一种绘制水面的装置，包含： 图形合成模块，用以合成多个水波映射图以产生合成水波映射图； 第一产生模块，用以在每一个上述这些水波映像图的可视范围内产生多个第一水波格点，及在该合成水波映像图上的该可视范围内产生多个第二水波格点，其中，每一个上述这些第一水波格点及上述这些第二水波格点都具有二维坐标； 坐标产生模块，用以根据上述这些第一水波格点的该二维坐标产生相对应的多个第三维坐标；以及 图形产生模块，用以根据上述这些第三维坐标及上述这些第二水波格点的二维坐标产生该水面。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种先产生水面实际高低信息再根据水面实际高低信息 绘制水面的装置及方法。
技术介绍
由于科技的进步，人们的日常生活也与科技息息相关，在电影与电玩 游戏中，常常看到所谓的3D动画，由于影像技术的成熟，3D动画跟实际 生活中的场景也越来越接近。3D动画在产生水面影像时，为了营造水面 的效果，除了产生水面高低起伏的外形变化外，往往需加上水面光影变化 才能更真实地呈现水的感觉，因此产生水面的反射贴图与折射贴图是相当 重要的步骤。通常水面光影效果以下列公式表示其中为水面最后所呈现的颜色，Cre,e,与C—。e,分别表示来自于环境的倒影和水中物体通过水所呈现的颜色，F^;为混合这两种光影的Fresnd系数。水面倒影通常包括二大部分远距离环境倒影Cew,。及 近距离物体的倒影G。^^^,，而C>。，e"f与C,。^一ec,分别是通过反射向量及投影向量当作取样坐标贴 至水面上。为了让人感觉水深的变化，同样地也须考虑水中物体通过水所 呈现的颜色，其计算公式如下其中c。^改。^为原本物体的颜色，c冊咖。^则为水依不同深度所呈现的颜色，e—，为依据水深混合这以上两种颜色的比例系数。这部分同样 地也是通过投影向量当作取样坐标贴至水面上，且通常这些取样坐标都会 经过适度的扰动而增加更细致水波纹效果。图1表示一种公知绘制水面影像装置1，该装置1包含数据库10、反 射图形产生模块11、折射图形产生模块12及图形合成模块13。数据库10 储存有水波图16，反射图形产生模块11及折射图形产生模块12是根据固 定水面高度产生反射图14及折射图15，其中固定水面高度是指将水面视 为平静水面不会波动，因此将水面高度视为固定默认值。之后再由图形合 成模块13利用公式(1)将储存在数据库10的水波图16与反射图14及 折射图15作合成，以产生具有波浪及光影变化的水面影像17。公知技术在计算近距离物体的倒影Clocalreflect (反射图14)与水中 物体折射效果Crefract (折射图15)过程中都没有考虑实际水面的高度变 化，通常假设水面位于高度(Y轴)为零的位置来产生上述的光影贴图，这 类作法只能应付平静抑或是具有微小波浪的水面，对于具有较大振幅波浪 的水面(例如海边)经常会产生瑕疵，例如岸边泡沫并未围绕礁石，且水面 下礁石折射光影明显过度偏离实际礁石所在位置，又例如折射部分误认为 是反射部分。会产生这样的错误是因为采用固定水面高度的关系(假设水 面位于高度为零的位置)，并用此参考位置产生反射贴图与折射贴图，因 未参考实际水面高度而把折射部分误认为是反射部分，反之亦然。因此能更真实地呈现水的感觉，使3D动画看起来更加贴近实际感觉，进而提升3D动画相关产业的价值，乃是业界仍然需要努力解决的目标。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种绘制水面的装置，包含图形合成模 块、第一产生模块、坐标产生模块及图形产生模块。图形合成模块用以合成多个水波映射图(Water Waves Map)以产生合成水波映射图；第一产 生模块用以在每一个上述这些水波映射图的可视范围内产生多个第一水 波格点，及在该合成水波映像图上的该可视范围内产生多个第二水波格 点，其中，每一个上述这些第一水波格点及上述这些第二水波格点都具有 二维坐标；坐标产生模块用以根据上述这些第一水波格点的该二维坐标产 生相对应的多个第三维坐标；以及图形产生模块用以根据上述这些第三维 坐标及上述这些第二水波格点的二维坐标产生该水面。本专利技术的另一目的在于提供一种绘制水面的方法，包含下列步骤合 成多个水波映射图以得合成水波映射图；在每一个上述这些水波映像图的 可视范围内产生多个第一水波格点，其中每一个上述这些第一水波格点具 有二维坐标；在该合成水波映像图上的该可视范围内产生多个第二水波格 点，其中上述这些第二水波格点都具有二维坐标；根据上述这些第一水波 格点的该二维坐标产生相对应之多个第三维坐标；以及根据上述这些第三 维坐标及上述这些第二水波格点的该二维坐标产生该水面。