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.     

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。     

一个快速有效的直线反走样算法

直线f(x)=mx b，0≤m≤1；传统的生成算法是取样点(x，f(x))，其中x为整型，并将f(x)约束成整型，其实现过程有著名的DDA、Bresenham及Wu算法，本文针对直线的生成，分析了反走样技术，提出了直线的反走样生成算法，其取样点的光强由与之相邻的四个象素决定，且x和f(x)不必约束为整型，同时推导出点的光强与取样点数量无关而与直线的斜率有着直接的关系．并给出了具体的公式，实践证明，该算法具有更强的反走样效果．     

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。     

反走样的整数算法

反走样是计算机图形学及动画技术中的一个重要问题，本文利用Ｂｒｅｓｅｎｈａｍ直线绘制算法来实现图形的反走样，由于只使用整数运算，所以执行速度非常快。     

Bresenham画线反走样算法

介绍并分析了Bresenham画线方法的的特点,并以此为基础,构造出利用灰度变化使直线反走样的算法,得到了较好的效果。     

基于FPGA的座舱仪表图形反走样技术研究

随着现代战斗机座舱仪表向大屏化、综合化方向发展,对图形显示的质量和速度提出了更高的要求。该文从分析有源矩阵液晶显示器(AMLCD)图形走样现象的根本原因入手,分析并阐述了图形反走样技术的基本原理和常见方法。提出了利用二维圆锥滤波器实现座舱仪表图形反走样,并详细阐述了实现方法。最后,为了提高座舱仪表的图形生成速度,提出了一种基于FPGA的嵌入式硬件图形反走样方案,并成功应用于所研制的飞机座舱仪表显示系统中,提高了飞机座舱仪表图形显示的质量与速度。     

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。     

直线的多段扫描转换及其反走样

介绍了直线扫描转换的Bresenham算法,研究了直线扫描转换中存在的多段相似性,根据多段相似性提出多段直线扫描转换算法,并在此基础上提出反走样算法,最后使用定量分析的方法对各种算法的效率进行比较表明大多数情况下算法效率会有不同程度的提高。     

一种基于加权区域采样的直线反走样生成算法

直线反走样生成算法是光栅化图形算法中的重要内容.主要讨论了一种离散化的加权区域采样方法.将一个像素均匀分割成若干个子像素,根据每个子像素在像素中的位置赋予它们一定的权值.讨论了如何计算一个像素对线段的贡献(也即是该像素的灰度).对Bresenham画线算法进行了改进,给出了一种反走样算法.从实验的结果看,该算法具有比较明显的反走样效果;和传统的反走样算法相比,文中算法效率更优.     

Approximate Line Scan-Conversion and Antialiasing

This paper presents an approximate multiple segment line scan-conversion method — the Slope Table Method. The statistics show that the new method can increase the percentage of multiple segment lines (i.e., lines with more than one segment) in an N×N raster area from about 39% to more than 99%. In software implementation for scan-conversion and antialiasing of randomly generated lines, this method is on average more than 6 times faster than Gupta's antialiasing line algorithm. Compared with other line scan-conversion methods, the method may choose pixels which are not the closest to the line (i.e., error pixels). Here the paper demonstrates that the visual effect is acceptable in most applications with the error pixels.     

基于FPGA直流电机控制器研究

介绍了一种基于FPGA数字电路设计的PID直流电机控制器;实现了对直流电机的位置控制。相对比单片机设计的控制器,采用了单片的FPGA芯片实现磁栅反馈信号的采集处理、PID控制器设计以及I2C从机接口设计。整个设计采用了Verilog HDL语言编写,对改进的PID算法、反馈信号采集以及I2C从机接口电路进行设计和仿真。仿真和实验结果表明该控制器的有效性和可行性。     

基于FPGA的旋转变压器CORDIC解码算法的研究

针对旋转变压器解码系统测量精度不高、解码周期长、占用FPGA资源多的问题,设计一种改进型流水线结构的旋转变压器CORDIC(座标旋转数字计算法)解码算法.通过分析反正切函数的特征,对旋转变压器的输出信号进行角度变换,对测量角度进行全平面扩展,将CORDIC解码算法中复杂的三角函数运算转化为一系列简单的移位和求和运算.算法以FPGA为硬件载体,采用Verilog HDL语言实现.研究结果证明,改进型的CORDIC解码算法测量精度可达1％,动态响应小于1μs,满足电机转速测量的高精度、低延时需求,对复杂环境下的电机转速研究和应用具有重要的价值.     

基于FPGA测试电路的SRAM自测试研究

SRAM是微机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。因此对SRAM的自测试可以有效地避免存储器工作不正常给系统带来的损害。采用硬件描述语言对FPGA电路进行编程,构造SRAM测试电路。以对各种存储器常见故障模型能够有效检测的March C-算法为主要测试算法,对存储器单元进行故障测试,并将有错误的地址单元映射到备用的存储单元,以确保微机系统稳定运行。     

小号汉字反走样旋转算法的研究与实现

在一定分辨率的屏幕上,小号汉字做常规的旋转时,字体会变得扭曲难认。文中提出了一种汉字反走样旋转算法,该算法调用大号汉字的点阵信息,生成对应小号汉字的多灰度字阵,并作了亮度调整,给出了１６×１６ 点阵的一种灰度调整数组,编程仿真的结果证明了该算法的有效性     

基于FPGA的内建自测试的实现研究

内建自测试技术源于激励-响应-比较的测试机理,信号可以通过边界扫描传输到芯片引脚,因而即使BIST本身发生故障也可以通过边界扫描进行检测;为了解决大规模SOC芯片设计中BIST测试时间长和消耗面积大的问题,提出了一种用FPGA实现BIST电路的方法,对测试向量发生器、被测内核和特征分析器进行了研究;通过对被测内核注入故障,然后将正常电路和注入故障后的电路分别进行仿真,比较正常响应和实际响应的特征值,如果相等则认为没有故障,否则发生了特定的故障;利用ModelSim SE 6.1f软件仿真结果表明了该方法的正确有效性和快速性。