,int y,POINT pt[],int pCount)
{
for(int i=0;i<pCount;i++)
if(pt[i].x==x&&pt[i].y==y)
return 1;                       //(x,y)是多边形顶点
return 0;
}
bool pOnline(int x,int y,POINT a,POINT b)//三角形两边之和大于第三边
{
double lac = sqrt((a.x - x)*(a.x - x) + (a.y - y)*(a.y - y));
double lbc = sqrt((b.x - x)*(b.x - x) + (b.y - y)*(b.y - y));
double lab = sqrt((a.x - b.x)*(a.x - b.x) + (a.y - b.y)*(a.y - b.y));
if(lac + lbc < lab + 0.05&&x>=min(a.x,b.x)&&x<=max(a.x,b.x)&&y>=min(a.y,b.y)&&y<=max(a.y,b.y)) return 1;//点(x,y)在线段a,b上
return 0;
}

bool bug_1(int x,int y, POINT pt[],int pCount)
{
int line=-1;
for(int i=0;i<pCount-1;i++)
if(pOnline(x,y,pt[i],pt[i+1]))
{
line=i;
break;
}
if(line==-1&&pOnline(x,y,pt[pCount-1],pt[0]) )line=pCount-1;
if((line!=pCount-1&&pOnline(x-1,y,pt[line],pt[line+1]))||(line==pCount-1&&pOnline(x-1,y,pt[line],pt[0]))) return 1;//当前点与前一个点在同一条边上
return 0;
}

int bug_2(int x,int y,POINT pt[],int pCount)
{
int num=0;
for(int i=0;i<pCount-1;i++)
if(pOnline(x,y,pt[i],pt[i+1])) num++;
if(pOnline(x,y,pt[pCount-1],pt[0])) num++;
if(num==1) return 0;  //不是交点
else if (num/2==0) return 2; //当前点是偶数个边的交点
else return 1;//当前点时奇数个边的交点
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
HDC hdc;
static int cxChar,cyChar;
static int pX0,pY0;
static int pCount=0;
static bool isP_1=0;
static POINT pt[100];
TCHAR *str="0213";
static int xMin;
static int xMax;
static int yMin;
static int yMax;
PAINTSTRUCT ps;
TEXTMETRIC tm;
switch (message)                  /* handle the messages */
{
case WM_CREATE:
hdc=GetDC(hwnd);
GetTextMetrics(hdc,&tm);
cxChar=tm.tmAveCharWidth;
cyChar=tm.tmHeight+tm.tmExternalLeading;
ReleaseDC(hwnd,hdc);
break;
case WM_LBUTTONDOWN:
if(isP_1==1)
{
isP_1=0;
pCount=0;
InvalidateRect(hwnd,NULL,TRUE);
break;
}
if(pCount>=3&&isPoint_1(pX0,pY0,lParam))
{
xMin=2000;
xMax=-1;
yMin=2000;
yMax=-1;
for(int i=0; i<pCount; i++)
{
if(pt[i].x>xMax) xMax=pt[i].x;
if(pt[i].x<xMin) xMin=pt[i].x;
if(pt[i].y>yMax) yMax=pt[i].y;
if(pt[i].y<yMin) yMin=pt[i].y;
}

