CN102724413B - 一种自定义多边形单元实现字幕特效的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自定义多边形实现字幕特效的方法及系统，主要涉及广播电视节目制作、播出领域中对字幕特效的合成及处理，所述方法包括：拾取自定义多边形，并确定基本多边形单元；根据基本多边形单元，进行多边形分解，确定分解单元数量；根据基准向量、和多边形类型，生成基本多边形元素；对每帧字幕窗口内多边形区域内的各像素点属性进行赋值，并记录每个点属性值，形成基本数组；根据分解单元数量，赋值方案进行基本数组赋值。所述系统包括：多边形拾取单元、多边形分解单元、基准向量元素属性输入单元、像素采集计算单元、比较赋值单元，多边形赋值单元，本发明通过在对用户定义多边形的赋值过程中，采用了多种的赋值方式，不局限于同等区域的复制、及镜像，可以根据用户定义多边形的实际分解单元，选择赋值方式，减小了对用户定义多边形的局限。

Description

一种自定义多边形单元实现字幕特效的方法及系统

技术领域

本发明涉及节目字幕制作和播出及相关技术领域，尤其涉及一种自定义多边形单元实现字幕特效的方法及系统。

背景技术

在现有的节目制作和播出及相关技术领域中，对节目素材制作的过程中，为了更好的对文字进行表现，需要大量的字幕进行合成，特别是在大型3D影片、素材制作和播放中，为了获得更好的效果，常常需要在字幕中插入特技效果，随着对特技要求的不断提高，陆续出现了3D效果字幕特技，3D字幕特技在实现过程中需要对大量的数据进行计算，而且通常要借助图形显示卡的GPU进行大量计算，为了获得优质的画面，对图形运算处理速度，因为计算会涉及调用GPU功能因此对硬件有较高的要求，在现有技术中，字幕机在3D字幕特效在制作、播放过程中，要提供较好的硬软件环境，并且处理素材处理速度受到GPU处理能力的限制，而且在播放时也存在同样的要求，在3D字幕合成过程中，因为处理了大量的图像图像文件，因此文件需要较大的存储空间和缓存空间。

介于以上情况，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

在3D字幕制作、合成过程中由于需要大容量的存储空间及快速的运行速度，因此对图形显示卡及GPU的要求较高，在进行简单的特效合成过程中，造成了系统的浪费，同时，对于播放设备也存在运行速度和处理能力等多方面的限制，给3D字幕特效的制作和使用代来了限制。同时在通过2D渲染的方式，对每个像素赋值过程中，对于用户自定义多边形的划像区域，在现有技术中只能对字幕划像区域按照整体计算，需要对每个像素进行处理，因此计算速度会受到用户自定义多边形的影响。

发明内容

针对现有技术中的不足，针对要解决的技术问题，本发明提供一种自定义多边形单元实现字幕特效的方法及系统，用于在字幕机对3D特效字幕制作过程中，通过2D方式对每个像素进行渲染，从而实现用户自定义多边形的划像区域特效生成和播放。

本发明提供

一种自定义多边形单元实现字幕特效的方法，具体包括：1)拾取自定义多边形，并确定基本多边形单元；2)根据基本多边形单元，进行多边形分解，确定分解单元数量；3)根据基准向量元素、和多边形类型，生成基准多边形元素；4)对每帧字幕窗口内多边形区域内的各像素点属性进行赋值，并记录每个点属性值，形成基本数组；5)根据分解单元数量，赋值方案进行基本数组赋值。所述步骤1)所述自定义多边形可以为：五角星形、十字叉形、花形、圆形、矩形。

优选地，所述步骤2)中所述根据基本多边形单元，进行多边形分解，分解方法可以为：字幕窗口区域十字四区域划分，或根据多边形角数量划分，所述分解单元数量为整数。

优选地，所述步骤3)中：所述基准向量元素包括：点、线、及多点、多线、及由多线围城的多变形区域；

优选地，所述步骤3)中：所述多边形类型可以为：三角形、矩形、扇形、四边形。

优选地，所述步骤4)中具体包括：41)根据基准向量元素确定字幕划像区域；42)根据像素点位置值，得到显示像素点位置值；43)将所述显示像素点位置值和基准向量元素区域值进行对比，根据对比结果进行像素属性赋值。

