專利名稱：一種通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及節(jié)目字幕制作和播出及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的節(jié)目制作和播出及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中，對節(jié)目素材制作的過程中，為了更好的對文字進行表現(xiàn)，需要大量的字幕進行合成，特別是在大型3D影片、素材制作和播放中，為了獲得更好的效果，常常需要在字幕中插入特技效果，隨著對特技要求的不斷提高，陸續(xù)出現(xiàn)了 3D效果字幕特技，3D字幕特技在實現(xiàn)過程中需要對大量的數(shù)據(jù)進行計算，而且通常要借助圖形顯示卡的GPU進行大量計算，為了獲得優(yōu)質(zhì)的畫面，對圖形運算處理速度，因為計算會涉及調(diào)用GPU功能因此對硬件有較高的要求，在現(xiàn)有技術(shù)中，字幕機在3D字幕特效在制作、播放過程中，要提供較好的硬軟件環(huán)境，并且處理素材處理速度受到GPU處理能力的限制，而且在播放時也存在同樣的要求，在3D字幕合成過程中，因為處理了大量的圖像圖像文件，因此文件需要較大的存儲空間和緩存空間。介于以上情況，在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題在3D字幕制作、合成過程中由于需要大容量的存儲空間及快速的運行速度，因此對圖形顯示卡及GPU的要求較高，在進行簡單的特效合成過程中，造成了系統(tǒng)的浪費，同時，對于播放設(shè)備也存在運行速度和處理能力等多方面的限制，給3D字幕特效的制作和使用代來了限制，特別是在采用2D像素渲染過程中，由于計算累加，從而造成因為計算累加次數(shù)上升，而致使運算速度下降。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供一種通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的方法及系統(tǒng)，用于在字幕機對3D特效字幕制作過程中，的特效生成和播放，特別是對2D像素渲染過程給予優(yōu)化。本發(fā)明提供一種通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的方法，所述步驟具體包括1)根據(jù)基準向量、和多邊形類型，生成基本多邊形元素；2)對每幀字幕窗口內(nèi)多邊形區(qū)域內(nèi)的各像素點屬性進行賦值，并記錄每個點屬性值，形成基本數(shù)組；3)拾取字幕窗口內(nèi)的下一個多邊形區(qū)域，進行基本數(shù)組運算，得到此多邊形區(qū)域內(nèi)的像素各像素點屬性；優(yōu)化地、所述步驟I)中所述基準向量元素包括點、線、及多點、多線、及由多線圍城的多變形區(qū)域；優(yōu)化地、所述步驟I)中所述多邊形類型可以為三角形、矩形、扇形。優(yōu)化地、所述步驟2)中具體包括21)根據(jù)基準多邊形向量元素確定字幕劃像區(qū)域；22)根據(jù)像素點位置值，得到顯示像素點位置值；23)將所述顯示像素點位置值和向量元素區(qū)域值進行對比，根據(jù)對比結(jié)果進行像素屬性賦值。
優(yōu)化地、所述步驟2)中還可以包括根據(jù)字幕窗口進行倍數(shù)劃分，確定字幕單元數(shù)量。優(yōu)化地、所述步驟21)具體包括21A)對特效參數(shù)進行讀取；21B)確定基準向量硬邊初始位置、初始劃像寬度、初始旋轉(zhuǎn)基點、初始旋轉(zhuǎn)角度。優(yōu)化地、所述步驟21A)中所述特效參數(shù)可以是旋轉(zhuǎn)方向或劃像移動方向、劃像起始角度。所述步驟22)具體包括22A)根據(jù)步驟21)，確定基準多邊形向量；22B)根據(jù)所述多邊形將字幕劃像區(qū)域分為多邊形外側(cè)區(qū)域、多邊形中間區(qū)域、多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域，并將每個區(qū)域賦予相應(yīng)字幕屬性值。優(yōu)化地、所述步驟22B)中所述的每個區(qū)域賦予相應(yīng)的字幕屬性值，當劃像基準按距離移動時，當屬性為透明度α時可以為多邊形外側(cè)區(qū)域，透明度α = I ;多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域，透明度α = O ;多邊形中間區(qū)域，透明度α = Β/ΑΧ255、或透明度α = I ;其中，所述B代表多邊形寬度值、A代表所述采集像素距離多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域的距離值。
