CN102142152B - 用于在计算机屏幕上显示对象的方法、装置和程序 - Google Patents

用于在计算机屏幕上显示对象的方法、装置和程序 Download PDF

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Abstract

本发明致力于用于在计算机屏幕上显示对象的计算机实现的方法，所述方法包括步骤：-计算(S20)第一图像；-显示(S30)所述第一图像；-重复以下步骤k次：-计算(S40)第n转换图像；-通过将所述第一图像与所述第n转换图像进行合并来计算(S60)第n合并图像，所述第一图像与所述第n转换图像被加权；以及-显示(S70)所述第n合并图像；其中，n的范围从1至k，n和k为正整数。

Description

用于在计算机屏幕上显示对象的方法、装置和程序
技术领域
本发明涉及计算机程序和系统领域，尤其涉及用于在计算机屏幕上显示对象的方法。
背景技术
已知计算机辅助技术包括计算机辅助设计或CAD，其涉及用于创作产品设计的软件解决方案。类似地，CAE是计算机辅助工程的缩写形式，例如其涉及用于仿真未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是指计算机辅助制造并且通常包括用于定义制造过程和操作的软件解决方案。
市场上提供有许多系统和程序用于形成产品的对象(零件)或对象的组件的设计，例如由DassaultSystemes提供的商标为CATIA的系统。这些CAD系统允许用户构建和操控对象或对象的组件的复杂的三维(3D)模型。因而，CAD系统使用边或线，在特定情况下使用面，来提供模型化对象的表示。可以以各种方式来表示线或边，例如非均匀有理B样条(NURBS)。这些CAD系统将零件或零件的组件管理为模型化对象，所述模型化对象大体上是规范的几何形状。特别地，CAD文件包含根据其生成几何形状的规范，这些规范又允许生成表示。可以将几何形状和表示存储在单个或多个CAD文件中。CAD系统包括图形工具，其用以将模型化对象表示给设计者；这些工具专门用于复杂对象的显示——对于每个零件，在CAD系统中表示对象的文件的通常大小为一兆字节的范围，并且组件可以包括数千个零件。CAD系统管理对象模型，这些对象模型存储在电子文件中。
在计算机辅助技术中，当考虑到技术的效率时，图形用户界面(GUI)发挥重要的作用。对对象进行操控和/或导航所需的大部分操作可以由用户(例如，设计人员)在GUI上执行。特别地，用户可以创建、修改和删除形成产品的对象，并且还可以对产品进行探究以便例如经由产品结构来理解对象如何相互关联。传统上，这些操作是通过位于GUI侧边的专用菜单和图标来执行的。最近，诸如CATIA之类的CAD系统允许在产品表示的附近调用这些功能。设计人员不再需要向菜单和图标移动鼠标。由此在鼠标的触及范围之内能够进行操作。此外，所述操作以语义进行：对于设计人员所选择的给定操作，CAD系统可以根据之前所选择操作而仍然在鼠标附近向设计人员提出设计人员可能选择的一组新的操作。
产品生命周期管理(PLM)解决方案也是已知的，其是指通过扩展型企业的概念来帮助公司从产品概念阶段到产品生命终止期间共享产品数据、应用共用处理并利用全体的知识来进行产品开发的商业策略。通过包括参与者(公司部门、商业伙伴、供应商、原始设备制造商(OEM)和消费者)，PLM可以允许该网络作为单个实体工作以对产品和处理进行构思、设计、构建和支持。
一些PLM解决方案使得例如可能通过创建数字模型(产品的3D图形模型)来设计和开发产品。可以首先使用适当的应用来定义和仿真数字产品。接着，可以定义并建模精益的(lean)数字制造过程。
DassaultsSystemes(以CATIA、ENOVIA和DELMIA为商标)所提供的PLM解决方案提供了组织产品工程知识的工程中心(Hub)，管理制造工程知识的制造中心，以及使得企业能够整合并连接到工程中心和制造中心的企业中心。系统共同地提供了链接产品、处理、资源的开放式对象模型，以使得能够进行动态的、基于知识的产品创建和决策支持，这使得进行优化的产品定义、制造准备、生产和服务。
