针对使用灰度控制算法不能准确绘制端点不在像素中心点的直线的问题，结合Wu算法，提出了一种基于灰度控制的任意端点直线反走样算法。介绍了Wu算法思想和灰度控制反走样算法，对两种算法进行数学分析，提出灰度控制不能解决的问题及问题产生的后果。结合Wu算法提出了新的基于灰度控制的算法，新算法减少了距离计算和灰度转换的计算，同时解决了任意端点直线的反走样问题。对新算法的效率和反走样效果进行仿真计算。仿真结果表明，新算法比Wu算法效率更高，绘制直线所用时间平均减少33.91%；新算法比灰度控制算法绘制直线更准确，特别是在直线移动的过程中，有较好的动态显示效果。本文提出的新算法，效率较高，显示效果较好，具有很高的应用价值。

在实时的虚拟场景渲染中, 为减少阴影图算法由分辨率不足导致的阴影走样, 提出了利用并行线性扫描的混合分辨率阴影图算法。首先, 从光源视角生成高分辨率阴影图, 利用并行线性扫描算法对深度均值差进行计算和分析, 自底向上的合并纹素, 建立纹素之间的索引关系并讨论混合分辨率阴影图的存储。在渲染阶段, 利用混合分辨率阴影图进行深度测试, 绘制实时的反走样阴影。实验表明, 与标准阴影图相比, 混合分辨率阴影图能提高20%以上的重要区域分辨率, 明显改善阴影边界锯齿走样, 使Dragon等模型的计算时间减少9%~18%。经实际应用验证, 混合分辨率阴影图是一种有效的实时阴影绘制算法, 可有效减少阴影图算法的走样。

对于光栅化的三角形,其边缘存在明显的锯齿现象,因此需要进行反走样处理.基于Wu直线反走样算法的思想,考虑了水平直线外侧直接添加插值点的算法和三角形三边外侧反走样的算法.综合两者的优点,在绘制光栅化的三角形的同时,边缘叠加Wu反走样直线,并考虑背景像素灰度值的作用.结果表明,改进的三角形光栅化的边缘反走样算法有效提高了三角形光栅化后边缘的显示效果,该算法计算量小,便于FPGA实现,可用于对图形显示质量要求很高的机载显示系统.

直线是机载座舱显示画面中最基本的图元, 其显示质量对于整个画面的显示效果影响较大, 尤其是小角度下直线显示的“麻花”现象一直是影响显示效果的关键问题之一。为了提高小角度下直线的显示效果, 本文提出了一种基于Wu算法的亮度渐变改进算法。该算法通过渐进地展现直线从轴方向上的亮度变化过程, 减少亮度畸变, 有效地改进了显示效果。通过Matlab仿真和FPGA实现, 验证了该算法反走样后的小角度直线显示效果明显优于其他算法, 而且结合中点画线法后, 绘制时间与Wu算法相当。同时该算法还可改善大角度直线和圆弧的显示效果, 消除了大角度直线的边缘锯齿, 解决了圆弧在小角度部分的虚化问题。因此本文算法可用于对实时性和显示效果要求高的机载座舱显示系统, 以缓解飞行员的视觉疲劳。

罗盘画面是座舱显示系统中的重要画面之一。常用的反走样画线算法没有考虑直线端点的失真现象，以及直线旋转中线宽的变化，导致直线在旋转过程中仍存在闪烁、扭曲、变形现象。针对这些现象，将光栅显示器上的像素比作一个个正方形区域，把直线看成长方条形，提出了依据计算长方形区域面积绘制刻度线的反走样算法。实践证明，该算法适用于任何直线的反走样绘制，既快速，又克服了刻度线旋转过程中闪烁、扭曲、变形现象，并且这一画线算法还可以进行融合背景色处理。