CN1290907A - 实现运动模糊化的图像处理 - Google Patents

Abstract

用于显示计算机图形的方法、装置和系统,其中运动矢量与图形图元的各个顶点相关联,其中运动矢量代表相关顶点的时变参数的变化,衰退因子与图形图元相关联。然后图形图元顶点的光栅数据被内插来产生一组光栅数据。图形图元顶点的运动矢量数据被内插以产生相应的一组像素矢量。然后从衰退因子该组光栅数据和该组像素矢量通过内插光栅数据来产生一组运动直线。由模糊化模拟的时变参数包括图形图元的位置。

Description

实现运动模糊化的图像处理

本发明一般涉及计算机绘图领域，并且尤其涉及以有效方式实现运动模糊化(motion blur)和其它与时间相关的效果的技术。

三维(3D)图形系统被用于各种应用软件，包括计算机辅助绘图、建筑设计、飞船和其它交通工具的模拟训练器、分子模型、虚拟现实应用程序和视频游戏。三维系统通常在工作站和个人计算机上实施，其可包括或不包括3D图形硬件。在包括3D图形硬件的系统中，一般图形加速器卡有助于图形图像的生成和显示。

软件应用程序产生3D图形场景，并把场景与照明属性一起提供给应用编程接口(API)。目前的API包括OpenGL，PHIGS和Direct3D。3D图形场景由若干个由顶点组定界的多边形构成。把这些顶点组合起来构成更大的图元(primitive)，如三角形或其它多边形。三角形(或多边形)被组合形成表面，表面被组合形成物体。各个顶点与一组属性相关，一般包括：1)材料色彩，其描述顶点所属的物体的色彩；2)法线矢量，其描述顶点处表面面对的方向；和3)位置，包括三个笛卡尔坐标x，y和z。各个顶点可选择地与结构坐标和／或α((透明性)值相关。另外，场景一般具有一组属性，包括1)周围色彩，其一般描述周围光线量；和2)一个或多个光源。各个光源具有若干与它自身相关的性能，包括方向、周围色彩、散射色彩和镜面(specular)色彩。

在图形系统中使用渲染图(rendering)来生成3D图形场景的二维图像投影，用于在监视器或其它显示装置上显示。一般，渲染图包括通过按需要执行一个或多个下面的操作来处理几何图元(例如点、线和多边形)：变换、剪切、挑选、照明、图像模糊化计算和结构坐标产生。渲染图还包括处理图元来确定用于显示装置的组元像素值，这是一个通常被特定称为光栅化(rasterization)的过程。

在一些3D应用软件中，例如计算机动画制作和模拟程序，3D图形场景内的物体处于运动中。在这些情况中，需要对在运动中的物体模拟运动模糊化。没有运动模糊化，运动中的物体会在屏幕上表现为不平稳地移动。

通常类似的技术也被用来在模拟场深时模糊化物体。在“视野”内的物体不被模糊化，而更近或更远的物体则根据物体与照相机(观察者)的距离而被模糊化。

用于模拟物体模糊化的已有技术的方法包括使用累积缓冲器。累积缓冲器是用来在一系列图像被渲染时把该一系列图像累积起来的不显示的缓冲器。整个场景(即场景中的各个物体或图元)在一系列时间片上被反复地渲染到累积缓冲器。从而整个场景被累积在累积缓冲器中，然后被拷贝到帧缓冲器用于在显示装置上观察。

用于使用累积缓冲器来模拟物体模糊化的已有技术的方法在图1中表示出来。如图1所示，时间周期被分为“n”个时间片(步骤100)。时间周期是表示其中场景在显示装置上是可见的一个时间量，并且类似于视频照相机快门的曝光间隔或快门速度。更长的快门速度相当于更大的模糊化量，而更短的快门速度相当于更小的模糊化。时间片计数值(count)被设置为1(步骤102)。接着，选择物体(即图元)来渲染(步骤104)。对于特定时间片的物体中的每个顶点计算位置、色彩和所有其它对应于每个顶点的值(步骤106)。然后物体被渲染到色彩缓冲器(步骤108)。检查来确定渲染的物体是否是场景中的最后一个物体(步骤110)。如果不是，过程返回步骤104，并且对场景中的每一个物体重复这一过程。