本专利技术可动态获得水面高度信息，使得在产生水面影像时，可以更贴 近真实水面的光影变化，且若在水面上或水面下具有物体(礁石、船及浮 出水面的鲸鱼等等)，本专利技术更可根据实际水面高度信息去产生折射图及 反射图，并将折射图及反射图与具有波浪变化的水面结合，产生更接近真 实水面的折射与反射现象的水面影像，进而提升3D动画相关产业的价值。在参照附图及随后描述的实施方式后，所属
的技术人员便可 了解本专利技术的其它目的，以及本专利技术的技术手段及实施方式。附图说明图1为公知绘制水面影像装置的示意图；图2为本专利技术的第一实施例的示意图； 图3为正余弦波形的波形图；图4为人类的眼睛由上往下俯视水面的示意图； 图5为本专利技术的第二实施例的流程图；图6为本专利技术的第二实施例的产生水波格点步骤的流程图; 图7为本专利技术的第三实施例的流程图；图8为本专利技术的第三实施例的产生水波格点步骤的流程图; 主要元件标记说明1:公知绘制水面影像装置10:数据库lh反射图形产生模块12:折射图形产生模块13:图形合成模块14:反射图15:折射图16:水波图17:水面影像4:绘制水面的装置400:图形合成模块401:第一产生模块402:坐标产生模块403:图形产生模块404:水波映射图405:合成水波映射图406:第一水波格点407:第二水波格点408:摄取模块409:格点产生模块410:第一参考点411:第二参考点412:第三维坐标413:物体顶点二维坐标414:物体顶点第三维坐标415:水面影像500:正弦波501:正弦波502:合成波600:眼睛602:水面603:顶点604:顶点 605:顶点606:顶点 607:实际水面608:格子图 609:顶点610:顶点 611:顶点 612:顶点具体实施方式本专利技术的第一实施例如图2所示，为一种绘制水面的装置4，该装置 4包含图形合成模块400、第一产生模块401、坐标产生模块402及图形产 生模块403。首先图形合成模块400接收多个水波映射图(Water Waves Map) 404，此水波映射图404为预先产生，公知技术利用中央处理器所 产生的水波映射图大都为正弦波图、余弦波图及快速傅利叶波图等等。若 水波映射图404为正弦波图，水波映射图404的水波只是较为规律及单调 的正弦波。如图3所示，正弦波500与正弦波501分别存于不同的水波映 射图404中，若仅以其中一个水波映射图来表示水面的波浪，会显得十分 单调，且现实中的水波并不会如此规律。若合成正弦波500与正弦波501， 如合成波502，则看起来较类似现实的水波变化，所以图形合成模块400 将不同振幅或相位的正弦波图做合成，或者将正弦波图、余弦波图及快速 傅利叶波图混合合成，以产生较接近现实中水波的合成水波映射图405， 其中该合成水波映射图405为2D图。如图4所示，当人类的眼睛600由上往下俯视水面602时，由于视角 的关系，只会看到实际水面607。以人类的眼睛600的方向看来，实际水 面607的形状接近梯形(近窄远宽)，其可由4个顶点603、 604、 605及606 所定义。由于利用梯形的水面图内插求出内部网格点较为不易，因此第一 产生模本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种绘制水面的装置，包含：图形合成模块，用以合成多个水波映射图以产生合成水波映射图；第一产生模块，用以在每一个上述这些水波映像图的可视范围内产生多个第一水波格点，及在该合成水波映像图上的该可视范围内产生多个第二水波格点，其中，每一个上述这些第一水波格点及上述这些第二水波格点都具有二维坐标；坐标产生模块，用以根据上述这些第一水波格点的该二维坐标产生相对应的多个第三维坐标；以及图形产生模块，用以根据上述这些第三维坐标及上述这些第二水波格点的二维坐标产生该水面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱永丰，张钧法，郑育镕，
申请(专利权)人：财团法人资讯工业策进会，
类型：发明
国别省市：71
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