isP_1=1;
break;
}
else
{
pt[pCount].x=LOWORD(lParam);
pt[pCount].y=HIWORD(lParam);
if(pCount==0)
{
pX0=pt[pCount].x;
pY0=pt[pCount].y;
}
hdc=GetDC(hwnd);
SetPixel(hdc,LOWORD(lParam),HIWORD(lParam),0);
ReleaseDC(hwnd,hdc);
pCount++;
break;
}
case WM_LBUTTONUP:
InvalidateRect(hwnd,NULL,FALSE);
break;
case WM_PAINT:
hdc=BeginPaint(hwnd,&ps);
if(isP_1)
{
ps.rcPaint.left=xMin;
ps.rcPaint.right=xMax;
ps.rcPaint.top=yMin;
ps.rcPaint.bottom=yMax;
for(int i=0; i<=(yMax-yMin)/cyChar; i++)
for(int j=0; j<=(xMax-xMin)/(5*cxChar); j++)
{
int y=i*cyChar+yMin;
int x=j*5*cxChar+xMin;
SetTextColor(ps.hdc, RGB(255, 100, 0));//设置文本颜色
TextOut(hdc,x,y,str,lstrlen(str));
}
for(int i=0; i<=pCount-2; i++)
{
MoveToEx(hdc,pt[i].x,pt[i].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[i+1].x,pt[i+1].y);
}
MoveToEx(hdc,pt[pCount-1].x,pt[pCount-1].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[0].x,pt[0].y);

COLORREF color;
hdc=GetDC(hwnd);
for(int y=yMin-5;y<=yMax+20;y++)
{
bool nPstate=0;
bool pPstate=0;
for(int x=xMin-5;x<xMax+50;x++)
{
color=GetPixel(hdc,x,y);
if(nPstate==0&&color==RGB(255,100,0))
{
SetPixel(hdc,x,y,RGB(255,255,255));
pPstate=0;
}
else if(color==RGB(0,0,0))
{
if(pPstate==0)
{
if(isPoint_180(x,y,pt,pCount));
else if(!onPoint(x,y,pt,pCount)&&bug_2(x,y,pt,pCount)==2);
else nPstate=!nPstate;
}
else
{
if(isPoint_180(x,y,pt,pCount));
else if(!onPoint(x,y,pt,pCount)&&bug_2(x,y,pt,pCount)==2);
else if(!onPoint(x,y,pt,pCount)&&bug_2(x,y,pt,pCount)==0&&bug_1(x,y,pt,pCount));
else nPstate=!nPstate;
}pPstate=1;
}
else pPstate=0;
}
}
ReleaseDC(hwnd,hdc);

}
else if(pCount>=2)
{
for(int i=0; i<=pCount-2; i++)
{
MoveToEx(hdc,pt[i].x,pt[i].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[i+1].x,pt[i+1].y);
}
}
EndPaint(hwnd,&ps);
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage (0);       /* send a WM_QUIT to the message queue */
break;
default:                      /* for messages that we don't deal with */
return DefWindowProc (hwnd, message, wParam, lParam);
}

return 0;
}

反馈：

如果运行几次上面的代码，会发现，还是偶尔的有“抽丝”的现象存在。问题出在哪呢，事实上，这是所谓的边标记算法本身就具有的漏洞。回头看下代码，我是怎么实现判断一个点是否在一条线段上的。为了简单考虑，假设用比较斜率的方法实现。如图所示点c是a,b线段上的点，但是线段a,c和线段b,c的斜率却相差很大。



a,b线段的斜率为0.5，b,c斜率却为1；

无论是比较斜率还是三角形边的方法，都是理论的，在像素处理上本来就存在误差，（本来是用比较斜率的方法的，后来发现抽的丝太多，为了结果好看点，就改成三角形两边大于第三边了，本来以为应该对的，结果还是有抽丝现象）而这些误差在越靠近多边形顶点的地方越明显，这也是所有的抽丝错误点基本上在顶点旁边的原因，所有说所谓的边标记算法，本身就具有的严重的漏洞，当然也不是没有解决办法，可以使用画线算法重新画边，如果经过点，则可以判断点在边上。但是一个简单的算法，却有如此复杂的实现方法。如果真的去画线拟合，其时间复杂度度也是一个填充算法不可以接受的。所有我也懒得去实现了（被恶心到了）。

