TW475155B - Method of and apparatus for rendering image, recording medium, and program - Google Patents

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475155 ./經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明背景： 發明領域： 本發明係關於一種描繪影像之方法及裝置’以表示通 過物體及折射的光線，亦即折射現象’以具有三維影像之 高速；記錄媒體，其儲存程式及資料，用於執行此影像處 理；及一程式，用於執行此影像處理。 相關技藝之敘述： 最近不同的電腦圖形（c G )處理技術，包括隱藏線 處理，隱藏表面移除，平滑陰影，組織映射等等，已結合 快速成長的硬體技術而快速發展。 依據一般C G處理設計，許多三維形狀（物體）由 C A D之三維模組做成，且執行描繪處理，藉著施加色彩 與陰影至物體，將包括鏡反射、擴散反射、折射、穿透等 等特性加至物體，將表面圖案加至物體，並視周圍例如窗 與背景反射及周圍光而定畫出影像。 如果通過一物體並折射之光線，例如被表示爲三維影 像，則需要再生此一光現象。當光線進入物體，及當光線 離開物體時，從視點發出之光線的向量被折射。 欲以三維影像來表示折射的上述現象，習知採用光線 追縱而非多邊形。 依據光線追蹤技術，光線被追蹤於放置物體的空間， 且物體會有光線與物體之間的許多交點。到達視點之光線 從視點被向後追蹤，同時依據光線之實際行爲，在物體之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） L----------4P裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4 - 475155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) 表面再生反射及折射。 特別是，尋找來自固定視點的光線與作爲顯示圖素的 物體之間的交點，如果有一個交點，則追蹤當被物體反射 或折射的光線。有關交點之資訊儲存成與顯示圖素有關的 資訊。相對於各圖素所決定的資訊代表固有的彩色特徵， 包括色相、飽和與亮度；結構，包括反射、折射、光澤與 光亮或陰影及強光。 然而，光線追蹤技術之缺點在於：由於上述資訊是與 各圖素有關，所需要的資訊之總量很大，且執行光線追蹤 之計算所需的時間很長。 發明節要： 所以本發明之目的在於提供描繪影像之方法與裝置， 記錄媒體及程式，以三維影像在高速表示，通過物體並折 射的光線，藉以簡單且高速地表示一移動中的透明物體。 依據本發明，提供描繪影像之方法，包含以下步驟： 以從最遠離視點的表面，依序描繪引起折射之物體的表面 ;及當描繪表面時，使用各表面之背景影像作爲一組織。 依據本發明，亦提供描繪影像之裝置，包含：描繪機 構’用於從最遠離視點的表面，依序描繪引起折射之物體 的表面’且當描繪表面時，使用各表面之背景影像作爲一 組織。 依據本發明，進一步提供記錄媒體，儲存程式與資料 ’程式：包含以下步驟··從最遠離視點的表面，依序描繪引 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） L----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475155 A7 B7 _ 五、發明說明（3 ) 起折射之物體的表面，且當描繪表面時，使用各表面之背 景影像作爲一組織。 依據本發明，更進一步提供可被電腦讀取及執行的程 式’包含以下步驟：從最遠離視點的表面，依序描繪引起 折射之物體的表面，且當描繪表面時，.使用各表面之背景 影像作爲一組織。 當各表面欲被描繪時，由於只有各表面中之背景影像 被使用作爲組織影像，能以高速處理影像。因此，能以三 維影像在高速表示通過物體並折射的光線，藉以簡單且高 速地表示移動中的透明物體。 最好，當描繪表面時，一部份的背景影像被使用作爲 組織，此部份的背景影像是在突起的範圍內，藉由從視點 至背景影像的向量之立體突起並考慮在表面之頂點之折射 〇 可根據至少與視點座標系統中之表面正交的方向及從 視點向著頂點之線部份的方向，而決定向量。 