一种用于将三维图形模型的图元从纹理空间映射到屏幕空间的装置。所述装置包括用于存储纹理图的纹理存储器（１３４）。重新取样器（１３２，１４０）对于每个图元将数据从与图元对应的纹理图重新取样到对应的像素数据，其中所述像素数据用于定义与图元对应的显示图像的一部分。所述纹理空间重新取样器（１３２）和／或屏幕空间重新取样器（１４０）可用于从至少两个不同的重新取样算法的一个单独组中选择用于执行重新取样的重新取样算法。所述选择取决于图元的大小。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将图元从纹理空间重新取样到屏幕空间的装置和用于将图元从纹理空间重新取样到屏幕空间的方法。
技术介绍
绘制三维图形的一个重要元素是纹理映射。在计算机生成对象的表面映射纹理是能够大大改善所述对象外观真实性的技术。二维或者三维对象典型地利用图元(通常是三角形)而建模。纹理可以是诸如照片或者计算机生成图像之类的二维画片。例如，墙的二维图像(的一部分)可以被投射到计算机游戏中的墙的三维表示上。术语“纹理元素(texel)”(纹理元素)是指纹理的图片元素(像素)。一般而言，存在几种已知的用于将纹理图映射到屏幕网格上的方法。大多数常规的计算机制图系统使用所谓的反向纹理映射方法。在这种方法中，在光栅化(rasterization)处理期间，屏幕的像素是被顺序地和逐个地处理的，确定纹理上屏幕像素的投影(产生像素的“轨迹”)并通常利用加权平均的形式计算最接近正确的像素颜色的平均值。一种备选方法是所谓的向前纹理映射方法。这种方法通过检查(traverse)由纹理图(纹理空间)定义的坐标系中的纹理元素的方式执行。图形系统的顶点着色器接收图元的顶点作为输入并使用顶点着色程序改变或者增加这些顶点的每一个的属性。当插入这些属性时光栅化器则检查纹理空间中的图元。光栅化器计算将被投影到三角形的每个纹理元素的纹理坐标(u，v)。对所访问的纹理的每个网格位置(u，v)而言，在由纹理空间重新取样器将纹理图重新取样到纹理元素网格之后，纹理元素着色器从所存储的纹理图中接收属性。纹理元素着色器根据这些属性计算图元表面的局部颜色。最后，所获取的纹理元素数据被屏幕空间重新取样器重新取样到屏幕像素位置。所述映射(包括重新取样)是二维的。最初的重新取样技术即是所谓的一次转换(one-pass)二维映射，其中在图元的一次转换中像素/纹理元素数据是被双向重新取样的。另外的一种技术即是所谓的二次转换向前映射方法，其中二维图像的映射被分解为两个一维映射。首先，所述图像被映射到一个方向上，典型地是扫描行方向，也就是水平方向，从而产生中间图像。中间图像被映射到另一个方向以产生最终图像。一维重新取样可以利用通常用于视频缩放的重新取样器来实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于将纹理映射到图元的改善的装置和方法，其能够在品质和性能之间保持很好的平衡。为了实现本专利技术的目的，一种用于将三维图像模型图元从纹理空间映射到屏幕空间的装置，所述装置包括用于存储纹理图的纹理存储器；以及可操作地用于将每个图元的数据从与图元对应的纹理图重新取样到对应的像素数据的重新取样器，其中所述像素数据用于定义与图元对应的显示图像的一部分；所述重新取样器可操作用于从至少包含两个不同的重新取样算法的一个独立组中选择用于执行重新取样的重新取样算法；所述选择取决于图元的大小。传统上，在图形或者视频处理系统的设计期间，在向前或者反向映射之间进行选择。反向映射系统传统上使用一次转换二维重新取样。对向前映射而言，根据二次转换一维重新取样或者一次转换二维重新取样来选择一个固定的采样算法。在根据本专利技术的装置中，重新取样器可以在至少两个重新取样算法中作出选择，并且不作出固定的选择。相反，根据图元的大小动态地为每个图元在算法之间作出选择。这就使得对图元采用最优的重新取样算法，其中可以在重新取样的质量和诸如可用处理循环和存储容量之类的系统限制之间作出平衡选择。所述装置可以是根据反向映射或者向前映射技术的。重新取样可以由一个重新取样器或者多个重新取样器来执行。例如，向前纹理映射系统可以使用纹理空间重新取样器和屏幕空间重新取样器。所述其中一种重新取样器或者两种重新取样器都可以应用重新取样算法的动态选择。根据从属权利要求2所述的手段，可用算法之间的选择是通过比较图元的大小与预定阈值的方式实现的。