再续：

上课的时候闲着无聊，又无意中发现关于判断点在线上的方法，类似与画线算法，却又不需要画线，如图a,b,c 3点



只需算出a,b线段的方程，将c点x坐标带入方程，算出y，若c的y坐标近似等于y，则可以认为c点在线段ab上。当然若ab斜率绝对值大于1，则只需交换x,y即可。

这时候又突然想起，如果是这样的话，我为什么不干脆在填充之前，把边都扫描一下，把相交点什么的都算出来呢，想到这，又突然记起来书上好像有用一个二维数组，于是我回去又翻了翻书。。。发现，边标记就是这么做的。

之前是简单翻了下书，了解了边标记的思想，然后想当然的认为，边标记的话，只需要获取像素点，如果是黑色（边的颜色）不就说明是边了么。想不到，我天真了。但是，在理想的情况下，我的思想还是对的，而且还是个捷径，虽然速度很慢，编写很麻烦，哈哈。当然，不过不管怎么样，通过这些研究，好歹也对于计算机图形达到了一个新的认识，塞翁失马，又焉知非福呢。

废话不多说，先上代码，或许看到现在才到重点，寻找答案的同学都咬牙切齿了。

#include <windows.h>
#include <math.h>

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{
static TCHAR szAppName[] = TEXT ("Connect") ;
HWND         hwnd ;
MSG          msg ;
WNDCLASS     wndclass ;

wndclass.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ;
wndclass.lpfnWndProc   = WndProc ;
wndclass.cbClsExtra    = 0 ;
wndclass.cbWndExtra    = 0 ;
wndclass.hInstance     = hInstance ;
wndclass.hIcon         = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION) ;
wndclass.hCursor       = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW) ;
wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH) ;
wndclass.lpszMenuName  = NULL ;
wndclass.lpszClassName = szAppName ;

if (!RegisterClass (&wndclass))
{
MessageBox (NULL, TEXT ("Program requires Windows NT!"),
szAppName, MB_ICONERROR) ;
return 0 ;
}

hwnd = CreateWindow (szAppName, TEXT ("Connect-the-Points Mouse Demo"),
WS_OVERLAPPEDWINDOW,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
NULL, NULL, hInstance, NULL) ;

ShowWindow (hwnd, iCmdShow) ;
UpdateWindow (hwnd) ;

while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))
{
TranslateMessage (&msg) ;
DispatchMessage (&msg) ;
}
return msg.wParam ;
}

bool isPoint_1(int x,int y,LPARAM lParam)
{
int x1=LOWORD(lParam);
int y1=HIWORD(lParam);
if((x1-x)*(x1-x)+(y1-y)*(y1-y)<=9) return 1;
return 0;
}
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
HDC hdc;
static int cxChar,cyChar;
static int pX0,pY0;
static int pCount=0;
static bool isP_1=0;
static POINT pt[100];
TCHAR *str="0213";
static int xMin;
static int xMax;
static int yMin;
static int yMax;
PAINTSTRUCT ps;
TEXTMETRIC tm;
static bool mask[1366][768]={{0}};
switch (message)                  /* handle the messages */
{
case WM_CREATE:
hdc=GetDC(hwnd);
GetTextMetrics(hdc,&tm);
cxChar=tm.tmAveCharWidth;
cyChar=tm.tmHeight+tm.tmExternalLeading;
ReleaseDC(hwnd,hdc);
break;
case WM_LBUTTONDOWN:
if(isP_1==1)
{
isP_1=0;
pCount=0;
InvalidateRect(hwnd,NULL,TRUE);
break;
}
if(pCount>=3&&isPoint_1(pX0,pY0,lParam))
{
xMin=2000;
xMax=-1;
yMin=2000;
yMax=-1;
for(int i=0; i<pCount; i++)
{
if(pt[i].x>xMax) xMax=pt[i].x;
if(pt[i].x<xMin) xMin=pt[i].x;
if(pt[i].y>yMax) yMax=pt[i].y;
if(pt[i].y<yMin) yMin=pt[i].y;
}
for(int i=0;i<1366;i++)
for(int j=0;j<768;j++) mask[i][j]=0;if((pt[1].y-pt[0].y)*(pt[pCount-1].y-pt[0].y)<0) mask[pt[0].x][pt[0].y]=1;
for(int i=1;i<pCount-1;i++)
{
if((pt[i+1].y-pt[i].y)*(pt[i-1].y-pt[i].y)<0) mask[pt[i].x][pt[i].y]=1;
}
if((pt[0].y-pt[pCount-1].y)*(pt[pCount-2].y-pt[pCount-1].y)<0) mask[pt[pCount-1].x][pt[pCount-1].y]=1;pt[pCount].x=pt[0].x;
pt[pCount].y=pt[0].y;

