TW384454B - Processing method for versatile 3D graphic articles - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 本發明係有關於一種影像處理方法，特別是針對利用 、有向性向量映射（directional vector map)技術所呈現的 、三維（3-dimensional)影像物件，實現多樣化立體效果' 處理方法。 '

目前由於電腦的普及，傳統的影片影像以及圖片影像 在經過數位化處理後’可以電腦進行各種特效處理，產生 以往所無法營造的視覺效果。另外’電腦繪圖也因為電腦 普及而廣泛地應用在各種領域中。然而’受限於顯示器以 及電腦本身的特性，一般電腦較適合於處理二維影像物件 以及一維影像的顯示效果’而比較不適合於處理三維影像 物件以及三維影像效果。 V 習知技術處理三維物件的影像效果，也就是所謂的立 艘效果’一般是採用多邊形近似法（p〇lyg〇nal apprc)ach) 來達成。在多邊形近似法中，首先決定某一形狀的二維平 面圖像’在利用電腦運算將其切割成複數個多邊形之後t 再利用忠_插運算法改變每個多邊形内的像素點色彩值，以 達到立體的視覺效果。不過由於一般平面圖像的形狀為面 滑曲線，必須利用高次多項式以及近似方式來進行，所以 會有計算繁複、視覺效果較差等等的缺點。如果直接利用 三維物件模型來進行三維物件的顯示，則電腦所需要負荷 的計算量將會非常龐大’而且可能得到的效果也不會很 好。 另外在中華民國專利公告第29941 3號的發明中，則揭 露了一種新的處理方法，能夠根據二維影像物件來實現三

C:\ProgramFiles\Patent\0599-3843-E.ptd第 4 頁 五、發明說明（2) ---- 維影像效果。此處理方法主要是先求出圖像中每個像素 的相對關係映射函數（relation mapping functi〇n)，以 得到對應於$維影像物件的像素點向量映射關係。所得到‘ 的像素點向量映射關係則可以進一步地透過果 函數（effect on relation „叩）產生所需要的三維影像$ 果，例如產生對應的第三轴（即2軸）長度量，藉此產生實 際具有立體效果的影像。 第1圖表不習知技術中某一圖像之相對關係映射函數 的示意圖。如圖所示，二維圊像物件是由外環40以及内環 41圍成的環狀區域所組成，此二維圖像物件内則是包括了 許多像素點，例如A1、A2和A3。相對關係映射函數是對i 個像素點定義一個向量，表示此像素點與圖像物件邊象最 延點的向量，例如第1圖中的V!、V2、V3。 影像效果產生函數則是針對每個向量（對應於每個像 素點）進行立體化的函數β在所揭示之影像效果產生函數 中’是利用一 長^界定距離邊緣處一定版雜的範 圍，在此範圍内的像素點則根據一既定的輪廓曲線，決定 出每個像素點所對應的第三轴轴座標，表現出實際的 立體效果。 第2圖（a)〜（c)則是分別根據上述的臨界長度觀念，表 現出三種可能的輪廓曲線之示意圈。第2圖是圓形切角 (rounded bevel)的型態，輪廓曲線為C1，表示距離在 〇(即邊緣點EG位置）和d„ax之間的任何像素點（X、y )，其對 應的Z轴座標關係。第2圖（b)是直線切角的型態，輪廓曲

