C語言如何實現繪制繞線畫

本篇內容介紹了“C語言如何實現繪制繞線畫”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

繞線畫簡介

簡單點來說，就是在木板上釘一圈釘子，通過繞線進行構圖，最終呈現出一幅圖像。

算法簡介

可以總結概括一下，

首先需要有一張圖，可以是彩色的，但是必須顏色比較分明。

對圖像進行灰度處理。

隨機生成 n 組數，就是每兩個釘子的組合。

計算 n 組數據連線所過圖像像素的平均數，求出最小的一組。

連接該組釘子，并對這條線經過的像素值分別加 m。

重復前面步驟 3 到步驟 5 直到繪制 z 條線結束循環。

示例代碼

#include<graphics.h>
#include<math.h>
#include<conio.h>
#include<time.h>
 
// 以下數據可以自己調節
#define PointNum 288    // 圓圈分的數量（一圈釘子的數量）
#define LineNum 3000    // 循環繪制線的數量
#define RandNum 120      // 設置每次隨機生成連接的數量
#define AddColor 52      // 增加的值 0 到 255 值越小越線越集中，越大越分散
#define SIZE 800      // 圖像大小
 
// 以下參數不用調節
#define PI acos(-1.0)    // 圓周率
#define R (SIZE / 2 - 10)    // 半徑
 
struct PointS
{
  int p;
  int x;
  int y;
};
 
struct LineS
{
  int StarP;        // 起點
  int EndP;        // 終點
};
 
PointS points[PointNum];
LineS lines[RandNum];
 
// 為了判斷兩點是否連線定義的一維數組
bool LineXY[(1 + PointNum) * PointNum / 2] = { false };
bool Line_Rand[(1 + PointNum) * PointNum / 2] = { false };
 
// 兩條線是否連接
bool IsLineKed_Rand(int p1, int p2)
{
  if (p1 >= p2)
    return Line_Rand[(1 + p1) * p1 / 2 + p2];
  else
    return Line_Rand[(1 + p2) * p2 / 2 + p1];
}
 
// 儲存已經繪制過的線
void Link_Rand(int p1, int p2)
{
  if (p1 >= p2)
    Line_Rand[(1 + p1) * p1 / 2 + p2] = true;
  else
    Line_Rand[(1 + p2) * p2 / 2 + p1] = true;
}
 
// 將隨機生成的進行初始化
void Line2False()
{
  for (int i = 0; i < (1 + PointNum) * PointNum / 2; i++)
  {
    Line_Rand[i] = false;
  }
}
 
// 判斷這兩個點是否連線
bool IsLinked(int p1, int p2)
{
  if (p1 >= p2)
    return LineXY[(1 + p1) * p1 / 2 + p2];
  else
    return LineXY[(1 + p2) * p2 / 2 + p1];
}
 
// 儲存已經繪制過的線
void Link(int p1, int p2)
{
  if (p1 >= p2)
    LineXY[(1 + p1) * p1 / 2 + p2] = true;
  else
    LineXY[(1 + p2) * p2 / 2 + p1] = true;
}
 
int Round(float x);                // 取整
void InitPoints();                // 初始化點
void ColorToGray(IMAGE *pimg);          // 彩色圖像轉換為灰度圖像
void Random();                  // 產生隨機數
LineS Getline(IMAGE *pimg);            // 獲取照片顏色
void ToColor(IMAGE *oriPic, IMAGE *linePic);  // 給繞線圖賦予顏色
 
int main()
{
  initgraph(SIZE, SIZE);
  setbkcolor(WHITE);
  cleardevice();
  IMAGE imgpolt;                  // 加載原圖
  IMAGE oriPic;                  // 儲存原圖
  IMAGE linePic;                  // 線圖
  loadimage(&imgpolt, _T("TG.jpeg"), SIZE, SIZE);  // 加載原圖
  oriPic = imgpolt;                // 原圖
  ColorToGray(&imgpolt);              // 將圖片轉換為灰度
  InitPoints();                  // 初始化點
  srand((unsigned)time(NULL));          // 生成隨機種子
 
  for (int i = 0; i < LineNum; i++)
  {
    Random();                  // 隨機生成 80
    LineS myline = Getline(&imgpolt);      // 計算 80 組點中平均值最小的
    Link(myline.StarP, myline.EndP);      // 記錄繪制過的線防止重復繪制
    line(points[myline.StarP].x, points[myline.StarP].y, points[myline.EndP].x, points[myline.EndP].y);
  }
  _getch();
 
  // /*該部分是給線條加上顏色*/
  // saveimage(_T("test.png"));            // 保存一下繞線圖
  // loadimage(&linePic, _T("test.png"), SIZE, SIZE); // 重新加載繞線圖
  // ToColor(&oriPic, &linePic);            // 用原圖將繞線圖的顏色替換
  // putimage(0, 0, &oriPic);
  // _getch();
  return 0;
}
 
