反走样和半色调技术

用离散量表示连续量引起的失真现象称之为走样（aliasing）。

反走样

1、走样现象举例

• 阶梯状边界：锯齿形

  

• 图形细节失真

  • 图形中包含相对微小的物体时， 这些物体在静态图形中容易被丢弃或忽略

  

• 狭小图形遗失：动画序列中时隐时现，产生闪烁。

  • 小物体由于“走样”而消失，在动画序列中时隐时现，产生闪烁

  

矩形从左向右移动，当其覆盖某些像素中心时，矩形被显示出来，当没有覆盖像素中心时，矩形不被显示

简单地说，如果对一个快速变化的信号采样频率过低，所得样本表示的会是低频变化的信号：原始信号的频率看起来被较低的“走样”频率所代替

2、反走样概念及方法

概念：用于减少或消除走样现象的技术称为反走样（anti-aliasing）

方法：

1. 提高分辨率
2. 简单区域取样
3. 加权区域取样

3、提高分辨率

采用分辨率更高的显示设备，对解决走样现象有所帮助， 因为可以使锯齿相对物体会更小一些

4、简单区域取样

解决方法：改变直线段模型，由此产生算法
方法步骤：

1. 将直线段看作具有一定宽度的狭长矩形；
2. 当直线段与某象素有交时，求出两者相交区域的面积；
3. 根据相交区域的面积，确定该象素的亮度值

5、加权区域取样

采用圆锥形滤波器，圆锥的底圆中心在当前像素，底圆半径为一个像素，锥高为1。当直线条经过该像素时，该像素的灰度值是在二者相交区域上对滤波器进行积分的积分值。

半色调技术

简单区域取样和加权区域取样技术的前提是多级灰度，利用多级灰度来提高视觉分辨率。但是，若只有两级灰度呢？能否使用上述技术呢？

定义：对于给定的分辨率，通过将几个像素组合成一个单元来获得多级灰度。

灰度提高一倍的同时灰度降为原来的一半

例子：在一个显示器中将四个像素组成一个单元，可产生5种光强。

要尽量避免连成一条直线的花样

一般来说，对于两级灰度显示器可能构成的灰度数等于单元中像素个数加1

• 单元越大，灰度级别越高
• 它是以牺牲空间分辨率为代价的

例子：灰度级别=4，每个单元=2*2

若有m级灰度，n×n个像素组成一个单元，则灰度级别数为n×n×(m-1)+1