特別是，決定突出至U Ζ平面之頂點的位置，U Ζ平 面是由背景影像之U軸及視點座標系統之Ζ軸組成，且根 據至少從視點至突出位置的線部份之方向及U ζ平面中正 交的方向，決定背景影像之U軸上的頂點之座標。決定突 出至V Ζ平面之頂點的位置，ν Ζ平面是由背景影像之V 軸及視點座標系統之Ζ軸組成，且根據至少從視點至突出 位置的線部份之方向及V Ζ平面中正交的方向’決定背景 影像之V軸上的頂點之座標。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） L-----------#裝--------訂---------線爭 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 - 475155 A7 B7 五、發明說明（4 ) 可容易地決定欲被映射至表面的背景影像，因此能以 高速顯示折射之現象作爲三維影像。 L----------#& (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 當連同附圖，其中藉由示例指出本發明之較佳實施例 ’從以下敘述將可明顯看出本發明之上述及其它目的、特 徵與優點。 圖形之簡要敘述： 圖1是依據本發明之娛樂裝置的一般擺設之方塊圖； 圖2是描繪作爲背景影像之山景及放在山景前面由例 如玻璃做成的立方體之顯示影像的圖形； 圖3是一圖形，指出從視點輻射之光線的向量被立方 體折射之方式； 圖4 A是一圖形，指出使用作爲立方體之後表面的組 織影像之範圍； 圖4 B是一圖形，指出圖4 A所示的組織影像被施加 至立方體，使用作爲立方體之前表面的組織影像之範圍； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖4 C是一圖形，指出圖4 B所示的組織影像被施加 至立方體； 圖5是一圖形，指出立方體的後表面之頂點被投影至 背景影像上的方式，藉由立體投影以折射的觀點來看； 圖6是一圖形，指出立方體的前表面之頂點被投影至 背景影像上的方式，藉由立體投影以折射的觀點來看； 圖7是描繪作爲背景影像之山景及放在山景前面由例 如玻璃做成的兩個立方體之顯示影像的圖形； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 475155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 i、發明說明（5 ) 圖8是依據本發明之描繪機構的方塊圖；及 圖9與1 0是圖8所示的描繪機構之處理順序的流程 圖。 主要元件符號說明： 10 娛樂裝置

12 Μ P U 14 主記憶體 16 向量操作單元 18 顯示監視器 20 影像處理器

2 2 G I F 24 輸入/輸出璋

2 6 0 S D ROM

2 8 R T C 32 輸入/輸出裝置 3 4 光碟 36 光碟驅動器 7 0 描繪引擎 7 2 記憶體介面 7 4 影像記憶體 76 顯示控制器 78 第一匯流排 8 0 第二匯流排 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I----------•、裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 475155 A7 B7五、發明說明（6 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 0 背 景 影 像 1 0 2 方 體 1 0 2 A 方 體 1 0 2 B 方 體 1 0 4 視 點 1 2 0 組 織 之 範 圍 1 3 0 組 織 之 範 圍 2 0 0 描 繪 機 構 2 〇 2 物 體 資 料 檔 2 0 4 物 體 資 料 2 〇 6 物 體 定 機 構 2 0 8 表 面 心BB 进 定 機 構 2 1 0 法 線 方 向 決 定 機 構 2 1 2 第 一 投 影 位 置 計 算 機 構 2 1 4 角 度 計 算 機 構 2 1 6 第 一 座 標 計 算 機 構 2 1 8 第 二 投 影 位 置 計 算 機 構 2 2 0 第 二 座 標 計 算 機 構 2 2 2 組 織 影 像 決定 機 構 2 2 4 組 織 映射 機 構 較佳實施例之敘述： 以下參見圖1至1 0，將敘述一實施例，其中描繪影 像之方法及裝置被應用於娛樂裝置以執行三維c G處理， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ ^—丨丨丨訂---------· -9- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475155 A7 ___B7___ 五、發明說明（7 ) 且記錄媒體與程式被應用於儲存程式及由娛樂裝置與程式 執行的資料之記錄媒體。 