这样的PLM解决方案包括产品的相关数据库。所述数据库包括一组文本数据以及所述数据之间的关系。典型地，数据包括与产品相关的技术数据，所述数据以数据层次进行排序并且被索引为能够进行检索。所述数据代表模型化对象，所述模型化对象通常是模型化产品和处理。
包括产品配置、处理知识以及资源信息的产品生命周期信息通常意图以协作方式进行编辑。
如以上所看到的，当今，针对模型化对象的大多数操作都在CAD系统上以图形方式来执行。因此，表示所述模型化对象就起到重要的作用。模型化对象的显示是计算所述模型化对象的图像的处理的结果；该处理被称作渲染。因此，渲染是创建所要显示的模型化对象的图像的动作，并且所述图像是渲染的结果。因此，术语“计算”图像和“渲染”图像是同义词。
已经开发出若干种渲染方法并且由CAD系统来实现。一些方法适用于真实感(photo-realistic)渲染，而其它方法便于实时渲染。在真实感渲染中，光线跟踪渲染(也称作光线跟踪)被CAD系统所广泛实现。光线跟踪在于通过跟踪光通过图像平面中像素的路径而生成图像。特别地，光线跟踪允许优于其它渲染方法进行光照的真实感仿真，并且诸如反射和阴影之类的效果是光线跟踪渲染的自然结果。
然而，光线跟踪的缺陷在于渲染并非实时执行：该方法无法确定完全实现对图像的渲染的最终期限。实际上，如果CAD系统可以每秒钟计算至少10幅图像就可以认为CAD场景是实时计算的。然而，当前的计算机硬件并非总是强大到足以允许实时计算整个图像。实际上，图像可能包括数百个高级视觉效果，诸如但不限于：反射、阴影、高光、放大(blow)等；每种高级视觉效果都需要计算资源，例如CPU和GPU的计算资源。结果，由于CAD系统的资源有限，在视觉效果计算的开始及其结束之间可能会出现等待时间。结果，图像的显示就不是瞬时或实时的，由于在CAD系统和设计人员之间缺乏互动，所以这对于设计人员而言是麻烦的。
为了处理这一问题，已经开发了若干种技术。一种经典技术在于在所显示的模型化对象和设计人员的交互期间使得视觉渲染自动退化。取代显示具有全部效果的模型化对象的图像的是，显示退化图像。所述退化图像是显示正进行中的基础图像。与此同时，系统检查设计人员是否仍然在与所显示的模型化对象进行交互并且计算视觉效果。一旦经过了预定时间，在此期间设计人员未与模型化对象进行交互，就接着显示包括全部效果的新图像。顺便提到地，所述预定时间可以为零，例如只要用户一放开鼠标就显示新图像。该经典技术包括两种渲染模式：第一种为所显示图像不包括任何视觉效果的退化渲染；第二种为所显示图像包括全部视觉效果的最终渲染。
然而，所述经典技术具有若干缺陷。特别地，退化和最终图像之间的转换是突然的，这对于设计人员而言并不符合人体工学并且会引起视觉不适。此外，设计人员不具有任何与视觉效果的计算进程相关的反馈。因此，在CAD系统上执行的操控和导航缺乏连贯性：设计人员处于等待状态之中。已经开发了若干种技术以便对退化图像和最终图像之间的转换进行管理。
第一种方法在于显示进度条。进度条是GUI中用来传达任务进度的组件，所述任务诸如下载、文件传输或计算。因此，设计人员能够以图形方式估计最终图像计算结束之前的剩余时间。然而，最终图像的显示仍然是突然的，并且其相关的视觉不适并没有被避免。此外，由于设计人员在获得最终图像的显示之前必须等待最终图像计算结束，因此CAD系统和设计人员之间的交互并没有得到改善。
第二种方法在于从模型化对象的退化图像开始逐步构建最终图像。为此，连续计算并显示退化图像和最终图像之间的转换图像。转换图像是与之前所显示的图像相比包括至少一个提高的视觉效果的图像。一旦最后的图像为最终图像，该过程停止，也就是说，所述最后的图像包括全部的完整效果。因此，退化图像的质量得以逐步提高，直至执行了完整视觉效果的计算。结果，设计人员能够看到质量逐渐提高，直至最终图像得以显示。
