如何在FMX.Objects.TPath中实现混合绘制顺序下的正确填充？

核心思路 #

针对TPath自动填充的三个规则（链式连续、方向正确、无多余MoveTo），对DXF导出的分散图元进行预处理，转换成符合要求的路径数据。

具体步骤 #

1. 提取DXF中的闭合轮廓 #

• 遍历DXF文件中的图元（LINE、LWPOLYLINE、POLYLINE等），筛选出闭合轮廓：
  • 对于LWPOLYLINE，检查其Closed标志（DXF中Group Code=70，值含1表示闭合），直接提取顶点序列。
  • 对于独立的LINE集合，判断是否能形成闭合环（所有线段端点首尾相连，最终回到起点）。
  • 忽略非闭合的图元（TPath开放区域无法自动填充）。

2. 将分散图元拼接为链式连续路径 #

对于由多个独立线段组成的闭合轮廓，消除多余的MoveTo，构建连续的顶点链：

• 收集所有线段的起点、终点，建立端点映射表（记录每个端点关联的线段）。
• 从任意一条未使用的线段开始，依次寻找与当前端点重合的下一条线段，将顶点按顺序拼接，直到回到轮廓起点。
• 拼接过程中仅保留第一个MoveTo（定位轮廓起点），后续全部使用LineTo，避免插入多余的MoveTo。

示例代码（Delphi）：

type
  TLineSeg = record
    StartPt: TPointF;
    EndPt: TPointF;
    Used: Boolean;
  end;

// 判断两点是否重合（考虑浮点误差）
function PointsEqual(const A, B: TPointF): Boolean;
const
  Epsilon = 1e-6;
begin
  Result := (Abs(A.X - B.X) < Epsilon) and (Abs(A.Y - B.Y) < Epsilon);
end;

// 从分散线段构建连续闭合轮廓的顶点序列
function BuildContour(var Lines: TArray<TLineSeg>): TArray<TPointF>;
var
  CurrentSegIdx: Integer;
  CurrentPt: TPointF;
  I: Integer;
begin
  SetLength(Result, 0);
  // 找到第一个未使用的线段
  CurrentSegIdx := -1;
  for I := 0 to High(Lines) do
    if not Lines[I].Used then
    begin
      CurrentSegIdx := I;
      Break;
    end;
  if CurrentSegIdx = -1 then Exit;

  // 初始化轮廓起点
  Lines[CurrentSegIdx].Used := True;
  CurrentPt := Lines[CurrentSegIdx].StartPt;
  Result := Result + [CurrentPt];
  CurrentPt := Lines[CurrentSegIdx].EndPt;
  Result := Result + [CurrentPt];

  // 循环拼接后续线段
  while True do
  begin
    var Found := False;
    for I := 0 to High(Lines) do
    begin
      if not Lines[I].Used then
      begin
        // 匹配当前端点作为线段起点
        if PointsEqual(Lines[I].StartPt, CurrentPt) then
        begin
          Lines[I].Used := True;
          CurrentPt := Lines[I].EndPt;
          Result := Result + [CurrentPt];
          Found := True;
          Break;
        end
        // 匹配当前端点作为线段终点（反向拼接）
        else if PointsEqual(Lines[I].EndPt, CurrentPt) then
        begin
          Lines[I].Used := True;
          CurrentPt := Lines[I].StartPt;
          Result := Result + [CurrentPt];
          Found := True;
          Break;
        end;
      end;
    end;
    if not Found then Break;
    // 检查是否回到轮廓起点，完成闭合
    if PointsEqual(CurrentPt, Result[0]) then Break;
  end;
end;

3. 统一路径绘制方向 #

TPath的填充依赖非零环绕规则，方向错误会导致填充区域异常：

• 使用鞋带公式计算轮廓的面积符号，判断方向：面积为正表示逆时针，为负表示顺时针。
• 统一外轮廓方向（比如全部设为逆时针），内轮廓（嵌套在其他轮廓内的）则设置为相反方向（顺时针），确保挖空区域正确填充。

示例代码（计算面积判断方向）：

function GetContourArea(const Contour: TArray<TPointF>): Double;
var
  I, N: Integer;
begin
  Result := 0;
  N := Length(Contour);
  if N < 3 then Exit;
  for I := 0 to N-1 do
  begin
    var J := (I + 1) mod N;
    Result := Result + (Contour[I].X * Contour[J].Y) - (Contour[J].X * Contour[I].Y);
  end;
  Result := Result * 0.5;
end;

// 反转轮廓顶点顺序，改变绘制方向
function ReverseContour(const Contour: TArray<TPointF>): TArray<TPointF>;
var
  I: Integer;
begin
  SetLength(Result, Length(Contour));
  for I := 0 to High(Contour) do
    Result[I] := Contour[High(Contour) - I];
end;

4. 生成TPath可识别的路径数据 #

将处理后的轮廓序列转换为TPath的Data属性：

• 每个闭合轮廓仅调用一次MoveTo（定位起点），后续顶点全部用LineTo连接。
• 最后调用ClosePath确保轮廓闭合（也可依赖最后一个顶点与起点重合）。
• 多个嵌套轮廓依次添加到同一TPathData中，注意方向相反。

示例代码：

procedure LoadProcessedContoursToPath(Path: TPath; const Contours: TArray<TArray<TPointF>>);
var
  PathData: TPathData;
  Contour: TArray<TPointF>;
  Pt: TPointF;
begin
  PathData := TPathData.Create;
  try
    for Contour in Contours do
    begin
      if Length(Contour) < 3 then Continue;
      // 移动到轮廓起点
      PathData.MoveTo(Contour[0]);
      // 绘制所有后续顶点
      for Pt in Contour[1..High(Contour)] do
        PathData.LineTo(Pt);
      // 闭合路径
      PathData.ClosePath;
    end;
    Path.Data := PathData;
  finally
    PathData.Free;
  end;
end;

关键注意事项 #

• 处理DXF时要考虑浮点精度问题，判断端点重合时需加入误差阈值（如1e-6）。
• 嵌套轮廓的包含关系需要用点-in-多边形算法（射线法）判断，确保方向调整正确。
• 对于DXF中的复杂图元（如ARC、SPLINE），需要先转换为折线（多段LINE）再进行拼接处理。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者engerex