Rasterização, Anti-aliasing e Preenchimento

1. Rasterização,Anti-aliasing e Preenchimento Alex F. V. Machado alexcataguases@hotmail.com

2. Rasterização: Revisão • O que é rasterização? • Que métricas podemos usar para definir se um algoritmo de rasterização de seguimentos de reta é melhor do que um outro? • Quais foram os algorimos de rasterização de seguimentos de retas estudados? • Aplique o algoritmo de Bresenham para unir os pontos das seguintes imagens, posteriormente defina sua forma de aplicação.

3. Amostragem, Aliasing, e Anti-aliasing • A linha, que no universo físico é contínua, é amostrada em uma matriz finita 2D de pixels. • Tal discretização pode causar distorções visuais como cisalhamento ou efeito de escada. • Essas distorções são chamadas de aliasing. • Para reduzir o problema de aliasing, usa-se uma técnica chamada anti-aliasing. • A técnica consiste em uma superamostragem (uma vez que o aliasing é causada por uma subamostragem)

4. 1 3 3 3 2 3 SUPERAMOSTRAGEM • Superamostragem = Amostrar um objeto numa resolução maior do que será reconstruído. dividir os pixels em sub-pixels (i.e. 9), aplicar o algoritmo de Bresenham nesses sub-pixels contar o número de sub-pixels “acesos” por pixel O pixel será aceso com intensidade proporcional ao número de sub-pixels acesos.

5. Exemplo de Anti-aliasing em Linhas • Observe que quando a cor de fundo não é preto, o anti-aliasing deve fazer uma composição da intensidade com a cor de fundo. • Anti-aliasing é necessário não só para linhas, mas também para polígonos e texturas (o que já é mais complicado)

6. y x Rasterização de Círculos • Mesma idéia de avaliar incrementalmente uma função que classifica o ponto médio entre um pixel e outro com relação a uma função implícita • Apenas um octante precisa ser avaliado, os demais são simétricos • Para cada pixel computado, oito são pintados • Derivação um pouco mais difícil que a da reta • Outras cônicas podem também ser rasterizadas de forma semelhante E V1 V0 C(x,y) = 0 SE V1’

7. Preenchimento de regiões • Fill methods: 2 algoritmos • Boundary Fill • Flood Fill (para bordas multicoloridas) • Atuam ao nível do pixel • Interessantes para aplicações do tipo painting • Scanline-Fill Approaches • Atuam no nível dos polígonos • Melhor performance

8. Fill Methods • Algoritmos não tratam objetos isoladamente • Dá-se um ponto interior a figura e prossegue-se até a borda • Similar a função existente em aplicativos do tipo paintbrush • Denominados seed-fill (preenchimento a partir da semente) • Dado um pixel qualquer, quais são seus vizinhos? • 4-connected • 8-connected

9. Fill Methods • Inicia com um ponto dentro de uma região • Pinta o interior até a próxima aresta • Deve ser definida a cor da aresta • Pinta regiões 4-connected ou 8-connected • Regiões 4-connected são mais rápidas, mas podem apresentar problemas

10. Fill Methods • Algoritmo recursivo • Preenche vizinhos da semente que atendem ao critério • Aplica o algoritmo recursivamente tomando esses vizinhos como sementes • Termina quando nenhum vizinho atende o critério

11. Algoritmo de Preenchimento Fill Methods • Pseudo-código: Procedure FloodFill (x, y, cor, novaCor) Se pixel (x, y) = cor então pixel (x, y) ← novaCor FloodFill (x + 1, y, cor , novaCor) FloodFill (x, y + 1, cor , novaCor) FloodFill (x - 1, y, cor , novaCor) FloodFill (x, y - 1, cor , novaCor) • Uso abusivo de recursão pode ser contornado preenchendo intervalos horizontais iterativamente

12. Algoritmos scanline-fill(Rasterização de Polígonos) • Operação fundamental em computação gráfica • Polígono é dado por uma lista de vértices • Último vértice = primeiro vértice • Usar conceito de paridade

13. ymax b c a d e ymin Algoritmos scanline-fill(Rasterização de Polígonos) y • Algoritmo clássico usa técnica de varredura • Arestas são ordenadas • Chave primária: y mínimo • Chave secundária: x mín. • Exemplo: (e,d,a,b,c) • Linha de varredura perpendicular ao eixo y percorre o polígono (desde ymin até ymax) • Intervalos horizontais entre pares de arestas são preenchidos x