[發(fā)明專利]計算機圖形處理

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580040825.5
• 申請日: 2005-11-29
• 公開（公告）號: CN101065784A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·尼斯塔德;M·布拉策維克;B·約斯蘭德;E·索爾加德
• 申請（專利權(quán)）人: ARM挪威股份有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳;王忠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機圖形處理，并特別地涉及一種用于當(dāng)處理計算 機圖形時執(zhí)行反鋸齒的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

將專門參考三維圖形處理來描述本發(fā)明，盡管如本領(lǐng)域技術(shù)人員 所理解的，其還可等效地應(yīng)用于二維圖形的處理。

當(dāng)顯示計算生成的圖像時遇到的一個問題在于，所顯示的圖像被 量化成所使用的顯示器，例如監(jiān)視器或打印機的離散像素位置。這 限制了所顯示圖像的分辨率并可產(chǎn)生不想要的視覺偽像，例如，在 輸出顯示設(shè)備的分辨率對于顯示平滑直線不夠高的情況。這些效應(yīng) 通常被稱之為“鋸齒”。

圖1說明了這種鋸齒效應(yīng)。圖1的左邊示出了要繪制的圖像，并且 右邊示出實際顯示的圖像。如圖所示，白色對象的想要的平滑曲線 在顯示器上實際具有鋸齒狀的外觀。這就是鋸齒。(在圖1中，每個 正方形表示顯示器的像素，并且十字標表示處于每個(x，y)像素 位置的點，為所述點確定(采樣)該像素位置的顏色值。例如，圖1 中的像素A被繪制為全白色，因為該像素位置的顏色采樣點落在白色 對象內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意，在圖1中，只示出感興趣像素上的樣本十字標， 盡管實際上可以采樣所有像素。)

可通過利用足夠高的分辨率顯示器來移除所有鋸齒偽像。但是， 電子顯示器和打印機的分辨率通常受限制，因此許多圖形處理系統(tǒng) 使用其它技術(shù)來嘗試去除或降低鋸齒效應(yīng)。這種技術(shù)通常稱之為反 鋸齒技術(shù)。

一種已知的反鋸齒技術(shù)被稱為超采樣或過采樣。在這種方案中， 為顯示的每個像素位置取得多個顏色樣本，并且所述多個樣本接著 在顯示像素時被合并為單個顏色。這具有平滑或平均來自所涉及像 素位置處原始圖像的顏色值的效果。

圖2說明超采樣過程。在圖2所示的例子中，為顯示器中的每個像 素確定四個顏色值(樣本點)。(每個這樣的樣本實際上可被看作 為“子像素”，顯示器中的每個像素由四個這樣的子像素構(gòu)成。) 給定像素的四個顏色值樣本(子像素)接著被組合(下過濾 downfilter)，使得用于顯示器中該像素的最終顏色是該像素所取 得的四個顏色樣本的顏色的適當(dāng)平均(混和)。

這具有平滑所顯示圖像的效果，并且例如通過用中間的顏色陰影 圍繞鋸齒偽像來降低鋸齒偽像的突出。這可以在圖2中看到，其中像 素A現(xiàn)在具有兩個“白色”樣本和兩個“黑色”樣本，并因此在所顯 示圖像中被設(shè)置為50％“白色”。以這種方式，白色對象邊緣周圍 的像素被模糊，以例如基于發(fā)現(xiàn)有多少樣本落在邊緣的每條邊上來 產(chǎn)生更光滑的邊緣。

實際上，超采樣以比對于顯示器所實際使用的分辨率要高得多的 分辨率來處理屏幕圖像，并接著在顯示所處理的圖像之前縮放和過 濾(下采樣)所處理的圖像到最終的分辨率。這具有為改進的圖像 提供鋸齒偽像減少的效果，但需要更強的處理能力和/或更多的時 間，因為圖形處理系統(tǒng)實際上必須處理與樣本一樣多的像素(使得， 例如對于4x超采樣(即在為每個像素位置取得四個樣本的情況)， 處理請求將是沒有超采樣時的四倍。)

其它反鋸齒技術(shù)因此已經(jīng)被提出，這些技術(shù)在仍然提供圖像質(zhì)量 的一些改進的同時還具有比超采樣更少的處理要求。

一個通常的這種技術(shù)被稱為“多采樣”。在多采樣中，對每個將 組成最終顯示的像素也取得多個樣本，但不是為每個樣本確定單獨 的顏色值，而是確定單個顏色值，并將其應(yīng)用到像素的所有樣本， 這些樣本被發(fā)現(xiàn)屬于最終圖像中的相同對象。換句話說，多采樣為 景物中的給定對象的給定像素計算單個顏色值，該顏色值被提供給 (重用于)由該對象覆蓋的像素的所有樣本(子像素)(與超采樣 作為對比，其中為每個樣本確定單獨的顏色值)。

由于只有單個顏色值用于給定像素的多個樣本，所以多采樣不如 超采樣那么得處理密集，且因此允許比超采樣更快的處理和性能。 但是，相比于超采樣，顯示的圖像質(zhì)量有所降低，因為盡管對象的 邊緣仍然以更高的分辨率采樣，但顏色沒有。

如本領(lǐng)域已知的，3D圖形處理通常通過首先將要顯示的景物拆分 成多個類似的基礎(chǔ)部件(所謂的“圖元”)來執(zhí)行，以允許3D圖形 處理操作被更容易地執(zhí)行。這些“圖元”通常是簡單的多邊形的形 式，比如三角形，并且通常通過定義其頂點來描述。