一种圆反走样显示方法

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一种圆反走样显示方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种圆反走样显示方法,属于图形显示技术。
【背景技术】
[0002] 在数学上,各种理想的图形,如直线、圆等,都是连续的图形,其宽度为零。在屏幕 上显示某个图形时,只能用离散的像素来组成,且宽度至少为1个像素,运会导致图形的边 缘呈现出难看的银齿形的边。银齿是走样现象的典型情况,减轻或消除走样的技术称为反 走样。
[0003]反走样技术应用在各种显示系统中。衡量反走样技术好坏的标准是显示效果和计 算效率。比如在机载图形综合显示系统中,所显示的图形必须实时反映飞行状况,对反走样 算法的效率要求较高。随着智能手机、平板电脑等设备的普及,运一类计算能力相对一般并 希望能耗尽可能小的设备也需要高效率的图形反走样算法。
[0004] 作为一种典型图形,圆也存在走样现象,必须进行反走样处理。与直线不同,圆方 程是二次的,其反走样算法比较复杂,虽然其算法得到了深入的研究,但是现有圆反走样算 法都有不足,有的灰度级太少,反走样效果不好;有的虽然有一定效果,但算法复杂,计算开 销很大。
[0005]区域采样是圆反走样的常见技术,如方形区域采样等WW,运些算法将理想圆弧 看成有宽度的圆弧,根据其与像素的重叠程度来计算灰度,虽然反走样效果较好,但计算比 较繁琐,算法执行效率较低。
[0006]为了简化计算,文献W提出了一种整数算法,虽然其计算非常简单,但像素只有3 个不同的灰度,反走样效果较差。文献W?在尽可能不增加计算量的前提下,提高了文献 W的反走样效果,但像素也只有7个不同的灰度,反走样效果一般。
[0007]为了避免浮点计算W简化算法,可W使用查表或检索的方法mW,但查表或检索 本身也很复杂,效率并不高;也可W将像素网格细化后进行计算?,运种方法类似于过采样 技术,W增大计算量的代价来提高反走样效果。运些算法最大的缺点是随着灰度级的增加 其计算量也会迅速增加,限制了算法的反走样效果。
[0008]为了简化计算,文献M3省略了计算过程中的二次项,并建立只用整数移位、加法、 比较来实现反走样的算法。由于省略了二次项,虽然简化了计算,但增加了灰度计算的误 差,而且在递推公式的分母有像素的纵坐标y,使得随着y的变化,递推公式的值也需要不 断变化,再加上不使用浮点和乘除,使得该算法过于繁琐。
[0009]总之,目前圆反走样算法都存在缺陷。
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【发明内容】

[0020] 发明目的:为了提高圆在显示器上的显示效果,设计了一种新的圆反走样显示方 法,通过省略二次项W简化计算,并通过比较来减少省略二次项引起的误差,同时建立了像 素灰度的递推关系,反走样效果较好,且计算简单。
[0021] 技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0022] 一种圆反走样显示方法,对于位于某一像素列上的一段理想圆弧,从该像素列中 选择出最靠近该理想圆弧的两个像素对该理想圆弧进行显示,像素灰度值g的计算方法 为:将理想圆弧圆屯、到像素中屯、的连线与理想圆弧的交点记为点B,像素中屯、与点B之间的 距离记为1,如图1所示。像素灰度值g与1成反比,1越小的像素灰度值g越大,1越大的像 素灰度值g越小;Wn位二进制数表示像素灰度值g,gmgx= 2 "且gmm= 0,由于1G[0, 1], 因此有g= 本发明方法中,圆弧通过一系列不同灰度值的像素进行显示,能够减少 相邻像素的灰度值跳跃,提高了显示的视觉效果。
[0023] 本发明的圆反走样显示方法,首先计算出用于显示45°理想圆弧的像素及对应的 像素灰度值,然后利用圆的八方向对称性(对于圆方程为(x-a)2+(y-b)2=R2的理想圆,理 想圆上任意点相对于X=a、y=b、y=x-a+b和y= -x+a+b运四条对称轴有7个对称点, 称为圆的八方向对称性),通过坐标变换得到显示整个理想圆的像素及对应的像素灰度值。
[0024] 本发明的一种算法较为简洁的实现方法为:对于圆方程为(x-a)2+(y-b)2=R2的 理想圆,首先计算直线X=a和y=x-a+b之间的45。理想圆弧的像素及对应的像素灰度 值,计算过程为:
[002引 (1)设变量X和y的初值分别为[a]和+ ;从x= [a]像素列开始,在X像素列 选取最靠近理想圆弧的两个像素坐标分别为(W')=(M,「6 +巧1)和(.T,.v-1) = (林「6 +Wl-1),灰度为各(y,.v) =客皿、.(1 + 6 +巧一「占+巧1)和各(义-,>'一1)=容祖-(「占+巧1-6-巧),进入步骤 (2);其中,[?]表示对?四舍五入取整,「?]表示对?上取整;
[002引似判断y〉x-a+b是否成立:若成立,则进入步骤(3);否则结束;
[0027] (3)X=X+1,进入步骤(4);
[002引(4)判断x2+(y-l)2<R2是否成立:若成立,则进入步骤(6);否则进入步骤妨;
[0029] 巧)y=厂1,进入步骤化);
[0030] (6)计算坐标为(X,y)和(X,厂1)的像素点的灰度值为:
[0033] 返回步骤似。
[0034] 本发明反走样效果较好的一种实现方法为:对于圆方程为(x-a)2+(y-b)2=R2的 理想圆,首先计算直线X=a和y=x-a+b之间的45。理想圆弧的像素及对应的像素灰度 值,计算过程为:
再多了解一些
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