计算机图形学结课论文

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1、计算机图形学基本图形生成的反走样设计与实现摘要图形图像技术是现代社会信息化的重要技术，而走样却是数字化表示图形图像的必然产物。为了提高图形的显示质量，需要减少或消除走样现象，用于减少或消除这种效果的技术称为反走样。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，具有一定的应用价值。本文介绍了几种常用的反走样方法，主要有：提高分辨率来显示图形对象、区域采样、加权区域采样以及改进的反走样方法：Wu像素反走样。关键词：走样;反走样;过取样;区域取样;加权区域取样;Wu像素

2、反走样ABSTRACTGraphicsmodernsociety,informationtechnologyisanimportanttechnology,butaliasingisthedigitalgraphicimagethattheinevitableoutcome.Inordertoimprovegraphicsdisplayquality,theneedtoreduceoreliminatethealiasingphenomenon,usedtoreduceoreliminatethiseffec

3、tiscalledanti-aliasingtechnology.Toeliminateormitigatethealiasingphenomenon,givingamorecomfortablevisualproducesmoothgraphics,inthegraphicalinterfacehasbecomeamainstreamformofhuman-computerinteractiontoday,hasacertainvalue.Thisarticledescribesseveralcommonl

4、yusedanti-aliasingmethodsare:toincreasetheresolutiontodisplaygraphicobjects,areasampling,theweightedareasamplingaswellasimprovedanti-aliasingmethod:Wu-pixelanti-aliasing.Keywords：Aliasing;anti-aliasing;oversampling;regionalsampling;weightedareasampling;Wu-p

5、ixelanti-aliasing1.引入走样与反走样光栅图形显示器是目前使用最广泛的图形显示器，因为它具有以下优点：光栅扫描显示器具有固定的刷新顺序，扫描从屏幕的左上角开始，从左到右，从上到下的顺序进行刷新，从而刷新控制部件得以简化，节约了成本。在光栅显示系统中，构成图形的最小图形元素是像素，这样只要计算屏幕上位于给定区域以内的所有像素，并且赋予一定的颜色，就完成了图形的绘制。光栅显示器中的图形由像素构成，而每一个像素又可呈现出多级灰度或不同的颜色值，颜色丰富，显示出来的图形具有更好的视觉效果。光栅扫描显示

6、器是一个画点设备，与图形的复杂度无关，刷新频率固定,因此不会像随机扫描显示器那样出现闪烁现象，人眼看上去更舒服。但光栅显示器也有它的缺陷，数学意义上的图形是由无线多个连续的、面积为零的点构成9计算机图形学，而光栅显示系统中用来表示图形的却是一个个离散的，具有一定面积的像素。用离散的像素来表示连续的图形时会出现失真，也就称为走样。光栅显示系统为何会出现走样呢？光栅图形显示器上被显示的线段、字符、图形及背景色都按像素点一一存储在帧缓冲存储器中。当我们要画一条直线时，它通常不可能完全精确地从一个可编址的像素点画一条

7、直线到另一个可编址的像素点，只可能用尽可能靠近这条直线路径的像素点集来近似地表示这条直线。显然只有画水平线、垂直线时，像素点集在直线路径上的位置才是准确的，其他情况下的直线均或多或少地存在阶梯状（锯齿状）的现象。光栅图形的走样现象除了上述锯齿状边界外，还有图形细节失真，狭小图形遗失等现象。为了提高图形的显示质量，需要减少或消除走样现象，这种用于减少或消除走样现象的技术称为反走样技术。2.实现反走样技术的一些方法2.1过取样技术一种简单的反走样方法是以较高的分辨率显示对象，如图1。假设把显示器分辨率提高一倍，直

8、线经过两倍的像素，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。这种反走样方法是以4倍的存储器代价和扫描转换时间获得的。因此，增加分辨率虽然简单，但是不经济的方法，而且它也只能减轻而不能消除锯齿问题。但是它的思想给我们以后的反走样方法一定的启示。（1）图1分辨率提高一倍，阶梯程度减小一倍一种可行的反走样方法：在较高分辨率下用点取样方法计算，然后对几个像素