塗りつぶしのアルゴリズムを変更

apps/client/app/features/artboard/bucketFill.ts

@@ -1,95 +1,96 @@
-// ref: https://github.com/cat-crosswalk/nascalay-frontend/blob/main/src/components/Canvas/bucketFill.ts
+// ref: https://en.wikipedia.org/wiki/Flood_fill
 
 import type { Color, LikeEqualColor } from "./types";
 import { colorsToRaw, equalColor, hexToColor, rawToColors } from "./utils";
 
-// https://nullpon.moe/dev/sample/canvas/bucketfill.html めちゃめちゃ参考にしてる
-// シードフィルアルゴリズムで塗りつぶす
-
-/**
- * 指定された座標から右方向にまっすぐ targetColor と等しい色を塗りつぶす
- *
- * @returns 右端の x 座標
- */
-function drawToRight(
-  data: Color[][],
-  x: number,
-  y: number,
-  color: Color,
-  widthRange: readonly [number, number],
-  targetColor: Color,
-  likeEqualColor: LikeEqualColor,
-) {
-  let rightEnd = null;
-  for (let nowX = x + 1; nowX < widthRange[1]; nowX++) {
-    const nowColor = data[y][nowX];
-    if (!likeEqualColor(nowColor, targetColor)) break;
-    data[y][nowX] = color;
-    rightEnd = nowX;
-  }
-  return rightEnd;
+interface Seed {
+  xRange: [number, number];
+  y: number;
+  dy: -1 | 1;
 }
 
 /**
- * 指定された座標から左方向にまっすぐ targetColor と等しい色を塗りつぶす
+ * seed の範囲を対象色がある限り左に広げる
+ *
+ * 左方向に広がった場合は U字ターンしている可能性があるため、はみ出た部分を折り返す形の seed として追加する
  *
  * @returns 左端の x 座標
  */
-function drawToLeft(
-  data: Color[][],
-  x: number,
-  y: number,
-  color: Color,
-  widthRange: readonly [number, number],
-  targetColor: Color,
-  likeEqualColor: LikeEqualColor,
-) {
-  let leftEnd = null;
-  for (let nowX = x; nowX >= widthRange[0]; nowX--) {
-    const nowColor = data[y][nowX];
-    if (!likeEqualColor(nowColor, targetColor)) break;
-    data[y][nowX] = color;
-    leftEnd = nowX;
+function searchLeft(
+  seed: Readonly<Seed>,
+  { inside, set, pushSeed }: Operations,
+): number {
+  let x = seed.xRange[0];
+  if (!inside(x, seed.y)) return x;
+
+  while (inside(x - 1, seed.y)) {
+    x--;
+    set(x, seed.y);
+  }
+
+  if (x < seed.xRange[0]) {
+    pushSeed({
+      xRange: [x, seed.xRange[0] - 1],
+      y: seed.y - seed.dy,
+      dy: -seed.dy as -1 | 1,
+    });
   }
-  return leftEnd;
+
+  return x;
 }
 
-/**
- * seeds を破壊的に更新する
- */
-function updateSeeds(
+function createInside(
   data: Readonly<Color[][]>,
-  xLeft: number,
-  xRight: number,
-  y: number,
-  seeds: { x: number; y: number }[],
-  targetColor: Color,
-  heightRange: readonly [number, number],
+  xRange: readonly [number, number],
+  yRange: readonly [number, number],
+  targetColor: Readonly<Color>,
   likeEqualColor: LikeEqualColor,
-) {
-  if (y < heightRange[0] || y >= heightRange[1]) return;
-
-  let prevIsTarget = false;
-  for (let nowX = xLeft; nowX <= xRight; nowX++) {
-    const nowColor = data[y][nowX];
-    if (likeEqualColor(nowColor, targetColor)) {
-      if (!prevIsTarget) {
-        seeds.push({ x: nowX, y });
-      }
-      prevIsTarget = true;
-    } else {
-      prevIsTarget = false;
-    }
-  }
+): Operations["inside"] {
+  return (x, y) =>
+    x >= xRange[0] &&
+    x < xRange[1] &&
+    y >= yRange[0] &&
+    y < yRange[1] &&
+    likeEqualColor(data[y][x], targetColor);
+}
+function createSet(data: Color[][], color: Color): Operations["set"] {
+  return (x, y) => {
+    data[y][x] = color;
+  };
 }
 
