反走样直线的灰度循环生成算法

灰度转换是整数反走样直线和曲线绘制算法中较为耗时的操作.为了提高反走样直线的绘制效率,提出了一种直接利用灰度循环控制生成反走样直线的纯整数算法.该算法采用两点反走样模式,根据对灰度值的分解、每次步进时的像素及其灰度值直接利用灰度增量控制产生,从而避免了候选点与真实直线之间的距离计算,以及由距离到灰度的转换.分析表明,该算法每次步进仅需要4～5次整数基本运算,其效率较现有整数反走样直线生成算法有大幅度提高,且具有与基本直线生成算法相似的简单性.     

圆的像素级生成及反走样算法

介绍了圆的逐点生成算法的研究现状,指出被忽视了的Kuzmin逐点生成圆弧算法具有最小计算量,指出并纠正其存在的严重错误;然后,提出了一种双点生成圆弧算法．该算法只用整数运算来选择距离圆弧最近的像素点,比较结果表明,该算法比现有其他算法具有更快的执行速度;最后,在文中算法的基础上提出了一个生成反走样圆弧的算法且没有增加算法的计算量．该算法与惟一可比的双点生成反走样圆弧的Wu—Rokne算法进行比较的结果表明,该算法比后者多产生了4个中间灰度级,并且所生成的反走样圆弧的最大光强误差比后者减少了40％．文中算法便于硬件实现．     

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。     

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.     

嵌入半球形滤波快速反走样画线方法

直线生成算法的优劣对计算机绘图及应用至关重要。Bresenham算法是最有效的直线生成算法,利用直线的两侧对称性可以进一步加快生成速度。但由于受到光栅扫描显示器的限制,用离散像素绘制的直线存在走样问题,实际应用中经常需要进行反走样处理。基于Bresenham算法,并依据直线的对称生成原理,与Hemisphere-filter反走样技术相结合,提出了一种新的快速反走样直线的生成算法。     

直线与典型曲线的统一反走样整数生成算法

针对目前尚不存在有效的圆和椭圆的整数反走样算法问题,利用修改的中点法,提出了完全利用整数运算实现的像素级反走样直线、圆和椭圆逐点绘制的统一算法.根据中点法中的误差控制参数和候选点与理想曲线间的位置关系计算出精确距离,舍弃作用微小的高阶小量,利用查表或区间二分检索法转换为像素的亮度.该算法仅在中点法基础上进行局部调整,结构简单,且因为仅使用整数基本运算来实现,具有快速的光滑直线、圆和椭圆生成速度,有利于硬件实现.文中算法不仅实现了纯整数高质量快速曲线反走样绘制,也使得基本图形与反走样图形可以在一个框架下容易地生成.     

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。     

双步圆的反走样生成算法

首先介绍了圆生成算法的发展及现状,接着对绘制圆的Bresenham算法及Kuzmin单点生成算法进行了实验分析及总结,并指出了其存在的优缺点。基于Wu和Rokne双步圆算法提出了新的双步反走样生成算法,使其成为一种反走样效果更佳的方法。该算法的灰度级数是原来Wu和Rokne算法的3倍,且最大灰度误差也比原来的减少了1/4;另外该算法由于只用整数运算,避免了除法,因此便于硬件实现。     

一种基于灰度的三角形反走样算法

结合多边形扫描线填充算法,将Wu直线反走样算法的基本思想推广到三角形反走样中。同时提出了一种三角形顶点处反走样的处理方法,实现了对三角形绘制和反走样的全过程。最后,给出了算法实验结果分析及实际应用。     

视野驱动的自适应阴影图

阴影图是当前实时阴影绘制中的一种经典算法。该算法基于图像空间,当有限分辨率的阴影图映射到较大场景中时,就会由于采样不足造成锯齿形变走样。提出了一种实时的反走样阴影图算法,该算法首先获取当前视点所能够看到的场景范围,然后绘制该范围内的阴影图,并映射到场景中生成实时阴影。该方法同经典的阴影图算法相比,避免了场景中不必要的阴影绘制,提高了阴影图的利用率,反走样的效果很好。而且,该方法只需要绘制一到两幅阴影图,算法的实时性很强,可以满足一个上百万面片的大规模场景中实时阴影绘制的需要。