扫描线填充算法如何以优化的方式迭代以下图像上的像素位置？

Question

谁能解释一下扫描线填充算法如何将蓝色位置变成粉红色？我想知道当观察到障碍物时迭代将如何变化。以第三行为例，该算法很容易将位置 40 到 46 视为同一组的一部分。但是算法将如何以及何时迭代位置 52 到 59？

如果可能，请从左到右解释，而不是从上到下。还要提到一种优化的迭代方法。

Answer 1

这是来自维基百科的简单代码：

fn fill(x, y):
  if not Inside(x, y) then return
  let s = new empty stack or queue
  add (x, y) to s
  while s is not empty:
    Remove an (x, y) from s
    let lx = x
    while Inside(lx - 1, y):
      Set(lx - 1, y)
      lx = lx - 1
    while Inside(x, y):
      Set(x, y)
      x = x + 1
    scan(lx, x - 1, y + 1, s)
    scan(lx, x - 1, y - 1, s)

fn scan(lx, rx, y, s):
  let added = false
  for x in lx .. rx:
    if not Inside(x, y):
      added = false
    else if not added:
      Add (x, y) to s
      added = true

所以“s”是一个种子列表，基本上你放一些随机点（必须为空）来启动算法。

while s is not empty:
    Remove an (x, y) from s

这是一个基本循环，我们在其中消耗种子，当“s”中没有种子时，算法结束。

let lx = x
    while Inside(lx - 1, y):
      Set(lx - 1, y)
      lx = lx - 1
    while Inside(x, y):
      Set(x, y)
      x = x + 1

这是跟踪当前扫描线，其中 lx 是最左边的空像素， (x-1) 是最右边的空像素（请注意，这可能会造成混淆，无论如何，x 将至少增加一次，因为所有种子点保证在内部点）。第一个循环向左移动并在每次找到一个空像素时递减 lx。第二个循环向右移动并在每次找到一个空像素时递增 x。您可以按照说明逐个像素设置，但取决于您的库（如果绘制线条比逐个像素编辑便宜），您可以在通过这两个循环后绘制一条线，在 (lx,y) 和 ( x-1,y)。

scan(lx, x - 1, y + 1, s)
    scan(lx, x - 1, y - 1, s)

这是“重新播种”步骤。基本上上述步骤会消耗种子，这是根据刚刚消耗的种子的结果产生新种子的步骤。 “y+1”和“y-1”是刚刚绘制的线上方和下方的单个像素偏移量，而“lx”和“x-1”描述了这一步刚刚计算的线。

fn scan(lx, rx, y, s):
  let added = false
  for x in lx .. rx:
    if not Inside(x, y):
      added = false
    else if not added:
      Add (x, y) to s
      added = true

这里发生的所有事情都是扫描线上的任何空像素（请记住，这是根据参数检查的最后一行的上方和下方）被添加到种子数组中以供稍后测试（这不是向前递增，而是向后但详尽地搜索沿线的每个点）。请记住，这里 s 需要是一个 byref 参数，因为您将对其进行编辑。

另外一个注意事项：当我说“空像素”时，我的意思是两件事（尽管它们在本 aglo 中的处理方式通常相同）：1 像素不是边缘点，2 像素尚未被算法。

如下图所示，任何种子都可以按任何顺序从种子列表中拉出，并且算法仍然可以正常运行。