CN101154294B - 渲染三维图形数据的方法、介质和系统 - Google Patents
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Abstract
一种提供运动模糊效果的3D图形渲染方法、介质和系统。基于将应用运动模糊效果的对象的动画信息来产生该对象的克隆对象，并且渲染包括产生的克隆对象的3D图形数据，从而不使用累积缓冲器而提供运动模糊效果。
Description
技术领域
本发明的一个或者多个实施例涉及一种3维(3D)图形渲染(rendering)方法、介质和系统，更具体地讲，涉及一种将运动模糊效果应用到对象的3D图形渲染方法、介质和系统。
背景技术
术语“运动模糊效果”通常指任何对象运动时以及由于对象的运动、相机相对于对象的运动，对象出现模糊。通常，3维(3D)图形动画每秒连续输出25到30帧的图像，从而没有运动模糊效果。然而，如果任何对象很大地运动，对象可能出现模糊。由于人眼感知运动的方式，这是自然的。结果，对人眼来说，没有应用运动模糊效果的3D图形动画出现不自然。因此，运动模糊效果是可以使3D图形动画出现对人眼更逼真和自然的图形效果。
图1示出提供运动模糊效果的传统3D图形渲染设备。
参照图1，传统3D渲染设备包括渲染单元11、第一累积缓冲器12、第二累积缓冲器13、平均值计算单元14、后缓冲器15和前缓冲器16。在图1中，仅示出了两个累积缓冲器。然而，为了显示极好的运动模糊效果，需要多于两个的累积缓冲器。
渲染单元11在后缓冲器15中渲染3D图形数据，并且3D图形数据示出的运动分别在累积缓冲器12和13中被渲染。平均值计算单元14计算在累积缓冲器12和13中的每一个中渲染的图像的平均值。然后，结果被存储在后缓冲器15中。当任何完整图像被存储在后缓冲器15中时，存储在前缓冲器16中的图像被存储在后缓冲器15中的图像替换。存储在前缓冲器16中的图像被输出到显示装置(未示出)。
图2是应用了运动模糊效果的图像的示例。如果使用了很多累积缓冲器，则可如图2所示示出明显柔和的运动模糊效果。
如上所述，为了使传统3D图形渲染设备提供运动模糊效果，3D图形示出的运动应该被分别渲染到累积缓冲器12和13中，从而需要大量的计算， 特别地，需要用于维持累积缓冲器12和13的大的存储器资源。因此，比如存储器资源的硬件资源和计算能力受到限制的移动装置难以提供运动模糊效果。
发明内容
本发明的一个或多个实施例提供了一种3维图形渲染方法和系统，所述方法和系统可在比如存储器资源的硬件资源和计算能力有限的移动装置中提供运动模糊效果。
本发明的一个或多个实施例还提供一种其上实施有用于执行上述方法的计算机程序的计算机可读介质。
在下面的描述中，将部分地阐述本发明的另外方面和/或优点，部分地，从下面的描述中，这些方面和优点将会更清楚或者通过实施本发明而被得知。
为了实现至少上述和/或其他方面和优点，本发明实施例包括一种渲染方法，所述渲染方法包括：基于由图形数据示出的预定对象的信息来产生该预定对象的克隆对象；渲染包括产生的克隆对象的图像数据，其中，所述产生步骤包括：在由检测的对象的动画信息给出的时间间隔中确定至少两个时间点；基于与所述时间点中的任何一个对应的动画信息来产生预定对象的克隆对象，其中，根据时间点的数目来重复产生操作。
为了实现至少上述和/或其他方面和优点，本发明实施例包括至少一种包括计算机可读代码的介质，所述计算机可读代码用于控制计算机中的至少一个处理部件来实现渲染方法。所述方法包括：基于图形数据示出的预定对象的信息来产生该预定对象的克隆对象；渲染包括产生的克隆对象的图形数据。
为了实现至少上述和/或其他方面和优点，本发明实施例包括一种渲染系统，所述渲染系统包括：克隆对象产生单元，基于由图形数据示出的预定对象的信息来产生该预定对象的克隆对象；渲染单元，渲染包括所述克隆对象的图形数据，其中，克隆对象产生单元在由预定对象的动画信息示出的时间间隔中确定至少两个时间点，并基于与所述时间点对应的动画信息产生所述预定对象的克隆对象。
为了实现至少上述和/或其他方面和优点，本发明实施例包括一种渲染具有将应用运动模糊效果的对象的3D图形数据的方法。所述方法包括：使用从3D图形数据检测的将应用运动模糊效果的对象的信息产生该对象的多个克隆 对象；基于产生的克隆对象的数目来设置所述多个克隆对象的每一个的透明度alpha，其中，所述产生步骤包括：在由所述对象的动画信息给出的时间间隔中确定至少两个时间点；基于与所述时间点中的任何一个对应的动画信息来产生预定对象的克隆对象，其中，根据时间点的数目来重复所述产生操作。
