CN102446360A - 在数字画布上生成并显示二维和三维图像的方法 - Google Patents

在数字画布上生成并显示二维和三维图像的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在数字画布上生成并显示二维和三维图像的方法。用画点工具在数字画布上描绘轨迹，其中该轨迹包括多个间隔点，并且每个间隔点具有多个特征，如果轨迹为彩色轨迹则多个特征包括几何轮廓、深度以及颜色，或者如果轨迹为单色轨迹则多个特征包括几何轮廓、深度以及明暗度。通过人工控制绘画的速度来调节一或多项所述多个特征，并且较快绘画速度导致两个连续点之间的间隔大于较慢速度导致的间隔。通过对点之间的空间进行插值处理以产生线条。生成具有多条轨迹和/或线条的图画。可通过由图画生成然后合并一组多视角图像，来从图画生成三维图像。例如可在三维显示器上显示处理中和/或已完成的图画。

Description

在数字画布上生成并显示二维和三维图像的方法
技术领域
本发明一般涉及生成数字图画(digital picture)。本发明尤其涉及利用二维输入生成三维图画和/或展示手绘外观的图画。
背景技术
数字图画的生成常常需要复杂软件和强化训练。然而即使具有这些，得到的图画也会使得图画观看者通常能够断定此图画是在计算机上生成的，这在某种程度上是因为在计算机上生成的图画在绘画时常常缺乏自由调整属性(例如线条的粗细和/或亮度)的能力。这种能力的缺乏阻碍用户获取可能的缺点或样式选择，或者即使需要这种能力也只能采用手绘图画。某些计算机软件(诸如Adobe Photoshop)可允许用户操作图画某些特定方面的属性(诸如线条或区域的颜色)，但是这常常需要利用复合绘画和滤镜工具来完成这种修正。
另外，如果用户想要将二维图画转换成三维显示，过程常常是复杂且劳动量大的。对于用户而言，在最终通过渲染软件程序将多个前景层和背景层合并成一幅完整的三维图像之前，典型的过程是不得不产生多个前景层和背景层，并将这些层中的每一层移动不同的位移。诸如3DMAX和MAYA的现有软件包需要用户设计起草三维模型，然后应用这些绘画工具和编辑工具来修改对象的形状和颜色或明暗度变化。
此外，随着三维监视器技术的出现和日益风行，预计会增加对容易地生成三维图画的需求。
因而，存在对生成展示手绘外观的数字图画的较容易方式以及更容易地由二维图画生成三维图像的需求。
发明内容
简单地说，通过让用户得以经由改变描绘的速度来简单地控制所绘的每个点或每根线条的一个或多个特征，本发明满足了对生成具有手绘外观的数字图画的方法的需求。本发明还提供了更容易地将二维图画转换成三维图像的方法。
在第一方案中，本发明提供了一种在数字画布(digital canvas)上绘画的方法，该方法包括步骤：用画点工具在数字画布上描绘轨迹，其中该轨迹包括多个间隔点，并且其中每个间隔点包括多个特征，如果所述轨迹为彩色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及颜色，如果所述轨迹为单色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及明暗度；以及通过人工控制绘画的速度，调节至少一个所述点的所述多个特征的至少一个特征，其中较快绘画速度导致所述多个间隔点的两个连续点之间的间隔大于较慢速度导致的间隔。
在第二方案中，本发明提供了一种用于从二维图画生成三维图像的方法，包括步骤：在数字画布上生成二维图画；将低通滤波器应用于所述图画；通过生成所述图画的多个拷贝以从所述图画生成一组多视角图像，并将偏移因子应用于每个所述多视角图像；以及使用二维屏蔽函数来合并该组多视角图像，以生成三维图像。
在第三方案中，本发明提供了一种用于实施在数字画布上绘画的方法的系统，包括：中央处理单元；存储器，与所述中央处理单元通信；以及画点工具，与所述中央处理单元通信，以实施在数字画布上绘画的方法，该方法包括步骤：用画点工具在数字画布上描绘轨迹，其中该轨迹包括多个间隔点，并且其中每个间隔点包括多个特征，如果所述轨迹为彩色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及颜色，如果所述轨迹为单色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及明暗度；以及通过人工控制绘画的速度，调节至少一个所述点的所述多个特征的至少一个特征，其中较快绘画速度导致所述多个间隔点的两个连续点之间的间隔大于较慢速度导致的间隔。