五、發明說明（3) 形切角所組合的型態，輪 線是C2。第2圖（c)則是以兩個圓 廓曲線是C3。 以第2圏⑷的圓形切角型態為例，假設像素點 ^、y)距離其對應之邊緣點EG的距離為L(= 7?^ ) 則此像素點向量（X、y)的第三軸參數為： (rl-L) /rl) ) U ) 糾4 ^ ^其他情況下的輪廉曲線，亦五以透過類秦方式達 益计算的I的。換言之，在上述情況下的拎廉曲線，對於 每個臨界長度dBax之範圍内的像素點，事實上是可以直接 以數學公式計算出所對應的2抽座標。 然而，在習知技術中所揭露的影像效果產生函數，確 實可以利用相當簡單的運算處理，快速地達到三維的顯示 效果，但疋在應用上仍有其不足之處。第一受限於臨I 長度dBax的固定竺，因此立體化後的部分只能夠呈現對稱 的型態。請參考第3圖，圖中外圍圓圈是二維圓像物件的 範圍’其立體化部分是在距離0到\时的範園内。第4圖 〜（c)是分別利用圓形切角、直線切角和雙圓型切角來處理 第3圖所示之二維圖像物件時所產生的三維圖像物件之示 意圖。由第4圖（a)〜（c)可知，所造成的立體影像必然是1 、形對稱的。然而，即使是具有某種對稱的立體物體（例如 角錐播’圓錐體），當,觀察者的觀察角度不同時也可能會 -造成不對稱的視覺效果。因此，習史技術顯然無法支援赳 這樣的情況。第二、習知技術中是採用可數學化的輪廓曲

C:\PrOgramFiles\Patent\0599-3843-E. ptd第 6 頁 五、發明說明（4) 線來表示，例如圓形 這樣固定形式的輪㈣切角、雙圓形切角’但是 '向:都是一樣的，所^ f -當-在，而且在每俚^ “處。總合來說，就择法產生比較多樣性的立體影 ^較難表現出多樣性的=:所採用的影像效果產生函數，一 有幾於此’本發明的 、三維圖像物件的處理 要目的，在於提供一種mu匕 為三維圖像物件過 使將二維圖像物件轉換 各、種變化，以便產士夕m便用的-影像效果產生函數·，進行 根捸上述二影像物件。 件之處理方法，用以對於—二二種多樣，三維圈像物' 理’其包括下列步驟。首先決定物件進仃二維化處 —點所對應之像素點向量、^上述二維圖像物件中像免一 二維圓像件之邊緣的相關位置=表示對應像素點與上述 產生函·，利用上述像素點向量：射-影像效愚 函數具有1界長摩“ =上述影像效果產4 、向而變化。最後，利用上、 述像素點向量映射之乞 數，產生對應之三維圖像物件、。：：二：^述第三輛參 寬;過叫 友法’ $以對於一二維圖像物件2:物件之狀- 對應之像素點向量映射像物件中像素點所 一用以表不對應像素點與上述二維 C:\Program Files\Patent\0599-3843^E. ptd^ 7 ϊ" 五、發明說明（5) — 圖像件之邊緣的相關位置 生函數，利用上述像素&1。接著，根據一影像效果差〜 中素點所對應之第三軸t ^映射產生上述二維圖像物件-括一臨界長度以及一 ’丨述影像效果產生函數包 件中距其邊緣在上述臨界長^箱;以定義上述二維圖像物 述輪廓曲線決定對應之笛圍内之像素點，係根據上 用以定義上述二維圖傻參數，以及一偏移量陣列二 產生對應之維第三轴參數， tr深度來達到所需要的變=則=過：：:【： 像了 u吟變化’達到更多樣化的三維影 圖式之簡單說明： 下文：：本：：二i述目的、特徵和優點能更明顯易懂， ;文特舉-較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說明如 第1圖表示習知技術中算一 的未意圖。 技術中某圓像之相對關係映射函數 «I 分別表示三種可能的輪廓曲線之示意 圓，其中U)為圓形切角型態，（b) 為雙圓形切角型態。 &懇 第3圖表示圓形圖像物件之臨界長度範圍的示意圖。 第4圖⑷七）表示分別利用圓形切角、直線切角和雙 圓型切角來處理第3圖所不之二維圖像物件時所產生的三

