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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

一种支持多线宽直线反走样算法

从理论上说明了反走样现象的产生和解决办法,结合经典的DDA画线算法与Wu反走样算法,给出了一种任意线宽和复杂背景色下的直线反走样快速绘制算法:在x(y)轴上以一个像素单位的步长进行移动,而在直线的y(x)方向上根据直线的宽度,进行跨度像素填充,填充的色深值依赖于该像素到直线中心线的距离、原有背景色和当前直线绘制色。最后,对算法进行去浮点优化,给出了复杂度分析、实验结果及应用情况。     

Speeding up Bresenham's algorithm

The line segment is the basic entity in virtually all computer graphics systems. J.E. Bresenham's algorithm (1965) efficiently scan converts line segments because it requires only an integer addition and a sign test for each pixel generated. It is the standard for scan converting a line segment. A version based on the properties of linear Diophantine equations that can speed scan conversion by a factor of almost five is presented. Two approaches are used to achieve speedup. One is to parallelize the line generation process. The other is to take advantage of the repeated patterns that the algorithm generates     

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。     

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.     

多边形填充的扫描线算法及其实现

多变形填充算法是图形学中一个比较复杂的算法。对多边形填充算法进行了介绍,用VC 实现了X-Y扫描线算法,该算法可以对任意形状的多边形(包括自相交的多边形)进行填充。     

基于水平集的扫描点云简化算法及在人体模型上的应用

简化是计算机图形学的一个重要课题.针对真实性建模技术在图形领域的迅速发展和三维扫描设备的广泛应用,提出一种基于水平集的扫描点简化算法,对高密度的扫描点模型作简化处理,并能解决扫描点模型中普遍存在的重影与空洞问题.该方法具有自动排序特点,并且使筒化结果保留原扫描点模型按层划分的特性.通过指定不同的简化半径,该算法自动生成多分辨率的层次细节模型.实验结果显示,新方法在高简化精度下具有好的保形性,所得模型的误差优于角度简化结果.该方法对于高曲率细节显示的特殊需求可作自适应拓展.简化所得的点模型可通过多边形或曲线、曲面重建.三维人体模型重建工作是服装仿真、计算机动画等方面研究的基础性工作.经简化方法处理所得不同精度的人体模型能作为后续应用的基础.     

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。     

Fast Lines: a Span by Span Method

Straight line's scan conversion and drawing is a major field in computer graphics. Algorithm's time computation is very important. Nowadays, most of research papers suggest improvements of the DDA method that was first presented by J. Bresenham. But other approaches exist as well like combinatory analysis and linguistic methods. Both of them use multiple string copies that slow down the efficiency of the algorithms. This paper proposes a new algorithm based on a careful analysis of the line segments' properties some of them previously unused. Our algorithm is proved significantly faster than previously published ones.     

Novel Geometrical Voxelization Approach with Application to Streamlines

This paper presents a novel geometrical voxelization algorithm for polygonal models. First, distance computation is performed slice by slice on graphics processing units (GPUs) between geometrical primitives and voxels for line/surface voxelization. A novel solid filling process is then proposed to assist surface voxelization and achieve solid voxelization. Furthermore, using the proposed transfer functions, both binary and anti-aliasing voxelizations are achievable. Finally, the proposed approach can be applied to voxelize streamlines for 3D vector fields using line voxelization. The proposed approach obtains desired experimental results.