優(yōu)化地、，所述步驟22Β)中所述的每個區(qū)域賦予相應(yīng)的字幕屬性值，當劃像基準按角度移動時，當屬性為透明度α時可以為多邊形外側(cè)區(qū)域，透明度α = I ;多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域，透明度α = O;多邊形中間區(qū)域，透明度α = θ ' /θ Χ255、或透明度α = I ;其中，所述Θ代表劃像角度值、Θ '代表所述采集像素距離多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域的角度值。優(yōu)化地、所述步驟23)具體包括23Α)將所述顯示像素點位置值和多邊形向量元素位置值進行對比，如顯示像素點位置值小于多邊形外側(cè)區(qū)域位置值，則對此像素賦多邊形外側(cè)區(qū)域側(cè)區(qū)域值，如顯示像素點位置值大于多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域位置值，則對此像素賦多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域側(cè)區(qū)域值，如顯示像素點位置值為多邊形中間區(qū)域，則對此像素賦多邊形中間區(qū)域值。優(yōu)化地、所述步驟21)具體包括21C)根據(jù)字幕單元數(shù)量，在每個字幕單元中，進行重復(fù)像素屬性賦值。優(yōu)化地、，所述步驟21C)還可以包括當實現(xiàn)渦輪特效時，字幕窗口劃分單元為二，根據(jù)鏡像復(fù)制進行其他字幕窗口單元賦值；當實現(xiàn)扇子特效時，字幕窗口劃分單元為四，根據(jù)順序復(fù)制進行其他字幕窗口單元賦值。本發(fā)明提供一種通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括基準向量元素屬性輸入單元、像素采集計算單元、比較賦值單元，所述像素采集計算單元，將采集后的像素根據(jù)基準向量元素屬性輸入單元對基本向量元素的設(shè)定，通過比較賦值單元進行像素的比較及賦值。其中，所述基準向量元素屬性輸入單元，用于確定多邊形類型，生成基本多邊形元素基準向量元素屬性，根據(jù)基準多邊形向量元素確定字幕劃像區(qū)域。所述像素采集計算單元用于，根據(jù)像素點位置，得到顯示像素點位置位置值。所述比較賦值單元，用于，將所述顯示像素點位置值和多邊形向量元素位置值進行對比，根據(jù)對比結(jié)果進行像素屬性賦值。其中，字幕窗口劃分單元、字幕窗口賦值單元，所述字幕窗口劃分單元根據(jù)字幕窗口進行倍數(shù)劃分，確定字幕單元數(shù)量，字幕窗口賦值單元將根據(jù)字幕窗口的數(shù)量和賦值方式，對所有字幕窗口進行賦值。以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點首先，本發(fā)明通過對每個字幕窗口中的每個像素的計算，根據(jù)區(qū)域比較的方式對每個像素進行屬性賦值，只用到了基本的比例、賦值運算，從而使計算可以依賴與CPU給予實現(xiàn)，可不依賴與GPU給予實現(xiàn)。其次，本發(fā)明通過對預(yù)處理字幕區(qū)域內(nèi)多邊形區(qū)域的劃分，通過對多邊形區(qū)域內(nèi)像素整體賦值的方式，簡化了賦值過程，同時提供了多種賦值方式，可以通過鏡像和復(fù)制的賦值方式，在優(yōu)化計算的同時，獲得更多的特效方式。


