第7讲 走样与反走样及字符处理.ppt

第7讲 走样与反走样和字符处理 走样现象 走样（aliasing） 用离散量（像素）表示连续的量（图形）而引起的失真，称为走样，或称为混淆 光栅图形的走样现象 阶梯（锯齿）状边界 图形细节失真 狭小图形遗失：动画序列中时隐时现，产生闪烁 （1）阶梯状的图形边界 像素间距大 （2）图形细节失真 显示图形的最小单位为像素 细长的矩形显示后成了加宽的矩形 更细的矩形将丢失 （3）狭小图形的遗失与动态图形的闪烁 多边形分布在像素间，不覆盖像素 中心，不被显示 狭小图形运动时，会间隔覆盖像素 的中心，产生闪烁 反走样方法 反走样(antialiasing) 在图形显示过程中，用于减少或消除走样（混淆）现象的方法 方法 提高分辨率方法 非加权区域采样 加权区域采样 （1）提高分辨率的反走样方法 方法简单，但代价非常大 （2）非加权区域采样方法 扫描转换线段的两点假设 像素是数学上抽象的点，它的面积为0，它的亮度由覆盖该点的图形的亮度所决定 直线段是数学上抽象直线段，它的宽度为0 现实 像素的面积不为0； 直线段的宽度至少为1个像素； 假设与现实的矛盾是导致走样出现的原因之一 方法性质 直线段对一个像素亮度的贡献与两者相交区域的面积成正比 当直线段和某个像素不相交时，它对该像素的亮度无影响 相同面积的相交区域对像素的亮度贡献相同，而与这个相交区域落在像素内的位置无关 计算相交区域的面积 求相交区域的近似面积的离散计算方法 将屏幕像素分割成 n 个更小的子像素； 计算中心点落在直线段内的子像素的个数，记为 m， m/n 为线段与像素相交区域面积的近似值 例 存在的不足 像素的颜色或灰度值与相交（覆盖）区域的面积成正比，而与相交区域落在像素内的位置无关，仍会导致锯齿效应 沿理想直线方向的相邻两个像素的颜色或灰度值会有较大差异 （3）加权区域采样方法 权函数w(x, y) 以像素A的中心为原点建立二维坐标系 w(x, y)反应了微面积元dA对整个像素亮度的贡献大小 ，与 dA 到像素中心距离d 成反比。 高斯函数 离散计算方法 1．将屏幕像素均匀分割成m个子像素 ，则每个子像素的面积为 计算每个子像素对原像素亮度的贡献，记为? 将 保存在一张加权表中 2．求出所有中心落于直线段内的子像素，记为 3．计算所有这些子像素对原像素亮度贡献之和 。 该值乘以像素的最大灰度值即为像素的显示灰度值 w(x, y)是一个经验函数，对应的 也是经验值 w(x, y)可以用加权表M表示，取法有 M＝3×3 M＝5×5 例 OpenGL实例 OpenGL函数 函数 启动反走样：glEnable()，参数为GL_POINT、GL_LINE_SMOOTH或GL_POLYGON_SMOOTH 质量控制：glHint(GLenum target, GLenum hint )， 参数target为：GL_POINT_SMOOTH_HINT、GL_LINE_SMOOTH_HINT、GL_POLYGON_SMOOTH_HINT 等 参数hint为GL_FASTEST、GL_NICEST、GL_DONT_CARE 启动混合： glEnable(GL_BLEND) 选择混合因子：glBlendFunc (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);（还有其它选择) 程序例 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：“中华人民共和国国家标准信息交换编码”GB2312－80。该字符集共收集字符7445个，其中国标一级汉字3755个，国标二级汉字3008个，其余符号682个，每个字符由一个区码和一个位码共同标示。 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，相应存储着矢量字符和点阵字符 点阵字符 字符利用掩膜来定义，并将其写入帧缓冲器保存和显示。字符掩膜是包含表示该字符的像素图案的一小块光栅点阵。该点阵中的某位为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。某位为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。 在实际应用中，有多种