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Android不規(guī)則封閉區(qū)域填充色彩的實例代碼

一、概述

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在上一篇的敘述中，我們通過圖層的方式完成了圖片顏色的填充（詳情請戳：Android不規(guī)則圖像填充顏色小游戲），不過在著色游戲中更多的還是基于邊界的圖像的填充。本篇博客將詳細描述。

圖像的填充有2種經典算法。

一種是種子填充法。

種子填充法理論上能夠填充任意區(qū)域和圖形,但是這種算法存在大量的反復入棧和大規(guī)模的遞歸,降低了填充效率。

另一種是掃描線填充法。

注意：實際上圖像填充的算法還是很多的，有興趣可以去Google學術上去搜一搜。

ok，下面先看看今天的效果圖：

Android不規(guī)則封閉區(qū)域填充色彩的實例代碼

ok，可以看到這樣的顏色填充比上一篇的基于層的在素材的準備上要easy 很多~~~

二、原理分析

首先我們簡述下原理，我們在點擊的時候拿到點擊點的”顏色”，然后按照我們選擇的算法進行填色即可。

算法1：種子填充法，四聯(lián)通/八聯(lián)通

算法簡介：假設要將某個區(qū)域填充成紅色。

從用戶點擊點的像素開始，上下左右（八聯(lián)通還有左上，左下，右上，右下）去判斷顏色，如果四個方向上的顏色與當前點擊點的像素一致，則改變顏色至目標色。然后繼續(xù)上述這個過程。

ok，可以看到這是一個遞歸的過程，1個點到4個，4個到16個不斷的去延伸。如果按照這種算法，你會寫出類似這樣的代碼：

/**
 * @param pixels 像素數(shù)組
 * @param w 寬度
 * @param h 高度
 * @param pixel 當前點的顏色
 * @param newColor 填充色
 * @param i 橫坐標
 * @param j 縱坐標
 */
 private void fillColor01(int[] pixels, int w, int h, int pixel, int newColor, int i, int j)
 {
 int index = j * w + i;
 if (pixels[index] != pixel || i >= w || i < 0 || j < 0 || j >= h)
 return;
 pixels[index] = newColor;
 //上
 fillColor01(pixels, w, h, pixel, newColor, i, j - 1);
 //右
 fillColor01(pixels, w, h, pixel, newColor, i + 1, j);
 //下
 fillColor01(pixels, w, h, pixel, newColor, i, j + 1);
 //左
 fillColor01(pixels, w, h, pixel, newColor, i - 1, j);
 }

代碼很簡單，但是如果你去運行，會發(fā)生StackOverflowException異常，這個異常主要是因為大量的遞歸造成的。雖然簡單，但是在移動設備上使用該方法不行。

于是，我就想，這個方法不是遞歸深度過多么，那么我可以使用一個Stack去存像素點，減少遞歸的深度和次數(shù)，于是我把代碼改成如下的方式：

/**
 * @param pixels 像素數(shù)組
 * @param w 寬度
 * @param h 高度
 * @param pixel 當前點的顏色
 * @param newColor 填充色
 * @param i 橫坐標
 * @param j 縱坐標
 */
 private void fillColor(int[] pixels, int w, int h, int pixel, int newColor, int i, int j)
 {
 mStacks.push(new Point(i, j));

 while (!mStacks.isEmpty())
 {
 Point seed = mStacks.pop();
 Log.e("TAG", "seed = " + seed.x + " , seed = " + seed.y);

 int index = seed.y * w + seed.x;

 pixels[index] = newColor;
 if (seed.y > 0)
 {
 int top = index - w;
 if (pixels[top] == pixel)
 {

 mStacks.push(new Point(seed.x, seed.y - 1));
 }
 }

 if (seed.y < h - 1)
 {
 int bottom = index + w;
 if (pixels[bottom] == pixel)
 {
 mStacks.push(new Point(seed.x, seed.y + 1));
 }
 }

 if (seed.x > 0)
 {
 int left = index - 1;
 if (pixels[left] == pixel)
 {
 mStacks.push(new Point(seed.x - 1, seed.y));
 }
 }

 if (seed.x < w - 1)
 {
 int right = index + 1;
 if (pixels[right] == pixel)
 {
 mStacks.push(new Point(seed.x + 1, seed.y));
 }
 }

 }
 }

方法的思想也比較簡單，將當前像素點入棧，然后出棧著色，接下來分別判斷四個方向的，如果符合條件也進行入棧（只要棧不為空持續(xù)運行）。ok，這個方法我也嘗試跑了下，恩，這次不會報錯了，但是速度特別的慢~~~~慢得我是不可接受的。（有興趣可以嘗試，記得如果ANR，點擊等待）。

這樣來看，第一種算法，我們是不考慮了，沒有辦法使用，主要原因是假設對于矩形同色區(qū)域，都是需要填充的，而算法一依然是各種入棧。于是考慮第二種算法

掃描線填充法

算法思想[4]：

初始化一個空的棧用于存放種子點，將種子點(x, y)入棧；
判斷棧是否為空，如果棧為空則結束算法，否則取出棧頂元素作為當前掃描線的種子點(x, y)，y是當前的掃描線；
從種子點(x, y)出發(fā)，沿當前掃描線向左、右兩個方向填充，直到邊界。分別標記區(qū)段的左、右端點坐標為xLeft和xRight；
分別檢查與當前掃描線相鄰的y - 1和y + 1兩條掃描線在區(qū)間[xLeft, xRight]中的像素，從xRight開始向xLeft方向搜索，假設掃描的區(qū)間為AAABAAC（A為種子點顏色），那么將B和C前面的A作為種子點壓入棧中，然后返回第（2）步；

上述參考自參考文獻[4]，做了些修改，文章[4]中描述算法，測試有一點問題，所以做了修改.

