Bresenham直线生成算法详解

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基本思想

        比较从理想直线到位于直线上方的像素的距离t和相邻的位于直线下方的像素的距离s,根据距 离误差项的符号确定与理想直线最近的像素,如下图所示:

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简言之就是判断t和s哪个点距离直线更近

判断 s-t 的大小

        已知当前的像素的中心点坐标为(xi,yi),根据 s-t 的值来判断下一步的点所在位置。详细计算推导过程如下:

 设位于s、t之间直线的坐标(x,y),得到  bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习

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  bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习 时,真实的直线y值为:bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习 ,

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 m代表直线的斜率(slope),故,

  在原式两边同时乘上,原式 = bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习

 我们的目的是判断 s-t 是大于0的还是小于0的,且由于恒大于0,所以我们可以令

 ,此时  s-t 正负方向一致,可以用来代替 s-t 来判断其大小。由于判断的是正负性,所以一些已知项可以当成常数C来看。

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此时bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习

联立两个式子,注意代入 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习,然后求 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习 ,结果得到:

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 当我们选择直线上方的点的话,那么  ,bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习,此时

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反之 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习

 最终推出以下式子:

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此时 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习 就代表了  的正负性,当  ,代表了 比 大,所以要取上面的一格,即bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习 ; 反之取的格子位置不变,即 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习 。

接下来看一道例题,来体会一下breseham算法的应用。

例题

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首先先画好直线段:

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接着通过求 三个变量的值来确定像素的坐标位置:

第一个像素点位置就是起点,即(0,0),

初始的误差值 ,由前面的式子 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习,令 i = 1

得:

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所以得值  =  = -1。

综上第一个点,三个参数是。

第二个点,x一定往右一格,所以此时。

因为上一格求得的误差,所以此时 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习,即。

由于,故 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习

综上第二个点,三个参数是。

第三个点,x一定往右一格,所以此时。

因为上一格求得的误差,所以此时 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习,即。

由于,故 bresenham算法画直线,计算机图形学,算法,计算机视觉,图形渲染,c++,学习

综上第三个点,三个参数是。

依次类推······

结果如图:

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 得到的坐标依次为(0,0) (1,0) (2,1) (3,1) (4,2) (5,2)

根据坐标填充像素:

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 此时,breseham算法生成直线像素已完成。

代码描述(C语言伪代码)

//Bresenham
void Bes_line(int x0,int y0,int x1,int y1){
	int dx,dy,h,x,y;
	dx=abs(x0-x1);
	dy=abs(y0-y1);
	h=2*dy-dx;
	x=x0;
	y=y0;

	glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
    glBegin(GL_POINTS);  
    glVertex2f(x,y);	
	while (x<x1)
	{
		if(h<0)  h+=2*dy;
		else{
			h=+2*(dy-dx);
			y++;
		}
		glVertex2f(x,y);		
		x++;
	}
	glEnd();
}

Bresenham算法的优点

  • 不用计算斜率,不涉及到浮点数的运算。 

  • 计算中涉及到的全部是整数文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-521177.html

  • 乘法运算只有乘以2,可以用移位运算来实现。

到了这里,关于Bresenham直线生成算法详解的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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