二维向量图形三角化系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供一种二维向量图形三角化系统及其方法。此系统包括存储器模块与三角网格处理模块。存储器模块用以暂存二维向量图形经过三角化处理后的三角网格在二元树数据结构中。三角网格处理模块，用以在二维向量图形的封闭曲线改变状态时，调整其三角网格，或对封闭曲线的局部区域重新进行三角化处理。三角网格处理模块包括一个多层次精细度单元，依据封闭曲线的缩放状况等比例调整误差门槛值，在封闭曲线发生形变时更新其每一边界线段的误差值，并依据误差值以及误差门槛值细分边界线段或合并二个邻近边界线段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种二维向量图形(two dimensional graphics)三角 化(triangulation)系统，且特别是有关于一种使用动态数据结构(dynamic data structure)的。
技术介绍
目前向量图形(vector graphics)在各种电子装置上被广泛地应用。尤其在例如 是多媒体播放装置、行动电话、个人数位助理(personal digital assistant, PDA)等的手 持装置上，受限于电力消耗限制与较低的运算能力，使用向量图形可以提升整体图形运算 的速度与效能。向量图形的绘图处理，是利用抽象化的描述来代表欲绘制的图形，因此图形 绘制到显示器时，必须将抽象化的描述转换为显示器上的画素(Pixel)。除了通过直接运算 各个画素的方法外，传统上普遍会将向量图形转换成多个三角网格(Triangle mesh)，并将 这些三角网格通过三维硬件加速绘图装置来进行绘制动作。这种向量图形绘图方式，可以将部份绘图的运算成本由中央处理器(CPU)转换至 效率较高的绘图处理器(graphics processing unit, GPU)上。然而将向量图形描述转换 为三角网格的过程(即三角化，又称为Triangulation)牵涉到许多几何结构调整与交点运 算，需要较高的运算成本。当几何图形发生缩放(Zoom)状况或形变(Deformation)状况时， 重复进行三角化将使得所须的运算成本大超过绘图处理器所带来的效益。例如，当遇到缩 放状况或形变效果时，需要重复性对三角网格进行重新三角化的处理，因此将耗费大量的 运算资源，进而导致向量图形的绘图过程缓慢以及过度消耗电子装置的电力。
技术实现思路
承上所述，根据本专利技术实施例，本专利技术提供一种二维向量图形三角化系统及其方 法，利用二元树数据结构(binary tree data structure)储存三角化后的数据，当二维向 量图形遇到缩放状况或形变状况时，动态性以及区域性调整三角网格。据此，二维向量图形 三角化系统可以降低重新三角化处理的次数与范围，以及相对应之数据更新动作，进而减 少整体运算成本以及有效提升二维向量图形处理效率。根据本专利技术的示范实施例，本专利技术提出一种二维向量图形三角化系统。此二维向 量图形三角化系统包括存储器模块与三角网格处理模块。存储器模块用以暂存二维向量图 形经过一种三角化处理后的三角网格(triangle mesh)，其中三角网格储存在一种二元树 数据结构中。三角网格处理模块，连接至存储器模块，用以在二维向量图形的一个封闭曲线 (loop)的状态改变时，调整此封闭曲线的三角网格，或对此封闭曲线的一个局部区域重新 进行三角化(triangulatoin)处理。另外，三角网格处理模块包括一个多层次精细度单元 (Level of Detail)，用以在二维向量图形的一个封闭曲线发生一种缩放(zoom)状况时，依 据此缩放状况等比例调整误差门槛值。或者，多层次精细度单元在二维向量图形之一个封 闭曲线发生一种形变(deformation)状况时，更新此封闭曲线的每一边界线段(boundaryline)的误差值。另外，多层次精细度单元还依据误差值与误差门槛值的一个比较结果来细 分(split) —个边界线段或合并(merge) 二个邻近的边界线段。根据本专利技术实施例，二维向量图形三角化系统还包括二维向量图形转换模块与三 角网格绘制模块。二维向量图形转换模块，连接至存储器模块模块，用以接收二维向量图 形的输入，并将二维向量图形的多个曲线控制点座标值(curve control points)暂存至 上述二元树数据结构。另外，二维向量图形转换模块还将二维向量图形通过一种线段化 (segmentation)处理来产生一个封闭曲线或多个封闭曲线，并将每一封闭曲线的数据暂存 至二元树数据结构中。