反走样技术Antialiasing
第3章 基本图形的生成(三)
2011-10-22
Sutherland-Hodgeman算法
对凸多边形应用本算法可以得到正确的结果， 但是对凹多边形的裁剪将如图所示显示出一条 多余的直线。这种情况在裁剪后的多边形有两 个或者多个分离部分的时候出现。因为只有一 个输出顶点表，所以表中最后一个顶点总是连 着第一个顶点。 解决这个问题有多种方法，一是把凹多边形分 割成若干个凸多边形，然后分别处理各个凸多 边形。二是修改本算法，沿着任何一个裁剪窗 口边检查顶点表，正确的连接顶点对。再有就 是Weiler-Atherton算法。
直接求交算法
直线与窗口边都 写成参数形式， 求参数值。
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内蒙古大学计算机图形学
2011-10-22
直线段裁剪
• 裁剪线段与窗口的关系：(1)线段完全可见；(2)
显然不可见；(3)其它 • 提高裁剪效率： 快速判断情形(1)(2)， 对于情形(3)，设法减 少求交次数和每次求 交时所需的计算量。
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第三章 基本图形的生成—图形裁剪
直线段裁剪
直接求交算法 Cohen-Sutherland算法 中点分割算法 参数化裁剪算法 Liang-Barskey算法
多边形裁剪
Sutlerland_Hodgman算法 Weiler-Athenton算法
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内蒙古大学计算机图形学
2011-10-22
裁剪
裁剪：确定图形中哪些部分落在显示区之内， 哪些落在显示区之外,以便只显示落在显示区内 的那部分图形。这个选择过程称为裁剪 裁剪。 裁剪
处理线段SP过程子框图
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内蒙古大学计算机图形学
2011-10-22
Sutherland-Hodgman算法
上述算法仅用一条裁剪边对多边形进行裁剪，得到一 个顶点序列，作为下一条裁剪边处理过程的输入。 对于每一条裁剪边，算法框图同上，只是判断点在窗 口哪一侧以及求线段SP与裁剪边的交点算法应随之改 变。
常用反走样技术_计算机图形学实用教程（第3版）_[共2页]
![常用反走样技术_计算机图形学实用教程（第3版）_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/07f355bf7e21af45b207a889.png)
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图3-36
不光滑（阶梯状）的图形边界和图形细节的失真
图3-37 因狭小图形遗失而导致的动态图形的闪烁
我们称上述这些图形失真的现象为混淆或者走样（Aliasing ）。
造成走样的根本原因是用离散量表示连续量，图形是连续量，而像素是有面积的点，是离散量，将一些连续的直线或多边形放到由离散点组成的光栅显示设备上去显示，必须在离散位置上进行采样，如果采样频率过低而造成欠采样，势必会引起图形的走样。
3.5.2 常用反走样技术
图形反走样的方法基本上可分为两类，一类是从硬件角度提高分辨率，另一类则是从软件角度提高分辨率。
从硬件角度提高分辨率，就是采用高分辨率的光栅图形显示器。
若显示器的分辨率增加一倍，显示器的点距就减少一半，由于像素的尺寸变小，图形中原来无法显示出来的一些细节就可以被显示出来，但与此同时帧缓存容量、输出带宽、扫描转换时间都会增加到原来的4倍，成本也随之增高，并且显示器分辨率的提高毕竟是有限的。
从软件的角度提高分辨率的基本思路有两种，一种是利用像素细分技术实现“高分辨率计算，低分辨率显示”的方法；另一种是区域反走样技术。
1．利用像素细分技术实现“高分辨率计算，低分辨率显示”
首先，将每个显示像素划分为若干个子像素，形成分辨率较高的伪光栅空间，按常规算法在较高分辨率上计算出各个子像素的光亮度值，如图3-38（a ）所示。
然后，采用某种求平均数的方法（见图3-38（b ）和图3-38（c ））得到在较低分辨率显示时该像素的光亮度值，即每个实际。
【VIP专享】Anti-aliasing (反混淆)
with n = 0,1,2,3,....
The sampling frequency or sampling rate fs is
defined as the number of samples obtained in one
second, or fs = 1 / T. The sampling rate is measured
• For convenience, we will discuss signals which vary with time（temporal signal）. However, the same results can be applied to signals varying in space or in any other dimension.
• This distortion of information due to lowfrequency sampling (under-sampling) is called aliasing. Thus, the really reason leads to aliasing is to represent consecutive graphics (analog signal ) using discrete pixel (discrete signal or digital signal).
