直線反走樣生成和裁剪的算法改進研究.pdf

1、隨著信息技術的進步，計算機等電子產(chǎn)品的普及應用，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，計算機圖形學的地位越來越重要。計算機圖形學是新興的獨立學科，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，仍然滿足不了當前的需求。主要表現(xiàn)在圖形學的算法仍需要完善，不同學科之間發(fā)展的融合需求不斷增加。為了達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已有的經(jīng)典算法提高執(zhí)行效率。相關學

2、科如科學計算可視化、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提出更高的要求。盡管如此，由于復雜圖形顯示是由簡單圖形構成，重視計算機圖形學的基礎算法仍然十分必要。論文的工作是改進了計算機圖形學基礎算法中的直線生成和裁剪的算法。改進算法的應用能更好滿足當前圖形學在電子產(chǎn)品等領域的發(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，改進了一種直線反走樣生成算法。該改進算法適用于復雜的背景，生

3、成的直線具有一定寬度。主要思想是在橫坐標軸(或縱坐標軸)方向每移動單個像素距離，同時在另外坐標軸方向上，根據(jù)直線寬度填充相應個數(shù)的像素點。對理想直線邊緣像素采用加權區(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。首先，改

4、進算法增加了判斷條件，可以舍棄可見窗口外非同側的直線，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。改進算法簡單可行，提高了直線裁剪算法的執(zhí)行效率，達到了預期效果。
　　 本文改進的計算機圖形學直線生成和裁剪基礎算法，通過研究原算法不足的地方，給出改進后