反走样:在光栅显示器上显示图形时,直线段或图形边界或多或少会呈锯齿状。原因是图形信号是连续的,而在光栅显示系统中,用来表示图形的却是一个个离散的象素。这种用离散量表示连续量引起的失真现象称之为走样;用于减少或消除这种效果的技术称为反走样
反走样方法主要有:提高分辨率、区域采样和加权区域采样
提高分辨率:把显示器分辨率提高一倍,锯齿宽度也减小了一倍,所以显示出的直线段看起来就平直光滑了一些。这种反走样方法是以4倍的存储器代价和扫描转换时间获得的。因此,增加分辨率虽然简单,但是不经济的方法,而且它也只能减轻而不能消除锯齿问题。
区域采样方法:假定每个象素是一个具有一定面积的小区域,将直线段看作具有一定宽度的狭长矩形。当直线段与象素有交时,求出两者相交区域的面积,然后根据相交区域面积的大小确定该象素的亮度值。
加权区域采样:相交区域对象素亮度的贡献依赖于该区域与象素中心的距离。当直线经过该象素时,该象素的亮度F是在两者相交区域A′上对滤波器进行积分的积分值
刚体:平移和旋转的组合,保持线段的长度,保持角的大小,图形不变形,为刚体变化
仿射:旋转、平移、缩放的组合为仿射变换,平行边仍然平行,错切变换也为仿射变换
较高次数逼近的三种方法:1将y和z直接表示成x的显函数即y=f(x) z=g(x)2用一个形如f(x,y,z)=0的隐式方程的解来表示曲线3曲线的参数表示
前两方法缺点:1由一个x值不能得到多个y值;这一定义不是旋转不变的;描述具有与坐标轴垂直的切线的曲线是困难的2给定方程的解可能更多;曲线段做链接时,很难确定他们的切线方向在连接点上是否相等
参数表示为什么要选择三做参数:1低于三次的函数控制曲线形状时不够灵活,高于三次的曲线会增加不必要的摆动其增加计算量2三次参数曲线是三维空间中次数最低的非平面曲线3定义高次曲线需要更多条件,这样在交互生成时会造成曲线的摆动而难以控制
G0连续:两条曲线段拼接成一条曲线
G1连续:两条曲线段拼接点处切向量方向相同。若相等(方向、大小)-C1
Gn连续:两条曲线段拼接点处切向量的阶导数方向相同。n阶导数相等-Cn
B样条曲线优势:1四点加权求和,调和函数非负且和为1,具有凸壳特性2可证明Qi和Qi+1在连接点处连续3曲线段三次函数,所以整个曲线具有连续4凸壳的对曲线裁剪有用
中点生成算法:
TBRL中点生成算法: