專利名稱：非等向性材質(zhì)取樣的快速演算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)繪圖應(yīng)用的材質(zhì)對應(yīng)(texturemapping)，尤其是一種用在材質(zhì)空間計(jì)算質(zhì)素(texel；texture element)的系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
圖1A顯示了一種具有一繪圖顯示處理器(graphicsdisplay processor)與一圖幅緩沖區(qū)(frame buffer)的典型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2。特別地，一系統(tǒng)總線10被用來連接中央處理單元12(CPU)、顯示或繪圖處理器14、系統(tǒng)存儲器16與任何需要的輸出入(I/O)子系統(tǒng)18。顯示處理器并且連接到顯示處理器存儲器20與圖幅緩沖區(qū)22。一視訊控制器24(video controller)被用來顯示圖幅緩沖區(qū)22的內(nèi)容于監(jiān)視器26上。顯示處理器典型地從顯示處理器存儲器(display processor memory)收到指令，并且執(zhí)行指令來建立在圖幅緩沖區(qū)中的影像。材質(zhì)信息可被儲存在系統(tǒng)存儲器16或顯示處理器存儲器20中。
材質(zhì)對應(yīng)是一種在三維度對象空間表面的函式對應(yīng)，這種材質(zhì)函式的領(lǐng)域可以是一維度、二維度或三維度的數(shù)組，其大多是具有二維坐標(biāo)(u，v)的二維度空間，尤其是IT→S3D，其中I是將材質(zhì)空間T中二維度材質(zhì)涂在三維度(3D)空間表面S的函式，如圖1B所示。當(dāng)材質(zhì)涂在表面后，一種轉(zhuǎn)換會(huì)被用來將表面投影于二維度屏幕空間(2D screen space)，這類的轉(zhuǎn)換通常是透視轉(zhuǎn)換，例如PST3D→D2D，其中P是將可視范圍(view frustum)以坐標(biāo)(x0，y0，z0)涂于三維度空間的轉(zhuǎn)換以找出在具有坐標(biāo)(x，y)的二維度屏幕空間中的可視部份(visible portion)，如圖1B所示。通常這種對應(yīng)看起來像是一種復(fù)合對應(yīng)(composite mapping)IoP，例如從材質(zhì)空間到屏幕空間的對應(yīng)。如果復(fù)合對應(yīng)為可逆的，例如(IoP)-1為可能時(shí)，這種復(fù)合對應(yīng)有助于屏幕順序掃瞄(screenorder scanning)，使得在屏幕空間的每一個(gè)像素相應(yīng)于材質(zhì)空間中的像素投影區(qū)(footprint area)能夠被找出，并且這區(qū)域能夠被過濾來得到合適的材質(zhì)。一個(gè)像素的投影區(qū)可以是以該像素為中心的一個(gè)四邊形(可能是曲面的)的長與寬來適當(dāng)描述，被過濾出來的部份形式被用來找出該像素以四邊形外形為基礎(chǔ)的材質(zhì)值，投影區(qū)的外形經(jīng)常被簡化為平面四邊形或平行四邊形。
一個(gè)材質(zhì)對應(yīng)圖(texture map)在顯示上通常有著過多的細(xì)節(jié)，如果像素是遠(yuǎn)離觀看點(diǎn)(view point)的對象的一部份時(shí)便會(huì)有這種情形。為了降低材質(zhì)對應(yīng)圖的細(xì)節(jié)，稱為紋理映像(mipmapping)的程序會(huì)被使用。一種對材質(zhì)對應(yīng)圖預(yù)先過濾的金字塔會(huì)被用來代替具有過度細(xì)節(jié)的材質(zhì)對應(yīng)圖，在金字塔底端的材質(zhì)對應(yīng)圖具有較多的細(xì)節(jié)，并且在金字塔頂端的材質(zhì)地圖是由底層材質(zhì)地圖以雙線性濾出。在金字塔中的位置被稱為細(xì)節(jié)的層級(LOD；level of detail)，其代表在金字塔中的一個(gè)層級或一對層級，后者這對層級是在這對層級的內(nèi)插被允許時(shí)使用。適當(dāng)?shù)厥褂眉y理映像能夠幫助避免影像的失真與模糊。