再者，二维向量图形转换模块更通过三角化处理将二维向量图形的 每一封闭曲线，转换为一个三角网格或多个三角网格，并将此三角网格或这些三角网格的 数据暂存至二元树数据结构。此外，三角网格绘制模块，用以根据二元树数据结构，绘制出 三角网格。根据本专利技术实施例，本专利技术提出一种二维向量图形三角化系统中，当二维向量图 形一个封闭曲线发生缩放状况时，多层次精细度单元不更新每一边界线段的几何结构特征 值，若此缩放状况为一种放大状况时，则多层次精细度单元将每一边界线段对应的误差门 槛值作等比例的放大，并且若缩放状况为一种缩小状况时，则多层次精细度单元将每一边 界线段对应的误差门槛值作等比例的缩小。根据本专利技术实施例，本专利技术提出一种二维向量图形三角化系统的多层次精细度单 元判断一个边界线段的误差值大于等于误差门槛值时，则多层次精细度单元细分此边界线 段为二个新边界线段，并新增此二个边界线段的数据至二元树数据结构中。另外，当多层次 精细度单元判断任何二个邻近边界线段共同的上一层边界线段的误差值小于误差门槛值 时，则合并这些邻近边界线段为共同的上一层边界线段，并从二元树数据结构中移除被合 并的此二个边界线段的数据。根据本专利技术的示范实施例，本专利技术提出一种二维向量图形三角化系统中，二元树 数据结构包括二维向量图形的一种路径结构，而此路径结构包括输入数据与一个封闭曲线 清单。输入数据包括此路径结构的多个几何结构特征值，而封闭曲线清单包括组成此路径 结构的多个封闭曲线结构。根据本专利技术实施例，本专利技术提出一种二维向量图形三角化系统中，二元树数据结 构的每一封闭曲线结构包括相对应三角网格与边界线段群组。相对应三角网格包括组成二 维向量图形之三角网格的多个顶点与这些顶点之间的多个连接关系。边界线段群组包括组 成此边界线段群组的多个边界线段结构。根据本专利技术实施例，本专利技术提出一种二维向量图形三角化系统中，每一边界线段 结构包括误差值、一个目前边界线段的多个几何结构特征值、一个指向上一层边界线段的 指标。误差值为边界线段与封闭曲线之间的一个误差。根据本专利技术实施例，本专利技术提出一种二维向量图形三角化系统的三角网格处理模 块还包括一个封闭曲线更新单元，用以在二维向量图形的封闭曲线发生一种形变状况时， 检查此路径结构的所有交点，并更新此路径结构所对应的二元树数据结构。根据本专利技术实施例，本专利技术提出一种二维向量图形三角化系统之三角网格处理模 块还包括一个三角网格更新单元，用以在二维向量图形一个画面出现一个新封闭曲线时， 对此新封闭曲线的一个局部区域重新进行三角化处理，建立一个新三角网格，并更新二元树数据结构。根据本专利技术实施例，本专利技术提出一种二维向量图形三角化方法，包括以下步骤。首 先，利用二元树数据结构，暂存二维向量图形经过一种三角化处理后的一个或多个三角网 格。接着，在二维向量图形的封闭曲线发生一种缩放状况时，依据此缩放状况等比例调整一 个误差门槛值。再者，在二维向量图形的封闭曲线发生一种形变状况时，更新此封闭曲线之 每一边界线段的误差值。然后，依据此误差值与误差门槛值的一个比较结果来细分一个边 界线段或合并二个邻近边界线段。另外，二维向量图形封闭曲线的一种状态改变时，调整此 状态改变的封闭曲线的三角网格，或对状态改变的封闭曲线的一个局部区域重新进行三角 化处理。根据本专利技术实施例，上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维向量图形三角化系统，包括：一存储器模块，用以暂存一二维向量图形经过一三角化处理后的一三角网格，其中该三角网格储存在一二元树数据结构中；一三角网格处理模块，连接至该存储器模块，用以在该二维向量图形的一封闭曲线的一状态改变时，调整该封闭曲线的该三角网格，或对该封闭曲线的一局部区域重新进行该三角化处理，其中该三角网格处理模块包括：一多层次精细度单元用以在该二维向量图形一封闭曲线发生一缩放状况时，依据该缩放状况等比例调整一误差门槛值，在该二维向量图形的一封闭曲线发生一形变状况时，更新该封闭曲线每一边界线段的一误差值，或依据该误差值与该误差门槛值的该比较结果来细分一边界线段或合并二个邻近边界线段。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李怀哲，庄荣宏，何丹期，伏宗胜，简韵，刘家铭，
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[中国|台湾]