在第四方案中，本发明提供了一种计算机程序产品，用于在数字画布上产生图画，所述计算机程序产品包括可由处理电路读取的存储介质，该存储介质存储用于由所述处理电路执行的指令，以进行在数字画布上绘画的方法，该方法包括步骤：用画点工具在数字画布上描绘轨迹，其中该轨迹包括多个间隔点，并且其中每个间隔点包括多个特征，如果所述轨迹为彩色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及颜色，如果所述轨迹为单色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及明暗度；以及通过人工控制绘画的速度，调节至少一个所述点的所述多个特征的至少一个特征，其中较快绘画速度导致所述多个间隔点的两个连续点之间的间隔大于较慢速度导致的间隔。
从本发明各方案的下述详细描述中并结合附图，本发明的这些和其它目的、特征以及优点将会是显而易见的。
附图说明
图1是根据本发明的一个方法得到轨迹的视图。
图2示出了根据本发明的方案描绘的示例性轨迹。
图3是根据本发明的方案生成图画的方法的流程/方框图。
图4是根据本发明的方案从二维图画生成三维图像的方法的流程/方框图。
图5示出了根据本发明的方法产生的显示多视角图像的裸眼立体监视器(autostereoscopic monitor)。
图6为存储实施本发明的方法的代码或逻辑的计算机程序产品的一个实例的方框图。
图7为存储并执行实施本发明方法的程序代码或逻辑的计算单元的一个实例的方框图。
具体实施方式
本发明的一个方案中包括在数字画布上绘画的方法。此方法包括用画点工具(pointing device)在数字画布上描绘轨迹，该轨迹包括多个间隔点。每个间隔点包括多个特征，所述多个特征包括几何轮廓(geometric profile)、深度(depth)、以及颜色(若为彩色轨迹)或明暗度(intensity)(若为单色轨迹)。此方法还包括通过人工控制绘画速度来调节至少一个所述点的多个特征中的至少一个特征。较快绘画速度导致多个间隔点的两个连续间隔点之间的间隔大于较慢绘画速度导致的间隔。重复进行绘画和调节，以产生包括一幅图画的多根线条。然后，例如在三维显示器上表现(render)并显示这幅图画。
为了这一披露的目的，术语“轨迹”表示从线条(如曲线)的起点到终点绘出的路径。由线条上的均匀或不均匀的间隔取样点的变量D来表示轨迹。让S＝[s(0)，s(1)，...，s(M-1)]表示具有M个点的离散线条，每个点由参数m进行标识。曲线上的每个点s(m)由其在数字画布上的水平位置x(m)以及垂直位置y(m)表示。轨迹D＝[d(0)，d(1)，...d(N-1)]为长度N(其中N≤M)的序列，序列的每一项均表示曲线S上的取样点。轨迹上的每个点d(n)由其在数字画布上的水平位置x(n)以及垂直位置y(n)表示。D中的第一项和最后一项分别为曲线的起点和终点，即d(0)＝s(0)和d(N-1)＝s(M-1)。换言之，D可与S中的取样点的子集或S中的取样点的全集相对应。
术语“几何轮廓”在此处限定为线条的粗细(thickness)变化并由变量T表示。轨迹D上的每个点的粗细由序列T＝[t(0)，t(1)，...，t(N-1)]表示。
术语“颜色轮廓”(color profile)在此处限定为线条的颜色变化(若线条有颜色)或线条的明暗度变化(若线条为单色)，在任一种情况下颜色轮廓均由变量C表示。轨迹D上的每个点的颜色或明暗度均由序列C＝[c(0)，c(1)，...，c(N-1)]表示。C中的每一项均为表示颜色的红、绿、蓝分量的有序三元组，例如c(n)0≤m＜N＝(r(n)，g(n)，b(n))。
术语“深度轮廓”(depth profile)在此处限定为数字画布上的线条的深度变化并由变量Z表示。轨迹D上的每个点的深度由序列Z＝[z(0)，z(1)，...，z(N-1)]表示。
在本发明的一个方案中，用户使用画点工具来描绘轨迹。期望在本发明的范围内考虑能够被用于在数字画布上描绘轨迹的任意画点工具，包括检测特定发光器件(例如，发光二极管)的鼠标、操纵杆、光电笔、超声传感器以及数码相机，而不限于此。
不考虑使用的特定画点工具，用户可由至少两种方式描绘轨迹。首先，用户可利用在轨迹上自动选择的每个特定点，来移动画点工具通过间隔。如果用户采用这一方法，则基于轨迹或轨迹的一部分的描绘速度来选择轨迹上的点。轨迹上的一对连续点d[i]与d[i+1]之间的间隔Δ(d[i]，d[i+1])可表示为
Δ(d[i]，d[i+1])＝R×vi；i+1