for(int i=0;i<pCount;i++)
{
double x;
if(pt[i].y<pt[i+1].y)
x=pt[i].x;
else
x=pt[i+1].x;
int a=pt[i+1].x-pt[i].x;
int b=pt[i+1].y-pt[i].y;
if(a<0) a-=1;
else a+=1;
if(b<0) b-=1;
else b+=1;
double dx=(double)a/(double)b;for(int y=min(pt[i].y,pt[i+1].y);y<=max(pt[i].y,pt[i+1].y);y++)
{
mask[(int)(x+0.5)][y]=!mask[(int)(x+0.5)][y];
x=x+dx;
}

}
isP_1=1;
break;
}
else
{
pt[pCount].x=LOWORD(lParam);
pt[pCount].y=HIWORD(lParam);
if(pCount==0)
{
pX0=pt[pCount].x;
pY0=pt[pCount].y;
}
hdc=GetDC(hwnd);
SetPixel(hdc,LOWORD(lParam),HIWORD(lParam),0);
ReleaseDC(hwnd,hdc);
pCount++;
break;
}
case WM_LBUTTONUP:
InvalidateRect(hwnd,NULL,FALSE);
break;
case WM_PAINT:
hdc=BeginPaint(hwnd,&ps);
if(isP_1)
{
ps.rcPaint.left=xMin;
ps.rcPaint.right=xMax;
ps.rcPaint.top=yMin;
ps.rcPaint.bottom=yMax;
for(int i=0; i<=(yMax-yMin)/cyChar; i++)
for(int j=0; j<=(xMax-xMin)/(5*cxChar); j++)
{
int y=i*cyChar+yMin;
int x=j*5*cxChar+xMin;
SetTextColor(ps.hdc, RGB(255, 100, 0));//设置文本颜色
TextOut(hdc,x,y,str,lstrlen(str));
}
for(int i=0; i<=pCount-2; i++)
{
MoveToEx(hdc,pt[i].x,pt[i].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[i+1].x,pt[i+1].y);
}
MoveToEx(hdc,pt[pCount-1].x,pt[pCount-1].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[0].x,pt[0].y);
hdc=GetDC(hwnd);
for(int y=yMin-5;y<=yMax+20;y++)
{
bool nPstate=0;
for(int x=xMin-5;x<xMax+50;x++)
{

if(mask[x][y]) nPstate=!nPstate;
if(nPstate==0&&GetPixel(hdc,x,y)==RGB(255,100,0))
SetPixel(hdc,x,y,RGB(255,255,255));
}

}
ReleaseDC(hwnd,hdc);

}
else if(pCount>=2)
{
for(int i=0; i<=pCount-2; i++)
{
MoveToEx(hdc,pt[i].x,pt[i].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[i+1].x,pt[i+1].y);
}
}
EndPaint(hwnd,&ps);
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage (0);       /* send a WM_QUIT to the message queue */
break;
default:                      /* for messages that we don't deal with */
return DefWindowProc (hwnd, message, wParam, lParam);
}

return 0;
}

显然，一但算法正确，代码也简短多了，如果你的程序有很多的if，else，那么clear吧，你需要新算法。

程序很好写，但是有几个细节还是花了我不少时间。

第一个是关于dx。

dx严格上并不等于书上写的(pt[i+1].x-pt[i].x)/(intb=pt[i+1].y-pt[i].y);