如果场晶中的最后一个物体已经被渲染(即步骤110中的问题的答案是“是”)，场景被累积(步骤112)，意味着它被定标(scaled)过(例如被1／n)并且已经被拷贝到累积缓冲器中。检查时间片计数值看是否它等于n(步骤114)。如果不是，增加时间片计数值(步骤116)。然后过程返回步骤104，并且对各个时间片重复这个过程。如果时间片计数值等于n(即步骤114中的问题的答案是“是”)，那么累积缓冲器被测量并被拷贝到帧缓冲器(步骤120)，并且被显示在显示屏上(步骤122)。

如上面图1所述的累积缓冲器的使用是计算起来代价昂贵的过程，因为整个场景(即场景中的每个物体)在各个时间周期被渲染“n”次。因此，需要有一种更有效地模拟三维图形环境中的物体模糊化的系统和方法。

上面提出的问题通过图形显示方法、装置和系统而在本发明中进行了研究，其中优选通过使用运动矢量而按照需要来指定顶点和其它图元的模糊化。在本发明的第一实施例中，对要求模糊化的每个图元产生代表在特定时间区间中图元的时变参数的变化的模糊化几何体，并且模糊化几何体被附加于图元的相应边缘。图形图元和附加的模糊化几何体然后被存储在帧存储器中，用于在图形系统上显示。在优选的实施例中，要求模糊化的图元的指定和随后的识别通过把至少一个运动矢量与要被模糊化的图元的各个顶点相关联而实现，这里运动矢量的方向和大小代表相关的顶点的方向与位移。在线性运动的重要情况下，模糊化几何体是由图形图元的边缘限定的四边形以及由边缘顶点的运动矢量限定的直线。优选地，模糊化几何体的产生包括从相应的图形图元的属性获得模糊化几何体的属性。优选地在与相应的图形图元边缘相邻的区域中模糊化几何体的属性值基本上等于图形图元边缘的属性值。代表时变参数中的变化率的衰退(fade)因子被用来得到模糊化几何体属性的衰退，从而从相应的边缘移开的模糊化几何体部分的属性值从靠近相应边缘的模糊化几何体部分的属性值开始降低。模糊化几何体还可包括由来自图形图元的两个或多个反射图像的组合构成的反射图像。在一个实施例中，仅在如果一个边缘被鉴定为或确定是图元的尾缘时，模糊化几何体被附加于这个边缘，其中所述图元在整个的特定时间区间中是可见的。

本发明还考虑用于显示计算机图形的第二种方法、装置和系统，其中运动矢量与图形图元的各个顶点相关，象以前一样，运动矢量代表相关的顶点的时变参数的变化，衰退因子与图形图元相关。图形图元顶点的光栅数据然后跨过由图形图元限定的一组像素被内插，产生一组光栅数据，该组光栅数据的每一个成员与该组像素的相应成员相关。图形图元顶点的运动矢量数据也跨过同组像素被内插，产生相应一组像素矢量。然后从衰退因子、该组光栅数据和该组像素矢量通过根据衰退因子沿相应的像素矢量指示的方向内插光栅数据而产生一组运动的直线。在运动模糊化的情况下，模糊化模拟的时变参数包括图形图元的位置。在一个实施例中，发生内插的该组像素是由图形图元的边缘限定的像素。在另一个实施例中，该组像素包括由图形图元限定的所有像素。对于向内爆裂的运动和向外爆裂的运动的特殊情况，在优选实施例中，通过把运动三角替代运动直线而说明向内爆裂的运动，通过把强度值除以重叠的运动直线数目而说明向外爆裂的运动。