傳統(tǒng)的非等向性過濾使用了一種像素投影(投影區(qū))至材質(zhì)空間的簡化且近似的模塊，來達(dá)成一種在視覺上可接受的高效能。
其使用了六種參數(shù)r-比例，是在材質(zhì)空間中位于給定的細(xì)節(jié)層級的像素投影區(qū)的長度；LOD-在MIP層級間用來混色的目前MIP層級與d-分?jǐn)?shù)；du-投影區(qū)主軸沿著u軸的斜率；dv-投影區(qū)主軸沿著v軸的斜率；u0-像素投影區(qū)中央位置的u坐標(biāo)；v0-像素投影區(qū)中央位置的v坐標(biāo)。
參考圖2A，沿著以u0、v0、du與dv所規(guī)定的線，非等向性過濾(anisotropic filtering)以(u0，v0)114為中心雙線性取樣在格板(r)平均分布的100、102、104、106、108、110、122。如果r＞1，非等向性過濾會(huì)變?yōu)榇罅坎?huì)花費(fèi)許多運(yùn)算量。
在第一階段的過濾后，非等向性的過濾會(huì)沿著中心線取得雙線性的樣本，兩個(gè)樣本間的距離為l，其意指質(zhì)素被用于樣本時(shí)，常常是以兩倍來被使用，且使用許多雙線性樣本需要大量運(yùn)算。因此需要偶一種系統(tǒng)能夠保持材質(zhì)影像的品質(zhì)下，以更少的運(yùn)算來計(jì)算質(zhì)素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述的需求，避免了超過一次以上的質(zhì)素取樣，相對于傳統(tǒng)技術(shù)，本發(fā)明以少量品質(zhì)上的失真得到較佳的效能。
據(jù)此，本發(fā)明揭示一種以材質(zhì)的值對一像素著色的方法，該方法包含在一平面材質(zhì)空間建立一像素的投影區(qū)的復(fù)數(shù)個(gè)樣本點(diǎn)，其中材質(zhì)空間具有一網(wǎng)格，此網(wǎng)格衍生自一第一軸與一第二軸所正交的復(fù)數(shù)個(gè)離散點(diǎn)，材質(zhì)的改變量沿著第一軸會(huì)比沿著第二軸大；在第一軸上的每一個(gè)樣本點(diǎn)以加權(quán)兩個(gè)質(zhì)素值的和來線性內(nèi)插這兩個(gè)質(zhì)素值，其中質(zhì)素值是衍生自第二軸上一對相鄰的格點(diǎn)，該樣本點(diǎn)是位于這兩個(gè)相鄰的格點(diǎn)之間；以及指定一權(quán)重給每一個(gè)內(nèi)插的質(zhì)素值并且累加這些被加權(quán)的質(zhì)素值來得到此像素的最終材質(zhì)值。此像素接下來會(huì)被以此材質(zhì)值來著色。
本發(fā)明的另外一種方法包含將一個(gè)被顯示的像素對應(yīng)至一材質(zhì)空間來形成此像素在該空間中的一投影區(qū)，其中投影區(qū)界定一非等向性線，此非等向性線具有一對實(shí)際的端點(diǎn)；決定此投影區(qū)的一主要方向與一次要方向，將主要與次要方向做為材質(zhì)空間中的軸；在主要方向設(shè)定間隔大小為1并且在次要方向設(shè)定間隔大小為非等向性線的斜率；定位出非等向性線的實(shí)際端點(diǎn)在材質(zhì)空間的網(wǎng)格上的位置，其中間隔大小沿著非等向性線界定出包含被定位出的端點(diǎn)在內(nèi)的數(shù)個(gè)樣本，并且每一個(gè)樣本被指定一個(gè)權(quán)重；以及計(jì)算出每一個(gè)被定位出的端點(diǎn)的正規(guī)化權(quán)重。本方法更包含在材質(zhì)空間中的非等向性線上針對包含被定位出的端點(diǎn)在內(nèi)的每一個(gè)樣本所采取的步驟計(jì)算出內(nèi)插系數(shù)；取得用來內(nèi)插的第一與第二質(zhì)素值；線性內(nèi)插第一與第二質(zhì)素值來建立一內(nèi)插的質(zhì)素值；計(jì)算樣本中不是被定位出的端點(diǎn)的一正規(guī)化權(quán)重；以及累計(jì)被加權(quán)的內(nèi)插質(zhì)素值。具有被累計(jì)的材質(zhì)值的像素之后會(huì)被以此材質(zhì)值著色。
