计算机图形学：二维图元扫描转换与直线算法

"本章是关于计算机图形学的讲解，主要涵盖了二维图元的生成，包括简单的二维图形显示流程、直线段、圆弧、易画曲线的正负法以及线画图元的属性控制。课程内容由上海大学计算机学院的陈任教授讲解。" 在计算机图形学中，二维图元的生成是一个关键过程，它涉及到将图形从参数表示转换为适合光栅显示器的点阵表示，也就是扫描转换或光栅化。光栅显示器由像素矩阵构成，因此在屏幕上显示任何图形都是像素的集合。扫描转换的目标是确定最佳的像素集合，以显示给定图形的近似形状，并用特定属性填充这些像素。 本章内容详细介绍了以下几个部分： 1. **简单的二维图形显示流程**：包括了图形从顶点参数表示到点阵表示的转换，以及裁剪的顺序。一般来说，有两种策略：先裁剪后扫描转换，或者先扫描转换后裁剪，每种都有其适用的场景和优势。 2. **直线段的扫描转换**：讲解了DDA（Digital Differential Analyzer）算法、中点算法和Bresenham算法。中点算法是对DDA算法的优化，特别适用于斜率绝对值小于1的直线。Bresenham算法则是更为高效的方法，尤其适用于各种斜率的直线。 3. **圆弧的扫描转换**：强调了圆弧的八对称性，并介绍了中点算法用于圆弧扫描转换，以及多边形逼近法作为生成圆弧的一种方法。此外，还提到了正负法作为生成圆弧的有效手段。 4. **易画曲线的正负法**：正负法是一种处理曲线的方法，特别是在处理圆弧时，能够生成与曲线足够接近的像素集合。 5. **线画图元的属性控制**：这部分涉及线型（如虚线、实线等）和线宽的控制，这对于图形的视觉效果和表达至关重要。 学习这些内容有助于理解计算机如何将抽象的图形指令转化为我们在屏幕上看到的实际图像，对于从事图形界面设计、游戏开发、可视化等领域的工作至关重要。通过掌握这些基础算法和原理，可以实现更高效、更精确的图形渲染。