优选地，所述步骤4)中还可以包括：根据字幕窗口进行倍数划分，确定字幕单元数量。

优选地，所述步骤41)具体包括：41A)对特效参数进行读取；41B)确定基准向量硬边初始位置、初始划像宽度、初始旋转基点、初始旋转角度。

优选地，，所述步骤41A)中所述特效参数可以是：旋转方向或划像移动方向、划像起始角度，所述步骤42)具体包括：42A)根据步骤41)，确定基准多边形元素；42B)根据所述多边形将字幕划像区域分为多边形外侧区域、多边形中间区域、多边形内侧区域，并将每个区域赋予相应字幕属性值。

优选地，，所述步骤42B)中所述的每个区域赋予相应的字幕属性值，当划像基准按距离移动时，当属性为透明度α时可以为：多边形外侧区域，透明度α＝1；多边形内侧区域，透明度α＝0；多边形中间区域，透明度α＝B/A×255、或透明度α＝1；其中，所述B代表多边形宽度值、A代表所述采集像素距离多边形内侧区域的距离值。

优选地，所述步骤42B)中所述的每个区域赋予相应的字幕属性值，当划像基准按角度移动时，当属性为透明度α时可以为：多边形外侧区域，透明度α＝1；多边形内侧区域，透明度α＝0；多边形中间区域，透明度α＝θ′/θ×255、或透明度α＝1；其中，所述θ代表划像角度值、θ′代表所述采集像素距离多边形内侧区域的角度值。

优选地，所述步骤43)具体包括：43A)将所述显示像素点位置值和基准向量元素位置值进行对比，如显示像素点位置值小于多边形外侧区域位置值，则对此像素赋多边形外侧区域侧区域值，如显示像素点位置值大于多边形内侧区域位置值，则对此像素赋多边形内侧区域侧区域值，如显示像素点位置值为多边形中间区域，则对此像素赋多边形中间区域值。

优选地，，所述步骤41)具体包括：41C)根据字幕单元数量，在每个字幕单元中，进行重复像素属性赋值。

优选地，所述步骤41C)还可以包括：当实现涡轮特效时，字幕窗口划分单元为二，根据镜像复制进行其他字幕窗口单元赋值；当实现扇子特效时，字幕窗口划分单元为四，根据顺序复制进行其他字幕窗口单元赋值。

优选地，所述步骤5)还可以包括：当实现矩形多边形、圆形、花形、十字形时、字幕窗口划分单元为四，根据镜像复制进行其他字幕窗口单元赋值；当实现五角星时，字幕窗口划分单元为五，根据角度复制进行其他字幕窗口单元赋值。

本发明提供一种自定义多边形单元实现字幕特效的系统：所述系统包括：多边形拾取单元、多边形分解单元、基准向量元素属性输入单元、像素采集计算单元、比较赋值单元，多边形赋值单元，所述多边形拾取单元，进行显示设备的多边形拾取，并将拾取后的多边形，根据多边形类型进行定义，得到基本多边形单元元素。像素采集计算单元，将采集后的像素根据基准向量元素属性输入单元对基准向量元素的设定，通过比较赋值单元进行像素的比较及赋值。最后根据多边形划分数量，赋值方式对其他区域内多边形像素进行赋值，所述赋值方式可以为角度复制、镜像复制。

其中，所述基准向量元素属性输入单元，用于确定多边形类型，生成基准向量元素属性，根据基准向量元素确定字幕划像区域。

其中，所述像素采集计算单元用于，根据像素点位置，得到显示像素点位置值。

其中，所述比较赋值单元，用于，将所述显示像素点位置值和基准向量元素位置值进行对比，根据对比结果进行像素属性赋值。

其中，所述字幕窗口划分单元根据字幕窗口进行倍数划分，确定字幕单元数量，字幕窗口赋值单元将根据字幕窗口的数量和赋值方式，对所有字幕窗口进行赋值。

以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

首先，本发明通过对每个字幕窗口中的每个像素的计算，根据区域比较的方式对每个像素进行属性赋值，只用到了基本的比例、赋值运算，从而使计算可以依赖与CPU给予实现，可不依赖与GPU给予实现。