其中R为可由用户修正的预定值。例如，可向R分配一个值为0.1秒。术语vi；i+1为当由用户将画点工具从轨迹上的点d[i]移动到d[i+1]时，该画点工具的平均速度。照此，能够理解画点工具以普通绘画速度移动并且vi；i+1必定大于0。如果vi；i+1小于可由用户预先确定的某一阈值，则可将该间隔设置为最小限值。例如，图1示出本发明的一个方案，其中用户开始以特定速度(在本实例中为“快速”(fast))描绘轨迹10，然后减速并以较慢速度描绘轨迹10的其余部分。如在图1中可以看出的，与当用户以较慢速度描绘轨迹10或轨迹10的一部分时相比，当用户以特定速度描绘轨迹10或轨迹10的一部分时更远地间隔开了自动选择的点d[0]-d[8]。当然，可根据应用的需要来调节对点进行自动选择的速率。
其次，用户可人工分配将要包括轨迹的多个点。在这种情况下，用户可明确选择点之间的间隔以及特定轨迹中的点数。这两个实例旨在示出用户可如何描绘轨迹的示例，但不是限制性的。
尽管此方法用于描绘轨迹，但是轨迹上的每个间隔点包括多个特征，所述多个特征包括几何轮廓、颜色或明暗度轮廓、以及深度轮廓。如果轨迹有颜色则特定间隔点将具有颜色轮廓，如果轨迹为单色则特定间隔点将具有明暗度轮廓。在用户描绘轨迹之前或之后，可自动分配、人工分配、或自动分配与人工分配相混合来分配所述多个特征的每个特征。
轨迹上的每个间隔点的几何轮廓开始于轨迹上的第一点，其具有由用户设定的限定粗细值t(0)。根据公式t(n)＝t(n-1)+ΔT×sgn(n)对轨迹上的其它点分配数值，其中ΔT为常数并且sgn(n)为+1或-1。可由用户指定所有的量值，或将所有的量值分配成预先限定的量值。举例而言，如果包括四个点[d(0)，d(1)，d(2)，d(3)]的轨迹的起始点d(0)的粗细等于1、ΔT＝2且
Figure BSA00000367575800051
则粗细轮廓将为[1，3，5，7]。
轨迹中的每个间隔点的颜色或明暗度轮廓开始于具有由用户设定的限定颜色或明暗度值c(0)的第一间隔点。根据公式c(n)＝c(n-1)+ΔC×sgn(n)对轨迹上的其它点分配数值，其中ΔC为有序三元组(ΔCR，ΔCG，ΔCB)，ΔCR、ΔCG、ΔCB为常数值并且sgn(n)为+1或-1。可由用户指定所有的量值，或将所有的量值分配成预先限定的量值。举例而言，如果包括四个点[d(0)，d(1)，d(2)，d(3)]的轨迹的起始点的颜色c(0)等于(255，0，0)(即RGB颜色系统中的红色)、ΔC＝(-16，0，0)并且
Figure BSA00000367575800052
则颜色轮廓将为[(255，0，0)，(239，0，0)，(223，0，0)，(207，0，0)]。如果线条为单色，则所有三原色分量将会相同。例如，由有序三元组(255，255，255)表示白色。
可由多种方式计算每个间隔点的深度轮廓。第一非限制性实例为：由颜色轮廓得到的深度轮廓为z(n)＝[WRCR(n)+WGCG(n)+WBCB(n)]，其中WR、WG、WB为权重因子并且WR、WG、WB的每一项为可由用户单独调节的有限实数(正数或负数)，并且较大权重表示与其相关的颜色对于线条的深度知觉(depth perception)将具有较强效果。在本实例中，WR为点的红色分量的权重因子，WG为点的绿色分量的权重因子，WB为点的蓝色分量的权重因子。
作为第二非限制性实例，可由与几何轮廓相似的方式来计算深度轮廓，即，轨迹开始于具有由用户设定的限定颜色或明暗度值z(0)的第一间隔点。根据公式z(n)＝z(n-1)+ΔZ×sgn(n)对轨迹中的其它点分配数值，其中ΔZ为常数并且sgn(n)为+1或-1。可由用户指定所有的量值，或将所有的量值分配成预先限定的量值。举例而言，如果包括四个点[d(0)，d(1)，d(2)，d(3)]的轨迹的起始点d(0)的深度等于1、ΔT＝2且
Figure BSA00000367575800061
则深度轮廓将为[1，3，5，7]。
本发明的另一方案包括上述方法，且具有在轨迹上的相邻点之间进行插值(interpolate)以产生线条(例如曲线)的附加步骤。根据此方案，经由插值产生的相邻点之间的间隔对于轨迹上的间隔点所具有的多个特征的每个特征可具有值。关于几何轮廓，通过对一对相邻点d(n-1)和d(n)进行插值而产生的线条的部分可被分配粗细度t(n-1)。关于颜色或明暗度轮廓，通过对一对相邻点d(n-1)和d(n)进行插值而产生的线条的部分可被分配颜色或明暗度c(n-1)。关于深度轮廓，通过对一对相邻点d(n-1)和d(n)进行插值而产生的线条的部分可被分配深度z(n-1)。插值的多种方法在本发明的范围内，例如包括用直线将相邻点连接。
除了相邻点之间的间隔，还可通过人工(manually)控制描绘轨迹或轨迹的一部分的速度来调节一或多项的所述多个特征。图2示出根据本发明的方法生成的具有第一端22与第二端24的示例轨迹20，其中通过用户描绘轨迹20时的速度来调节几何轮廓(粗细)与颜色轮廓的每一项。在图2中，当描绘的速度为慢速时，轨迹20的粗细减小的更快，且明暗度更快速的增加。图2示出以最慢速度描绘的部分、即轨迹的第一端22具有较大的粗细降低率以及较高的明暗度增加率。以较快速度描绘的第二端24具有最小的粗细衰减率以及较小的明暗度变化。
