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反走样 一、定义 反走样是解决计算机图形中对角线或曲线边缘出现锯齿状或阶梯状走样的数学解决方法。基于位图的反走样算法是评价图像边缘和阴影的像素色调和颜色或者说是抵消一些邻近的像素从而达到在人眼出现一条平滑线的目的。 2002年5月27日，反走样能够光滑数字键入和计算机图形中的粗糙的边缘，同时也能够减少一些妨碍性显示，如无绳电话、打印机、数字相机。 当一幅图像或者一种显示用太少的像素去表现它的原貌的时候就会出现锯齿状或者阶梯状边缘的走样现象。 纹理或人字型的光谱走样本来是不应该出现的，但是由于数字系统之间的相互妨碍而产生，比如说颜色和亮度。 二、 反走样的工作原理 在图形学中，反走样算法取样、检查以及评价邻近直线或曲线的像素的颜色和阴影。它们也会遮掉一些像素来创造一条柔滑的线。人眼就永远都不会看到这种阶梯状的边缘，相反，出现的是一条清晰柔滑的线。 许多反走样算法通过Jitter来产生一个相应的效应。滤波器很少抵消或者jitters像素，从而代替了改变像素的颜色和色调。这种方法在物体和它的背景之间创造了一个非常渐进的转化过程。 通过颜色的点来Dithering或者创造一个相似的阴影效果，能够为图像和素描创造一种反走样效果。 增加解决的方法和减小像素的大小能够产生一个和反走样相似的效果，但是这种方法并不是总是可行的。 有损压缩能够在一张CD上存储成千上万个大的图像文件。 有损压缩是通过减少样式来工作的。当这个压缩过的图像重建的时候，就会丢失一些信息，从而就会给人一种是人为制造的感觉。反走样能够消除这些认为制造的感觉，同时也能产生光滑边缘。 尖端图形硬件制造商Silicon Graphics发明了一种反走样方法，它是通过特殊的存储器来暂时地存储受损的帧。当有许多帧已经被存储的时候，图像芯片就会将它们混合起来。 为了防止走样，许多设备例如，英特儿公司的奔III芯片以及许多打印机和数字相机都引入了反走样滤波器。尖端图形卡包含了更多精密复杂的反走样滤波器。 许多反走样滤波器都是在不同的位置取样临近像素2到16次，然后总和和平均这些不同的输入值而得到最真实的颜色。许多取样会在图象边缘和直线或曲线边缘出现不同的等级。但是一个较高的取样频率需要更多的时间和存储器。 许多卡利用了过取样，它就是一个在高频率下对图像进行取样，而在低频率下进行显示，这样就减少和过滤了图像，也就是说在让它显示之前增加了一些新的像素。但是这种强迫性的技术会给性能敲响警钟。 三、 反走样技术的应用 许多图像卡制造商通过利用具有特殊取样形式的反走样滤波器来创造一个在取样率不高的情况下产生较高的取样效果。 GeForce4 Ti4600图形卡利用多种取样技术并且在硬件中嵌入了反走样技术，性能的下降或多或少得受到这个技术的影响。Nvidia说许多取样都是建立在反走样基础上的。 反走样边缘例如Adobe系统中的Photoshop软件并不反走样整幅图象或图画，但是它能反走样一个单一颜色和色调的物体在遇到一个其他颜色的物体或背景。 有经验的使用者能充分利用Photoshop中的锐化和模糊工具来模仿反走样效果，由走样引起的视觉上的不适在录象中更为明显。然而每个帧看起来还是很精致的，但是作为一个录象图象，人造物能使一个建筑物的边缘变得闪烁或慢慢爬行。反走样能解决绝大多数这些问题。 对图象的反走样能够光滑边缘而同时减少了粗糙边缘的出现，但是摄影师可能喜欢这种锐利的图象。 伴随着图象的细节，小于14像素高，并不能从反走样模糊边缘中受益。 总之，反走样能够帮助显示图象和许多图形，但是它并不能帮助文本输入或者说最大锐化程度和细节的需要。 Lais是一个自由作家。 1、有损压缩能够让你在一张CD上存储成千上万张图象，但是解压的时候就会产生人造感，就如左边的图象所示。右边的图象是通过反走样来消除这种人造感。 2、想象网格中的每一个正方形是一个像素。如果你要画一条直线，它不可能像左边的直线那样，而应该是像中间那条线。为了消除锯齿状，反走样取样边缘像素和创造新的阴影像素来模糊锯齿状线。如果你仔细看的话，你将会看到右边那条直线要比中间那条线直一点。 3、左边的数字看起来凹凸不平。通过为直线或曲线增加像素，反走样能够使这些在右边的字母看起来更加光滑和容易识别。在大于14像素高的情况下这个效果会更好。 目 录 摘要………………………………………………………………………i Abstract …………………………………………………………………i 第一章 引言………………………………………………………………1 1.1研究背景……………………………………………………………1 1.2 编程实验环境………………………………………………………2 第二章 反走样概述……………………………………………………… 5 2.1 过取样技术…………………………………………………………5 2.2 区域取样…………………………………………………………… 7 2.3 WU像素反走样……………………………………………………… 12 2.4点取样……………………………………………………………… 14 2.5象素移相……………………………………………………………14 第三章 反走样算法的改进……………………………………………… 15 3.1 多段直线反走样算法………………………………………………… 15 3.2 圆反走样算法 ……………………………………………………… 18 3.3位图反走样…………………………………………………………19 第四章 总结与展望……………………………………………………… 23 4.1总结………………………………………………………………… 23 4.2进一步改进设想……………………………………………………23 参考文献…………………………………………………………………25 | ||||||||
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