如圖1所示，娛樂裝置10包含：一 MPU12，用 於控制娛樂裝置1 0 ; —主記憶體1 4，用於儲存欲被執 行的不同程式及不同資料；一向量操作單元1 6 ，用於執 行幾何處理所需的浮點向量操作；一影像處理器2 0，用 於在Μ P U 1 2的控制之下產生影像資料，並輸出所產生 的影像資料至顯示監視器1 8例如C R Τ ; —圖形介面（ GIF) 22，用於仲裁MPU12、向量操作單元16 與影像處理器2 0之間的轉移路徑；一輸入/輸出埠2 4 ，用於送出資料至外部裝置及從外部裝置接收資料；一 R〇M(〇SDR〇M) 26 ，具有OSD功能，其可包 含一快閃記憶體等等，用於控制原子實（kernel );及一 即時時鐘2 8，具有日曆及時鐘功能。 主記憶體1 4，向量操作單元1 6，G I F 2 2， 0 S D ROM26 ，即時時鐘28及輸入/輸出埠24 經由匯流排3 0被連接至Μ P U 1 2。 連接至輸入/輸出璋2 4，有輸入/輸出裝置3 2， 用於輸入資料（鍵進入資料，座標資料等等）至娛樂裝置 10 ;及光碟驅動器3 6，用於播放例如CD - ROM之 光碟3 4，其中儲存不同的程式及資料（物體相關資料， 組織資料等等）。 如圖1所示，影像處理器2 0包含描繪引擎7 0、記 憶體介面7 2、影像記憶體7 4、例如可程式C R T控制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） L---------I --------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475155 A7 B7___ 五、發明說明（8 ) 器之顯示控制器7 6。 描繪引擎7 0作用爲根據從Μ P U 1 2供給的描繪指 令’經由記憶體介面7 2，描繪影像記憶體7 4中的影像 資料。 第一匯流排7 8連接於記憶體介面7 2與描繪引擎 7 0之間，第二匯流排8 0連接於記憶體介面7 2與影像 記憶體7 4之間。各第一及第二匯流排7 8，8 0具有 1 2 8位元寬，例如用於允許描繪引擎7 0以高速描繪影 像記憶體7 4中的影像資料。 描繪引擎7 0能依據在即時模式上之N T S C或 P A L系統，亦即1 / 6 0秒至1 / 3 0秒，超過十倍至 數十倍，描繪3 2 Ο X 2 4 0圖素的影像資料或 640x480圖素的影像資料。 影像記憶體7 4是統一記憶體構造，其能指令組織描 繪區域與顯示描繪區域作爲相同的區域。 影像控制器7 6將經由光碟驅動器3 6從光碟3 4讀 取的組織資料，或經由記憶體介面7 2在主記憶體1 4中 產生的組織資料，寫入影像記憶體7 4的組織描繪區域， 讀取經由記憶體介面7 2被描繪於影像記憶體7 4的顯示 描繪區域中之影像資料，並將讀取的影像資料輸入至顯示 監視器1 8，以在其顯示銀幕上顯示一影像。 以下參見圖2至1 0將敘娛樂裝置1 0之特性功能。 依據特性功能，用於描繪引起折射之物體’從視點的 最遠處連續地描繪物體之表面，且當描繪各表面時，表面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1·.-----------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475155 A7 ___ B7_ 五、發明說明（9 ) 的背景影像被使用作爲組織。 以從視點向著背景影像且考慮在表面之頂點的折射之 向量，藉由立體投影在投影範圍內的一部份背景影像被使 用作爲組織，例如當表面被描繪時。 根據至少在視點座標系統中與表面正交的方向及從視 點至各頂點之直線段的方法，可以決定考慮在各頂點之折 射的向量。 參見圖2至7以下將敘述用於執行上述特性功能之特 定處理。圖2指出作爲背景影像1 0 0之山景及放置在山 景前面由例如玻璃材料製成的立方體1 0 2之顯示影像。 通過顯示影像中之立方體1 0 2的光線依據特性功能被折 射。 