其次，本发明通过对用户自定义多边形的分解，从而简略了字幕窗口内的像素计算量、及赋值量，从而减少了整个字幕窗口内的像素计算速度。

最后，本发明通过在对用户定义多边形的赋值过程中，采用了多种的赋值方式，不局限于同等区域的复制、及镜像，可以根据用户定义多边形的实际分解单元，选择赋值方式，减小了对用户定义多边形的局限。

附图说明

图1为本发明一种自定义多边形实现字幕特效的方法的示意图；

图2为本发明方法第一实施例效果示意图；

图3为本发明方法第二实施例效果示意图；

图4为本发明方法第三实施例效果示意图；

图5为本发明系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1、图2，本发明方法第一实施例，通过本发明自定义多边形单元实现字幕特效的方法实现矩形、圆形、叉形、十字形划像特技效果的过程中，

首先，拾取自定义多边形，并确定基本多边形单元，根据基本多边形单元，进行多边形分解，确定分解单元数量；对于本发明在处理自定义多边形过程中，要根据多边形形状进行多边形单元划分，从图2可以看出，多边形具有共同特点，即可分解为四部分，从而可以确定字幕窗口的1/4为基本字幕单元；

之后，根据基准向量、和多边形类型，生成基本多边形元素；对于矩形来说划分后仍然为矩形、对于圆形来说划分后为扇形、对于叉形、十字形来说划分后的图形根据字幕窗口的划分得到。

之后，在每个单元中进行像素划像计算，确定硬边、软边及初始位置、初始划像宽度、及起始角度，等向量元素属性及特效参数；根据所述硬边、软边将字幕划像区域分为硬边侧区域、硬软边中间区域、软边区域，并将每个区域赋予相应字幕属性值；需取得普通划像特技效果，划像基准需按距离方式运动，当属性为透明度α时等级可由1～255时，其中1为不透明，255为全透明，因此在字幕窗口中由硬边、软边、及划像宽度，就将窗口分为了第一区域、第二区域、第三区域。判断屏幕采集像素的位置，其中，采集像素位置点，通过比较位置值,小于硬边的位置值，因此，第一区域为硬边侧区域，透明度α＝1，像素点赋值透明度α＝1，此区域点字幕将完全显现；通过比较位置值,大于软边的位置值，因此，第三区域硬边侧区域，透明度α＝0，像素点赋值透明度α＝0，字幕完全透明，不显现；大于硬边小于软边，因此，第二区域内，透明度α＝B/A×255，像素点赋值透明度α相应值，字幕属于透明及半透明状态，按以上方法，对字幕窗口内的每个像素进行赋值；

在基本字幕单元赋值后，对其他单元进行赋值，得到所有字幕区域内的像素点赋值属性，之后对每帧画面进行渲染，并连续播放显示。

实施例二：

请参阅图3，本发明方法第二实施例，通过本发明自定义多边形单元实现字幕特效的方法实现五角星形划像特技效果的过程中，

首先，拾取自定义多边形，并确定基本多边形单元，根据基本多边形单元，进行多边形分解，确定分解单元数量；对于本发明在处理自定义多边形过程中，要根据多边形形状进行多边形单元划分，从图3可以看出，多边形具有共同特点，即可分解为五部分，从而可以确定字幕窗口的1/5为基本字幕单元；

