[发明专利]一种高效并行矢量数据可视化方法

权利要求书

1.一种高效并行矢量数据可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对矢量图形轮廓线并行裁剪处理，将每条轮廓线沿像素边界裁剪成像素内的轮廓线片段；

(2)根据反走样算法并行处理每个轮廓片段，在每个片段上得到用于计算覆盖值的中间结果；所述反走样算法为解析法，具体如下：

基于以下公式计算每个像素上的覆盖值：

其中：

H(u,v)＝∫₀^uh(s,v)ds

F₀(x,y)＝∫₀¹H(u(t)-x,v(t)-y)v′(t)dt(4)

F₁(x,y)＝∫₀¹H(u(t)-(x+1),v(t)-y)v′(t)dt(5)

F(x,y)表示位于坐标(x,y)处像素的轮廓在该像素内的覆盖值；u、v是矢量图形上的坐标；u(t)、v(t)分别是像素(x,y)内轮廓线公式的x、y分量；M表示矢量图形的内部区域；表示矢量图形的边界；函数h在1x1大小的单位像素内有常数值1；函数H由函数h横向积分获得；

并行处理每个轮廓线片段，将轮廓线片段的表达式代入公式(4)、公式(5)，计算每个片段对应的中间结果F₀(x,y)和F₁(x,y)；

(3)并行对所有轮廓线片段对应的值按照其像素位置进行排序，在每个矢量图形内将片段按照先行后列的顺序排列；

(4)在每个矢量图形内的每行轮廓线上，并行完成片段在像素上覆盖值的计算，具体为，并行计算公式(3)中的求和项，并记为：

A(x,y)=Σi=0x-1F1(i,y)]]>

并行在每个像素位置上将A(x,y)和F₀(i,y)相加，得到轮廓在像素上的覆盖值F(x,y)；

(5)生成用于绘制矢量图形填充颜色的区域：若相邻两个位置的轮廓线片段位于同一行，并且属于同一个矢量图形，并且右侧片段处的A(x,y)值大于0，则这两个片段之间的区域属于图形内部；

并行处理所有相邻的轮廓线片段，根据以上规则判断两片段之间的区域是否属于矢量图形内部；记录属于矢量图形内部的填充区域；

(6)绘制片段及填充区域：使用图元表示所有轮廓片段和填充区域；将轮廓线片段的覆盖值用于反走样，绘制所有图元。

2.根据权利要求1所述一种高效并行矢量数据可视化方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下子步骤：

(1.1)输入的矢量图形的轮廓线采用参数公式P＝C(t)表示；参数t是[0,1]之间的实数，P是轮廓线上的点；并行处理每段轮廓线，求得其与像素边界对齐的最小包围盒，得到在x轴、y轴上覆盖轮廓线的范围[x_l,x_h]、[y_l,y_h]，x_l、x_h、y_l、y_h分别表示x轴下界、x轴上界、y轴下界、y轴上界；

(1.2)分别在x、y轴方向上，包围盒范围内，每隔1个像素单位长度，对像素边界和轮廓线求交，得到交点处轮廓线参数t；按照升序把所有交点参数t记录到数组T＝[t_i]中，其中t_i代表第i个交点处的参数；至此，数组T中每两个相邻参数之间对应一个轮廓线片段；

(1.3)并行处理每对相邻的参数，将轮廓线公式裁剪为每个像素内的片段，并将裁剪后的片段记录到数组S中；属于同一矢量图形的片段在数组S中连续存储；裁剪之后，移除位于图像上边界、下边界外侧的片段。