如图所示

			B
A

A,B线段斜率是多少？（2-1）/（4-1）=1/3但是实际上显然斜率是1/2;

所以dx应该等于(pt[i+1].x-pt[i].x+1)/(int b=pt[i+1].y-pt[i].y+1);

但是因为pt[i+1].x-pt[i].x， pt[i+1].y-pt[i].y有可能小于0，这时候就应该是-1,而不是+1了。所以有一下代码:

int a=pt[i+1].x-pt[i].x;
int b=pt[i+1].y-pt[i].y;
if(a<0) a-=1;
else a+=1;
if(b<0) b-=1;
else b+=1;
double dx=(double)a/(double)b;

注意double dx=(double)a/(double)b;的强式转换

第二个是之前所说的，多边形两种顶点的处理方式是不一样的，所以这里给A类顶点做了个预设，将mask设为1，

if((pt[1].y-pt[0].y)*(pt[pCount-1].y-pt[0].y)<0) mask[pt[0].x][pt[0].y]=1;
for(int i=1;i<pCount-1;i++)
{
if((pt[i+1].y-pt[i].y)*(pt[i-1].y-pt[i].y)<0) mask[pt[i].x][pt[i].y]=1;
}
if((pt[0].y-pt[pCount-1].y)*(pt[pCount-2].y-pt[pCount-1].y)<0) mask[pt[pCount-1].x][pt[pCount-1].y]=1;

注意有3种情况。

第三个是mask数组的初始化，一定要注意。

for(int i=0;i<1366;i++)
for(int j=0;j<768;j++) mask[i][j]=0;

第四个是:

if(nPstate==0&&GetPixel(hdc,x,y)==RGB(255,100,0))
SetPixel(hdc,x,y,RGB(255,255,255));

因为边标记，对于斜率小于一的边，可能每一个扫描线与边有多个交点，而标记的是最右边的点，如果没有GetPixel(hdc,x,y)==RGB(255,100,0)的判断，可能会出现将边线也填充成白色的情况。



不让过

下午上课，老是竟然不让过，说先填充字符后反填充这种方法不行，好吧，我改！

#include <windows.h>
#include <math.h>

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{
static TCHAR szAppName[] = TEXT ("Connect") ;
HWND         hwnd ;
MSG          msg ;
WNDCLASS     wndclass ;

wndclass.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ;
wndclass.lpfnWndProc   = WndProc ;
wndclass.cbClsExtra    = 0 ;
wndclass.cbWndExtra    = 0 ;
wndclass.hInstance     = hInstance ;
wndclass.hIcon         = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION) ;
wndclass.hCursor       = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW) ;
wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH) ;
wndclass.lpszMenuName  = NULL ;
wndclass.lpszClassName = szAppName ;

if (!RegisterClass (&wndclass))
{
MessageBox (NULL, TEXT ("Program requires Windows NT!"),
szAppName, MB_ICONERROR) ;
return 0 ;
}

hwnd = CreateWindow (szAppName, TEXT ("Connect-the-Points Mouse Demo"),
WS_OVERLAPPEDWINDOW,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
NULL, NULL, hInstance, NULL) ;

ShowWindow (hwnd, iCmdShow) ;
UpdateWindow (hwnd) ;

while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))
{
TranslateMessage (&msg) ;
DispatchMessage (&msg) ;
}
return msg.wParam ;
}