然而，尽管显示了转换图像，但是退化图像和最终图像之间的转换仍然是剧烈且突然的。因此，设计人员在观看退化图像和最终图像之间的转换时会感到视觉不适。
因此，根据以上简短讨论的现有解决方案的局限，需要一种用于在计算机上显示对象的改进方法，其提升用户的视觉舒适度。
发明内容
因此，本发明提供了用于在计算机屏幕上显示对象的计算机实现的方法，所述方法包括步骤：计算(S20)第一图像；显示(S30)所述第一图像；重复以下步骤k次：
-计算(S40)第n转换图像；
-通过将所述第一图像与所述第n转换图像进行合并来计算(S60)第n合并图像，所述第一图像与所述第n转换图像被加权；以及
-显示(S70)所述第n合并图像；其中，n的范围从1至k，n和k为正整数。
根据本发明的方法可以包括一个或多个以下特征：
-从第(n-1)转换图像开始计算第n转换图像(S40)；
-计算第n合并图像的步骤(S60)通过函数f来进行，其中所述第一图像和所述第n转换图像的像素是所述函数f的变量；
-所述第一图像和所述第n转换图像通过作为加权函数的函数f来加权；
-加权函数f定义如下：
f(ImDeg，ImTrans(n)，n)＝α(n)·ImTrans(n)+(1-α(n))·ImDeg；并且其中，ImDeg是所计算的第一图像，ImTrans(n)是所计算的第n转换图像，且α(n)是范围从0到1且具有n作为变量的函数；
-在重复步骤，选择k以满足结束准则；
-所述结束准则在所显示的合并图像为最终图像时被满足；
-k被缺省选择或者由用户选择。
本发明还提出了一种用于在计算机屏幕上显示对象的装置，所述装置包括用于实现所述方法的步骤的模块。
本发明还涉及一种存储于计算机可读介质上的用于在计算机屏幕上显示对象的计算机程序，所述计算机程序包括使得计算机执行所述方法的步骤的代码模块。
附图说明
现在将通过非限定性示例并且参见附图对实施本发明的系统进行描述，其中：
图1是CAD系统中典型GUI的示意图；
图2是本领域已知的连续图像转换的示例；
图3是用于执行本发明的在计算机屏幕上显示对象的方法的流程图；
图4是可用于执行本发明的函数的图形表示；
图5是根据本发明的连续图像转换的示例；
图6是适于执行本发明的客户端工作站架构的示意图。
具体实施方式
本发明致力于用于在计算机屏幕上显示对象的计算机实现的方法。根据本发明的方法旨在改善用户的视觉舒适度。特别地，本发明的目的之一是提升对象的低质量图像和高质量图像之间的转换。
本发明的方法的初始步骤为计算第一图像，这也就是说渲染第一图像。典型地，所述第一图像为退化图像。退化图像是不包括任何非实时视觉效果的图像。也就是说，无法在时限内计算的视觉效果，所述时限可以根据CAD系统而变化。因此，对象的退化图像可以被看作对象的显示正在进行中图像。接着，例如在CAD系统的GUI上显示第一图像。该图像是可以为三维(3D)模型化对象的对象表示。接下来，重复以下步骤k次：1)计算第n转换图像。实际上，所述第n转换图像是与第(n-1)转换图像相比包括至少一个提高的视觉效果的图像。2)通过将所述第一图像与所述第n转换图像进行合并来计算第n合并图像。所述第一图像与第n转换图像被加权，并且因此，所述第一图像与第n转换图像在计算合并图像时具有较大或较小的影响。3)一旦所述合并图像已经被计算(或渲染)，则显示所述第n合并图像。这些步骤1)、2)和3)被重复k次，其中k为正整数。此外，n为范围处于区间[1；k]中的正整数。
参见图1，作为示例的图形用户界面(或GUI)100可以为典型的CAD类界面，其具有标准菜单栏110、120，以及底部和侧边工具栏140、150。如本领域已知的，这样的菜单和工具栏包含一组用户可选择的图标，每个图标与一个或多个操作或功能相关联。
这些图标中的一些与软件工具相关联，这些软件工具适于对诸如在GUI100中所显示的模型化产品200或产品200的零件进行编辑和/或工作。在以下描述中，出于简要的原因，“产品”、“零件”、“组件”等可被称作“零件”。注意，“零件”的概念实际上可以被一般化为“对象”的概念，其中对象可以仅仅是所设计产品的“物理”零件，或者更一般地，其可以是参与设计过程的任何软件工具(但是并不一定处于最终产品“之中”)。