在另一方案中，本发明包括根据上述方法描绘多条轨迹，从而产生图画。总之，描绘其中某些或所有轨迹通过上述插值步骤变为线条的多条轨迹，并且线条和轨迹包括图片，接着可在显示设备上显示图片。在图3中可找到包括本发明此方案的步骤的非限制性实例。
在另一方案中，本发明包括从二维图画生成三维图像的方法。该方法包括获得二维图画(如根据本披露中描述的方法所描绘的图画)、将低通滤波器应用于图画、通过生成图画的多个拷贝从图画生成一组多视角图像(multi-view image)并将偏移因子应用于每个多视角图像、以及使用二维屏蔽函数(mask function)来合并该组多视角图像以生成三维图像的步骤。
在本发明的范围内可使用多种低通滤波器，如矩形波滤波器或汉明(Hamming)滤波器。将低通滤波器应用于二维图画(如根据本披露描述的方法所产生的一幅图画)的结果是平滑的深度图像
Figure BSA00000367575800071
能够从任意可应用的低通滤波器中选择由F(x，y)表示的低通滤波器，以将平滑效果调节成期望的轮廓。可由图画或部分图画的深度轮廓O(x，y)与低通滤波器F(x，y)之间的卷积来将滤波过程表示为
Figure BSA00000367575800072
在下文中描述从二维图画生成三维图像的此方法的一个非限制性实例实施例。让O(x，y)表示利用本发明描绘的二维图画中的所有间隔点的深度轮廓，并让每个间隔点具有深度轮廓。将低通滤波器应用于每个间隔点，尤其将其应用于图画中每个间隔点的深度轮廓中的值，以产生平滑的深度图像
Figure BSA00000367575800073
然后，从平滑的深度图像产生多视角图像的一组M个(其中M等于或大于2)。让I(x，y)表示由在本披露中描述的方法所描绘的图画，并且gi(x，y)0≤i＜M表示将要产生的多视角图像。然后，将偏移因子应用于每个多视角图像，以将I(x，y)转换成包括第一参数offset与第二参数wd的gi(x，y)0≤i＜M。这一过程可被限定为：
如果(i≥offset)，则
gi(x+m，y)＝I(x，y)，对于并且
如果(i＜offset)，则
gi(x+m，y)＝I(x，y)，对于
Figure BSA00000367575800075
其中offset为可在范围[0，M]内的预限定整数值。要理解，其它的范围也是可能的并且可由用户进行人工设置或调节。此外，不同的源图像可具有不同的offset值。偏移值将水平位移加在每个多视角图像上，产生三维效果。变量wd为权重因子，其为用于给定源图像I(x，y)的常数，并用于调节多视角图像之间的差别。
一般而言，wd的值越大，三维效果越明显。很重要的是要注意到如果使得wd过大则三维效果将变差甚至被破坏。在某些实施例中，wd可在[0，6/Vmax]的范围内，其中Vmax是可为源图像I(x，y)中的像素的最大发光强度的标准化常数。在其它实施例中，可根据用户需求将项
Figure BSA00000367575800081
限定为最大值和最小值。如同在本发明中的其它变量，也可由用户来人工调整这一范围。
在已经产生多视角图像之后，将该组多视角图像M合并入单个整体图像。由IM(x，y)表示的整体图像为二维图像，如果在三维显示设备上显示，则该二维图像将显现为三维图像，每个像素记录了由红(R)、绿(G)、蓝(B)值所限定的颜色，分别表示为IMR(x，y)、IMG(x，y)以及IMB(x，y)。由gi(x，y)表示的每个多视角图像为二维图像，每个像素记录了由分别表示为gi；R(x，y)、gi；G(x，y)以及gi；B(x，y)的红色、绿色、蓝色值所限定的颜色。通过利用表示为MS(x，y)的二维屏蔽函数完成多视角图像gi(x，y)的合成。MS(x，y)的每个值均记录了三元组的值，每个值均在[0，M]的范围内，并表示为MSR(x，y)、MSG(x，y)、MSB(x，y)。如下列公式所示，可示出如何完成多视角图像的合成的实例：
IMR(x，y)＝gj；R(x，y)，其中j＝MSR(x，y)
IMG(x，y)＝gm；G(x，y)，其中m＝MSG(x，y)
IMB(x，y)＝gn；B(x，y)，其中n＝MSB(x，y)
在特定应用中使用的特定遮蔽函数MS(x，y)取决于用于显示合成图像的裸眼立体监视器的设计。在图4中可以看到包括本发明这一方案的步骤的非限制性实例。
