CN1512449A

CN1512449A - 圆形旋转与缩放的处理系统及其方法

Info

Publication number: CN1512449A
Application number: CNA021583692A
Authority: CN
Inventors: 刘文涵; 宋建福; 叶宝军
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Inventec Corp
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2004-07-14

Abstract

本发明涉及一种图形旋转与缩放的处理系统及其方法，仅需使用单一图片即可产生旋转、放大及缩小效果的图形处理技术，主要针对变换后的图形中的像素作逆序的旋转、放大及缩小的计算，从而得到该像素在变换前的图形区域中的位置，再依所计算出位置获取所需像素的数据，并进行后续的影像处理，以达成各类图形的动态变换效果。

Description

图形旋转与缩放的处理系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种图形动态显示系统及其方法，特别涉及一种针对单一图片旋转与放大缩小的处理系统及其方法。

背景技术

以往在制作图形动画时，往往需要事先准备很多图片，利用图片快速播放产生的视觉暂留，达成连续的动态效果，这种做法，事前要将所欲显示的特别效果绘制成一幅幅的图片影像，制作时再快速地动态显示每幅图片，这样需要绘制大量图片影像，十分浪费时间及人力，耗费在人力及其准备上的时间相当可观。

且由于图片数量庞大，系统加载时间长，又会占用多数内存空间，使得系统执行效能降低。更因受限于系统效能，使影像所能旋转的角度及放大与缩小的倍率范围有限，无法连续、平滑地旋转、缩小和放大，所有动态旋转、缩小和放大的动作均需利用人力重复绘制来达成，在科技发达的今天，此举实在是非常不具经济效益，因此，面对这种状况，实在非常需要一个简易、便利的方法来解决此一问题。

发明内容

有鉴于此，本发明为解决上述问题而提出一种图形旋转与缩放的处理系统及其方法，达到使用单一图片即产生旋转及放大缩小的效果。本发明主要技术构思为先根据变换后的图形中的每一像素位置，以逆序的方式计算图形中各像素旋转、放大及缩小前的位置，再依所计算出的位置进行后续的影像处理。

本发明的目的在于提出一图形旋转处理系统及其方法，首先读取输入影像及预先设定的旋转角度，再以此旋转角度为基准，对变换后图形的每一像素位置逆序计算输入影像的像素旋转前位置，若确认旋转前位置像素数据未超出范围，则以此输入影像位置的像素数据填充该位置的像素数据；若旋转后位置像素数据已超出范围，则使用一填充色填充该位置的像素数据。

本发明的次一目的在于提出一图形缩放处理系统及其方法，首先读取输入影像及所设定的缩放倍数，再以此缩放倍数为基准，对变换后图形的每一像素位置进行逆序计算，算出输入影像放大前的位置，并使用原位置的像素数据做为像素数据。

