基于未来帧的时间性反走样研究及实践

时间性反走样算法具有效率优势,是近年来被广泛应用的实时反走样算法之一。该算法通过将 采样点平摊至历史多帧及复用历史数据的方式来实现实时反走样。在时域信息采样充分且历史数据可复用的前 提下,该算法能取得和超采样反走样算法类似的效果。然而在实际应用中,时间性反走样算法会有几何边缘锯 齿、重影及子像素细节缺失等问题。本文以时间性反走样算法为研究基础,针对时间性反走样算法存在的问题, 提出了一种基于未来帧的时间性反走样算法。其基本思想是,在使用已有时域信息的基础上,将未经反走样处 理的未来一帧纳入时间性反走样,通过使用未来帧的样本,提升几何反走样效果,实现抗重影以及改善子像素 细节缺失情况。本文算法提出了可复用未来帧数据提取以及未来帧数据复用的解决方案。实验结果表明,与时 间性反走样算法相比,该算法的反走样效果更优。     

彩色基本图元反走样算法

本文基于双像素扫描转换原理,研究了基本图元直线、圆和椭圆的反走样算法,特别是直线的动态反走样算法。针对彩色线条,本文应用了反走样颜色处理技术。通过绘制反走样“卫星图”对所提算法进行了验证。     

反走样技术在计算机图形仿真中的运用

阐述了反走样技术的基本原理和实现方法,重点描述了计算机图形中的直线反走样算法。该文采用的算法是基于三像素线宽的,通过调整像素的亮度来消除直线绘制中的锯齿现象。并把该算法推广到圆和椭圆的反走样。最后,采用改进的直线扫描转换算法与反走样算法相结合,进一步提高了反走样直线的绘制速度。该算法利用了直线的多段特性,以及空间对称特性。仿真表明,相比于Bresenham的算法,该算法的速度大为提高。     

面向延迟着色的统一反走样算法

近年来,面向延迟着色的后期处理反走样算法成为实时绘制研究和应用的热点,针对该算法往往只能处理单一类型的走样的问题,提出一种统一的后期处理反走样算法.该算法既能通过子像素级别的几何对几何边界进行高质量的反走样重建,又能根据着色信息对颜色纹理的走样进行形态学的反走样处理;由于使用2种屏幕空间反走样算法分类处理屏幕像素会导致2类像素之间过渡不平滑,在屏幕空间滤波的基础上使用重投影的反走样方法,能克服动态场景中可能出现的闪烁问题.实验结果表明,文中算法在延时绘制的框架下能较好地处理几何边界走样、纹理边缘走样和时间域走样等多种类型的走样,高效地获得高质量反走样绘制结果.     

基于FPGA的直线反走样算法研究

反走样是计算机图形学的基本问题。为了提高直线反走样的效率,针对FPGA硬件实现的特点,结合经典的Wu反走样算法,提出一种新的直线反走样算法。该算法根据像素点中心到理想直线的距离来计算灰度值,在生成直线时预测直线相邻像素点之间的灰度值变化,并建立递推公式,使用整数移位、加法和比较来完成直线反走样,计算简单,便于硬件实现。经计算机和FPGA分别实现验证,新算法的反走样效果较好,运算速度快于Wu反走样算法并能通过FPGA进一步提高速度。     

基于屏幕背景色的彩色直线反走样算法

在真实感图形的绘制中,常需要在相机拍摄的自然背景上,对彩色直线进行反走样处理。彩色直线的反走样效果,不仅与前景色有关,而且受到背景色的影响。彩色直线上每一个像素点的反走样过程是由前景色向背景色的渐变融合,相邻像素的颜色分量的计算公式包含了背景色颜色分量。提出了彩色直线反走样算法将Wu反走样算法扩展到前景色和背景色的层面上去研究,深化了反走样理论。     

圆的整数反走样生成算法

针对现有圆的反走样生成算法计算复杂,反走样效果一般的缺点,提出一种基于中点画圆法的整数反走样生成算法。该算法根据像素中心到理想圆弧的距离来分配灰度,生成64级灰度的反走样圆弧。通过省略二次项来简化计算,并用简单的计算修正省略带来的误差以保证精度。为了简化计算,提出相邻像素的灰度递推方法,利用整数移位、加法、比较来实现反走样。该算法结构简单,反走样效果较好,由于避免了浮点和除法运算,便于硬件实现。     

基于FPGA的直线反走样算法研究

反走样是计算机图形学的基本问题.为了提高直线反走样的效率,针对FPGA硬件实现的特点,结合经典的Wu反走样算法,提出一种新的直线反走样算法.该算法根据像素点中心到理想直线的距离来计算灰度值,在生成直线时预测直线相邻像素点之间的灰度值变化,并建立递推公式,使用整数移位,加法和比较来完成直线反走样,计箅简单,便于硬件实现.经计算机和FPGA分别实现验证,新算法的反走样效果较好,运算速度快于Wu反走样算法并能通过FPGA进一步提高速度.     