如圖3所不’從視點1 〇 4輪射出來的光線L a之向 量被折射，當光線L a進入立方體1 〇 2，及當光線L a 離開立方體1 0 2。如果假設立方體1 〇 2之外側空間具 有折射率η 1 ，立方體1 〇 2具有折射率η 2，光線L a 以入射角θ 1 ，亦即光線L a與表面的法線1 0 6之間的 角度，被施加至立方體1 0 2的表面，較靠近視點1 0 4 ，且光線L a是以出口角度Θ2，亦即光線L a與表面的 法線1 0 6之間的角度，離開立方體1 0 2的表面，則在 表面的光線L a之折射是由Snell定律之以下等式來表示： nls in61 = n2s in02 由上述等式所表示的關係，對於光線L a在從立方體 1 0 2比視點更遠的另一表面折射亦是成立的。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---I---丨 — 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 475155 Α7 Β7 五、發明說明（10) 依據本發明之描繪影像的方法決定根據上述關係之背 景影像中的立方體1 0 2之表面的位置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 特別是，如圖4A與4 B所示立方體1 〇 2的六個表 面之中，選定距視點最遠的表面A 1 ’根據至少視點座標 系統中表面A 1的法線方向，與從視點向著頂點a ，b ， c ，d的直線段之方法，決定表面A 1的頂點a ，b ，c ，d的背景影像中之位置，更精確地說，背景影像中表面 A 1的位置。 背景影像1 0 0中表面A 1的位置，是在影像記憶體 7 4中被描繪的背景影像1 〇 〇之位置。決定背景影像 1 0 0中表面A 1的位置等於決定具有u軸作爲背景影像 1 0 0的水平軸及v軸作爲背景影像1 〇 〇的垂直軸之 u v座標系統中表面A 1的位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 決定頂點a ，b ，c ，d之位置被投影至uz平面， 其是由背景影像1 0 〇的u軸及視點座標系統的z軸組成 ，根據至少從視點1 0 4向著投影位置之直線段的方向， 與u z平面上表面A 1的法線方向，決定背景影像1 〇 〇 的u軸上之頂點a ，b，c，d的座標。 例如，如圖5所示，分析從視點1 0 4向著後表面 A 1的頂點A之直線段1 1 〇。根據直線段1 1 〇與法線 1 1 2之間的角度（入射角）θ 1 ，立方體1 0 2的折射 率η 2及空間的折射率n 1，決定從頂點向著背景影像 1 0 0之直線段的出口角Θ 2。藉由依據由出口角Θ 2決 定的直線段1 1 4之向量的立體投影，藉投影頂點至背景 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475155 A7 _______B7 __— 五、發明說明（11) 1 〇 〇，決定背景影像1 〇 〇中頂點a之u座標的位置。 類似地決定背景影像1 〇 〇中表面A 1之其它頂點b，c ，d的u座標之位置。 然後，決定被投影至由視點座標系統之z軸及背景影 像100之v軸組成的vz平面之頂點a ，b ，c ，d的 位置，且根據至少從視點1 〇 4向著投影位置之直線段的 方向，及法線至v z平面上的表面A 1之方向，決定背景 影像100之v軸上的頂點a，b，c，d之座標。 例如，雖然未示，分析從視點1 0 4向著頂點a的直 線段。根據直線段與法線之間的角度（入射角·）Θ 1 ，立 方體1 0 2的折射率η 2及空間的折射率η 1 ，決定從頂 點a向著背景影像1 〇 〇之直線段的方向，亦即出口角 Θ2。藉由依據由出口角㊀2決定的直線段之向量的立體 投影’藉投影頂點a至背景1 〇 〇，決定背景影像1 0 0 中頂點a之v座標的位置。類似地決定背景影像1 〇 〇中 其它頂點b，c，d的v座標之位置。 以此方式，決定背景影像1 〇 〇中後表面A 1的頂點 a之u，v座標（u，v )。類似地，決定背景影像 1 0 0中其它頂點的座標。現在，如圖4A與4 B所示， 決定由向量投影的範圍，向量是從視點1 〇 4經表面A 1 至背景影像1 0 〇，且考慮表面A 1之頂點a ，b ，c ， d的折射’亦即欲被使用的組織之範圍1 2 0。然後範圍 1 2 0之組織被映射至表面A 1上，其在影像記憶體7 4 中被描繪。