直線反走樣生成和裁剪的算法改進(jìn)研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，計算機等電子產(chǎn)品的普及應(yīng)用，特別是智能手機、PDA、掌上游戲機、隨身音樂播放器等廣泛使用，計算機圖形學(xué)的地位越來越重要。計算機圖形學(xué)是新興的獨立學(xué)科，研究具有沉浸感的圖形畫面是其重點發(fā)展的方向之一。雖然經(jīng)歷了五十年的快速發(fā)展，仍然滿足不了當(dāng)前的需求。主要表現(xiàn)在圖形學(xué)的算法仍需要完善，不同學(xué)科之間發(fā)展的融合需求不斷增加。為了達(dá)到圖形顯示具有更加逼真的視覺效果，需要提出新的高效算法或改進(jìn)已有的經(jīng)典算法提高執(zhí)行效率。相關(guān)學(xué)

2、科如科學(xué)計算可視化、動畫、游戲、人機交互界面等迅速發(fā)展，對具有沉浸感的圖形學(xué)提出更高的要求。盡管如此，由于復(fù)雜圖形顯示是由簡單圖形構(gòu)成，重視計算機圖形學(xué)的基礎(chǔ)算法仍然十分必要。論文的工作是改進(jìn)了計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)算法中的直線生成和裁剪的算法。改進(jìn)算法的應(yīng)用能更好滿足當(dāng)前圖形學(xué)在電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的發(fā)展。
　　 本文通過研究Bresenham算法和Wu算法，分析兩者優(yōu)點和不足，改進(jìn)了一種直線反走樣生成算法。該改進(jìn)算法適用于復(fù)雜的背景，生

3、成的直線具有一定寬度。主要思想是在橫坐標(biāo)軸(或縱坐標(biāo)軸)方向每移動單個像素距離，同時在另外坐標(biāo)軸方向上，根據(jù)直線寬度填充相應(yīng)個數(shù)的像素點。對理想直線邊緣像素采用加權(quán)區(qū)域采樣，其填充顏色取決于背景色、直線的顏色和該像素中心點和理想直線邊緣的距離。改進(jìn)算法不僅動態(tài)獲得邊緣像素的填充顏色，還實現(xiàn)了在復(fù)雜背景下具有一定寬度直線邊緣的平滑過渡。
　　 通過研究經(jīng)典Cohen-Sutherland算法，針對算法中存在的不足做了改進(jìn)。首先，改

4、進(jìn)算法增加了判斷條件，可以舍棄可見窗口外非同側(cè)的直線，原算法中的判斷條件無法實現(xiàn)這種情況的舍棄。其次，改進(jìn)算法實現(xiàn)過程中，采用添加輔助直線的方法，直接計算出直線和可見窗口的有效交點。避免原算法中計算直線與可見窗口邊界或其延長線的交點，再判斷有效性的過程，從而節(jié)約算法的執(zhí)行時間。改進(jìn)算法簡單可行，提高了直線裁剪算法的執(zhí)行效率，達(dá)到了預(yù)期效果。
　　 本文改進(jìn)的計算機圖形學(xué)直線生成和裁剪基礎(chǔ)算法，通過研究原算法不足的地方，給出改進(jìn)后