本發(fā)明的一優(yōu)點(diǎn)是用來計(jì)算內(nèi)插材質(zhì)的樣本數(shù)較少，這是由于像素的投影區(qū)的主軸被投影在u或v軸。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是使用較少的運(yùn)算資源來找出所給定的像素的最后材質(zhì)值，這是因?yàn)槭褂昧司€性內(nèi)插法。此外，也節(jié)省了存儲器頻寬(較少的樣本需要被取得)。
本發(fā)明的再一優(yōu)點(diǎn)為影像品質(zhì)佳，因?yàn)楸景l(fā)明因使用了足夠量的樣本而避免了失真。
本發(fā)明的更一優(yōu)點(diǎn)其運(yùn)作在所給定的細(xì)節(jié)層級中，以避免運(yùn)算那么使用者不需要看到的材質(zhì)。


本發(fā)明在此所探討的方向?yàn)橐环N非等向性材質(zhì)取樣的快速算法。為了能徹底地了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發(fā)明的施行并未限定于非等向性材質(zhì)取樣的快速算法的技藝者所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。另一方面，眾所周知的組成或步驟并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要的限制。本發(fā)明的較佳實(shí)施例會(huì)詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述的外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其它的實(shí)施例中，且本發(fā)明的范圍不受限定，其以之后的專利范圍為準(zhǔn)，其中圖1A是為一典型具有繪圖顯示處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意圖；圖1B是涉及應(yīng)于材質(zhì)于影像的一般影像對應(yīng)示意圖；圖2A是一像素的在材質(zhì)空間中的投影區(qū)的示意圖，此材質(zhì)空間具有在樣本線上標(biāo)示的傳統(tǒng)樣本點(diǎn)；
圖2B顯示了本發(fā)明樣本點(diǎn)的坐標(biāo)；以及圖3A至圖3G是本發(fā)明的一具體實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖2B舉例了本發(fā)明的一具體實(shí)施例用于取樣的分等向性過濾的算法，以下為用于后面實(shí)施時(shí)的動(dòng)作順序。
取得du與dv，du與dv是相應(yīng)于較大傾斜方向的主要方向，當(dāng)算法采用線性而非雙線性樣本時(shí)，在此主要方向之間隔為1，因此坐標(biāo)應(yīng)該要永遠(yuǎn)為一整數(shù)，并且在此步驟中次方向也要相對地修正。以下是假設(shè)du＞dv，如圖2B所示。其相反的情形亦會(huì)在之后討論。
du=1,dv=dvdu---(1)]]>此非等向性線應(yīng)該被投影至主要方向的方向軸，并且將及延伸至網(wǎng)格的整數(shù)位置，其被延伸至整數(shù)網(wǎng)格處的端點(diǎn)必需被找出來，可由下列計(jì)算式來完成。
u1=floor(u0-r|du|)v1=v0+(u1-u0)dvdu---(2)]]>u1=ceiling(u0+r|du|)vh=v0+(uh-u0)dvdu---(3)]]>方程式(2)以最接近下方端點(diǎn)位的整數(shù)來決定u坐標(biāo)，并且從dv與u坐標(biāo)決定v坐標(biāo)。下限(floor)函數(shù)的使用具有延伸下方端點(diǎn)的效果。方程式(3)以最接近上方端點(diǎn)位的整數(shù)來決定u坐標(biāo)，并從dv與u坐標(biāo)決定v坐標(biāo)，上限(ceiling)函數(shù)的使用具有延伸上方端點(diǎn)的效果。(floor(x)函數(shù)被定義為小于等于x的最大整數(shù)，并且ceiling(x)函數(shù)被定義為不小于x的最小整數(shù)。)所有不是端點(diǎn)的樣本都有相同的權(quán)重(1/W)，而端點(diǎn)的權(quán)重則根據(jù)他們與原始中心線間的距離。
