[發(fā)明專(zhuān)利]高效的幾何鑲嵌和位移

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980103997.0
• 申請(qǐng)日: 2009-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101933049A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·帕特爾;P-P·J·斯隆;C·C·佩普爾;S·Z·格拉森伯格
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 微軟公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T17/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T17/00;G06T5/20
• 代理公司: 上海專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 顧嘉運(yùn);錢(qián)靜芳

背景

當(dāng)在計(jì)算環(huán)境中生成三維(3D)圖形時(shí)，開(kāi)發(fā)者必須將曲面從三維變換成二維形狀的交織網(wǎng)格。該過(guò)程，即鑲嵌，通常依靠對(duì)三角形的使用來(lái)描繪對(duì)象。三角形以描繪實(shí)際上任何其他形狀并且還添加感知到的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以獲得附加三維效果的方式來(lái)擬合。每一個(gè)網(wǎng)格的生成都由若干參數(shù)來(lái)表征，諸如所使用的三角形的數(shù)量、這些三角形的大小和比例、以及三角形到屏幕上的像素的后續(xù)轉(zhuǎn)換。這些參數(shù)不僅在對(duì)象之間變化，而且在從不止一個(gè)理論有利位置查看對(duì)象時(shí)變化。由多視角造成的增加的復(fù)雜性的結(jié)果是另一組考慮事項(xiàng)，諸如在對(duì)象上的任何特定點(diǎn)處生成的細(xì)節(jié)水平、對(duì)象的曲面看上去平滑的程度、以及從一個(gè)細(xì)節(jié)水平到另一個(gè)細(xì)節(jié)水平的移動(dòng)。提供太少或太多細(xì)節(jié)在描繪這些對(duì)象時(shí)都造成問(wèn)題。前者可導(dǎo)致看上去成三角形且不真實(shí)的圖形，而后者生成向所渲染的對(duì)象添加極少清晰度的太多計(jì)算，即太多數(shù)據(jù)點(diǎn)。

概述

提供本概述是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹將在以下詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。本概述不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。

本發(fā)明的各實(shí)施例涉及鑲嵌被分成“曲片”的對(duì)象以使得可渲染三維圖形。在一個(gè)實(shí)施例中，提供以連續(xù)方式從無(wú)鑲嵌到鑲嵌的平滑轉(zhuǎn)換。通過(guò)使用奇分?jǐn)?shù)鑲嵌來(lái)渲染圖形，將點(diǎn)插入在所選控制點(diǎn)附近并且從一個(gè)圖到下一個(gè)圖的移動(dòng)不脫節(jié)。曲片的邊和內(nèi)部可以按先前不可用的各種方式來(lái)鑲嵌，同時(shí)維護(hù)在相鄰曲片之間不具有間隙的邊。還可選擇整個(gè)鑲嵌曲片中的圖元的密度。

在另一實(shí)施例中，可以不僅按照?qǐng)D元、頂點(diǎn)和像素，而且按照曲片和控制點(diǎn)來(lái)定義對(duì)象。通過(guò)利用通過(guò)較不資源密集的方法生成的定點(diǎn)值的表，計(jì)算更高效。通過(guò)添加可用于進(jìn)行計(jì)算的額外的頻率，可以利用現(xiàn)有技術(shù)中不可用的減少硬件組件所必需的計(jì)算的最優(yōu)頻率。這以較低的計(jì)算成本提供更真實(shí)的渲染。

在其他實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)避免現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的不合需要的效果的渲染方法的應(yīng)用。使用是先前值的兩倍的鑲嵌值允許在從一次渲染到下一次渲染時(shí)將數(shù)據(jù)點(diǎn)放置在相同位置。在引入附加細(xì)節(jié)時(shí)，在先前渲染的點(diǎn)之間插入附加點(diǎn)以避免先前渲染的對(duì)象的波紋外觀并且維護(hù)剛性外觀。被稱為“幾何變形(geomorphing)”的本申請(qǐng)的所述實(shí)施例通過(guò)不要求曲片的每一條邊都利用相同的鑲嵌因子來(lái)增加靈活性。

附圖簡(jiǎn)述

以下參考附圖詳細(xì)描述各實(shí)施例，附圖中：

圖1是適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各實(shí)施例的示例性計(jì)算環(huán)境的框圖；

圖2是描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鑲嵌對(duì)象的方法的流程圖；

圖3是描繪用于高效地加載在渲染3D圖形時(shí)使用的數(shù)據(jù)點(diǎn)的方法的流程圖；

圖4A-4F是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的鑲嵌方法的示例性屏幕截圖；

圖5是對(duì)于本發(fā)明的某些實(shí)施例可用的劃分方法的示例性屏幕截圖；

圖6A-6B是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的對(duì)曲面進(jìn)行幾何變形的方法的流程圖；

圖7A-7C是對(duì)于本發(fā)明的某些實(shí)施例可用的內(nèi)部歸約方法的示例性屏幕截圖；以及

圖8A-8B是供與本發(fā)明的某些實(shí)施例一起利用的內(nèi)部縮放因子的示例性屏幕截圖。

詳細(xì)描述

此處用細(xì)節(jié)來(lái)描述本發(fā)明的主題以滿足法定要求。然而，該描述本身并非旨在限制本專(zhuān)利的范圍。相反，發(fā)明人設(shè)想所要求保護(hù)的主題還可結(jié)合其他當(dāng)前或未來(lái)技術(shù)按照其他方式來(lái)具體化，以包括不同的步驟或類(lèi)似于本文中所描述的步驟的步驟組合。此外，盡管術(shù)語(yǔ)“步驟”和/或“框”可在此處用于指示所采用的方法的不同元素，但除非而且僅當(dāng)明確描述了各個(gè)步驟的順序時(shí)，該術(shù)語(yǔ)不應(yīng)被解釋為意味著此處公開(kāi)的各個(gè)步驟之中或之間的任何特定順序。以下附圖，特別是示例性屏幕截圖，將在可能時(shí)使用相同的編號(hào)以便示出附圖之間的相似性和差異。

本發(fā)明的各實(shí)施例包括各種方法和其上包含有計(jì)算機(jī)可用指令的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，這些指令在被執(zhí)行時(shí)更高效地計(jì)算和加載用于渲染三維圖形的數(shù)據(jù)點(diǎn)。各實(shí)施例使用具有指定數(shù)量的控制點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)曲片來(lái)渲染對(duì)象。各實(shí)施例允許在每一曲片或每一控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上處理對(duì)象，而不是將處理限于圖元、頂點(diǎn)或像素的先前可用頻率。某些實(shí)施例使用奇鑲嵌來(lái)在未鑲嵌和某種鑲嵌之間平滑地轉(zhuǎn)換。在某些實(shí)施例中，可以使用倒數(shù)、乘法生成的、和加法生成的定點(diǎn)值的表來(lái)避免逼近困難并降低計(jì)算成本。在其他實(shí)施例中，鑲嵌被限于二次冪劃分方法以避免隨插入附加細(xì)節(jié)帶來(lái)的負(fù)面視覺(jué)效果。在還有一些其他實(shí)施例中，可以重用為曲片計(jì)算的點(diǎn)以供后續(xù)渲染。

在簡(jiǎn)要描述了本發(fā)明的各實(shí)施例的概覽后，以下描述適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各實(shí)施例的示例性操作環(huán)境。