一种计算机屏幕直线的快速高效渲染方法
【技术领域】
[0001]本发明属于计算机图形学技术领域，涉及一种计算机屏幕直线的快速渲染方法。
【背景技术】
[0002]在计算机图形学的处理中，线作为最基本的要素而成为计算机图形处理的重要步骤之一，众多画线算法均以此为基础，例如填充算法、多边形生成算法、图形裁剪算法、消隐算法等。所以，人们普遍在追求一种高效的直线生成算法。
[0003]近年来，不少学者、文献都对直线画线算法进行了改进，但算法的改进效果并不明显，并且一般来讲，改进后的算法过于复杂。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有的画线算法过于复杂的不足，提出了一种简单高效的直线画线算法，该算法利用点位的坐标值来确定目标点的画线算法，该算法一反以往通过直线斜率和坐标增量的途径，直接对始末端点坐标进行计算，不断取中从而确定像素位置。
[0005]本发明方法计算机屏幕直线的快速渲染算法。
[0006]计算机直线生成算法，就是给定一条线段的起点和终点，确定出经过该线段的像素点的位置。步骤如下:通过对始末端点坐标进行计算，不断取其中点，一分为二，二分为四……不断取中点，直到将直线上的所有像素位置确定完毕。该算法无需考虑直线斜率以及各坐标方向增量，只需进行简单的数值计算，这里为了提高运算效率，取中运算，采用计算机二进制数值中的移位算法，这种算法便于用硬件的移位寄存器来实现，从而提高了算法的处理速度，故此方法是一种较为高效的直线生成算法。
[0007]本发明方法简单高效，且能够保证渲染直线的精度，通过实验表明，该方法具有较高的屏幕渲染效率。
【附图说明】
[0008]图1计算中点C
图 2 线段(0，0) - (8,6)
图 3 线段(0，0) - (9,4)
图 4 线段(0，0) - (12，0)。
【具体实施方式】
[0009]为了详细说明本发明的算法结构设计、步骤及所达到的效果，以下结合【具体实施方式】详细说明。
[0010]取中画线算法，是基于坐标值来进行运算的，首先给出算法的设计结构:
数据结构设计:
struct coordinate{ int x; //x横坐标 int y; //y纵坐标 };
查找中点位置:
coordinate search_midpoint(coordinate first, coordinate end)
{
coordinate mid;mid.X= (first, x+end.x) >>1;mid.y= (first, x+end.x) >>1;return mid;
}
递归取中画线:
void Linedraw(coordinate first, coordinate end)
{
if (first<end)
{
m= search_midpoint(first, end);output m.X and m.y;
Linedraw(first, m);
Linedraw(m, end);
}
}
算法的详细步骤:
步骤一，给出始末端点AUtl, y0) ,B(xe, ye)上午一条线段，首先计算ΔX=Xe-Xtl, AY=ye-yQ。比较Δ X和Δ Y的大小。如果Δ Χ> Δ Y，则以X轴方向作为基本方向；如果Δ Χ< Δ Y，则以y轴方向作为基本方向。
[0011]步骤二，首先求出其中点C(X1^yni),并画出该像素，如此便可确定除始末端点外的第一个端点C。
[0012]步骤三，在此基础之上，分别将C点坐标赋值给A，B，继续对AB取中点，并计算Δ x
域Δ y)o
[0013]步骤1:如果Δχ (或Ay)不为I，返回重复执行步骤三。
[0014]步骤2:如果Δ X (或Δ y)不为1，则检查所得一系列像素点Δ y (Δχ)，若有Ay等于2，则继续对此两点取中，并将所得像素点替换已得到的X值相等的像素点，如此即可画出直线上的所有像素点。
[0015]为此给出三个实例结果图，如图2-4所示。
[0016]至于该画线算法的精度，这里我们采取与Bresenham算法的所确定的像素位置相比较。Bresenham算法是根据决策变量d的值来确定下一个像素点，由于每次都是根据d的正负来确定是加Einc或者NEinc，并且Einc和NEinc均为定值，所以d的值，必然呈现周期的变化。通过实验发现，通过取中画线算法所确定的像素点位置，大部分情况下与Bresenham算法所确定的像素点位置完全相同；但是除此之外，会出现在拐点处，差一个像素点的情况。由于拐点的出现都是规律性的，所以此种画线算法的精度是没有问题的。
【主权项】
1.基于移位取中运算的计算机屏幕直线快速渲染方法，其特征步骤如下: 给出始末端点A (X。，y0) ,B(xe, ye)上午一条线段，首先计算Δ X=xe-xQ，Δ Y=ye-yQ，比较ΔΧ和Δ Y的大小，如果Δ Χ> Δ Y，则以X轴方向作为基本方向；如果Δ Χ< Δ Y，则以y轴方向作为基本方向。
2.求出其中点C(xm，ym)，并画出该像素，这里采取移位运算，如此便可确定除始末端点外的第一个端点C，在此基础之上，分别将C点坐标赋值给A，B，继续对AB取中点，并计算ΔX(或Ay);如果Δ X (或Ay)不为I，返回重复执行步骤三；如果Δ X (或Δ y)不为1，则检查所得一系列像素点Ay (Δχ)，若有Ay等于2，则继续对此两点取中，并将所得像素点替换已得到的X值相等的像素点，如此即可画出直线上的所有像素点。
【专利摘要】本文提出了一种计算机屏幕直线的快速渲染算法，该方法直接针对线段始、末端点坐标值来直接计算，首先求取中点，然后对起点和中点、中点和终点再次求取中点，直到确定该直线上的所有像素点。取中这里采取二进制的移位运算，所以该方法是一种快速高效的直线渲染算法。
【IPC分类】G06T1-00
【公开号】CN104766268
【申请号】CN201510157597
【发明人】魏冠军, 田金志, 秦海军
【申请人】兰州交通大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月7日