在另一方案中，本发明包括显示由二维图画生成的三维图像。期望适于显示三维图像的任意类型显示设备包含在本发明的这一方案内，其包括立体与裸眼立体显示设备。当在三维裸眼立体监视器50上显示多视角图像时，将如图5所示产生源图像I(x，y)的三维知觉。尤其是，如图5所示，将图像序列[g0(x，y)，g1(x，y)，...，gM-1(x，y)](52)中的每幅图像折射到一个独特的(unique)角度。
本发明的另一方案包括在显示设备上显示根据本披露的内容所产生的轨迹和/或图画。可预期能够投射用户在视觉上理解的图像的任意显示设备，其非限制性实例包括标准清晰度电视机、高清晰度电视机、立体显示设备、裸眼立体显示设备以及基于投射的显示设备等。
如本领域技术人员将理解的，本发明的方案可体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的方案可采用全部为硬件的实施例、全部为软件的实施例(包括固件、常驻软件、微码等)或组合了软件方案和硬件方案的实施例的形式，所有软件方案和硬件方案通常在此处可称为“处理器”、“电路”、“系统”或“计算单元”。此外，本发明的方案可采用计算机程序产品的形式，该计算机程序产品实施在包含有计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中。
可利用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可为计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读信号介质可包括其中配备了计算机可读程序代码的传播数据信号，该传播数据信号例如在基带中或作为载波的部分。这种传播信号可呈现任意的多种形式，包括电磁、光或其任意适当组合而不限于此。计算机可读信号介质可为不是计算机可读存储介质的任意计算机可读介质，且通过指令执行系统、装置或设备或者连接指令执行系统、装置或设备来供通信、传播或传输程序之用。
计算机可读存储介质例如可为电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备或上述内容的任意适当组合，而不限于此。计算机可读存储介质的更具体的例子(非详尽列举)包括如下内容：具有一条或多条线(wire)的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式致密盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁性存储设备或上述内容的任意适当组合。在本文的内容中，通过指令执行系统、装置或设备或者连接指令执行系统、装置或设备，计算机可读存储介质可为能供包含或存储程序之用的任意有形介质。
现参见图6，在一实例中，计算机程序产品60例如包括一个或多个计算机可读存储介质62，以在其中存储计算机可读程序代码工具(means)或逻辑64，从而提供且促进本发明的一个或多个方案。
在计算机可读介质中体现的程序代码可使用适当介质(包括无线、电线、光纤电缆、RF等、或上述内容的任意适当组合而不限于此)进行传输。
可由一种或多种编程语言(包括如Java、Smalltalk、C++或类似语言的面向对象编程语言，如“C”编程语言、汇编语言或类似编程语言的传统程序设计编程语言)的任意组合来写入用于对本发明的方案进行操作的计算机程序代码。可全部在用户计算机上或部分在用户计算机上执行程序代码作为独立软件包，也可部分在用户计算机上且部分在远程计算机上或全部在远程计算机或服务器上执行程序代码。在后一种情况下，远程计算机可通过任意类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户计算机，或者也可连接到外接计算机(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)。
参见根据本发明实施例的方法、装置(系统)以及计算机编程产品的流程示意图和/或方框图，在此处描述本发明的方案。要知道，能够通过计算机程序指令来实施流程示意图和/或方框图的每个方框、以及流程示意图和/或方框图的多个方框的组合。可将这些计算机程序指令提供给通用计算机的处理器、专用计算机或其它可编程数据处理装置，以生成一装置(machine)，从而所述指令(经由计算机的处理器或其它可编程数据处理装置来执行)生成用于实施在流程图和/或方框图的一个或多个方框中限定的功能/动作的工具。
这些计算机程序指令还可存储在能指引计算机的计算机可读介质中、其它可编程数据处理装置或其它设备中，从而以特定方式运行，从而使得存储在计算机可读介质中的指令产生一制造物，该制造物包括实施在流程图和/或方框图的一个或多个方框中限定的功能/动作的指令。
