TW200529096A - Spatio-temporal generation of motion blur - Google Patents

Description

200529096 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域j 發明領域 本申請案係有關於在美國申請專利並讓渡給英特爾公 5司之美國專利中請案「顯示器用編製率縮減技術」。 【先前技術】 發明背景 10 15 個人電&CPC)顯示器典型上顯示對應於使用者可能正 進订之工作(例如·文書處理、電子郵件、展開工作表與視 Λ等）的不同型式之應用視窗的堆疊，以目前有翻的應用 視_放在雜®頂端因而以最靠近使用者出現。當使用者 由動作改變為另一個時，這些視窗被重新合成為新的桌 面影像而將新的應用視窗帶到前面。 _未來的PC產品計晝要求使用三度空間⑽動畫技術來 口成應用視幽以提供動晝平順運動之較豐富的視覺經驗給 用者為使動晝平順運動，其必須免於在桌面影像若未 ^夠迅速地被合朗可級使之減。轉的是，以足夠 呵的速度合成PC桌面影像需要超量的圖形記憶體帶寬，其 將成本提高水準至細機動與低成本PC市場為目標中產品 無法永續。 ϋ 、 '為對付不當的計异或記憶體資源，圖框簡單地 2棄。由於代表原件㈣之影像t訊被*棄，其結果經 :疋動晝外觀抽搐，類似於在目前個人電腦經常看到的動 旦視訊。此圖框跳越會致使視訊圖框率降到低於查覺平順 20 200529096 動作所欲之圖框率。結果為低位元率視訊有時對使用者來 說看起來是抽接的。 【發明内容】 發明概要 5 本發明之實施例在特定的空間時間範圍上混合圖框以 降低的圖框率來產生平順動晝式之外觀。隨著視窗移動遠 離或靠近觀賞者，動作模糊可藉由空間與時間平均之組人 被完成。空間平均配合時間平均被使用以降低包括有桌面 影像之影像被合成之速度及該合成所需之圖形記憶體帶寬 10的數量。 、 圖式簡單說明 第1圖顯示包括有圖形顯示系統之一電腦系統實施例 的方塊圖。 第2圖顯示其中文書處理應用程式正被執行之視窗。 15 第3圖為空間與時間平均處理實施例之圖。 第4圖為空間與時間平均處理實施例之流程圖。 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 本申請案係有關於美國專利中請案「顯示器用編製 率縮減技術」’其中動作模糊被使用以在視窗轉變之際創造 低圖框率顯示。本發明之實施例運用空間模糊以進_步降 低所，之圖形記憶體帶寬。本發明藉由以某些數量之時間 平均交換低成本之空間平均來降低動作模糊之計算成本。 在本發明中，-視窗之局部區域一起被平均，而在於 200529096 較早與較晚時間被產生之類似地生成的影像進 一步被平均 月）將視自衫像空間式地平頻。此以降低的圖框率用降低的 計算功夫產生平順的外觀。例如，在一視窗朝向或遠離觀 看者移動時’動作模糊可用空間與時間平均之組合被產 生工間平均配合時間平均被使用以降低影像（包括桌面影 像)必々被合成之速度。空間平均降低其否則必須被致力於 時間平均處理的處理量。動作模糊保留在3D動晝之際感受 平m的動作，而就算其以低速度被合成及顯示仍給其愉悅 、卜觀此^低所需之圖形記憶體帶寬及因而降低pc產品 10 成本。 15 、料細的描述中，很多特定細節被設立以提供本發明 透散的了解。然而’其將被熟習本技藝者了解本發明可 些特定細節地被實作。在其他實例中，相當習知的 方法:程序、元件與電路㈤細被描述而不致模糊本發明。 —後之詳細描述的_些部分以對電腦内之資料位元或 、且L就之作業的法則或符號呈現為準地被提出。這些 >則描述與呈現f料處理技藝者輸送紅作實例: 2熟習本«者所❹的方法。—㈣在此—般被視為 :欲之結果的自我—致之步驟序列。該等步驟包括實 处之貝貝才木縱。