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光栅图形显示器是一种重要的图形显示设备,在光栅显示器上显示的任何一种图形,实际上都是一些具有一种或多种颜色的象素的集合,图形的扫描转换就是确定一个象素集合及其颜色,用于显示一个图形的过程。在图形的扫描转换中,图形的绘制和裁剪是两个重要的方面。
本文对图形进行光栅化时,确定最佳逼近于该图形的一组象素,并对这些象素进行写操作,这就是图形的绘制过程。提高图形的绘制速度和精确度,是计算机图形学研究的重要方面。同时,在对任何图形进行光栅化时,必须显示在屏幕的一个窗口内,确定一个图形的哪些部分在窗口内,进行显示,超出窗口的图形不予显示,这就是裁剪的过程。
本文将对基本图形的生成算法以及图形的裁剪问题进行若干讨论。本文共分为四章:
第一章对图形的裁剪和基本图形的生成算法进行了概述。简述了两种常见的裁剪算法:Cohen-SutherLand裁剪算法和中点分割算法,并介绍了近期对裁剪算法的研究;第二部分概述了直线和圆的几种经典生成算法,又介绍了现有的各种不同类型的直线和曲线生成算法。
第二章提出了一种关于椭圆形窗口的线段裁剪算法,利用预先制备的规范化表,通过映射法查表,从而避免了一元二次方程的求解,提高了裁剪速度。
第三章提出了一种针对抛物线段在圆形窗口中的裁剪算法,利用抛物线和圆的几何特征,对各类抛物线段进行详细的分析,进行预处理和必要的运算,实现抛物线段在圆形窗口中的裁剪。
第四章本章对于y=ax3+bx2+cx+d这类三次曲线,提出了一种新的生成算法,本算法采用双步增量的方法,具有递归性,而且只通过一次逻辑判断,从而提高了绘图速度。