图元的属性课件.ppt

1、第四章第四章 图元的属性图元的属性本章重点讲解内容：本章重点讲解内容：l线属性线属性l曲线属性曲线属性l颜色和亮度等级颜色和亮度等级l区域填充属性区域填充属性l字符属性字符属性l反走样反走样 属性参数属性参数l定义：任何影响图元显示方法的参数定义：任何影响图元显示方法的参数l属性选择设计属性选择设计为每个输出图元功能扩充参数表为每个输出图元功能扩充参数表系统当前属性值表系统当前属性值表4.1 线属性线属性l线型：实线、虚线、点线等线型：实线、虚线、点线等l线宽：线宽：l线色：线色：4.1.1 线型线型l线型线型绘制像素段绘制像素段像素掩码像素掩码例：例： 1111000 11110004.1.

2、1 线型线型l问题：在不同的直线方向生成不等长划线问题：在不同的直线方向生成不等长划线 解决：根据直线斜率调整实心段和空白段解决：根据直线斜率调整实心段和空白段的像素数目的像素数目调整前调整前调整后调整后4.1.2 线宽线宽l实现实现 显示相邻的平行线显示相邻的平行线|m|1 (x,y) & (x+1,y)& (x-1,y)&(x-2,y)线宽线宽4l通过添加通过添加“线帽线帽”来调整线端来调整线端的形状以给出较好的外观的形状以给出较好的外观l线帽有方帽、圆帽和突方帽。线帽有方帽、圆帽和突方帽。l生成粗折线需要一些额外的处理。通生成粗折线需要一些额外的处理。通常，显示单根折线段所用的方法不能常

3、，显示单根折线段所用的方法不能生成光滑连接的折线段。生成光滑连接的折线段。l通过在线段端点进行额外处理来生成通过在线段端点进行额外处理来生成光滑连接的粗折线。光滑连接的粗折线。l三种方法：三种方法：斜角连接斜角连接圆连接圆连接斜切连接斜切连接l将显示线段看作填充长方形将显示线段看作填充长方形l用选定的笔或刷样式来生成线段。用选定的笔或刷样式来生成线段。4.1.3 画笔和笔刷的选择画笔和笔刷的选择4.1.3 画笔和笔刷的选择画笔和笔刷的选择l画笔和笔刷的方式画笔和笔刷的方式形状形状尺寸尺寸样式样式l像素掩码像素掩码4.1.4 线色4.2 4.2 曲线属性曲线属性l像素掩码像素掩码 eg.1110

4、0eg.11100l根据曲线斜率设置像素掩码的实心段和根据曲线斜率设置像素掩码的实心段和空白段像素数目空白段像素数目4.2 曲线属性曲线属性l水平水平(|m|1)或垂直或垂直 (|m|1)像素段像素段4.2曲线属性曲线属性l填充平行曲线路径之间的区域填充平行曲线路径之间的区域Eg. R=1617144.2曲线属性曲线属性l画笔和笔刷画笔和笔刷Eg. 矩形笔矩形笔 3x34.3 颜色和亮度属性颜色和亮度属性l颜色属性颜色属性直接存储直接存储颜色查找表颜色查找表l亮度属性亮度属性颜色表：采用直接存储策略颜色表：采用直接存储策略l在彩色光栅系统中，可选颜色的数量在彩色光栅系统中，可选颜色的数量取决于

5、帧缓冲器中为每个像素提供的取决于帧缓冲器中为每个像素提供的存储器数量存储器数量l帧缓冲区中像素信息直接控制帧缓冲区中像素信息直接控制RGB三三枪强度枪强度l如何增大系统支持色彩数？如何增大系统支持色彩数？颜色表：采用直接存储策略颜色表：采用直接存储策略l已知分辨率已知分辨率10241024l假如：假如：每个像素使用每个像素使用6位表示颜色，位表示颜色， 帧缓冲区容量帧缓冲区容量102410246/8每个像素使用每个像素使用24位表示颜色，位表示颜色， 帧缓冲区容量帧缓冲区容量1024102424/8=3MB颜色查找表颜色查找表l帧缓冲区中的值作为颜色查找表帧缓冲区中的值作为颜色查找表的索引的索

