FI117579B

FI117579B - Menetelmä, laite ja tietokoneohjelma tietokoneavusteisen polygonimallin prosessointiin

Info

Publication number: FI117579B
Application number: FI20030075A
Authority: FI
Inventors: Juha Paaso
Original assignee: Cadfaster Oy
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2006-11-30
Also published as: FI20030075A0; US20060152521A1; EP1588329A1; FI20030075A; WO2004066217A1

Description

: 1 117579

Menetelmä, laite ja tietokoneohjelma tietokoneavusteisen po-lygonimallin prosessointiin

Ala

Keksinnön kohteina ovat menetelmä tietokoneavusteisen polygoni-5 mallin prosessointiin, laite tietokoneavusteisen polygonimallin prosessointiin, ja tietokoneohjelma polygonimallin prosessointiin.

Tausta

Tietokoneavusteinen grafiikka edellyttää käytettäviltä laitteilta mittavia laskenta- ja muistiresursseja. Eräs tapa vähentää mainittujen resurssien 10 tarvetta on hyödyntää graafisissa esityksissä erilaisia polygonimalleja, joissa

graafisia rakennekokonaisuuksia generoidaan kuvaelementtien avulla. Kuva- Y

elementit voivat olla esimerkiksi kolmioita.

Tunnetun tekniikan mukaisissa tietokonesovelluksissa polygonimalli muodostetaan ääripistetietorakenne, joka voi olla esimerkiksi tai taulukko-, 15 puu- tai listarakenteinen, joka ääripistetietorakenne sisältää polygonimallin kuvaelementtien ääripisteet. Lisäksi muodostetaan indeksitietorakenne, joka voi | olla taulukko-, puu- tai listarakenteinen, jonka indeksitietorakenteen alkiot liittä- l vät ääripistetietorakenteen sisältämät ääripisteet polygonimallin kuvaelement-teihin. Polygonimallia joudutaan kuitenkin modifioimaan esimerkiksi rajallisista 20 tietokoneresursseista johtuen. Modifioinnissa polygonimallista poistetaan tai ί . , polygonimalliin lisätään kuvaelementtejä. Tunnetussa tekniikassa polygonimal- • · · ; Iin modifiointi toteutetaan muuttamalla polygonimallin graafisesti esitettävien : " kuvaelementtien lukumäärää järjestelemällä uudelleen ääripistetietorakenteen • · · alkioita siten, että vain halutut ääripistetietorakenteen alkiot esitetään graafi-25 sesti.

Tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa epäkohtina ovat ääripis-tetietorakenteen käsittelyn raskaus erityisesti graafisen informaation piirtovai- • * · heessa. Tämä aiheuttaa teknisen pullonkaulan graafisen informaation käsitte- . lyn nopeudessa ja rajoittaa käsiteltävän graafisen informaation kokoa.

* · · * * * ' ···, :...* 30 Lyhyt selostus • !v :Y: Keksinnön tavoitteena on toteuttaa parannettu menetelmä tietoko- .1; neavusteisen polygonimallin prosessointiin, parannettu laite tietokoneavuste!- * · · sen polygonimallin prosessointiin, ja parannettu tietokoneohjelma polygonimal- • * !;··/ Iin prosessointiin.

* · · • * • · 2 : 117579

Keksinnön erään puolena esitetään menetelmä tietokoneavusteisen polygonimallin prosessointiin. Menetelmässä muodostetaan lineaarinen ääri-pistetaulukko, joka on staattinen, ja joka sisältää polygonimallin kuvaelementtien ääripisteet; muodostetaan lineaarinen indeksitaulukko, jonka alkiot määritte- % 5 levät polygonimallin kuvaelementit osoittamalla kunkin kuvaelementin ääripis-teisiin, ja joka lineaarinen indeksitaulukko käsittää aktiivisen osan, jonka alkioiden määrittämät kuvaelementit sisältyvät polygonimallin graafisesti esitettävään osaan; ja modifioidaan indeksitaulukon aktiivista osaa polygonimallin graafisesti esitettävään osaan sisältyvien kuvaelementtien muuttamiseksi in-10 deksitaulukon lineaarisuus säilyttäen.

Keksinnön erään puolena esitetään laite tietokoneavusteisen poly-gonimailin prosessointiin. Laite käsittää lineaarisen ääripistetaulukon, joka on staattinen, ja joka sisältää polygonimallin kuvaelementtien ääripisteet; lineaarisen indeksitaulukon, jonka alkiot määrittelevät polygonimallin kuvaelementit 15 osoittamalla kunkin kuvaelementin ääripisteisiin, ja joka lineaarinen indeksitaulukko käsittää aktiivisen osan, jonka alkioiden määrittämät kuvaelementit sisältyvät polygonimallin graafisesti esitettävään osaan; ja modifiointiyksikön modifioida indeksitaulukon aktiivista osaa polygonimallin graafisesti esitettävään osaan sisältyvien kuvaelementtien muuttamiseksi lineaarisen indeksitaulukon 20 lineaarisuus säilyttäen.

Keksinnön erään puolena esitetään tietokoneohjelma polygonimallin prosessointiin. Tietokoneohjelma käsittää lineaarisen ääripistetaulukon, joka - : on staattinen, ja joka sisältää polygonimallin kuvaelementtien ääripisteet; line- ;·. aarisen indeksitaulukon, jonka alkiot määrittelevät polygonimallin kuvaelemen- • · · 25 tit osoittamalla kunkin kuvaelementin ääripisteisiin, ja joka lineaarinen indeksi- • · taulukko käsittää aktiivisen osan, jonka alkioiden määrittämät kuvaelementit sisältyvät polygonimallin graafisesti esitettävään osaan; ja tietokoneella suori- > ·* tettavat komennot modifioida indeksitaulukon aktiivista osaa polygonimallin graafisesti esitettävään osaan sisältyvien kuvaelementtien muuttamiseksi line-30 aarisen indeksitaulukon lineaarisuus säilyttäen.