之后，根据基准向量、和多边形类型，生成基本多边形元素；对于五角星形来说划分后的图形根据字幕窗口的划分得到。

之后，对每个单元中进行像素划像计算，其方法如实施例一中所述方法一致，此处不再重复。

实施例三：

请参阅图4，本发明方法第四实施例，通过本发明自定义多边形单元实现字幕特效的方法实现花形划像特技效果的过程中，

首先，拾取自定义多边形，并确定基本多边形单元，根据基本多边形单元，进行多边形分解，确定分解单元数量；对于本发明在处理自定义多边形过程中，要根据多边形形状进行多边形单元划分，从图4可以看出，多边形具有共同特点，即可分解为多个部分，从而可以确定字幕窗口的1/花形单元，为基本字幕单元；

之后，根据基准向量、和多边形类型，生成基本多边形元素；对于五角星形来说划分后的图形根据字幕窗口的划分得到。

之后，对每个单元中进行像素划像计算，其方法如实施例一中所述方法一致，此处不再重复。

实施例四：

请参阅图5，本发明方法第五实施例，通过本发明实现提供一种自定义多边形单元实现字幕特效的系统：所述系统包括：多边形拾取单元、多边形分解单元、基准向量元素属性输入单元、像素采集计算单元、比较赋值单元，多边形赋值单元，所述多边形拾取单元，进行显示设备的多边形拾取，并将拾取后的多边形，根据多边形类型进行定义，得到基本多边形单元元素。像素采集计算单元，将采集后的像素根据基准向量元素属性输入单元对基准向量元素的设定，通过比较赋值单元进行像素的比较及赋值。最后根据多边形划分数量，赋值方式对其他区域内多边形像素进行赋值，所述赋值方式可以为角度复制、镜像赋值。

其中，所述基准向量元素属性输入单元，用于确定多边形类型，生成基准向量元素属性，根据基准向量元素确定字幕划像区域。

其中，所述像素采集计算单元用于，根据像素点位置，得到显示像素点位置值。

其中，所述比较赋值单元，用于，将所述显示像素点位置值和基准向量元素位置值进行对比，根据对比结果进行像素属性赋值。

其中，所述字幕窗口划分单元根据字幕窗口进行倍数划分，确定字幕单元数量，字幕窗口赋值单元将根据字幕窗口的数量和赋值方式，对所有字幕窗口进行赋值。

Claims (22)

1.一种自定义多边形单元实现字幕特效的方法，其特征在于：所述方法具体包括：

1)拾取自定义多边形，并确定基本多边形单元；

2)根据基本多边形单元，进行多边形分解，确定分解单元数量；

3)根据基准向量元素和多边形类型，生成基准多边形元素；

4)对每帧字幕窗口内多边形区域内的各像素点属性进行赋值，并记录每个点属性值，形成基本数组；

5)根据分解单元数量，赋值方案进行基本数组赋值。

2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述步骤1)所述自定义多边形可以为：五角星形、十字叉形、花形、圆形、矩形。

3.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中所述根据基本多边形单元，进行多边形分解，分解方法可以为：字幕窗口区域十字四区域划分，或根据多边形角数量划分。