6、引l存储在颜色查找表中的信息控制存储在颜色查找表中的信息控制RGB三枪强度三枪强度示例：示例：l每个像素在帧缓冲器中占每个像素在帧缓冲器中占8位，可位，可引用表中引用表中256个表位置的任何一个个表位置的任何一个l表中的每个表项可用表中的每个表项可用24位来指定位来指定RGB颜色。颜色。l允许从近允许从近1亿亿7千万种颜色的调色千万种颜色的调色表中选择表中选择256种颜色同时显示。种颜色同时显示。l减少了同时显示的颜色数目，但减少了同时显示的颜色数目，但将缓冲器的容量需要减少到将缓冲器的容量需要减少到1M。颜色查找表颜色查找表彩色查找表中存储彩色码有许多优点：彩色查找表中存储彩色码有许多优点：

7、l使用彩色表可提供合理的同时显示的颜色使用彩色表可提供合理的同时显示的颜色数量，而无需大容量帧缓冲器。数量，而无需大容量帧缓冲器。l256或或512种不同颜色足以显示单个图像。种不同颜色足以显示单个图像。l表项可随时改变，容易试验在设计、场景表项可随时改变，容易试验在设计、场景或图形中使用不同的颜色组合，而无需改或图形中使用不同的颜色组合，而无需改变对图形数据结构的属性设置。变对图形数据结构的属性设置。l有些图形系统提供两种能力，方便用户选有些图形系统提供两种能力，方便用户选择择l光栅系统中采用与彩色编码类似的方光栅系统中采用与彩色编码类似的方式存储灰度级别式存储灰度级别l如果每个像素有如果每

8、个像素有3位，则可以实现位，则可以实现8个个灰度等级，而如果每个像素有灰度等级，而如果每个像素有8位就位就可给出可给出256种灰度效果。种灰度效果。二、灰度等级二、灰度等级4.4 区域填充属性区域填充属性空空实实图案图案4.5 字符属性字符属性=字体：宋体字体：宋体 仿宋体仿宋体 楷体楷体 黑体黑体 隶书隶书=字高：字高：宋体宋体 宋体宋体 宋体宋体 宋体宋体 宋体宋体=字宽字宽 =字倾斜角：倾斜字倾斜角：倾斜 倾斜倾斜=对齐对齐 ( (左对齐、中心对齐、右对齐左对齐、中心对齐、右对齐) )=字色字色=.l走样概念走样概念l反走样技术反走样技术4.8 反走样反走样l光栅算法生成的图元显示具有阶

9、梯效果光栅算法生成的图元显示具有阶梯效果走样问题的提出走样问题的提出l走样的定义：走样的定义： 由于低频取样而造成的信息失真由于低频取样而造成的信息失真 图形数字化过程中，图形映射到光栅系统图形数字化过程中，图形映射到光栅系统的的 整数位置而产生的图形畸变。整数位置而产生的图形畸变。l增加光栅系统取样频率的简单方法：增加光栅系统取样频率的简单方法： 提高分辨率提高分辨率 走样概念走样概念l思想思想 通过修改沿图元边界的各像素的亮度通过修改沿图元边界的各像素的亮度来平滑边界减小锯齿现象来平滑边界减小锯齿现象l类型：类型：过取样过取样区域取样区域取样像素移相像素移相反走样技术反走样技术l过取样过取