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I —裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 475155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（12) 在表面A 1已被描繪於影像記憶體7 4之後，選定另 〜後表面A 2，然後相對於表面A 1 ，以相同於上述方式 處理。構成立方體1 02的表面A1至A6依Al — A2 sA 3->A 4 — A 5 — A 6之順序被連續地選定並處理。 在已於影像記憶體7 4中描繪三個後表面a 1 ，A 2 ’ A3之後，選定三個前表面A4，A5，A6 ，然後以 相同於上述方式處理。 例如，如圖6所示，分析從視點1 0 4向著前表面 A 5的頂點a之直線段1 2 2。根據直線段1 2 2與法線 124之間的角度（入射角）Θ1 ，立方體1〇2的折射 率η 2及空間的折射率η 1 ，決定從頂點a向著背景影像 100之直線段的方向，亦即出口角Θ2。藉由依據由出 口角Θ 2決定的直線段之向量的立體投影，藉投影頂點a 至背景1 0 0，決定背景影像1 0 0中頂點a之u座標的 位置。類似地決定背景影像1 0 0中表面A 5的其它頂點 b，g，h的u座標之位置。 然後，以相同於上述的方式，決定背景影像1 0 0的 頂點a之v座標的位置。 以此方式，決定背景影像1 0 0中前表面A 5的頂點 a之u，v座標（u，v )。類似地，決定背景影像 100中其它頂點b ，g，h的u，v座標。現在，如圖 4 B與4 C所示，決定由向量投影的範圍，向量是從視點 1 0 4經表面A5至背景影像1 0 0，且考慮表面A5之 頂點a ，b ，g，h的折射，亦即欲被使用的組織之範圍 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I.----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 475155 A7 B7 五、發明說明（13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 3 〇。然後範圍1 3 0之組織被映射至表面A 5上，其 在影像記憶體7 4中被描繪。在此時，於前表面A 5的背 景影像100中，描繪三個後表面A1 ，A2，A3的影 像，且前表面A 5的組織包括三個後表面A 1，A 2， A 3的影像。 在表面A 5已被描繪於影像記憶體7 4之後，選定另 一前表面A 6 ，然後相對於表面A 5，以相同於上述方式 處理。 在以上的例子中，一立方體1 0 2被放置在山景中。 然而，如圖7所示’依據本發明之方法亦可應用於放置在 山景中之許多（圖7中爲二）立方體102A，102B 。依從遠離視點1 0 4之立方體1 〇 2 A的順序，連續地 處理立方體102Α，1〇2Β。 參見圖8至1 〇，以下將敘述執行上述功能之軟體亦 即描繪機構2 0 0 (參見圖8 )之例子。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 描繪機構2 0 0從隨機可存取的記錄媒體例如C D -R〇Μ或記憶卡或經由網路被供給至娛樂裝置1 〇。這裡 假設描繪機構2 0 0從例如CD — ROM之光碟3 4被讀 入娛樂裝置1 0。 依據預定的處理，從由娛樂裝置1 0播放的光碟3 4 ，描繪機構2 0 0被事先下載進入娛樂裝置1 0的主記憶 體14，並由MPU12執行。 如圖8所示，描繪機構2 0 0包含：一物體選定機構 2 0 6 ，用於在物體資料檔2 0 2登記中的許多物體之間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475155 A7 B7___ 五、發明說明（14) ’以從最遠離視點的順序，選定一物體之物體資料2 0 4 :一表面選定機構2 0 8，用於在由選定的物體資料 2 0 4表示的物體之許多表面之間，以從最遠離視點之順 序選定表面；一法線方向決定機構2 1 0，用於決定在選 定的表面中之u z與v z座標系統中法線的方向；一第一 投影位置計算機構2 1 2，用於決定投影至u z平面上之 選定表面的頂點之位置；一角度計算機構2 1 4，用於決 定入射角θ 1與出口角Θ 2 ;及一第一座標計算機構 2 1 6，用於根據在頂點的出口角Θ 2及在u z,平面上的 頂點之投影位置，決定背景影像1 〇 〇中的u座標。 