1^常（雖然為非必要的）’這些數量採取 健2、傳运、組合比較或操縱之電氣或磁性信號的形 有時其主要已就普遍使用之理由被證明參照這些信號 為2元、數值、Μ、符號、字元'公式項或數字之類 更的。然而其應被了解，所有這些與類似項將被配以 20 200529096 適當的實體數量且僅為被應用至這些數量的便利之標籤。 除非特別被指出反而由下列描述為明白的，其被了解運用 如處理」、「計异」或「決定」之類的用詞之整個說明書、 討論係指電腦或計算系統或類似的電子計算裝置之動作與 5處理，其操縱及變換在該計算祕之暫存器與/或記憶體内 被呈現為物理（電子）數量之資料為在該計算系統之記憶 體、暫存為或其他如資訊儲存、傳輸或顯示裝置内類似地 被呈現為物理數量之其他資料。 本發明之實施例可用硬體或軟體（微碼）或二者之組合 10被施作。然而，本發明之實施例可被施作為對包含至少一 處理器、-資料儲存系統（包括依電性與非依電性記憶體與 /或儲存元件）、至少一輸入裝置與至少一輸出裝置的可程式 系統執行之電月自矛王式。程式碼可被應用至輸入資料以實施 此處所描述之功能並產生輪出資訊。該輸出資訊可以習知 15的方式被施用至一個以上的輸出裝置。為此應用之目的， 一處理系統包括任何系統，其具有一處理器，例如為數位 4吕號處理器（DSP)、微控制器、依用途而定之積體電路(ASic) 或一微處理器。 上面所說明之本發明的實施例之描述不欲為排他性的 20 或要限制本發明為所揭示之精確的形式。雖然本發明之特 定實施例或例子在此就說明性之目的被描述，各種等值修 改如熟習相關技藝者將了解地可能在本發明之領域内。這 些修改可根據上面詳細的描述對本發明做成。下列申請專 利範圍所使用的用詞不應被構建為將本發明限制於在申請 200529096 專利範圍與說明書中所揭示之特定的實施例。而是本發明 之領域被下列的申請專利範圍完整地決定，其將依照申請 專利範圍解釋所建立之教義被構建。 第1圖顯示一電腦系統1〇〇之一實施例的圖，其包括一 5 顯示處理器102用於使用空間與時間平均來產生動作模 糊。了解本發明並非必要的電腦糸統之元件為了方便而被 省略。雖然顯示處理器102被顯示為記憶體控制器1〇4的一 部分，顯示處理器102亦可被組配為獨立的裝置。顯示處理 器102亦可被組配為單晶片裝置或晶片上系統或多晶片模 10組之一部分或一插入電路板的一部分。顯示處理器1〇2可被 包含於任何各種糸統内’包括電腦系統、網路PC、網際網 路設備、電視（包括HDTV系統與互動電視系統）、個人數位 助理(PDA)、可穿戴之電腦、與顯示2D及3D圖形提供之其 他裝置、及其他者。 15 如顯示者，該電腦系統包括一主處理器106與包括有顯 示處理器102之一記憶體控制器104通訊。顯示處理器1〇2亦 與記憶體108通訊。主處理器106可包含一個以上的變化型 式之處理器，如微處理器、多處理器與cpu。記憶體1〇8可 包含不同型式圮憶體子系統之任何組合，包括隨機存取記 2〇憶體（如DDR，SDRAM，RDRAM，及其他者）與大量儲存 裝置。顯示裝置110可被耦合至顯示處理器1〇2。顯示裝置 110可為任何各種型式之顯示監視器或裝置，包括視訊監視 器、陰極射線管（CRT)、液晶顯示器（LED)、反射性矽上液 晶（LCOS)或氣體電漿顯示器，但不限於此。應用軟體可用 200529096 該系統被執行以在顯示裝置！耻顯示圖形與視訊物件。 各種輸入裝置(未晝出）可被連接至該電腦系統，包括鍵 盤與/或游標控制裝置。該游標控難置允許使用者選擇各 種命令模式、修改圖形資料與輸人其他㈣。更明確地說， 5輸入裝置允許使用者利用該游標控制農置在一表面上之運 動來選擇性地將游標定位於顯示器上任何所欲的位置（如 視®圖不）。其將被了解各種相當習知之輸入裝置可被本 發明運用，包括如機械滑鼠與軌跡球等之其他控制裝置。 