[發明專利]3D圖形的去除方法與模塊

無效

• 申請號: 01109938.0
• 申請日: 2001-03-26
• 公開（公告）號: CN1377013A
• 公開（公告）日: 2002-10-30
• 發明（設計）人: 黃大倫;呂忠晏
• 申請（專利權）人: 矽統科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/40
• 分類號: G06T17/40
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉

本發明是關于一種應用于3D圖形系統的去除方法與模塊，尤有關一種使用比較電路與去除決定電路來加速去除決定動作的去除方法與模塊。

在如圖1所示，一般3D圖形系統中至少具有四個程序。首先，轉換與明暗分布(Transform?and?Lighting，TnL)引擎11接收一連串3D座標頂點(Coordinate?Vertex?Stream)，并轉換成一連串2D座標頂點。接著，去除模塊12接收一連串2D座標頂點的輸入后，消除無法從一視點看見的多邊形。設定引擎13準備去除后的一連串2D座標頂點，使描繪引擎14載入3D圖形。

去除或背面消除是為一種動作，而此動作是針對完全多邊形的方位與視點或投影的中心作比較，并移除那些無法看見的多邊形。如果無法從一個觀察者的視點看見一個多邊形，那么就無須描繪此多邊形。因此，因描繪引擎14實質上已減少圖形處理的載入，所以該描繪引擎14的性能可利用早些移除或去除掉對于特定視點所看不見的部分而得到提升。

平均而言，在一個多面體中，一半的多邊形是背對的，亦即，無法看見。為簡化運算分析，通常使用三角形來分析。可視性的測試是直接的，且其是在屏幕區中實現。一般是計算一個多邊形的外垂直線，并檢查在z軸分量中的此種向量的符號。如果在一三角形上執行去除測試，則必須檢查三角形的行列式值。三角形的行列式值為；

???X₁??Y₁

N＝X₂??Y₂＝(X₁-X₃)(Y₂-Y₃)-(X₂-X₃)(Y₁-Y₃)

???X₃??Y₃

其中，N是為三角形的行列式；而頂點座標是為(x1，y1)，(x2，y2)與(x3，y3)。

在大部分的情況下，去除測試是用以計算三角形的外垂直線，并檢查三角形的頂點座標的行列式值，以從一個觀察者的視點辨別看得見的與看不見的表面。因此，當行列式N的數值是為正值且座標方位是為逆時針，或當行列式N的數值是為負值且座標方位是為順時針時，該三角形為看得見。否則，三角形無法看見。因此，頂點座標是為(x1，y1)、(x2，y2)、與(x3，y3)，且在運算后的行列式N等于(x1-x3)(y2-y3)-(x2-x3)(y1-y3)。故該行列式N的計算，需要兩個乘法運算與五個減法運算來完成一個三角形的解析。為了去除模塊的有效成本設計，理想上是可提供一種無須使用乘法器的去除模塊。

因此，本發明的目的是提供一種3D圖形的去除方法與模塊，該方法與模塊不需任何乘法或減法運算即可找出三角形的行列式值的快速且節省成本的去除方法與模塊。

本發明的目的可以通過以下措施來達到：

一種3D圖形的去除方法，包含以下步驟：

建立去除決定表，根據一多邊形的各種符號向量組合建立去除決定表；

產生符號向量，比較欲測試的多邊形的各頂點位置，以獲得一組符號向量；

去除決定，根據前述一組符號向量查詢前述去除決定表，并產生一個去除決定；以及

根據前述去除決定的狀態決定是否去除該多邊形。

一種3D圖形的去除模塊，是用以決定是否去除一多邊形，該去除決定模塊包含：

比較裝置，是分別比較前述多邊形的每一對頂點的X值與Y值的大小，并輸出各比較值作為符號向量；以及

去除決定裝置，是根據前述符號向量輸出一去除決定信號。

本發明相比現有技術具有如下優點：

本發明的去除方法包含以下步驟。首先，依據一個三角形的第一頂點V1與第二頂點V2的位置，將屏幕區分割成9個座標方格。其次，利用檢查該三角形的第三頂點V3是落在哪一個座標方格上，而執行此三角形的快速去除測試。依據V1、V2與V3所座落的座標方格的相對位置形成一個向量，且一對應的去除決定是利用查詢去除決定表而獲得。去除決定表紀錄符號向量、對應的去除決定、與相關的座標方位的所有可能的組合。去除一個三角形是可依據去除決定表的符號向量與相對應的去除決定而快速地被決定。