DDA 和 Bresenham 直线绘制算法的区别


计算机图形学领域是一个不断发展且广阔的领域。它涉及各种概念和思想,其中“绘制直线”是使用图形媒体最基本的任务。

在屏幕上绘制直线时,遵循两种算法规则。它们是 DDA(数字微分分析仪)算法规则和 Bresenham 直线算法。

DDA 和 Bresenham 算法都是用于近似线段长度的计算过程的示例。

什么是 DDA?

DDA 在计算机图形学中的主要目的是绘制直线,它在预测下一个像素的值时使用实数值。DDA 是“数字微分分析仪”的缩写。

让我们考虑第一个像素的值为 (X0, Y0) (X0, Y0),并将像素的值 (X1, Y1) 作为目标 (X1, Y1)。

在本文中,我们将学习如何使用已知像素值 (X0, Y0) (X0, Y0) 计算目标像素值。

因此,让我们举一个例子,看看如何使用 DDA 计算目标点的像素值。

步骤 1

现在我们有了输入 (X0, Y0) (X0, Y0),我们需要确定直线是否垂直于 X 轴或 Y 轴。为了找到这一点,让我们首先计算起点和终点之间像素值的差值。

dx = X1 - X0
dy = Y1 - Y0

步骤 2

接下来,开始沿 X 轴绘制直线。当且仅当“dx”的值为零时,我们应该绘制一条平行于 Y 轴的直线。这是用计算机语言表达的实际计算。

if (absolute (dx) > absolute (dy))
   Steps = absolute (dx);
else
   Steps = absolute (dy);

步骤 3

为了绘制直线,需要分别确定“x”坐标和“y”坐标的实际像素值。

X increment = dx / (float) steps;
Y increment = dy / (float) steps;

步骤 4

这是需要计算的内容,直到我们到达目标像素。在计算过程中,DDA 方法会将像素值向下舍入到最接近的整数。我们一直在讨论的代码示例可以在这里找到。

for (int v=0; v < Steps; v++) {
   x = x + X increment;
   y = y + Y increment;
   putpixel (Round(x), Round(y));
}


什么是 Bresenham 算法?

在计算机图形学领域,Bresenham 开发的算法是最早开发的用于估计线段的方法之一。它用于定义可以通过其近似绘制直线的各种位置。然后可以从这些点形成线。绝大多数人使用它在位图图形中创建简单的几何形状。

与 DDA 在其计算过程中使用乘法和除法相反,Bresenham 方法仅依赖于加法和减法来完成其任务。这意味着它使用简单的计算,从而节省了时间并提高了效率。此外,它非常精确和准确,使其成为计算值的最佳方法之一。它允许优化,并且与其他选项相比也相当便宜。

该算法在各种图形芯片和绘图仪应用程序中得到广泛使用。因此,它成为许多软件图形库的基础。许多人利用它的扩展来创建不同类型的形状,例如球体和圆形。由于计算非常简单,它甚至被纳入某些图形卡上运行的软件中。

尽管如此,自从 1962 年发现以来,该算法已经进行了许多修改。过去,它只能绘制简单的线条和形状。但是,在当今时代,该算法也可以用于绘制贝塞尔曲线、立方体和椭圆。让我们来看看该算法的工作原理。

  • Bresenham 开发的算法假设初始像素坐标为 (xa+1, ya)。

  • 下一个像素值自动计算为 (xa+1, ya+1),其中 an 是增量值,算法通过添加或删除它创建的方程式来计算它。

DDA 和 Bresenham 算法的区别

下表突出显示了 DDA 和 Bresenham 算法之间的主要区别 -

比较依据
DDA
Bresenham 算法
方法
仅使用乘法和除法运算。
在此过程中仅使用加法和减法
效率
与 Bresenham 直线算法相比,DDA 方法效率不高。
尽管它比 DDA 算法更有效。
速度
Bresenham 直线算法的计算速度明显高于 DDA 算法。
但是,Bresenham 直线算法的计算速度明显快于 DDA 算法。
精度
它没有很高的准确度或精度。
它非常准确和精确。
复杂度
为了完成其任务,它依赖于复杂的计算。
为了执行其任务,它执行基本的计算。
价格
它的成本很高。
它属于较低的价格范围。
优化
它阻止优化发生。
它允许优化。

结论

在计算机图形学领域,DDA 和 Bresenham 方法的功能非常相似。它们都可以用来创建线段以及其他各种事物。

Bresenham 算法仅使用加法减法来实现此目标,而 DDA 则依赖于乘法除法。DDA 是一个更复杂的系统,效率也较低,而且不够精确。另一方面,Bresenham 开发的方法简单、实用且相当准确。

两者之间另一个显着区别是,尽管 DDA 的使用受到限制,但它通常最终会变得更昂贵。因此,对于更大的数据集,它可能不是最佳解决方案。另一方面,Bresenham 开发的方法可用于大型数据集,同时具有更高的成本效益。

更新于: 2022-07-28

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