所述软件工具可以被分组为工作台。每个工作台包括软件工具的子集。特别地，一个工作台是编辑工作台，适用于对模型化产品200的几何特征进行编辑。在操作中，设计人员例如可以预先选择对象200的一部分，并且接着通过选择适当的图标开始操作(例如，改变大小、颜色等)或编辑几何约束。例如，典型的CAD操作为对在屏幕上所显示的3D模型化对象的冲孔或者折叠进行建模。
此外，可以在GUI100中所显示的模型化产品200或产品200的零件附近直接选择一个或多个操作或功能。为此，与操作或功能相关联的用户可选择图标170可以出现在选择器160附近，所述选择器160例如为诸如鼠标之类的触觉设备的光标。用户可以使得光标160在图标170上方通过，作为响应，这显示一组图标180。用户接着选择该组图标180中的一个图标以便执行与所选择图标相关联的功能。此外，该组图标180以语义进行，也就是说，该组图标180由CAD系统根据假定用户接下来所要执行的操作而提出。
例如，GUI可以显示与所显示产品200相关的数据250。在图1的示例中，被显示为“特征树”的数据250及其3D表示200与包括刹车钳和刹车盘的刹车组件有关。GUI还可以示出各种类型的图形工具130、160，例如用于便利对象的3D定向，用于触发对所编辑产品的操作的仿真，或者渲染所显示产品200的各种属性。
图2描绘了本领域已知的连续图像转换的典型示例。如参见图1所描述的，在GUI内表示球体26的连续表示20、21、22、23、24和25。连续表示21、22、23、24和25显示了在每个连续表示21、22、23、24和25之间逐渐计算(并由此提高)的非实时视觉效果(平滑阴影)。在第一图像20中，显示了球体26的退化图像。在所述退化图像中表示了一些视觉效果。接着，计算视觉效果(平滑阴影)以便将其添加到所述退化图像上。为此，计算并显示第一转换图像21。该第一转换图像21包括视觉效果的第一中间表示27。换句话说，第一转换图像显示了在其上添加有部分计算的视觉效果的退化图像26。接下来，计算视觉效果的提高的中间表示28，并将其显示在第二转换图像22上。第二转换图像22是在第一转换图像21上添加了视觉效果的新的提高的表示28的结果。典型地，新的中间表示28基于视觉效果的第一中间表示27的计算结果来计算。类似地，连续计算第三、第四和第五转换图像23、24和25并在GUI中进行显示。第五转换图像25是特定转换图像，因为其是最终图像。也就是说，图像25由其上添加有完整视觉效果的退化图像20所构成：平滑阴影的计算因此在该步骤完成。
图3是用于执行本发明的在计算机屏幕上显示对象的方法的流程图。
在实践中，选择诸如子产品或产品的对象或对象组件(S10)。对象的选择可以在用户进行选择时执行，例如，用户为设计人员。用户可以经由诸如键盘、鼠标、触笔、触摸屏等的触觉设备执行所述选择。例如，在双按键鼠标中，可以使用左键选择对象。所述系统还可以缺省地识别对象，即无需用户进行选择。
典型地，在如参见图1所描述的GUI内，在场景中显示所选择的对象。所述场景是在其中描述对象之间的空间关系的空间。此外，所述对象可以是模型化对象或三维(3D)模型化对象。三维(3D)模型化对象是在三维(3D)空间中对对象的描述。3D空间是物理世界的几何模型，其可以通过几何形状以数学方式来表示，其中利用坐标对三维空间中的每个点进行描述。顺便提到，存在描述三维空间的其它方式。3D模型化对象实际上是指从其生成几何形状的规范。因此，3D模型化对象是描绘3D对象的数学描述，也就是说，是3D空间中点的集合，这些点通过诸如三角形、线、曲面等的各种几何实体来连接。3D模型化对象由3D模型化对象的3D表示来表示。通常，所述3D表示在GUI中进行显示，并且由此可以在场景中进行显示——所述场景因此为3D场景。3D显示的对象允许从所有角度对其进行观察。例如，可以围绕对象的任意轴或者围绕屏幕中的任意轴处理和转动该对象。值得注意地，这排除了未3D模型化的2D图标。