•
• Let x(t) be a continuous signal which is to be sampled, and that sampling is performed by measuring the value of the continuous signal every T seconds. Thus, the sampled signal x[n] is given by
《图形光栅化》PPT课件讲解学习
字符
➢在实际应用中，有多种字体（如宋体、 楷体等），每种字体又有多种大小型 号，因此字库的存储空间是很庞大的。 解决这个问题一般采用压缩技术。
➢点阵字符的显示分为两步。首先从字 库中将它的位图检索出来。然后将检 索到的位图写到帧缓冲器中。
字符
解决这个问题一般采用压缩技术。对字型数 据压缩后再存储，使用时，将压缩的数据还原为 字符位图点阵。压缩方法有多种，最简单的有黑 白段压缩法，这种方法简单，还原快，不失真， 但压缩较差，使用起来也不方便，一般用于低级 的文字处理系统中。另一种方法是部件压缩法。 这种方法压缩比大，缺点是字型质量不能保证。 三是轮廓字型法，这种方法压缩比大，且能保证 字符质量，是当今国际上最流行的一种方法，基 本上也被认为是符合工业标准化的方法。
字符
• 字符指数字、字母、汉字等符号。 • 计算机中字符由一个数字编码唯一标识。
• 国际上最流行的字符集：“美国信息交换用 标准代码集”，简称ASCII码。它是用7位二 进制数进行编码表示128个字符；包括字母、 标点、运算符以及一些特殊符号。
Hale Waihona Puke 字符• 汉字编码的国家标准字符集：GB2312－ 80。该字符集分为94个区，94个位，每 个符号由一个区码和一个位码共同标识。 区码和位码各用一个字节表示。
➢提高分辨率
➢区域采样 ➢加权区域取样
反走样 (Anti-Aliasing)
• 不光滑(阶梯状）的图形边界
反走样 (Anti-Aliasing)
• 图形细节失真
反走样 (Anti-Aliasing)
图形反走样技术
● 反走样技术
◘ 非加权采样 ◘ 加权采样
☆图形反走样
◘ 线段过取样
◘ 宽线段过取样 ◘ 线段区域取样 ◘ 过滤技术 ◘ 像素移相 ◘ 线亮度校正 ◘ 边界反走样 ◘ 边界反走样 ◘ 边界反走样
走样现象
• 走样：由于低频取样不充分取样而造成的信息失真。 – 光栅算法的取样过程是将图元数字化为离散的整数 像素位置，所生成的图元显示具有锯齿形或台阶状 外观。 – 增加光栅系统取样率的一种简单方法是：以较高分 辩率显示对象。 • 两个问题难以解决： – 将帧缓冲器做成多大并仍保持刷新频率在每 秒30～60帧? – 用连续参数精确地表示对象需要任意小的取 样间隔。 • 即使用当前技术能达到的最高分辨率，锯齿形 仍会在一定范围内出现。 • 除非硬件技术能处理任意大的帧缓冲器，增加 屏幕分辨率还不能完全解决走样问题。
直线段的过取样
• 过取样(超放样/后过滤)： – 高分辩率下对对象取样，低分辨率上显示其结果。 • 把屏幕看成比实际具有更细的网格(子像素)来增 加取样率； • 沿这种更细网格(子像素)使用取样点来确定每个 屏幕像素的合适亮度等级。
• 从多个点(子像素)对一个像素总体 亮度的贡献来得到该象素亮度；
– 每个像素可能的亮度等级数目 等于像素区域内子像素的总数；
• 主要思想： – 将直线段看作是具有一定宽度的狭长矩形； – 当直线段与像素有交时，求出两者相交区域的面积； – 根据相交的面积确定该像素的亮度等级；
每个像素面积为单位面积； 相交区域面积是介于0、1 之间的实数； 用它乘以像素可设置的最 大亮度值，即可得到该像 素实际显示的亮度值。
● 走样现象
• 有颜色显示时： 对子像素亮度进 行平均来得到像 素颜色设置。
Anti-aliasing-(反混淆)PPT课件
measured in Hertz or in samples per second.
2021/3/10
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•
• In practice, the continuous signal is sampled using an analog-to-digital converter (ADC), a non-ideal device with various physical limitations. This results in deviations from the theoretically perfect reconstruction capabilities, collectively referred to as distortion, such as aliasing, noise.
• For convenience, we will discuss signals
which vary with time（temporal signal）.
However, the same results can be applied to
signals varying in space or in any other
d20i2m1/3e/10nsion.
