图形光栅化3课件

第2章、光栅图形学3线宽与线型的处理字符裁剪反走样线宽与线型的处理一、直线的线宽与线型1.笔与刷子线刷子方形刷子圆形刷子棱形刷子问题：线宽与方向的关系偶数线宽时的位置误差线宽与线型的处理2.线帽与线连接3.线型实线、虚线、点线、点划线方帽 突方帽圆帽斜角连接圆连接

斜切连接线宽与线型的处理2.线宽的处理方法A.展宽算法曲线斜率小于1时垂直补像素曲线斜率大于1时水平补像素曲线的粗细是曲线斜率的函数，斜率绝对值接近1时曲线显得较细B.同心圆法分别作向内或向外的同心圆对画圆是精确的，但对其它粗曲线是近似的字符字符指数字、字母、汉字等符号。计算机中字符由一个数字编码唯一标识。国际上最流行的字符集：“美国信息交换用标准代码集”，简称ASCII码。它是用7位二进制数进行编码表示128个字符；包括字母、标点、运算符以及一些特殊符号。字符汉字编码的国家标准字符集：GB2312－80。该字符集分为94个区，94个位，每个符号由一个区码和一个位码共同标识。区码和位码各用一个字节表示。为了能够区分ASCII码与汉字编码，采用字节的最高位来标识：最高位为0表示ASCII码；最高位为1表示表示汉字编码。字符

点阵式字符将字符表示为一个矩形点阵，由点阵中点的不同值表达字符的形状。常用的点阵大小有5*7、7*9、8*8、16*16等。字符在实际应用中，有多种字体（如宋体、楷体等），每种字体又有多种大小型号，因此字库的存储空间是很庞大的。解决这个问题一般采用压缩技术。点阵字符的显示分为两步。首先从字库中将它的位图检索出来。然后将检索到的位图写到帧缓冲器中。字符

方向编码式字符用有限的若干种方向编码来表达一个字符，常用的如8方向编码。下图字母“B”就表示为8方向编码：{66666}。方向编码式字符很容易被填入帧缓存寄存器中予以显示，方向编码所占的空间比较小，它也能接受一些特定的变换操作。字符特点：点阵字符：存储量大，易于显示矢量字符：存储量小，美观，变换方便;但 需要光栅化后才能显示。字符

当对输出字符的要求较高时（如排版印刷），需要使用高质量的点阵字符。对于GB2312-80所规定的6763个基本汉字，假设每个汉字是72X72点阵，那么一个字库就需要72X72X6763/8=4.4兆字节存储空间；不但如此，在实际使用时，还需要多种字体（如基本体、宋体、仿宋体、黑体、楷体等），每种字体又需要多种字号。可见，直接使用点阵字符方法将耗费巨大的存储空间。字符

解决这个问题一般采用压缩技术。对字型数据压缩后再存储，使用时，将压缩的数据还原为字符位图点阵。压缩方法有多种，最简单的有黑白段压缩法，这种方法简单，还原快，不失真，但压缩较差，使用起来也不方便，一般用于低级的文字处理系统中。另一种方法是部件压缩法。这种方法压缩比大，缺点是字型质量不能保证。三是轮廓字型法，这种方法压缩比大，且能保证字符质量，是当今国际上最流行的一种方法，基本上也被认为是符合工业标准化的方法。字符

由美国Apple和Microsoft公司联合开发的TrueType字型技术就是一种轮廓字型技术，已被用于为Windows中文版生成汉字字库。当前占领主要的电子印刷市场的我国北大方正和华光电子印刷系统，用的字型技术是汉字字型轮廓矢量法。字符字符的主要属性：字体（黑体、楷体、仿宋）、字高、字宽因子（宋体、宋体、宋体）字倾斜角（倾斜）、对齐方式字色（红色、绿色、黄色）、写方式等。用离散量表示连续量引起的失真现象称之为走样(aliasing)用于减少或消除这种效果的技术称为反走样(antialiasing)提高分辨率区域采样加权区域取样反走样(Anti-Aliasing)反走样(Anti-Aliasing)图形细节失真反走样(Anti-Aliasing)狭小图形的遗失与动态图形的闪烁反走样(Anti-Aliasing)1011121323222120理想几何线的过取样子像素位置反走样(Anti-Aliasing)方法简单，但代价非常大。显示器的水平、竖直分辩率各提高一倍，则显示器的点距减少一倍，帧缓存容量则增加到原来的4倍，而扫描转换同样大小的图元却要花4倍时间。而且它也只能减轻而不能消除锯齿问题反走样(Anti-Aliasing)高分辨率计算低分辨率显示（软件方法）用较高的分辨率的显示模式下计算，（对各自像素下计算，再求加权平均的颜色值），在较低的分辨率模式下显示。只能减轻而不能消除锯齿问题。1111算术平均122142121加权平均mD反走样(Anti-Aliasing)（1）（2）（3）设直线斜率为m，则(1)中三角形阴影面积为：(2)中梯形阴影面积为：(3)1-D2/m为了简化计算可以采用离散的方法

n=9,k=3近似面积为1/3首先将屏幕象素均分成n个子象素，然后计算中心点落在直线段内的子象素的个数k。将屏幕该象素的亮度置为相交区域面积的近似值可k/n。反走样(Anti-Aliasing)反走样(Anti-Aliasing)简单区域取样缺点：象素的亮度与相交区域的面积成正比，而与相交区域落在象素内的位置无关，这仍然会导致锯齿效应。直线条上沿理想直线方向的相邻两个象素有时会有较大的灰度差。反走样(Anti-Aliasing)加权区域采样（滤波）相交区域对像素亮度的贡献依赖于该区域和像素中心的距离，通过计算相交区域A’上对滤波器的积分得到像素的亮度。常用的滤波器有圆锥形，高斯函数等。可采用离散计算方法 如：我们将屏幕划分为n=3×3个子象素，加权表可以取作：