具体地讲，本发明公开了一种图形旋转处理方法，应用于单一图形的旋转更新，该图形旋转处理方法包括下列步骤：

读取一输入影像及一设定旋转角度；

以该旋转角度为基准，计算该输入影像的一像素(pixel)的一旋转前位置；

确认该旋转前位置的该像素数据未超出原先范围；及

获取原位置的该像素数据取代该旋转后位置的该像素数据。

所述的图形旋转处理方法，其中在处理完该输入影像的所有像素后，还包括重新显示该输入影像的步骤。

所述的图形缩放处理方法，其中该旋转前位置以该输入影像旋转后的该像素乘以一旋转矩阵计算。

所述的图形缩放处理方法，其中该旋转矩阵以该旋转角度为基准。

所述的图形缩放处理方法，其中该旋转矩阵的元素可由零、正弦函数值和余弦函数值的组合中任意择一。

本发明还公开了一种图形缩放处理方法，应用于单一图形的放大缩小，该图形缩放处理方法包括下列步骤：

读取一输入影像及一设定缩放倍数；

以该缩放倍数为基准，计算该输入影像的一像素的一放大前位置；及

以该放大前位置的原数据作为该像素数据。

所述的图形缩放处理方法，其中该放大前位置以该输入影像的该像素乘以一缩放矩阵计算的。

所述的图形缩放处理方法，其中该缩放矩阵以该缩放倍数为基准。

本发明还公开了一种图形处理系统，应用于单一图形的旋转与缩放，其特征在于，该图形处理系统包括：

一初始化模块，用以计算一输入影像的一像素的一设定旋转角度的函数值；

一位置计算模块，以该设定旋转角度为基准，计算该像素变换前的位置；

一图形处理模块，用以处理该像素变换后超出图形范围部分。

所述的图形处理系统，其中该像素变换前的位置以该输入影像的该像素乘以一旋转矩阵计算。

所述的图形缩放处理方法，其中该旋转矩阵以该设定旋转角度为基准。

有关本发明的详细内容及概念，将配合附图说明如后。

附图说明

图1为本发明所提出的系统架构图；

图2为本发明所提出的流程图；

图3为本发明所提出的旋转前效果示意图；及

图4为本发明所提出的旋转后效果示意图。

附图标记说明

100图形动态处理系统

110初始化模块

120位置计算模块

130图形处理模块

步骤200读取输入影像及设定旋转角度

步骤210计算所需旋转角度对应的正弦函数和余弦函数值

步骤220计算输入影像的各像素旋转前位置

步骤230超出原先范围

步骤240以原位置的像素数据取代此旋转后位置的像素数据

步骤250用填充色取代旋转后位置的像素数据

步骤260处理完所有像素

步骤270重新显示处理后的影像

具体实施方式

本发明提出一种图形动态处理系统100，可应用于二维图形的动态显示，而且可进行旋转及缩放等影像处理，请参阅图1，此图形动态处理系统100包括：(1)初始化模块110；(2)位置计算模块120；(3)图形处理模块130，分别说明如下：

(1)初始化模块110，用以计算一像素(pixel)的设定旋转角度的函数值，即，事先计算360度中各角度的正弦(sine)函数值及余弦(cosine)函数值。

(2)位置计算模块120，根据像素变换后的位置，计算像素变换前的位置，即将变换后位置乘以旋转矩阵，以得出变换前的位置矩阵。或将变换后位置乘以缩放矩阵，以改变图形中像素的大小。其中，旋转矩阵以正弦(sine)函数值及余弦(cosine)函数值为基准。本发明使用的旋转矩阵及缩放矩阵如下：

x，y：图形变换后的像素位置

x′，y′：图形变换前的像素位置

旋转矩阵：

x′＝cosθ·x+sinθ·y

y′＝-sinθ·x+cosθ·y

旋转/缩放矩阵：

x′＝s·x

y′＝s·y

缩放矩阵：

x′＝s·(cosθ·x+sinθ·y)

y′＝s·(-sinθ·x+cosθ·y)

(3)图形处理模块130，用以处理变换后像素的像素数据。当变换后的像素超出原有图形的范围时，对该超出范围的部分作透明处理。若变换后的像素未超出原有图形范围时，则以旋转前位置的像素数据取代原位置的像素数据。

本发明以一较佳实施例说明本发明所提出的方法的具体可行性，请参阅图2，此图为本发明所提出的流程图，用以说明转换影像角度的主要处理流程，其说明如下：

首先，读取一输入影像及一设定旋转角度(步骤200)，利用初始化模块110，计算所需旋转角度对应的正弦函数和余弦函数值(步骤210)，待计算完所需使用的正弦函数和余弦函数值后，再使用位置计算模块120，将输入影像的各像素旋转后位置乘以旋转矩阵或缩放矩阵，计算输入影像的各像素在旋转前的位置(步骤220)，并使用图形处理模块130，判断此位置是否超出原先图形的范围(步骤230)，若确认此旋转后位置并未超出原有图形的范围，则以原有图形对应位置的像素数据取代旋转后位置的像素数据(步骤240)；若此旋转前位置已超出范围，则用填充色取代旋转后位置像素数据(步骤250)，如此重复上述步骤，直至处理完所有像素(步骤260)后，再重新显示处理后的影像(步骤270)。