描繪機構2 0 0亦具有：一第二投影位置計算機構 2 1 8，用於決定投影至v z平面之選定表面的頂點之位 置；一第二座標計算機構2 2 0，用於根據在頂點的出口 角Θ 2及在v z平面上的頂點之投影位置，決定背景影像 1 0 0中的v座標；一組織影像決定機構2 2 2，用於根 據頂點之u v座標，決定欲被使用於背景影像1 〇 〇之組 織影像；一組織映射機構2 2 4，用於將決定後的組織影 像映射至選定的表面；及一結束決定機構2 2 6，用於決 定描繪機構2 0 0之處理順序是否完成。 參見圖9與1 0，以下將敘述描繪機構2 0 0之處理 順序。 在圖9所示的步驟S 1中，描繪機構2 0 0儲存一啓 始値'' 1 〃進入使用於取還物體之索引暫存器m，藉以啓 始索引暫存器m。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝--------訂------—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475155 A7 B7 五、發明說明（⑹ 在步驟S 2中，物體選定機構2 0 6在登記於物體資 料檔2 0 2中之許多物體之間，依從最遠離視點之順序’ 選定一物體（第m物體）之物體資料2 0 4。 在步驟S 3中，描繪機構2 0 0儲存啓始値、、1 〃進 入使用於取還物體之表面的索引暫存器換句話說’藉以啓 始索引暫存器i 。 在步驟S 4中，表面選定機構2 0 8依距視點最遠之 順序，在由選定物體資料2 0 4所示的物體之許多表面之 間，選定一表面（第i表面）。 在步驟S 5中，掸繪機構2 0 0決定第i表面的頂點 之數字N。隨後在步驟S 6中，法線方向決定機構2 1 0 決定u z及v z座標系統中第i表面之法線方向。 在步驟S 7中，描繪機構2 0 0儲存啓始値'' 1 〃進 入使用於取還頂點之索引暫存器j ，藉以啓始索引暫存器 j 。在步驟S 8中，第一投影位置計算機構2 1 2決定投 影至u z平面上之第j頂點的位置（座標）。 在步驟S 9中，角度計算機構2 1 4決定相互連接視 點及第]頂點的直線段與u z平面中的法線之間的角度（ 入射角）Θ1。在步驟S10中，角度計算機構214根 據入射媒體的折射率、出口媒體的折射率及入射角Θ 1 ， 決定角度（出口角）Θ2。 在步驟S 1 1中，第一座標計算機構2 1 6投影第j 頂點，藉由在由投影至u z平面上的第j頂點之位置（座 標）及出口角Θ 2決定的方向上之立體投影，並決定背景 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------^裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -18- A7

五、發明說明（16) 心像1 0 0中第j頂點的位置（u座標）。 在圖1 〇所示的步驟s 1 2中，第二投影位置計算機 構2 1 8決疋投影至v z平面上的第j頂點之位置（座標 )° 在步驟s 1 3中，角度計算機構2 1 4決定相互連接 視點及第j頂點的直線段與v z平面中的法線之間的角度 (λ射角）θ1 °在步驟S 14中，角度計算機構2 14 丰艮據入射媒體的折射率、出口媒體的折射率及入射角㊀1 ’決疋角度（出口角）㊀2。 在步驟S 1 4中，第二座標計算機構2 2 0投影第j 頂點’藉由在由投影至v z平面上的第j頂點之位置（座 標）及出□角Θ 2決定的方向上之立體投影，並決定背景 影像1 0 0中第j頂點的位置（v座標）。 在步驟S 1 6中，描繪機構2 0 0使索引暫存器j之 値增數1 〃 。在步驟s 1 7中，描繪機構2 0 0判定第 i表面的全部頂點之u v座標是否已被決定，根據索引暫 存器j之値是否大於頂點的數目N。 如果第i表面全部頂點的u v座標尙未被決定，則控 制回到步驟S 8，以決定下一個頂點之u v座標。如果第 1表面全部頂點的u v座標已被決定，則控制進行至步驟 S 1 8。在步驟S 1 8中，組織影像決定機構2 2 2決定 在由第1表面的頂點之u v座標包圍的範圍內之一部份的 背景影像1 0 0，作爲組織影像。 