可以看到該算法，基本上是一行一行著色的，這樣的話在大塊需要著色區(qū)域的效率比算法一要高很多。

ok，關于算法的步驟大家目前覺得模糊，一會可以參照我們的代碼。選定了算法以后，接下來就開始編碼了。

三、編碼實現(xiàn)

我們代碼中引入了一個邊界顏色，如果設置的話，著色的邊界參考為該邊界顏色，否則會只要與種子顏色不一致為邊界。

（一）構造方法與測量

public class ColourImageView extends ImageView
{

 private Bitmap mBitmap;
 /**
 * 邊界的顏色
 */
 private int mBorderColor = -1;

 private boolean hasBorderColor = false;

 private Stack<Point> mStacks = new Stack<Point>();

 public ColourImageView(Context context, AttributeSet attrs)
 {
 super(context, attrs);

 TypedArray ta = context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.ColourImageView);
 mBorderColor = ta.getColor(R.styleable.ColourImageView_border_color, -1);
 hasBorderColor = (mBorderColor != -1);

 L.e("hasBorderColor = " + hasBorderColor + " , mBorderColor = " + mBorderColor);

 ta.recycle();

 }

 @Override
 protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
 {
 super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

 int viewWidth = getMeasuredWidth();
 int viewHeight = getMeasuredHeight();

 //以寬度為標準，等比例縮放view的高度
 setMeasuredDimension(viewWidth,
 getDrawable().getIntrinsicHeight() * viewWidth / getDrawable().getIntrinsicWidth());
 L.e("view's width = " + getMeasuredWidth() + " , view's height = " + getMeasuredHeight());

 //根據(jù)drawable，去得到一個和view一樣大小的bitmap
 BitmapDrawable drawable = (BitmapDrawable) getDrawable();
 Bitmap bm = drawable.getBitmap();
 mBitmap = Bitmap.createScaledBitmap(bm, getMeasuredWidth(), getMeasuredHeight(), false);
 }

可以看到我們選擇的是繼承ImageView，這樣只需要將圖片設為src即可。
構造方法中獲取我們的自定義邊界顏色，當然可以不設置~~
重寫測量的目的是為了獲取一個和View一樣大小的Bitmap便于我們操作。

接下來就是點擊啦~

（二）onTouchEvent

@Override
 public boolean onTouchEvent(MotionEvent event)
 {
 final int x = (int) event.getX();
 final int y = (int) event.getY();
 if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN)
 {
 //填色
 fillColorToSameArea(x, y);
 }

 return super.onTouchEvent(event);
 }

 /**
 * 根據(jù)x,y獲得改點顏色，進行填充
 *
 * @param x
 * @param y
 */
 private void fillColorToSameArea(int x, int y)
 {
 Bitmap bm = mBitmap;

 int pixel = bm.getPixel(x, y);
 if (pixel == Color.TRANSPARENT || (hasBorderColor && mBorderColor == pixel))
 {
 return;
 }
 int newColor = randomColor();

 int w = bm.getWidth();
 int h = bm.getHeight();
 //拿到該bitmap的顏色數(shù)組
 int[] pixels = new int[w * h];
 bm.getPixels(pixels, 0, w, 0, 0, w, h);
 //填色
 fillColor(pixels, w, h, pixel, newColor, x, y);
 //重新設置bitmap
 bm.setPixels(pixels, 0, w, 0, 0, w, h);
 setImageDrawable(new BitmapDrawable(bm));

 }

可以看到，我們在onTouchEvent中獲取(x,y)，然后拿到改點坐標：

獲得點擊點顏色，獲得整個bitmap的像素數(shù)組

改變這個數(shù)組中的顏色

然后重新設置給bitmap，重新設置給ImageView

重點就是通過fillColor去改變數(shù)組中的顏色

/**
 * @param pixels 像素數(shù)組
 * @param w 寬度
 * @param h 高度
 * @param pixel 當前點的顏色
 * @param newColor 填充色
 * @param i 橫坐標
 * @param j 縱坐標
 */
 private void fillColor(int[] pixels, int w, int h, int pixel, int newColor, int i, int j)
 {
 //步驟1：將種子點(x, y)入棧；
 mStacks.push(new Point(i, j));

 //步驟2：判斷棧是否為空，
 // 如果棧為空則結束算法，否則取出棧頂元素作為當前掃描線的種子點(x, y)，
 // y是當前的掃描線；
 while (!mStacks.isEmpty())
 {


