【正文】 從中學(xué)到的知識對我也是終生受用的，知道軟件開發(fā)的重點是概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計，這些方面我都會牢記在心。此系統(tǒng)的開發(fā)使我獲得了一些珍貴的實踐經(jīng)驗，也使理論水平得到了應(yīng)用和強(qiáng)化，提高了我的實際開發(fā)能力，使理論和實踐相得益彰，相互促進(jìn)。最后，通過研究計算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)技術(shù)和OpenGL圖形軟件包的編程原理和編程機(jī)制，實現(xiàn)了系統(tǒng)的功能。最后利用VC++開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計時確定的功能，并進(jìn)行了調(diào)試和運行，基本符合系統(tǒng)的要求。 處理前效果圖 處理之后效果圖結(jié) 論結(jié) 論本系統(tǒng)為基于OpenGL的三維場景繪制，實現(xiàn)了對所繪制的三維場景的光照、紋理映射、反走樣等功能。 left = right。 gluPerspective(fov, width / height, nearz, farz)。 GLfloat fov。左變量和右變量從錐臺視野的角度的角度定義了通用坐標(biāo)系，如果使用gluPerspective函數(shù)，窗口的左邊界和右邊界就可以通過如下方式計算出來： GLfloat left, right。 } glAccum(GL_RETURN, )。 /* Accumulate the frame... */ if (i == 0) glAccum(GL_LOAD, )。 glPopMatrix()。 glRotatef(, , , )。 glTranslatef(, , )。 glPopMatrix()。 glTranslatef(, , )。 glRotatef(, , , )。 /* Draw the objects */ glPushMatrix()。 i ++) { /* Clear the color and depth buffers... */ glClearColor(, , , )。 for (i = 0。 GLfloat jitter [4][2] = { { , }, { , }, { , }, { , } } 。課題所涉及Redraw函數(shù)的核心部分是累積循環(huán)： Int i。總之，算法充分利用圓的八對稱性，以加權(quán)過取樣算法基礎(chǔ)： ——累積緩沖區(qū)實現(xiàn)反走樣累積緩沖區(qū)的一個應(yīng)用就是全屏消除鋸齒功能。圓的每一個八分之一圓弧都是由一段段的水平線段組成，因此圓弧反走樣的問題就是反走樣一段段小的水平線段的問題。因此只要知道圓弧上的一點（x，y）就可以得到它的七個對稱點，也稱為圓的八對稱性。圓反走樣算法只需考慮圓心位于坐標(biāo)原點的圓弧反走樣，對于圓心為任意點的圓弧，可以先將其平移到原點，然后反走樣，再平移到原來的位置上。 計算效率分析本算法需要通過計算獲取的掃描轉(zhuǎn)換像素個數(shù)最多為dx的一半：若m1，則僅需計算dx/m個像素后就會出現(xiàn)dk=0；若計算達(dá)到dx的一半時仍未遇到精確落在直線上的像素，則由性質(zhì)1可知m=1，從而利用性質(zhì)2進(jìn)行對稱復(fù)制。設(shè)計思想1反走樣直線段l掃描轉(zhuǎn)換生成的像素序列{（xi，yi）|i=0，1，2，…，n}可被劃分成具有相同形狀的m個片段：l1，l2，…，lm加終點像素，每個片段含p個像素，每個片段的第一個像素精確地落在l上，且在整個像素序列中有且僅有m+1個像素精確地落在l上（）。