專利名稱：圖象產(chǎn)生方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
更明確而言，本發(fā)明是有關(guān)于三維空間計算機繪圖處理，并且涉及遵循在三維空間中的概率分布而在二維空間屏幕上顯示點序列(點群)的圖象產(chǎn)生裝置、圖象產(chǎn)生方法、娛樂系統(tǒng)、與記錄媒體。
傳統(tǒng)上，隨著計算機繪圖，需要計算存在構(gòu)成例如云、水波、樹葉等三維空間點序列的其中每一點的坐標值，然后在二維空間假想屏幕上顯示。
然而，既然從觀點到構(gòu)成繪制物件的非常多點的其中每一點的距離是不同，所以坐標轉(zhuǎn)換的計算數(shù)目、透視轉(zhuǎn)換等是非常大，而且此已在計算機的中央處理單元(CPU)及其他外圍設(shè)備上造成負擔。
換句話說，當執(zhí)行物件圖象即時高速繪圖計算時，此坐標轉(zhuǎn)換的計算數(shù)目、透視轉(zhuǎn)換等是非常大，而這些物件圖象在例如一視頻游戲裝置的一娛樂系統(tǒng)上會連續(xù)改變，而且此已是一問題。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明已根據(jù)上述問題達成，而且它的目的是要提供與計算機繪圖處理有關(guān)的新圖象產(chǎn)生裝置、圖象產(chǎn)生方法、娛樂系統(tǒng)、與記錄媒體，用以將在三維空間任意存在的點序列投射在一假想的二維空間屏幕上。
根據(jù)本發(fā)明的第一觀點，用以將在三維空間存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想的二維空間屏幕上的圖象產(chǎn)生裝置包含，用以在復(fù)數(shù)點序列任意存在三維空間內(nèi)的一球體的情況，根據(jù)點序列的該分布狀態(tài)而決定在該二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)的裝置，所以點序列的圖象可根據(jù)在該二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)而在該二維空間屏幕上產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的第二觀點，用以將在三維空間存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維空間屏幕上的一圖象產(chǎn)生裝置包含，用以在復(fù)數(shù)點序列任意存在三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域(例如，球體)情況，根據(jù)點序列的該分布狀態(tài)、觀看點、與觀看方向而決定在該二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)的裝置，所以點序列的圖象可根據(jù)在該二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)而在該二維空間屏幕上產(chǎn)生。
隨著上述圖象產(chǎn)生裝置，概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維空間屏幕上的點序列的該分布狀態(tài)，而該概率密度函數(shù)可由下式?jīng)Q定g(x,y)=∫0∞f(X,Y,Z)·(Z/h)2dZ]]>其中從觀看點到復(fù)數(shù)點序列的方向是以Z軸規(guī)定二維空間屏幕是放置在X-Y平面上；在三維空間內(nèi)存在的復(fù)數(shù)點序列的概率密度函數(shù)是f(X，Y，Z)；從觀看點到屏幕的距離是以h表示；及從觀看點到三維空間內(nèi)既有點序列的距離是以Z軸表示。而且，該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維空間屏幕上的點序列的該分布狀態(tài)，其可透過下式而決定g(x,y)=∫0∞f(x·Z/h,y·Z/h,Z)·(Z/h)2dZ]]>其中從觀看點到復(fù)數(shù)點序列的方向是以Z軸規(guī)定；屏幕是放置在X-Y平面上；存在三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列的該概率密度函數(shù)是f(Z，Y，Z)；從觀看點到屏幕的距離是以h表示；及從觀看點到存在三維空間內(nèi)的點序列的距離是以Z表示。
在該三維空間內(nèi)存的此多重點序列可以是繪制多角形物件的頂坐標。該等物件可以是存在三維空間內(nèi)的例如云朵、水面、或樹葉。
根據(jù)本發(fā)明的一第三觀點，用于將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維空間屏幕上的圖象產(chǎn)生裝置包含用以在復(fù)數(shù)點序列任意存在三維空間內(nèi)的一球體情況，透過使用均勻隨機數(shù)而決定在二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)的裝置，所以點序列的圖象可根據(jù)在二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)而在該二維空間屏幕上產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的第四觀點，用于將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維空間屏幕上的圖象產(chǎn)生裝置包含用以在復(fù)數(shù)點序列任意存在三維空間內(nèi)的一球體情況，透過使用二維空間高斯分布(Gaussian分布)而決定在二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)的裝置，所以點序列的圖象可根據(jù)在該二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)而在該二維空間屏幕上產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的第五觀點，用于將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維空間屏幕上之一圖象產(chǎn)生裝置包含下列步驟在復(fù)數(shù)點序列任意存在三維空間內(nèi)的一球體情況而決定點序列的分布狀態(tài)；根據(jù)在三維空間中的復(fù)數(shù)點序列的該分布狀態(tài)而決定在該二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)；及根據(jù)在該二維空間屏幕上決定的該分布狀態(tài)而在該二維空間屏幕上產(chǎn)生點序列的圖象。
