实现运动模糊化的图像处理制造技术

用于显示计算机图形的方法、装置和系统，其中运动矢量与图形图元的各个顶点相关联，其中运动矢量代表相关顶点的时变参数的变化，衰退因子与图形图元相关联。然后图形图元顶点的光栅数据被内插来产生一组光栅数据。图形图元顶点的运动矢量数据被内插以产生相应的一组像素矢量。然后从衰退因子该组光栅数据和该组像素矢量通过内插光栅数据来产生一组运动直线。由模糊化模拟的时变参数包括图形图元的位置。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及计算机绘图领域，并且尤其涉及以有效方式实现运动模糊化(motion blur)和其它与时间相关的效果的技术。三维(3D)图形系统被用于各种应用软件，包括计算机辅助绘图、建筑设计、飞船和其它交通工具的模拟训练器、分子模型、虚拟现实应用程序和视频游戏。三维系统通常在工作站和个人计算机上实施，其可包括或不包括3D图形硬件。在包括3D图形硬件的系统中，一般图形加速器卡有助于图形图像的生成和显示。软件应用程序产生3D图形场景，并把场景与照明属性一起提供给应用编程接口(API)。目前的API包括OpenGL，PHIGS和Direct3D。3D图形场景由若干个由顶点组定界的多边形构成。把这些顶点组合起来构成更大的图元(primitive)，如三角形或其它多边形。三角形(或多边形)被组合形成表面，表面被组合形成物体。各个顶点与一组属性相关，一般包括1)材料色彩，其描述顶点所属的物体的色彩；2)法线矢量，其描述顶点处表面面对的方向；和3)位置，包括三个笛卡尔坐标x，y和z。各个顶点可选择地与结构坐标和／或α((透明性)值相关。另外，场景一般具有一组属性，包括1)周围色彩，其一般描述周围光线量；和2)一个或多个光源。各个光源具有若干与它自身相关的性能，包括方向、周围色彩、散射色彩和镜面(specular)色彩。在图形系统中使用渲染图(rendering)来生成3D图形场景的二维图像投影，用于在监视器或其它显示装置上显示。一般，渲染图包括通过按需要执行一个或多个下面的操作来处理几何图元(例如点、线和多边形)变换、剪切、挑选、照明、图像模糊化计算和结构坐标产生。渲染图还包括处理图元来确定用于显示装置的组元像素值，这是一个通常被特定称为光栅化(rasterization)的过程。在一些3D应用软件中，例如计算机动画制作和模拟程序，3D图形场景内的物体处于运动中。在这些情况中，需要对在运动中的物体模拟运动模糊化。没有运动模糊化，运动中的物体会在屏幕上表现为不平稳地移动。通常类似的技术也被用来在模拟场深时模糊化物体。在“视野”内的物体不被模糊化，而更近或更远的物体则根据物体与照相机(观察者)的距离而被模糊化。用于模拟物体模糊化的已有技术的方法包括使用累积缓冲器。累积缓冲器是用来在一系列图像被渲染时把该一系列图像累积起来的不显示的缓冲器。整个场景(即场景中的各个物体或图元)在一系列时间片上被反复地渲染到累积缓冲器。从而整个场景被累积在累积缓冲器中，然后被拷贝到帧缓冲器用于在显示装置上观察。用于使用累积缓冲器来模拟物体模糊化的已有技术的方法在附图说明图1中表示出来。如图1所示，时间周期被分为“n”个时间片(步骤100)。时间周期是表示其中场景在显示装置上是可见的一个时间量，并且类似于视频照相机快门的曝光间隔或快门速度。更长的快门速度相当于更大的模糊化量，而更短的快门速度相当于更小的模糊化。时间片计数值(count)被设置为1(步骤102)。接着，选择物体(即图元)来渲染(步骤104)。对于特定时间片的物体中的每个顶点计算位置、色彩和所有其它对应于每个顶点的值(步骤106)。然后物体被渲染到色彩缓冲器(步骤108)。检查来确定渲染的物体是否是场景中的最后一个物体(步骤110)。如果不是，过程返回步骤104，并且对场景中的每一个物体重复这一过程。如果场晶中的最后一个物体已经被渲染(即步骤110中的问题的答案是“是”)，场景被累积(步骤112)，意味着它被定标(scaled)过(例如被1／n)并且已经被拷贝到累积缓冲器中。检查时间片计数值看是否它等于n(步骤114)。如果不是，增加时间片计数值(步骤116)。然后过程返回步骤104，并且对各个时间片重复这个过程。