在显示用图形对象绘制期间变换对象顶点的方法及设备技术

一种在显示用图形对象绘制期间变换对象顶点的方法，包括用乘积矩阵去乘要被变换的对象空间中的各对象顶点。乘积矩阵是模型－视图矩阵和投影矩阵的乘积。结果，各对象顶点可通过一次乘法运算从对象空间变换到剪裁空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及图形应用，尤其是涉及在显示用图形对象绘制期间变换对象顶点的方法和i殳备。技术背景OpenGL是二维(2D)和三维(3D)图形应用的一个工业标准 图形应用设计界面(API)。 一般来说，OpenGL应用编程接口处理表 示将被绘制的对象的图形数据，该图形数据从一个主机应用程序获 得，并在显示设备上绘制图形对象给用户看。各个对象的图形数据 包括一个三维坐标数组和通常被称为顶点的关联数据。对象顶点用4 元齐次向量表示，其中，x、 y和z是三维空间中的顶点坐 标，w是一 (1)。当接收到对象顶点时，OpenGL应用编程接口变 换对象顶点并通过将对象顶点集合集中在一起而形成点、线、三角 和多边形以构造图形处理原语。所构造的图形处理原语然后用于绘 制显示设备上的图形对象。关于处理对象顶点的方法已有很多文献记载。例如，Taylor等人 的6552733号美国专利揭示了 一个可配置顶点交融电路，该电路允 许变形和蒙皮操作在专用硬件中得到支持。顶点交融电路包括矩阵 序列，该矩阵序列用于存储与顶点交融操作的各部分相关联的矩阵。 顶点数据存储在包括多位置緩冲区的输入顶点緩冲区，以使得与变 形操作相关联的多位置能够被存储。与蒙皮操作典型相关联的单位 置能够存储在位置緩冲区之一中。输入顶点緩冲区还存储与包含在 全部顶点交融操作中的各种组件操作相关联的交融权重。 一个由变 换控制器配置和控制的运算器，执行包含在全部顶点交融操作中的多个组件操作中各自所需的计算。然后，各个这样的组件操作的结 果组合而产生经交融的顶点。Mang等人的6567084号美国专利揭示了 一个光照效果计算块和 方法。光照效果计算块将用于视频图形处理原语的光照效果计算分 为 一 些较简单的计算，这些较简单的计算并行执行但以按序方式累 加。各个单独的计算由一个单独的线程控制器控制。用于基元顶点 的光照效果计算可以用一个一次父光线程控制器和一些子光线程控 制器执行。各个线程控制器控制与特定顶点的光照参数确定相关的 操作代码的一个线程。线程控制器将操作代码提交给基于各种操作 代码之间的预期延迟和相互依存性的一个仲裁块。该仲裁块确定哪 一个操作代码在特定周期执行并且将操作代码提供给计算引擎。该 计算引擎执行基于操作代码的计算并将结果存入存储器，或者存入 与特定顶点光照效果块相应的累加緩冲区。为了保证按序操作正确 执行，各个子光线程控制器确定用于前面线程的累加操作在将自身 的操作代码提交给仲裁块之前是否已被初始化。Idaszak等人的6573894号美国专利揭示了使用一个平面图像图 形计算机系统，例如一个OpenGL RTM系统，图像数据为了在非平 面显示器上显示而被转换为非平面图像数据的方法。在该方法中， 变换矩阵从平面图像图形计算机系统中获得。由所获得的变换矩阵 去乘多个图像数据的顶点，以产生变换后的图像数据。变换后的图 像数据经非平面失真纠正而产生非平面图像数据。 一个通过(pass-through) 变换矩阵，例如一个单位矩阵，被提供给平面图像图形计 算机系统。然后非平面图像数据被输入到平面图像图形计算机系统 中作进一步处理。然后，经平面图像图形计算机系统处理的非平面 图^象数据在非平面显示器上显示。Demers等人的6700586号美国专利揭示了包括常规图形和音频 处理器的图形系统，该系统产生二维(2D)和三维(3D)图形及环 境声音。 一个附加的矩阵乘法计算单元与模型-视图矩阵计算单元级连，并支持用于骨骼动画建模的蒙皮的分段线性版本。连接于级连 的矩阵乘法计算单元之间的正规化器提供了正规化，以避免可^!W匕 失真。除了骨骼动画建模，附加矩阵乘法计算单元可用于其他应用 中(如绘制环境映射)。