wl＝1-q(4)wh＝1+q(5)方程式(4)得到下方端點(diǎn)的權(quán)重，其中q＝(u0-r|du|)-u1，例如為下方端點(diǎn)的實(shí)際u坐標(biāo)與延伸的u坐標(biāo)間的差值。如果q值大而wl小時(shí)，遠(yuǎn)離延伸端點(diǎn)的實(shí)際端點(diǎn)給予較小的權(quán)重，并且給上方端點(diǎn)wh較多的權(quán)重。
k＝uh-ul(6)在方程式(6)中的參數(shù)k能得到在投影區(qū)中介于最高u坐標(biāo)與最低u坐標(biāo)間的單位間隔數(shù)(number of unite steps)。
方程式(7)會(huì)得出每一個(gè)樣本的正規(guī)化權(quán)重(normalizedweight)，每一個(gè)樣本的權(quán)重都相等，其中W＝1+k為正規(guī)化參數(shù)，此參數(shù)是用來確保這些權(quán)重被加總起來可以為1(unity)。
wi=1W---(7)]]>w0=wlW,wk=whW---(8)]]>方程式(8)會(huì)得出端點(diǎn)的正規(guī)化權(quán)重。
ci=ci-1+(1,dvdu),i=1k---(9),]]>wherec0＝(u1，v1)， ci，0＝uici，1＝vi在方程式(9)中，樣本的坐標(biāo)從一端點(diǎn)開始接連地如下式被計(jì)算。
接下來計(jì)算出每一個(gè)樣本坐標(biāo)所相應(yīng)的線性內(nèi)插的材質(zhì)，每一個(gè)樣本坐標(biāo)(如i＝0…k)會(huì)被執(zhí)行以下的計(jì)算。
c~i=floor(ci,1)---(10)]]>αi=ci,1-c~i---(11)]]>si,0=t(ci,0,c~i)---(12)]]>si,1=t(ci,0,c~i+1)---(13)]]>Si＝(1-α)si，0+αsi，1(14)在方程式(10)，樣本的v坐標(biāo)下限(floor)能夠被找出，接下來在方程式(11)中，下限與v坐標(biāo)的差會(huì)被計(jì)算以得出內(nèi)插參數(shù)α。在方程式(12)中，用于材質(zhì)的u坐標(biāo)與v坐標(biāo)的下限會(huì)被找出。在方程式(13)中，用于材質(zhì)的u坐標(biāo)與v坐標(biāo)的下限+1會(huì)被找出。在方程式(14)中，線性內(nèi)插會(huì)以內(nèi)插參數(shù)α來進(jìn)行。
因此，沿著樣本線(sample line)的每一個(gè)樣本點(diǎn)的內(nèi)插材質(zhì)值Si會(huì)被得出，相應(yīng)于像素的最后材質(zhì)值會(huì)以線性內(nèi)插材質(zhì)值Si的加權(quán)總和被計(jì)算得出，對每一個(gè)樣本a=Σi=0kSiwi=S0w0+Σi=0k-1Siwi+Skwk---(15)]]>以下為相對情形的方程式，例如當(dāng)dv≥du。
du=dudv,dv=1---(16)]]>方程式(16)設(shè)定了主軸之間隔為1(unity)，在此為v。
ul=u0+(v1-v0)dudv,v1=floor(v0-r|du|)---(17)]]>方程式(17)計(jì)算了下方端點(diǎn)坐標(biāo)，v坐標(biāo)有可能延伸。
ul=u0+(v1-v0)dudv,v1=ceiling(v0-r|du|)---(18)]]>方程式(18)計(jì)算了上方端點(diǎn)，v坐標(biāo)有可能延伸。
wl＝1-p，where p＝(v0-r|du|)-vl(19)wh＝1+p(20)
方程式(19)計(jì)算了下方端點(diǎn)坐標(biāo)的權(quán)重，并且方程式(20)計(jì)算了上方端點(diǎn)坐標(biāo)的權(quán)重，各端點(diǎn)都是一個(gè)樣本。
k＝vh-vl(21)方程式(21)計(jì)算了架構(gòu)在主要坐標(biāo)下之間隔數(shù)目。
