在 C++ 中从中心按像素绘制实心圆？答案

【问题标题】：Draw filled circle by pixels from center in C++?在 C++ 中从中心按像素绘制实心圆？
【发布时间】：2017-02-19 15:11:28
【问题描述】：

我想逐行（例如顺时针方向）绘制圆，从圆的中心逐个像素。但要避免重绘像素（这很慢）。

想象一下，这就像“雷达”，每回合只更新一次。

没有 RAM 来保存所有填充像素的数组（最大先前线点），也没有 GPU 或高级库（通过函数 DrawPoint(x,y) 绘图）。

我有画线和点的功能：

void DrawLineFromCenterXYToAngle(int centerX, int centerY, float angle)
{
 .... instead of angle it is possible to find points of the circle and iterate it
 .... find line points by Bresenham's line algorithm
 {
  DrawPoint(int x, int y);
 }
}

void DrawPoint(int x, int y)
{
  PixelDraw_Slow(x,y)=GetColor_VerySlow(x,y);  
}

现在我迭代角度并非常缓慢地得到圆，因为中心的像素重绘了很多次。并且需要优化。

如果这样更快，形状可能不是完美的圆形。

【问题讨论】：

你必须使用一些库，因为标准 c++ 没有 GUI 的概念。由于我们不知道您使用的是什么库，因此我们很难提供帮助。
也许您应该展示您的迭代方式，以便我们帮助您实施。
这是微控制器规则，它没有帮助。例如 void Adafruit_GFX_AS::drawLine(int16_t x0, int16_t y0, int16_t x1, int16_t y1, uint16_t 颜色) { int16_t 陡峭 = abs(y1 - y0) > abs(x1 - x0);如果（陡峭）{交换（x0，y0）；交换（x1，y1）； } if (x0 > x1) { 交换(x0, x1);交换（y0，y1）； } int16_t dx, dy; dx = x1 - x0； dy = abs(y1 - y0); int16_t err = dx / 2; int16_tystep;如果 (y0
好的，我会做干净的工作代码

标签： c++ algorithm plot graphics rasterizing

【解决方案1】：

有用于圆形的 Bresenham 绘图算法。

Example with code

int r = 200, ymax, x, y, yp, xp, d;
ymax = r / sqrt(2);
x = r; /* start at the bottom of the first octant */
/* d measures whether the midpoint of two pixel locations
is inside or outside the ideal circle. positive means outside */
d = -1*r; /* to be precise, this should be r^2 - (r - 0.5)^2 */
xp = r; yp = -1; /* these hold the old values across iterations */
for(y=0; y<=ymax; y++) {
  plot_8_ways(x,y);
  if (d > 0) { /* midpoint is outside circle, go NW */
    x--;
    d += (2*yp - 2*xp + 3);
  }
  else { /* midpoint is inside circle, go N */
    d += (2*yp + 1);
  }
  yp = y;
  xp = x;
}

【讨论】：

【解决方案2】：

没有 RAM 来保存所有填充像素的数组（最大先前线点），也没有 GPU 或高级库（通过函数 DrawPoint(x,y) 绘图）。

如果你可以存储一行点，那么你有足够的内存来跟踪所有填充的像素，如果你有效地表示它。

假设您的雷达扫描从 12 点钟或 6 点钟位置开始（顺时针或逆时针扫描都没有关系），那么在绘制圆期间的任何时间，一条垂直线只会与填充像素块相交一次（即进入一次并退出一次）。因此，您可以通过存储每列像素的垂直最小和最大填充像素 y 坐标来跟踪它们。如果您从 3 点钟或 9 点钟位置开始，则可以存储每行的最小和最大 x。

你可以用几个数组来做：

int minY[X_RANGE];
int maxY[X_RANGE];

X_RANGE 是像素的最大列数。这只需要和你的圆圈一样大，而不是整个屏幕，因为你可以根据圆圈边界框的左 X 来偏移它。同样，Y_RANGE 是最大行数。

开始渲染时，初始化数组以表示空列：

void InitColumnArrays()
{
    for(int x = 0; x < X_RANGE; x++)
    {
        minY[x] = Y_RANGE - 1;
        maxY[x] = 0;
    }
}

那么当你渲染一个像素的时候，只要通过检查数组来检查它是否已经被渲染了：

void DrawPointCheckingRanges(int x, int y)
{
    // TODO: range check values

    // check if point has already been drawn and draw it and extend ranges if not:
    if((y < minY[x]) || (y > maxY[x]))
    {
        DrawPoint(x + offsetX, y + offsetX); 
        if(y < minY[x])
            minY[x] = y;
        if(y > maxY[x])
            maxY[x] = y;
    }
}

offsetX 和 offsetY 是如上所述的可选偏移量。

您可以将它与其他答案中的 Bresenham 圆绘图算法结合使用，这将有效地为您提供线条的端点。

上面的代码假设 DrawPoint 与这些边界检查和数组读写相比是慢的。

【讨论】：