一旦已经选择了对象，计算该对象的第一图像(S20)，这也就是说计算该对象的第一渲染。更一般地，渲染通常被定义为从对象生成(或计算)图像的处理。典型地，通过计算对象的数据表示来获得该对象的渲染。结果，获得可以在计算机屏幕或GUI上显示的表示。参见回图1，模型化产品200或产品200的零件的渲染显示在GUI100中。
典型地，所计算的第一图像为退化图像。所述退化图像，标注为ImDeg，是不包括任何实时视觉效果的图像。对象的退化图像因此可以被认为是显示正在进行中的对象的图像。对象的图像通常是退化图像和至少一个视觉效果的组合。
视觉效果效仿对象与其环境的关系。例如，反射是在对象的给定点处进入和离开的光照。阴影效仿了来自光源的直接光由于对象的遮挡而无法到达的区域。作为另一个示例，辉光视觉效果(有时称作发光)再现了真实世界相机的成像虚像，并且在图像中产生对象周围的光的边缘。视觉效果并不局限于以上所提到的这些，并且可以在退化图像上应用数百种视觉效果。
一种理解是计算作为退化图像的第一图像是有利的，原因在于所述退化图像的计算需要少得多的计算资源：实际上不需要计算视觉效果。结果，第一图像的显示时间缩短。
接着，存储并显示第一图像(例如，ImDeg)(S30)。退化图像ImDeg的存储并不是强制的。实际上，图像ImDeg可以在其计算完成时即刻进行显示。然而，存储图像ImDeg是有利的。这样，既能顺应退化图像的显示，又能在后续阶段重用所述图像ImDeg。在这种情况下，由于无需重复计算图像ImDeg而保存了系统资源。
在操作中，所述退化图像ImDeg可以存储在帧缓冲器存储器上，所述帧缓冲器存储器是从包含对象的完整图像的存储器缓冲器驱动视频显示的视频输出设备。帧缓冲器存储器一般经由直接映射到CPU存储空间的存储器进行访问，但是存在若干种可以访问帧缓冲器存储器的方法。本发明并不局限于任意类型的存储器，并且可以使用任意适当的存储器。
执行第一图像(例如，ImDeg)的显示。为此，可以使用本领域已知的任意方法。如之前所提到的，显示作为退化图像的第一图像是有利的，原因在于计算该图像所需的资源较少。此外，渲染该图像所需的时间是无关紧要的，因此改进了与用户的交互。
一旦显示了第一图像(例如，ImDeg)(S30)，计算第一转换图像(S40)，并且进行存储(S42)。接下来，计算第一合并图像(S60)，并且进行存储(S62)和显示(S70)。接着，计算并存储第二转换图像，并且计算、存储和显示第二合并图像。该过程迭代执行：将步骤S40、S42、S43、S60、S62、S70重复k次，其中k是正整数。该迭代过程可以概况如下：
在步骤S40，计算第n转换图像。所述第n转换图像，标注为(ImTrans(n))，是包括视觉效果的中间表示的图像。换句话说，ImTrans(n)显示已经在其上添加了部分计算的视觉效果的退化图像。第n转换图像是与第(n-1)转换图像相比的提高的图像：实际上，视觉效果的计算是在第(n-1)转换图像和第n转换图像的显示之间进行以便完成视觉效果的计算。
优选地，从第(n-1)转换图像开始计算第n转换图像。第n转换图像(ImTrans(n))因此是根据迭代过程所获得的图像，其中第n转换图像(ImTrans(n))的视觉效果取决于之前计算的转换图像(ImTrans(n-1))的视觉效果的计算结果。
例如在存储器上存储每个第n转换图像(S42)。这样，第n转换图像的计算时间得以改善，原因在于对第(n-1)转换图像部分计算的视觉效果不需要再次计算。有利地，较少的系统资源被消耗来计算第n转换图像。
能够注意到，第一转换图像(ImTrans(n＝1))是特定图像，原因在于其从退化图像ImDeg开始计算。所述退化图像ImDeg也可以被标注为(ImTrans(n＝0))。有利地，如之前所提到的，所述退化图像ImDeg可以在其计算(S20)之后被存储(S30)。结果，第一转换图像(ImTrans(n＝1))的计算只需要计算至少一个视觉效果：因此，降低了系统资源的消耗。