4.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中所述分解单元数量为整数。

5.如权利要求1中所述的方法，其特征在于:所述步骤3)中：所述基准向量元素包括：点、线、及多点、多线、及由多线围城的多变形区域。

6.如权利要求1中所述的方法，其特征在于:所述步骤3)中：所述多边形类型可以为：三角形、矩形、扇形、四边形。

7.如权利要求1中所述的方法，其特征在于:所述步骤4)中具体包括：

41)根据基准向量元素确定字幕划像区域；

42)根据像素点位置值，得到显示像素点位置值；

43)将所述显示像素点位置值和基准向量元素区域值进行对比，根据对比结果进行像素属性赋值。

8.如权利要求1中所述的方法，其特征在于:所述步骤4)中还可以包括：

根据字幕窗口进行倍数划分，确定字幕单元数量。

9.如权利要求7中所述的方法，其特征在于，所述步骤41)具体包括：

41A)对特效参数进行读取；

41B)确定基准向量硬边初始位置、初始划像宽度、初始旋转基点、初始旋转角度。

10.如权利要求9中所述的方法，其特征在于，所述步骤41A)中所述特效参数可以是：旋转方向或划像移动方向、划像起始角度。

11.如权利要求7中所述的方法，其特征在于，所述步骤42)具体包括：

42A)根据步骤41)，确定基准多边形元素；

42B)根据所述多边形将字幕划像区域分为多边形外侧区域、多边形中间区域、多边形内侧区域，并将每个区域赋予相应字幕属性值。

12.如权利要求11中所述的方法，其特征在于，所述步骤42B)中所述的每个区域赋予相应的字幕属性值，当划像基准按距离移动时，当属性为透明度α时可以为：

多边形外侧区域，透明度α＝1；

多边形内侧区域，透明度α＝0；

多边形中间区域，透明度α＝B/A×255、或透明度α＝1；

其中，所述B代表多边形宽度值、A代表采集像素距离多边形内侧区域的距离值。

13.如权利要求11中所述的方法，其特征在于，所述步骤42B)中所述的每个区域赋予相应的字幕属性值，当划像基准按角度移动时，当属性为透明度α时可以为：

多边形外侧区域，透明度α＝1；

多边形内侧区域，透明度α＝0；

多边形中间区域，透明度α＝θ′/θ×255、或透明度α＝1；

其中，所述θ代表划像角度值、θ′代表采集像素距离多边形内侧区域的角度值。

14.如权利要求7中所述的方法，其特征在于，所述步骤43)具体包括：

43A)将所述显示像素点位置值和基准向量元素位置值进行对比，如显示像素点位置值小于多边形外侧区域位置值，则对此像素赋多边形外侧区域侧区域值，如显示像素点位置值大于多边形内侧区域位置值，则对此像素赋多边形内侧区域侧区域值，如显示像素点位置值为多边形中间区域，则对此像素赋多边形中间区域值。

15.如权利要求9中所述的方法，其特征在于，所述步骤41)具体包括：

41C)根据字幕单元数量，在每个字幕单元中，进行重复像素属性赋值。

16.根据权利要求15中所述的方法，其特征在于，所述步骤41C)还可以包括：当实现涡轮特效时，字幕窗口划分单元为二，根据镜像复制进行其他字幕窗口单元赋值；当实现扇子特效时，字幕窗口划分单元为四，根据顺序复制进行其他字幕窗口单元赋值。

17.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述步骤5)还可以包括：

当实现矩形多边形、圆形、花形、十字形时、字幕窗口划分单元为四，根据镜像复制进行其他字幕窗口单元赋值；

当实现五角星时，字幕窗口划分单元为五，根据角度复制进行其他字幕窗口单元赋值。

18.一种自定义多边形单元实现字幕特效的系统，其特征在于：所述系统包括：多边形拾取单元、多边形分解单元、基准向量元素属性输入单元、像素采集计算单元、比较赋值单元，多边形赋值单元，所述

多边形拾取单元，进行显示设备的多边形拾取，并将拾取后的多边形，根据多边形类型进行定义，得到基本多边形单元元素；

像素采集计算单元，将采集后的像素根据基准向量元素属性输入单元对基准向量元素的设定，通过比较赋值单元进行像素的比较及赋值；

最后根据多边形划分数量，赋值方式对其他区域内多边形像素进行赋值，所述赋值方式可以为角度复制、镜像复制。

19.如权利要求18中所述的系统，其特征在于，所述基准向量元素属性输入单元，用于确定多边形类型，生成基准向量元素属性，根据基准向量元素确定字幕划像区域。

20.如权利要求18中所述的系统，其特征在于，所述像素采集计算单元用于，根据像素点位置，得到显示像素点位置值。

21.如权利要求20中所述的系统，其特征在于，所述比较赋值单元，用于，将所述显示像素点位置值和基准向量元素位置值进行对比，根据对比结果进行像素属性赋值。

22.如权利要求18中所述的系统，其特征在于，还可以包括：字幕窗口划分单元、字幕窗口赋值单元，所述字幕窗口划分单元根据字幕窗口进行倍数划分，确定字幕单元数量，字幕窗口赋值单元将根据字幕窗口的数量和赋值方式，对所有字幕窗口进行赋值。