附图说明
从下面结合附图对实施例的描述中，本发明的上述和其他方面和优点将会更清楚，并更容易理解，其中：
图1示出提供运动模糊效果的传统3D图形渲染系统；
图2示出应用了运动模糊效果的图像；
图3示出根据本发明实施例的3D图形渲染系统；
图4示出根据本发明实施例的3D图形渲染方法；
图5示出根据本发明实施例的例如图4所示的克隆对象产生操作。
具体实施方式
现在将详细描述本发明实施例，本发明的示例被示出在附图中，其中，相同的标号始终指示相同的部件。下面参照附图来描述实施例以解释本发明。
图3示出根据本发明实施例的3D图形渲染系统。
参照图3，3D图像渲染系统可包括：例如，数据分析单元31、克隆对象产生单元32、透明度设置单元33、渲染单元34和输出单元35。
如在现有技术中所描述的，运动模糊效果通常指对象由于运动而模糊。为了将运动模糊效果提供给3D图形数据的视点，例如，在相机移动的运动画面的情况下，通常需要累积缓冲器12和13。相反，为了向相机固定而对象运动的运动画面提供运动模糊效果，通常，累积缓冲器12和13不是必需的。在前面的情况下，形成运动画面的每一帧的整个图像可完全被改变。在后面的情况下，形成运动画面的每一帧的图像的背景可以是相同的，而对象的位置和方向可能会改变。因此，可在形成运动画面的任何帧上随时间流逝产生将应用运动模糊效果的对象的克隆对象，并且可设置用于克隆对象的合适的透明度以被渲染，从而获得可以与使用累积缓冲器12和13获得的图像相同或相似的图像。根据本发明实施例的3D图形渲染系统可以实现上述构思。
数据分析单元31可接收并分析3D图形数据。另外，基于数据分析单元31的任何分析，可从3D图形数据检测出关于将应用运动模糊效果的对象的信息。这里，关于将应用运动模糊效果的对象的信息可包括：例如，几何信息、材料信息和示出几何信息和材料信息的改变的动画信息。换句话说，在可应用运动模糊效果的程度上，数据分析单元31可检测关于具有运动的对象的信息。基于通过分析3D图形数据而获得的结果，可在3D图形数据示出的对象之中检测具有运动的对象。
克隆对象产生单元32可以使用由数据分析单元31检测的信息之中的动画信息产生应用了运动模糊效果的对象的克隆对象。这里，由克隆对象产生单元32产生的克隆对象的数目通常与图1中所示的累积缓冲器12和13的数目对应。因此，随着克隆对象的数目的增加，运动模糊效果增加。结果，所述对象可被人眼感知为更柔和更快速。例如，可通过用户来确定克隆对象的数目，或者可根据应用了本发明的一个或者多个实施例的移动装置的硬件资源以及可应用运动模糊效果的对象的特性来自动确定克隆对象的数目。
更详细地讲，克隆对象产生单元32可在包括在将应用运动模糊效果的对象的动画信息中的时间间隔内确定至少两个时间点。例如，当包括在将应用运动模糊效果的对象的动画信息的时间间隔是0到1时，克隆对象产生单元32可选择例如0.3和0.7的时间点。另外，克隆对象产生单元32可使用与如上所述确定的至少两个时间点对应的动画信息来产生将应用运动模糊效果的对象的克隆对象。在上述的示例中，克隆对象产生单元32可使用与时间点0.3和0.7对应的动画信息(例如，位置值、方向值和颜色值)，来产生与时间点0.3和0.7对应的两个克隆对象。这些克隆对象可包括与原始对象相同的信息。然而，当动画值不同时，可以认为克隆对象不是来自于原始对象。
透明度设置单元33可以基于克隆对象的数目来设置由克隆对象产生单元32产生的每个克隆对象的透明度alpha。例如，透明度设置单元33可将将应用运动模糊效果的对象的透明度alpha划分为克隆对象产生单元32产生的克隆对象的数目。然后，划分后获得的结果可被设置为由克隆对象产生单元32产生的每个克隆对象的透明度alpha值。透明度设置单元33的作用可以是分别向由克隆对象产生单元32产生的至少两个克隆对象提供透明度，从而获得克隆对象的渲染结果，该渲染结果与使用累积缓冲器获得的渲染结果相同或相似。
通常，透明度alpha值在0到1的范围内。当alpha值是0时，对象通常是完全透明的，当alpha值是1时，对象通常是完全不透明的。应用了模糊效果的对象通常是不透明对象，也就是说，该对象的alpha值是1。因此，透明度设置单元33可设置每个克隆对象的透明度值以使得这些对象的透明度alpha值的总和等于1。如上所述，当产生两个克隆对象时，透明度设置单元33可将这两个克隆对象的alpha值设置为0.5。