Keksinnön edullisia suoritusmuotoja kuvataan epäitsenäisissä pa-tenttivaatimuksissa.

* · ·

Keksintö perustuu siihen, että polygonimallin graafisesti esitettävää osaa muokataan modifioimalla lineaarista indeksitaulukkoa lineaarisen ääripis- • * *·;·* 35 tetaulukon pysyessä muuttumattomana ja lineaarisen indeksitaulukon säilyes- sä lineaarisena.

* * * * * • * * • * • · ’ *· : 3 117579 ;

Keksinnön mukaisella menettelyllä saavutetaan useita etuja. Menettelyllä polygonimallin graafisesti esitettävän osan kokoa voidaan muuttaa hyvin nopeasti vastaamaan laitteistovaatimuksia. Lineaarinen indeksitaulukko ja lineaarinen ääripistetaulukko käytettyinä tietorakenteina mahdollistavat poly-5 gonimallin tehokkaan esitysmuodon, johon kohdistuvat muokkaukset ja graafinen esittäminen voidaan suorittaa tehokkaasti.

Kuvioluettelo

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa > 10 kuvio 1A esittää esitetyn ratkaisun erään suoritusmuodon mukaisen polygonimallin, kuvio 1B esittää esitetyn ratkaisun erään toisen suoritusmuodon mukaisen polygonimallin, kuvio 2 esittää esitetyn ratkaisun erään suoritusmuodon mukaisen 15 tietorakenteen, : kuvio 3 on vuokaavio, joka havainnollistaa esitetyn ratkaisun suoritusmuotoja, ja kuvio 4 on yksinkertainen lohkokaavio, joka havainnollistaa esitetyn ratkaisun erään suoritusmuodon mukaista laitetta.

20 Suoritusmuotojen kuvaus . . Viitaten kuvioon 1A tarkastellaan esitetyn ratkaisun mukaisen erään : suoritusmuodon mukaista polygonimallia 100A. Esitetyssä esimerkissä tarkas- • * Ί*

: ** ' teilaan kaksiulotteista polygonimallia 100A, jonka kuvaelementit 130A-142A

··* * ovat kolmioita. Polygonimalli on kokoelma kuvaelementtejä, joiden avulla esite- *·· 25 tään haluttu graafinen objekti kuten esimerkiksi geometrinen kuvio. Esitetty :**): ratkaisu ei kuitenkaan rajoitu kaksiulotteiseen polygonimalliin, vaan kyseessä :***: voi olla myös useampiulotteinen polygonimalli.

• · ·

Polygonimallin 100A kuvaelementit 130A, 132A, 134A, 136A, 138A, . .·. 140A, 142A määräytyvät ääripisteistä 110A, 112A, 114A, 116A, 118A, 120A, .···. 30 122A yhdistettäessä ääripisteet 110A-122A halutulla tavalla. Kukin ääripiste a · "* 110A-122A voi toimia ääripisteenä useammalle kuin yhdelle kuvaelementille • * *V.: 130A-142A. Ääripiste tunnetaan myös nimellä vertex, ja ääripistetaulukko ni- • · mellä vertex-taulukko.

a a a .··*. Kuviossa 1B esitetään kuvion 1A polygonimallin graafinen esitys • · 35 1 00B polygonimallin 100A graafisesti esitettävän osan kuvaelementtien modi- a « • · ! 4 117579 fioinnin jälkeen. Polygonimallin ääripisteet 110A-122A ovat pysyneet muuttumattomina modifioinnissa, mutta ääripisteiden 110A-122A kytkeytyneisyysin-formaatio on muuttunut siten, että ääripistettä 122A ei kuviossa 1B liitetä mihinkään kuvaelementtiin. Modifikaation seurauksena polygonimallin graafisesti 5 esitettävästä osasta häviää kaksi kolmiota, ja kolmiot 130A, 132A, 138A ja 142A korvautuvat kolmioilla 130B, 132B, ja 138B. Tällöin polygonimallin 100A ääripisteeseen 122A liittyvä särmä 120A-122A on romahtanut, ja särmän romahtamisessa muodostunut aukko on täytetty muuttamalla polygonimallin kyt-keytyneisyysinformaatiota. Modifikaation tuloksena polygonimallin yksityiskoh-10 taisuus on muuttunut, mutta visuaalinen ulkoasu säilynyt tunnistettavana. Vastaavalla tavalla poistamalla tai lisäämällä ääripisteitä polygonimallin esitettävästä osasta ja muuttamalla ääripisteiden kytkeytyneisyysinformaatiota polygonimallin graafista ilmentymää voidaan yksityiskohtaistaa tai karkeistaa.

Kuviossa 3 esitetään esitetyn ratkaisun mukaisen menetelmän suo-15 ritusmuotoja vuokaavion avulla. Menetelmä aloitetaan 300:ssa ja lopetetaan 390:ssa.

Esitetyssä ratkaisussa polygonimalli saadaan aikaan siten, että muodostetaan 310:ssa lineaarinen ääripistetaulukko, joka on staattinen, ja joka sisältää polygonimallin kuvaelementtien ääripisteet. Lisäksi muodostetaan 20 320:ssa lineaarinen indeksitaulukko, jonka alkiot määrittelevät polygonimallin kuvaelementit osoittamalla kunkin kuvaelementin ääripisteisiin, ja joka lineaarinen indeksitaulukko käsittää aktiivisen osan, jonka alkioiden määrittämät ku-: vaelementit sisältyvät polygonimallin graafisesti esitettävään osaan. Polygoni- * mallin graafisesti esitettävä osa määrää polygonimallin visuaalisen ulkoasun.

