利用残差控制的快速圆弧生成与反走样算法

圆弧的生成和反走样绘制是阿形学领域的重要问题.为了提高圆弧的生成速度,提出一种直接利用残差递推实现的基本圆弧生成算法.该算法直接以变形后的残差作为判别依据,消除了迭代中的常数项加法,且每次步进可以方便地转换为厌度,进而构成一种整数反走样绘制算法,这2种算法具有十分相近的结构,且比同类算法效率更高;然后,引入2步迭代参数...     

多段扫描转换直线算法

在探讨直线扫描转换的对称性和多段性的基础上，提出一种基于多段扫描转换的直线扫描转换算法。该算法用简单的像素段复制或并行填充各段像素替代逐点计算，有效地降低了计算花费,加快了扫描转换速度。     

逐点生成参数曲线的双步算法

首先介绍参数曲线逐点绘制的现有算法；然后提出一个最佳的步长值并验证了其优于现有算法的步长值，且证明了其最佳性，减轻了取点过密现象。由于已找到了取点数的最佳值，因此对于传统的单步曲线生成算法来说，取点过密问题也只能解决到此程度。为了进一步解决此问题，又提出一个只用整数运算的逐点生成参数曲线的双步算法。该算法的一次循环允许沿曲线向前走两步，使算法所生成的点数减少了一半，最后所绘制的有效点则与单步算法完全相同。加快了算法的速度。实验结果表明，新算法的有效点率几乎达到1，较好地解决了取点过密问题。实验结果还表明，新算法的运行时间也远远少于现有算法。该法对于任何参数曲线都是适用的。     

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．     

五步直线扫描转换生成算法

直线生成算法,尤其是直线扫描转换算法,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。本文提出了一种改进的直线生成算法——直线扫描转换的五步生成算法。该算法过给定的直线的始点和终点,可以一次计算得到并且点亮五个象素点,从而较传统的直线扫描转换算法成倍地提高了直线的生成速度,与著名的“四步法”相比,几乎没有增加复杂性,而速度则提高约20%,同时仍然保持传统直线扫描转换算法的精度。     

自适应多采样扫描转换算法

随着片元着色器的可编程能力不断提高和新型图元的出现,扫描转换必须加强多采样时的处理能力.经典的边方程扫描转换算法便于实现多采样,但采样点测试的计算量大并且存在冗余测试,为此提出一种自适应多采样扫描转换算法.该算法的多采样集中在"边界片元",并结合点采样和区域采样技术根据自适应细分规则细分边界片元进行采样点的测试;避免了边方程算法中进行采样点测试时的乘法运算,减少了采样点的冗余测试,提高了多采样时扫描转换的性能.实验结果表明,文中算法在较小代价下达到或接近有相同采样点数的超采样反走样能力.     

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。     

基于向量的多边形扫描转换方法

提出了一种基于向量的多边形扫描转换方法,给出了相关的转换算法,并与一般计算机图形学原理教材中的常用几种多边形的扫描转换算法进行了相关比较分析.结论是在凸多边形的扫描转换上文中所提算法明显优于其他算法;对凹多边形也只需在凸多边形计算的基础上增加对凹边的判断与处理,但效率仍然高过其他算法.     

一种快速圆弧绘制算法

提出一种圆弧绘制算法.与传统的基于单个像素点的圆弧绘制算法不同,新算法每执行一次输出操作均可生成两个或多个像素点.该算法将圆弧离散轨迹看成是由一系列水平位移和对角位移构成,逐段找出并绘制这些位移,从而减少了圆弧绘制过程中所需的输出操作,有效地提高了圆弧绘制速度.实验结果表明,新算法与著名的Bresenham算法相比,圆弧绘制速度提高近一倍.进一步地,新算法可以推广到其他二次曲线的绘制中     

基于模式分解的快速直线生成算法

直线是图形系统中的基本元素,为了提高其生成效率,提出一种快速的直线绘制算法.该算法将直线视为由更大的模式而非像素组成,利用每个模式的最终误差代替Bresenham算法中的每次步进时候选像素点的y坐标差,在保持仅使用整数运算的前提下,每次运算和判定能够生成由一个或多个像素行组成的大模式,从而减少了运算次数和输出操作.此外,考虑了直线光栅化的弱对称性,并指出多种类型直线可不经中间运算而直接绘制的特殊性,有利于简化算法的设计复杂性并提高生成速度.理论分析和计算结果表明,文中算法比Bresenham算法的平均误差判定和累计次数减少10倍以上,平均生成速度提高了2.7倍.     