对于在两种算法间进行的选择，可以使用一个阈值，其中为小图元选择第一个算法，而为大图元选择第二个算法。对于多于两种算法的情况，需要几个阈值来进行核对。根据从属权利要求3所述的手段，所述重新取样器与用于累加重新取样的数据的缓存器有关。所述缓存器具有预定缓存器大小。所述阈值取决于缓存器的预定大小。对于小的图元而言，可以使用需要更多缓冲区空间(图元的每个像素)的重新取样算法。可以根据该算法的有利特征来选择该算法，诸如高质量或者处理速度。对于大的图元而言，可以选择需要较少累加缓冲区空间(图元的每个像素)的重新取样算法。这可能导致某种代价，诸如处理循环的增加。处理循环的可能的增加可以利用在处理更大的图元中更有效的算法来抵消(例如，每个图元具有相对苛求的初始化的算法，但是有效处理像素)。根据从属权利要求4所述的手段，图元的大小取决于在图元边界内的纹理元素或者像素的数目。纹理元素的数目可以确切的计算，也可以估算。根据从属权利要求5所述的手段，为小图元选择一次转换二维重新取样算法，为大图元使用二次转换一维重新取样算法。所述一次转换二维重新取样算法提供了高质量的重新取样，每个图元耗费较低的初始化成本，但是需要相对大的累加缓存器(也就是二维缓存器)。这使得二维重新取样最适合于小的图元。另一方面，所述二次转换一维重新取样算法需要较小的缓冲区空间(也就是一维缓存器)，但是每个图元耗费较高的初始化成本。这使得一维重新取样更适合于大的图元。优选地选择这样的阈值，使得具有大小小于阈值的图元的累加数据仅适合使用二维重新取样的缓存器。为了实现本专利技术的目的，一种用于将三维图像模型的图元从纹理空间映射到屏幕空间的方法包括在纹理空间中对于每个图元将数据从与图元对应的纹理图重新取样到与图元有关的纹理元素的纹理数据；以及在屏幕空间中对于每个图元将纹理数据重新取样到用于定义与图元对应的显示图像的一部分的对应像素数据；以及从有至少两个不同的重新取样算法的一个单独组中，为纹理空间重新取样和/或屏幕空间重新取样选择重新取样算法；所述选择取决于图元的大小。将参照在下文中描述的实施方式来描述本专利技术的这些和其他方面，并且通过在下文中描述的实施方式本专利技术的这些和其他方面将变得十分明显。附图简述在所述附图中附图说明图1显示了向前纹理映射系统的图形流水线；图2显示了四维分级细化映射(mipmap)结构；图3举例说明了重建过滤；图4举例说明了屏幕空间预过滤；图5显示了向前纹理映射系统的图形流水线；图6举例说明了一次转换和二次转换重新取样；图7显示了瓶颈问题；图8显示了剪切(shear)问题；图9显示了包括根据本专利技术的图形系统的计算机的方框图；以及图10显示了包括根据本专利技术的图形系统的计算机的方框图。专利技术详述系统概述在向前纹理映射系统中或者反向纹理映射系统中可以使用重新取样算法的动态选择。所述系统可以包括一个或多个重新取样器。那些重新取样器的任一个都可以使用动态选择。参照图1将描述具有两个重新取样器的向前纹理映射系统。参照图2将描述具有一个重新取样器的反向纹理映射系统。图1显示了其中可以利用本专利技术的向前纹理映射系统的图形流水线的最后级的示例性结构。在该描述中假定利用三角形作为图元来描述所设想的模型。所属
的专业人员可以容易地将相同的技术应用到其他的图元，诸如其他的多边形或四边形或者诸如贝塞尔曲面之类的曲面。流水线的输入是由诸如计算机游戏以及图形流水线的前一级之类的图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将三维图形模型的图元从纹理空间映射到屏幕空间的装置；所述装置包括用于存储纹理图的纹理存储器（１３４）；以及可用于对每个图元将数据从与该图元对应的纹理图重新取样到对应的像素数据的重新取样器（１３２，１４０），其中所述像素数据用于定义与该图元对应的显示图像的一部分；所述重新取样器可用于从至少两个不同重新取样算法的一个单独组中选择用于执行该重新取样的重新取样算法；所述选择取决于该图元的大小。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：巴尔特GB巴伦布吕格，科内利斯梅德斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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