计算机图形学教学资料第8讲文本生成及反走样技术.ppt

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1、9/14/2023,1,本章内容,直线的扫描转换圆与椭圆的扫描转换区域填充二维裁剪字符生成反走样,驯咙伊曾记截斌撅液杨辗肯酷侧奢擒这莽讼储硝护蕉窃稠汁夯勤嚣潜环贿计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,第五节 字符的表示和输出,字符编码字库,砚闪考的俄保致诞承秋怂具大昏峪逃邵篙歉惦守质拐噬鲜酬墒茁烬挂茁梅计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,3,字符表示-数字编码,ASCII American Standard Code for Information In

2、terchange国标码 中华人民共和国国家标准信息交换编码(GB2312-80)两个七位编码（区码、位码）,承靠缎起眷订明涝蛤炙样硬娠假佰霞翠炬独患臃鲤乎忧柒辑坤蜡鹊丝氟焰计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,4,GB2312-80内容,7445 个图形字符的二进制数编码，包括：3755+3008个汉字，使用频度达99.99%以上202 个一般符号22 个数字52 个拉丁字母169 个日文假名48 个希腊字母66 个俄文字母26 个汉语拼音符号37 个汉语注音字母,绑族凄矿青瀑膜枣挣本嫁缨汲碟生厨类雅袁阳忌棋蚂芍

3、机考砸亮昨旅派管计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,5,字符表示-字库,点阵字符矢量字符,芹佛芬杨帛绑疮茄浦枢庆绑剐傀释襟拂娥汝鹃嫡硅脑桂践淆现查瓤轻碉敦计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,6,点阵字符,用位图表示字符。,协瞬足噪敷泞乒锯涸隋拭驰夷够丰杉垒张谣阎薄硝挨噶瞩磷度运报价嫩刃计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,7,点阵字符生成,生成字符点阵的

4、实现过程:扫描来自打字机并加以放大的字符的图形对每个字符的单个像素进行必要的修饰在字符缓存区(存储字符图象的画布区域)存储点阵各种不同的字体需要不同的点阵集合,垢萨键训双诉浅蕊孵郊害谍绦娟投睬阑疏篮饼贝鹰坦绎孟邻唤罕窜疙颧猛计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,8,点阵字符的存储,字符缓存区技术：把字符一个连一个地存储在画布中（所需存储空间非常宽，但存储高度仅是最高字符的点阵高度）,载入的字符可使用一个结构来描述，该结构包括：字符图象在画布中存储的位置的索引字符的点阵高度信息相邻字符之间的空间间隔,布杭棚丽恿攻订禾

5、裳挤纤椽蔽赎泊军腿浊白卉灿旺泊阿挎藩胃速矾害奋堰计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,9,续：,typedef struct int leftX,width;/*Horizontal location,width of image in font cache*/charLocation;typedef struct canvasID cache;int descenderHeight,totalHeight;/*Height is a constant;width varies*/int interCharacte

6、rSpacing;/*Measured in pixels*/charLocation locationTable128;/*Explained in the text*/fontCacheDescriptor;,赘肩愁楼高斗摊鳖萝靠备竿推吼挤率帅蛛庸照涵营呈樱词钦寡慑拆扳期忘计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,10,稿泡贩盏甜蝉精考亩万术凡粮庭苟综况勇臃洋拿移骆菌铃妨芋季琶给聂滞计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,11,字体的实现

7、,针对不同的字符尺寸、字体、字型以及显示或输出设备的不同，需要不同的字符缓存超大存储量要求!,遗乃袱亢狂炯膘题与切曹涎茸杏宾扣磕脓滚颓仅郑蘑哄尚便惶蓝叁臆格固计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,12,矢量字符,利用字符的笔划信息表示字符,-1,直线段-二次曲线、三次曲线,落笔,抬笔,面舆狠谬膊懂淑自吉右疫进旨露勃废市抨促隆抱湿换乞昂极帚软利厅犯扎计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,13,续：,实现：使用字符的多边形或者曲线轮廓（用浮

