三角形内部的一个位置可以由三个顶点的权重表示。权重非负且总和为一时,位置留在三角形内部或边界;用同一组权重混合灰度,就得到一项清楚可复算的线性插值练习。
下面使用一组独立练习数据,说明输入、规则、处理顺序和输出之间的关系。建议先遮住结果自己推演,再逐步对照;如果出现差异,应先定位第一处不同,并检查边界条件,不要只把最后的答案改成一样。
规则和数据
本例使用直角三角形A在原点、B在横轴、C在纵轴,权重用总和为十的整数份表示。灰度只是自定义线性数值,不是经过显示伽马变换后的真实亮度,也不讨论透视或纹理采样。
A(0,0)、B(10,0)、C(0,16) 顶点灰度[20, 15, 65] 权重份数[(5, 2, 3), (4, 1, 5), (1, 1, 8), (1, 4, 5), (0, 8, 2), (3, 6, 1), (2, 4, 4), (1, 0, 9), (4, 5, 1)]
逐步推演
权重份数(5,2,3),合计十份;位置(2,24/5),灰度为(5×20+2×15+3×65)÷10=65/2。
权重份数(4,1,5),合计十份;位置(1,8),灰度为(4×20+1×15+5×65)÷10=42。
权重份数(1,1,8),合计十份;位置(1,64/5),灰度为(1×20+1×15+8×65)÷10=111/2。
权重份数(1,4,5),合计十份;位置(4,8),灰度为(1×20+4×15+5×65)÷10=81/2。
权重份数(0,8,2),合计十份;位置(8,16/5),灰度为(0×20+8×15+2×65)÷10=25。
权重份数(3,6,1),合计十份;位置(6,8/5),灰度为(3×20+6×15+1×65)÷10=43/2。
权重份数(2,4,4),合计十份;位置(4,32/5),灰度为(2×20+4×15+4×65)÷10=36。
权重份数(1,0,9),合计十份;位置(0,72/5),灰度为(1×20+0×15+9×65)÷10=121/2。
权重份数(4,5,1),合计十份;位置(5,8/5),灰度为(4×20+5×15+1×65)÷10=22。
全部权重非负且总和为一,位置均在三角形内部或边界,灰度位于三个顶点值的范围内。
如何复核与应用
先根据结果坐标恢复B、C权重,再用一减两者之和恢复A权重,应该回到原输入。把灰度写成起点灰度加两条轴上的线性变化,也应得到相同结果,顶点与边界是很好的检查点。
一项权重为零时,位置落在另外两个顶点形成的边上;两项为零时就落在剩下的顶点上。边界不应因小数显示而被误判成外部点,因此本例一直保留精确分数,展示时再决定保留几位。
这是一套明确限定的教学模型,实际作品可能采用其他约定。记录实验时,保留原始输入、每步状态以及规则版本;调整一个条件后重新演算,并检查起点、终点、重复输入和刚好位于边界的情况,才能知道差异来自设计还是计算。