虚拟环境中的织物纹理映射算法

在织物动态模拟中，纹理映射是实现真实感的关键。该文采用了质点-弹簧模型进行建模，提出一种快速、实用的方法，把纹理空间中的三角形单元映射到景物空间中三角形单元上，并实现了反走样。实验结果表明，该算法达到了较好的实时性和真实感。     

一种快速高效的反走样算法*

快速近似反走样是一种后处理式反走样技术,其效果好、效率高,但由于是根据亮度值检测边缘,导致模型纹理贴图上的条纹和高光部分也会被检测出来,从而造成不必要的反走样。针对这一问题,该算法提出了一种改进的反走样方法:根据物理和阴影信息检测出模型与阴影边缘,再以边缘周围状况计算确定混合朝向,最后结合亚像素覆盖率进行反走样运算。实验表明,该算法在保留了原快速近似反走样效率的同时,有效地消除了不必要的反走样。     

基于稀疏超采样的时间性反走样算法

针对时间性反走样算法在处理帧间复用时,若场景中有较多高频颜色区域或精细模型会造成重 影、模糊、闪烁及子像素细节丢失的问题,提出了基于稀疏超采样的时间性反走样算法。基本思想是,在时间 性反走样算法的基础上,对于无法复用历史帧像素,重新引入空间域的超采样,利用剔除算法以避免不必要的 绘制开销,实现对场景的稀疏超采样。实验结果表明,该算法能够得到与超采样算法媲美的反走样效果,并具 有更高的渲染效率,有效避免重影、模糊、闪烁及子像素细节丢失的问题。      

基于点到直线距离的直线扫描转换算法

直线扫描转换算法是计算机图形学和计算机辅助设计等领域最基本、最重要的算法之一,直线反走样算法也是光栅化图形算法中的重要内容。文中提出了一种基于点到直线距离的直线扫描转换算法,给出了算法的推导过程及代码表示,并介绍了算法在直线反走样中的具体应用。该算法基于增量技术,采用点到直线的距离作为判别式,在扫描转换过程中,可方便地根据点到直线的距离,采用加权区域采样的方法进行直线的反走样,提高了反走样的效率;具有只使用整型变量、不涉及乘除运算的特点,适合硬件实现。     

基于对称的反走样直线生成算法

在对常用直线生成算法Bresenham及直线反走样算法Wu的深入研究后,在这两种算法的基础上提出一种适用于嵌入式环境下的快速直线绘制算法。该算法根据直线段的对称性特点,使上述两种算法的执行效率有了较大的提高,并能支持多像素宽度及反走样。     

基于VAPS虚拟仪表反走样设计仿真实现

针对飞机模拟机虚拟仪表设计仿真时存在刻度线走样、刻度线位置不准确以及会产生锯齿现象等缺陷而进行反走样技术研究,提出区域采样技术和Bresenham反走样算法结合,重点在刻度线、字符的反走样技术上对其进行优化设计与研究,提高虚拟仪表画面的显示质量。通过VAPS软件完成了虚拟仪表设计与仿真。试验表明,该算法能够在虚拟仪表研发中实现反走样设计,达到飞机机载电子显示系统对其性能的高要求和标准。     

任意波形的彩色反走样算法研究与实现

由于智能仪器的不断发展,使用反走样技术来提高显示效果已成为一种趋势,针对现有反走样算法处理的图形种类比较单一的局限,设计了一种基于彩色图形的任意波形反走样方法。根据任意波数据的特征,对wu直线反走样算法进行了改进,使用连线的方式实现了任意波形的反走样。采用RGB颜色空间,根据亮度大小分别对前景色和背景色的3个分量值做处理,达到了任意背景色显示的要求。实验结果表明,该方法灵活高效、通用性强,能有效消除图形锯齿,且没有色彩失真。     

Nano—X图形引擎算法优化

Nano—X是一个基于客户端／服务器（C／S）#系结构的GUI,系统结构采用分层设计,包括设备驱动层、图形引擎层和应用接口层。Nano—X系统稳定且具有良好的可裁剪性和较高的实时性,但图形引擎中未采用任何反走样算法,图形存在较严重的图形阶梯现象。为解决这一问题,基于Wu反走样算法提出了一种新型快速反走样算法,通过降低运算量提高了算法快速性。仿真结果表明该算法提高了绘图效率,明显减少阶梯现象,同时算法具有较高的实时性。     

基于嵌入式图形系统的改进Bresenham反走样算法

基于Bresenham算法,依据去浮点数计算原理,结合矩形滤波反走样技术,提出了一种快速的反走样直线的优化算法,并在配备ARM7微控制器LPC2290的MagicARM2200仪器上得以实现。该算法明显加快了反走样直线的生成速度并在低分辨率的显示环境中获得非常好的效果。