CN113256758B - 图形光滑处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图形光滑处理方法、介质及设备，其中方法包括：判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线；如果否，则计算外接圆的圆心坐标；根据圆心坐标和当前顶点坐标计算径向量，并生成切向量；将当前顶点与上一顶点的连线作为第一边，并将当前顶点与下一顶点的连线作为第二边，以及分别计算第一边到对应劣弧的第一最大距离和第二边到对应劣弧的第二最大距离；计算当前顶点对应的控制线长度，并根据控制线长度和径向量计算控制点位置，以及根据控制点位置和当前顶点坐标绘制当前顶点对应的贝塞尔曲线；遍历原始图形的所有顶点，以得到光滑图形；能够使得光滑处理后的图形结果经过原始线段端点，并且，保证结果图形的圆滑程度。

Description

图形光滑处理方法
技术领域
本发明涉及图形处理技术领域，特别涉及一种图形光滑处理方法、一种计算机可读存储介质和一种计算机设备。
背景技术
图形光滑处理，是对原始图形进行处理，以提高图形光滑程度的一种图形处理方式。
相关技术中，在进行图形光滑处理时，多采用选取原始图形各线段的中点，并根据所有中点生成相应的贝塞尔曲线，以完成图形光滑处理；然而，这种处理方式的结果图形不经过原始的线段端点；并且，最终形状受原始形状影响较大，连接后的曲线不一定圆滑。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种图形光滑处理方法，能够使得光滑处理后的图形结果经过原始线段端点，并且，保证结果图形的圆滑程度。
本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种图形光滑处理方法，包括以下步骤：获取原始图形的当前顶点坐标、上一顶点坐标和下一顶点坐标；根据所述当前顶点坐标、所述上一顶点坐标和所述下一顶点坐标判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线；如果否，则计算所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点形成的三角形所对应的外接圆的圆心坐标；根据所述圆心坐标和所述当前顶点坐标计算径向量，并根据所述径向量生成切向量；将所述当前顶点与所述上一顶点的连线作为第一边，并将所述当前顶点与所述下一顶点的连线作为第二边，以及分别计算所述第一边到对应劣弧的第一最大距离和所述第二边到对应劣弧的第二最大距离；根据所述第一最大距离、所述第二最大距离和所述切向量计算所述当前顶点对应的控制线长度，并根据所述控制线长度和所述径向量计算控制点位置，以及根据所述控制点位置和所述当前顶点坐标绘制当前顶点对应的贝塞尔曲线；遍历所述原始图形的所有顶点，以得到光滑图形。
根据本发明实施例的图形光滑处理方法，首先，获取原始图形的当前顶点坐标、上一顶点坐标和下一顶点坐标；接着，根据所述当前顶点坐标、所述上一顶点坐标和所述下一顶点坐标判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线；然后，如果否，则计算所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点形成的三角形所对应的外接圆的圆心坐标；接着，根据所述圆心坐标和所述当前顶点坐标计算径向量，并根据所述径向量生成切向量；然后，将所述当前顶点与所述上一顶点的连线作为第一边，并将所述当前顶点与所述下一顶点的连线作为第二边，以及分别计算所述第一边到对应劣弧的第一最大距离和所述第二边到对应劣弧的第二最大距离；接着，根据所述第一最大距离、所述第二最大距离和所述切向量计算所述当前顶点对应的控制线长度，并根据所述控制线长度和所述径向量计算控制点位置，以及根据所述控制点位置和所述当前顶点坐标绘制当前顶点对应的贝塞尔曲线；然后，遍历所述原始图形的所有顶点，以得到光滑图形；使得光滑处理后的图形结果经过原始线段端点，并且，保证结果图形的圆滑程度。
另外，根据本发明上述实施例提出的图形光滑处理方法还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，根据所述当前顶点坐标、所述上一顶点坐标和所述下一顶点坐标判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线，包括：根据所述当前顶点坐标和所述上一顶点坐标计算第一向量，并根据所述当前顶点坐标和所述下一顶点坐标计算第二向量，以及计算所述第一向量和所述第二向量的矢量积；判断所述矢量积的绝对值是否小于阈值；如果是，则认为所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点共线；如果否，则认为所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点不共线。
可选地，如果所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点共线，则将所述当前顶点对应的贝塞尔曲线控制线长度设为0。