本发明的其它目标和优点在阅读完下面具体的描述并参考附图将变得更明显，其中：

图1是根据已有技术的用于实现运动模糊化的方法的流程图；

图2是根据本发明的一个实施例的动态图形图元与它附加的模糊化几何体的描述；

图3是根据本发明的一个实施例的图形显示方法的流程图；

图4是根据本发明的一个实施例的图形显示方法的流程图；

图5是根据本发明的包含非线性运动的运动模糊化技术的描述；

图6a和6b描述本发明的另一实施例，其中模糊化几何体被选择地或普遍地附加于动态图形图元的边缘；

图7a和7b描述本发明的实施例，其包括对包含结构映射的反射图像的物体的有效的时间模糊化；

图7c是图7a和7b的物体中反射的图像的描述；

图8描述图形图元和图形图元附加的包括图7a和7b的反射图像的复合的模糊化几何体；

图9是根据本发明的第二实施例的用于使用运动直线实现运动模糊化的流程图；

图10是图9的模糊化技术的描述，这里图元的边缘上的各个像素与运动直线相关联；

图11是图10的模糊化技术的描述，这里图元的边缘上的各个像素与运动直线相关联；

图12是使用图9的方法的向内爆裂运动的情况的描述；

图13是使用图9的方法的向外爆裂运动的情况的描述；

图14是使用图3，4和9的方法的计算机系统的简化框图。

尽管本发明适合于各种变形和其它形式，其特定的实施例通过图中的示例表示，并且在这里对特定的施例进行具体描述。但是，应该理解这里提供的附图和具体描述并非旨在把本发明限制于公开的特定实施例，而正好相反，目的在于覆盖所有的变形，等同替代和其它可选择的形式都落入后附权利要求限定的本发明的精神和范围之内。

现返回附图，图2，3和4包括显示图形图像的方法的图示和流程，为的是以有效的方式模拟运动、物体形貌、场深或与时间相关的效果。如上面讨论的那样，应用程序可产生包括处于运动(或者，随时间、距离或其它变量而改变)中的一个或多个动态物体和一个或多个静态物体的图形场景。考虑中的显示系统一般包括周期地被更新或刷新的显示屏。显示屏被刷新的速率由显示硬件确定并且通常不受应用程序的控制。使用通常遇到的60Hz的显示屏刷新速率，大约每16．7毫秒(刷新周期)呈现一幅新的屏幕。在包括运动或其它基于时间的变化的许多应用软件中，在刷新周期中动态物体变化明显(在位置或其它方面)。优选使用模糊化技术来模拟在通常至少是与刷新周期一样长的特定时间区间中物体经历的变化。如前面讨论的那样，传统的模糊化技术通常包括整个图形场景以若干预定的区间被再现并且被累积在专用的缓冲器中直到累积的图像最终被传送到帧缓冲器来用于显示的过程。本发明考虑用于改进实现运动模糊化的传统累积技术的效率的技术。图3的流程图描述一种根据本发明的一个实施例的用于实现运动模糊化的方法300。在第一步骤302，需要模糊化的图形场景的各个物体或图形图元(即动态图元)被适当地指定以把动态物体与剩余的静态物体区分开。静态和动态物体的这种指定可在应用程序级上发生或者另一种情况是作为特定的API的一部分发生。在静态和动态物体的指定在步骤302发生后，模糊化技术300包括第二步骤304，其中一个或多个模糊化几何体被附加于在步骤302中被指定为动态图元的各个图元。模糊化附加的几何体的位置、尺寸和属性用来模拟在特定的时间区间中动态物体经历的运动或其它变化。确定适当的模糊化几何体与原来使用的实现动态物体的模糊化的累积技术相比发生地更快并且需要明显地更小的存储器。在把适当的模糊化几何体附加于动态物体后，图形图元和它们的附加的模糊化几何体被存储在(步骤306)帧缓冲器或适合于在显示屏上的随后的显示的其它存储位置。

图2是本发明的一个实施例考虑的模糊化技术的简化的图示，其描述包括在静态周围背底201内的动态图形图元202a和它的附加的模糊化几何体210的图形场景200。尽管描述的场景200仅包括单一一个动态图元202a，可以理解这里描述的技术能够被延伸到多个这样的动态图元。如图3所描述的动态图元202a是由一组顶点206a，206b和206c(通常或集中起来称为顶点206)构成的三角形。三角形图元在各种非常不同的图形渲染方案中被使用，以显示更大图形物体的部分。各对顶点限定图元202a的唯一的边缘204a，204b和204c(通常或集中起来称为边缘204)。原来的图元202b以虚线表示以表示图元202a的原来位置。这样，如果图元202a代表动态图元在时间T的位置，原来的图元202b代表该动态图元在时间T-DELTA的位置，这里DELTA是预定的时间区间。对这个预定的时间区间的适当选择通常是至少与场景200可能在那里显示的显示屏的刷新周期一样长。在这个实施例中，在特定区间中的图元的位置改变在场景200被显示的时间中以最小值显示图元的位置变化。