Marino等人的6731303号美国专利揭示了包括一个用于接收图 形数据的输入部件的图形系统。图形数据包括对象的位置坐标和深 度坐标。包括用以传输处理过的图形数据的输出。图形系统也包含 产生经处理的图形数据的处理元。处理元中的一个连接输入，处理 元中的另 一个连接输出。 一个被选处理元接收位置坐标和深度坐标， 并将深度坐标反转，用反转的深度坐标去乘位置坐标。Kilgard等人的6894687号美国专利揭示了在顶点处理期间用以 混叠顶点属性的系统、方法和产品。最初，多个标识符被映射到与 顶点数据相关联的多个参数中的一个。其后，该顶点数据通过调用 参数来处理，其中利用能够用标识符引用参数的顶点程序。Glanville等人U.S.2003/0009748号专利申请公布揭示了用以在 图形处理期间改善性能的系统，其中涉及应用可编程(application-programmable) 顶点处理。中夬处理器(CPU)包括用来执行代码段的 操作系统，这些代码段能够在CPU上执行图形处理。与CPU相关联 的是一个图形专用集成电路(ASIC),包括能够按照图形处理标准 执行图形处理的硬件实现的图形流水线。按图形处理标准编写的软 件适于指引图形ASIC来执行图形处理。软件的扩展名可识别将在图 形ASIC中执行的图形处理的第一部分和将在CPU中执行的图形处 理的第二部分。图形处理的笫二部分包括不能被图形ASIC计算的应 用可编程顶点处理。编译器按照扩展名编译用来执行图形处理笫一 部分和笫二部分的软件。Kaufman等人的U.S.2004/0125103号专利申请，公开了用于实 时体处理和通用三维绘制的装置和方法。该装置包括三维(3D) 存储器单元；提供全局水平通信的像素总线；绘制流水线；几何总线;以及控制单元。带有环形光线综合流水线的块处理器，处理体素 数据和光线数据。光线一般按图像顺序处理，因而允许灵活性(例 如，透视投影，全局照明)。Zuiderveld等人的U.S. 2005/0143654号专利申请,公开了用以可 视化包括使用不同分割区的体素的体数据的系统和方法。分割掩码 向量与各个体素相关联并定义体素隶属的分割区。在可视化期间， 分割掩码被内插来获取分割掩码权重向量。对于各个抽样点，由分 割掩码权重向量乘以可视化值向量来产生复合片段值。片段值用复 合方式结合进像素值中。商品可编程视频卡的计算效率被增强来确 定多分割数据区的子抽样的部分贡献权重，以使如颜色和不透明等 片段具体特征能够正确地按片段结合，这适合于体绘制。虽然上述参考内容揭示了顶点处理技术，但它们不能解决在对 象顶点变换过程中产生的计算问题。当为了显示而被绘制的对象产 生后，定义对象的顶点通常在模型或对象坐标系统中， 一般称为对 象空间。为了绘制显示用图形对象，对象空间中的对象顶点必须投 影或映射到 一个窗口坐标系统，该系统一般称为屏幕空间。从对象空间向屏幕空间投影对象顶点，通常需要 一 系列矩阵操 作。图1表示在一个OpenGL图形管道中，将对象空间中的对象顶 点变换到屏幕空间中的对象顶点需要执行的操作。正如所看到的， 在顶点变换过程中，通过用模型-视图矩阵去乘各个对象顶点(Kj,眼空间 120中各个对象顶点(Kj被变换到剪裁空间(clip space)的一个对象 顶点yj,所依据的是或者<formula>formula see original document page 9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在显示用图形对象绘制期间变换对象顶点的方法，包括：　　　　用乘积矩阵去乘对象空间中将被变换的各对象顶点，所述乘积矩阵是模型－视图矩阵和投影矩阵的乘积，从而，通过一次乘法运算将各对象顶点从对象空间变换到剪裁空间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G塞勒斯，E克罗维基，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]