圖I為本發(fā)明方法第一實施例流程圖；圖2為本發(fā)明方法第二實施例流程圖；圖3為本發(fā)明方法第三實施例流程圖；圖4為本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一請參閱圖1、2，本發(fā)明方法第一實施例，通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的方法實現(xiàn)字幕特效“渦輪”、spin特效的方法在實現(xiàn)“渦輪”、spin特效效果的過程中，首先，根據(jù)基準向量、和多邊形類型，生成基本多邊形元素；對于渦輪特效來說基準向量元素為三角形中心點，及劃像窗口范圍、及啟示角度、旋轉(zhuǎn)角度，同時，為了簡化計算，對于渦輪特效來說可以先進行窗口的平均劃分，分為左右兩個窗口，在一個窗口中完成像素賦值和計算，同時鏡像到另外的窗口中，對于spin特效來說基準向量元素為劃像啟示位置，旋轉(zhuǎn)中心點等元素，對于此特效來說，因為通過硬邊圍繞中心點旋轉(zhuǎn)360°的劃像方式，因此不便進行窗口劃分。之后，根據(jù)所采集的基準多邊形向量元素確定字幕劃像區(qū)域，對于“渦輪特效”來說字幕窗口劃像區(qū)域為二、對于“spin特效”來說劃像區(qū)域為沒有分割，為原字幕窗口區(qū)域，對于矩形和圓形來說，來說字幕窗口劃像區(qū)域為二。之后,在每個單元中進行像素劃像計算,確定硬邊、軟邊及初始位置、初始劃像寬度、及起始角度，等向量元素屬性及特效參數(shù)；根據(jù)所述硬邊、軟邊將字幕劃像區(qū)域分為硬邊側(cè)區(qū)域、硬軟邊中間區(qū)域、軟邊區(qū)域，并將每個區(qū)域賦予相應(yīng)字幕屬性值；需取得普通劃像特技效果，劃像基準需按距離方式運動，當屬性為透明度a時等級可由I 255時，其中I為不透明，255為全透明，因此在字幕窗口中由硬邊、軟邊、及劃像寬度，就將窗口分為了第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域。判斷屏幕采集像素的位置，其中，采集像素位置點，通過比較位置值，小于硬邊的位置值，因此，第一區(qū)域為硬邊側(cè)區(qū)域，透明度a =1，像素點賦值透明度a = 1，此區(qū)域點字幕將完全顯現(xiàn)；通過比較位置值，大于軟邊的位置值，因此，第三區(qū)域硬邊側(cè)區(qū)域，透明度a =0，像素點賦值透明度a =0，字幕完全透明，不顯現(xiàn)；大于硬邊小于軟邊，因此，第二區(qū)域內(nèi)，透明度α = Β/ΑΧ255，像素點賦值透明度α相應(yīng)值，字幕屬于透明及半透明狀態(tài)，按以上方法，對字幕窗口內(nèi)的每個像素進行賦值；在基本字幕單元賦值后，對其他單元進行賦值，得到所有字幕區(qū)域內(nèi)的像素點賦值屬性，之后對每幀畫 面進行渲染，并連續(xù)播放顯示。實施例二 請參閱圖3，本發(fā)明方法第二實施例，通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的方法實現(xiàn)字幕特效“扇子”特效的方法在實現(xiàn)“扇子”特效效果的過程中，首先，根據(jù)基準向量、和多邊形類型，生成基本多邊形元素；對于扇子基準向量元素包括起始旋轉(zhuǎn)點、硬邊位置，在扇子特效中，首先，要將字幕窗口沿對角線劃分4個區(qū)域，并以對角線長度最為起始變換的硬邊長度。之后，根據(jù)所采集的基準多邊形向量元素確定字幕劃像區(qū)域，對于“扇子”特效來說字幕窗口沿對角線劃像劃分，分解區(qū)域為四。之后，對每個單元中進行像素劃像計算，其方法如實施例一中所述方法一致，此處不再重復(fù)。實施例四本發(fā)明提供一種通過像素賦值實現(xiàn)字幕特效的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括基準向量元素屬性輸入單元、像素采集計算單元、比較賦值單元，所述像素采集計算單元，將采集后的像素根據(jù)基準向量元素屬性輸入單元對基本向量元素的設(shè)定，通過比較賦值單元進行像素的比較及賦值。其中，所述基準向量元素屬性輸入單元，用于確定多邊形類型，生成基本多邊形元素基準向量元素屬性，根據(jù)基準多邊形向量元素確定字幕劃像區(qū)域。所述像素采集計算單元用于，根據(jù)像素點位置，得到顯示像素點位置位置值。所述比較賦值單元，用于，將所述顯示像素點位置值和多邊形向量元素位置值進行對比，根據(jù)對比結(jié)果進行像素屬性賦值。其中，字幕窗口劃分單元、字幕窗口賦值單元，所述字幕窗口劃分單元根據(jù)字幕窗口進行倍數(shù)劃分，確定字幕單元數(shù)量，字幕窗口賦值單元將根據(jù)字幕窗口的數(shù)量和賦值方式，對所有字幕窗口進行賦值。