第2圖顯示一顯示環境之晝面投射2〇〇的一實施例之 1〇圖此旦面投射顯示本發明之施作如何隨著視窗202與觀看 者之明顯距離增加或降低來創造動作模糊之感覺。一「視 窗」可為顯示器上傳統的長方形區域(其中資料被顯示、以 及較小的子區域），一般如彈出晝面、下拉或其他選擇、圖 示、符號或其他顯示元件與物件。在此環境中，使用者介 15面用如Windows，Linux，OS/2，或Macintosh之作業系統以 及與目前執行應用程式相關之一個以上的視窗被提供。在 普通的施作中，網際網路瀏覽器應用程式可在一視窗執行 及一文書處理器應用程式可在該作業系統之桌面的一第二 視窗内執行。 -在視®顯示糸統之一貫施例中，一使用者點選一圖 不202並啟動一視窗，其移動至前面2〇4以允許在視窗中操 縱資料。在如長方形視窗、選單或子選單之物件内，於此 類物件内被顯示之資料可包括文數字與/或圖形資料。因 之，其將被了解本發明之裝置與方法具有對顯示器上被顯 10 200529096 不之任何物件的應用而不管在任何特定電腦顯示系 物件的形狀、大小或功能。 、、之 進一步參照第2圖，中間視窗208與210已被空間模糊， 就如在用失焦鏡頭取其對應的全速度圖框之相片會發生 5者。藉由對顯示器上之物件的各別圖框施用空間模糊戶^需 本方法可用比沒有空間模糊之較少中間圖框以平順的方= 來艾換該物件。如顯示者，該視窗之内容清楚可見且在f 旦以其全尺寸狀態出現時被其使用者操作。對照之下，當 視自非以其全尺寸狀態出現時，其内容對使用者為模糊 的其内谷在其由圖示成長為全尺寸狀態時變成更確定的。 小圖示可包括一視窗内容以縮圖（thumbnail)方式之呈 見例如，一圖不可包括其尺寸成長之標題，出現成其好 像由遠處模糊現出，平順地像是卡通。當一視窗圖示被點 選及被打開，其可以很多方式出現。在一施作中，該視窗 15自動地打開至如第2圖顯示地顯示全尺寸内容。在另一施作 中°亥視自卩逍著時間成長至全尺寸且内容在此後填入。在 貝施例中，该視窗在其轉變為全尺寸時會轉動。 依知、本發明之實施例，圖框首先受到局部的空間模 如糊，然後在特定時間被平順地混合以產生一平順的動晝， /、圖框率卩+低。動作模糊被運用以在這些犯動畫之際保 ㊄動作感^以低的合成速度給其愉悅的外觀，其形成追 求圖形記憶體帶寬的節省。 ^如上面指出者，時間平均可被用以降低影像（包括桌面 象)被a成之速度。依照本發明之實施例，空間平均被用 200529096 以配合時間平均以降低動作模糊相關之計算負擔。因而 空間平均降低處理量，否則其為嚴格時間平均處理所需 者。在典型之施作中，動畫處理後之使用者效果為短期^， 典型上為0·25至0.5秒。只要該動畫致使受影響的物件平順 5地運動，眼睛典型上在進行平均中無法查覺細微的差異貝 空間模糊可被用以產生一般與動作中事項有關的模糊影 i"象。 、 10 15 20 第3圖為進一步說明在以一第一圖框3〇4開始及以一第 η圖框306結束的一視窗變換3〇2之際對空間與時間平均的 貫施例3GG之圖。本發明之典型實施例對時間上分散較寬的 圖框實施空間模糊駕，因而比沒有"模糊所需地在後續 處理較不花費成本。熟習本技藝者將了解其他組配也可被 使用。圖框302可為任何數目之共同袼式。 空間模糊序列3G8之較寬空間係因具有比原件内容較 低的空間解析度之_所致。較少的輸出_在立受到空 間模糊的轉變之際被需要。空間時間模糊的同步使用展現 在現代顯示處理器產品普遍現有之多重處理能力。 該等降低解析度圖框可被儲存於記憶體内。每當一圖 ^要被顯示，其可能以適當解析度構建每—圖框，但在時 構建該圖框並在記憶體將之儲細便在每當一視 ::受要被顯示時迅速掏取為更有效率的。由於該圖框可 口=析度被顯示，圖框之各種不同版本被構建且為稍 被儲存。藉由能選擇具有不同解析度之圖框，只 齊^而要的資料數量由視窗被取得。 12 200529096 圖框之母一版本可用其解析度數被分辨。