计算机图形学2精要.ppt

2.6.3 字符串的剪裁 字符串剪裁有3种可选择的方法。 ⒈ 字符串的有或无剪裁 (all-or-none-text) 　 ⒉ 字符的有或无剪裁 (all-or-none-character) ⒊ 字符的精密剪裁 2.7反走样 反走样：用于减少或消除走样这种效果的技术称为反走样(antialiasing) 走样：用离散量表示连续量引起的失真现象称之为走样(aliasing) 常用的反走样方法主要有：提高分辨率、非加权区域取样和加权区域取样 光栅图形的走样现象 阶梯状边界； 图形细节失真； 狭小图形遗失：动画序列中时隐时现，产生闪烁。 下面举例说明 走样现象举例 不光滑(阶梯状）的图形边界 例子：PaintBrush 走样现象举例 图形细节失真 走样现象举例 狭小图形的遗失与动态图形的闪烁 反走样—提高分辩率 把显示器分辨率提高一倍： 把显示器分辨率提高一倍，显示器象素点的半径变为原来的1/2 直线经过两倍的象素，锯齿也增加一倍 但同时每个阶梯的宽度也减小了一倍 所以显示出的直线段看起来就平直光滑了一些 提高分辨率 方法简单，但代价非常大。显示器的水平、竖直分辩率各提高一倍，则显示器的点距减少一倍，帧缓存容量则增加到原来的4倍，而扫描转换同样大小的图元却要花4倍时间。 而且它也只能减轻而不能消除锯齿问题 另一种方法（软件方法）： 用较高的分辨率的显示模式下计算，（对各自像属下计算，再求（非）加权平均的颜色值），在较低的分辨率模式下显示。只能减轻而不能消除锯齿问题。 软件方法1 把每个像素分为四个子像素，扫描转换算法求得各子像素的灰度值，然后对四像素的灰度值简单平均，作为该像素的灰度值。 软件方法2 设分辨率为m?n,把显示窗口分为(2m+1)?(2n+1)个子像素，对每个子像素进行灰度值计算，然后根据权值表所规定的权值，对位于像素中心及四周的九个子像素加权平均，作为显示像素的颜色。 设m=4,n=3 简单区域取样 方法由来 两点假设 1、象素是数学上抽象的点，它的面积为0，它的亮度由覆盖该点的图形的亮度所决定； 2、直线段是数学上抽象直线段，它的宽度为0。 现实 像素的面积不为0； 直线段的宽度至少为1个像素； 假设与现实的矛盾是导致混淆出现的原因之一 简单区域取样 解决方法：改变直线段模型，由此产生算法 方法步骤： 1、将直线段看作具有一定宽度的狭长矩形； 2、当直线段与某象素有交时，求出两者相交区域的面积； 3、根据相交区域的面积，确定该象素的亮度值 简单区域取样 基本思想： 每个象素是一个具有一定面积的小区域，将直线段看作具有一定宽度的狭长矩形。当直线段与象素有交时，求出两者相交区域的面积，然后根据相交区域面积的大小确定该象素的亮度值。 m为斜率 简单区域取样 面积计算 情况⑴（5)阴影面积为：1/2*D*D/m=D2/2m； 情况⑵（4)阴影面积为：D - m/2； 情况⑶阴影面积为：1 - D2/m m为斜率 简单区域取样 求相交区域的近似面积的离散计算方法 1、将屏幕象素分割成n个更小的子象素； 2、计算中心点落在直线段内的子象素的个数，记为k， 3、k/n为线段与象素相交区域面积的近似值 目的：简化计算 n = 16, k = 3 近似面积 = 3/16 为了简化计算可以采用离散的方法 简单区域取样 简单区域取样采用的是一个盒式滤波器，它是一个二维加权函数，以w表示。 w =1 若在当前像素所代表的正方形上 w =0 其它区域上 直线条经过该像素时，该像素的灰度值可以通过在像素与直线条的相交区域上对w求积分获得。 此时，面积值=体积值 简单区域取样 缺点： 象素的亮度与相交区域的面积成正比，而与相交区域落在象素内的位置无关，这仍然会导致锯齿效应。 直线条上沿理想直线方向的相邻两个象素有时会有较大的灰度差。 加权区域取样 采用圆锥形滤波器，圆锥的底圆中心在当前像素，底圆半径为一个像素，锥高为1。当直线条经过该像素时，该像素的灰度值是在二者相交区域上对滤波器进行积分的积分值。 加权区域取样 特点： 接近理想直线的像素将被分配更多的灰度值。 相邻的两个像素的滤波器相交，使相交区域对象素亮度的贡献依赖于该区域与象素中心的距离有利于缩小直线条上相邻像素的灰度差。 基本图形生成算法 4.7.3反走样—加权区域取样 当直线经过该象素时，该象素的亮度F是在两者相交区域A’上对滤波器（函数w）进行积分的积分值。 求积分的运算量是很大的。为此可采用离散计算方法。首先将象素均匀分割成n个子象素。则每个象素的面积为1/n。计算每个子象素对原象素的贡献，并保存在一张二维的加权表中。然后求出所有中心落于直线段内的子象素