10、样（或后滤波）：在高分辨率下对（或后滤波）：在高分辨率下对对象特性取样并在较低分辨率上显示其对象特性取样并在较低分辨率上显示其结果的技术结果的技术把屏幕看成比实际所具有的更细的网把屏幕看成比实际所具有的更细的网格来增加取样率格来增加取样率沿这种更细网格使用取样点来确定每沿这种更细网格使用取样点来确定每个屏幕像素的合适亮度等级个屏幕像素的合适亮度等级l区域取样区域取样(或前滤波或前滤波)：通过计算待显示每个通过计算待显示每个像素被物体覆盖区域的多少来确定像素亮度像素被物体覆盖区域的多少来确定像素亮度像素覆盖区域通过确定对象边界与单个像素边像素覆盖区域通过确定对象边界与单个像素边界的相交处而得到界

11、的相交处而得到l像素移相：像素移相：光栅显示系统上显示的物体可将光栅显示系统上显示的物体可将像素区域的显示位置移动而实现反走样像素区域的显示位置移动而实现反走样通过与对象几何形状相关的电子束的微定位而通过与对象几何形状相关的电子束的微定位而作用作用l思想思想每个像素分为若干子像素；每个像素分为若干子像素；统计沿直线路径的子像素数目；统计沿直线路径的子像素数目；每个像素的亮度等级正比于子像素数目每个像素的亮度等级正比于子像素数目直线段过取样直线段过取样202122101112过取样过取样_考虑有限尺寸的像素区域考虑有限尺寸的像素区域像素点位置像素点位置 亮度级别亮度级别(10,20) 3(10,

12、20) 3(11,21) 2(11,21) 2(12,21) 2(12,21) 2(11,20) 1(11,20) 1(12,22) 1(12,22) 1202122101112过取样过取样_考虑有限宽度的直线考虑有限宽度的直线l思想思想 赋给接近于像素区域中心的子像素更赋给接近于像素区域中心的子像素更大的权值大的权值加权像素掩码加权像素掩码12124212133子像素网格的相对权值子像素网格的相对权值l思想思想 设置每个像素亮度正比于像素与有限宽度直设置每个像素亮度正比于像素与有限宽度直线的重叠区域线的重叠区域直线段区域采样直线段区域采样直线段区域采样直线段区域采样202122101112例

13、如：具有屏幕例如：具有屏幕网格坐标网格坐标(10,20)的像素的约的像素的约90%被线区域覆盖，被线区域覆盖，那么该像素的亮那么该像素的亮度就设置为最大度就设置为最大亮度的亮度的90%l过滤技术是一种更精确的反走样方法。过滤技术是一种更精确的反走样方法。l类似于应用加权像素掩模，用一个连续的类似于应用加权像素掩模，用一个连续的加权曲面加权曲面(或过滤函数或过滤函数)覆盖像素，而不是覆盖像素，而不是一个离散的象素掩模。一个离散的象素掩模。l用正方形、圆锥和高斯函数作为过滤函数用正方形、圆锥和高斯函数作为过滤函数l应用过滤函数的方法是将像素曲面集成来应用过滤函数的方法是将像素曲面集成来得到加权的平

14、均亮度得到加权的平均亮度l为减少计算，常用查找表来求整数值。为减少计算，常用查找表来求整数值。 过滤技术过滤技术像素移相像素移相l思想思想 微定位电子束到与实际位置更接近的近似位置微定位电子束到与实际位置更接近的近似位置 将电子束移动象素点直径的将电子束移动象素点直径的1/4，1/2或或3/4，使，使描绘的点更接近直线的真实路径。描绘的点更接近直线的真实路径。直线亮度差的校正直线亮度差的校正l现象：现象： 光栅系统中，斜线比水平和垂直线暗光栅系统中，斜线比水平和垂直线暗l原因：原因： 斜线沿线的像素点密度低于水平线和垂直线斜线沿线的像素点密度低于水平线和垂直线l调整方式：调整方式：直线亮度差的校正直线亮度差的校正最低亮度最低亮度 最低亮度最低亮度最高亮度最高亮度