根據(jù)本發(fā)明的第六觀點，用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維空間屏幕上的圖象產(chǎn)生方法包含下列步驟在復(fù)數(shù)點序列任意存在三維空間內(nèi)的一球體情況而決定點序列、觀看點、與觀看方向的該分布狀態(tài)；根據(jù)該決定的分布狀態(tài)、觀看點、與觀看方向而決定在該二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)；及根據(jù)在該二維空間屏幕上決定的該分布狀態(tài)而在該二維空間屏幕上產(chǎn)生點序列的圖象。
根據(jù)本發(fā)明的第七觀點，用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維空間屏幕上的圖象產(chǎn)生方法，其在復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一球體情況而包含下列步驟透過使用均勻隨機數(shù)而決定在該二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)；及根據(jù)在該二維空間屏幕上決定的分布狀態(tài)而在該二維空間屏幕上產(chǎn)生點序列的圖象。
根據(jù)本發(fā)明的第八觀點，用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維空間屏幕上的圖象產(chǎn)生方法，其在復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一球體情況下包含下列步驟透過使用二維空間高斯分布而決定在該二維空間屏幕上的該分布狀態(tài)；及根據(jù)在該二維屏幕上決定的分布狀態(tài)而在該二維空間屏幕上產(chǎn)生點序列的圖象。
這一圖象產(chǎn)生裝置或圖象產(chǎn)生方法可采用于一娛樂系統(tǒng)，該娛樂系統(tǒng)至少包含控制系統(tǒng)、繪圖系統(tǒng)、聲音系統(tǒng)、及光盤控制單元。
而且，這一圖象產(chǎn)生方法可當作其上已記錄這些步驟的記錄媒體使用。
隨著本發(fā)明，與三維空間中任意存在的點序列有關(guān)的二維空間屏幕上的點序列的該分布密度(概率密度函數(shù))可根據(jù)在三維空間的點序列的分布密度(概率密度函數(shù))、觀看點、與觀看方向而獲得，不必執(zhí)行一個別的坐標轉(zhuǎn)換、透視轉(zhuǎn)換等。
此外，隨著本發(fā)明，與在三維空間中任意存在的點序列有關(guān)的二維空間屏幕上的點序列分布可透過使用二維空間高斯分布而獲得，不必透過采用適當?shù)慕埔?guī)則而執(zhí)行每一個別點的坐標轉(zhuǎn)換、透視轉(zhuǎn)換等。此二微高斯分布能以一維空間高斯分布的乘積表示。此外，一維空間的高斯分布可容易透過均勻的隨機數(shù)而產(chǎn)生。
因此，在CPU、GTE、及其他計算裝置上的負荷便可減輕，并且可實施高速繪圖處理。
圖式的簡單說明

圖1是描述用以實施本發(fā)明的娛樂系統(tǒng)的范例的視頻游戲裝置外部視圖；圖2是描述圖1所示視頻游戲裝置的正視圖；圖3是描述在圖1所示、具有插入的一可攜式電子裝置的視頻游戲裝置圖；圖4是描述在圖1所示視頻游戲裝置主要部分的電路結(jié)構(gòu)范例圖；圖5是描述在三維空間中多重任意存在點(點序列)投射在二維空間屏幕方法的圖；圖6是描述透視轉(zhuǎn)換的范例的圖形，其中當前狀態(tài)下在三維空間中任意存在的點序列投影到二維空間屏幕上；圖7是描述在三維空間中任意存在的點序列投射在二維空間屏幕上的點序列分布狀態(tài)；及圖8是描述在三維空間中的點序列分布與在二維空間屏幕上的點序列分布之間的關(guān)系圖。
較佳實施例的說明下列是結(jié)合附圖對根據(jù)本發(fā)明的實施例的詳細描述。(娛樂系統(tǒng))首先，可根據(jù)本實施三維空間繪圖的娛樂系統(tǒng)范例將結(jié)合附圖簡單描述、圖1是描述作為娛樂系統(tǒng)范例的視頻游戲裝置的外觀圖。此視頻游戲裝置1是用以讀取例如在一光盤記錄的游戲程序，并且根據(jù)來自使用者(游戲者)的指令而執(zhí)行游戲。附帶地，“執(zhí)行游戲”術(shù)語主要用于控制游戲的進行、顯示、與音效。
視頻游戲裝置1的主單元2的配置具有在其中央的盤安裝單元3，其中安裝了例如CD-ROM的光盤，該光盤是可用于提供諸如視頻游戲等的應(yīng)用程序的記錄媒體；復(fù)位開關(guān)4可用于任意復(fù)位游戲；電源開關(guān)5；盤操作開關(guān)6可用于操作光盤的安裝；及兩插槽部分7A和7B。
兩操作裝置20可連接至插槽部分7A和7B，所以兩使用者可比賽。而且，可用來儲存(儲備)及讀取游戲數(shù)據(jù)的存儲器卡裝置，以及可從主單元分離及執(zhí)行游戲的可攜式電子裝置可插入這些插槽部分7A和7B。
操作裝置02具有第一及第二操作單元21和22，一左按鈕23L、一右按鈕23R、一開始按鈕24、及一選擇按鈕25，而且進一步有具可進行模擬操作的操作單元31和32、可用于選取這些操作單元31和32操作模式的一模式選擇開關(guān)33、及用以顯示選取操作模式的一顯示單元34。
圖2是描述設(shè)在視頻游戲裝置1的主單元2前面的插槽部分7A和7B。插槽部分7A和7B的每個皆以兩層形成，分別是存儲器卡插入部分8A和8B構(gòu)成上層，其安裝了存儲器卡10或可攜式電子裝置100；及控制器連接部分(插座)9A和9B形成下層，其連接了連接器20的連接端部分26。
存儲器卡插入部分8A和8B的插入孔(插槽)是以略呈非對稱性形成，如此便可正確插入存儲器卡。另一方面，控制器連接部9A和9B亦略呈非對稱，如此便可正確插入控制器20的連接端部分26，而亦形成具有不同于存儲器卡插入部分8A和8B的一插入孔形狀，如此不會錯誤插入存儲器卡。
圖3是描述可攜式電子裝置100在視頻游戲裝置1前面進入插槽部分7A的存儲器卡插入部分8A的狀態(tài)。
然后，圖4是描述視頻游戲裝置1的主要部分之一電路結(jié)構(gòu)范例方塊圖。
視頻游戲裝置1的構(gòu)成包括一控制系統(tǒng)50，其包含一中央處理單元(CPU)51與外圍設(shè)備等；一繪圖系統(tǒng)60，其包含一繪圖處理單元(GPU)62，用以執(zhí)行對幀緩沖器63繪圖等；聲音系統(tǒng)70，其包含用以產(chǎn)生音樂、音效等的一聲音處理單元(SPU)等；一光盤控制單元80，用以執(zhí)行光盤控制，而這些光盤可記錄應(yīng)用程序；一通信控制單元90，用以控制來自控制器20的信號，藉此指令可從使用者輸入，以及數(shù)據(jù)從/到存儲器卡10的輸出及輸入，而存儲器卡10可用以儲存游戲設(shè)定等；及稍后描述的可攜式電子裝置100；一總線BUS，用以連接上述元件等。
控制系統(tǒng)50提供一CPU 51；一外圍設(shè)備控制單元52，用以執(zhí)行中斷、動態(tài)存儲器存取(DMA)控制等；由隨機存取存儲器(RAM)構(gòu)成的主存儲器(主儲存裝置)53；及只讀存儲器(ROM)54，用以儲存可管理主存儲器53的例如所謂操作系統(tǒng)的程序；繪圖系統(tǒng)60；聲音系統(tǒng)70等?，F(xiàn)在，術(shù)語主存儲器53在此可視為其上可執(zhí)行程序的載體。