渲染单元34可在后缓冲器350渲染包括具有由透明度设置单元33设置的透明度的克隆对象的3D图形对象。更具体地讲，渲染单元34可将包括具有由透明度设置单元33设置的透明度的克隆对象的3D图形数据划分为透明对象和不透明对象。在本实施例中，尽管其他的顺序也是可能的，但是可首先渲染不透明对象，然后渲染透明对象。具体地讲，渲染单元34可以在3D图形数据的视点，例如，顺序地从距相机最远的位置来渲染透明对象。在第2004-0027154号韩国专利申请中详细公开了渲染不透明对象和透明对象的方法。从而，由于渲染单元34可将具有由透明度设置单元33设置的透明度的克隆对象顺序渲染到后缓冲器351中，所以可执行运动模糊效果。从渲染的结果，例如，可根据下面的等式1来计算克隆对象重叠部分的透明度alpha。
等式1：
Alpha c＝Alpha a+Alpha b×(1-Alpha a)
如上所述，当两个透明对象的透明度alpha都被设置为0.5时，克隆对象重叠部分的透明度alpha可被设置为0.5+0.5×(1-0.5)＝0.75。
然而，与根据本发明实施例的可以向每个克隆对象提供透明度然后渲染所述克隆对象的3D图形渲染系统不同，如图1所示的使用累积缓冲器12和13的传统3D图形渲染设备通常计算与存储在累积缓冲器12和13中的每一个中的渲染结果相应的图像的平均值。因此，如在本发明实施例中所示，不透明对象没有重叠的部分的透明度alpha可以是(不透明对象的透明度)/(累积缓冲器的数目)，也就是1/2＝0.5。然而，至少在本实施例中，不透明对象重叠的部分的透明度alpha可被设置为(不透明对象的透明度总和)/(累积缓冲器的数目)，也就是2/2＝1。因此，不透明对象重叠部分的透明度alpha几乎没有改变。然而，本领域的技术人员应该理解，为了获得与使用累积缓冲器12和13的传统运动模糊效果接近的效果，透明度设置单元33可将预定的权值加到等式1的结果上并设置每个克隆对象的透明度。
输出单元35可在比如阴极射线管(CRT)监视器或液晶显示(LCD)监视器的显示装置(未示出)上输出与渲染结果相应的图像。为了替换将被柔和的图像，在图像对应于形成输出显示的帧的情况下，输出单元35可包括：例如，后缓冲器351和前缓冲器352。换句话说，在输出单元35可将存储在前缓冲器352中的图像输出到显示装置的同时，渲染单元34可将3D图形数据渲染到后缓冲器351中。当渲染单元34完成渲染时，也就是，当根据渲染单元34的渲染完成一幅图像并且该图像被存储在后缓冲器351中时，输出单元35可用存储在后缓冲器351中的图像替换存储在前缓冲器352中的图像。
图4示出根据本发明实施例的3D图形渲染方法。
参照图4，3D图形渲染方法可包括在如图3中所示出的3D图形渲染系统中执行的时间顺序操作。因此，即使下面省略了一些内容，上述对图3的3D图形渲染系统的描述也可被应用到3D图形渲染方法中。
在操作41，3D图形渲染系统可接收并分析3D图形数据，从而从3D图形数据中检测关于将应用运动模糊效果的对象的信息。
在操作42，3D图形渲染系统可使用在操作41中检测的信息中的将应用运动模糊效果的对象的动画信息来产生该对象的克隆对象。
在操作43，包括在3D图形渲染系统中的透明度设置单元33可基于克隆对象产生单元32产生的克隆对象的数目来设置每个克隆对象的透明度alpha。
在操作44，3D图形渲染系统可将包括具有在操作43中设置的透明度的克隆对象的3D图形数据渲染到后缓冲器351中。
在操作45，3D图形渲染系统可将与操作44的渲染结果对应的图像输出到比如CRT监视器或LCD监视器的显示装置(未示出)。
图5示出图4的操作42。
参照图5，操作42可包括时间顺序操作，比如在图3所示的克隆对象产生单元32中执行的操作。
在操作51，克隆对象产生单元32可在包括在将应用运动模糊效果的对象的动画信息中的时间间隔中确定至少两个时间点。
在操作52，克隆对象产生单元32可使用与在操作51中确定的时间点中的任何一个对应的动画信息来产生与这一个时间点对应的克隆对象。
在操作53，克隆对象产生单元32可识别是否已经完成了产生在操作51 中确定的所有时间点的克隆对象的操作。结果，当上述操作完成时，进行操作43。当上述操作没有完成时，处理可返回操作52。