如联系图3讨论的上述所示的那样，实施例考虑的图形显示方法300包括把诸如图元202a的动态图元与诸如包含场景200中的静态背底201的图元的静态图元区分开。在一个实施例中，动态图元的指定是通过动态矢量的使用来实现的。在该优选的实施例中，动态图元202a的各个顶点206与至少一个运动矢量相关。在一个实施例中，各个顶点204可被指定一个唯一的运动矢量。在另一个实施例中，各个顶点204可从对动态图元202a指定的运动矢量中继承运动矢量。在描述的实施例中，与顶点206a和206b相关的运动矢量分别以参考序号208a和208b指代(同时与顶点206c相关的运动矢量在视图中隐去了)。运动矢量208代表它们的相关顶点206的时变参数的变化。例如，在一个考虑的基于时间的效果是运动的实施例中，运动矢量208的大小和方向指示在特定的时间DELTA区间中它们的相关顶点206的方向和位移。例如，第一运动矢量208a代表在DELTA时间区间中第一顶点206a的方向和位移。使用第一运动矢量208a和第一顶点206a的坐标系，可确定图2中显示的以参考序号212a表示的原来的第一顶点的位置。换言之，第一运动矢量208a从第一顶点206a指向第一个原来的顶点212a，其中第一个原来的顶点212a表示在DELTA时间区间的开始处第一顶点的位置。类似地，第二运动矢量208b从第二顶点206b指向第二个原来的顶点212b。通过图2的观察，从而可以理解顶点206的运动处于与它们的相应运动矢量208相反的方向上。

运动矢量208在应用程序级上与特定的顶点或图元相关，或作为应用程序接口的函数。与非零大小的矢量相关的图元或顶点被指定为动态的而不与非零大小的矢量相关的图元或顶点(或与零大小矢量相关的)被指定为静态的。对于如图2所描述的线性运动的情况，单一运动矢量足以描述它的相关的顶点在时间DELTA区间中的路径。转到图5，动态图元202a的非线性运动的情况被图示出来。非线性运动通过把线性运动情况延伸来包括与各个顶点206相关的多个运动矢量而被模拟。在图5中，例如，第一顶点206a与运动矢量208a，208c，208e和208g相关，而第二顶点206a与运动矢量208b，208d，208f和208h相关。本发明的这种包括非线性运动的情况的延伸类似于公知的使用齿条(spline)来代表曲线的情况。在最简单的实施例中，模糊化几何体210由一个四边形条带来表示，其中第一个四边形211由运动矢量208a和208b界定，第二四边形213由运动矢量208c和208d界定等。

现返回图2，模糊化几何体210被表示为附加于动态图元202a的相应的边缘204a(通常或集中起来称为边缘204)。模糊化几何体210的尺寸和属性代表动态图元202a的与时间相关的参数的改变或变更。例如在模糊化被用于代表运动的情况中，模糊化几何体210的尺寸和属性以最小值代表时间DELTA的特定时间区间中动态图元202a的位置改变。对于正被模糊化的动态图元是三角形的情况，例如图2的动态图元202a，各对顶点206定义图元202a的相应边缘204。在本发明的优选的实施例中，模糊化几何体210被附加于动态图元202a的相应的边缘。在线性运动的情况下，优选的实施例考虑四边形的模糊化几何体，如描述的模糊化几何体210。在这种情况下，模糊化几何体210由模糊化几何体210附加于其上的动态图元202a的边缘204a定义，而且由起始于第一顶点206a并且终止于第一原来顶点212a的第一条直线209a、起始于第二顶点206b并且终止于第二原来顶点212b的第二条直线209b和在第一原来顶点212a与第二原来顶点212b之间延伸的第三条直线209c来限定。分别考虑第一和第二原来顶点206a和206b的坐标以及第一和第二运动矢量208a和208b的方向与大小，这个四边形容易确定并且可在渲染过程的不同阶段被确定。在一个适合于用最小的应用程序开销得到快速的模糊化几何体产生的实施例中，模糊化几何体产生用安装在计算机图形系统的图形适配器中的专用的电路以光栅化级来完成，这一点在下面将具体说明。