如果时间片计数值等于n(即步骤114中的问题的答案是“是”)，那么累积缓冲器被测量并被拷贝到帧缓冲器(步骤120)，并且被显示在显示屏上(步骤122)。如上面图1所述的累积缓冲器的使用是计算起来代价昂贵的过程，因为整个场景(即场景中的每个物体)在各个时间周期被渲染“n”次。因此，需要有一种更有效地模拟三维图形环境中的物体模糊化的系统和方法。上面提出的问题通过图形显示方法、装置和系统而在本专利技术中进行了研究，其中优选通过使用运动矢量而按照需要来指定顶点和其它图元的模糊化。在本专利技术的第一实施例中，对要求模糊化的每个图元产生代表在特定时间区间中图元的时变参数的变化的模糊化几何体，并且模糊化几何体被附加于图元的相应边缘。图形图元和附加的模糊化几何体然后被存储在帧存储器中，用于在图形系统上显示。在优选的实施例中，要求模糊化的图元的指定和随后的识别通过把至少一个运动矢量与要被模糊化的图元的各个顶点相关联而实现，这里运动矢量的方向和大小代表相关的顶点的方向与位移。在线性运动的重要情况下，模糊化几何体是由图形图元的边缘限定的四边形以及由边缘顶点的运动矢量限定的直线。优选地，模糊化几何体的产生包括从相应的图形图元的属性获得模糊化几何体的属性。优选地在与相应的图形图元边缘相邻的区域中模糊化几何体的属性值基本上等于图形图元边缘的属性值。代表时变参数中的变化率的衰退(fade)因子被用来得到模糊化几何体属性的衰退，从而从相应的边缘移开的模糊化几何体部分的属性值从靠近相应边缘的模糊化几何体部分的属性值开始降低。模糊化几何体还可包括由来自图形图元的两个或多个反射图像的组合构成的反射图像。在一个实施例中，仅在如果一个边缘被鉴定为或确定是图元的尾缘时，模糊化几何体被附加于这个边缘，其中所述图元在整个的特定时间区间中是可见的。本专利技术还考虑用于显示计算机图形的第二种方法、装置和系统，其中运动矢量与图形图元的各个顶点相关，象以前一样，运动矢量代表相关的顶点的时变参数的变化，衰退因子与图形图元相关。图形图元顶点的光栅数据然后跨过由图形图元限定的一组像素被内插，产生一组光栅数据，该组光栅数据的每一个成员与该组像素的相应成员相关。图形图元顶点的运动矢量数据也跨过同组像素被内插，产生相应一组像素矢量。然后从衰退因子、该组光栅数据和该组像素矢量通过根据衰退因子沿相应的像素矢量指示的方向内插光栅数据而产生一组运动的直线。在运动模糊化的情况下，模糊化模拟的时变参数包括图形图元的位置。在一个实施例中，发生内插的该组像素是由图形图元的边缘限定的像素。在另一个实施例中，该组像素包括由图形图元限定的所有像素。对于向内爆裂的运动和向外爆裂的运动的特殊情况，在优选实施例中，通过把运动三角替代运动直线而说明向内爆裂的运动，通过把强度值除以重叠的运动直线数目而说明向外爆裂的运动。本专利技术的其它目标和优点在阅读完下面具体的描述并参考附图将变得更明显，其中图1是根据已有技术的用于实现运动模糊化的方法的流程图；图2是根据本专利技术的一个实施例的动态图形图元与它附加的模糊化几何体的描述；图3是根据本专利技术的一个实施例的图形显示方法的流程图；图4是根据本专利技术的一个实施例的图形显示方法的流程图；图5是根据本专利技术的包含非线性运动的运动模糊化技术的描述；图6a和6b描述本专利技术的另一实施例，其中模糊化几何体被选择地或普遍地附加于动态图形图元的边缘；图7a和7b描述本专利技术的实施例，其包括对包含结构映射的反射图像的物体的有效的时间模糊化；图7c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图形显示方法，包括：把运动矢量与图形图元的各个顶点相关联，其中运动矢量代表相关顶点的时变参数的变化；把衰退因子与图形图元相关联；跨过由图形图元限定的一组像素内插图形图元顶点的光栅数据以产生一组光栅数据，其中该组光栅数据的各个 成员与该组像素的相应的成员是相关联的；跨过该组像素内插图形图元顶点的运动矢量数据以产生一组相应的像素矢量；从衰退因子、该组光栅数据和该组像素矢量通过沿根据衰退因子的相应的像素矢量代表的方向产生一组运动直线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：IC彻尔斯托维斯基，CR约翰斯，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]