• · · 25 Polygonimallin käyttämä kuvainformaatio on alunperin muodostettu esimerkiksi * * ::: jossakin grafiikkasovelluksessa.

I;·;’ Kuviossa 2 tarkastellaan esimerkkiä lineaarisesta ääripistetaulukos- « · · : ta 202, joka sisältää kolmiulotteisen polygonimallin kuvaelementtien ääripis- teet 210, 220, 230 ja 240. Kukin ääripiste 210, 220, 230 ja 240 muodostuu pe-30 rakkain keskenään ennalta tunnettuun järjestykseen sijoitetusta x-, y- ja z- ää-ripistekoordinaatista, jolloin kunkin ääripisteen 210, 220, 230, 240 osoittami-seksi riittää tieto kyseisen ääripisteen 210, 220, 230, 240 yhden ääripistekoor-dinaatin sijainnista lineaarisessa ääripistetaulukossa 202. Esimerkiksi ääripis-teen 210 ääripistekoordinaatit ovat 212, 214 ja 216. Ääripisteet 210, 220, 230 φ · *·;·* 35 ja 240 voivat sijaita keskenään missä tahansa kohtaa lineaarista ääripistetau- lukkoa 202, kunhan ääripisteiden 210, 220, 230, 240 sijainti on tiedossa.

• · · • · · • · * · '5 117579

Eräässä suoritusmuodossa lineaarisen ääripistetaulukon 202 alkiot ovat liukulukuja. Ääripisteiden lukumäärä 210, 220, 230, 240 riippuu polygonimallin koosta ja käytettävästä tietokoneen muistikapasiteetista.

Esitetyssä ratkaisussa lineaarinen ääripistetaulukko 202 on staatti- f 5 nen. Lineaarisen ääripistetaulukon 202 lineaarisuus tarkoittaa tässä yhteydessä sitä, että ääripistetaulukko 202 on yksiulotteinen taulukko, jonka alkiot muodostavat katkeamattoman tietorakenteen muistiavaruudessa. Lineaarisen ääripistetaulukon 202 staattisuus tarkoittaa tässä yhteydessä sitä, että lineaarinen ääripistetaulukko 202 pysyy muuttumattomana kutakin polygonimallia proses-10 soitaessa. Täten lineaarisen ääripistetaulukon 202 kunkin ääripisteen 210, 220, 230, 240 ääripistekoordinaatin muistiosoitus säilyy muuttumattomana.

Kuviossa 2 esitetään esimerkki lineaarisesta indeksitaulukosta 260, jonka sisältämät alkiot 262, 264, 266, 268, 270, 272, 274 määrittelevät polygonimallin kuvaelementit. Kukin indeksitaulukon 260 alkio 262-274 osoittaa 15 johonkin lineaarisen ääripistetaulukon 202 ääripisteeseen 210, 220, 230, 240 siten, että kyseiseen lineaarisen indeksitaulukon 260 alkioon assosioitavan ^ kuvaelementin yksi särmä piirretään osoitetun ääripisteen 210, 220, 230, 240 kautta. Oletetaan esimerkiksi, että kolmion muotoinen kuvaelementti määräy- 7 tyy ääripisteistä 210, 230 ja 240. Tällöin lineaarisessa indeksitaulukossa 260 : 20 on kolme viitettä lineaariseen ääripistetaulukkoon 202, ja kuvaelementti määritellään lineaarisen indeksitaulukon 260 avulla siten, että esimerkiksi lineaarisen indeksitaulukon 260 alkio 262 osoittaa lineaarisen ääripistetaulukon 202 ]f : muistipaikkaan, joka sisältää ääripisteen 210 koordinaatit 212, 214 ja 216.

··! * Vastaavasti esimerkiksi lineaarisen indeksitaulukon 260 alkio 264 osoittaa li- • «· : '.f 25 neaarisen ääripistetaulukon 202 muistipaikkaan, joka palauttaa ääripisteen 7 • · 220 koordinaatit 222, 224 ja 226. Lisäksi esimerkiksi lineaarisen indeksitaulu- • · [;*;* kon 260 alkio 266 osoittaa lineaarisen ääripistetaulukon 202 muistipaikkaan, • · · ^ : joka palauttaa ääripisteen 230 koordinaatit 232, 234 ja 236. Eräässä suoritus- muodossa saman kuvaelementin määrittävät lineaarisen indeksitaulukon 260 30 alkiot ovat perättäin lineaarisessa indeksitaulukossa 260. Lineaarisen indeksi- taulukon 260 alkiot ovat kokonaislukumuuttujia.

Polygonimalli voidaan esittää muodossa (ny,V,n,,l), missä tauluk- * · · t.\t ko V on lineaarinen ääripistetaulukko, I on lineaarinen indeksitaulukko, indeksi nt on indeksien lukumäärä indeksitaulukossa, ja indeksi nv on ääripisteiden • · *·;·* 35 lukumäärä ääripistetaulukossa.

• · t t · • · • * * ···' • · • · 6 117579

Esitetyssä ratkaisussa lineaarinen indeksitaulukko 260 käsittää aktiivisen osan 280, jonka alkioiden 262-268 määrittämät kuvaelementit sisältyvät polygonimallin graafisesti esitettävään osaan. Polygonimallin graafisesti esitettävä osa käsittää ne kuvaelementit, jotka näytetään esimerkiksi tietokoneen 5 graafisessa käyttäjäliittymässä tai välitetään esimerkiksi tietoverkossa muuhun tietokoneeseen.