W＝1+k；(22)w0=wlW,wk=whW---(23)]]>方程式(22)計(jì)算了正規(guī)化的權(quán)重，并且方程式(23)計(jì)算了端點(diǎn)樣本的權(quán)重。
ci=ci+1+(dudv,1),i=1Kk---(24)]]>方程式(24)計(jì)算了基于前樣本的下一樣本，在本情形下的主要軸坐標(biāo)v是以一個(gè)單位間隔得出，并且次要軸坐標(biāo)是以加入斜率至前一樣本的次要軸坐標(biāo)來得出。
c0＝(ul，vl)(25)ci，0＝ui，ci，1＝vi(26)方程式(25)給定起始的樣本，其為端點(diǎn)之一。
c~i=floor(ci,0)---(27)]]>方程式(27)在最大的網(wǎng)格交點(diǎn)小于實(shí)際次要軸坐標(biāo)時(shí)次要軸時(shí)計(jì)算在目前樣本的次要軸坐標(biāo)。
αi=ci,0-c~i---(28)]]>方程式(28)計(jì)算了次要軸坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)的下限間的差值以做為內(nèi)插系數(shù)，其代表實(shí)際坐標(biāo)與最近網(wǎng)格交點(diǎn)的接近程度，差值越小則系數(shù)越小。
si,0=t(ci,1,c~i)---(29)]]>si,1=t(ci,1,c~i+1)---(30)]]>方程式(29)與(30)取得在主要坐標(biāo)的樣本中次要軸坐標(biāo)在下限與下限+1位置的質(zhì)素。
Si＝(1-α)si，0+αsi，1(31)方程式(31)對取得的質(zhì)素做線性內(nèi)插，樣本的質(zhì)素越靠近次要軸網(wǎng)格坐標(biāo)的被加權(quán)得越多。
wi=1W---(32)]]>方程式(32)計(jì)算了非端點(diǎn)的樣本的權(quán)重(端點(diǎn)的權(quán)重已經(jīng)計(jì)算完了)。
a=Σi=0ksiwi=S0w0+Σi=1k-1Siwi+Skwk---(33)]]>方程式(33)累加了樣本與權(quán)重的乘積，在所有的樣本都被取材質(zhì)特征后，a被提供做為像素的最后材質(zhì)。
圖3A至圖3G是本發(fā)明的一具體實(shí)施例的流程示意圖。圖3A中，步驟400至步驟408是樣本進(jìn)行循環(huán)前的準(zhǔn)備，在步驟400中，位于u，v空間中最大斜度的方向會(huì)被得出，并且被指定為主要方向。在步驟402中，主要方向中之間隔會(huì)被設(shè)定為1，并且次要方向之間隔被設(shè)定為u，v空間中非等向性線的斜率。在步驟404中，非等向性線的端點(diǎn)會(huì)被定位在材質(zhì)空間的網(wǎng)格上，并且在步驟406中，端點(diǎn)的正規(guī)化的權(quán)重會(huì)被得出。在步驟408中用于儲存最后材質(zhì)值的累計(jì)器會(huì)被初始化。
在循環(huán)中，步驟410沿著非等向性線從一個(gè)端點(diǎn)開始挑選樣本，接下來在步驟412中，樣本的內(nèi)插系數(shù)會(huì)被計(jì)算出來。在步驟414中，相應(yīng)于樣本的兩個(gè)要被內(nèi)插的質(zhì)素會(huì)被得出，并且在步驟416中，他們被使用內(nèi)插系數(shù)來進(jìn)行內(nèi)插。接下來，在步驟418中，如果樣本不為端點(diǎn)，樣本的正規(guī)化權(quán)重會(huì)被得出，并且在步驟420中，被加權(quán)的內(nèi)插質(zhì)素會(huì)被累加。此循環(huán)會(huì)持續(xù)直到?jīng)]有任何樣本須要被考慮，當(dāng)循環(huán)結(jié)束時(shí)，所考量的像素的最后材質(zhì)值會(huì)被包含于累計(jì)器中。
圖3B是根據(jù)一具體實(shí)施例示意用來計(jì)算非等向性端點(diǎn)的步驟。在步驟440，根據(jù)非等向性線的長度，在主要方向中一條最接近的主要軸網(wǎng)格線(grid line)會(huì)被選為下方坐標(biāo)。在步驟442中，根據(jù)在主要方向所選出的下方坐標(biāo)及非等向性線的斜率，在次要方向的下方坐標(biāo)會(huì)被得出。在步驟444，根據(jù)非等向性線的長度，在主要方向中一條最接近的主要軸網(wǎng)格線(grid line)會(huì)被選為上方坐標(biāo)。在步驟446中，根據(jù)在主要方向所選出的上方坐標(biāo)及非等向性線的斜率，在次要方向的上方坐標(biāo)會(huì)被得出。