以最高解 析度之版本開始’母一這些版本為先前者之一漸進較低解 析度的預先被濾、波後之呈現。每一不同尺寸之版本呈有不 同的詳細等級。在一典型的施作中，每一連續的圖框具有 5其上面之圖框的一半解析度。相同視窗之一組不同尺寸例 如以全解析度、1/2解析度、1/4解析度、1/8解析度、餘此 類推地被形成。 每一圖框可用對其在顯示晝面上明顯的尺寸及其動作 程度之適當的特定解析度被處理。就說明之目的，最大的 1〇圖框（具有解析度G)可對應於錢*之全解析度影像(例如 為1024X768)以允許具有如電子郵件/網頁之内容的-視窗 被觀看。解析度巧可為解析度〇之一半尺寸，而解析度_2為 解析度1之+尺寸，餘此類推。每_連續的圖框可具有 鈾一個圖框之一半的水平與垂直維度。 在視固動作之際，代表具有不同解析度等級的視窗之 圖框被運用。由於由觀看者感覺的視窗距離增加，則如在 本技勢中相當習知地較少的細節被看到及較低解析度之版 本可被使用。例如，當該視窗被旋轉或縮小或被降低至該 距離，該圖框解析度可由等級—2或·3被切換而具有1/4至1/8 2〇多之列或行。此降低為資料原始數量的1/16或1/64，因而允 許記憶體帶寬之額外的節省。 當該視窗移動較遠離或較靠近觀看者時，動作模糊可 用各種方法被模擬，包括運崎低的解析度（負數較大的解 斤度數）’但不限於此。本發明之實施例平衡空間與時間平 13 200529096 均的適當數量以 達成平順的動作岸 實施例就空間模糊交換時間模糊。二：本發明之 而其内較少 :開始二物叫較低詳:等級影像產生 資料的影像被計算。 5 10 15 模擬後的動作模糊在電腦產生“ 覺上討厭的人造物(其為抽 :魏用以緩和視 模擬促成真實世界之視師果)。動作模糊 造。-般而言，第二=短期間曝光時段洲 Γ界之動作模糊的模擬。如下面更詳細描述者:、上 有賴被選擇之空間與時間平均的計算。 *當該視窗移動較遠離或較靠近觀看者時，動作模糊用 工間與時間平均310 ’312之組合被完成。特別是，該空間 與時間平均被使用在輸出關時間之前與之後就預先定義 /簡短的時段來混合影像資訊’而以稍微模糊的形式保留所 有影像資訊。在相_影像資訊被保留後，圖框可被丢棄 以降低輸出速度而保留充足的資訊以再生平順動作之動晝 序列314。 第4圖為用於空間與時間平均之方法的實施例棚之流 程圖。圖框之動作模糊藉由使用具有不同解析度之視窗圖 20 框來計算空間與時間平均而被實施。 在步驟402，-系列之視窗圖框（每—圖框具有不同的 解析度)被產生及被儲存。如上面指出者，由於該視窗可用 各種尺寸被顯示，該視窗之數種不同解析度版本被構建及 被儲存用於稍後擷取。以最高解析度之版本開始，每一這 200529096 的預先被濾波後之呈 些版本為先别者之一漸進較低解析产 5 10 15 20 現。每—不同尺寸之版本具有不同的詳細等級。在一典型 的施作中，每-連續的圖框具有其上面之圖框的一半解析 度。相同視窗之-組不同尺寸例如以全解析度、職析 度、1/4解析度、1/8解析度、餘此類推地被形成。 在步驟404,圖框之部分集合被組合以呈現該視窗之所 欲的路徑與外觀。例如，當該視窗被旋轉、縮小或被降低 至遺距離時，所選擇之圖框可由等級q切換至^ 等。對應地，當該圖框被_或由圖祿放大為全解析度 影像時，所選擇之圖框可由解析度_3切換至_2，至]至〇。 』在步驟4G6’ ％間平均為每—組低解析度圖框被計算。 在》亥輸人序列因具有代表原件内容之不同解析度的圖框而 =之較寬間隔表示比起無變化解析度之圖框被使用的做法 品要較少的輸入圖框要一起被空間平均。 1…在v ‘4G8 ’空間與時間平均後之圖框被產生用於顯示 、成°玄又換效果。该結果為平順動畫處理後之視窗變換 ^ 很夕用於遥擇该部分集合之基礎可被使用。這些基 匕括任何上述的基礎且上述的基礎之任冑組合大小未被 限制，並可隨集合而變化。 —在典型的施作中，小的圖示具有縮圖形式之視窗的内 谷。该視窗可包括如標題之内容。隨著包括標題之視窗的 尺寸成長，其現出霧狀、平順、模糊形式。該視窗開始成 為小實例且隨後中間實例被產生。每-實例出現比其他者 較夫 ^ 且日寸間平均在所選擇的點被計算以產生圖框。例如， 15 200529096 在放大少數較多圖框後，另一時間平均根據該等圖框被計 算以產生下一個圖框至所有圖框已被處理為止。該等動晝 處理後之變換典型上為短的，且僅需有5-6個加權後平均數 來產生完全連續動作之外觀。當低速度圖框被播放，作業 5系統所要的視窗動晝將看起來自然且平順的。 最後的視窗變換包含所有空間與時間平均後之圖框的 組合。例如由圖示至全尺寸的視窗之路徑被模糊。熟習本 技蟄者將了解該等圖框可用作何各種方法被使用或被處 理，例如以視訊觀看之典型的向前順序方式，或以逆向或 1〇 依搶先的方式進行。 上面所說明之本發明的實施例之描述不欲為排他性的 或要限制本發明為所揭示之精確的形式。雖然本發明之特 定實施例或例子在此就說明性之目的被描述，各種等值修 改如熟習相關技藝者將了解地可能在本發明之領域内。這 is些修改可根據上面詳細的描述對本發明做成。下列申請專 利範圍所使用的用詞不應被構建為將本發明限制於在申月請 專利範圍與說明書中所揭示之特定的實施例。而是本^ 之領域被下列的申請專利範圍完整地決定，其將依照申請 專利範圍解釋所建立之教義被構建。 20【圖式簡單說明】 電腦系統實施例 第1圖顯示包括有圖形顯示系統之一 的方塊圖。 第2圖顯示其中文書處理應用程式正被執行之視窗。 第3圖為空間與時間平均處理實施例之圖。* 16 200529096 第4圖為空間與時間平均處理實施例之流程圖。 【主要元件符號說明】 100.. .系統 102.. . 3D顯示處理器 104.. .記憶體控制器 106.. .主處理器 108.. .記憶體 110.. .顯示裝置 200…晝面投射 202·.·視窗 204.. .前面 206.. .中間視窗 208.. .中間視窗 210.. .中間視窗 300.. .空間與時間平均 302.. .視窗變換 304…圖框 306.. .圖框 308.. .空間平均 310.. .空間與時間平均 312.. .空間與時間平均 314.. .平順運動之動晝序列 400.. .空間與時間平均方法 402…步驟 404…步驟 406···步驟 408…步驟 17

Claims (1)

1. 200529096 十、申請專利範圍： 〗·一種赵動作模糊效應之方法，包含訂肋作： 產生與儲存—視窗的—系列圖框，每—圖框具有— 不同解析度； 、、擇系歹〗之圖框以呈現該視窗的所欲路徑盘外 觀； 〆、 计异該等圖框之空間平均； 將σ亥等空間平均後之圖框分為多組圖框子集合； 十母°亥專圖框子集合的一個加權平均數值，·以 10 及 ’ 使用該等空間與時間平均後之圖框以產生該視窗 的一顯示内容。 2.如申請專利範圍第！項所述之方法，其中每一圖框具有 不同的明細程度，而產生與儲存一視窗的—系列圖框的 5 該動作進一步包含： 產生多個連續的圖框，每—圖框具有為下一個較高 解析度之一半的解析度。 3·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中選擇一系列之 圖框以呈現該視窗的所欲路徑與外觀的該動作進 ^ 包含： 在該視窗被旋轉或被縮小、或由遠方出現或退到遠 方時’選擇-系列之圖框以呈現該視窗的所欲路徑與外 1¾ 0 4·如申請專利範圍第i項所述之方法，其中選擇一系列之 18 200529096 圖框以呈現該視窗的所欲路徑與外觀的該動作進一步 包含： 在該視窗被旋轉或由一小圖示被放大為一全解析 度影像時，選擇一系列之圖框以呈現該視窗的所欲路徑 5 與外觀。 5.