对于第n转换图像的每次计算而言，可以通过将第一图像(例如，ImDeg)与第n转换图像进行合并来计算第n合并图像(S60)，所述第一图像(例如，ImDeg)与第n转换图像被加权。退化图像ImDeg与第n转换图像ImTrans(n)的合并由被标注为f的合并函数来执行，该函数的输出为第n合并图像。结果，ImDeg和ImTrans(n)被组合并统一，从而它们的构成部分是无法彼此区分的。
在实践中，存储(S62)在步骤S60计算的第n合并图像，并接着在计算机屏幕上进行显示(S70)。
优选地，ImDeg和ImTrans(n)图像的像素是合并函数f的变量。因此，ImDeg和ImTrans(n)图像的像素被用作输入，而合并函数f产生输出图像，第n合并图像。如本领域中已知的，所述合并函数可以经由ImDeg和ImTrans(n)的像素的逐个像素相乘来计算第n合并图像。因此，所述退化图像ImDeg的像素值与转换图像ImTrans(n)中的相应像素值进行相乘。像素值可以描述像素有多亮和/或其为什么颜色。典型地，可以根据RGB(红、绿、蓝)颜色模型来选择像素值。
顺便提到，所述合并函数还可以经由ImDeg和ImTrans(n)的像素的逐个像素相加来计算第n合并图像。
所述第一图像(例如，ImDeg)与第n转换图像被加权，从而两个图像具有各自的权重。由于有其各自的权重，退化图像ImDeg和转换图像ImTrans(n)在计算合并图像时具有较大或较小的影响。第n合并图像是退化图像ImDeg和转换图像ImTrans(n)组合的结果。
在实践中，由作为加权函数的函数f对退化图像ImDeg和转换图像ImTrans(n)进行加权。加权函数是对要素集合中的一些要素提供比相同集合中其它要素对于结果更大的“权重”(或影响)的数学函数。所述加权函数由此修改退化图像ImDeg和转换图像ImTrans(n)之间的关系：ImDeg和ImTrans(n)对于第n合并图像的贡献并不相同。结果，第n合并图像可以有利地被计算以使得突出ImDeg或ImTrans(n)。有利地，这允许平滑两个连续的合并图像之间的转换：视觉效果的出现较少地烦扰用户的眼睛。因此，根据本发明的方法允许平滑退化图像和最终图像之间的全局转换。
此外，当用户对场景进行操控时，所述场景的显示可能在退化渲染和高级渲染之间有闪烁：在新的操控进行之前可能无法显示最终渲染。由于所述加权函数，第一合并图像接近于退化图像，从而用户在操控场景时几乎看不到高级效果：由此避免了退化渲染和最终渲染之间的闪烁。
在实践中，可以作为加权函数的合并函数f被标注为：f(ImDeg，ImTrans(n)，n)＝α(n)·ImTrans(n)+(1-α(n))·ImDeg。ImDeg是所计算的第一图像，且ImTrans(n)是所计算的第n转换图像。因此，函数f将图像ImDeg和ImTrans(n)的像素作为输入，并且对其各自的像素应用意在对输出进行加权的函数α(n)。函数f的输出为第n合并图像。
现在参见图4，描绘了函数α(n)的图形表示。α(n)是范围从0到1的函数并且具有n作为变量。n为范围处于区间[1；k]中的正整数，k为正整数。对于n的给定值，可以定义阈值。所述阈值确定针对其执行加权的n的值。当没有达到阈值时，函数α(n＜阈值)的范围为[0；1]；并且函数f因此对图像ImDeg和ImTrans(n＜阈值)施加一权重。一旦达到阈值，则函数α(n≥阈值)等于常数1，并且因此合并图像等于转换图像ImTrans(n≥阈值)。根据本发明的方法可以继续直至执行了第k次重复。
如之前所提到的，步骤S40、S42、S43、S60、S62和S70被重复k次，其中k为正整数。这些步骤的k次重复在满足结束准则时停止(S43)，并且然后本发明的方法停止(S50)。
可以选择k以便满足结束准则。当满足结束准则时(S43)，k的值为k＝n。因此，在计算(S40)并存储(S42)了第n转换图像(ImTrans(n))之后计算(S60)、存储(S62)并显示(S70)第n合并图像。
