第3章：计算机图形生成算法详解——直线与基本绘制原理

本章主要探讨计算机地图制图原理中的基本图形生成算法，特别是针对光栅显示器上常见图形的生成方法，如直线、圆和椭圆。这些图形在地图制图中起着至关重要的作用，它们的准确生成直接影响到地图的清晰度和精度。 首先，图形的生成过程涉及到内存和显存的交互。图形函数入口，如LINE()函数，是硬件设备提供的基本功能，用于读写特定象素，这些象素在内存中以地址形式存在。显示器和打印机等输出设备通过驱动程序接收这些信息，并将其转换为实际图像。D/A转换在此过程中扮演着关键角色，它将数字信号转化为模拟信号，以便于图形在屏幕上显示。 基本图形生成的核心任务是找到与图形最接近的像素点集合，这些像素点用Pi表示，每个点对应显存中的一个地址单元。一维图形，例如直线，由单像素宽度的线段表示，而二维图形则由覆盖一定区域的像素组成。线图元的扫描转换技术是实现基本图形生成的基础，它通过逐个扫描和处理像素来构建连续的图形。 3.2节详细介绍了直线的生成算法，这里提到的数值微分法（DDA）是一种常用的方法。DDA算法假设直线起点和终点坐标为整数，计算斜率k和增量Dx，然后按照一定的规则沿直线走向，每次根据斜率和增量更新像素坐标，直到达到终点。算法步骤包括从起点出发，按固定增量移动，根据直线倾斜角选择坐标轴，计算新坐标，四舍五入得到整数坐标，并检查是否到达终点。DDA算法因其简单高效，在早期计算机图形学中被广泛应用。 总结来说，计算机地图制图原理中的基本图形生成算法不仅包括数学模型的建立，如直线方程的运用，还涉及硬件与软件的交互，以及图形渲染的具体实现技术，如DDA算法的扫描转换过程。这些算法对于实现精确、高效的图形生成至关重要，是现代地图制作和GIS系统中的核心技术之一。