計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程——第2章(已修改)
2025-08-17 16:36 本頁面
【正文】 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) 第二章 光柵圖形學(xué) ? 什么是光柵圖形學(xué)？ 光柵顯示器 － 圖形光柵化、 光柵化圖形的處理 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) ? 光柵圖形學(xué)的研究內(nèi)容 – 直線段的 掃描轉(zhuǎn)換 算法 – 圓弧的掃描轉(zhuǎn)換算法 – 多邊形的 掃描轉(zhuǎn)換 與區(qū)域填充 – 字符 – 裁剪 – 反走樣 – 消隱 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) 直線段的掃描轉(zhuǎn)換算法 ? 直線的掃描轉(zhuǎn)換 : 確定最佳逼近于該直線的一組象素，并且按掃描線順序，對這些象素進(jìn)行寫操作。 ? 三個(gè)常用算法： 數(shù)值微分法（ DDA） 中點(diǎn)畫線法 Bresenham算法。 0 1 2 3 4 5321Line: P0(0, 0) P1(5, 2)清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) 數(shù)值微分 (DDA)法 ? 基本思想 已知過端點(diǎn) 的直線段 L： 直線斜率為 從 的左端點(diǎn) 開始，向 右端點(diǎn)步進(jìn)。步長 =1(個(gè)象素 )，計(jì)算相應(yīng)的 y坐標(biāo) ；取象素點(diǎn) (x, round(y))作為當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)。 0101xxyyk???),(),( 111000 yxPyxP bkxy ??x 0x xbkxy ??清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) – 作為最底層的光柵圖形算法，在通常的 CAD/圖形系統(tǒng)中，會(huì)被大量應(yīng)用，因此，哪怕節(jié)約一個(gè)加法或減法，也是很了不起的改進(jìn)。 – 由此出發(fā)點(diǎn)，導(dǎo)致增量算法的思想。 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) 計(jì)算 當(dāng) 時(shí) 。 即：當(dāng) x每遞增 1， y遞增 k(即直線斜率 )； xkyxkbkxbkxyiiii????????? ?? 111??x kyy ii ???1清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) 例：畫直線段 x int(y+) y+ 0 0 0 1 0 + 2 1 + 3 1 + 4 2 + 5 2 + 注： 網(wǎng)格點(diǎn)表示象素 0 1 2 3 4 5321Line: P0(0, 0) P1(5, 2))2,5()0,0( 10 PP ?清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) void DDALine(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) ? int x； float dx, dy, y, k。 dx, = x1x0, dy=y1y0。 k=dy/dx, y=y0。 for (x=x0。 x?x1, x++) ? drawpixel (x, int(y+), color)。 y=y+k。 ? ? 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) ? 問題： 當(dāng) ?k? ?1時(shí)，會(huì)如何？ 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) 注意上述分析的算法僅適用于 ?k? ≤ 1的情形。在這種情況下， x每增加 1, y最多增加 1。 當(dāng) ?k? ?1時(shí)，必須把 x， y地位互換 ?k? 1 示意圖 0 1 2 3 4 5321Line: P0(0, 0) P1(5, 2)清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) 中點(diǎn)畫線法 采用增量思想的 DDA算法，每計(jì)算一個(gè)象素，只需計(jì)算一個(gè)
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