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中計算該等圖框 之空間平均的該動作進一步包含： 計算輸入序列上由於該等圖框具有不同解析度而 縮減數目之圖框的空間平均。 10 6.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中計算每一該等 圖框子集合之一加權平均數值的該動作進一步包含： 為一選定數目的時間上相鄰全速圖框計算該加權 平均數值。 7. —種用於動作模糊效應之方法，包含有下列動作： 15 產生與儲存一視窗的一系列圖框，而每一圖框具有 一不同解析度； 組合空間平均後的一圖框子集合以呈現該視窗之 所欲路徑與外觀； 為每一組低解析度圖框計算一時間平均數值；以及 20 產生該等空間與時間平均後之圖框的一顯示内容 以形成一轉變效應。 8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中產生與儲存一 視窗的一系列圖框而每一圖框具有一不同解析度的該 動作，進一步包含： 19 200529096 產生該視窗之數個不同解析度版本。 9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中產生該視窗之 數個不同解析度版本的該動作進一步包含： 以最大解析度之版本開始產生每一該等版本，而每 5 一版本具有前一個版本的漸低解析度預先濾波後的呈 現結果。 10. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中組合空間平均 後一圖框子集合以呈現該視窗之所欲路徑與外觀的該 動作進一步包含： 10 組合空間平均後的一圖框子集合以呈現被縮小或 放大之該視窗的所欲路徑與外觀。 11. 一種儲存有可由處理器執行以提供動作模糊效應之多 個機器可讀指令之機器可讀媒體，包含有： 用以產生與儲存一視窗的一系列圖框之指令，每一 15 圖框具有一不同解析度； 用以組合空間平均後的一圖框子集合以呈現該視 窗之所欲路徑與外觀的指令； 用於為每一組低解析度圖框計算一時間平均數值 之指令；以及 20 用以產生該等空間與時間平均後之圖框的一顯示 内容以形成一轉變效應之指令。 12. 如申請專利範圍第11項所述之機器可讀媒體，其中用以 產生與儲存一視窗的一系列圖框且每一圖框具有一不 同解析度的該等指令進一步包含： 20 200529096 用以產生該視窗之數個不同解析度版本的指令。 13. 如申請專利範圍第12項所述之機器可讀媒體，其中用以 產生該視窗之數個不同解析度版本的該等指令進一步 包含： 5 用於以最大解析度之版本開始產生每一該等版 本，且使每一版本具有前一個版本的漸低解析度預先濾 波後的呈現結果之指令。 14. 如申請專利範圍第11項所述之機器可讀媒體，其中用以 組合空間平均後的一圖框子集合以呈現該視窗之所欲 10 路徑與外觀的該等指令進一步包含： 用以組合空間平均的一圖框子集合以呈現被縮小 或放大之該視窗的所欲路徑與外觀之指令。 15. —種系統，其包含有： 一顯示處理器，用以使用空間與時間平均處理動作 15 來產生動作模糊效應；該等動作包括： 產生與儲存一視窗的一系列圖框，每一圖框具有一 不同解析度； 組合空間平均後的一圖框子集合以呈現該視窗之 所欲路徑與外觀； 20 為每一組低解析度圖框計算一時間平均數值；以及 產生該等空間與時間平均後之圖框的一顯示内容 以形成一轉變效應。 16. 如申請專利範圍第15項所述之系統，進一步包含： 與該顯示處理器通訊之一記憶體控制器。 21 200529096 17. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該顯示處理器 被組配成一獨立裝置。 18. 如申請專利範圍第15項所述之系統，進一步包含： 用於儲存該視窗之該系列圖框的一記憶體。 22