计算机程序指令还可被装载到计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上做出一系列的操作步骤以产生计算机实施工艺(process)，从而在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供了用于实施在流程图和/或方框图的一个或多个方框中限定的功能/动作的工艺。
附图中的流程图与方框图示出了根据本发明各实施例可实施的系统、方法以及计算机程序产品的结构、功能以及操作。就这一点而言，流程图或方框图中的每个方框可表示包括用于实施特定逻辑功能的一个或多个可执行指令的一个模块、段、或代码的一部分。要注意，在某些替代实施中，可不按附图中标注的顺序来发生在方框中标注的功能。例如，取决于包括的功能，按序示出的两个方框实际上可实质上同时执行或者有时以相反的顺序执行方框。还要注意，通过做出特定功能或动作的专用的基于硬件系统或专用硬件和计算机指令的组合，可实施方框图和/或流程示意图的每个方框以及方框图和/或流程示意图的多个方框的组合。
进一步地，可使用适于存储和/或执行程序代码的数据处理系统，其包括通过系统总线直接耦合或间接耦合到存储元件的至少一个处理器。存储元件例如包括在实际执行程序代码期间采用的本地存储器、大容量存储器、以及提供至少某些程序代码的临时存储的高速缓存，以减少在执行期间必须从大容量存储器取回代码的次数。
如图7所示，可使用能设置为适于存储和/或执行程序代码的计算单元70的一个实例，其包括至少一个通过系统总线74直接耦合或间接耦合到存储元件的处理器72。如本领域中所知的，存储元件例如包括数据缓冲器、在程序代码实际执行期间采用的本地存储器76、大容量存储器78、以及提供至少某些程序代码的临时存储的高速缓存，以减少在执行期间必须从大容量存储器取回代码的次数。
输入/输出或I/O设备79(包括键盘、显示器、画点工具、DASD、磁带、CD、DVD、闪盘(thumb drive)和其他存储介质等，而不限于此)可直接或通过中间的(intervening)I/O控制器而耦合到系统。网络适配器也可被耦合到系统，以使数据处理系统能够变为通过中间的私人或公用网络而耦合到其它数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器以及以太网卡仅为网络适配器的数种可用类型。
在所附权利要求中的所有工具或步骤功能元件的相应结构、材料、动作以及对等物(如果有的话)均意欲包括用于组合其它权利要求中特定限定的元件来执行功能的任意结构、材料或动作。已经描述了本发明的说明书以用于解释和说明的目的，而并不意欲穷举的或被限制为所揭示形式的本发明。对本领域普通技术人员而言，多种变型和修改是显而易见的而不会脱离本发明的范围和精神。选择并描述本实施例以最好的解释本发明和实际应用的原理，并使得其它本领域普通技术人员将具有各种变型的本发明的各实施例理解为适于设想的特定使用。
由于在此处已经描述和示出了本发明的多个方案，但是本领域技术人员也可实现替代方案以达到某些目的。因此，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的实际精神和范围内的所有这些替代方案。

Claims (45)

1.一种在数字画布上绘画的方法，该方法包括：
用画点工具在数字画布上描绘轨迹，其中该轨迹包括多个间隔点，并且其中每个间隔点包括多个特征，如果所述轨迹为彩色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及颜色，或者如果所述轨迹为单色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及明暗度；以及
通过人工控制绘画的速度，调节至少一个所述点的所述多个特征的至少一个特征，其中较快绘画速度导致所述多个间隔点的两个连续点之间的间隔大于较慢速度导致的间隔。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括分配一或多项的所述多个特征。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过对在所述轨迹中的相邻点之间的间隔进行插值，以产生线条。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括重复所述绘画、调节以及产生步骤，以生成包括图画的多根线条。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在显示设备上显示所述轨迹。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述显示设备包括裸眼立体显示设备或立体显示设备。
