CN105550991A - 一种图形无极旋转方法 - Google Patents

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田泽
杨峰
张少锋
赵彬
王绮卉
姜丽云
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Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4023—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on decimating pixels or lines of pixels; based on inserting pixels or lines of pixels
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Abstract

本发明涉及一种图形无极旋转方法。该方法包括以下步骤：基于图形矩阵A和旋转角度angle，1)对图形矩阵A，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)，获得图形矩阵B；2)对图形矩阵B进行三次样条插值拟合，获得图形矩阵C；3)对图形矩阵C，沿y方向逐列平移x*sina(angle)，获得图形矩阵D；4)对图形矩阵D进行三次样条插值拟合，获得图形矩阵E；5)对图形矩阵E，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)，获得图形矩阵F；6)对图形矩阵F进行三次样条插值拟合，获得图形矩阵G；7)获得图形G。本发明提高了图形的清晰度，减轻马赛克效果。

Description

一种图形无极旋转方法
技术领域
本发明属于计算机应用技术领域，尤其涉及一种图形无极旋转方法。
背景技术
计算机图形处理是一种利用计算机来设计、显示、存储、修改和完善图形图像的技术，包括图像处理二维制作技术和图形处理三维制作技术两个大方面，主要具体的内容有：图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析等；几何变换，如平移、旋转、缩放、透视和投影等；建模或造型设计；隐线、隐面消除，明暗处理等；曲线和曲面拟合；色彩设计。
图形的旋转是指图形的每个顶点坐标绕中心点旋转。
假设对图片上任意点(x,y)，绕一个坐标点(rx0,ry0)逆时针旋转RotaryAngle角度后的新的坐标设为(x',y')
x'＝(x-rx0)*cos(RotaryAngle)+(y-ry0)*sin(RotaryAngle)+rx0
y'＝-(x-rx0)*sin(RotaryAngle)+(y-ry0)*cos(RotaryAngle)+ry0
顶点坐标变换后，新的坐标不一定是整型，所以需要对变换后的顶点坐标信息进行插值拟合。
现在的插值算法常用的有最近邻差值和双线性插值。最近邻插值法直接通过对浮点数四舍五入获取到最接近的像素值，会造成图像失真；双线性插值法利用原图中虚拟点四周的四个真实存在的像素值来共同决定目标图中的像素值，其效果优于最近邻插值法，但由于其只利用了四个像素值，对图像效果的清晰度的提升是很有限的。
发明内容
本发明为解决背景技术中存在的图形失真的技术问题，而提供一种图形无极旋转方法，可在图形旋转后仍可保证清晰的图形效果。
本发明的技术解决方案是：本发明为一种图形无极旋转方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：基于图形矩阵A和旋转角度angle，
1)对图形矩阵A，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)，获得第一图形矩阵B；
2)对第一图形矩阵B进行三次样条插值拟合，获得第二图形矩阵C；
3)对第二图形矩阵C，沿y方向逐列平移x*sina(angle)，获得第三图形矩阵D；
4)对第三图形矩阵D进行三次样条插值拟合，获得第四图形矩阵E；
5)对第四图形矩阵E，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)，获得第五图形矩阵F；
6)对图形矩阵F进行三次样条插值拟合，获得图形矩阵G；
7)获得图形G。
本发明优化已有的图形无极旋转算法，将图形旋转过程分为变换矩阵和插值优化两个部分。顶点坐标经过本发明的变换矩阵转换为新的顶点坐标，新的顶点坐标信息经过插值获取到更优化的图形。同时本发明的图形经过三次变换，每次变换后进行插值，减少每一次变换后的失真程度，从而提高了图形的清晰度，减轻马赛克效果。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地表述。显然，所表述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
参见图1，本发明包括以下步骤：
1)对图形矩阵A，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)，获得第一图形矩阵B；
2)对第一图形矩阵B进行三次样条插值拟合，获得第二图形矩阵C；
3)对第二图形矩阵C，沿y方向逐列平移x*sina(angle)，获得第三图形矩阵D；
4)对第三图形矩阵D进行三次样条插值拟合，获得第四图形矩阵E；
5)对第四图形矩阵E，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)，获得第五图形矩阵F；
6)对图形矩阵F进行三次样条插值拟合，获得图形矩阵G；
7)获得图形G。
在上述实施例的基础上，优选地，所述图形矩阵变换，对图形进行三次变换。
第一次变换，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)，第二次变换，沿y方向逐列平移x*sina(angle)，第三次变换，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)。
图形进行三次矩阵变换后，实现图形指定角度的旋转。
三次样条插值法是现有技术，其通过一系列形值点的一条光滑曲线，数学上通过求解三弯矩方程组得出曲线函数组的过程。在给定的n+1个数据点，共有n个区间，在每个分段区间均满足导数和二阶导数连续，获取到的像素值更逼近于真实的像素值。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种图形无极旋转方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：基于图形矩阵A和旋转角度angle，
1)对图形矩阵A，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)，获得图形矩阵B；
2)对图形矩阵B进行三次样条插值拟合，获得图形矩阵C；
3)对图形矩阵C，沿y方向逐列平移x*sina(angle)，获得图形矩阵D；
4)对图形矩阵D进行三次样条插值拟合，获得图形矩阵E；
5)对图形矩阵E，沿x方向逐行平移-y*tan(angle/2)，获得图形矩阵F；
6)对图形矩阵F进行三次样条插值拟合，获得图形矩阵G；
7)获得图形G。
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