Esitetyssä ratkaisussa indeksitaulukon aktiivista osaa 280 modifioidaan 350:ssa polygonimallin graafisesti esitettävään osaan sisältyvien kuva-elementtien muuttamiseksi lineaarisen indeksitaulukon 260 lineaarisuus säilyt-10 täen. ^

Viitaten kuvioon 4 tarkastellaan esitetyn ratkaisun mukaista laitetta tietokoneavusteisen polygonimallin prosessointiin. Laite käsittää lineaarisen : ääripistetaulukon 410, lineaarisen indeksitaulukon 430 sekä modifiointiyksikön 450. Ääripistetaulukolla 410 on kuviossa 2 esitetyn lineaarisen ääripistetaulu- 15 kon 202 ominaisuudet käsittäen ääripisteet 412, 414, jotka vastaavat kuviossa

2 esitettyjä ääripisteitä 210,220, 230, 240. Lineaarinen indeksitaulukko 430 on I

kuviossa 2 esitetyn lineaarisen indeksitaulukon 260 kaltainen käsittäen alkiot ^ 432, 434, 436, 438, jotka vastaavat kuvion 2 taulukossa esitettyjä alkioita 262- 274. Lineaarinen indeksitaulukko 430 käsittää aktiivisen osan 440, joka määri- 20 tellään samalla tavalla kuin aktiivinen osa 280. Laitteen lineaarinen ääripiste- taulukko 410 ja lineaarinen indeksitaulukko 430 voidaan toteuttaa esimerkiksi suorahakumuistin avulla tunnettuja tekniikoita hyväksikäyttäen. Vastaavasti : tietokoneohjelmassa lineaarinen ääripistetaulukko 410 ja lineaarinen indeksi- *:·*. * taulukko 430 voidaan toteuttaa määrittelemällä ohjelmakoodiin taulukot, jotka ♦ ·· . * ]···. 25 käyttävät tietokoneen muistilohkoja ajettaessa tietokoneohjelmaa.

• *

Modifiointiyksikkö 450 on kytketty esimerkiksi muistiväylän 454 väli- [··** tyksellä lineaariseen indeksitaulukkoon 430 ja suorittaa indeksitaulukon 430 • · · aktiivisen osan 440 modifioinnin polygonimallin graafisesti esitettävään osaan sisältyvien kuvaelementtien 130A-142A muuttamiseksi lineaarisen indeksitau-30 lukon 430 lineaarisuus säilyttäen. Modifiointi voidaan suorittaa myös tietoko-neella suoritettavalla komennolla modifioida indeksitaulukon 430 aktiivista osaa 440 polygonimallin graafisesti esitettävään osaan sisältyvien kuvaele-menttien 130A, 142A muuttamiseksi lineaarisen indeksitaulukon 430 lineaari- ί • · Φ 1 --2 • · * - - · suus säilyttäen. ? • · *·;·* 35 Eräässä suoritusmuodossa polygonimallin graafisesti esitettävä osa :[[[: esitetään 370:ssa graafisesti. Tällöin laite käsittää graafisen käyttöliittymän • · · • · · • ♦ • · 7 117579 460, joka on kytketty esimerkiksi muistiväylällä 458 lineaariseen indeksitauluk- f koon 430. Graafinen käyttöliittymä esittää polygonimallin graafisesti esitettävän osan graafisesti. Graafinen esittäminen voidaan toteuttaa siten, että lineaarisen indeksitaulukon aktiivisen osan 440 alkiot syötetään graafisen käyttöliitty-5 män grafiikkakortille, joka käyttää kyseisiä alkioita ääripistetaulukon 410 muistipaikkojen osoittamiseen esimerkiksi muistiväylän 462 välityksellä. On myös mahdollista, että graafinen käyttöliittymä on kytketty modifiointiyksikköön 450, jonka välityksellä graafinen tieto välitetään lineaarisesta indeksitaulukosta 430 ja lineaarisesta ääripistetaulukosta 410 graafiseen käyttöliittymään 460. Graa-10 fisen esityksen muodostaminen voidaan suorittaa myös tietokoneella suoritet- , tavalla komennolla.

Eräässä suoritusmuodossa lineaarisen indeksitaulukon 260 aktiivista osaa 280 modifioidaan 350:ssa korvaamalla lineaarisen indeksitaulukon 260 alkio 262-274 lineaarisen indeksitaulukon 260 muulla alkiolla 262-274. Tällöin 15 aktiivisen osan 280 sisällä tapahtuva korvaaminen ei muuta polygonimallin graafisesti esitettävän osan kokoa, mutta ääripisteiden kytkeytyneisyysinfor-maatio muuttuu, jolloin myös polygonimallin visuaalinen ulkoasu muuttuu. Korvaaminen voidaan suorittaa modifiointiyksikössä 450 esimerkiksi tietokoneella | suoritettavalla komennolla.

20 Eräässä suoritusmuodossa lineaarinen ääripistetaulukko 202, 410 sisältää kunkin ääripisteen 210, 220, 230, 240, 432, 434,436, 438 vain kerran.

Tällä menettelyllä lineaarisen ääripistetaulukon 202, 410 käyttämä muistiava-: .·. ruus suhteessa lineaarisen ääripistetaulukon 202, 410 sisältämään informaati- y [ * on voidaan optimoida.