 /**
 * 步驟3：從種子點(x, y)出發(fā)，沿當前掃描線向左、右兩個方向填充，
 * 直到邊界。分別標記區(qū)段的左、右端點坐標為xLeft和xRight；
 */
 Point seed = mStacks.pop();
 //L.e("seed = " + seed.x + " , seed = " + seed.y);
 int count = fillLineLeft(pixels, pixel, w, h, newColor, seed.x, seed.y);
 int left = seed.x - count + 1;
 count = fillLineRight(pixels, pixel, w, h, newColor, seed.x + 1, seed.y);
 int right = seed.x + count;


 /**
 * 步驟4：
 * 分別檢查與當前掃描線相鄰的y - 1和y + 1兩條掃描線在區(qū)間[xLeft, xRight]中的像素，
 * 從xRight開始向xLeft方向搜索，假設掃描的區(qū)間為AAABAAC（A為種子點顏色），
 * 那么將B和C前面的A作為種子點壓入棧中，然后返回第（2）步；
 */
 //從y-1找種子
 if (seed.y - 1 >= 0)
 findSeedInNewLine(pixels, pixel, w, h, seed.y - 1, left, right);
 //從y+1找種子
 if (seed.y + 1 < h)
 findSeedInNewLine(pixels, pixel, w, h, seed.y + 1, left, right);
 }

 }

可以看到我已經很清楚的將該算法的四個步驟標識到該方法中。好了，最后就是一些依賴的細節(jié)上的方法：

 /**
 * 在新行找種子節(jié)點
 *
 * @param pixels
 * @param pixel
 * @param w
 * @param h
 * @param i
 * @param left
 * @param right
 */
 private void findSeedInNewLine(int[] pixels, int pixel, int w, int h, int i, int left, int right)
 {
 /**
 * 獲得該行的開始索引
 */
 int begin = i * w + left;
 /**
 * 獲得該行的結束索引
 */
 int end = i * w + right;

 boolean hasSeed = false;

 int rx = -1, ry = -1;

 ry = i;

 /**
 * 從end到begin，找到種子節(jié)點入棧（AAABAAAB，則B前的A為種子節(jié)點）
 */
 while (end >= begin)
 {
 if (pixels[end] == pixel)
 {
 if (!hasSeed)
 {
 rx = end % w;
 mStacks.push(new Point(rx, ry));
 hasSeed = true;
 }
 } else
 {
 hasSeed = false;
 }
 end--;
 }
 }

 /**
 * 往右填色，返回填充的個數(shù)
 *
 * @return
 */
 private int fillLineRight(int[] pixels, int pixel, int w, int h, int newColor, int x, int y)
 {
 int count = 0;

 while (x < w)
 {
 //拿到索引
 int index = y * w + x;
 if (needFillPixel(pixels, pixel, index))
 {
 pixels[index] = newColor;
 count++;
 x++;
 } else
 {
 break;
 }

 }

 return count;
 }


 /**
 * 往左填色，返回填色的數(shù)量值
 *
 * @return
 */
 private int fillLineLeft(int[] pixels, int pixel, int w, int h, int newColor, int x, int y)
 {
 int count = 0;
 while (x >= 0)
 {
 //計算出索引
 int index = y * w + x;

 if (needFillPixel(pixels, pixel, index))
 {
 pixels[index] = newColor;
 count++;
 x--;
 } else
 {
 break;
 }

 }
 return count;
 }

 private boolean needFillPixel(int[] pixels, int pixel, int index)
 {
 if (hasBorderColor)
 {
 return pixels[index] != mBorderColor;
 } else
 {
 return pixels[index] == pixel;
 }
 }

 /**
 * 返回一個隨機顏色
 *
 * @return
 */
 private int randomColor()
 {
 Random random = new Random();
 int color = Color.argb(255, random.nextInt(256), random.nextInt(256), random.nextInt(256));
 return color;
 }

ok，到此，代碼就介紹完畢了~~~

最后貼下布局文件~~

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
 xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
 xmlns:zhy="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
 android:layout_width="match_parent"
 android:layout_height="match_parent"
 android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
 android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
 android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
 android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
 tools:context=".MainActivity">
 <com.zhy.colour_app_01.ColourImageView
 zhy:border_color="#FF000000"
 android:src="@drawable/image_007"
 android:background="#33ff0000"
 android:layout_width="match_parent"
 android:layout_centerInParent="true"
 android:layout_height="match_parent"/>

</RelativeLayout>


<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
 <declare-styleable name="ColourImageView">
 <attr name="border_color" format="color|reference"></attr>
 </declare-styleable>
</resources>

參考鏈接

掃描線種子填充算法的解析

圖像處理之泛洪填充算法(Flood Fill Algorithm)

遞歸種子填充算法

掃描線種子填充算法

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對創(chuàng)新互聯(lián)的支持。

本文標題：Android不規(guī)則封閉區(qū)域填充色彩的實例代碼
標題路徑：http://aaarwkj.com/article40/igicho.html

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