优选地，可以在所显示的合并图像为最终图像时满足所述结束准则，所述最终图像是包括全部效果的图像。在这种情况下，最终图像为第n转换图像(ImTrans(n＝k))
在实践中，k由系统缺省选择。典型地，可以根据所要计算的视觉效果的数量来选择缺省值。因此，根据本发明的方法在显示最终图像时停止。结果，计算数量被优化并且系统资源得以被保存。此外，系统所选择的缺省值也可以根据其计算资源来选择。例如，新系统将比旧系统具有更多的可用资源。因此，新系统将需要较少的步骤来计算最终图像：因此，k可以小于最终图像的视觉效果数量。
有利地，用户可以选择值k以便适应最终图像的显示速度。例如，如以上所解释的，在新系统上，最终图像可能显示过快。因此，用户可以通过增加转换图像的数目直至k等于最终图像的视觉效果的数量来减慢最终图像的显示。结果，用户可以更好地理解场景。
用户对值k的选择可以在处理开始之前执行，但是也可以在处理期间动态进行。在后一种情况下，用户可以经由诸如键盘、鼠标、触笔等的触觉设备来进行选择。例如，在双按键鼠标的情况下，可以使用左键(例如通过保持按压左键)来动态增加值k。作为响应，显示最终图像所需的时间增加。
图5示出了根据本发明的连续图像的转换示例。第一图像50是与图2中的图像20类似的退化图像，并且描绘了被位于其上方的光源(图5中未示出)所照射的球体56。接着，根据本发明，连续计算转换图像，并且根据加权函数f(ImDeg，ImTrans(n)，n)＝α(n)·ImTrans(n)+(1-α(n))·ImDeg而计算合并图像51、52、53、54和55并进行显示。函数α(n)在图4中进行描绘。每个合并图像51、52、53、54和55示出了与图2中的图像21、22、23、24和25上相同的视觉效果(平滑阴影)。第一合并图像51包括视觉效果的第一中间表示57。平滑阴影57已经被部分计算并且被添加到退化图像50上，以便创建被标注为ImTrans(n＝1)的第一转换图像。图像51上的视觉效果57的幻影(apparition)与图2的图像21上的相同视觉效果27的幻影相比更加平滑：实际上，阴影57与阴影27相比被淡化。类似地，显示第二合并图像52。所述第二合并图像包括视觉效果的新的中间表示58。该中间表示58与视觉效果之前的表示57相比有所提高，并且已经从之前表示57的计算结果开始被计算。同样，图像52的显示与图2的图像22的显示相比更加平滑。接着，显示第三合并图像53和第四合并图像54。最后，显示第五合并图像55；该图像55是最终图像。在此阶段，结束准则被满足并且处理结束。第五合并图像(也就是最终图像)是第五转换图像(ImTrans(n＝k＝5))，因为α(n)的阈值已经被选择为α(n＝5)＝1。结果，由于本发明的方法，两个连续图像之间的转换不那么突然和剧烈。结果，提升了设计人员的视觉舒适度，同时设计人员能够看到质量提高直至显示最终图像55。
顺便提到，图5中所表示的连续图像的数目已经出于简要的缘故而被限制。在实践中，图像50、51、52、53、54和55可以相当于相应的值n＝0、n＝1、n＝5、n＝9、n＝17和n＝128。
所要理解的是，上述方法可以在能够在计算机屏幕上显示对象的任意配置或任意系统中应用。本发明可以以数字电路来实现，或者以计算机硬件、固件、软件或者其组合来实现。本发明的装置可以以有形地实施于机器可读存储设备以便由可编程处理器执行的计算机程序产品来实现；并且本发明的方法步骤可以由通过对输入数据进行操作并生成输出而执行指令程序以执行本发明的功能的可编程处理器来执行。
有利地，本发明可以以能够在可编程系统上执行的一个或多个计算机程序来实现，所述可编程系统包括至少一个可编程处理器、至少一个输入设备以及至少一个输出设备，所述可编程处理器被耦合来从数据存储系统接收数据和指令并且向数据存储系统发送数据和指令。应用程序可以以高级过程编程语言或面向对象编程语言来实现，或者如果需要，可以以汇编或机器语言来实现；并且在任何情况下，所述语言可以是编译型语言或解释型语言。
