栅格化(rasterization)是一种图形渲染技术,将矢量图形(vector graphics)转换为栅格图像(raster image)。栅格化是将连续的矢量图形转换为离散的像素矩阵的过程,即将图形分解为像素点的集合。
在计算机图形学中,栅格化是实现图形显示和图像处理的重要步骤。当使用计算机屏幕等像素显示设备时,矢量图形必须经过栅格化转换为栅格图像才能被显示。栅格化过程通常由图形硬件或图形库来处理,它包括以下主要步骤:
1.几何处理:将矢量图形进行几何变换,如平移、旋转、缩放等,以适应指定的显示区域和尺寸。
2.裁剪:根据显示区域的大小,剪切矢量图形,只保留需要显示的部分。
3.视口变换:将矢量图形转换为屏幕坐标系下的图像,这是通过将图形坐标映射到屏幕坐标系来实现。
4.光栅化:将图形中的图元(primitive)转换为像素点的集合。图元可以是线段、曲线、多边形等基本图形元素。光栅化时,需要考虑像素与图元之间的相互覆盖情况,通常使用扫描线算法或线段拆分法来实现。
5.着色:确定每个像素点的颜色。栅格化后的像素点可以使用各种颜色模式来表示,如RGB(红绿蓝)、CMYK(青黄洋红黑)等。
栅格化技术在计算机图形学的应用非常广泛。它不仅被用于实时图形渲染,如计算机游戏、动画等,还被用于印刷、医学图像处理、遥感图像处理等领域。栅格化可以充分利用图形硬件的并行计算能力,实现高效、快速的图像显示和处理。此外,栅格化还可以进行后期图像处理,如图像平滑、边缘检测、颜色调整等。
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