圖3C中顯示了一具體實(shí)施例中用來計(jì)算端點(diǎn)的正規(guī)化權(quán)重的步驟。首先，在步驟450中，在主要方向下方端點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)與被定位的下方端點(diǎn)坐標(biāo)間的差值會(huì)被記算出來。接下來在步驟452中，這個(gè)差值被加入以計(jì)算出上方被定位端點(diǎn)的權(quán)重。在步驟454中，差值會(huì)被減去以計(jì)算出下方被定位端點(diǎn)的權(quán)重。在步驟456中，沿著非等向性線的具有被定位端點(diǎn)之間隔數(shù)量會(huì)被決定，并且此數(shù)量會(huì)被加入以得出正規(guī)化的值。在步驟458中，上方端點(diǎn)的權(quán)重與下方端點(diǎn)的權(quán)重會(huì)個(gè)別地除以正規(guī)化值。
圖3D顯示了一具體實(shí)施例中用來計(jì)算樣本的內(nèi)插系數(shù)的步驟。首先在步驟462中，樣本的次要軸坐標(biāo)被定位在網(wǎng)格上，并且在步驟464中，樣本的次要軸坐標(biāo)與被定位坐標(biāo)間的差值會(huì)被計(jì)算以得出內(nèi)插系數(shù)。
圖3E顯示了一具體實(shí)施例中用來得出被內(nèi)插的兩質(zhì)素的步驟。在步驟470中，第一質(zhì)素是使用樣本的主要軸坐標(biāo)與被定位次要軸坐標(biāo)來取得。在步驟472中，第二質(zhì)素是使用主要軸坐標(biāo)與被定位次要軸坐標(biāo)+1來取得。
圖3F顯示了一具體實(shí)施例中根據(jù)內(nèi)插系數(shù)來內(nèi)插質(zhì)素的步驟。在步驟480中，第一質(zhì)素與(1-內(nèi)插系數(shù))的乘積會(huì)被形成，并且在步驟482中，第二質(zhì)素與內(nèi)插系數(shù)的乘積會(huì)被形成。在步驟484中，這兩個(gè)乘積的和會(huì)被計(jì)算以得出內(nèi)插質(zhì)素。
在圖3G顯示了一具體實(shí)施例中用來累計(jì)被加權(quán)內(nèi)插質(zhì)素的步驟。在步驟490中，樣本權(quán)重與內(nèi)插質(zhì)素的乘積被形成，并且在步驟492中，乘積會(huì)被加入累計(jì)器中。
顯然地，依照上面實(shí)施例中的描述，本發(fā)明可能有許多的修正與差異。因此需要在其附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)加以理解，除了上述詳細(xì)的描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其它的實(shí)施例中施行。上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，該以材質(zhì)值著色像素的方法包含建立一像素在一平面材質(zhì)空間中的一投影區(qū)的復(fù)數(shù)個(gè)樣本點(diǎn)，該材質(zhì)空間具有一網(wǎng)格，該網(wǎng)格衍生自一第一軸與一第二軸正交的離散點(diǎn)，其中材質(zhì)的變化沿著該第一軸會(huì)比沿著該第二軸大；在該第一軸上的每一個(gè)該樣本點(diǎn)以加權(quán)兩個(gè)質(zhì)素值的和來線性內(nèi)插該兩個(gè)質(zhì)素值，其中該質(zhì)素值是衍生自該第二軸上一對相鄰的格點(diǎn)，該樣本點(diǎn)是位于該對相鄰的格點(diǎn)之間；指定一權(quán)重給每一個(gè)內(nèi)插的質(zhì)素值并且累加這些被加權(quán)的質(zhì)素值來得到該像素的一最終材質(zhì)值；以及以該最終材質(zhì)值來著色該像素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中在一內(nèi)插質(zhì)素中，該樣本點(diǎn)靠近該第二軸的網(wǎng)格點(diǎn)的該質(zhì)素值具有比該樣本點(diǎn)遠(yuǎn)離該第二軸的網(wǎng)格點(diǎn)的該質(zhì)素值較多的權(quán)重。