* «t 25 Eräässä suoritusmuodossa lineaarinen indeksitaulukko 260 muo- i » dostetaan 320:ssa siten, että lineaarinen indeksitaulukko 260 käsittää lisäksi • · ];·;* passiivisen osan 290, jonka alkioiden 270, 272, 274 määrittelemät kuvaele- * » · : ·* mentit kuuluvat polygonimallin graafisesti esitettävän osan ulkopuolelle, ja mo- difioidaan 350:ssa indeksitaulukon aktiivista osaa 280 siirtämällä lineaarisen 30 indeksitaulukon 260 ainakin yksi alkio aktiivisen osan 280 ja passiivisen osan 290 välillä. Tällöin esimerkiksi ääripiste 210 voidaan jättää graafisen esityksen ulkopuolelle siirtämällä ääripisteeseen 210 osoittava indeksitaulukon 260 alkio • · · 'ϊ 262 lineaarisen indeksitaulukon 260 passiiviseen osaan 290. Lineaarisen in-deksitaulukon 260 lineaarisuus voidaan säilyttää esimerkiksi järjestelemällä • · *···* 35 uudelleen aktiivisen osan 280 alkioita 264, 266, 268 ja muuttamalla aktiivisen osan 280 kokoa. Vastaavalla tavalla aktiivisen osan 280 kokoa voidaan kasvat- • · · ·· ··· • · • * .·* \ 8 117579 taa siirtämällä alkioita passiivisesta osasta 290 aktiiviseen osaan 280. Tällöin polygonimallin visuaalinen ulkoasu mahdollisesti tarkentuu graafisesti esitettävien kuvaelementtien lisääntyessä.

Viitaten kuvioon tarkastellaan esimerkkiä kuvioiden 1A ja 1B esittä-5 män tapauksen kaltaista tapausta, jossa polygonimallin graafisesti esitettävää osaa modifioidaan hävittämällä lineaarisen indeksitaulukon 260 alkioita aktiivisesta osasta 280 passiiviseen osaan 290. Oletetaan, että kuvion 1A ääripis-teen 122A määräytyy lineaarisen ääripistetaulukon 202 ääripisteestä 210. Tällöin ääripistekoordinaatit ovat 212, 214, 216, jotka osoitetaan lineaarisen in-10 deksitaulukon alkiolla 262 kuvion 2 esittämällä tavalla. Ääripiste 122A hävitetään polygonimallin graafisesti esitettävästä osasta siirtämällä alkio 262 lineaarisen indeksitaulukon 260 loppuun. Tällöin alkio 262 on passiivisessa osassa 290, eikä kyseisen alkion osoittamaa ääripistettä 210, 122A piirretä. Lineaarisen indeksitaulukon 260 lineaarisuus säilytetään pienentämällä aktiivisen osan 15 280 kokoa yhdellä ja kasvattamalla passiivisen osan 290 kokoa yhdellä, ja täyttämällä syntynyt aukko, jonka alkion 262 siirtäminen jätti. Eräässä suoritusmuodossa polygonimallin graafisesti esitettävää osaa modifioidaan siirtämällä kerralla kaikki samaa kuvaelementtiä määrittävät lineaarisen indeksitaulukon 260 alkiot aktiivisen osan 280 ja passiivisen osan välillä. Tällöin alkioiden 20 262, 264, 266 ryhmää siirretään ja paikataan edellä kuvatulla tavalla.

Laitteessa passiivisen osan 446 muodostaminen voidaan suorittaa modifiointiyksikössä 450 määrittämällä esimerkiksi tietokoneella suoritettavalla : .·. komennon indeksin tai indeksijoukon, jotka määräävät passiivisen osan 446 * muistiavaruuden. Lineaarisen indeksitaulukon 430 ainakin yhden alkion siirto I·.., 25 aktiivisen osan 440 ja passiivisen osan 446 välillä voidaan suorittaa modifioin- tiyksikössä 450 siten, että modifiointiyksikkö 450 huolehtii tarvittavat muisti- • · paikkojen luku- ja kirjoitustoimenpiteet esimerkiksi tietokoneella suoritettavien • · · : * komentojen avulla. Vastaavasti lineaarisen indeksitaulukon 430 lineaarisuus voidaan säilyttää modifiointiyksikköön 450 ohjelmoidun algoritmin avulla.

30 Eräässä suoritusmuodossa aktiivinen osa 280 muodostuu muis- : :*: tiavaruuteen siten, että aktiivinen osa 280 muodostaa lineaarisen muistilohkon, ♦***: jonka ensimmäinen ja viimeinen muistiosoite tunnetaan, ja passiivinen osa 290 • · · Λ muodostaa lineaarisen muistilohkon aktiivisen osan 280 perään siten, että li- • * · neaarinen indeksitaulukko 260 täyttää yhtenäisen muistiavaruuden. Tällöin • · *···* 35 polygonimallin graafisesti esitettävä osa voidaan poimia lineaarisesta indeksi- taulukosta 280 tietämällä pelkästään aktiivisen osan 280 alku muistiavaruu- ·*· • · · • · » * t • · !.

: 117579 ? ^ : 9 dessa ja aktiivisen osan 280 koon määräävä indeksi. Mainittu ominaisuus nopeuttaa esimerkiksi tietokoneen näytönohjaimen toimintaa huomattavasti.

Eräässä suoritusmuodossa lineaarisen indeksitaulukon 260 modifiointi rekisteröidään 360:ssa siten, että lineaarinen indeksitaulukko 260 on pa-5 lapettavissa modifiointia edeltäneeseen tilaan. Rekisteröintiä varten voidaan muodostaa muutostaulukko, johon lineaarisen indeksitaulukon 260 modifioinnit talletetaan. Muutostaulukko voidaan esittää muodossa -S = [(/, Λ X C/. Λ(*. (1) missä indeksit i, j ja k viittaavat lineaarisen indeksitaulukon indekseihin, ja alki-10 ot fa, fb ja fc ovat muistipaikoista i, j ja k poistettuja alkioita. Jos esimerkiksi i=0 / ja fa=5, on lineaarisen indeksitaulukon 260 ensimmäisen alkion alkuperäinen arvo ollut 5. Kuviossa 4 esitetään laitteen muutostaulukko 470, joka on kytketty modifiointiyksikköön 450 esimerkiksi muistiväylän 456 avulla. Muutostaulukko 470 käsittää alkiot 472-474, jotka vastaavat kaavan 1 pareja (i,fa). Muutostau-15 lukko 470 voidaan muodostaa myös tietokoneohjelmalla, joka muodostaa käytettävän laitteen muistiavaruuteen muutostaulukkoa 470 vastaavan muistiloh-kon.