模糊化几何体210的属性控制和模糊化在优选实施例中通过把衰退因子与动态图元202a联系一起来完成。优选地，与它的相应边缘204a相邻的模糊化几何体210的属性(诸如色彩、结构坐标和透明度)与边缘204a自身的属性相匹配。然后衰退因子被应用在优选实施例中以随着与边缘204的距离的增加来降低模糊化几何体210上的属性值。从而结果得到的模糊化几何体210看上去从边缘204a向以第三条直线209c代表的后边缘逐渐衰退。从而与边缘204a相邻的模糊化几何体210的色彩与边缘204a处的色彩相匹配(其依次分别从第一和第二顶点206a和206b的色彩属性获得)。衰退因子(或者通过应用程序或作为API管路的一部分)被指定给图元202a并被使用，例如降低远离或移离边缘204a的几何体末端的部分中模糊化几何体210的不透明度(或提高透明度)。由于经这里描述的使用相关衰退因子而得到的衰退效果是与在一个人观看快速运动的物体时感觉到的衰退效果一致，本发明提供一种显示移动物体的有效的机制。基于动态图元202a的属性值、模糊化几何体210的尺寸和衰退因子，整个图形图元的属性信息可用专用的电路快速得到。使用模糊化几何体210得到的模糊化以及这里描述的模糊化技术在更短的时间中产生模糊化效果，并且通过不再需要在大累积缓冲器中累积场景200的多个快速照片而可使用明显地更小的存储器。

前面段落中描述的过程通过图4的流程图被表示出来，其对图3的流程图中的特定实施例400进行了具体化。尤其，过程400是一个对图形场景中的各个物体执行的外循环。开始，根据包括除传统的渲染技术外还包括运动矢量和衰退因子的组合的渲染方法论，对物体进行渲染(步骤402)。然后优选在光栅化级上，使用运动矢量以在步骤404确定考虑的物体是静态的还是动态的(即处于运动中)。如果物体是静态的，物体不需要附加的考虑。但是，如果被考虑的物体是动态的，对物体的每个边缘执行内循环。在内循环中，与各个顶点相关的运动矢量信息与各个顶点的位置、色彩和其它属性一起组合来使用，以计算(步骤406)原来顶点(即在时间T-DELTA的顶点)的位置、色彩和其它属性信息。原来的顶点信息然后被利用来在步骤408生成四边形形式的模糊化几何体(对于线性运动的情况)。在本发明的一个实施例中，对于动态物体的各个边重复内循环。在其它实施例中，如下面将讨论的那样，模糊化几何体仅被附加于动态物体的所选择的边缘。在任一种情况下，对场景中的各个物体重复整个过程，直到所有要求的模糊化几何体已经被附加于它们的相应的边缘并且被存储在帧缓冲器中。

图6a和6b描述本发明的另一种实施例，其中对各个动态物体202a产生的模糊化几何体210的数目是不同的。在图6a描述的实施例中，对动态图元202a的各个边缘204产生模糊化几何体。在这个实施例中，根据上述的方法基于限定模糊化几何体210所附加的边缘204的顶点对产生各个模糊化几何体210。从而，第一模糊化几何体210a被附加于第一边缘204a(由第一和第二顶点206a和206b限定)，第二模糊化几何体210b被附加于第二边缘204b(由顶点206b和206c限定)等。这个实施例具有简单的优点，但在最终从视图中隐去的模糊化几何体产生时可导致性能和质量的降低。图6b的实施例通过把一条附加的信息与各个边缘204相关联并利用这个信息来确定模糊化几何体210是否应该对每个边缘产生而克服这种潜在的缺点。尤其，图6b描述的实施例考虑前缘／尾缘信息与动态图元202a的各个边缘204相关联。为说明的目的，把尾缘限定为在时间DELTA的整个区间中可见的边缘204。在图6b的特定情况中，例如204a是尾缘而边缘204b和204c是前缘。通常不必要也不需要对诸如204b和204c的前缘产生模糊化几何体，因为附加的模糊化几何体在显示的图像中从视图中隐去。这样，在模糊化几何体产生期间忽略前缘是优选的并且是更有效的(在区分前缘需要的时间小于对前缘产生模糊化几何体需要的时间的合理假设下)。但是，即使前缘／尾缘信息的组合实际上减慢了把模糊化几何体附加于动态图元202a的过程，也仅在期望改进最终图像的质量时需要对前缘选择地产生模糊化几何体。图像质量可通过不应被看到的模糊化几何体的出现而损害。这个概念的延伸在图6b中由隐藏的图元600和它的相关的模糊化几何体610进一步被表示出来。深度信息对于图形场景中的各个图元是公知的，诸如物体600的隐藏的物体可从帧缓冲器被删除来消除显示的场景中不希望的单元。

