三线性图纹过滤方法技术

本发明专利技术提出一种三线性图纹过滤方法，可减少图纹元素的读取并避免模糊效应，包含下列步骤：读取一像素资料；计算像素尺寸及坐标，该图纹坐标具有整数部分及小数部分；选择两层多点解析贴图，根据像素尺寸选择图纹元素尺寸最接近该像素尺寸的高解析多点解析贴图与低解析多点解析贴图；计算图层距离；选取主要图纹元素，选取高解析多点解析贴图中最接近像素坐标的四个图纹元素作为主要图纹元素；计算主要颜色，即该像素相对于高解析多点解析贴图中的颜色；选取辅助图纹元素；以及，计算像素颜色，根据主要颜色与辅助图纹元素知颜色以该像素相对于各多点解析贴图的图层距离值计算出该像素的贴图颜色。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电脑绘图方法，特别是关于一种通过选择一组图纹元素对的方式达到快速读取的。附图说明图1显示电脑绘图系统中的图纹处理过程，其中图纹库资料被储存于一如硬碟之类的图纹储存装置10中。当描绘引擎(rendering engine)12需要图纹资料做图纹贴图时，该图纹透过系统汇流排13被送至图形加速器的局部存储器(local memory)11。然后，该描绘引擎12自局部存储器经由存储器汇流排14读取所需的图纹元素，并执行图纹贴图处理过程。现有的图纹贴图方式包括最近点取样(nearest-point sampling)、双线性图纹过滤(bilnear texture filtering)及三线性图纹过滤(trilineartexture filtering)。图2为现有技术的最近点取样的图纹过滤方法的示意图。如图中所示，各图纹元素的中心被标示为圆圈，而像素中心被标示为X。以该图为例，该像素的颜色被设定为最接近的图纹元素的色彩值，即粗线所框的图纹元素b。此方法为一经估算过的低成本图纹过滤方法，然而该方法会在显示的影像中产生扭曲现象。其次，图3为现有技术的双线性图纹过滤方法的示意图。如该图所示，该双线性图纹过滤方法是读取最接近像素中心的上、下、左及右4个图纹元素，并以距离作为权值，从该等图纹元素中计算一平均值作为该像素的颜色值。图4为现有技术的示意图(亦称为多点解析贴纹过滤)。是在二个最接近的多点解析贴图(Mipmap)上个别执行双线性图纹过滤。然后，根据图层距离(Level ofdetail，LOD)将各图层所获得的颜色再一次处理，决定该像素的颜色值。依据上述，当执行三线性过滤时，需要八个存储器存取动作来读取所需的复数个图纹元素。通常借由使用一图纹快取存储器，以减少在3D绘图系统硬件的图纹过滤所需的存储器频宽。对三线性图纹过滤而言，该快取存储器必须具有8个输出端口，以供应在一时脉周期时的图纹元素的像素。不幸地，快取存储器的区域随I/O端口的数目而增加，而到达无法接受的状况；若所需要的图纹元素不能在一个时脉周中获得，则该3D绘图硬件亦能用多通(multipass)图纹过滤以达成相同的效果。然而，绘图系统的效能将被牺牲，因此，需要提供一能消除图形扭曲且不需大量存储器存取的图纹过滤技术。再者，根据多点解析贴图的原理，第1层的贴图系从上一层的贴图(第0层)计算得来。亦即第1层图纹元素a’的资料系由第0层图纹资料a、b、c、d产生，而第1层图纹元素b’的资料系由第0层图纹资料e、f、g、h产生，依此类推。如图4所示，在以双线性过滤方法计算第1层的颜色时，会选取图纹元素a’、b’、c’与d’，使得第1层所计算的颜色受到影响。因此，虽然可提供较佳的色彩品质，但是在某些情形下会造成影像模糊不清的效果。为达成上述目的，本专利技术的包含下列步骤读取一像素资料；计算像素尺寸及座标，根据像素资料计算该像素相对于一多点解析贴图的图纹座标该图纹座标具有整数部分及小数部分；选择两层多点解析贴图，根据像素尺寸选择图纹元素尺寸最接近该像素尺寸的高解析多点解析贴图与低解析多点解析贴图；计算图层距离，根据像素尺寸的大小计算该像素距离高解析多点解析贴图的距离；选取主要图纹元素，选取高解析多点解析贴图中最接近像素座标的四个图纹元素作为主要图纹元素；计算主要颜色，根据主要图纹元素及像素座标的小数部分，计算出该像素相对于高解析多点解析贴图中的颜色，并作为主要颜色；选取辅助图纹元素，选取低解析多点解析贴图中最接近像素座标的一个图纹元素作为辅助图纹元素；以及，计算像素颜色，根据主要颜色与辅助图纹元素知颜色以该像素相对于各多点解析贴图的图层距离值计算出该像素的贴图颜色。图1为图纹处理系统的方块图；图2为现有技术最近点取样的示意图；图3为现有技术双线性过滤方法的示意图；图4为现有技术三线性过滤方法的示意图；图5显示本专利技术三线性过滤方法的第一实施例的流程图；图6显示本专利技术三线性过滤方法的第二实施例的流程图；图7显示像素的图纹座标的整数值同时为偶数或同时为奇数时的区域；图8显示本专利技术三线性过滤方法的第二实施例的流程图。