記m為dy，dx的最大公約數(shù)，即m=gdc（dx，dy），則存在互質(zhì)的正整數(shù)p和q，使得 k==，0〈q〈p。而對第（2），（3），（4）類直線，只要在反走樣掃描轉(zhuǎn)換時通過簡單地交換x和y，或改變其增量的符號就可變換到第（1）類的反走樣直線。在第二章已經(jīng)介紹并實現(xiàn)了幾種反走樣算法,但是它們都需要對直線上的每一個像素進(jìn)行反走樣處理，我們研究的多段反走樣直線算法利用直線段像素可能存在的多段相似性，大大提高反走樣速度，節(jié)省了反走樣時間。其中Bresenham算法是最著名的，它在繪制線段的過程當(dāng)中只涉及整數(shù)的加法和符號的判斷，是一種簡單、高效的算法。WU反走樣算法思路清晰，速度也比較快，而且采用了像素的灰度處理，在反走樣兩像素寬度的直線效果上還好，因此在計算機(jī)圖形學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。因此,當(dāng)整條直線向右移動, xgap將變小,使得這個像素對平滑的變暗，按照這個方法可以畫出兩個端點。你可以看到,頂點不在像素的中心點上，那么如何計算直線端點的兩個像素的正確亮度呢？方法就是把直線延長(向后或向前)到最近的整數(shù)x坐標(biāo)(p)，像計算直線上普通的像素對的亮度一樣計算這些像素對。在畫完了中間端點后，我們要畫起始端點和終結(jié)端點。也就是說越靠近直線的像素應(yīng)該越亮。 跨騎著直線的像素對 跨騎直線的像素對中，兩個像素的亮度應(yīng)該都是1,中心點的亮度就是理想直線的亮度。一個主循環(huán)將沿著直線的長度畫一對像素,端點的像素對將被分別計算處理。2）WU反走樣直線算法理想的反走樣算法將計算每條線覆蓋的精確區(qū)域，從區(qū)域可以得到像素的灰度值，從而達(dá)到反走樣的效果。WU像素的中心亮度被定位在原始粒子的非整數(shù)位置。 普通直線和WU反走樣直線的對比在WU反走樣算法中，有一個重要的概念就是WU像素。 WU像素反走樣 1）WU反走樣普通的Breshenham算法畫線很快,效果也十分的好。如果yl+my5，則說明直線和像素的相交區(qū)域是由上中下三個相鄰像素中的兩個三角形和一個四邊形組成，否則相交區(qū)域是由上下兩個相鄰像素中的兩個梯形組成。例如，我們將屏幕像素劃分為n=3*3=9個子像素，加權(quán)表可取作 3）簡單區(qū)域取樣算法的實現(xiàn) 有些反走樣方法把像素當(dāng)作是數(shù)學(xué)上的一個點，像素顏色是由對應(yīng)于像素中心的圖形中一點的顏色決定的；而區(qū)域取樣認(rèn)為像素不是一個點，而是一個有面積的區(qū)域,因此我們在區(qū)域取樣時要計算直線段與像素相交區(qū)域的面積,然后根據(jù)相交區(qū)域面積來確定像素的亮度值。該值乘以像素的最大灰度值即為像素的顯示灰度值。（2）求出所有中心落在直線段內(nèi)的子像素的集合F。（3）上面得到的值介于0和1之間，用它乘以像素的最大灰度值，即得到該像素顯示灰度值。加權(quán)區(qū)域取樣方法的具體步驟如下：（1）求直線段與過濾器底面的重疊區(qū)域S’。這種方法更符合人的視覺系統(tǒng)對圖象信息的處理方式。 2）加權(quán)區(qū)域取樣簡單區(qū)域取樣由于相同面積重疊區(qū)域?qū)ο袼氐呢暙I(xiàn)相同，但是這樣仍然會出現(xiàn)走樣現(xiàn)象，接下來介紹的加權(quán)區(qū)域取樣對此進(jìn)行了改善，使得相交區(qū)域?qū)ο袼亓炼鹊呢暙I(xiàn)依賴于該區(qū)域與像素中心的距離。 （2）當(dāng)直線和一個像素不相交時，它對該像素的亮度沒有影響。