C:\Prograro Files\Patent\0599-3843-E. ptd第 8 頁

維圖像物件之立體圖。 第5圓表示在本發明第一實施例中 界長度範圍—例的示意圖。 具有不」見度之臨. 第6囷表示本發明第一實施例中利用偏移量陣列 寬度之臨界長度笳夕-又燹 _ 及靶圓所產生之二維囷像物件的立體圖。 第7圖表示利用像素點向量映射方向改變其寬度所 生之二維圖像物件的立體圖。 產 符號說明： A1、A2、A3M象素點；VI、V2、V3〜向量；40〜邊緣 環；4卜邊緣内環；C1、C2、C3~輪廓曲線；（^〜最大臨界 長度，a〜短轴；b〜長軸；0~夾角；d〜可變臨界長度。 實施例： 本發明所揭示之多樣化三維圖像物件的處理方法， 要是透過改變影像效果產生函數E(.)而達到其目的。根= 習知技術中所採用的影像效果產生函數可知（例如第2固 (a)、第2圖（b)、第2圖（c)) ’其所產生之影像效果主要受 到兩個變數項控制’分別是臨界長度dBax以及輪廓曲線又 (Cl、C2、C3)。臨界長度是用來表示立艘化區域中出現變 化的範圍，而輪廓曲線則是表示此範圍内的變化型態，實 際視覺效果上是分別對應於一個三維圖像物件的寬度 (border)以及深度（depth)。以下配合圏式，分別以實施 例來說明其實際内容。 第一實施例（可變臨界長度的情況）： 習知影像效果產生函數Ε(·)中的臨界長度七以為一定

C:\Program Files\Patent\0599-3843-E.ptd第 9 頁 J說明（7) 3阖也_就是所產生的三維圊像物具有相當的對稱性，如第 向所示；而在本實施例中，則是將臨界長度設成像素點 的映射之方向的函數，所以在不同方向上會呈現出不同 度。 第5圖表示第一實施例中具有丕同寬度之臨界長度鱼 範鹿範例的不意圖。在第5圖所示的情況中，臨界長度的 其：為-橢圓。如圖所示中最大臨界長度风⑽，而 鼓他=向上的臨界長度4則是其與χ轴方向間失角Θ的函 ) 此彰像效果產生函數可以表示為E(v，d(0 d 線而nr像素點向量映⑯，。為其對應的輪；曲 數。而臨界長度d則是最大臨界長度以及爽角Θ的函 , 在第5圖的橢圓形情況中 々向上的長度為： 可以進一步決定出d/dBax在 (心〇1 ii-direction amax +b-yla COS02+办2 sin02 (2) ~~ ~~ZI~ \ L / 电中a為長轴’b為短轴’ 0則為d方向與短軸方向間 生在 巾坆徠旳臨界長度定義，就可以產 不同方向上具有不同厚度的三維影像。 對稱ί實施例的調整方式可以適用在由[同角度觀察某- 度況°如_所示’其表示利用不同寬 臨界長度範圍所產生之三維圖像物件的立體圊。由圖 ，此立體物件原為切去頂角部分的圓錐體，類似於第

五、發明說明（8) 4圖（b)所示的情況，而衡家去甚士&仏 阳親蔡者是由略偏下方的角度進行觀 看’因此切去頂角的部分會在偏上方的位置（可與第4圖 (b)比較卜此時，利肖t度的臨界長度範圍以及立艘化程 序，便可以產生如第6圖所示的三維影像。 第二實施例（可變輪廓曲線的情況）： 本實施例貝I S透過輪廓曲線c來改變三維圖像物件的 外觀在各知技術中，輪廓曲線是用來定義距離〇(邊緣點 EG)到最大臨界長度dBax之間的第三軸（幻參數函數，各方 向均相同。在本實施例，則是在輪廓曲線之外加上一偏移 量陣列α ’其内項目分別對應於原始二維圖像物件中的各 f素點，用來調整其第三軸參數（ζ)，使其呈現出不同的 三維影像。 因此，透過偏移量陣列進行多樣化時的影像效果產生 函數，可以表示為Ε(ν，乜，c，a)，而在實際應用在三 維圈像物件上則可以呈現出各種表示具有多樣化的影 像。另外，在透過偏移量陣列來來調整第三轴參數（z)的 同時’原來的輪靡曲線也可以省略。 最後，上述第一實施例和第二實施例雖然是以分 整寬度：深度的方式達到多樣化，但是兩者亦 ： 矚a Ί =果f生函數可以表示职ν，“θ d χ) 小第7圖表不同時利用不同寬度和深度所產生 之三維圖像物件的立艘圖。目此，透過臨界長度的控制t

