计算机图形学基础教程——第2章2.ppt

第二章 光栅图形学 2.1直线段的扫描转换算法 2.2圆弧的扫描转换算法 2.3多边形的扫描转换与区域填充 2.4字符 2.5裁剪 2.6反走样 2.7消隐 2.4 字符 字符指数字、字母、汉字等符号。 计算机中字符由一个数字编码唯一标识。 国际上最流行的字符集：“美国信息交换用标准代码集”，简称ASCII码。它是用7位二进制数进行编码表示128个字符；包括字母、标点、运算符以及一些特殊符号。 汉字编码的国家标准字符集：GB2312－80。该字符集分为94个区，94个位，每个符号由一个区码和一个位码共同标识。区码和位码各用一个字节表示。 为了能够区分ASCII码与汉字编码，采用字节的最高位来标识：最高位为0表示ASCII码；最高位为1表示表示汉字编码。 字库：为了在显示器等输出设备上输出字符，系统中必须装备有相应的字库。字库中存储了每个字符的形状信息，字库分为矢量型和点阵型两种。 点阵字符: 每个字符由一个位图表示，该位为1表示字符的笔画经过此位，对应于此位的象素应置为字符颜色。该位为0表示字符的笔画不经过此位，对应于此位的象素应置为背景颜色。 点阵字符 点阵字库中的位图表示 在实际应用中，有多种字体（如宋体、楷体等），每种字体又有多种大小型号，因此字库的存储空间是很庞大的。解决这个问题一般采用压缩技术。 点阵字符的显示分为两步。首先从字库中将它的位图检索出来。然后将检索到的位图写到帧缓冲器中。 矢量字符:记录字符的笔画信息，而不是整个位图，具有存储空间小，美观、变换方便等优点。对于字符的旋转、缩放等变换， 点阵字符的变换需要对表示字符位图中的每一象素进行； 矢量字符的变换只要对其笔画端点进行变换就可以了。矢量字符的显示也分为两步。 显示：首先从字库中将它的字符信息。然后取出端点坐标，对其进行适当的几何变换，再根据各端点的标志显示出字符。 点阵字符 点阵字库中的位图表示 矢量轮廓字符 特点： 点阵字符：存储量大，易于显示 矢量字符：存储量小，美观，变换方便; 但 需要光栅化后才能显示。 字符属性 字体 宋体 仿宋体 楷体 黑体 隶书 字高 宋体 宋体 宋体 宋体 字宽 字倾斜角 倾斜 倾斜 对齐 (左对齐、中心对齐、右对齐) 字色 红色、绿色、蓝色 2.5 裁剪 裁剪：确定图形中哪些部分落在显示区之内，哪些落在显示区之外,以便只显示落在显示区内的那部分图形。这个选择过程称为裁剪。 在使用计算机处理图形信息时，计算机内部存储的图形往往比较大，而屏幕显示的只是图的一部分。 问：为什么要裁减，直接处理呢？即：在绘制（写帧缓存时）再处理？ 最简单的裁剪方法是把各种图形扫描转换为点之后，再判断各点是否在窗内。但那样太费时，一般不可取。这是因为有些图形组成部分全部在窗口外，可以完全排除，不必进行扫描转换。所以一般采用先裁剪再扫描转换的方法。 2.5.1直线段裁剪 直线段裁剪算法是复杂图元裁剪的基础。复杂的曲线可以通过折线段来近似，从而裁剪问题也可以化为直线段的裁剪问题。 2.5.1.1Cohen-Sutherland 2.5.1.2中点分割算法 2.5.1.3梁友栋－Barskey算法。 2.5.1.1 Cohen-Sutherland裁剪 基本思想：对于每条线段P1P2分为三种情况处理分为三种情况处理: （1）若P1P2完全在窗口内，则显示该线段P1P2简称“取”之。 （2）若P1P2明显在窗口外，则丢弃该线段，简称“弃”之。 （3）若线段不满足“取”或 “弃”的条件，则在交点处把线段分为两段。其中一段完全在窗口外，可弃之。然后对另一段重复上述处理。 为快速判断，采用如下编码方法： 每个区域赋予4位编码 编码 线段裁剪 若P1P2完全在窗口内code1=0,且code2=0,则“取” 若P1P2明显在窗口外,code1code2≠0 （？），则“弃” 在交点处把线段分为两段。其中一段完全在窗口外，可弃之。然后对另一段重复上述处理。 计算线段P1(x1,y1)P2(x2,y2)与窗口边界的交点 if(LEFTcode !=0) { x=XL; y=y1+(y2-y1)*(XL-x1)/(x2-x1);} else if(RIGHTcode !=0) { x=XR; y=y1+(y2-y1)*(XR-x1)/(x2-x1);} else if(BOTTOMcode !=0) { y=YB; x=x1+(x2-x1)*(YB-