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Opengl研究4.0 走样与反走样

Opengl研究4.0 走样与反走样

DionysosLai(906391500@qq.com) 2014-06-25

         走样与反走样,也叫混淆与反混淆。所谓走样,是由于使用离散量(像素)表示连续量(图形)而引起的失真。

         走样现象:

1.      阶梯状的图形边界

         如图所示:

                                                                                                                           

         由于像素点是一块一块的,存在锯齿状。

2.       图形细节失真

         由于显示图形的最小单位为像素,像素是由宽度的。有时候,我们可能显示的线段比像素要窄,要小。那么可能出现两种情况:a. 如果显示的线段宽度比像素宽度小一点,将被保留;b. 如果线段很细,就不会显示。---->图形的细节失真。

3.       狭小图形的遗失与动态图形的闪烁

         这个是由于图形细节失真造成的。如果显示线段比较细,如果落在像素中心上,就显示;如果线段正好落在两个像素之间就不显示。---->图形闪烁

 

         反走样,即在图形显示过程中,用于减少或消除走样现象方法。

         反走样方法:

1.      提高分辨率:

         通过硬件,增加像素。--->代价非常大,而且会引起扫描转换时间、帧缓存容量。

2.      非加权区域采样方法

         走样原因:由于在实际中,像素是由实际面积大小不为0,同时直线段的宽度是至少为1个像素。而我们假设是像素面积为0,亮度有覆盖该点的亮度决定,同时线段宽度为0。二者的矛盾是导致走样原因。

         解决方法:

         改变直线度模型,线上像素灰度(颜色)不等。

         方法步骤:

         A.     将直线段看做具有一定宽度的狭长矩形;

         B.      当直线度与某像素相交时,求出两者相交区域的面积。

         C.      根据相交区域面积大小,设置该像素的亮度值。

         关键:

         是如何计算相交区域面积大小。由于像素是个正方形,相交面积计算还可以。有个简便方法,就是将正方形划分成n个区域,判断每个区域(当成点)是否在线段内即可。如图所示:

                                                                                                                              

         则这个像素的相交面积为3/9;

3.      加权区域采用方法

         对于非加权区域采样方法中,面积的计算时,由于每个区域的权重是一样的,而实际上对于中心的区域,其贡献值比较大。因此,将像素点的各个区域权重是不一样的,越中央,权重越大,反之,权重越小。权重,一般我们可以用一个矩阵表示:

                                                                                                                             

         那么对于上图的相交面积即为5/16。