CPU 51可藉由執(zhí)行在ROM 54中儲存的操作系統(tǒng)而控制整個視頻游戲裝置1，而且是由例如一32比特RISC(精簡指令組計算機)CPU所組成。
只要啟動此視頻游戲裝置1的電源，控制系統(tǒng)50的CPU 51例可藉由執(zhí)行在ROM 54儲存的操作系統(tǒng)而控制繪圖系統(tǒng)60、聲音系統(tǒng)70等。
而且，只要操作系統(tǒng)執(zhí)行，CPU 51便可執(zhí)行例如檢查操作等的對整個視頻游戲裝置1的初始化，接著CPU 51可控制光盤控制單元80，以執(zhí)行例如在光盤儲存的諸如游戲的應(yīng)用程序。經(jīng)由執(zhí)行例如游戲的程序，CPU 51可根據(jù)來自使用者的輸入而控制繪圖系統(tǒng)60、聲音系統(tǒng)70等，以控制圖象顯示、及音效與音樂。
而且，繪圖系統(tǒng)60可配備一繪圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生處理器或一幾何轉(zhuǎn)換引擎(GTE)61，用以執(zhí)行例如坐標轉(zhuǎn)換等的處理；一繪圖處理單元(GPU)62，用以透過來自CPU 51的繪圖指令而執(zhí)行繪圖；一幀緩沖器63，用以透過此GPU 62而儲存繪制的圖象；及一圖象解碼器64，用以透過例如離散余弦轉(zhuǎn)換等的正交轉(zhuǎn)換而將壓縮與編碼的圖象數(shù)據(jù)解碼。
GTE 61的功能如同CPU 51的協(xié)處理器。GTE 61具有并行計算機機制，用以例如并行執(zhí)行多重計算，如此便可根據(jù)來自CPU 51的計算請求而執(zhí)行例如坐標轉(zhuǎn)換、光源計算、矩陣、或向量計算等的高速計算。即是，有關(guān)本發(fā)明的對多角形的頂點坐標計算可在GTE 61實施。此GTC 61的設(shè)計可執(zhí)行單調(diào)描影法計算，其中單一的三角多角形是以單色繪制，GTE 61可執(zhí)行多達每秒大約1,500,000個多角形的坐標計算，因此，此游戲裝置可減少在CPU 51上的負荷，而且可實施高速坐標計算。
而且，GPU 62可操作來自CPU 51的多角形繪圖命令。GPU 62具有與CPU 51無關(guān)的二度位址空間，并且可執(zhí)行多角形繪圖及此位址空間的幀緩沖器63。此GPU 62的設(shè)計可繪制多達每秒630,000個多角形。
此外，幀緩沖器63是由一所謂雙端口RAM所組成，而且可同時從GPU 62執(zhí)行繪圖、或從主存儲器53轉(zhuǎn)換、并且為顯示而讀取。此幀緩沖器63具有例如1百萬比特的容量，其以1024個水平圖素×512個垂直圖素的一矩陣的形式進行處理，而每個圖素是16個比特。
而且，除了視頻輸出形式的顯示區(qū)域輸出之外，提供給此幀緩沖器63的還有一彩色查詢表(CLUT)區(qū)域，用以儲存GPU 62繪制多角形等時可參考的一CLUT；及一紋理區(qū)域，用以儲存插入多角形等中，在繪制時進行坐標轉(zhuǎn)換，而且可由GPU 62(亦即，映射)繪制的紋理。CLUT區(qū)域與紋理區(qū)域可根據(jù)在顯示區(qū)域等的變更而動態(tài)更新。
而且，除了單調(diào)描影法之外，GPU 62的設(shè)計可執(zhí)行古洛描影法(Gouraud shading)，其中在一多角形內(nèi)的顏色可根據(jù)從多角形頂點的顏色插入而決定，還可執(zhí)行紋理布圖，其中在紋理區(qū)域中儲存的紋理是被粘貼在多角形上。在執(zhí)行此古洛描影法或紋理布圖的情形中，GTE 16可執(zhí)行每秒多達500,000個多角形的坐標計算。
此外，圖象解碼器64可根據(jù)來自CPU 51的控制而解碼在主存儲器53儲存的靜態(tài)或動態(tài)圖象數(shù)據(jù)，并且將此儲存在主存儲器53。
而且，此再生圖象數(shù)據(jù)是經(jīng)由GPU 62而儲存在幀緩沖器63，如此便允許它可使用于由上述GPU 62所繪制的圖象背景。
聲音系統(tǒng)70配備有SPU 71，該SPU可根據(jù)來自CPU 51的指令而產(chǎn)生音樂、音效等；一聲音緩沖器72，其中波形數(shù)據(jù)等是由此SPU 71儲存；及一揚聲器73，用以輸出由SPU 71產(chǎn)生的音樂、音效等。
SPU 71具有ADPCM解碼功能，用以透過采用例如當作4比特微分信號的16比特聲音數(shù)據(jù)而播放具有自適應(yīng)微分脈碼調(diào)制(ADPCM)編碼格式的聲音數(shù)據(jù)；播放功能，用以透過播放在聲音緩沖器72中儲存的波形數(shù)據(jù)而產(chǎn)生音效等；調(diào)制功能，用以調(diào)制及播放在聲音緩沖器72中儲存的波形數(shù)據(jù)；等等。
具有此些功能允許聲音系統(tǒng)70如同所謂的取樣音源使用，其中音樂、音效等是分別根據(jù)在聲音緩沖器72中存儲的波形數(shù)據(jù)及來自CPU 51的指令而產(chǎn)生。
光盤控制單元80提供一光盤裝置81，用以播放在光盤中儲存的存儲程序與數(shù)據(jù)等；一解碼器82，用以解碼例如加入了糾錯碼(ECC)的程序與數(shù)據(jù)等；及一緩沖器83，用以藉由暫時儲存來自光盤裝置81的數(shù)據(jù)而實施從光盤讀取的高速數(shù)據(jù)。一附屬CPU 84是連接至解碼器82。
而且，除了在光盤所記錄聲音數(shù)據(jù)的上述ADPCM數(shù)據(jù)要使用光盤裝置81讀取之外，還有所謂的PCM數(shù)據(jù)，該PCM數(shù)據(jù)是要進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換的聲音信號。
通過將16比特數(shù)位數(shù)據(jù)表示作例如用于ADPCM數(shù)據(jù)的4比特微分信號而記錄的聲音數(shù)據(jù)可由解碼器82解碼、提供給上述SPU 71、由SPU 71進行數(shù)/模轉(zhuǎn)換等、然后用于驅(qū)動揚聲器73。
而且，記錄為例如用于PCM數(shù)據(jù)的16比特數(shù)位數(shù)據(jù)形式的聲音數(shù)據(jù)由解碼器82解碼，然后用于驅(qū)動揚聲器73。
此外，通信控制單元90具有一通信控制裝置91，可執(zhí)行對經(jīng)由總線BUS與CPU 51的通信的控制，該通信控制裝置配備有控制器連接部分12和存儲器卡插入部分8A和8B，控制器連接部分12和用以輸入來自使用者的指令的控制器20相連接，充當儲存游戲設(shè)定數(shù)據(jù)等的輔助儲存裝置的存儲器卡10和稍后描述的可攜式電子裝置100與存儲器卡插入部分8A和8B連接。