上面的計算十分的麻煩，為了簡化計算，可以采用下面的離散方法：() （1）將屏幕像素分割成n個更小的子像素；（2）計算中心點落在直線內(nèi)的子像素的個數(shù)，記為k；（3）k/n為線段與像素相交區(qū)域的近似值； n=16，k=3，近似面積為3/16綜上所述，非加權(quán)區(qū)域采樣方法具有下面三條性質(zhì)： （1）直線對一個像素亮度的貢獻(xiàn)與兩者相交區(qū)域的面積成正比，從而和直線與像素中心點的距離成反比。接下來介紹（a）和（b）兩種情況。那么相交區(qū)域如何計算呢？假設(shè)一條直線的斜率是m，若規(guī)定它的顯示寬度是一個像素，那么直線和像素的相交有如下三種情況，如圖所示。這種方法將產(chǎn)生模糊的邊界，以次來減輕鋸齒效應(yīng)。若一個像素與線條部分重疊，根據(jù)重疊區(qū)域面積的大小來選擇不同的灰度。算法中所假定的條件和實際情況之間的差距是造成走樣的原因之一。但實際上像素不是一個點，而是一個有限區(qū)域。不管是哪一種方法都需要在內(nèi)存中建立一個比現(xiàn)在大幾倍的圖，便于對像素取樣，取得像素的亮度值。000000000000121242121 另一種過取樣方式圖 加權(quán)模板 3）過取樣算法過取樣的一種簡單方法就是在較高的分辨率下進(jìn)行計算，掃描轉(zhuǎn)換求得各子像素的顏色亮度，然后對子像素的顏色亮度進(jìn)行平均，得到較低分辨率下的像素顏色亮度。*3像素分割常采用的加權(quán)模板。6753412 簡單的過取樣方式 2）基于加權(quán)模板的過取樣另一種過取樣方式（重疊過取樣），假設(shè)顯示器分辨率為m*n，其中m=4，n=3，首先把顯示窗口劃分為（2m+1）*（2n+1）個像素，然后通過掃描轉(zhuǎn)換求得各子像素的顏色值，在對為于子像素中心及四周的9個子像素的顏色值進(jìn)行平均，最后得到顯示像素的顏色亮度值。編號為1和7的像素亮度級別是1，編號為2，3，4，5和6的像素亮度是2。 1）提高分辨率方法過取樣方式的一個簡單實現(xiàn)是用較高的分辨率進(jìn)行計算，在x方向和y 方向上把分辨率提高一倍，使每個像素都對應(yīng)4個子像素，然后掃描轉(zhuǎn)換求得各子像素的顏色亮度，在對4個像素的顏色亮度進(jìn)行平均，得到較低分辨率下的像素顏色亮度。該技術(shù)是把顯示器看成是比實際更細(xì)的網(wǎng)格來增加取樣率，然后根據(jù)這種更細(xì)的網(wǎng)格使用取樣點來確定每個屏幕像素合適的亮度等級。 提高顯示分辨率一種可行的反走樣方法：在較高分辨率下用點取樣方法計算，然后對幾個像素的屬性進(jìn)行平均得到較低分辨率下的像素屬性。因此，增加分辨率雖然簡單，但是不經(jīng)濟(jì)的方法，而且它也只能減輕而不能消除鋸齒問題。假設(shè)把顯示器分辨率提高一倍，直線經(jīng)過兩倍的象素，鋸齒也增加一倍，但同時每個階梯的寬度也減小了一倍，所以顯示出的直線段看起來就平直光滑了一些。下面將對他們進(jìn)行介紹。用于減少或消除這種走樣現(xiàn)象的技術(shù)，稱為反走樣（Antialiasing）。這樣在運動的過程中時隱時現(xiàn)，產(chǎn)生閃爍。一些狹小的圖形分布在兩條掃描線之間，由于它不覆蓋任何一個像素中心，故不會被顯示出來。 圖形細(xì)節(jié)失真(a)所示的細(xì)長矩形時，出現(xiàn)了圖形細(xì)節(jié)失真，(b)所示，原細(xì)長的矩形被顯示成了加寬的矩形。顯然只有畫水平線、垂直線時，像素點集在直線路徑上的位置才是準(zhǔn)確的，其他情況下的直線均或多或少地存在階梯狀（鋸齒狀）的現(xiàn)象。光柵顯示系統(tǒng)為何會出現(xiàn)走樣呢？光柵圖形顯示器是一個畫點設(shè)備，被顯示的線段、字符、圖形及背景色都按像素點一一存儲在幀緩沖存儲器中。但光柵顯示器也有它的缺陷，圖形信號是連續(xù)的，而光柵顯示系統(tǒng)中用來表示圖形的卻是一個個離散的像素。光柵