bool isPoint_1(int x,int y,LPARAM lParam)
{
int x1=LOWORD(lParam);
int y1=HIWORD(lParam);
if((x1-x)*(x1-x)+(y1-y)*(y1-y)<=9) return 1;
return 0;
}
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
HDC hdc;
static int pX0,pY0;
static int pCount=0;
static bool isP_1=0;
static POINT pt[100];
static int xMin;
static int xMax;
static int yMin;
static int yMax;
PAINTSTRUCT ps;
static bool mask[2000][1000]={{0}};
switch (message)                  /* handle the messages */
{
case WM_LBUTTONDOWN:
if(isP_1==1)
{
isP_1=0;
pCount=0;
InvalidateRect(hwnd,NULL,TRUE);
break;
}
if(pCount>=3&&isPoint_1(pX0,pY0,lParam))
{
xMin=2000;
xMax=-1;
yMin=2000;
yMax=-1;
for(int i=0; i<pCount; i++)
{
if(pt[i].x>xMax) xMax=pt[i].x;
if(pt[i].x<xMin) xMin=pt[i].x;
if(pt[i].y>yMax) yMax=pt[i].y;
if(pt[i].y<yMin) yMin=pt[i].y;
}
for(int i=0;i<2000;i++)
for(int j=0;j<1000;j++) mask[i][j]=0;
if((pt[1].y-pt[0].y)*(pt[pCount-1].y-pt[0].y)<0) mask[pt[0].x][pt[0].y]=1;
for(int i=1;i<pCount-1;i++)
{
if((pt[i+1].y-pt[i].y)*(pt[i-1].y-pt[i].y)<0) mask[pt[i].x][pt[i].y]=1;
}
if((pt[0].y-pt[pCount-1].y)*(pt[pCount-2].y-pt[pCount-1].y)<0) mask[pt[pCount-1].x][pt[pCount-1].y]=1;pt[pCount].x=pt[0].x;
pt[pCount].y=pt[0].y;

for(int i=0;i<pCount;i++)
{
double x;
if(pt[i].y<pt[i+1].y)
x=pt[i].x;
else
x=pt[i+1].x;
int a=pt[i+1].x-pt[i].x;
int b=pt[i+1].y-pt[i].y;
if(a<0) a-=1;
else a+=1;
if(b<0) b-=1;
else b+=1;
double dx=(double)a/(double)b;for(int y=min(pt[i].y,pt[i+1].y);y<=max(pt[i].y,pt[i+1].y);y++)
{
mask[(int)(x+0.5)][y]=!mask[(int)(x+0.5)][y];
x=x+dx;
}

}
isP_1=1;
break;
}
else
{
pt[pCount].x=LOWORD(lParam);
pt[pCount].y=HIWORD(lParam);
if(pCount==0)
{
pX0=pt[pCount].x;
pY0=pt[pCount].y;
}
hdc=GetDC(hwnd);
SetPixel(hdc,LOWORD(lParam),HIWORD(lParam),0);
ReleaseDC(hwnd,hdc);
pCount++;
break;
}
case WM_LBUTTONUP:
InvalidateRect(hwnd,NULL,FALSE);
break;
case WM_PAINT:
hdc=BeginPaint(hwnd,&ps);
if(isP_1)
{
for(int i=0; i<=pCount-2; i++)
{
MoveToEx(hdc,pt[i].x,pt[i].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[i+1].x,pt[i+1].y);
}
MoveToEx(hdc,pt[pCount-1].x,pt[pCount-1].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[0].x,pt[0].y);
hdc=GetDC(hwnd);
bool a[14][37]={   {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0},
{0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0},
{0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0},
{0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0},
{0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0},
{0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0},
{0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0},
{0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0},
{0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0},
{0,0,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
};
for(int y=max(yMin-5,0);y<=yMax+20;y++)
{
bool nPstate=0;
for(int x=max(xMin-5,0);x<xMax+50;x++)
{
if(mask[x][y]) nPstate=!nPstate;
if(nPstate==1&&a[y%14][x%37]==1&&GetPixel(hdc,x,y)!=RGB(0,0,0))
SetPixel(hdc,x,y,RGB(255,100,0));
}

}
ReleaseDC(hwnd,hdc);

