2. 2차원 그래픽스의 기본 요소 (컴그)

점, 선, 원, 영역 채우기, 앨리어싱 효과

래스터 방식의 출력장치에서의 기본 요소: 픽셀로 표현, 기하공간에서의 점: 좌표(x, y), 점의 속성: 크기, 명암, 색상, 모양 등

양 끝점으로 정의, 점의 좌표: 절대 좌표 or 상대좌표를 이용하여 표현, 선의 속성: 유형, 굵기, 색상, 선 끝 모양 등

곱하기가 없이 소수점 더하기 연산만을 반복한다., 부동 소수 연산 사용, 정수연산에 비해서는 상대적으로 속도가 떨어진다., 반올림 연산 함수의 실행시간이 걸린다., 매번 정수좌표를 구할 떄마다 오차가 축적된다.

기울기과 0과 1사이라고 가정할 때, 선을 구성하고 있는 어느 한 점에서 가능한 다음 점, 가능한 두 점 중, 실 선과 두 개의 가능한 점의 차이가 더 작은 점을 선택하여 선을 나타내는 알고리즘, 소수점 계산 없이 정수의 더하기 연산과 이동 연산만으로 처리되므로 속도가 빠르다.

한 점에서 같은 거리에 있는 점들의 집합

같은 색상 값을 갖는 이윳한 픽셀들의 집합

그림이 래스터 버퍼에 그려진 후 이미지에서 영역의 채우기를 실행, 영역 내부의 한 픽셀이 시드로 주어지고 이 픽셀에서부터 채워나간다., 주로 페인팅 소프트웨어나 대화식 이미지 처리 프로그램(사용자가 원하는 영역을 클릭하면 그 점을 시드로 하여 채우기를 실행)에서 사용

매 주사선 별로 다각형의 내부 구간을 판단하여 해당 픽셀을 칠한다., 주사선채우기(Scan-line Fill)라고도 불린다., 주로 벡터방식의 그리기 소프트웨어에서 사용(채우기를 하는 도형의 벡터 데이터를 가지고 있다)

여러 개의 다각형으로 구성된 복잡한 도형이 주어지면 내부 영역을 다르게 판단할 수 있기 때문이다.

알고리즘이 간단하다., 서로 다른 두 개의 다각형이 겹쳐있을 때 그 겹친 부분을 항상 외부 영역으로 판단한다.

다각형 모서리의 방향에 따라 내부와 외부영역을 지정해줄 수가 있다., 홀짝 규칙보다 약간 복잡하다., 도형 설계에서 자유롭게 내부와 외부 영역 지정 가능하다., 정교한 소프트웨어에서 많이 사용한다.

같은 값을 가지고, 연결된 픽셀들을 내부 영역으로 판단한다. 범람 채우기(Flood Fill)이 여기에 속한다.

경계의 안쪽에 위치하는 픽셀들을 내부 영역으로 판단한다. 경계 채우기(Boundary Fill)이 여기에 속한다.

내부의 한 점 시드를 스택에 저장한다. -> seed pixel을 중심으로 4방향 또는 8방향의 이웃 픽셀에 대해 내부의 점인지를 확인 -> 재귀적 함수 사용하여 이웃한 픽셀들을 검사해 나간다.

매 주사선마다 교차되는 edge들의 목록을 유지, 갱신하여 영역을 설정한다. 가장 대표적인 방법으로는 y-x 다각형 주사선 알고리즘이 있다.

다각형의 전체 edge의 목록이다., 시작점의 y 좌표값 (더 작은 y 값) 순서로 다각형의 전체 에지를 정렬하여 전체 에지의 EL 구성한다., 매 주사선에서 교차하는 에지를 EL에서 꺼내어 AEL로 옮겨 관리한다.

각 주사선과 교차하여 활성화 된 edge 목록이다., 해당 주사선과 각 에지와의 교차점의 x값을 구한 후 2개씩 짝을 만들어 이들 사이를 채운다.

y-x 알고리즘이다. (y-x 알고리즘: y값 순서로 전체 에지 정렬, 교차점은 x 좌표값 순서로 정렬), 효율성: 에지의 목록에 대한 부분적인 일관성으로 발생한다.

앨리어싱 효과가 나타난다.

계단 현상. 모양이 들쑥 날쑥하고 선이 움직일 때 위치가 바뀐다.

아날로그 방식의 그림을 디지털화 하는데 샘플링 오차가 발생하여 생긴다., 저해상도의 출력장치에서 두드러진다.

컬러 또는 회색조 출력 장치에서 경계가 부드럽게 보이도록 하는 기법

해상도를 높인다. (물리적 해상도의 한계) 물체의 경계 픽셀에서 물체와 배경의 색상을 혼합해서 그린다.

출력 장치의 해상도보다 고해상도에서 그림을 자세히 표현할 수 있도록 하나의 픽셀 영역을 여러 개로 분할하는 기법, 원래의 해상도로 환원할 때 픽셀의 명암값을 계산하여 보여준다.

수퍼 샘플링 기법을 효율과 성능면에서 최적화 한 샘플링 기법, 폴리곤의 외곽선이 지나가는 곳만 적용한다., 각 픽셀 당 1개 이상의 샘플링 정보를 사용하여 명암값을 조정한다., 대부분의 응용 프로그램에서 사용하는 알고리즘 기법이다.

NVDIA에서 출시한 기법으로 렌더링 된 그래픽에서 주변 픽셀에서 밝기 차이를 계산하고 주변 픽셀의 색을 혼합하는 방식이다.

이미지 기반의 후처리 방식 기법, 렌더링 후 외곽선을 찾아 외곽선의 픽셀들을 블렌딩 하는 방식

가장자리 찾기를 위하여 필터를 적용한 셰이더 기반의 후처리 기법