-
Предположим, что заданы координаты ( X1, yl - х2, у2) концов отрезка прямой. Для вывода линии необходимо закрасить определенным цветом все пикселы вдоль линии. Для того чтобы закрасить любой пиксел, необходимо знать его координаты.
Наиболее просто нарисовать отрезок горизонтальной линии.
Вычисление текущих координат пиксела выполняется как приращение по x (необходимо, чтобы х1=< х2), а вывод пиксела обеспечивается специальной функцией.
Аналогично рисуется отрезок вертикали.
Горизонтали и вертикали представляют собой частный случай линий. Рассмотрим линию общего вида. Для нее также необходимо вычислять координаты любого пиксела. Известны несколько методов расчетов координат точек линии.
Прямое вычисление координат
Пусть заданы координаты конечных точек отрезка прямой. Найдем координаты точки внутри отрезка.
Запишем соотношения катетов для подобных прямоугольных треугольников:
Положительные черты прямого вычисления координат.
1. Простота, ясность построения
2. Возможность работы с нецелыми значениями координат отрезка.
Недостатки.
1. Использование операций с плавающей точкой или целочисленных операций умножения и деления обуславливает маленькую скорость. Для старых компьютеров разница могла составлять десятки раз, поэтому и старались разрабатывать алгоритмы только на основе целочисленных операций.
2. При вычислении координат добавлением приращений может накапливаться ошибка вычислений координат.
Инкрементные алгоритмы растеризации. Основной целью при разработке таких алгоритмов было построение циклов вычисления координат на основе только целочисленных операций сложения/вычитания без использования умножения и деления. Были разработаны инкрементные алгоритмы не только для прямых, но и для кривых линий.
Инкрементные алгоритмы выполняются как последовательное вычисление координат соседних пикселов путем добавления приращений координат. Приращения рассчитываются на основе анализа функции погрешности. В цикле выполняются только целочисленные операции сравнения и сложения/вычитания. Достигается повышение быстродействия для вычислений каждого пиксела по сравнению с прямым способом.
Алгоритмы вывода фигур
Фигурой здесь будем считать плоский геометрический объект, который состоит из линий контура и точек заполнения, которые помещаются внутри контура. Графический вывод фигур делится на две задачи: вывод контура и вывод точек заполнения. Поскольку контур представляет собой линию, то вывод контура проводится на основе алгоритмов вывода линий. В зависимости от сложности контура, это могут быть отрезки прямых, кривых или произвольная последовательность соседних пикселов.
Для вывода точек заполнения известны методы, которые разделяются в зависимости от использования контура на два типа: алгоритмы закрашивания от внутренней точки к границам произвольного контура и алгоритмы, которые используют математическое описание контура. Алгоритмы закрашивания
Сначала определяются координаты произвольного пиксела, находящегося внутри очерченного контура фигуры. Цвет этого пиксела изменяем на нужный цвет заполнения. Потом
проводится анализ цветов всех соседних пикселов. Если цвет некоторого соседнего пиксела не равен цвету границы контура или цвету заполнения, то цвет этого пиксела изменяется на цвет заполнения. Потом анализируется цвет пикселов, соседних с предшествующими. И так далее, пока внутри контура все пикселы не перекрасятся в цвет заполнения.
Простейший алгоритм закрашивания. Для всех алгоритмов закрашивания нужно задавать начальную точку внутри контура с координатами х0, у0. Простейший алгоритм можно описать всего двумя шагами.
Алгоритм закрашивания линиями.
|
От приведенного выше простейшего алгоритма он отличается тем, что на каждом шаге закрашивания рисуется горизонтальная линия, которая размещается между пикселами контура. Алгоритм также рекурсивный, но поскольку вызов функции осуществляется для линии, а не для каждого отдельного пиксела, то количество вложенных вызовов уменьшается пропорционально длине линии. Это уменьшает нагрузку на стековую память компьютера и обеспечивает высокую скорость работы. |
|
Алгоритмы заполнения, которые используют математическое описание контура Математическим описанием контура фигуры может служить уравнение у =f(x) для контypa окружности, эллипса или другой кривой. Для многоугольника (полигона) контур задается множеством координат вершин (хi, уi). Возможны и другие формы описания контура. Общим для рассматриваемых ниже алгоритмов есть то, что для генерации точек заполнения не нужны предварительно сформированные в растре пикселы границы контура фигуры. Контур может вообще не рисоваться в растре ни до, ни после заполнения. Заполнение прямоугольников. Среди всех фигур прямоугольник заполнять наиболее просто. Если прямоугольник задан координатами противоположных углов, например, левого верхнего (х1, у1) и правого нижнего (х2, у2), тогда алгоритм может состоять в последовательном рисовании горизонтальных линий заданного цвета. Заполнение круга. Для заполнения круга можно использовать алгоритм вывода контура. В процессе выполнения этого алгоритма последовательно вычисляются координаты пикселов контура в границах одного октанта. Для заполнения следует выводить горизонтали, которые соединяют пары точек на контуре, расположенные симметрично относительно оси y. |