連接至控制器連接部分9的控制器20具有例如16個指令按鍵，用以輸入來自使用者的指令，并且根據(jù)來自通信控制裝置91的指令而透過同步通信以每秒大約60次向通信控制裝置91傳輸有關(guān)的指令按鍵狀態(tài)。通信控制裝置91然后可將控制器20的指令按鍵狀態(tài)傳送給CPU 51。
因此，來自使用者的指令可輸入CPU 51，而且CPU 51可根據(jù)來自使用者的指令，基于要執(zhí)行游戲程序或類似而執(zhí)行處理。
現(xiàn)在，有關(guān)主存儲器53、GPU 62、圖象解碼器64、解碼器82等，需要在讀取程序、顯示圖象、繪制圖象時以高速傳送大量的圖象數(shù)據(jù)。因此，此視頻游戲裝置的設(shè)計可執(zhí)行所謂的DMA轉(zhuǎn)送，其中數(shù)據(jù)傳輸是在外圍設(shè)備控制單元52的控制下在主存儲器53、GPU62、圖象解碼器64、解碼器82等之間直接執(zhí)行，而無需經(jīng)過CPU 51。因此，由于數(shù)據(jù)傳輸而對CPU 51產(chǎn)生的負荷便可減少，并且可執(zhí)行高速數(shù)據(jù)傳輸。
而且，在CPU 51需要儲存用以執(zhí)行游戲的游戲設(shè)定數(shù)據(jù)與類似的情況下，需儲存的數(shù)據(jù)可傳送給通信控制裝置91，而且通信控制裝置91可將來自CPU 51的數(shù)據(jù)寫入在一存儲器卡插入部分8A或8B的插槽所插入的一存儲器卡10或可攜式電子裝置100。
現(xiàn)在，通信控制裝置91已設(shè)有保護電路，用以避免電氣遭破壞。存儲器卡10與可攜式電子裝置100是從總線BUS分開，而且能在主單元的電源啟動的情況下安裝或分離。因此，在存儲卡10或可攜式電子裝置100的儲存容量發(fā)現(xiàn)不足夠的情況或在其他類似情況下，一個新的存儲卡可插入，而可不必需將主單元的電源關(guān)閉。結(jié)果，一新的存儲器可插入，而且必要的數(shù)據(jù)可寫入新的存儲器卡，而不會丟失需要備分的任何游戲數(shù)據(jù)。
而且，并行輸入/輸出接口(PIO)96與串行輸入/輸出接口(SIO)97是用以將存儲器卡10或可攜式電子裝置100連接至視頻游戲裝置1的接口。
上述娛樂系統(tǒng)可在執(zhí)行根據(jù)本實施例的感知轉(zhuǎn)換時利用近似計算來高速計算。(三維空間繪圖)三維空間繪圖是有關(guān)當從某一觀看點檢視物件時，計算假設(shè)在三維空間中放置于某位置上的屏幕上的一物件如何感知的技術(shù)。
GTE 61的功能是當作協(xié)處理器，用以執(zhí)行高速幾何計算。在此高速計算之中，能以例如一程序庫格式提供典型的幾何計算給游戲程序員。在下面的描述中，可以將任意分布在三維空間的點序列感知在二維空間屏幕上的過程中能夠獲得和簡單方法相同結(jié)果的感知轉(zhuǎn)換的近似計算制備為例如基本幾何程序庫，并將其提供給游戲軟件程序員。
圖5是描述在三維空間中任意存在的多點序列110投射在二維空間屏幕111上的圖。在此，在三維空間中任意分布的多重點序列110能以繪圖的物件存在。為了要在二維空間顯示裝置(電視機、監(jiān)視器等)上顯示三維空間繪圖物件，需要預(yù)先在一假想二維空間屏幕111上產(chǎn)生三維空間表示。因此，需要將三維空間點序列110投射在假想的二維空間屏幕111上。
在圍繞觀看點VP的三維空間中觀看點坐標軸因此是從觀看點VP到任意點序列110的方向是Z軸，屏幕111的水平方向是X軸，而且屏幕111的垂直方向是Y軸。(繪圖的目標狀態(tài))圖6是描述在三維空間中任意存在的點序列投射在一假想二維空間屏幕上的一范例圖形。在任意點序列110之中，將描述代表點P1、P2、和P3。點P1、P2和P3的坐標分別是P1(X1，Y1)、P2(X2，Y2)、和P3(X3，Y3)。從觀看點VP到點P1、P2和P3的距離為Z1、Z2、Z3，從觀看點VP到屏幕的距離為h，構(gòu)成在屏幕111上任意點序列110的點P1、P2、和P3的Ps1(Sx1，Sy1)、Ps2(Sx2，Sy2)、和Ps3(Sx3，Sy3)可使用下列計算，利用相似關(guān)系d三角形計算出。
Sx1＝X1×(h/Z1)，Sy1＝Y(jié)1×(h/Z1)……(1)Sx2＝X2×(h/Z2)，Sy2＝Y(jié)2×(h/Z2)……(2)Sx3＝X3×(h/Z3)，Sy3＝Y(jié)3×(h/Z3)……(3)執(zhí)行此計算的理由如下所述。從觀看點VP到屏幕的距離是一常數(shù)h，但是從觀看點VP到3個點P1、P2、和P3的距離每個是不同，亦即，Z1、Z2、和Z3，所以相似比率亦不同，亦即，(b/Z1)、(h/Z2)、和(h/Z3)。
在三維空間中任意存在的點序列是N個點數(shù)目構(gòu)成的情況下，算式(1)至(3)的計算必須重復(fù)所述點數(shù)目，亦即，N次，以便計算屏幕上的坐標。第一實施例現(xiàn)在，讓我們假設(shè)在三維空間存在的任意分布點序列是在一球體內(nèi)均勻分布的點序列。
圖7描述了以觀看方向(亦即，Z軸方向)在二維空間屏幕上投射的任意存在三維空間中的點序列的結(jié)果。
在點序列投射在二維空間屏幕上的情況中，投射的點序列的整個分布是在一圓內(nèi)，在中央位置上的分布較密集(較暗淡)。在輻射方向逐漸變成較稀疏，而且在周邊附近會變成最稀疏(最亮)。
現(xiàn)在，如果點序列均勻存在的球體三維空間內(nèi)的概率密度函數(shù)為f(X，Y，Z)，則點序列的出現(xiàn)概率便能以下式表示0≤f(X，Y，Z)≤1……(4)在整個三維空間上執(zhí)行此概率密度函數(shù)f(X，Y，Z)的體積積分可產(chǎn)生值為1的點序列出現(xiàn)總概率，如下式所示∫f(X，Y，Z)dv＝1……(5)然后，將會研究在投射存在于三維空間的具有概率密度函數(shù)f(X，Y，Z)的點序列到二維空間屏幕上的情況下的點分布概率。在二空間屏幕111上的此點序列概率密度函數(shù)是由g(X，Y)表示。
首先，在三維空間與二空間屏幕111之間的關(guān)系可獲得。如圖8所示，存在三維空間中的矩形S投射在屏幕上的區(qū)域是在屏幕上的小區(qū)域dS。若在屏幕111上從觀看點VP到微小區(qū)域dS的距離為h，及在三維空間從觀看點VP到矩形S的距離為Z，則矩形S與微小區(qū)域dS是片段比(h/Z)平方的關(guān)系，如此產(chǎn)生下列關(guān)系。
S＝dS·(Z/h)2……(6)在屏幕的微小區(qū)域dS上的點序列概率可以通過以其底面是S的金字塔形的形式而從觀看點到無限大(0至∞)積分三維空間中的點序列概率獲得，而且如此便能以如下式表示g(x,y)dS=∫0xf(X,Y,Z)·SdZ]]>=∫0xf(X,Y,Z)·(Z/h)2dSdZ···(7)]]>算式(7)可產(chǎn)生算式(8)g(x,y)=∫0xf(X,Y,Z)·(Z/h)2dZ···(8)]]>現(xiàn)在，下列透視轉(zhuǎn)換方程序在屏幕上的坐標(x，y)與在三維空間的坐標(X，Y)之間成立x＝X·(h/Z)…(9)y＝Y(jié)·(h/Z)…(10)將算式(9)和(10)取代算式(8)而產(chǎn)生下列式子g(x,y)=∫0xf(x·Z/h,y·Z/h,Z)·(Z/h)2dZ···(11)]]>算式(11)可以使用三維空間坐標值來表示二維空間屏幕上的點序列分布，而且另一方面，算式(11)可只使用二維空間屏幕坐標表示它。