现转到图7a，7b，7c和8，联系本发明考虑了结构映射反射的情况。动态物体和它们的组成图元不总是保持相同的质地外形。在物体表面的反射类可能随物体移动而改变。在使用累积的传统的模糊化方法中，对图形场景的用于产生模糊化效果的各个照片再计算反射的图像。很少需要反射的具体细节。本发明的一个实施例考虑一种对模糊化几何体实现反射图像的方法，该模糊化几何体不需要必须被产生的若干个反射渲染图。该实施例适合于与支持3D结构的渲染系统一起使用，该3D结构使用“s”和“t”代表2D结构坐标，而“r”代表第三个坐标。在这个实施例中，“s”和“t”结构坐标被用来以传统方式索引结构，而使用“r”索引来表征时间而不是空间。在这个方法中，多个反射图像在不同的时间点生成。在线性运动的情况下，如图8所示，产生一对反射图像。尽管描述的示例为简便起见仅使用两个反射图像图示出本发明的实施例，应容易理解可使用两个以上的反射图像。图7a的动态图元202b中所示的第一反射图像代表来自图7c描述的反射图像701中的在特定时间DELTA区间开始处出现在动态图元202a的表面中的反射，而图7b的第二反射图像202a代表在特定时间区间的结束处出现在动态图元202a的表面中的反射(即在当前时间的图元202a的表面中的反射)。通过在整个特定时间区间中均匀分隔开的间隔处渲染附加的反射图像来实现附加水平的精确度。然后这些反射图像被依次装载到3D图像中。模糊化几何体210的“s”和“t”结构坐标接着根据传统的反射映射被限定，同时“r”坐标在模糊化几何体的代表特定时间区间开始的部分上被限定为0．0，并且“r”在模糊化几何体的代表特定区间结束的部分上被限定为1．0。在四边形模糊化几何体的线性运动的情况中，沿图元202a的边缘204a，r=1．0，而在边缘209c，r=0．0。然后，通过设置结构混合操作来使用双线交叉平滑地在初始反射图像与最终的反射图像之间混合反射图像的色彩而对模糊化几何体210的剩余部分产生反射图像。

现转到图9，给出描述根据本发明的另一个实施例的用于使用运动矢量来实现运动模糊化的方法或图像处理技术900的流程图。在图9的流程图和图10-13的描述所表示的实施例中，运动矢量和限定动态图元的各个顶点的属性值利用衰退因子值跨过所有图元(或其一部分)被内插以产生一组运动的直线。尤其参考图9，运动矢量和衰退因子分别在步骤902和904以原来描述的方式与动态图元的各个顶点相关联。然后在步骤906，顶点光栅数据跨过动态图元202a限定的一组像素而被内插。顶点光栅数据包括位置、色彩、结构坐标、透明度和其它适当的信息。光栅数据跨过其被内插的该组像素是依据实施例而定的。在图10所示的需要有效性能(经即快速渲染)的实施例中，该组像素沿图元202a的边缘204被限制于像素。在图11描述的需要优越质量(即更准确的渲染)实施例中，跨其进行内插的该组像素包括包含在图元202a中的所有像素。无论选择的实施例如何，内插过程产生一组内插的像素数据，其中该组数据中的每一个组成单元相应于该组像素的组成单元。在步骤908，对运动矢量执行类似的内插。换言之，与图元202a的顶点相关的运动矢量跨用于步骤906的内插的相同组的像素被内插，以产生一组相应于该组像素的内插运动矢量。尽管图9清晰地表示了内插步骤906和908，可以理解这些步骤实质上依据执行而被合成一起。在顶点光栅数据和运动矢量信息的内插完成后，限定的像素组中的各个像素具有相关的运动矢量和光栅信息。然后该信息沿与衰退因子相关联的运动矢量的方向被内插以产生一组沿运动矢量方向(即沿与运行方向相反的方向)逐渐变弱的并导致相关的图元202a的模糊化的运动直线。图12和13描述应用实现运动模糊化的这个图像处理技术900的需要特殊考虑的特定的情况。图12表示向内爆裂运动的情况，其中在时间区间DELTA的结束处图元202a的尺寸小于在区间开始处的尺寸。在这种情况下，在方法900的步骤910产生的运动直线沿不同方向放射，产生通常对要求的目的而言不足够地反转的星爆效果。为说明这种情况，本发明的一个实施例考虑配置由相邻的运动直线限定的并在图12中以附图标记230表示出来的运动三角形。这些三角形230可通过保持前面的像素的运动直线信息来适当地配置。相比之下，图13表示其中在区间DELTA的结束处图元202a的尺寸大于在区间开始处的尺寸的向外爆裂运动。在这种情况下，运动直线215汇合并可能在运动直线215的终止点附近重叠。在这种情况下，重叠运动直线将趋向于不希望地放大相应于一个以上的运动直线的像素的强度。为抵抗这个效果，向外爆裂运动的情况通过缩小直线来说明，从而直线在宽度上比一个像素窄。由于少量像素是不可利用的，这个效果可通过按因子1／N缩小运动直线像素的不透明度来实现，这里N代表相应于给出的像素的重叠的直线的数目。例如，如果给出的像素相应于3个运动直线215，内插的像素的不透明度可乘以1／3来用于各个重叠的运动直线，产生适当强度的像素。

