[發(fā)明專利]可重建幾何陰影圖方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810096135.7
• 申請日: 2008-05-06
• 公開（公告）號: CN101271588A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴慶華;楊寶光
• 申請（專利權(quán)）人: 威盛電子股份有限公司
• 主分類號: G06T15/60
• 分類號: G06T15/60
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 劉新宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種圖形處理，且特別是有關(guān)于一種陰影繪圖。

背景技術(shù)

在計(jì)算機(jī)繪圖中，陰影圖(Shadow?mapping)以及陰影錐(shadow?volumes)是二種常用的實(shí)時(shí)(real-time)陰影技術(shù)。陰影錐是Frank?Crow在1977年所提出的技術(shù)，使用幾何方法計(jì)算3維(3-D)物體遮光區(qū)域。此算法利用模板緩存(stencil?buffer)來計(jì)算某一像素(測試像素)是否在陰影中。陰影錐的主要優(yōu)點(diǎn)是對于像素是準(zhǔn)確的，反之陰影圖的準(zhǔn)確性需視紋理存儲(chǔ)器(texture?memory)大小以及如何投影陰影而定。陰影錐技術(shù)需要大量的硬件填繪時(shí)間，而其執(zhí)行速度往往會(huì)比陰影圖技術(shù)要慢，尤其是大規(guī)模復(fù)雜幾何場景。

陰影圖是將陰影加入3-D計(jì)算機(jī)圖像中的技術(shù)，其由LanceWilliams在1978提出。此算法被廣泛應(yīng)用于預(yù)先描繪(pre-rendered)場景，以及實(shí)時(shí)(real-time)的應(yīng)用中。通過光源觀察點(diǎn)比較遮光物與測試像素的深度，亦即測試對光源而言某個(gè)測試像素是否可見，以便建立遮光物的陰影。陰影圖是一種簡單有效的圖像空間方法(image?space?method)。陰影圖是陰影表現(xiàn)方法其中之一，其常常應(yīng)用在高速需求上。然而，其遇到了鋸齒問題(aliasing?error)以及深度偏移問題(depthbias?issues)。解決這兩個(gè)缺點(diǎn)是陰影表現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域的研究課題。

在陰影圖中的鋸齒錯(cuò)誤可以分為二類：透視鋸齒錯(cuò)誤(perspective?aliasing?errors)以及投影鋸齒錯(cuò)誤(projectivealiasing?errors)。在陰影邊緣放大時(shí)會(huì)發(fā)生透視鋸齒錯(cuò)誤。當(dāng)光線幾乎平行幾何表面且延伸超出深度范圍時(shí)，就會(huì)發(fā)生投影鋸齒錯(cuò)誤。大部分陰影圖技術(shù)的另一個(gè)問題是深度偏移問題。為了避免錯(cuò)誤的“自陰影”(self-shadowing)問題，William揭露一種常數(shù)深度偏移技術(shù)，其在與真實(shí)表面(true?surface)比較之前便將其加入深度采樣中。不幸地，太多的偏移可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的“無陰影”(non-shadowing，看起來像是遮光物浮在光線接收物的上方)而使陰影后退太遠(yuǎn)。實(shí)際上，直接地決定偏移值是非常難的，并且無法在每一個(gè)場景找出一個(gè)通用可接受的值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種可重建幾何陰影圖方法，以降低“透視鋸齒”(perspective?aliasing)與“投影鋸齒”(projective?aliasing)這二種鋸齒錯(cuò)誤，并解決深度偏移而引起的錯(cuò)誤“自陰影”(falsesclf-shadowing)與錯(cuò)誤“無陰影”(false?non-shadowing)等問題的課題。

本發(fā)明提出一種可重建幾何陰影圖方法。首先以光源為觀察點(diǎn)，儲(chǔ)存物體前表面(fonrt-facing)的多個(gè)遮光幾何形的幾何信息。將測試像素進(jìn)行一致性測試，以便從多個(gè)遮光幾何形中找出相對應(yīng)于測試像素的遮光幾何形。其中遮光幾何形具有遮光點(diǎn)；以光源為觀察點(diǎn)，此測試像素與該遮光點(diǎn)重疊。使用上述遮光幾何形的幾何信息以及測試像素的位置信息，重建遮光點(diǎn)的深度值。最后比較遮光點(diǎn)的深度值與測試像素的深度值，以完成測試像素的陰影判斷。