Eräässä suoritusmuodossa vastaanotetaan 330:ssa modifiointiko- mento modifioida lineaarisen indeksitaulukon 260 aktiivista osaa 280, ja muu- 20 tetaan 340:ssa lineaarisen indeksitaulukon 260 aktiivisen osan 280 kokoa mo- difiointikomennon perusteella. Kuviossa 4 esitetään modifiointikomento 452, joka vastaanotetaan modifiointiyksikössä 450. Modifiointikomento 452 voidaan Ϊ : .·. muodostaa esimerkiksi tietokoneen grafiikkakortilla.

* * * *.·* * Eräässä suoritusmuodossa vastaanotetaan 330:ssa modifiointiko- • * * · * 25 mento modifioida lineaarisen indeksitaulukon 260 aktiivista osaa 280, ja modi-fioidaan 350:ssa lineaarisen indeksitaulukon 260 aktiivista osaa 280 modifioin- * * tikomennon perusteella. i, i V Mikäli modifiointikomentoa ei vastaanoteta, säilyy polygonimallin ’ • · · 'h graafisesti esitettävä osa sellaisenaan, jolloin polygonimallin visuaalinen ulko-30 asu säilyy muuttumattomana. Jos modifiointikomento vastaanotetaan, voidaan : kuviossa 3 esitettyjen lohkojen 340, 350, 360, 370, 380 mukaisia menetelmä- askeleita suorittaa.

• · · ,v

Modifiointikomennon 452 mukaiset toimenpiteet suoritetaan modifi- • · · ointiyksikössä 450 esimerkiksi tietokoneella suoritettavien komentojen avulla.

• · *···* 35 Eräässä suoritusmuodossa modifiointikomento käsittää tietoraken- teen C, joka voidaan esittää muodossa • · · • * · • · · • · • · 117579 , ίο C = [«„7>5.,S>], (1) missä nt on polygonimallin graafisesti esitettävästä osasta poistettavien polygonien määrä, T on polygonimallin graafisesti esitettävästä osasta poistettavien polygonien lista kokonaislukuindekseinä lineaariseen indeksilistaan 260, ns 5 on muutettavien indeksien määrä lineaarisessa indeksilistassa 260, S on kaavassa 1 esitetty muutostaulukko, ja v on indeksi, joksi muutostaulukon S alkiot muutetaan.

Modifiointikomennon tarkoitus on suorittaa polygonimallin graafisesti esitettävän osan modifiointi siten, että polygonimallin visuaalinen ilmentymä 10 muuttuu halutulla tavalla. Polygonimallin graafisesti esitettävä osa määrää esimerkiksi tietokoneen grafiikalle asetetun kuorman, jota voidaan säätää modifioimalla polygonimallin graafisesti esitettävää osaa ja/tai kokoa. Esimerkiksi CAD-kuvien (CAD, Computer Aided Design) transformaatiossa, kuten rotaati- 4 ossa, ääripistetaulukon ääripisteisiin kohdistetaan matemaattisia operaatioita, 15 jotka voivat muodostua laskennallisesti hyvin raskaaksi suurten polygonimalli-en tapauksessa. Tällöin polygonimallin graafisesti esitettävän osan kuvaelementtejä täytyy poistaa, jolloin polygonimallin visuaalisen ilmentymän tarkkuus heikkenee. 4

Modifioitavat kuvaelementit määräytyvät käytettävästä virhemetrii-20 kasta, joka valitsee modifioitavat kuvaelementit käyttäen kyseiselle virhemetrii- * kalle karakteristisia kriteereitä. Yleisessä tapauksessa virhemetriikka arvioi kuvaelementtien merkityksen polygonimallin graafisesti esitettävän osan graa- 4; : .·, fiselle ulkoasulle, ja määrittää kaavassa 2 esitetyn tietorakenteen C, joka sisäl- •\ * tää lineaariseen indeksitaulukkoon 260 kohdistettaviin muutoksiin liittyvän tie- • *· \..t 25 don. Virhemetriikkaa sinänsä on oma tieteensä, joten siihen ei tässä yhteydes- sä syvennytä tarkemmin. Virhemetriikkaa on käsitelty yksityiskohtaisemmin *,;··/ esimerkiksi julkaisussa: M. Garland ja Paul Heckbert:”Surface Simplification ·* Using Quadratic Error Metrics” In Proceedings of SIGGRAPH 97. ^

Esitetyn ratkaisun mukaista menetelmää eri suoritusmuotoineen 4 30 voidaan toistaa kunnes päätös 380:ssa prosessoinnin jatkamisesta tai keskeytit: tämisestä on tehty.

:***: Kuviossa 3 esitetty laite tietokoneavusteisen polygonimallin proses- sointiin voidaan toteuttaa osana esimerkiksi tietokoneen näytönohjainta, digi- *;[;* taalisen television näytönohjainta tai radiojärjestelmän päätelaitteen näytönoh- « · *···* 35 jainta. Edellä mainituissa näytönohjaimissa voidaan ajatella olevan digitaali- 4 nen tietokone, joka sisältää seuraavat pääosat: keskusyksikkö (CPU, Central n · • · · • · • · i 11 117579