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。     

基于像素链的直线绘制算法

针对直线生成算法在直线斜率大于0.5时的低效率问题,提出一种基于像素链的直线绘制算法。将直线看做是由许多条平行像素链或对角像素链拼接而成,提出并利用逆向生成直线的类Bresenham算法,将斜率在0.5~1的直线绘制转换为斜率在0~0.5的直线绘制,一次判断生成一条像素链。仿真实验表明,基于像素链的算法生成的直线与Bresenham算法生成直线一致,且计算量显著减少。该算法只有加法和乘法两种整数运算,适合硬件实现,其绘制速度是Bresenham算法的4倍。     

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。     

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.     

基于像素链排序的直线绘制算法*

针对直线生成算法在直线斜率大于0.5时的低效率问题,提出一种基于像素链排序的直线绘制算法。将直线看做是由许多条平行像素链或对角像素链拼接而成,利用逆向生成直线的类Bresenham算法求得各像素链的长度,通过Bresenham算法生成相应直线的位移码对各像素链进行排序,一次判断生成一条像素链。仿真实验表明,基于像素链排序的直线绘制算法生成的直线与Bresenham算法生成的直线精度一致,且计算量显著减少。该算法只有加法和乘法两种整数运算,适合硬件实现,其绘制速度是Bresenham算法的4倍。     

智能交通中的高效多准最短路径混合算法*

针对智能交通系统（ITS）中求解多条准最短路径的问题,提出了一种混合算法。该算法以Floyd算法和A*算法为基础,主要运用遗传算法来求解多条准最短路径。实验的结果表明了该混合算法的可行性和比其他算法的高效性。     

一种用Hough变换检测圆的快速算法

为了克服传统Hough变换检测圆时耗时巨大的缺陷,给出了一种新的基于Hough变换检测圆的快速算法.新算法与传统的方法相比具有以下特点:计算量少,提高了检测的速度;保留了传统Hough变换识别率高、抗噪性强、对不完整边缘具有鲁棒性等所有优点;不需要任何特殊的限定条件.实验表明,新的快速算法可以快速进行目标识别,在实时目标识别系统中具有良好的表现.     

A fast successive over-relaxation algorithm for force-directed network graph drawing

Force-directed approach is one of the most widely used methods in graph drawing research. There are two main problems with the traditional force-directed algorithms. First, there is no mature theory to ensure the convergence of iteration sequence used in the algorithm and further, it is hard to estimate the rate of convergence even if the convergence is satisfied. Second, the running time cost is increased intolerablely in drawing largescale graphs, and therefore the advantages of the force-directed approach are limited in practice. This paper is focused on these problems and presents a sufficient condition for ensuring the convergence of iterations. We then develop a practical heuristic algorithm for speeding up the iteration in force-directed approach using a successive over-relaxation (SOR) strategy. The results of computational tests on the several benchmark graph datasets used widely in graph drawing research show that our algorithm can dramatically improve the performance of force-directed approach by decreasing both the number of iterations and running time, and is 1.5 times faster than the latter on average.     

基于遗传算法的平面图平面正交直线画图算法

提出了一种基于遗传算法的新的平面图平面正交直线画图算法,算法将平面图画图问题转化为约束优化问题,根据画图问题选定的美观准则构造约束函数,用遗传算法求解目标函数的最优解的近似值,从而得到平面图的平面正交直线画法。新算法的优点是方法简单,易于实现,画出的图形美观,算法稳定性好。实验结果表明,画图算法的最终结果不依赖于图的初始状态。