因此，根據(jù)算式(11)，只要三維空間的概率密度函數(shù)f(X，Y，Z)、觀看點VP、與觀看方向(在此此情況是Z軸方向)確定，在二維空間屏幕上的概率密度功能g(x，y)便可決定。
在無需顯示三維空間中任意存在點序列的點(亦即，在Z方向的距離)之間前后關(guān)系的情況下，下列便可假定。即是，在三維空間內(nèi)產(chǎn)生任意的點序列，及執(zhí)行每點的坐標轉(zhuǎn)換與透視轉(zhuǎn)換的傳統(tǒng)方法需要非常大量的計算，這些計算對于作為計算裝置的CPU與GTE是一龐大的負荷。
不執(zhí)行此計算，而是在如上述的二維空間屏幕上產(chǎn)生具有概率密度g(x，y)的點序列便會產(chǎn)生與在屏幕上獲得點序列分布的相同結(jié)果。
此優(yōu)點在于二維空間屏幕上產(chǎn)生具有概率密度g(x，y)的點序列可除去每點的坐標轉(zhuǎn)換與透視轉(zhuǎn)換計算的需要，而且只要決定概率密度函數(shù)f(X，Y，Z)、觀看點VP、與方向決定，點序列便可預(yù)先產(chǎn)生。因此，優(yōu)點是在的一娛樂系統(tǒng)中在繪圖處理裝置(例如CPU與GTE)上的負荷可減輕。第二實施例如果提供f(X，Y，Z)，算式(11)的積分算式便可以數(shù)字求解。然而，在不變的情況下，它可使用近似算式而以甚至更簡單的方式解決。
讓我們假定點序列是在三維空間的一球體內(nèi)均勻分布。在此情況下，在三維空間的點序列概率密度f(X，Y，Z)便能以一常數(shù)A表示。
f(X，Y，Z)＝f(x·Z/h，yZ/h，Z)＝A…(12)使用算式(12)代入算式(11)中便可產(chǎn)生下列算式g(x,y)=∫0xA·(Z/h)2dZ···(13)]]>現(xiàn)在，Zin和Zout是通過球體表面的積分路徑的進入點與出口點。在積分路徑不通過球體表面的情況下，Zin＝Zout＝0便可成立。
此外，在球體表面距離觀看點(在事件Z是大的)足夠遠的情況下，從觀看點到構(gòu)成點序列(亦即，在球體表面內(nèi)的點序列的Z變化量)的每點的差在相關(guān)的考量是很小，如此便可視為一常數(shù)。另一方面，從觀看點VP到屏幕111的距離h是一常數(shù)。相似比率(Z/h)幾乎不改變，所以(Z/h)便可視為一常數(shù)。因此，隨著(Z/h)2＝B，下列算式便可獲得g(x,y)=∫0xA·BdZ···(14)]]>解決算式(14)可產(chǎn)生下列算式g(x，y)＝A·B(Zout-Zin)…(15)根據(jù)算式(15)，在二維空間屏幕上的點序列分布是與(Zout-Zin)成比例。此(Zout-Zin)是表示觀看線通過球體的程度。即是說，在觀看線通過球體的中央部分的情況，(Zout-Zin)會是一相當大的值，相反地，在觀看線接近球體表面的情況，(Zout-Zin)會是一相當小的值。
結(jié)果，在二維空間屏幕上的概率密度函數(shù)g(x，y)具有在對應(yīng)于球體中心的一圓中心上的一較大值分布，并且在對應(yīng)于球體周長的圓周長(外端)上具有一小值。
可了解到具有此屬性的分布可透過二維空間高斯分布近似表示。在此情況，為了要簡化算式，近似的二維空間高斯分布方差是1(亦即，σ2＝1)，而且是平均零(亦即，平均x＝0)。
因此，算式(11)便能以下式表示g(x，y)＝(1/2π)exp{-(x2+y2)/2}…(16)
分解算式(16)的二維空間高斯分布算式允許按相乘的一維空間高斯分布的形式完成。g(x,y)=(1/2π)exp(-x2/2)·(1/2π)exp(-y2/2)···(17)]]>遵守一維空間高斯分布的隨機數(shù)可透過Box-Muller方法而從均勻的隨機數(shù)產(chǎn)生。GR=-2log(R1)·cos(2πR2)···(18)]]>在此，R1和R2表示均勻的隨機數(shù)，而且GR表示高斯分布隨機數(shù)。
結(jié)果，可了解到在二維空間屏幕上的分布g(x，y)可使用均勻的隨機數(shù)建立。
附帶地，為了要簡化高斯分布算式，高斯分布的方差是1，而且平均零。這是在要繪制的點序列存在一固定球體內(nèi)的三維空間，而且許多的點是均勻分布的假設(shè)下。在三維空間繪制的點序列延伸超過球體的情況中，，根據(jù)延伸超過球體的三維空間狀態(tài)，在球體包含大部分點序列的假設(shè)下在二維空間屏幕上所獲得的分布g(x，y)可透過在x方向與v方向的適當比率而放大。
因此，在球體表面內(nèi)均勻分布的點序列投射在二維空間屏幕上的情況中，在二維空間屏幕上的點序列分布可透過使用一維空間高斯分布隨機數(shù)而獲得，而無需每點的坐標轉(zhuǎn)換與透視轉(zhuǎn)換計算。
附帶地，上述圖象產(chǎn)生方法可以形成為程序，并且可提供作為娛樂系統(tǒng)可讀及可執(zhí)行的記錄媒體。此程序能在個別記錄在例如光盤的記錄媒體上的狀態(tài)下或在已記錄在為游戲軟件一部分的狀態(tài)下提供。這些程序可在娛樂系統(tǒng)1啟動，并且由其CPU 51執(zhí)行。
上述圖象產(chǎn)生方法在記錄媒體上當作一程序而個別記錄的含義是，該程序預(yù)先準備為軟件開發(fā)的程序庫。一已知的事實是在開發(fā)軟件時建立所有函數(shù)需要龐大的時間。
然而，將龐大的軟件函數(shù)分解為類型的做法表明存在許多對于各種不同類型軟件而言共同的函數(shù)，例如移動物件的函數(shù)。
因此，能夠作為上述具體實施例而共用的功能可當作程序庫軟件，提供給軟件制造商。然后，既然這一普遍使用的功能可作為程序而外部提供，軟件制造商只需建立軟件的必要部分。
根據(jù)上述具體實施例，在計算機繪圖方面，在三間空間分布的點序列能只在二維空間屏幕上投射，而不會對CPU、GTE、與其他坐標計算裝置上帶來負荷。在例如云朵、水面、與樹葉的三維空間中任意存在的繪圖物件如此便可透過使用一維空間高斯分布隨機數(shù)而計算。
根據(jù)本發(fā)明，可提供與計算機繪圖處理有關(guān)的新的圖象產(chǎn)生裝置、圖象產(chǎn)生方法、娛樂系統(tǒng)、與記錄媒體，用以將在三維空間中任意存在的點序列投射在一假想的二維空間屏幕上。
權(quán)利要求
1.一種用以將存在于三維空間中的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上的圖象產(chǎn)生裝置，該圖象產(chǎn)生裝置包含在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的領(lǐng)域情況下，根據(jù)點序列的分布狀態(tài)而決定在該二維屏幕上的分布狀態(tài)的裝置，使得可根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)而在該二維屏幕上產(chǎn)生點序列的圖象。