Processing Unit) ja työmuisti (Working Memory). Keskusyksikkö käsittää kolme pääosaa: rekisterit, aritmeettisloogisen yksikön, ja kontrolliyksikön. Prosessoinnissa tarvittavat tietorakenteet ja ohjelmistot voidaan toteuttaa erilaisilla ohjelmointikielillä. Konfigurointi voidaan toteuttaa ohjelmoimalla, eli laatimalla 5 tarvittavan toiminnallisuuden sisältävät ohjelmistot ja tietorakenteet, mutta myös puhtaat laitteistototeutukset esimerkiksi integroiduilla piireillä ovat mahdollisia. Myös sekakäyttö on mahdollista, jossa tietyt toiminnallisuudet toteutetaan laitetoteutuksena ja osa ohjelmistototeutuksena. Alan ammattilainen huomioi toteutustavan valinnassa esimerkiksi laitteen koolle, hinnalle, ja muille 10 tekijöille asetetut kriteerit. ΐ

Keksinnön mukaista tietokoneohjelmaa voidaan taltioida ja siirtää käyttäen erilaisia siirtovälineitä ja massamuisteja. Tällaisia ovat esimerkiksi internet, kiintolevyt, optiset tallennelevyt kuten CD (Compact Disc), muistikortit ja magneettinauhat.

15 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten puitteissa. f • · * · · • * * • * • * • ·· • · · • · • φ * · • · · * · • * * * · ·· · φ · * • · * · • · · • * • · • · · • · · • · · ··· • · • · · • ...

• · -* · * • · · • · * · * • · ··· *·· • « • · ··· ···;' • * · • ·

Claims

117579

1. Menetelmä tietokoneavusteisen polygonimallin prosessointiin, tunnettu siitä, että: r muodostetaan (310) lineaarinen ääripistetaulukko, joka on staatti-5 nen, ja joka sisältää polygonimallin kuvaelementtien ääripisteet; muodostetaan (320) lineaarinen indeksitaulukko, jonka alkiot määrittelevät polygonimallin kuvaelementit osoittamalla kunkin kuvaelementin ääri-pisteisiin, ja joka lineaarinen indeksitaulukko käsittää aktiivisen osan, jonka alkioiden määrittämät kuvaelementit sisältyvät polygonimallin graafisesti esitet-10 tävään osaan; ja modifioidaan (350) indeksitaulukon aktiivista osaa polygonimallin graafisesti esitettävään osaan sisältyvien kuvaelementtien muuttamiseksi indeksitaulukon lineaarisuus säilyttäen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että esitetään (370) polygonimallin graafisesti esitettävä osa graafisesti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, J että modifioidaan (350) lineaarisen indeksitaulukon aktiivista osaa korvaamalla lineaarisen indeksitaulukon alkio lineaarisen indeksitaulukon muulla alkiolla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että muodostetaan (310) lineaarinen ääripistetaulukko siten että, kukin ääripis- te esiintyy lineaarisessa ääripistetaulukossa vain kerran.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, , . että muodostetaan (320) lineaarinen indeksitaulukko siten että, lineaarinen ♦ · · |·· · indeksitaulukko käsittää lisäksi passiivisen osan, jonka alkioiden määrittelemät : ’** 25 kuvaelementit kuuluvat polygonimallin graafisesti esitettävän osan ulkopuolet- • · · le; ja ·][]'· modifioidaan (350) lineaarisen indeksitaulukon aktiivista osaa siir- tämällä lineaarisen indeksitaulukon ainakin yksi alkio aktiivisen osan ja passii-visen osan välillä. f • · 1

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, . ,·, että rekisteröidään (360) lineaarisen indeksitaulukon modifiointi siten, että line- • · t aarinen indeksitaulukko on palautettavissa modifiointia edeltäneeseen tilaan. *11

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • 1 että vastaanotetaan (330) modifiointikomento modifioida lineaarisen indeksi- 35 taulukon aktiivista osaa; ja • ·· 1 ···. * · • · • · · • · · • · 1 · muutetaan (340) lineaarisen indeksitaulukon aktiivisen osan kokoa modifiointikomennon perusteella. 117579 13 ;

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanotetaan (330) modifiointikomento modifioida lineaarisen indeksi- 5 taulukon aktiivista osaa; ja modifioidaan (350) lineaarisen indeksitaulukon aktiivista osaa modifiointikomennon perusteella.

9. Laite tietokoneavusteisen polygonimallin prosessointiin, tunne 11 u siitä, että laite käsittää: 10 lineaarisen ääripistetaulukon (410), joka on staattinen, ja joka sisäl tää polygonimallin kuvaelementtien ääripisteet (110A-122A); lineaarisen indeksitaulukon (430), jonka alkiot (432-438) määrittelevät polygonimallin kuvaelementit (130A-142A) osoittamalla kunkin kuvaelementin (130A-142A) ääripisteisiin (110A-122A), ja joka lineaarinen indeksitau-15 lukko (430) käsittää aktiivisen osan (440), jonka alkioiden (432, 434) määrittämät kuvaelementit sisältyvät polygonimallin graafisesti esitettävään osaan; ja modifiointiyksikön (450) modifioida indeksitaulukon (430) aktiivista osaa (440) polygonimallin graafisesti esitettävään osaan sisältyvien kuvaelementtien (130A-142A) muuttamiseksi lineaarisen indeksitaulukon (430) lineaa-20 risuus säilyttäen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää lisäksi graafisen käyttöliittymän (460) esittää polygonimallin graafisesti esitettävä osa graafisesti.

: 11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että ·· • 1·· 25 modifiointiyksikkö (450) on konfiguroitu korvaamaan lineaarisen indeksitaulu- kon (430) alkio (432, 436) lineaarisen indeksitaulukon (430) muulla alkiolla (434,438). "·1:

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tu n n ettu siitä, että li- • · · ;-h .1··. neaarinen ääripistetaulukko (410) sisältää kunkin ääripisteen (110A-122A) vain 30 kerran.