}
else if(pCount>=2)
{
for(int i=0; i<=pCount-2; i++)
{
MoveToEx(hdc,pt[i].x,pt[i].y,NULL);
LineTo(hdc,pt[i+1].x,pt[i+1].y);
}
}
EndPaint(hwnd,&ps);
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage (0);       /* send a WM_QUIT to the message queue */
break;
default:                      /* for messages that we don't deal with */
return DefWindowProc (hwnd, message, wParam, lParam);
}

return 0;
}

数组a中的0,1怎么设置呢，难道要一个一个的手打，当然不用，教你用下面的程序自动生成。

#include <windows.h>
#include <iostream>
using namespace std;
/*  Declare Windows procedure  */
LRESULT CALLBACK WindowProcedure (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

/*  Make the class name into a global variable  */
char szClassName[ ] = "CodeBlocksWindowsApp";

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hThisInstance,
HINSTANCE hPrevInstance,
LPSTR lpszArgument,
int nCmdShow)
{
HWND hwnd;               /* This is the handle for our window */
MSG messages;            /* Here messages to the application are saved */
WNDCLASSEX wincl;        /* Data structure for the windowclass */

/* The Window structure */
wincl.hInstance = hThisInstance;
wincl.lpszClassName = szClassName;
wincl.lpfnWndProc = WindowProcedure;      /* This function is called by windows */
wincl.style = CS_DBLCLKS;                 /* Catch double-clicks */
wincl.cbSize = sizeof (WNDCLASSEX);

/* Use default icon and mouse-pointer */
wincl.hIcon = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION);
wincl.hIconSm = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION);
wincl.hCursor = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW);
wincl.lpszMenuName = NULL;                 /* No menu */
wincl.cbClsExtra = 0;                      /* No extra bytes after the window class */
wincl.cbWndExtra = 0;                      /* structure or the window instance */
/* Use Windows's default colour as the background of the window */
wincl.hbrBackground = (HBRUSH) COLOR_BACKGROUND;

/* Register the window class, and if it fails quit the program */
if (!RegisterClassEx (&wincl))
return 0;

/* The class is registered, let's create the program*/
hwnd = CreateWindowEx (
0,                   /* Extended possibilites for variation */
szClassName,         /* Classname */
"Code::Blocks Template Windows App",       /* Title Text */
WS_OVERLAPPEDWINDOW, /* default window */
CW_USEDEFAULT,       /* Windows decides the position */
CW_USEDEFAULT,       /* where the window ends up on the screen */
544,                 /* The programs width */
375,                 /* and height in pixels */
HWND_DESKTOP,        /* The window is a child-window to desktop */
NULL,                /* No menu */
hThisInstance,       /* Program Instance handler */
NULL                 /* No Window Creation data */
);

/* Make the window visible on the screen */
ShowWindow (hwnd, nCmdShow);

/* Run the message loop. It will run until GetMessage() returns 0 */
while (GetMessage (&messages, NULL, 0, 0))
{
/* Translate virtual-key messages into character messages */
TranslateMessage(&messages);
/* Send message to WindowProcedure */
DispatchMessage(&messages);
}

/* The program return-value is 0 - The value that PostQuitMessage() gave */
return messages.wParam;
}

/*  This function is called by the Windows function DispatchMessage()  */

LRESULT CALLBACK WindowProcedure (HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
HDC hdc;
TCHAR *str="0213";
PAINTSTRUCT ps;
switch (message)                  /* handle the messages */

{
case WM_PAINT:
hdc=BeginPaint(hwnd,&ps);
SetTextColor(ps.hdc, RGB(255, 100, 0));//设置文本颜色
TextOut(hdc,0,0,str,lstrlen(str));
for(int y=0;y<15;y++)
{

for(int x=0;x<37;x++)
{

if(GetPixel(hdc,x,y)==RGB(255, 100, 0) )cout<<"1,";
else cout<<"0,";
}
cout<<endl;
}

EndPaint(hwnd,&ps);
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage (0);       /* send a WM_QUIT to the message queue */
break;
default:                      /* for messages that we don't deal with */
return DefWindowProc (hwnd, message, wParam, lParam);
}

return 0;
}

然后将结果复制粘贴就搞定了。