7.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述画点工具移动通过间隔来描绘所述轨迹，并自动选择每个点。
8.根据权利要求1所述的方法，其中通过使用所述画点工具分配所述多个点来描绘所述轨迹。
9.根据权利要求1所述的方法，其中根据如下公式来分配每个点的所述几何轮廓：
t(n)＝t(n-1)+ΔT×sgn(n)
其中，ΔT为常数并且sgn(n)为+1或-1。
10.根据权利要求1所述的方法，其中根据如下公式分配每个点的所述颜色或明暗度：
c(n)＝c(n-1)+ΔC×sgn(n)
其中，ΔC为限定成(ΔCR，ΔCG，ΔCB)的有序三元组，ΔCR、ΔCG、ΔCB为常数值，CR为红色的颜色明暗度值，CG为绿色的颜色明暗度值，CB为蓝色的颜色明暗度值，并且sgn(n)为+1或-1。
11.根据权利要求1所述的方法，其中根据如下公式分配每个点的深度：
z(n)＝[WRCR(n)+WGCG(n)+WBCB(n)]
其中，CR为红色的颜色明暗度值，CG为绿色的颜色明暗度值，CB为蓝色的颜色明暗度值。
12.根据权利要求1所述的方法，其中根据如下公式分配每个点的深度：
z(n)＝z(n-1)+ΔZ×sgn(n)
其中，ΔZ为常数并且sgn(n)为+1或-1。
13.一种用于从二维图画生成三维图像的方法，包括如下步骤：
根据权利要求4在数字画布上生成二维图画；
将低通滤波器应用于所述图画；
通过生成所述图画的多个拷贝以从所述图画生成一组多视角图像，并将偏移因子应用于每个所述多视角图像；以及
使用二维屏蔽函数来合并该组多视角图像，以生成三维图像。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在显示设备上显示所述三维图像。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述显示设备包括裸眼立体显示设备或立体显示设备。
16.一种系统，包括：
中央处理单元；
存储器，与所述中央处理单元通信；以及
画点工具，与所述中央处理单元通信，以实施在数字画布上绘画的方法，该方法包括：
用画点工具在数字画布上描绘轨迹，其中该轨迹包括多个间隔点，并且其中每个间隔点包括多个特征，如果所述轨迹为彩色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及颜色，或者如果所述轨迹为单色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及明暗度；以及
通过人工控制绘画的速度，调节至少一个所述点的所述多个特征的至少一个特征，其中较快绘画速度导致所述多个间隔点的两个连续点之间的间隔大于较慢速度导致的间隔。
17.根据权利要求16所述的系统，其中该方法进一步包括选择一或多项所述多个特征。
18.根据权利要求16所述的系统，其中该方法进一步包括通过对在所述轨迹中的相邻点之间的间隔进行插值，以产生线条。
19.根据权利要求18所述的系统，其中该方法进一步包括重复所述绘画、调节以及产生步骤，以生成包括图画的多根线条。
20.根据权利要求16所述的系统，其中在显示设备上显示所述轨迹。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述显示设备包括裸眼立体显示设备或立体显示设备。
22.根据权利要求16所述的系统，其中通过将所述画点工具移动通过间隔来描绘所述轨迹，并自动选择每个点。
23.根据权利要求16所述的系统，其中通过使用所述画点工具分配所述多个点来描绘所述轨迹。
24.根据权利要求16所述的系统，其中根据如下公式来分配每个点的所述几何轮廓：
t(n)＝t(n-1)+ΔT×sgn(n)
其中，ΔT为常数并且sgn(n)为+1或-1。
25.根据权利要求16所述的系统，其中根据如下公式分配每个点的所述颜色或明暗度：
c(n)＝c(n-1)+ΔC×sgn(n)
其中，ΔC为限定成(ΔCR，ΔCG，ΔCB)的有序三元组，ΔCR、ΔCG、ΔCB为常数值，CR为红色的颜色明暗度值，CG为绿色的颜色明暗度值，CB为蓝色的颜色明暗度值，并且sgn(n)为+1或-1。
26.根据权利要求16所述的系统，其中根据如下公式分配每个点的深度：
z(n)＝[WRCR(n)+WGCG(n)+WBCB(n)]
其中，CR为红色的颜色明暗度值，CG为绿色的颜色明暗度值，CB为蓝色的颜色明暗度值。
27.根据权利要求16所述的系统，其中根据如下公式分配每个点的深度：
