围绕任何alpha透明图像绘制大纲或描边的算法

Question

不确定这个算法是否有任何名称我正在开发 - “生长邻域算法”听起来像是一个合适的名称。那么我的问题是什么？

我想画一个阿尔法透明图像的笔触来勾勒它。笔画的大小应该是用户可定义的。

我有一个由零和一个填充的数组，将数组的每个项目都视为像Game of Life中的单元格。具有0的项目是空的（透明像素），具有1的项目是第一代单元（不透明像素），生成的数目由周围笔划的大小定义。

这个例子描述了由阿尔法值环绕的长方形：

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 0 0 1 1 1 1 0 0 0 
0 0 0 1 1 1 1 0 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 

然后我想，让那些每隔0代穆尔邻居周围长出新的一代。这是第二代（中风1px的） - 这样的阵列看起来增长，具体如下：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

第三和第四代（中风的3px）：

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 
4 3 3 3 3 3 3 3 3 4 
4 3 2 2 2 2 2 2 3 4 
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4 
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4 
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4 
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4 
4 3 2 2 2 2 2 2 3 4 
4 3 3 3 3 3 3 3 3 4 
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 

到目前为止好。我用下面的代码片段实现这个简单的任务：

for (int gen = 1; gen <= 4; gen++) 
{ 
    for (int x = 1; x < arrayWidth - 1; x++) 
    { 
     for (int y = 1; y < arrayHeight - 1; y++) 
     { 
      // See if this cell is in the current generation. 
      if (_generation[x + arrayWidth * y] == gen) 
      { 
       // Generate next generation. 
       for (int i = x - 1; i <= x + 1; i++) 
       { 
        for (int j = y - 1; j <= y + 1; j++) 
        { 
         if (_generation[i + arrayWidth * j] == 0 || _generation[i + arrayWidth * j] > gen) 
         { 
          _generation[i + arrayWidth * j] = gen + 1; 
         } 
        } 
       } 
      } 
     } 
    } 
} 

这种方法完全适用于简单的形状，例如像一个矩形。但我怎么能做到这一点的椭圆？只要我们有一种在细胞中楼梯的模式，我越来越凌乱结果：

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 0 
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 
0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 
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 0 0 0 
0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 
0 0 0 2 2 1 1 1 1 2 2 0 0 0 
0 0 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 0 0 
0 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 0 0 
0 0 0 2 2 1 1 1 1 2 2 0 0 0 
0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 0 0 0 
0 0 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 0 0 
0 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 3 3 0 
3 3 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 
3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 
3 3 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 
0 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 3 3 0 
0 0 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 0 0 
0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 0 0 0 

当应用该算法的椭圆形，轮廓看起来是因为这个问题（左有点奇怪：算法结果，右：请求的结果）：

这里的问题是，我不希望有发生每次我有这个“楼梯”的格局，那些2个2 3 3重复的数据块：

1 0 0 0 0 0 0 1 
0 1 0 0 0 0 1 0 
0 0 1 0 0 1 0 0 
0 0 0 1 1 0 0 0 

我想上面的第二和第三代的计算是这样的：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 0 0 
0 0 0 2 1 1 1 1 1 1 2 0 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 0 2 1 1 1 1 1 1 2 0 0 0 
0 0 0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

0 0 0 0 0 3 3 3 3 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 3 2 2 2 2 2 3 0 0 0 
0 0 0 3 2 1 1 1 1 2 3 0 0 0 
0 0 3 2 1 1 1 1 1 1 2 3 0 0 
0 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 0 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
0 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 0 
0 0 3 2 1 1 1 1 1 1 2 3 0 0 
0 0 0 3 2 1 1 1 1 2 3 0 0 0 
0 0 0 3 2 2 2 2 2 2 3 0 0 0 
0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 0 0 0 0 

我已经试过许多方法来过滤掉那些重复的单元块，但我不能找到解决的一个简单而通用的解决方案问题。

任何想法如何得到中风/轮廓就像我从Photoshop或Paint.NET获得？

谢谢！

干杯 P

Answer 1

正确的名称是dilation，检查形态学操作。你应该尝试用circle元素扩展，这会给你所要求的结果。

这里是一个Matlab代码，显示它是如何做：

im = imcircle(70); 
im = padarray(im,[20,20]); 
figure;imshow(im); 
im2 = imdilate(im,strel('disk',8)); 
figure;imshow(im2);