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• Let x(t) be a continuous signal which is to be sampled, and that sampling is performed by measuring the value of the continuous signal every T seconds. Thus, the sampled signal x[n] is given by
opengl反走样混合多重采样blendmultisample
opengl反⾛样混合多重采样blendmultisample1. 反⾛样在光栅图形显⽰器上绘制⾮⽔平且⾮垂直的直线或多边形边界时，或多或少会呈现锯齿状或台阶状外观。
这是因为直线、多边形、⾊彩边界等是连续的，⽽光栅则是由离散的点组成，在光栅显⽰设备上表现直线、多边形等，必须在离散位置采样。
由于采样不充分重建后造成的信息失真，就叫⾛样(aliasing)。
⽽⽤于减少或消除这种效果的技术，就称为反⾛样(antialiasing)。
2. OpenGL反⾛样的实现OpengL中的反⾛样采⽤的是融合的技术，来实现点、线和图形的边沿以及雾和颜⾊和纹理的插值运算。
OpenGL实现反⾛样需要满⾜两个条件，⼀是启⽤混合，⼆是启⽤针对⼏何图元的反⾛样处理。
3. OpenGL混合Blend混合是什么呢？混合就是把两种颜⾊混在⼀起。
具体⼀点，就是把某⼀像素位置原来的颜⾊和将要画上去的颜⾊，通过某种⽅式混在⼀起，从⽽实现特殊的效果。
假设我们需要绘制这样⼀个场景：透过红⾊的玻璃去看绿⾊的物体，那么可以先绘制绿⾊的物体，再绘制红⾊玻璃。
在绘制红⾊玻璃的时候，利⽤“混合”功能，把将要绘制上去的红⾊和原来的绿⾊进⾏混合，于是得到⼀种新的颜⾊，看上去就好像玻璃是半透明的。
要使⽤OpenGL的混合功能，只需要调⽤：glEnable(GL_BLEND);即可。
要关闭OpenGL的混合功能，只需要调⽤：glDisable(GL_BLEND);即可。
glBlendFunc(源因⼦, ⽬标因⼦)完成混合⽅法的定义。
举例来说：如果设置了glBlendFunc(GL_ONE, GL_ZERO);，则表⽰完全使⽤源颜⾊，完全不使⽤⽬标颜⾊，因此画⾯效果和不使⽤混合的时候⼀致（当然效率可能会低⼀点点）。
如果没有设置源因⼦和⽬标因⼦，则默认情况就是这样的设置。
如果设置了glBlendFunc(GL_ZERO, GL_ONE);，则表⽰完全不使⽤源颜⾊，因此⽆论你想画什么，最后都不会被画上去了。
ue5 tsr抗锯齿参数
ue5 tsr抗锯齿参数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：抗锯齿（Anti-Aliasing）是一种用于减少图形渲染过程中锯齿（aliasing）现象的技术。
UE5（Unreal Engine 5）是一款领先的游戏引擎，提供了丰富的图形渲染和优化功能，其中也包括了对于抗锯齿参数的调整。
在UE5中，TSR（Temporal Super Resolution）是一项新的技术，用于实现更高分辨率的、更清晰的图像。
在UE5中，玩家可以通过调整TSR的抗锯齿参数来优化游戏画面的质量。
让我们了解一下什么是抗锯齿。
抗锯齿是一种通过对图像进行插值或者过滤的方式来减少锯齿现象的技术。
在游戏中，由于图形渲染的限制，会出现锯齿，使得画面看起来不够平滑，缺乏真实感。
通过应用抗锯齿技术，可以使得图像看起来更加平滑、清晰，提升视觉体验。
在UE5中，TSR技术可以帮助玩家实现更高分辨率的图像。
TSR 使用了临时性加速技术，可以使得游戏画面看起来更加清晰。
TSR技术也提供了一些抗锯齿参数供玩家调整，以优化游戏画面的质量。
通过调整这些参数，玩家可以根据自己的需求和设备性能，实现最佳的游戏画面效果。
在UE5中，常见的抗锯齿参数包括抗锯齿质量和抗锯齿强度。
抗锯齿质量用于控制抗锯齿的清晰度，一般分为低、中、高等几个级别。
当选择较高的抗锯齿质量时，画面会更加平滑、清晰，但可能会增加性能消耗。
抗锯齿强度用于控制抗锯齿的强度，一般分为低、中、高等几个级别。
当选择较高的抗锯齿强度时，画面中的锯齿现象会更少，但可能会导致画面模糊。
除了这些常见的抗锯齿参数外，UE5还提供了其他一些高级的抗锯齿选项，如FXAA、TAA等。
FXAA是一种快速的抗锯齿技术，通过对图像进行过滤来减少锯齿现象。
TAA是一种基于时间的抗锯齿技术，通过对多帧图像进行重建来减少锯齿。
玩家可以根据自己的需求选择适合的抗锯齿技术和参数，以达到最佳的游戏画面效果。
第二篇示例：UE5是时下炙手可热的游戏开发引擎之一，其具备强大的渲染能力和视觉效果表现，吸引了大批游戏开发者和设计师的青睐。