可选地，根据所述径向量生成切向量，包括：如果所述矢量积为正值，则对所述径向量进行顺时针旋转，以得到切向量；如果所述矢量积为负值，则对所述径向量进行逆时针旋转，以得到切向量。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有图形光滑处理程序，该图形光滑处理程序被处理器执行时实现如上述的图形光滑处理方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储图形光滑处理程序，以使得处理器在执行该图形光滑处理程序时，实现如上述的图形光滑处理方法，从而使得光滑处理后的图形结果经过原始线段端点，并且，保证结果图形的圆滑程度。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如上述的图形光滑处理方法。
根据本发明实施例的计算机设备，通过存储器对图形光滑处理程序进行存储，以使得处理器在执行该图形光滑处理程序时，实现如上述的图形光滑处理方法，从而使得光滑处理后的图形结果经过原始线段端点，并且，保证结果图形的圆滑程度。
附图说明
图1为根据本发明实施例的图形处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
相关技术中，进行图形光滑处理时，结果图形不经过原始的线段端点；并且，最终形状受原始形状影响较大，连接后的曲线不一定圆滑。根据本发明实施例的图形光滑处理方法，首先，获取原始图形的当前顶点坐标、上一顶点坐标和下一顶点坐标；接着，根据所述当前顶点坐标、所述上一顶点坐标和所述下一顶点坐标判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线；然后，如果否，则计算所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点形成的三角形所对应的外接圆的圆心坐标；接着，根据所述圆心坐标和所述当前顶点坐标计算径向量，并根据所述径向量生成切向量；然后，将所述当前顶点与所述上一顶点的连线作为第一边，并将所述当前顶点与所述下一顶点的连线作为第二边，以及分别计算所述第一边到对应劣弧的第一最大距离和所述第二边到对应劣弧的第二最大距离；接着，根据所述第一最大距离、所述第二最大距离和所述切向量计算所述当前顶点对应的控制线长度，并根据所述控制线长度和所述径向量计算控制点位置，以及根据所述控制点位置和所述当前顶点坐标绘制当前顶点对应的贝塞尔曲线；然后，遍历所述原始图形的所有顶点，以得到光滑图形；使得光滑处理后的图形结果经过原始线段端点，并且，保证结果图形的圆滑程度。为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
图1为根据本发明实施例的图形处理方法的流程示意图，如图1所示，该图形处理方法包括以下步骤：
S101，获取原始图形的当前顶点坐标、上一顶点坐标和下一顶点坐标。
S102，根据当前顶点坐标、上一顶点坐标和下一顶点坐标判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线。
在一些实施例中，根据当前顶点坐标、上一顶点坐标和下一顶点坐标判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线，包括：根据当前顶点坐标和上一顶点坐标计算第一向量，并根据当前顶点坐标和下一顶点坐标计算第二向量，以及计算第一向量和第二向量的矢量积；判断矢量积的绝对值是否小于阈值；如果是，则认为当前顶点、上一顶点和下一顶点共线；如果否，则认为当前顶点、上一顶点和下一顶点不共线。
作为一种示例，如果当前顶点、上一顶点和下一顶点共线，则将当前顶点对应的贝塞尔曲线控制线长度设为0。
作为另一种示例，架设当前顶点坐标为(xi,yi)，上一顶点坐标为(xi-1,yi-1)，下一顶点坐标为(xi+1,yi+1)；则根据三个顶点的坐标可以分别计算得到第一向量(xi-xi-1，yi-yi-1)和第二向量(xi+1-xi，yi+1-yi)；进而，计算该第一向量与第二向量的矢量积Si；接着，判断矢量积的绝对值是否小于阈值(例如，Si是否满足|Si|<1e-9)，如果是，则认为当前顶点、上一顶点和下一顶点共线，对当前顶点对应的控制线进行特殊处理(例如，将当前顶点对应的贝塞尔曲线控制线长度设为0)；如果否，则认为当前顶点、上一顶点和下一顶点不共线。
S103，如果否，则计算当前顶点、上一顶点和下一顶点形成的三角形所对应的外接圆的圆心坐标。
也就是说，如果当前顶点、上一顶点和下一顶点不共线，则计算当前顶点、上一顶点和下一顶点所形成的三角形所对应的外接圆的圆心坐标。
S104，根据圆心坐标和当前顶点坐标计算径向量，并根据径向量生成切向量。
在一些实施例中，根据径向量生成切向量，包括：如果矢量积为正值，则对径向量进行顺时针旋转，以得到切向量；如果矢量积为负值，则对径向量进行逆时针旋转，以得到切向量。
作为一种示例，首先，连接外接圆的圆心与当前顶点，获得径向量，则径向量的模长等于半径；接着，根据矢量积Si的正负决定径向量的旋转方向；如果矢量积Si为正值，则将径向量顺时针旋转90度；如果矢量积Si为负值，则将径向量逆时针旋转90度，以得到切向量。
S105，将当前顶点与上一顶点的连线作为第一边，并将当前顶点与下一顶点的连线作为第二边，以及分别计算第一边到对应劣弧的第一最大距离和第二边到对应劣弧的第二最大距离。
S106，根据第一最大距离、第二最大距离和切向量计算当前顶点对应的控制线长度，并根据控制线长度和径向量计算控制点位置，以及根据控制点位置和当前顶点坐标绘制当前顶点对应的贝塞尔曲线。
S107，遍历原始图形的所有顶点，以得到光滑图形。