请参阅图3，此图为本发明所提出的示意图，为50*50像素，假设此图右上角的端点坐标为(24，24)，左上角的端点坐标为(-25，24)，右下角的端点坐标为(24，-25)，左下角的端点坐标为(-25，-25)，若将此图旋转30度，则可先对此图中每一像素进行运算，首先，使用初始化模块110计算30度的正弦(sine)函数值及余弦(cosine)函数值：

cos30°＝0.866，sin30°＝0.5

x′＝0.866·(-25)+0.5·24＝-10

y′＝-0.5·(-25)+0.866·24＝33

(x′，y′)＝(-10，33)

由于(-10，33)超出范围，所以用透明色填充。

x′＝0.866·(-9)+0.5·11＝-2

y′＝-0.5·(-9)+0.866·11＝14

(x′，y′)＝(-2，14)

(-2，14)未超出范围，将(-2，14)位置处的像素填充至该位置，取代原始像素。处理完所有像素后，变换后的图形如图4所示。

另外，本发明再以一实施例说明本发明所提出的方法，假设有一唐诗转盘游戏软件，此游戏软件执行画面有一唐诗选择框图，当使用者选择正确时，则旋转该框图，显示下一句，旋转当中则进行透明处理，假定此唐诗选择框图执行时以5度为一单位，且无放大缩小(s＝1)，则此时使用本发明的方法，首先以初始化模块计算以5度为一单位的正弦(sine)函数值及余弦(cosine)函数值，由图形的左上角开始，计算每一像素旋转5度的位置，若所得位置超出范围则填充为透明色，若未超出，则以计算后位置的像素取代原始像素，当所有像素均处理完成后，再重新进行显示。再通过加入一计时模块，则可使此唐诗游戏连续执行和持续旋转。

通过上述对本发明的技术方案的分析，可得出本发明方法在实际应用中有许多的优点：

同类型图片需求数量可降低至一张，节省时间及人力；

加载时间短，不会占用庞大内存空间；

可无限放大、缩小及旋转，达成各种动态显示的特别效果。

虽然本发明以前述的较佳实施例公开，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围内，当可作一些更动与润饰，因此本发明的专利保护范围以权利要求为准。

Claims

1.一种图形旋转处理方法，应用于单一图形的旋转更新，其特征在于，该图形旋转处理方法包括下列步骤：

读取一输入影像及一设定旋转角度；

确认该旋转前位置的该像素数据未超出原先范围；及

获取原位置的该像素数据取代该旋转后位置的该像素数据。

2.如权利要求1所述的图形旋转处理方法，其特征在于，在处理完该输入影像的所有像素后，还包括重新显示该输入影像的步骤。

3.如权利要求1所述的图形缩放处理方法，其特征在于，该旋转前位置以该输入影像旋转后的该像素乘以一旋转矩阵计算。

4.如权利要求3所述的图形缩放处理方法，其特征在于，该旋转矩阵以该旋转角度为基准。

5.如权利要求3所述的图形缩放处理方法，其特征在于，该旋转矩阵的元素可由零、正弦函数值和余弦函数值的组合中任意择一。

6.一种图形缩放处理方法，应用于单一图形的放大缩小，其特征在于，该图形缩放处理方法包括下列步骤：

读取一输入影像及一设定缩放倍数；

以该放大前位置的原数据作为该像素数据。

7.如权利要求6所述的图形缩放处理方法，其特征在于，该放大前位置以该输入影像的该像素乘以一缩放矩阵计算的。

8.如权利要求7所述的图形缩放处理方法，其特征在于，该缩放矩阵以该缩放倍数为基准。

9.一种图形处理系统，应用于单一图形的旋转与缩放，其特征在于，该图形处理系统包括：

一位置计算模块，以该设定旋转角度为基准，计算该像素变换前的位置；及

10.如权利要求9所述的图形处理系统，其特征在于，该像素变换前的位置以该输入影像的该像素乘以一旋转矩阵计算。

11.如权利要求10所述的图形缩放处理方法，其特征在于，该旋转矩阵以该旋转角度为基准。