图5所示为本专利技术的第一实施例的流程图。本专利技术的亦采用多解析贴图的特征，根据描绘像素的尺寸选取两个多解析贴图的图层，只是仅使用双线性过滤方法计算出像素对应于高解析或低解析的图层的颜色，再利用一低解析的一个图纹元素的资料作为辅助颜色，利用图层距离进一步计算出像素的最后颜色。以下根据图5说明本专利技术的方法。步骤S500开始。步骤S502读取描绘像素的资料，该资料包含像素相对于图纹的座标U、V。步骤S504计算出该描绘像素的像素尺寸与图纹座标S、T，该图纹座标S、T包含整数值与小数值。步骤S506从多点解析贴图中选取两层最接近该像素尺寸的图层，包含高解析图层与低解析图层。步骤S508根据像素尺寸，计算出该像素对应于高解析图层的图层距离LOD，图层距离越小表示像素越接近高解析图层。步骤S510从高解析图层的贴图选取最接近图纹座标的四个图纹元素，并利用双线性过滤方法计算出该像素在该图层所表现的颜色，作为主要颜色。步骤S512从低解析图层的贴图选取最接近图纹座标的图纹元素作为辅助颜色。步骤S514根据主要颜色与辅助颜色并以图层距离作为权值，以内插法计算出像素的颜色。步骤S516结束。所以，根据图5显示的方法，本专利技术仅挑选高解析图层的贴图的四个图纹元素以及低解析图层的贴图的一个图纹元素来计算像素颜色，不但减少图纹元素的读取，还减少运算时间，同时避免受到低解析图层的不相关的图纹元素影响，因此不会产生模糊现象。图6所示为本专利技术的第二实施例的流程图。该实施例的方法与第一实施例的方法大致相同，唯一不同点是本实施例仅在像素的图纹座标的整数值不同时为偶数或不同时为奇数时，才进一步选取低解析图层的贴图的图纹元素。而当像素的图纹座标的整数值同时为偶数或同时为奇数时，则仅利用双线性过滤方法计算出像素对应高解析图层的贴图的颜色作为最后的颜色。亦即，在步骤S612时，先根据图纹座标的整数值决定是否选取辅助颜色，若不选取则跳至步骤S614，以主要颜色作为像素的最后颜色。若要选取辅助颜色，则步骤与第一实施例相同。图7所示的粗线区域为像素的图纹座标的整数值同时为偶数或同时为奇数时的区域。如该图所示，当像素的中心位于粗线框框内部时，该框框周围的四个图纹元素即可反映像素的颜色，且低解析图层的辅助颜色亦由此四个图纹元素所产生，故不需要参考该辅助颜色。因此，当像素的图纹座标的整数值同时为偶数或同时为奇数时，则仅利用双线性过滤方法计算出像素对应高解析图层的贴图的主要颜色即可，如此可进一步减少图纹元素的读取，及减少运算时间。图8所示为本专利技术的第三实施例的流程图。该实施例的方法与第二实施例的方法大致相同，唯一不同点是本实施例根据图层距离的范围决定使用高解析图层、或低解析图层、或使用第二实施例的流程。亦即，在步骤S710时，先根据比较图层距离是否大于第一临界值(本实施例为0.75)，若图层距离大于第一临界值，则在步骤S712以双线性过滤方法计算像素在低解析图层的贴图所呈现的颜色作为像素最后的颜色。若图层距离小于第一临界值，则在步骤S714以双线性过滤方法计算像素在高解析图层的贴图所呈现的颜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三线性图纹过滤方法，其特征是：它包含下列步骤：读取一像素资料；计算像素尺寸及座标，根据前述像素资料计算该像素相对于一多点解析贴图的图纹座标，该图纹座标具有整数部分及小数部分；选择两层多点解析贴图，根据前述像素尺寸选择图纹元素 尺寸最接近该像素尺寸的高解析多点解析贴图与低解析多点解析贴图；计算图层距离，棍据前述像素尺寸的大小计算该像素距离前述高解析多点解析贴图的距离；选取主要图纹元素，选取前述高解析多点解析贴图中最接近前述像素座标的四个图纹元素作为主要图纹 元素；计算主要颜色，根据前述主要图纹元素及前述像素座标的小数部分，计算出该像素相对于前述高解析多点解析贴图中的颜色，并作为主要颜色；选取辅助图纹元素，选取前述低解析多点解析贴图中最接近前述像素座标的一个图纹元素作为辅助图纹元素； 计算前述像素颜色，根据前述主要颜色与前述辅助图纹元素知颜色以该像素相对于各多点解析贴图的前述图层距离值计算出该像素的贴图颜色。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶国炜，
申请(专利权)人：矽统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]