2.一種用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上的圖象產(chǎn)生裝置，該圖象產(chǎn)生裝置包含在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況下，根據(jù)點序列的所述分布狀態(tài)、觀看點、與觀看方向而決定，決定在該二維屏幕上的分布狀態(tài)的裝置，使得可根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)而在該二維屏幕上產(chǎn)生點序列的一個圖象。
3.如權(quán)利要求2的圖象產(chǎn)生裝置，其中該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維屏幕上的點序列的所述分布狀態(tài)，其可通過下式而決定g(x,y)=∫0∞f(X,Y,Z)·(Z/h)2dZ]]>其中從觀看點到所述復(fù)數(shù)點序列的方向是以Z軸表示該二維屏幕是放置在X-Y平面上；在三維空間內(nèi)存在的復(fù)數(shù)點序列的概率密度函數(shù)是f(X，Y，Z)；從觀看點到屏幕的距離是以h表示；及從觀看點到存在于三維空間內(nèi)的點序列的距離是以Z軸表示。
4.如權(quán)利要求2的圖象產(chǎn)生裝置，其中該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維屏幕上的點序列的所述分布狀態(tài)，其可通過下式而決定g(x,y)=∫0∞f(x·Z/h,y·Z/h,Z)·(Z/h)2dZ]]>其中從觀看點到復(fù)數(shù)點序列的方向是以Z軸規(guī)定；屏幕是放置在X-Y平面上；存在三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列的該概率密度函數(shù)是f(X，Y，Z)；從觀看點到屏幕的距離是以h表示；及從觀看點到存在三維空間內(nèi)的點序列的距離是以Z表示。
5.如權(quán)利要求2的圖象產(chǎn)生裝置，其中存在該三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列是繪制多角形物件的頂座標。
6.如權(quán)利要求2的圖象產(chǎn)生裝置，其中存在該三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列是繪制下列其中之一的座標云朵；水面；或樹葉。
7.一種用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上的圖象產(chǎn)生裝置，該圖象產(chǎn)生裝置包含在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況下，使用均勻隨機數(shù)決定在該二維屏幕上的分布狀態(tài)的裝置，使得可根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)而在該二維屏幕上產(chǎn)生點序列的一圖象。
8.一種用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上的圖象產(chǎn)生裝置，該圖象產(chǎn)生裝置包含在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況下，通過使用Box-Muller方法遵循從均勻隨機數(shù)產(chǎn)生的一維空間高斯分布的隨機數(shù)，決定在該二維屏幕上分布狀態(tài)的裝置，使得可根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)而在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象。
9.一種用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上的圖象產(chǎn)生裝置，該影象產(chǎn)生裝置包含在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況下，使用二維空間高斯分布而決定在該二維屏幕上的分布狀態(tài)的裝置，使得可根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)而在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象。
10.如權(quán)利要求9的圖象產(chǎn)生裝置，其中該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維屏幕上的點序列的所述分布狀態(tài)，其可使用該二維空間高斯分布通過下式?jīng)Q定g(x，y)＝(1/2π)exp{-(x2+y2)/2}
11.一種用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上的圖象產(chǎn)生方法，該圖象產(chǎn)生方法包含下列步驟在復(fù)數(shù)點序列隨機存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況下決定點序列的分布狀態(tài)根據(jù)在三維空間中的所述復(fù)數(shù)點序列的所述分布狀態(tài)決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)；及根據(jù)如此決定的在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象。
12.一種用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二度是屏幕上的圖象產(chǎn)生方法，該圖象產(chǎn)生方法包含下列步驟在復(fù)數(shù)點序列任意存在三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況下決定點序列的所述分布狀態(tài)、觀看點、與觀看方向；根據(jù)該決定的分布狀態(tài)、觀看點、與觀看方向決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)；及根據(jù)決定的在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)、觀看點、與觀看方向，在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象。
13.如權(quán)利要求12的圖象產(chǎn)生方法，其中該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維屏幕上的點序列的所述分布狀態(tài)，其可通過下式而決定g(x,y)=∫0∞f(X,Y,Z)·(Z/h)2dZ]]>其中從觀看點到復(fù)數(shù)點序列的方向是以Z軸規(guī)定所述二維屏幕是放置在X-Y平面上；存在三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列的該概率密度函數(shù)是f(X，Y，Z)；從觀看點到屏幕的距離是以h表示；及從觀看點到存在三維空間內(nèi)的點序列的距離是以Z表示。