權(quán)利要求
1.一種通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的方法，其特征在于所述步驟具體包括 1)根據(jù)基準向量、和多邊形類型，生成基本多邊形元素； 2)對每幀字幕窗口內(nèi)多邊形區(qū)域內(nèi)的各像素點屬性進行賦值，并記錄每個點屬性值，形成基本數(shù)組； 3)拾取字幕窗口內(nèi)的下一個多邊形區(qū)域，進行基本數(shù)組運算，得到此多邊形區(qū)域內(nèi)的像素各像素點屬性；
2.如權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于所述步驟I)中所述基準向量元素包括點、線、及多點、多線、及由多線圍城的多變形區(qū)域；
3.如權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于所述步驟I)中所述多邊形類型可以為三角形、矩形、扇形。
4.如權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于所述步驟2)中具體包括 21)根據(jù)基準多邊形向量元素確定字幕劃像區(qū)域； 22)根據(jù)像素點位置值，得到顯示像素點位置值； 23)將所述顯示像素點位置值和向量元素區(qū)域值進行對比，根據(jù)對比結(jié)果進行像素屬性賦值。
5.如權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于所述步驟2)中還可以包括 根據(jù)字幕窗口進行倍數(shù)劃分，確定字幕單元數(shù)量。
6.如權(quán)利要求4中所述的方法，其特征在于，所述步驟21)具體包括 21A)對特效參數(shù)進行讀取； 21B)確定基準向量硬邊初始位置、初始劃像寬度、初始旋轉(zhuǎn)基點、初始旋轉(zhuǎn)角度。
7.如權(quán)利要求6中所述的方法，其特征在于，所述步驟21A)中所述特效參數(shù)可以是旋轉(zhuǎn)方向或劃像移動方向、劃像起始角度。
8.如權(quán)利要求4中所述的方法，其特征在于，所述步驟22)具體包括 22A)根據(jù)步驟21)，確定基準多邊形向量； 22B)根據(jù)所述多邊形將字幕劃像區(qū)域分為多邊形外側(cè)區(qū)域、多邊形中間區(qū)域、多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域，并將每個區(qū)域賦予相應(yīng)字幕屬性值。
9.如權(quán)利要求8中所述的方法，其特征在于，所述步驟22B)中所述的每個區(qū)域賦予相應(yīng)的字幕屬性值，當劃像基準按距離移動時，當屬性為透明度α時可以為 多邊形外側(cè)區(qū)域，透明度α = I ; 多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域，透明度α =0; 多邊形中間區(qū)域，透明度α = Β/ΑΧ255、或透明度α = I ; 其中，所述B代表多邊形寬度值、A代表所述采集像素距離多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域的距離值。
10.如權(quán)利要求8中所述的方法，其特征在于，所述步驟22Β)中所述的每個區(qū)域賦予相應(yīng)的字幕屬性值，當劃像基準按角度移動時，當屬性為透明度α時可以為 多邊形外側(cè)區(qū)域，透明度α = I ; 多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域，透明度α =0; 多邊形中間區(qū)域，透明度α = θ ' / θ Χ255、或透明度α = I ; 其中，所述Θ代表劃像角度值、Θ '代表所述采集像素距離多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域的角度值。