在步驟S 1 9中，組織映射機構2 2 4映射所決定的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝---------訂---------線泰 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 475155 A7 —— —_ B7_____ 五、發明說明（17) 組織影像至第i表面，且以影像記億體7 4中之映射後的 組織影像來描繪第i表面。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在步驟S 2 0中，描繪機構2 0 0使索引暫存器i之 値增數、、1 〃 。在步驟S 2 1中，結束決定機構2 2 6判 定關於物體的全部表面之處理是否已完成，根據索引暫存 器i之値是否大於物體的表面之數目Μ。 如果對於全部表面尙未完成組織映射，則控制回到步 驟S 4，以處理下一個表面。如果對於全部表面已完成組 織映射，則控制進行至步驟S 2 2，其中描繪機構2 0 0 使索引暫存器m之値增數、、1 〃 。在步驟s 2 3中，結束 決定機構2 2 6判定關於全部物體之處理是否已完成，根 據索引暫存器m之値是否大於物體之數目p。 如果關於全部物體之處理尙未完成，則控制回到步驟 S 4以處理下一個物體。如果關於全部物體之處理已完成 ’則描繪機構2 0 0之處理順序被帶至結束。 ^濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，當依據本實施例之描繪機構2 0 0描繪光 線被折射處之物體的各表面時，描繪機構2 0 0只使用各 表面中之背景影像1 0 0作爲組織影像，所以能以高速處 理影像。因此能以三維影像高速地表示通過物體且折射的 光線，藉以簡單且高速地表示一移動透明物體。 雖然已詳細指出並敘述本發明之某些較佳實施例，應 瞭解在不偏離申請專利範圍之範圍下，可做成許多的改變 及修改。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20-

Claims (1)

1. 475155 A8 B8 C8 D8___ 六、申請專利範圍 xy 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 · 一種描繪影像之方法，包含以下歩驟： 依距視點（1 0 4 )最遠之表面（A 1 )之順序，描 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 繪引起折射之物體（1 〇 2 )之表面（A 1 - A 6 );及 當表面（A1 - A6)被描繪時，使用各表面（A1 一 A 6 )之背景影像（1 〇 〇 )作爲組織。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中使用背景影 像（1 00)之該步驟包含步驟： 使用在一範圍中的一部份該背景影像（1 〇 〇 )作爲 組織，此範圍是以從該視點（1 〇 4 )向著該背景影像（ 1 0 0 )之向量，藉由立體投影被投影，且當描繪表面（ A1)時，考慮該表面（A1)之頂點（a ，b，c ，d )之折射。 3 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中使用一部份 該背景影像（1 0 0 )之該步驟包含步驟： 根據至少視點座標系統中該表面（A 1 )的法線之方 向’及從該視點（1 0 4 )向著頂點（a ，b , ^ ，d ) 之直線段之方向，決定該向量。 4 ·如申請專利範圍第3項之方法，其中該決定該向 量之該步驟包含以下步驟： 決定投影至由該背景影像（1 〇 〇 )的u軸及該視點 座標系統的z軸組成之uz平面上該頂點（a ，b , c ， d )之位置； 根據至少從該視點（1 0 4 )向著投影位置之直線段 的方向，及該u z平面中該法線的方法，決定該背景影像 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210χ 297公釐了 -21 - 475155 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (100)之該U軸上的該頂點（a ，b ，c ，d)之座 標； 決定投影至由該背景影像（1 0 0 )的V軸及該視點 座標系統的Z軸組成之V Z平面上該頂點（a ，b ，C ， d )之位置；及 根據至少從該視點（1 〇 4 )向著投影位置之直線段 的方向，及該V Z平面中該法線的方法，決定該背景影像 (100)之該U軸上的該頂點（a ，b ，c ，d)之座 標’藉以決定背景影像中表面的位置，藉以決定背景影像 (100)中該表面（A1)的位置。 