二维线画图元生成：扫描转换与直线段

"本资源主要介绍了计算机图形学中的二维线画图元生成，包括简单的二维图形显示流程、扫描转换直线段和圆弧的方法，以及线画图元的属性控制。重点讲解了扫描转换直线段的DDA算法，并给出了相应的代码示例。" 在计算机图形学中，线画图元是构成复杂图形的基本元素，如直线和圆弧。本章聚焦于二维线画图元的生成，首先概述了一个简单的二维图形显示流程。这个流程通常涉及用户通过光栅显示系统输入图形，如使用OpenGL等图形软件包定义的顶点，然后经过扫描转换将这些几何图形转化为点阵，即像素的集合。 扫描转换是图形显示过程中的关键步骤，它将几何形状转换为屏幕上的一系列像素。这个过程包括两个主要任务：裁剪和扫描转换。通常，先进行裁剪以减少不必要的计算，然后进行扫描转换。扫描转换后再进行裁剪虽然算法简单，但可能会增加计算负担。而扫描转换到画布上的位块拷贝操作虽然算法简单，但可能消耗更多的时间和内存，尤其在处理大量字符显示时。 针对直线段的扫描转换，本章详细讲解了DDA（Digital Differential Analyzer）算法。DDA是一种增量算法，适用于斜率介于-1和1之间的直线段。算法基于直线的两点假设，即直线段宽度为1，通过计算每个像素点的坐标并进行取整，从而找到与直线段充分接近的像素集。DDA算法的核心在于每次迭代时，纵坐标y会根据斜率m增加，减少了乘法运算，提高了效率。 给出的代码示例展示了如何实现DDA算法来扫描转换一条直线段，该函数接受起点坐标(x0, y0)，终点坐标(x1, y1)以及颜色参数，然后通过循环遍历每个像素点并设置颜色，完成直线的绘制。 此外，资源还提到了生成圆弧的正负法，这是处理曲线图元的一种方法，但未提供具体细节。线画图元的属性控制也提及，这通常涉及到线条的宽度、颜色、样式等特性，这些属性可以改变图形的视觉效果。 总结来说，本章节深入探讨了二维线画图元的生成技术，特别是扫描转换直线段的DDA算法，为理解计算机图形学中的图形绘制提供了基础理论和实践指导。