// 初始化點(想創新可以生成橢圓的位置坐標)
void InitPoints()
{
  for (int i = 0; i < PointNum; i++)
  {
    double a = i * PI * 2 / PointNum;
    points[i].p = i;
    points[i].x = int(SIZE / 2.0 + R * cos(a));
    points[i].y = int(SIZE / 2.0 - R * sin(a));
    setlinecolor(BLACK);
    circle(points[i].x, points[i].y, 3);
  }
}
 
// 彩色圖像轉換為灰度圖像
void ColorToGray(IMAGE *pimg)
{
  DWORD *p = GetImageBuffer(pimg);  // 獲取顯示緩沖區指針
  COLORREF c;
  for (int i = pimg->getwidth() * pimg->getheight() - 1; i >= 0; i--)
  {
    c = BGR(p[i]);
    c = (GetRValue(c) * 299 + GetGValue(c) * 587 + GetBValue(c) * 114 + 500) / 1000;
    p[i] = RGB(c, c, c);
  }
}
 
// 隨機生成線
void Random()
{
  for (int i = 0; i < RandNum; i++)
  {
    int starP;
    int endP;
    while (true)
    {
      starP = rand() % PointNum;
      endP = rand() % PointNum;
      if (IsLinked(starP, endP) == false
        && IsLineKed_Rand(starP, endP) == false)
      {
        break;
      }
    }
    lines[i].StarP = starP;
    lines[i].EndP = endP;
    Link_Rand(starP, endP);    // 記錄隨機生成的線
  }
  Line2False();          // 初始化線值
}
 
// 四舍五入
int Round(float x)
{
  return (int)(x < 0 ? x - 0.5 : x + 0.5);
}
 
// 獲取顏色最深的那一條線
LineS Getline(IMAGE *pimg)
{
  LineS mylines;
  mylines.StarP = 0;
  mylines.EndP = 0;
  DWORD*  p_data = GetImageBuffer(pimg);
  int width = pimg->getwidth();
  double MaxNum = 255;
  int MYsteps;
  float X, Y;
  float CX, CY;
  for (int i = 0; i<RandNum; i++)
  {
    int SUMDN = 0;
    int x1 = points[lines[i].StarP].x;
    int y1 = points[lines[i].StarP].y;
    int x2 = points[lines[i].EndP].x;
    int y2 = points[lines[i].EndP].y;
    int steps = abs(x2 - x1) > abs(y2 - y1) ? abs(x2 - x1) : abs(y2 - y1);
    float x = (float)x1;
    float y = (float)y1;
    float cx = (float)(x2 - x1) / steps;
    float cy = (float)(y2 - y1) / steps;
 
    for (int j = 0; j < steps; j++)
    {
      int XIA = width * Round(y) + Round(x);
      SUMDN += GetRValue(p_data[XIA]);
      x += cx;
      y += cy;
    }
    double Aver = SUMDN / (steps * 1.0);
 
    if (Aver < MaxNum)
    {
      MaxNum = Aver;
      mylines = lines[i];
      MYsteps = steps;
      X = (float)x1;
      Y = (float)y1;
      CX = cx;
      CY = cy;
    }
  }
  if (MaxNum == 255)
  {
    return mylines;
  }
  for (int j = 0; j < MYsteps; j++)
  {
    int XIA = width* Round(Y) + Round(X);
    int c = GetRValue(p_data[XIA]) + AddColor > 255 ? 255 : GetRValue(p_data[XIA]) + AddColor;
    p_data[XIA] = RGB(c, c, c);
    X += CX;
    Y += CY;
  }
  return mylines;
}
 
// 給線圖上色
void ToColor(IMAGE *oriPic, IMAGE *linePic)
{
  DWORD*  ori_data = GetImageBuffer(oriPic);
  DWORD* line_data = GetImageBuffer(linePic);
  for (int i = oriPic->getwidth() * oriPic->getheight() - 1; i >= 0; i--)
  {
    int oriR = GetRValue(ori_data[i]);
    int oriG = GetGValue(ori_data[i]);
    int oriB = GetBValue(ori_data[i]);
    int lineR = GetRValue(line_data[i]);
    int lineG = GetGValue(line_data[i]);
    int lineB = GetBValue(line_data[i]);
    int newPicR = (int)(255 - (255 - lineR)*(255 - oriR) / 255.0);
    int newPicG = (int)(255 - (255 - lineG)*(255 - oriG) / 255.0);
    int newPicB = (int)(255 - (255 - lineB)*(255 - oriB) / 255.0);
    ori_data[i] = RGB(newPicR, newPicG, newPicB);
  }
}

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