如上所述，在本发明的一个或多个实施例中，基于将应用运动模糊效果的对象的动画信息来产生对象的克隆对象，并且可渲染包括产生的克隆对象的3D图形数据，从而不使用累积缓冲器而提供运动模糊效果。从而，本发明的一个或多个实施例提供了一种针对在使用累积缓冲器的传统3D图形渲染系统(3D图形渲染系统必须具有极强的计算能力和大的存储资源)中发生的问题的方案。另外，在比如存储器资源的硬件资源和计算能力有限的移动装置中可提供运动模糊效果。
除了上述实施例之外，本发明的实施例还可通过介质(例如计算机可读介质)上的计算机可读代码/指令来实现，以控制至少一个处理部件来实现上述的任何实施例。所述介质可对应于允许存储和/或传送计算机可读代码的任何介质。
可以以各种方式来在介质上记录/传送计算机可读代码，介质的示例包括：记录介质(例如，诸如ROM、软盘、硬盘等的磁存储介质，和诸如CD-ROM或DVD的光学记录介质)、传输介质(比如载波以及通过互联网的传输)。因此，根据本发明实施例，介质还可以为信号，比如结果信号或比特流。介质还可以是分布式网络，从而可以以分布式方式来存储/传送并执行计算机可读代码。另外，仅作为示例，处理部件可包括处理器或计算机处理器，并且处理部件可以分布在和/或包括在单个装置中。
尽管已经显示并描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物所限定。
Claims (15)
1.一种渲染方法，包括：
基于由图形数据示出的预定对象的动画信息来产生该预定对象的克隆对象；和
渲染包括产生的克隆对象的图形数据；
其中，所述产生步骤包括：
在由检测的对象的动画信息给出的时间间隔中确定至少两个时间点；和
基于与所述时间点中的任何一个对应的动画信息来产生预定对象的克隆对象，其中，根据时间点的数目来重复产生操作。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在由图形数据示出的对象中的所述预定对象中，应用运动模糊效果。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
设置每个克隆对象的透明度；
其中，对包括具有所述透明度的克隆对象的3D图形数据执行渲染。
4.如权利要求3所述的方法，其中，基于产生的克隆对象的数目来执行所述设置。
5.如权利要求3所述的方法，其中，通过将包括克隆对象的3D图形数据示出的预定对象划分为透明对象和不透明对象，并首先渲染不透明对象，随后渲染透明对象，从而执行渲染。
6.如权利要求1所述的方法，还包括输出渲染的图形数据。
7.一种渲染系统，包括：
克隆对象产生单元，基于由图形数据示出的预定对象的动画信息来产生该预定对象的克隆对象；
渲染单元，渲染包括所述克隆对象的图形数据，
其中，克隆对象产生单元在由预定对象的动画信息示出的时间间隔中确定至少两个时间点，并基于与所述时间点对应的动画信息产生所述预定对象的克隆对象。
8.如权利要求7所述的系统，其中，在图形数据示出的对象中的预定对象中，应用运动模糊效果。
9.如权利要求7所述的系统，还包括：
透明度设置单元，设置每个克隆对象的透明度；
其中，渲染单元渲染包括具有所述透明度的克隆对象的图形数据。
10.如权利要求9所述的系统，其中，透明度设置单元基于产生的克隆对象的数目来设置每个克隆对象的透明度。
11.如权利要求7所述的系统，其中，渲染单元将由包括克隆对象的3D图形数据示出的预定对象划分为透明对象和不透明对象，并且首先渲染不透明对象，然后渲染透明对象。
12.如权利要求7所述的系统，还包括：显示装置，显示由渲染单元渲染并输出到该显示装置的图形数据。
13.一种渲染具有将应用运动模糊效果的对象的3D图形数据的方法，所述方法包括：
使用从3D图形数据检测的将应用运动模糊效果的对象的动画信息产生该对象的多个克隆对象；
基于产生的克隆对象的数目来设置所述多个克隆对象的每一个的透明度alpha，
其中，所述产生步骤包括：
在由所述对象的动画信息给出的时间间隔中确定至少两个时间点；
基于与所述时间点中的任何一个对应的动画信息来产生预定对象的克隆对象，其中，根据时间点的数目来重复所述产生操作。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：渲染包括产生的克隆对象的3D图形数据。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：输出渲染的图形数据。
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