11.如權(quán)利要求4中所述的方法，其特征在于，所述步驟23)具體包括 .23A)將所述顯示像素點位置值和多邊形向量元素位置值進行對比，如顯示像素點位置值小于多邊形外側(cè)區(qū)域位置值，則對此像素賦多邊形外側(cè)區(qū)域側(cè)區(qū)域值，如顯示像素點位置值大于多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域位置值，則對此像素賦多邊形內(nèi)側(cè)區(qū)域側(cè)區(qū)域值，如顯示像素點位置值為多邊形中間區(qū)域，則對此像素賦多邊形中間區(qū)域值。
12.如權(quán)利要求6中所述的方法，其特征在于，所述步驟21)具體包括 .21C)根據(jù)字幕單元數(shù)量，在每個字幕單元中，進行重復(fù)像素屬性賦值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于，所述步驟21C)還可以包括當實現(xiàn)渦輪特效時，字幕窗口劃分單元為二，根據(jù)鏡像復(fù)制進行其他字幕窗口單元賦值；當實現(xiàn)扇子特效時，字幕窗口劃分單元為四，根據(jù)順序復(fù)制進行其他字幕窗口單元賦值。
14.一種通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括基準向量元素屬性輸入單元、像素采集計算單元、比較賦值單元，所述 像素采集計算單元，將采集后的像素根據(jù)基準向量元素屬性輸入單元對基本向量元素的設(shè)定，通過比較賦值單元進行像素的比較及賦值。
15.如權(quán)利要求14中所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基準向量元素屬性輸入單元，用于確定多邊形類型，生成基本多邊形元素基準向量元素屬性，根據(jù)基準多邊形向量元素確定字幕劃像區(qū)域。
16.如權(quán)利要求14中所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述像素采集計算單元用于，根據(jù)像素點位置，得到顯示像素點位置位置值。
17.如權(quán)利要求13中所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述比較賦值單元，用于，將所述顯示像素點位置值和多邊形向量元素位置值進行對比，根據(jù)對比結(jié)果進行像素屬性賦值。
18.如權(quán)利要求14中所述的系統(tǒng)，其特征在于，還可以包括字幕窗口劃分單元、字幕窗口賦值單元，所述字幕窗口劃分單元根據(jù)字幕窗口進行倍數(shù)劃分，確定字幕單元數(shù)量，字幕窗口賦值單元將根據(jù)字幕窗口的數(shù)量和賦值方式，對所有字幕窗口進行賦值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過多邊形劃分實現(xiàn)字幕特效的方法及系統(tǒng)，主要涉及廣播電視節(jié)目制作、播出領(lǐng)域中對字幕特效的處理，特別是對多邊形所述方法包括1)根據(jù)基準向量、和多邊形類型，生成基本多邊形元素；2)對每幀字幕窗口內(nèi)多邊形區(qū)域內(nèi)的各像素點屬性進行賦值，并記錄每個點屬性值，形成基本數(shù)組；3)拾取字幕窗口內(nèi)的下一個多邊形區(qū)域，進行基本數(shù)組運算，得到此多邊形區(qū)域內(nèi)的像素各像素點屬性；所述系統(tǒng)包括基準向量元素屬性輸入單元、像素采集計算單元、比較賦值單元，所述像素采集計算單元，將采集后的像素根據(jù)基準向量元素屬性輸入單元對基本向量元素的設(shè)定，通過比較賦值單元進行像素的比較及賦值，通過本發(fā)明技術(shù)特征解決了在采用2D像素渲染過程中，由于計算累加，從而造成因為計算累加次數(shù)上升，而致使運算速度下降的技術(shù)問題，從而節(jié)省了運算速度，獲得了更優(yōu)的渲染效果。
文檔編號H04N5/262GK102724421SQ20111012695
公開日2012年10月10日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者劉衡娜, 沈季, 蔡歡, 郭紅艷 申請人:新奧特(北京)視頻技術(shù)有限公司