+interface Operations {
+  /**
+   * キャンバス内の有効な座標かつ targetColor と等しいかどうかを返す
+   */
+  inside: (x: number, y: number) => boolean;
+  /**
+   * キャンバスの座標 (x, y) を塗りつぶす色で塗る
+   */
+  set: (x: number, y: number) => void;
+  pushSeed: (seed: Seed) => void;
+}
+
+/**
+ * canvas を flood fill を用いて塗りつぶす
+ *
+ * アルゴリズム自体は wiki にあるものそのまま (ref: https://en.wikipedia.org/wiki/Flood_fill)
+ *
+ * @param canvas 塗りつぶす対象の canvas
+ * @param x 塗りつぶしの始点
+ * @param y 塗りつぶしの始点
+ * @param colorCode 塗りつぶす色
+ * @param widthRange canvas の塗りつぶし範囲の横幅 @default [0, canvas.width]
+ * @param heightRange canvas の塗りつぶし範囲の縦幅 @default [0, canvas.height]
+ * @param likeEqualColor 色が等しいかどうかを判定する関数 @default 完全一致
+ */
 export function bucketFill(
   canvas: HTMLCanvasElement,
   x: number,
   y: number,
   colorCode: `#${string}`,
-  widthRange?: [number, number],
-  heightRange?: [number, number],
+  widthRange: [number, number] = [0, canvas.width],
+  heightRange: [number, number] = [0, canvas.height],
   likeEqualColor: LikeEqualColor = equalColor,
 ) {
   const ctx = canvas.getContext("2d");
@@ -110,56 +111,63 @@ export function bucketFill(
   }
   if (likeEqualColor(color, targetColor)) return;
 
-  const xRange = widthRange ?? [0, width];
-  const yRange = heightRange ?? [0, height];
-
-  const seeds = [{ x, y }];
-  while (seeds.length > 0) {
-    // biome-ignore lint/style/noNonNullAssertion: while の条件式から pop は undefined にならない
-    const { x, y } = seeds.pop()!;
-
-    // 左右に塗りつぶす
-    const leftX =
-      drawToLeft(
-        formattedData,
-        x,
-        y,
-        color,
-        xRange,
-        targetColor,
-        likeEqualColor,
-      ) ?? x;
-    const rightX =
-      drawToRight(
-        formattedData,
-        x,
-        y,
-        color,
-        xRange,
-        targetColor,
-        likeEqualColor,
-      ) ?? x;
-
-    updateSeeds(
-      formattedData,
-      leftX,
-      rightX,
-      y + 1,
-      seeds,
-      targetColor,
-      yRange,
-      likeEqualColor,
-    );
-    updateSeeds(
+  const seeds: Seed[] = [
+    { xRange: [x, x], y, dy: 1 },
+    { xRange: [x, x], y: y - 1, dy: -1 },
+  ];
+  const operations: Operations = {
+    inside: createInside(
       formattedData,
-      leftX,
-      rightX,
-      y - 1,
-      seeds,
+      widthRange,
+      heightRange,
       targetColor,
-      yRange,
       likeEqualColor,
-    );
+    ),
+    set: createSet(formattedData, color),
+    pushSeed: (seed: Seed) => seeds.push(seed),
+  };
+
+  if (!operations.inside(x, y)) return;
+  while (seeds.length > 0) {
+    // biome-ignore lint/style/noNonNullAssertion: while の条件式から pop は undefined にならない
+    const { xRange, y, dy } = seeds.pop()!;
+
+    let x = searchLeft({ xRange, y, dy }, operations);
+    let [leftX, rightX] = xRange;
+
+    while (leftX <= rightX) {
+      // xRange の左端から右に向かって塗りつぶす
+      while (operations.inside(leftX, y)) {
+        operations.set(leftX, y);
+        leftX++;
+      }
+
+      // 塗った部分があれば、その範囲を次の y に対して seed として追加する
+      if (leftX > x) {
+        operations.pushSeed({
+          xRange: [x, leftX - 1],
+          y: y + dy,
+          dy,
+        });
+      }
+
+      // 右側が溢れた場合は U字ターンしている可能性があるため、はみ出た部分を折り返す形の seed として追加する
+      if (leftX - 1 > rightX) {
+        operations.pushSeed({
+          xRange: [rightX + 1, leftX - 1],
+          y: y - dy,
+          dy: -dy as -1 | 1,
+        });
+      }
+
+      // xRange のうち、塗られない部分はスキップ
+      leftX++;
+      while (leftX < rightX && !operations.inside(leftX, y)) {
+        leftX++;
+      }
+
+      x = leftX;
+    }
   }
 
   imageData.data.set(colorsToRaw(formattedData, width, height));