计算机图形处理及其在工程中的应用 教学课件 作者 杨培中 赵新明蒋丹 第2章.ppt

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1、计算机图形处理及其在工程中的应用第二章计算机图形处理基础12.1概述2.2图形变换2.3基本算法第二章计算机图形处理基础内容2.1概述工程设计、科学计算中涉及的图形很多。为了在光栅图形显示器上显示相应的图形，必须将相应的图形光栅化，即确定显示器上的象素集合及对应的颜色，也称为图形的扫描转换。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.1直线的扫描转换数学上的理想直线没有宽度，非常光滑。然而在光栅图形显示器上进行显示时，只能用尽可能接近直线理想位置的有限个像素来表示，称为直线的扫描转换。单象素宽的直线扫描转换有

2、三种常用算法：数值微分法、中点画线法和布莱森汉姆画线法。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.1直线的扫描转换1、数值微分法第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.1直线的扫描转换2、中点画线法第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.1直线的扫描转换3、布莱森汉姆画线法本算法与中点画线法类似，通过在每列像素中确定与理想直线位置最近的像素来进行直线的扫描转换。其基本原理为：通过各行、列像素点中心构造一组虚拟网格线，按直线从起点到终点的顺序计算其与各垂直网格线的交点，然后确定该列像素中与此交点最近

3、的像素。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.1直线的扫描转换3、布莱森汉姆画线法第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.2圆弧的扫描转换算法1、中点画圆法第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.2圆弧的扫描转换算法2、布莱森汉姆画圆法第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.3一般曲线的扫描转换逐点比较法确定偏差判别函数规定走向偏差判别终点判别第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.3一般曲线的扫描转换逐点比较法第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充区域填充根据填

4、充图案可分成两种：（1）用单一颜色对区域进行填充；（2）用一种图案对区域进行填充。区域填充的步骤为：（1）确定需要填充的象素点；（2）确定填充的图案（颜色）。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.1单一颜色的多边形区域填充1、多边形区域填充基本内容多边形区域填充的基本想法是：按顺序计算扫描线与多边形的相交区间，然后对这些区间的象素赋上相应的颜色。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.1单一颜色的多边形区域填充1、多边形区域填充基本内容第二章计算机图形处理

5、基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.1单一颜色的多边形区域填充1、多边形区域填充基本内容多边形对于一条扫描线的处理步骤为：（1）计算扫描线与多边形的交点；（2）把所有交点按x坐标递增顺序进行排序；（3）将排序的交点进行配对，确定欲填充的区间。如第一点与第二点，第三点与第四点等。（4）对配对区间内的象素进行相应的颜色设置。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.1单一颜色的多边形区域填充1、多边形区域填充基本内容对多边形区域进行填充时，关键的问题是（1）当多边形的顶点成为交点

6、时，对它的取舍问题；（2）多边形边界上的象素的取舍问题。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.1单一颜色的多边形区域填充2、多边形区域的边填充算法边填充算法为实区域扫描转换算法，其基本方法为：将扫描线与多边形交点的右方所有象素取补。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.1单一颜色的多边形区域填充2、多边形区域的边填充算法--边标志算法第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.1单一颜色的多边

7、形区域填充3、多边形区域的种子填充算法种子填充算法的基本思想为：假定多边形区域内部有一象素（种子）是已知的，并由此开始遍历区域内的所有象素。区域有四向连通区域和八向连通区域两种。四向连通区域是指从区域内任一点出发，在不超越区域边界的前提下，可通过上、下、左、右四个方向移动到区域内的任何一个点。八向连通区域是指从区域内任一点出发，在不超越区域边界的前提下，可通过上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八个方向移动到区域内的任何一个点。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.1单一颜色的多边

8、形区域填充3、多边形区域的种子填充算法第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.2多边形区域图案填充图案填充的关键是处理好图案和填充区域的位置关系。也就是要确定图案的定位点，使得图案上的象素能方便地与填充区域上的象素进行对应。下面介绍两种方法来确定图案的定位点。第二章计算机图形处理基础2.2基本算法2.2.4区域填充2.2.4.2多边形区域图案填