现转到图14，描述了适合于执行相对于图2-13描述的模糊化技术的代表性的计算机系统140的简化框图。系统140包括一个或多个分别耦合于主机总线144的处理单元142a…142n。系统存储器146是经存储器控制单元145可从主机总线144可访问的，其可作为不连续地装置来实施或者集成到处理单元142或总线桥接器148中。总线桥接器148驻留在主机总线144与外围总线150之间并且促进两种总线之间的通信。外围总线150优选与基于计算机系统的微处理器领域公知的诸如PCI、MAC或EISA体系的各种工业标准外围总线中的任何一种一致。根据本发明的图形适配器152被连接于外围总线150并且促进驻留在系统存储器146中的应用程序产生的图形场景的渲染。图形适配器152优选包括内部存储设备或存储器，还包括诸如图形适配器152通过其与外围总线150进行通信的外围总线接口的各种内部电路(在图中未示出)。图形适配器152还包括适合于允许适配器152来管理帧缓冲器153的帧缓冲器接口。帧缓冲器153是用于存储用于在显示装置156上显示的图形图像的数字表示的特殊目的的存储设备。视频控制器154适合来用存储在帧缓冲器153中的图像来刷新显示装置156。视频控制器154可组装在图形适配器152中，或者另一种情况是可包括不连续的装置。类似地，帧缓冲器153可组装到图形适配器152中或者在视频控制器154中。图形适配器152还包括用以执行相对于图3，4和9描述的方法的适当的装置。对于在图3和4的模糊化几何体方法指出的实施例，图形适配器152可包括专用的模糊化几何体产生电路或存储在图形适配器存储设备上的计算机指令形式的并且适合于由适配器152的处理单元执行的软件，或包括电路和软件的组合。在这个实施例中，适配器152的模糊化几何体产生器被配置来识别动态图元(即要求模糊化的图元)并且响应与此来确定并附加适当的模糊化几何体于动态图元的要求的边缘。另一种情况是，相对于图3和4描述的相对简单的模糊化几何体方法允许它们被适当地内置在存储于系统存储器145的应用程序中。在前面相对于图9描述的用于实现模糊化的图像处理方法指向的实施例中，图形适配器152优选包括运动矢量检测、内插和运动直线产生电路以产生适当的运动直线。尽管图形处理方法可想象地可被组装到应用程序中，可以理解更优选的是在硬件中以像素级执行相对复杂的图形处理方法。

对熟悉具有本发明的内容的优点的技术领域的技术人员而言，显然本发明考虑了一种实现诸如运动模糊化的基于时间的图形效果的有效的方法、装置和系统。可以理解具体说明和附图所描述和表示的本发明的形式只是作为当前的优选示例。本发明意在由下面的权利要求在最广泛意义上包含这里所公开的优选实施例的所有的变形。

Claims (20)