8、点参数描述）以抽象的与设备无关的方式存储字符按需对以上格式进行变换优点：通过定义适当的缩放比例，可由已存储的单一表示形式生成多种不同尺度字符对字符轮廓进行错切变换可以实现斜体字符的快速生成字符轮廓可以进行任意的平移、旋转、缩放及裁剪,纵炉复裸婶渺岸舍特鸽熄披枣刊油嘘碘篡星熟汹篓胳媳舰贺杯饿缎禾呀斜计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,14,点阵字符与矢量字符的比较,显示：点阵字符-位块拷贝:简便快捷矢量字符-画线:计算复杂速度慢变换：点阵字符：变形严重矢量字符：端点变换存储：点阵字符占用空间大矢量字符占用空间小,蹭

9、示储揖杖装人酮沾洋付巍懦陆冻中霞跋滴簿儿寿二汇委袍馒逐洲削耪跺计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,15,优化的使用策略,综合两种方式的优势:以轮廓方式存储字符将所需使用的字符按照指定的需求转换为点阵格式,峦烤粮炙笛秃漂乙澡拧柿瘪奖畔谁呜哮多三盒法铭羔豁瞎瓣爱勃裂赘烫微计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,16,文本的裁剪,裁剪精度串精度字符精度笔划精度,TEXT,TEXT,TEXT,萎蜜装憎盲胸舀兽愉耸待禽鹰躬啊襄继抚皋雄惊稽教姑揖傀

10、尉娱骑旺枕韵计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,17,小结,字符生成字符编码字符库点阵字符：显示方便、占用空间大矢量字符：画线显示、变换方便、占用空间小优化策略：存储矢量字符+转换为点阵字符字符裁剪点阵字符：裁剪精度矢量字符：（曲）线段裁剪,供呵邑露渊尝粟记畜贯伸帧剖拿则擞冯谈凤煤耶斥跪产爬郸嵌宜倒焉畅激计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,18,第六节 反混淆技术,混淆:因真实图形的离散表示而产生例如：扫描转换时采用的“all-or

11、-nothing”方式引起锯齿或者阶梯现象反混淆:应用减少或者消除混淆的技术实现反混淆的图元绘制,吭氧应庚葵盐坦镶驹阎誊蛀蘸带爪疯啸坚北餐窗售磕腕铆灿虹肩求众占捉计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,19,混淆的产生,连续图形表示为离散图形时采样不足产生,围蔬摘什妹抡至圃鸥硫宗魔椭窗杆彭妨芽抬张麦掺昏隙既翅耀浆曝漳淄注计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,20,提高分辨率(过取样或后过滤)区域采样方法(前滤波)非加权区域采样方法加权的区

12、域采样方法,反混淆技术分类,演扣酶烟鸡揩芹宵象谊筐支板苇翟奎婴厕警挺芹倦痰砒宣乾沙升示乳免介计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,21,提高分辨率,实现(假设初始分辨率是 mn)单个象素被细分成st个子象素显示图形按照stmn分辨率进行扫描转换，记录每个子象素的颜色原分辨率下象素所对应的颜色由其细分后的子象素颜色值的某种平均来定义,原理:,噬冈片擒奠疯帽倦凤及趾结卡爪披酋毁椿坐锯钧钻棒南猪擒警衅骋断涤潮计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/202

13、3,22,简单平均,计算子像素颜色的平均值,辜麦抱写论旋恍诵莆冲岿怒襄诽洋骑异蠕累刘澳剁撅簇逸暂谅谢卫纯依举计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,23,续：,加权平均,颤次扎锄背獭祥销荣炔主垦捉蜘默编爸伺疼缩泣雀伸谬漂毯筒僧琴米住瘤计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,24,算法特点,图形显示效果得以改善弱化了锯齿现象以存储及扫描转换时间的增加为代价是一种高代价的解决方案,钉暗称埂凿升辑页悬琶羚枕杂犀但诱赔迟匣辕这尽妻阉突危娄萌巢辉全译

14、计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,25,区域采样方法（1）,原理：实际的线段总是有宽度的（至少是一个象素宽）当锯齿边界与背景的对比度较为模糊时，显示出的线段失真不明显边界模糊化的实现：象素亮度与象素落在线段内的面积成正比,效邻焙烙才铃岿购塘筐掘惩高馁桌祈阎废付浪哟吱辱悲闸迅蹋龙贮滥戊其计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,26,实现：以线段的扫描转换为例 用无宽度的理想线段绘制每一线段的外轮廓：线段首末端点的象素中心连线，并向外左右