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的該投影區(qū)的該樣本點(diǎn)的建立包含延伸該投影區(qū)，使得該投影區(qū)位于該第一軸的網(wǎng)格上；并且其中該內(nèi)插質(zhì)素的權(quán)重被調(diào)整為對被延伸投影區(qū)做計(jì)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的投影區(qū)較靠近于該第一軸的一格點(diǎn)的一端相較于遠(yuǎn)離一格點(diǎn)的一端被給定較多的權(quán)重。
5.一種以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，該以材質(zhì)值著色像素的方法包含將一個(gè)被顯示的像素對應(yīng)至一材質(zhì)空間來形成該像素在該材質(zhì)空間中的一投影區(qū)，其中該投影區(qū)界定一非等向性線，該非等向性線具有一對實(shí)際的端點(diǎn)；決定該投影區(qū)的一主要方向與一次要方向，將該主要方向與該次要方向做為該材質(zhì)空間中的軸；在該主要方向設(shè)定一間隔大小為1并且在該次要方向設(shè)定一間隔大小為該非等向性線的斜率；定位該非等向性線的實(shí)際端點(diǎn)在該材質(zhì)空間的網(wǎng)格上的位置，其中該間隔大小沿著該非等向性線界定了包含該被定位端點(diǎn)在內(nèi)的數(shù)個(gè)樣本，并且每一個(gè)該樣本被指定一權(quán)重；計(jì)算出每一個(gè)該被定位端點(diǎn)的一正規(guī)化權(quán)重；在該材質(zhì)空間中的該非等向性線上對包含該被定位端點(diǎn)在內(nèi)的每一個(gè)該樣本執(zhí)行下列步驟計(jì)算一內(nèi)插系數(shù)；取得用來內(nèi)插的一第一質(zhì)素值與一第二質(zhì)素值；線性內(nèi)插該第一質(zhì)素值與該第二質(zhì)素值以建立一內(nèi)插質(zhì)素值；計(jì)算不包含該被定位端點(diǎn)的其它樣本的一正規(guī)化權(quán)重；以及將該內(nèi)插質(zhì)素值加權(quán)后累計(jì)；以及以該被累計(jì)的材質(zhì)值著色像素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的每一個(gè)該端點(diǎn)在該主要方向與該次要方向上具有一上方坐標(biāo)與一下方坐標(biāo)；并且其中該實(shí)際端點(diǎn)的定位包含計(jì)算在該主要方向與該次要方向上的下方坐標(biāo)；以及計(jì)算在該主要方向與該次要方向上的上方坐標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的在該主要方向與該次要方向上的下方坐標(biāo)的計(jì)算包含根據(jù)該非等向性線的長度選擇最接進(jìn)的主要軸網(wǎng)格線做為在主要方向的該下方坐標(biāo)；以及根據(jù)在主要方向被選擇的該下方坐標(biāo)與該非等向性線的斜率計(jì)算在次要方向的該下方坐標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的被著色的像素具有在非等向性線的中心坐標(biāo)；并且其中根據(jù)該非等向性線的長度將最接進(jìn)的主要軸網(wǎng)格線做為在主要方向的該下方坐標(biāo)的選擇包含計(jì)算該在該主要方向的中心坐標(biāo)與該非等向性線的長度間的差值；以及計(jì)算該差值的下限。