2.4 显示

完成了三维景物建模和绘制之后，还必须将其在显示器屏幕等二维平面上呈现出来。要实现这一目的，首先要借助投影变换制作投影图。其次，在图像显示器等光栅输出设备上图形是用像素（Pixel）的集合来表示的。例如，图2.9中左图所示的三维几何形体的部分棱线及顶点的向量表示就被投影成右图的像素集合表示，即把作为向量数据记录于计算机内的棱线数据转变成像素集合表示的图像数据。这种像素数据集合也被称为数字图像。同时，为了正确地在显示器上绘制所要求的图像，还要为每个像素配上适当的颜色。在图形学里将上述处理过程称为光栅化（Rasterization）或者扫描转换（Scan Conversion）。

图2.9 几何形体的棱线及顶点的像素表示

需要注意的是，如果像图2.10（a）那样用像素表示简单的线段（水平或垂直情况），只要保存相当于线段某一位置的像素着色（如涂黑）的信息即可。但是，对于呈某一角度倾斜的线段，如果用像素的集合来表示，就会呈现如图2.10（b）所示的锯齿状的情况，因为像素点实际上是有一定的面积的。这种情况称为走样（Aliasing）。当然这只是计算机图形学中诸多走样现象之一。在实际显示时，并不是简单地把各个像素用黑白两色来表示，而是给予各像素色彩的明暗度及多级灰度，如图2.11所示。同时还要对斜线段进行其他处理，使其看上去更像直线。这种处理称为反走样（Antialiasing）。

图2.10 光栅直线段

图2.11 反走样技术（提高采样频率和采用多级灰度像素）