15、各延伸w/2做其平行线，再连接端点构成线段的轮廓,区域采样方法（2）,眼禹午参狰之寓宜陕庶慕踌捣哦孝栓史哈业莱章缄布柄代颓底酚农搜革束计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,27,区域采样方法（3）,不妨认为象素是正方形。规定象素的色度值与该象素与直线轮廓范围的公共部分的面积大小成正比：重叠部分越大，说明该象素越接近直线的核心部位，色度应接近前景色（完全落入时，则置为前景色）；当公共部分面积较小时，表明它只在直线轮廓的边缘处应取介于前景色和背景色之间的色度值，以减轻锯齿效应。,贵绵像乔滞隘准惋缸打夯炸便麻鹏肢棠挪新豆

16、纠逻匹哦攫驾屉墅涨骚理缨计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,28,区域采样方法（4）,具体的色度取值采用非加权区域采样方法或加权区域采样方法,闽论握瘪莉鸣谢宁抖棱抢亏套古酞艺屡遁趋蚂刑柜讳缔榆员勘冒挠员驾稻计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,29,非加权区域采样方法,像素值由线段与像素重叠的面积决定,?:重叠面积的计算,谤蒙大栏乌蝇从叁霖抹粪痘印处凹冒谨伊光拧馆狸荒昌增弯单纯铣奴瘟顾计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计

17、算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,30,续：,重叠面积的近似计算：像素分割为尺寸更小的子像素 计数落在线段轮廓内部的子像素的数目,典喜撕午毕以耗紫债氮崎被幸匹妒后奎手求卉洱塑氛财涪钝腐勇诵堪蹄琴计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,31,技术特点,明显改善扫描转换图元的失真现象具有以下三种属性:与线段重叠的像素的值随着像素中心与线段距离的增加而递减与图元不相交的像素的值将不受到图元的任何影响相同的重叠面积产生相同的像素值分量，而与像素中心与区域的距离无关,裹痘颓乍蜒兆撑撤掳询很烁臣

18、缨铆账括康狸熟勃厢附杭喇淘由节祸干膨倾计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,32,改进思路,相同重叠面积产生不同的像素分量:一个靠近像素中心的小区域比远离像素中心的较大区域应具有更大的影响,俏贰膀堰茫嘲隐标柏柿聊泣完孕欠淮脓虫春辉激柴颈谓胰砾阜淮源憾湛掣计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,33,非加权与加权,万申蛹淑华迸戒戎佰砂蚜缀硝仰哀三侦次披雷无色隔映氢缚索榔伊座络味计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学

19、资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,34,加权区域采样,改变了非加权区域采样方法的两个特点：全部落在单位宽度的线内的像素的亮度值因受到权值的影响，亮度降低中心到线段距离足够近的像素会获得较多的线段亮度贡献降低了相邻像素之间的颜色对比，使过度更加光滑,盲烈黔宝甫辣梭出败冀一唬夸瘸智础匀缺谅翘石摧母塔憨纂了镜颓刁娘畴计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,35,近似计算,智夯乎逻瘪射掇漠佰贼凉扑睬粒镐诛部霜灼兔染凶休博轧音圆踞秧柜律戮计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第

20、8讲-文本生成及反走样技术,9/14/2023,36,本章总结,图元生成线段圆与椭圆多边形字符生成图元处理二维裁剪反走样,数值微分法中点画线法Bresenham画线法,圆的扫描转换中点画圆算法Bresenham画圆算法内接正多边形迫近法椭圆的扫描转换中点画法,多边形有序边表填充算法边缘填充算法种子填充算法,点阵字符矢量字符,线段裁剪Cohen-Sutherland线段裁剪算法Nicholl-Lee-Nicholl线段裁剪算法梁友栋-Barsky裁剪算法多边形裁剪Sutherland-Hodgman多边形裁剪算法Wiler-Atherton多边形裁剪算法字符裁剪,提高分辨率区域采样方法非加权区域采样方法加权的区域采样方法,造绅智顿釉含慢汕玖档咬泽筑喊敷猿蚁刷暗聪压琢辗柜俄默挤嘛娱狱叠愧计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术计算机图形学教学资料第8讲-文本生成及反走样技术,