14.如權(quán)利要求12的圖象產(chǎn)生方法，其中該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維屏幕上的點序列的所述分布狀態(tài)，其可通過下式而決定g(x,y)=∫0∞f(x·Z/h,Z/h,Z)·(Z/h)2dZ]]>其中從觀看點到復(fù)數(shù)點序列的方向是以Z軸規(guī)定；屏幕是放置在X-Y平面上；存在三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列的該概率密度函數(shù)是f(X，Y，Z)；從觀看點到屏幕的距離是以h表示；及從觀看點到存在三維空間內(nèi)的點序列的距離是以Z表示。
15.如權(quán)利要求12的圖象產(chǎn)生方法，其中存在該三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列是繪制多角形物件的頂坐標。
16.如權(quán)利要求12的圖象產(chǎn)生方法，其中存在該三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列是繪制下列其中之一的坐標云朵；水面；或樹葉。
17.一種用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上的圖象產(chǎn)生方法，該圖象產(chǎn)生方法包含在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域下所采取的下列步驟使用均勻隨機數(shù)，決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)；及根據(jù)所述決定的在該二維屏幕上的分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象。
18.一種用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上的圖象產(chǎn)生方法，該圖象產(chǎn)生方法包含在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域下采取的下列步驟使用遵循使用Box-Muller方法的均勻隨機數(shù)所產(chǎn)生一維空間高斯分布的隨機數(shù)，決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)；及根據(jù)在該二維屏幕上的該決定分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生點序列的一圖象。
19.一種用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上的圖象產(chǎn)生方法，該圖象產(chǎn)生方法包含在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域下采取的下列步驟使用二維空間高斯分布，決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)；及根據(jù)在該二維空間幕幕上的該決定分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象。
20.如權(quán)利要求19的圖象產(chǎn)生方法，其中該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維屏幕上的點序列的該狀態(tài)，其可通過下式使用該二維空間高斯分布而決定g(x，y)＝(1/2π)exp{-(x2+y2)/2}
21.一種娛樂系統(tǒng)，其包含至少一控制系統(tǒng)；一繪圖系統(tǒng)；一聲音系統(tǒng)；及一光盤控制單元；其中該繪圖系統(tǒng)具有一繪圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生處理器，用以執(zhí)行遵循環(huán)來自該控制系統(tǒng)的繪圖指令的坐標計算；而且其中，在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況，該繪圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生處理器可根據(jù)在所述點序列的所述分布狀態(tài)、決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)，并且根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象。
22.一種娛樂系統(tǒng)，其包含至少一控制系統(tǒng)；一繪圖系統(tǒng)；一聲音系統(tǒng)；及一光盤控制單元；其中該繪圖系統(tǒng)具有一繪圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生處理器，用以執(zhí)行遵循來自該控制系統(tǒng)的繪圖指令的坐標計算；而且其中，在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況，該繪圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生處理器可根據(jù)點序列、觀看點、與觀看方向的所述分布狀態(tài)決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)，并且根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象。
23.一種娛樂系統(tǒng)，其包含至少一控制系統(tǒng)；一繪圖系統(tǒng)；一聲音系統(tǒng)；及一光盤控制單元；其中該繪圖系統(tǒng)具有一繪圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生處理器，用以執(zhí)行遵循來自該控制系統(tǒng)的繪圖指令的座標計算；而且其中，在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況，該繪圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生處理器可通過使用二維空間高斯分布決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)，并且根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生點序列的一圖象。