z(n)＝z(n-1)+ΔZ×sgn(n)
其中，ΔZ为常数并且sgn(n)为+1或-1。
28.根据权利要求19所述的系统，其中该方法进一步包括：
将低通滤波器应用于所述图画；
通过生成所述图画的多个拷贝以从所述图画生成一组多视角图像，并将偏移因子应用于每个所述多视角图像；以及
使用二维屏蔽函数来合并该组多视角图像，以生成三维图像。
29.根据权利要求28所述的系统，其中在显示设备上显示所述三维图像。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述显示设备包括裸眼立体显示设备或立体显示设备。
31.一种计算机程序产品，用于在数字画布上产生图画，所述计算机程序产品包括能够由处理电路读取的存储介质，该存储介质存储有用于由所述处理电路执行的指令，以进行在数字画布上绘画的方法，该方法包括：
用画点工具在数字画布上描绘轨迹，其中该轨迹包括多个间隔点，并且其中每个间隔点包括多个特征，如果所述轨迹为彩色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及颜色，或者如果所述轨迹为单色轨迹则所述多个特征包括几何轮廓、深度以及明暗度；以及
通过人工控制绘画的速度，调节至少一个所述点的所述多个特征的至少一个特征，其中较快绘画速度导致所述多个间隔点的两个连续点之间的间隔大于较慢速度导致的间隔。
32.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中该方法进一步包括选择一或多项的所述多个特征。
33.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中该方法进一步包括通过对在所述轨迹中的相邻点之间的间隔进行插值，以产生线条。
34.根据权利要求33所述的计算机程序产品，其中该方法进一步包括重复所述绘画、调节以及产生步骤，以生成包括图画的多根线条。
35.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中在显示设备上显示所述轨迹。
36.根据权利要求35所述的计算机程序产品，其中所述显示设备包括裸眼立体显示设备或立体显示设备。
37.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中通过将所述画点工具移动通过间隔来描绘所述轨迹，并自动选择每个点。
38.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中通过使用所述画点工具分配所述多个点来描绘所述轨迹。
39.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中根据如下公式来分配每个点的所述几何轮廓：
t(n)＝t(n-1)+ΔT×sgn(n)
其中，ΔT为常数并且sgn(n)为+1或-1。
40.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中根据如下公式分配每个点的所述颜色或明暗度：
c(n)＝c(n-1)+ΔC×sgn(n)
其中，ΔC为限定成(ΔCR，ΔCG，ΔCB)的有序三元组，ΔCR、ΔCG、ΔCB为常数值，CR为红色的颜色明暗度值，CG为绿色的颜色明暗度值，CB为蓝色的颜色明暗度值，并且sgn(n)为+1或-1。
41.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中根据如下公式分配每个点的深度：
z(n)＝[WRCR(n)+WGCG(n)+WBCB(n)]
其中，CR为红色的颜色明暗度值，CG为绿色的颜色明暗度值，CB为蓝色的颜色明暗度值。
42.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中根据如下公式分配每个点的深度：
z(n)＝z(n-1)+ΔZ×sgn(n)
其中，ΔZ为常数并且sgn(n)为+1或-1。
43.根据权利要求34所述的计算机程序产品，其中该方法进一步包括：
将低通滤波器应用于所述图画；
通过生成所述图画的多个拷贝以从所述图画生成一组多视角图像，并将偏移因子应用于每个所述多视角图像；以及
使用二维屏蔽函数来合并该组多视角图像，以生成三维图像。
44.根据权利要求43所述的计算机程序产品，其中在显示设备上显示所述三维图像。
45.根据权利要求44所述的计算机程序产品，其中所述显示设备包括裸眼立体显示设备或立体显示设备。
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