即言，将当前顶点与上一顶点连接形成第一边、当前顶点与下一顶点连接形成第二边；接着，计算第一边到对应劣弧的第一最大距离(即对应劣弧上的点到第一边上的最大垂直距离)、第二边到对应劣弧的第二最大距离(即对应劣弧上的点到第二边上的最大垂直距离)；然后，根据第一最大距离、第二最大距离和切向量计算当前顶点对应的控制线长度，并根据控制线长度和径向量计算控制点位置，以及根据控制点位置和当前顶点坐标进行当前顶点对应的贝塞尔曲线的绘制；从而，使得最终绘制出来的贝塞尔曲线经过当前顶点，并且，贝塞尔曲线的最远位置与劣弧的最远位置相同，保证最终图形的圆滑性。进而，遍历原始图形的所有顶点，以完成图形的光滑处理，得到光滑图形。
综上所述，根据本发明实施例的图形光滑处理方法，首先，获取原始图形的当前顶点坐标、上一顶点坐标和下一顶点坐标；接着，根据所述当前顶点坐标、所述上一顶点坐标和所述下一顶点坐标判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线；然后，如果否，则计算所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点形成的三角形所对应的外接圆的圆心坐标；接着，根据所述圆心坐标和所述当前顶点坐标计算径向量，并根据所述径向量生成切向量；然后，将所述当前顶点与所述上一顶点的连线作为第一边，并将所述当前顶点与所述下一顶点的连线作为第二边，以及分别计算所述第一边到对应劣弧的第一最大距离和所述第二边到对应劣弧的第二最大距离；接着，根据所述第一最大距离、所述第二最大距离和所述切向量计算所述当前顶点对应的控制线长度，并根据所述控制线长度和所述径向量计算控制点位置，以及根据所述控制点位置和所述当前顶点坐标绘制当前顶点对应的贝塞尔曲线；然后，遍历所述原始图形的所有顶点，以得到光滑图形；使得光滑处理后的图形结果经过原始线段端点，并且，保证结果图形的圆滑程度。
为了实现上述实施例，本发明实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有图形光滑处理程序，该图形光滑处理程序被处理器执行时实现如上述的图形光滑处理方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储图形光滑处理程序，以使得处理器在执行该图形光滑处理程序时，实现如上述的图形光滑处理方法，从而使得光滑处理后的图形结果经过原始线段端点，并且，保证结果图形的圆滑程度。
为了实现上述实施例，本发明实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如上述的图形光滑处理方法。
根据本发明实施例的计算机设备，通过存储器对图形光滑处理程序进行存储，以使得处理器在执行该图形光滑处理程序时，实现如上述的图形光滑处理方法，从而使得光滑处理后的图形结果经过原始线段端点，并且，保证结果图形的圆滑程度。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种图形光滑处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取原始图形的当前顶点坐标、上一顶点坐标和下一顶点坐标；
根据所述当前顶点坐标、所述上一顶点坐标和所述下一顶点坐标判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线；
如果否，则计算所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点形成的三角形所对应的外接圆的圆心坐标；
根据所述圆心坐标和所述当前顶点坐标计算径向量，并根据所述径向量生成切向量；
将所述当前顶点与所述上一顶点的连线作为第一边，并将所述当前顶点与所述下一顶点的连线作为第二边，以及分别计算所述第一边到对应劣弧的第一最大距离和所述第二边到对应劣弧的第二最大距离；
根据所述第一最大距离、所述第二最大距离和所述切向量计算所述当前顶点对应的控制线长度，并根据所述控制线长度和所述径向量计算控制点位置，以及根据所述控制点位置和所述当前顶点坐标绘制当前顶点对应的贝塞尔曲线；
遍历所述原始图形的所有顶点，以得到光滑图形；
根据所述当前顶点坐标、所述上一顶点坐标和所述下一顶点坐标判断当前顶点、上一顶点和下一顶点是否共线，包括：
根据所述当前顶点坐标和所述上一顶点坐标计算第一向量，并根据所述当前顶点坐标和所述下一顶点坐标计算第二向量，以及计算所述第一向量和所述第二向量的矢量积；
根据所述径向量生成切向量，包括：
如果所述矢量积为正值，则对所述径向量进行顺时针旋转，以得到切向量；
如果所述矢量积为负值，则对所述径向量进行逆时针旋转，以得到切向量。
2.如权利要求1所述的图形光滑处理方法，其特征在于，
判断所述矢量积的绝对值是否小于阈值；
如果是，则认为所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点共线；
如果否，则认为所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点不共线。
3.如权利要求1或2所述的图形光滑处理方法，其特征在于，如果所述当前顶点、所述上一顶点和所述下一顶点共线，则将所述当前顶点对应的贝塞尔曲线控制线长度设为0。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有图形光滑处理程序，该图形光滑处理程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的图形光滑处理方法。
5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-3中任一项所述的图形光滑处理方法。
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