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计算机光栅图形反走样基础算法研究

牛玉静

   光栅显示器上显示的图形,称之为光栅图形。它可以看作是一个象素矩阵,在光栅显示器上显示的任何一个图形,实际上都是一些具有一种或多种颜色和灰度象素的集合。对于一个具体的光栅显示器来说,象素的个数是有限的,象素的大小是有限的,象素的颜色和灰度等级也是有限的,所以光栅图形只是近似的实际图形。在光栅显示器上绘制非水平或非垂直的直线或多边形图形的边界时,或多或少的会呈现锯齿状或台阶状走样现象。那么如何使光栅图形最真实地逼近实际图形,便是本文所研究的主要内容。 基于查阅大量中英文文献的基础上,论文从现有的反走样技术入手,如提高分辨率、普通区域取样、加权区域取样,对反走样的理论基础进行了深入的分析,实现现有的经典反走样技术算法,并对时间与空间的计量代价、反走样效果进行了分析研究。 本文的研究重点在直线反走样、曲线反走样和图像处理速度方面进行了研究和改进。对于直线反走样,笔者基于Bresenham算法的基础上,提出了Hemisphere-filter反走样算法,将Hemisphere-filter算法与直线的对称快速生成算法相结合,不仅克服了Gupta & Proull圆锥滤波及Gauss滤波在应用时的积分运算,这样会消耗大量的时间;而且反走样效果比Wu反走样算法的效果更佳。对于曲线反走样,笔者提出了双步圆的反走样算法,并引入及细化了灰度级的概念,不仅克服了Kuzmin单点生成圆算法速度慢的问题,而且反走样的效果比Wu & Rokne双步算法效果更佳。并根据椭圆的任意一点的横坐标与其外切圆的横坐标相同,而纵坐标与其内切圆的纵坐标相同,即部分圆的几何属性,提出了椭圆的双步反走样。 反走样技术是提高光栅图形显示质量的重要技术之一。研究如何消除或减缓走样现象,给人视觉上产生更舒适光滑的图形,在图形界面已成为人机交互主流方式的今天,比如虚拟仪器中的虚拟仪表、数字化数字仪表、飞机座舱的导航系统及各类仿真模拟系统等领域,具有一定的应用价值。……   
[关键词]:光栅图形;反走样;半球形滤波;双步圆;灰度级;椭圆
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:辽宁师范大学2010年
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