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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

一种支持多线宽直线反走样算法

直线绘制中出现的锯齿现象称为走样,消除走样的方法称为反走样。文中通过对直线走样产生的原因进行理论上的分析,总结了现有的反走样技术。通过对经典的DDA直线绘制算法和Wu直线反走样绘制算法的研究,在二者结合的基础上,给出了一种任意宽度和复杂背景色下的直线反走样快速绘制算法：对于直线f（x）=mx＋b,0≤m≤1,x轴上每移动一个像素单位,根据直线所需绘制的宽度,在y轴上进行跨度像素着色,填充的色深值取决于该像素到对应直线边缘线的距离、原有背景色深和当前直线绘制色深。对算法进行了去浮点优化,给出了复杂度分析和实验结果,实践证明,该算法有很好的执行效率和反走样效果。     

一种快速的多线宽直线反走样算法

对于直线绘制中出现的锯齿现象称为走样,消除走样的方法称为反走样,通过对直线走样产生的原因进行理论上的分析,了现有的反走样技术。通过对经典的DDA直线绘制算法和Wu直线反走样绘制算法的研究,在二者结合的基础上,给出了一种任意宽度和复杂背景色下的直线反走样快速绘制算法：对于直线f（x）=mx+b,0≤m≤1,x轴上每移动一个像素单位,根据直线所需绘制的宽度,在y轴上进行跨度像素着色,填充的色深取决于该像素到对应直线边缘线的距离、原有背景色和当前直线绘制色。对算法进行了去浮点优化,给出了复杂度分析和实验结果。实践证明,该算法有很好的执行效率和反走样效果。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

面向边缘反走样的屏幕内容索引图自适应预测

由于边缘反走样区域的相邻索引不具备等值关系,调色板编码的预测效率有限,因此文中提出基于边缘反走样决策和多方向模板的自适应预测编码方法.引进Pitteway面积加权的边缘反走样决策,设计8个4-邻域方向预测模板.利用2D线性相关模型建模待预测索引与4个参考像素之间的相关性.采用最小二乘法为每个方向模板计算一组预测权重系数...     

基于区域取样的直线扫描转换算法

区域取样是最简单的反走样方法,将其应用于直线的扫描转换中,通过计算像素与直线重叠面积改变像素的颜色,以达到直线反走样的目的。针对区域取样中的重叠面积计算,提出基于扫描线的重叠面积计算方法,利用扫描线的连续性和直线图元的连续性,将重叠面积转换为扫描线被直线所截线段长度的叠加,克服了传统重叠面积计算方法效率低的问题。该方法为区域取样的重叠面积计算开辟了新的思路。     

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。