1．一种图形显示方法，包括：

把运动矢量与图形图元的各个顶点相关联，其中运动矢量代表相关顶点的时变参数的变化；

把衰退因子与图形图元相关联；

跨过由图形图元限定的一组像素内插图形图元顶点的光栅数据以产生一组光栅数据，其中该组光栅数据的各个成员与该组像素的相应的成员是相关联的；

跨过该组像素内插图形图元顶点的运动矢量数据以产生一组相应的像素矢量；

从衰退因子、该组光栅数据和该组像素矢量通过沿根据衰退因子的相应的像素矢量代表的方向产生一组运动直线。

2．如权利要求1的方法，其特征在于时变参数包括图形图元的位置。

3．如权利要求1的方法，其特征在于该组像素包括图形图元的边缘限定的像素。

4．如权利要求1的方法，其特征在于该组像素包括图形图元限定的所有像素。

5．如权利要求1的方法，还包括在向内爆裂运动情况下渲染由相邻的运动直线限定的运动三角。

6．如权利要求1的方法，还包括在向外爆裂运动情况下确定运动直线的部分线条厚度并基于前述部分厚度增加各个运动直线的透明度。

7．一种计算机系统，包括：

至少一个连接于主机总线的处理单元；

一个从主机总线可访问的系统存储器；

一个在主机总线与外围总线之间耦合的总线桥接器，其中总线桥接器适合于促进主机总线与外围总线之间的通信；

一个耦合于总线桥接器的图形适配器，其中该适配器被配置来：

把与图形图元的顶点相关联的光栅数据跨过由图形图元限定的一组像素内插以产生相应的一组光栅数据；

把与各个图形图元顶点相关联的运动矢量数据跨过该组像素内插以产生相应的一组像素矢量，其中运动矢量数据代表一个相关的顶点的时变参数；及

从与图形图元相关联的衰退因子、该组光栅数据和该组像素矢量通过沿根据衰退因子的相应的像素矢量所代表的方向内插光栅数据而产生一组运动直线；

一个适合于存储图形图元和该组运动直线的帧缓冲器；及

一个适合于用代表帧缓冲器内容的图像刷新显示屏幕的视频控制器。

8．如权利要求7的计算机系统，其特征在于时变参数包括顶点的位置。

9．如权利要求7的计算机系统，其特征在于该组像素包括图形图元的边缘限定的像素。

10．如权利要求7的计算机系统，其特征在于该组像素包括图形图元限定的所有像素。

11．如权利要求7的计算机系统，其特征在于所述适配器还被配置来在向内爆裂运动情况下渲染由相邻的运动直线限定的运动三角。

12．如权利要求7的计算机系统，其特征在于所述适配器还被配置来在向外爆裂运动情况下确定各个运动直线的部分线条厚度并根据相邻的运动直线重叠的上述部分厚度增加各个运动直线的透明度。

13．一种图形适配器，包括：

一个配置来促进与计算机的外围总线的通信的总线接口；

用于把与图形图元的顶点相关联的光栅数据跨国由图形图元限定的一组像素内插以产生相应的一组光栅数据的装置；

用于把与各个图形图元顶点相关联的运动矢量数据跨国一组相应的像素矢量内插的装置，其中运动矢量数据代表相关顶点的一个时变参数；及

应用与图形图元相关的衰退因子、该组光栅数据和该组像素矢量通过沿根据衰退因子的相应的像素矢量代表的方向内插光栅数据的把一组运动直线附加于图形图元；及

一个适合于把图形图元和附加的运动直线存储在计算机系统的帧缓冲器中的帧缓冲器接口。

14．如权利要求13的图形适配器，其特征在于所述适配器装置包括一个运动直线产生器电路。

15．如权利要求13的图形适配器，其特征在于该装置包括与适合于由图形适配器处理器执行的计算机指令一起配置的图形适配器存储设备。

16．如权利要求13的图形适配器，其特征在于时变参数包括相关顶点的位置。

17．如权利要求13的图形适配器，其特征在于该组像素包括图形图元的边缘限定的像素。

18．如权利要求13的图形适配器，其特征在于该组像素包括图形图元限定的所有像素。

19．如权利要求13的图形适配器，其特征在于所述适配器还被配置来在向内爆裂运动情况下渲染由相邻的运动直线限定的运动三角。

20．如权利要求13的图形适配器，其特征在于所述适配器还被配置来在向外爆裂运动情况下确定各个运动直线的部分线条厚度并根据相邻运动直线重叠的部分的厚度增加各个运动直线的透明度。

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