. 13. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että li- • 1 1 ’ neaarinen indeksitaulukko (430) käsittää lisäksi passiivisen osan (446), jonka • · *·;2 3 alkioiden (436, 438) määrittelemät kuvaelementit kuuluvat polygonimallin graa- :V: fisesti esitettävän osan ulkopuolelle; ja ] • · · • · • · * · · ·· * · * · 2 · · 3 • 1 1 • · * 1 117579 modifiointiyksikkö (450) on konfiguroitu siirtämään lineaarisen in-deksitaulukon (430) ainakin yksi alkio (432-438) aktiivisen osan (440) ja passiivisen osan (446) välillä. I

14. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että f 5 laite käsittää lisäksi muutostaulukon (470) rekisteröidä lineaariseen indeksitau- lukon (430) modifiointi siten, että lineaarinen indeksitaulukko (430) on palautettavissa modifiointia edeltäneeseen tilaan.

15. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että modifiointiyksikköyksikkö (450) on konfiguroitu vastaanottamaan modifiointi- 10 komento (452) modifioida lineaarisen indeksitaulukon (430) aktiivista osaa (440); ja modifiointiyksikköyksikkö (450) on konfiguroitu muuttamaan lineaarisen indeksitaulukon (430) aktiivisen osan (440) kokoa modifiointikomennon (452) perusteella.

16. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että modifiointiyksikköyksikkö (450) on konfiguroitu vastaanottamaan modifiointi-komento (452) modifioida lineaarisen indeksitaulukon (430) aktiivista osaa (440); ja 1 2 modifiointiyksikköyksikkö (450) on konfiguroitu modifioimaan lineaa- 20 risen indeksitaulukon (430) aktiivisen osan (440) alkioita (432-438) modifiointi-komennon (452) perusteella.

17. Tietokoneohjelma polygonimallin prosessointiin, tunnettu i siitä, että tietokoneohjelma käsittää: M: lineaarisen ääripistetaulukon (410), joka on staattinen, ja joka sisäl- :’1· 25 tää polygonimallin kuvaelementtien ääripisteet (110A-122A); lineaarisen indeksitaulukon (430), jonka alkiot (432-438) määrittele-vät polygonimallin kuvaelementit (130A-142A) osoittamalla kunkin kuvaele-mentin (130A-142A) ääripisteisiin (110A-122A), ja joka lineaarinen indeksitau-lukko (430) käsittää aktiivisen osan (440), jonka alkioiden (432, 434) määrittä- 1 • a 30 mät kuvaelementit sisältyvät polygonimallin graafisesti esitettävään osaan; ja • tietokoneella suoritettavat komennot modifioida indeksitaulukon • · · * · · Ϊ.Ι (430) aktiivista osaa (440) polygonimallin graafisesti esitettävään osaan sisäl- j **:1’ tyvien kuvaelementtien (130A, 142A) muuttamiseksi lineaarisen indeksitaulu- kon (430) lineaarisuus säilyttäen. ' • · 1 • « · ' t • · 1 • · · . . 1 .·.· \ · • · · 2 ♦ • · · • · • · ν' 117579

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen tietokoneohjelma, t u n n e t-tu siitä, että tietokoneohjelma käsittää lisäksi tietokoneella suoritettavat komennot esittää polygonimallin graafisesti esitettävä osa graafisesti.

19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen tietokoneohjelma, tu n net-5 tu siitä, että tietokoneohjelma käsittää lisäksi tietokoneella suoritettavat komennot korvata lineaarisen indeksitaulukon (430) alkio (432, 436) lineaarisen indeksitaulukon (430) muulla alkiolla (434, 438).

20. Patenttivaatimuksen 17 mukainen tietokoneohjelma, tunnettu siitä, että lineaarinen ääripistetaulukko (410) sisältää kunkin ääripisteen 10 (110A-122A) vain kerran.

21. Patenttivaatimuksen 17 mukainen tietokoneohjelma, t u n n et-t u siitä, että lineaarinen indeksitaulukko (430) käsittää lisäksi passiivisen osan (446), jonka alkioiden (436, 438) määrittelemät kuvaelementit kuuluvat polygonimallin graafisesti esitettävän osan ulkopuolelle; ja 15 tietokoneella suoritettavat komennot siirtää lineaarisen indeksitaulu kon (430) ainakin yksi alkio (432-438) aktiivisen osan (430) ja passiivisen osan (440) välillä.

22. Patenttivaatimuksen 17 mukainen tietokoneohjelma, t u n n e t-tu siitä, että tietokoneohjelma käsittää lisäksi muutostaulukon (470) rekiste- 20 röidä lineaariseen indeksitaulukon (430) modifiointi siten, että lineaarinen indeksitaulukko (430) on palautettavissa modifiointia edeltäneeseen tilaan.

23. Patenttivaatimuksen 17 mukainen tietokoneohjelma, tunnet-t u siitä, että tietokoneohjelma käsittää lisäksi: • · : tietokoneella suoritettavat komennot vastaanottaa modifiointikomen- • *·· 25 to (452) modifioida lineaarisen indeksitaulukon (432) aktiivista osaa (440); ja tietokoneella suoritettavat komennot muuttaa lineaarisen indeksitau- • *t lukon (430) aktiivisen osan (440) kokoa modifiointikomennon (452) perusteel- · · la.

!···. 24. Patenttivaatimuksen 17 mukainen tietokoneohjelma, t u n n et- • · 30. u siitä, että tietokoneohjelma käsittää lisäksi: . tietokoneella suoritettavat komennot vastaanottaa modifiointikomen- • · · to (452) modifioida lineaarisen indeksitaulukon (430) aktiivista osaa (440); ja • · *···’ tietokoneella suoritettavat komennot modifioida lineaarisen indeksi- :V: taulukon (430) aktiivista osaa (440) modifiointikomennon (452) perusteella. Φ « ··· • ΦΦΦ • Φ • Φ , ΦΦΦ • · · ·#·. • e····. • · 117579