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的上方坐標(biāo)在該主要方向與該次要方向的計(jì)算包含根據(jù)該非等向性線的長度選擇最接進(jìn)的主要軸網(wǎng)格線做為在主要方向的該上方坐標(biāo)；以及根據(jù)在主要方向被選擇的該上方坐標(biāo)與該非等向性線的斜率計(jì)算在次要方向的該上方坐標(biāo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的被著色的像素具有在非等向性線的中心坐標(biāo)；并且其中根據(jù)該非等向性線的長度將最接進(jìn)的主要軸網(wǎng)格線做為在主要方向的該上方坐標(biāo)的選擇包含計(jì)算該在該主要方向的中心坐標(biāo)與該非等向性線的長度間的差值；以及計(jì)算該差值的上限。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的被定位的端點(diǎn)的正規(guī)化權(quán)重的計(jì)算包含計(jì)算在該主要方向的該下方端點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)與該下方端點(diǎn)的被定位坐標(biāo)間的差值；將差值加入1以計(jì)算上方被定位端點(diǎn)的權(quán)重；將差值從1剪去以計(jì)算下方被定位端點(diǎn)的權(quán)重；沿著具有被定位端點(diǎn)的非等向性線決定間格的數(shù)目，并且將該數(shù)目加1以得出一正規(guī)化值；以及將上方端點(diǎn)的權(quán)重與下方端點(diǎn)的權(quán)重除以該正規(guī)化值。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的內(nèi)插系數(shù)的計(jì)算包含定位樣本的次要方向坐標(biāo)至該網(wǎng)格；并且計(jì)算樣本的次要軸坐標(biāo)與被定位坐標(biāo)間的差值以得出該內(nèi)插系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的被內(nèi)插的第一質(zhì)素與該第二質(zhì)素的取得包含取得位于該樣本的該主要軸坐標(biāo)與該被定位的次要軸坐標(biāo)的該第一質(zhì)素；以及取得位于該樣本的該主要軸坐標(biāo)與該被定位的次要軸坐標(biāo)+1的該第二質(zhì)素。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的內(nèi)插該第一質(zhì)素值與該第二質(zhì)素值以建立一內(nèi)插質(zhì)素值包含計(jì)算該第一質(zhì)素與(1-該內(nèi)插系數(shù))的乘積；計(jì)算該第二質(zhì)素與該內(nèi)插系數(shù)的乘積；以及計(jì)算該兩乘積以得出該內(nèi)插質(zhì)素。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的以材質(zhì)值著色像素的方法，其特征在于，其中上述的被加權(quán)的內(nèi)插質(zhì)素的累計(jì)包含計(jì)算樣本權(quán)重與內(nèi)插質(zhì)素的一乘積；并且將該乘積加入累計(jì)器。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種計(jì)算像素的材質(zhì)的快速算法。在材質(zhì)空間中主要與次要方向會(huì)先被決定，在主要方向的間隔會(huì)被設(shè)為1并且在次要方向的間隔會(huì)被設(shè)為投影區(qū)(footprint)的非等向性線的斜率。接下來在主要方向非等向性線的端點(diǎn)會(huì)被定位在材質(zhì)空間的網(wǎng)格上。材質(zhì)的計(jì)算是對沿著非等向性線的每一個(gè)樣本進(jìn)行下列步驟計(jì)算樣本的內(nèi)插系數(shù)、根據(jù)此系數(shù)線性內(nèi)插兩質(zhì)素、加權(quán)被內(nèi)差的樣本、以及累計(jì)被加權(quán)的樣本。其結(jié)果即為用于像素的材質(zhì)值。
文檔編號G06T15/20GK1766933SQ200510127530
公開日2006年5月3日 申請日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者柏瑞斯·柏克潘克, 提莫·佩塔西 申請人:威盛電子股份有限公司