计算机图形学-走样与反走样

1走样与反走样2走样与反走样走样：用离散量(像素)表示连续的量(图形)而引起的失真，叫混淆或叫走样(aliasing)。数学上的点、直线是无宽度、面积的。像素是有面积的。光栅图形的走样现象：阶梯状边界；图形细节失真；狭小图形丢失；动画序列中时隐时现，产生闪烁。矛盾3不光滑(阶梯状）的图形边界多边形边界直线段走样与反走样4图形细节失真需显示的细小图形显示结果：象素：象素中心走样与反走样5狭小图形的遗失：象素：象素中心待显示的细小矩形显示结果走样与反走样动态图形的闪烁左图：待显示的运动的狭小矩形右图：显示结果走样与反走样7用于减少或消除走样现象的技术称为反走样(antialiasing)1.提高分辨率2.区域采样3.半色调技术……走样与反走样81.提高分辨率把显示器分辨率提高一倍。直线经过两倍的象素，锯齿也增加一倍；但同时每个阶梯的宽度也减小了一倍；所以显示出的直线段看起来就平直光滑了一些。91.提高分辨率方法简单，但代价非常大。受经济、技术等因素限制。显示器的水平、竖直分辩率各提高一倍，则显示器的点距减小一倍，帧缓存容量增加到原来的4倍，而扫描转换同样大小的图元要花4倍时间。只能减轻而不能消除锯齿问题。102.区域采样在较高的分辨率模式下计算，再对各象素求(非)加权平均的颜色值，然后在较低的分辨率模式下显示。简单区域采样：把每个像素分为n个子像素；用扫描转换算法求得各子像素的灰度值；然后对n个子像素的灰度值简单平均，作为该像素的灰度值。112.区域采样加权区域采样：例：设分辨率为mn，把显示窗口分为(2m+1)(2n+1)个子像素，对每个子像素进行灰度值计算；然后根据权值表所规定的权值，对位于像素中心及四周的九个子像素加权平均，作为显示像素的颜色。设m=4n=3d123456789121124216121123.半色调技术简单区域取样和加权区域取样技术的前提是多级灰度，利用多级灰度来提高视觉分辨率。若只有两级灰度呢？能否使用上述技术呢？半色调技术：对于给定的分辨率，通过将几个像素组合成一个单元来获得多级灰度。报纸印刷。例：在一个显示器中将四个像素组成一个单元，可产生5种光强。133.半色调技术可用矩阵来表示：它表示黑色像素填入22个位置中的次序，每一级灰度再添上一个黑色像素就得到下一级灰度。注意：花样是可以选择的；要尽量避免连成一条直线的花样。单元也可以是长方形，如：3124415632143.半色调技术它是以牺牲空间分辨率为代价的。一般来说，对于两级灰度显示器可能构成的灰度级数等于单元中像素个数加1；单元越大，灰度级别越高；也可推广到多级灰度的场合。153.半色调技术若每个象素有m级灰度，nn个像素组成一个单元，则单元的灰度级数为：nn(m-1)+1例如：象素灰度级别m=4，每个单元为2*2；则单元灰度级数为13。1342000010001001110111112111211222122222322232233323333316走样与反走样结束！