24.一種其上記錄軟件程序的記錄媒體，所述軟件程序包括一圖象產(chǎn)生方法程序，用以將三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上，以使該程序是計算機可讀且可執(zhí)行，該程序包含用以在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況決定點序列的分布狀態(tài)的步驟；用以根據(jù)在該三維空間中的所述點序列的所述分布狀態(tài)決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)的步驟；及用以根據(jù)如此決定的在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象的步驟。
25.一種其上記錄軟件程序的記錄媒體，所述軟件程序包括一圖象產(chǎn)生方法程序，用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上，以使該程序是計算機可讀且可執(zhí)行，該程序包含用以在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況，決定點序列的分布狀態(tài)、觀看點、與觀看方向的步驟；用以根據(jù)所決定的在該三維空間中所述復(fù)數(shù)點序列的分布狀態(tài)、觀看點、與觀看方向，決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)的步驟；及用以根據(jù)如此決定的在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象的步驟。
26.如權(quán)利要求25的記錄媒體，其中該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維屏幕上的點序列的所述分布狀態(tài)，其可通過下式而決定g(x,y)=∫0∞f(X,Y,Z)·(Z/h)2dZ]]>其中從觀看點到復(fù)數(shù)點序列的方向是以Z軸規(guī)定；屏幕是放置在X-Y平面上；存在三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列的該概率密度函數(shù)是f(X，Y，Z)；從觀看點到屏幕的距離是以h表示；及從觀看點到存在三維空間內(nèi)的點序列的距離是以Z表示。
27.如權(quán)利要求25的記錄媒體，其中該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維屏幕上的點序列的所述分布狀態(tài)，其可通過下式而決定g(x,y)=∫0∞f(x·Z/h,y·Z/h,Z)·(Z/h)2dZ]]>其中從觀看點到復(fù)數(shù)點序列的方向是以Z軸規(guī)定；屏幕是放置在X-Y平面上；存在三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列的該概率密度函數(shù)是f(X，Y，Z)；從觀看點到屏幕的距離是以h表示；及從觀看點到存在三維空間內(nèi)的點序列的距離是以Z表示。
28.如權(quán)利要求25的記錄媒體，其中存在該三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列是繪制多角形物件的頂坐標。
29.如權(quán)利要求25的記錄媒體，其中存在該三維空間內(nèi)的復(fù)數(shù)點序列是繪制下列其中之一的坐標云朵；水面；或樹葉。
30.一種其上記錄軟件程序的記錄媒體，所述軟件程序包括一圖象產(chǎn)生方法程序，用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上，以使該程序是計算機可讀且可執(zhí)行，該程序包含用以在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況，使用均勻隨機數(shù)決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)的步驟；及用以根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象的步驟。
31.一種其上記錄軟件程序的記錄媒體，所述軟件程序包括一圖象產(chǎn)生方法程序，用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上，以使該程序是計算機可讀且可執(zhí)行，該程序包含用以在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況，使用遵循從使用該Box-Muller方法的均勻隨機數(shù)所產(chǎn)生的一維空間高斯分布的隨機數(shù)，決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)的步驟；及用以根據(jù)在該二度是屏幕上的所述分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象的步驟。
32.一種其上記錄軟件程序的記錄媒體，所述軟件程序包括一圖象產(chǎn)生方法程序，用以將在三維空間中存在的復(fù)數(shù)點序列投射在一假想二維屏幕上，以使該程序是計算機可讀且可執(zhí)行，該程序包含用以在所述復(fù)數(shù)點序列任意存在該三維空間內(nèi)的一領(lǐng)域情況，使用二維空間高斯分布決定在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)的步驟；及用以根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)在該二維屏幕上產(chǎn)生一個點序列的圖象的步驟。
33.如權(quán)利要求32的記錄媒體，其中該概率密度函數(shù)g(x，y)是在二維屏幕上的點序列的該狀態(tài)，其可通過下式使用該二維空間高斯分布而決定g(x，y)＝(1/2π)exp{-(x2+y2)/2}
全文摘要
一種圖象產(chǎn)生裝置與圖象產(chǎn)生方法可在復(fù)數(shù)點序列隨機存在該三維空間內(nèi)的一球體情況,通過使用用二維空間高斯分布而在二維屏幕上決定點序列的所述分布狀態(tài),及根據(jù)在該二維屏幕上的所述分布狀態(tài)而在該二維空間屏幕上產(chǎn)生點序列的圖象。該二維空間高斯分布可分解因數(shù)成一維空間高斯分布的乘積,而一維空間高斯分布可由均勻的隨機數(shù)產(chǎn)生。因此,可容易通過將在三維空間中任意存在的復(fù)數(shù)點序列投射在二維屏幕上而建立一圖象。
文檔編號G06T15/00GK1360713SQ00807847
公開日2002年7月24日 申請日期2000年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月25日
發(fā)明者岡正昭 申請人:索尼電腦娛樂公司