及偏”陣列的加入，彳以使得三維囷像物件產 J 化’達到本發明所要達到之目的。 分裡變

C:\Program Files\Patent\0599-3843-E.ptd第 11 頁 五、發明說明（9) 本發明雖以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限. 定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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Claims (1)

1. 1/ 1 . 一種多樣化三維圖像物件之處理方法，用以對於 一二維圖像物件進行三維化處理，其包括下列步驟：、 決定上述二維圖像物件中像素點所對應之像素點向量 I:置表示對應像素點與上述二維圖像件之邊緣：相 根據一影像效果產生函數 ----- · 处像素點向量映射 屋生上述二維圖像物件中像素點所對應之第三軸參數上 H彡像效果產生函數具有一臨界長度參數，其隨上 ^ 點向量映射之方向而變也；以及素 利用上述二維圓像物件和上述第三轴參數， 之三維圖像物件。 數產生對應 方法，其中上述 、藍色資料、綠 2 *如申請專利範圍第1項所述之處理 二維圖像物件中每一像素點包含紅色資料 色資料和罩幕資料。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之處理方法，其_上述 2素點向量映射包括對應於每一像素點之邊緣點，、位於: 二一維圖像物件之邊緣，表示對應之像素點所最接近之邊 緣位置。 一 4 . 一種多樣化三維圖像物件之處理方法，用以對於 一二維，像物件進行三維化處理，其包括下列步驟：、 決定上述二維圖像物件中像素點所對應之像素點向量 =射，用以表示對應像素點與上述二維圖像件之邊緣的相 關位置關係； 根據一影像效果產生函數，利用上述像素點向量映射

   六、申請專利範圍 產生上述二維圖像物件中 Ϊ影像效果產生函數包括-偏移量3之第三轴參數，上 維圖像物件之像素點在第三軸參數以定義上述二 利用上述二維圖像物件和上述J偏=值參數·，以及 之三維圖像物件。 年二軸參數，產生對應 5.如申請專利範圍第4項所述之 二維圖像物件中每-像素點包含紅色資料 '，法’ $中上述 色資料和罩幕資料。 色資料、藍色資料、綠 像素6點向如量申Λ專Λ範圍第4項所述之處理方法，其中上述 圖像物件之邊緣，表示對應之像素點所最接近之邊 /7 . —種多樣化三維圖像物件之處理方法用以對於 一一維圖像物件進行三維化處理，其包括下列步驟： 決定上述二維圖像物件中像素點所對應之像素點向 ::爱：：表示對應像素點與上述二維圈I件之邊緣的相 關位置關係； 根據一影像效果產生函數，利用上述像素點向量映射 產生上述二維囷像物件中像素點所對應之第三軸參數，'上 述影像效果產生函數包括一、臨界長度以及一輪廓曲線， 以定義上述二維圖像物件中距其邊緣在上述臨界長度範圓 内、之像复點，係根據上述輪廓曲線決定對應之第三袖參 數’其中上述臨界長度-隨上述像素點向量映射之方向而 化’以及一偏移量陣列，用以定義上述二維圖像物之像素

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   點在第三轴參數之偏移值參數；以及 利用上述二維圖像物件—和.上—述第；抽參數，產生對應 之二維圖像物件。 一 8 ·如申請專利範圍第7項所述之處理—方法，其中上述 ίΐίΪΪΐ:每一像素點包含紅色資料、藍色資料、綠 巴頁枓和罩幕資料。 .如申請專利範圍第7項所述之處理方法其中上述 、點向量映射包括對應於每一像素點之邊緣點位於上 維圓像物件之邊緣’表示對應之像素點所最接近之邊 緣位置。

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