《图形光栅化》PPT课件

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1、第2章、光栅图形学3线宽与线型的处理字符裁剪反走样线宽与线型的处理一、直线的线宽与线型1.笔与刷子线刷子方形刷子圆形刷子棱形刷子问题：线宽与方向的关系偶数线宽时的位置误差线宽与线型的处理2.线帽与线连接3.线型实线、虚线、点线、点划线方帽突方帽圆帽斜角连接圆连接斜切连接线宽与线型的处理二、曲线的线宽与线型1.等长画线问题圆弧的弧长等像素不等中心角问题线宽与线型的处理2.线宽的处理方法A.展宽算法曲线斜率小于1时垂直补像素曲线斜率大于1时水平补像素曲线的粗细是曲线斜率的函数，斜率绝对值接近1时曲线显得较细B.同心圆法分别作向内或向外的同心圆

2、对画圆是精确的，但对其它粗曲线是近似的字符字符指数字、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。字符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。字符字库：为了在显

3、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。字符点阵式字符将字符表示为一个矩形点阵，由点阵中点的不同值表达字符的形状。常用的点阵大小有5*7、7*9、8*8、16*16等。字符在实际应用中，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。字符方向编码式字符用有限的若干种方向编码来表达一个字符，常用的如8方向编码。下

4、图字母“B”就表示为8方向编码：{000012344400012344440666666}。方向编码式字符很容易被填入帧缓存寄存器中予以显示，方向编码所占的空间比较小，它也能接受一些特定的变换操作。字符矢量式字符将字符表达为一个点坐标的序列，相邻两点表示一条矢量，字符的形状便由矢量序列刻划。调用矢量式字符的过程相当于输出一个polyline。由于矢量式字符具有和图形相一致的数据结构，因而可以接受任何对于图形的操作，如放大、旋转，甚至透视。而且，矢量式字符不仅可用于显示，也可用于绘图机输出。字符特点：点阵字符：存储量大，易于显示矢量字符：存

5、储量小，美观，变换方便;但需要光栅化后才能显示。字符当对输出字符的要求较高时（如排版印刷），需要使用高质量的点阵字符。对于GB2312-80所规定的6763个基本汉字，假设每个汉字是72X72点阵，那么一个字库就需要72X72X6763/8=4.4兆字节存储空间；不但如此，在实际使用时，还需要多种字体（如基本体、宋体、仿宋体、黑体、楷体等），每种字体又需要多种字号。可见，直接使用点阵字符方法将耗费巨大的存储空间。字符解决这个问题一般采用压缩技术。对字型数据压缩后再存储，使用时，将压缩的数据还原为字符位图点阵。压缩方法有多种，最简单的有黑白

6、段压缩法，这种方法简单，还原快，不失真，但压缩较差，使用起来也不方便，一般用于低级的文字处理系统中。另一种方法是部件压缩法。这种方法压缩比大，缺点是字型质量不能保证。三是轮廓字型法，这种方法压缩比大，且能保证字符质量，是当今国际上最流行的一种方法，基本上也被认为是符合工业标准化的方法。字符轮廓字型法采用直线、或者二、三次Bezier曲线的集合来描述一个字符的轮廓线。轮廓线构成一个或若干个封闭的平面区域。轮廓线定义加上一些指示横宽、竖宽、基点、基线等的控制信息，就构成了字符的压缩数据。字符由美国Apple和Microsoft公司联合开发的T

7、rueType字型技术就是一种轮廓字型技术，已被用于为Windows中文版生成汉字字库。当前占领主要的电子印刷市场的我国北大方正和华光电子印刷系统，用的字型技术是汉字字型轮廓矢量法。字符字符的主要属性：字体（黑体、楷体、仿宋）、字高、字宽因子（宋体、宋体、宋体）字倾斜角（倾斜）、对齐方式字色（红色、绿色、黄色）、写方式等。用离散量表示连续量引起的失真现象称之为走样(aliasing)用于减少或消除这种效果的技术称为反走样(antialiasing)提高分辨率区域采样加权区域取样反走样(Anti-Aliasing)反走样(Anti-Alia

8、sing)不光滑(阶梯状）的图形边界反走样(Anti-Aliasing)图形细节失真反走样(Anti-Aliasing)狭小图形的遗失与动态图形的闪烁反走样(Anti-Aliasing)101