图6示出了客户端计算机系统，例如用户的工作站。所述客户端计算机包括连接到内部通信总线1000的中央处理单元(CPU)1001，也连接到该总线的随机存取存储器(RAM)1007。所述客户端计算机进一步被提供以图形处理单元(GPU)1011，其与连接到所述总线的视频随机存取存储器1010相关联。视频RAM1010在本领域中也被称作帧缓冲器。大容量存储设备控制器1002管理对诸如硬盘驱动器1003之类的大容量存储器设备的访问。适于有形地实施计算机程序指令和数据的大容量存储器设备包括：所有形式的非易失性存储器，例如包括半导体存储器设备，诸如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，诸如内部硬盘和可移动盘；磁-光盘；以及CD-ROM盘1004。上述的任何一个都可以被补充以专门设计的ASIC(专用集成电路)或者被并入其中。网络适配器1005管理对网络1006的访问。所述客户端计算机还可以包括诸如光标控制设备、键盘等的触觉设备1009。光标控制设备在所述客户端计算机中被用来允许用户选择性地将光标定位在显示器1008上的任意期望的位置。此外，所述光标控制设备允许用户选择各种命令，并且输入控制信号。所述光标控制设备包括用于向系统输入控制信号的多个信号生成设备。典型地，光标控制设备可以为鼠标，其中鼠标按键被用来生成信号。
已经对本发明的优选实施例进行了描述。将要理解的是，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改。因此，其它实现也处于所附权利要求的范围之内。例如，可以使用任意的加权函数并且这些函数无需为线性函数。所述加权函数可以针对少数第一合并图像向退化图像给予特权，并且然后针对少数最后合并图像向转换图像给予特权。

Claims (6)

1.一种用于在计算机屏幕上显示对象的图像的计算机实现的方法，所述对象的图像是退化图像和至少一个视觉效果的组合，所述方法包括步骤：
-计算(S20)退化图像，所述退化图像是所述对象没有任何视觉效果的图像；
-显示(S30)所述退化图像；
-连续重复以下步骤k次：
-计算(S40)第n转换图像，其中，所述第n转换图像包括与第(n-1)转换图像相比的至少一个提高的视觉效果；由在其上添加至少一个视觉效果的中间表示的所述退化图像来计算第一转换图像；
-通过将所述退化图像与所计算的第n转换图像进行合并来计算(S60)第n合并图像，利用如下定义的加权函数对所述退化图像与所述第n转换图像进行加权：
f(ImDeg,ImTrans(n),n)＝α(n)·ImTrans(n)+(1-α(n))·ImDeg；其中
-ImDeg是所计算的退化图像；
-ImTrans(n)是所计算的第n转换图像；
-α(n)是范围从0到1且具有n作为变量的函数；以及
-显示(S70)所述第n合并图像；
其中，n的范围从1至k，n和k为正整数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，从第(n-1)转换图像开始计算所述第n转换图像(S40)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，计算所述第n合并图像的步骤(S60)通过函数f进行，其中，所述退化图像和所述第n转换图像的像素是所述函数f的变量。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，在重复步骤，选择k以满足结束准则；所述结束准则在所显示的合并图像为最终图像时被满足。
5.如权利要求4所述的方法，其中，k被缺省选择或者由用户选择。
6.一种用于在计算机屏幕上显示对象的装置，所述装置包括用于实现如权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤的模块。
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