Алгоритмы вычерчивания отрезков

ОСНОВЫ РАСТРОВОЙ ГРАФИКИ

Диалоговые устройства

После того как изображение построено на экране, необходимо как-то взаимодействовать с ним или модифицировать его. Для удовлетворения этой потребности был разработан ряд диалоговых устройств. Среди них можно назвать планшет, световое перо, рычаг, мышь, ручки для ввода скалярных величин, функциональные переключатели или кнопки, клавиатура.

Планшет состоит из плоской поверхности и карандаша (похожего на обычный карандаш), который служит для указания точки на поверхности планшета. Обратная связь на экране дисплея обеспечивается с помощью небольшого символа (курсора), отслеживающего перемещение карандаша по поверхности планшета.

Типичным устройством валюатором для ввода одиночной величины, например, одной координаты, является рычаг. Подвижный рычаг обычно образуется двумя валюаторами - либо потенциометрами, либо преобразователями углового положения, смонтированными на основании прибора. Валюаторы выдают результаты, пропорциональные смещению ручки.

Наипростейшими из валюаторов являются ручки для ввода скалярных величин. Такие устройства особенно хорошо подходят для задания начальных значений для функций поворота, переноса, масштабирования.

Кнопки или функциональные переключатели являются переключателями рычажного или нажимного типа. Они могут быть постоянно нажаты, постоянно отжаты, либо иметь кратковременный контакт. Часто кнопки и переключатели включаются в другие устройства (карандаш планшета, мышь и т.д.)

Световое перо предназначено для рисования изображения непосредственно на экране дисплея. Оно представляет собой небольшое устройство, имеющее форму карандаша и способное улавливать свет, излучаемый отдельными точками экрана дисплея.

Для работы с устройствами растровой графики нужны специальные методы генерации изображения, вычерчивание прямых и кривых линий, закраски многоугольников.

Поскольку экран растрового дисплея с ЭЛТ можно рассматривать как матрицу дискретных элементов (пикселов), каждый из которых может быть подсвечен, нельзя непосредственно провести отрезок из одной точки в другую. Процесс определения пикселов, наилучшим образом аппроксимирующих заданный отрезок, называется разложением в растр. В сочетании с процессом построчной визуализации изображения он известен как преобразование растровой развертки. Для горизонтальных, вертикальных и наклонных под углом 45° отрезков выбор растровых элементов очевиден. При любой другой ориентации необходимо выбрать нужные пиксели (рис.1).

Рис.1. Вычерчивание отрезков

Прежде чем приступать к обсуждению конкретных алгоритмов рисования отрезков, полезно рассмотреть общие требования к таким алгоритмам:

- очевидно, что отрезки должны выглядеть прямыми, начинаться и заканчиваться в заданных точках;

- яркость вдоль отрезка должна быть постоянной и не зависеть от длины и наклона;

- скорость рисования должна быть высокой.

Простой пошаговый алгоритм

В большинстве алгоритмов вычерчивания отрезков для упрощения вычислений используется пошаговый метод. Приведем пример подобного алгоритма:

позиция = начало

шаг = приращение

1) if позиция – конец < точность then 4

if позиция > конец then 2

if позиция < конец then 3

2) позиция = позиция – шаг

goto 1

3) позиция = позиция + шаг

goto 1

4) End