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在电力故障抢修车车载GIS设备开发中,要求快速地描画地理图形信息,提出了快速图形生成算法的研究需要。
本文研究了计算机图形学基础图形生成的快速算法。针对嵌入式图形系统硬件配置低,图形用途的非专业性的特点,本文提出和研究了小计算量的快速图形生成算法。主要有:直线的“两点-对称”Bresenham生成算法、Liang-Barsky裁剪的整数化方法、粗直线的快速生成算法,还提出了道路轮廓的描画方法。用于嵌入式GIS软件描画地理图形信息。并对实现的算法进行了对比测试,得到了比较满意的结果。
“两点-对称”Bresenham生成算法采用两点原理和对称原理相结合,可以通过一次计算生成2到4个点,与单点Bresenham算法相比加速比为2.468。
直线的矩形裁剪算法采用Liang-Barsky的参数化裁剪算法,对其做了整数化实现。这不仅降低了对硬件的要求,还使裁剪速度加速比提高到2.256。
本文的粗线快速生成算法在“两点-对称”直线段生成算法的基础上采用“点转化扫描线法”,通过查宽度增量表的方法来确定不同斜率和线宽时的扫描线长,从而运算量非常小。针对该算法特点,提出了“等腰直角三角形”粗线端头画法,粗折线的拐角连接效果比较好。算法速度可以达到微软GDI算法的4~18倍左右。
上述算法作为图形用户界面(GUI)的基本图形引擎,是嵌入图形系统开发的重要部分,本文还简单涉及了GUI的开发。