5 · —種描繪影像之裝置，包含： 描繪機構（2 0 0 )，用於依距視點（1 〇 4 )最遠 之表面（A 1 )之順序，描繪引起折射之物體（丄〇 2 ) 之表面（A1 — A6)，且當表面（Al— A6)被插繪 時’使用各表面（Al— A6)之背景影像（1 〇 〇)作 爲組織。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 —----------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 6 ·如申請專利範圍第5項之裝置，其中該描繪機構 (2 0 〇 )包含： 機構，用於使用在一範圍中的一部份該背景影像（ 1 0 0 )作爲組織，此範圍是以從該視點（1 0 4 )向著 該背景影像（1 0 0 )之向量，藉由立體投影被投影，且 當描繪表面（A 1 )時，考慮該表面（A 1 )之頂點（a ，b，c，d )之折射。 7 ·如申請專利範圍第6項之裝置，其中該描繪機構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） - •22- 475155 Ά :M\ 部 智 慧 財 4 局 消 費 合 作 社 ‘身 製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (2 0 0 )包含： 組織座標計算機構（2 1 2，2 1 6，2 1 8， 2 2 0 ) ’用於根據至少視點座標系統中該表面（a 1 ) 的法線之方向，及從該視點（1 〇 4 )向著頂點（a ，b ，c，d )之直線段之方向，決定該向量。 8 ·如申請專利範圍第7項之裝置，其中該組織座標 計算機構（212 ’ 216，218，220)包含： 第一投影位置計算機構（2 1 2 )，用於決定投影至 由該背景影像（1 0 0 )的u軸及該視點座標系統的z軸 組成之uz平面上該頂點（a，b，c，d)之位置； 第一座標計算機構（2 1 6 )，用於根據至少從該視 點（1 0 4 )向著投影位置之直線段的方向，及該^ z平 面中該法線的方法，決定該背景影像（1 〇 〇 )之該u軸 上的該頂點（a，b，c，d)之座標； 第二投影位置計算機構（2 1 8 )，用於決定投影至 由該背景影像（1 0 0 )的v軸及該視點座標系統的z軸 組成之vz平面上該頂點（a，b，c，d)之位置；及 第二座標計算機構（2 2 0 )，用於根據至少從該視 點（1 0 4 )向著投影位置之直線段的方向，及該v z平 面中該法線的方法，決定該背景影像（1 0 0 )之該u軸 上的該頂點（a ，b，c ，d )之座標，藉以決定背景影 像中表面的位置，藉以決定背景影像（1 0 0 )中該表面 (A 1 )的位置。 9 · 一種儲存程式及資料之記錄媒體’該程式包含以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -23- 475155 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 下步驟： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依距視點（1 〇 4 )最遠之表面（a 1 )之順序，描 繪引起折射之物體（1 〇 2 )之表面（a 1 — A 6 );及 當表面（A 1 — A 6 )被描繪時，使用各表面（a 1 一 A 6 )之背景影像（i 〇 〇 )作爲組織。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項之記錄媒體，其中使用 ㈢景w像（1 0 0 )之該步驟包含步驟： 使用在一範圍中的一部份該背景影像（1 〇 〇 )作爲 組織’此範圍是以從該視點（1 〇 4 )向著該背景影像（ 1 0 0 )之向量’藉由立體投影被投影，且當描繪表面（ A1)時’考慮該表面（A1)之頂點（a ，b ，c ，d )之折射。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項之記錄媒體，其中使 用一部份該背景影像（1 〇 〇 ).之該步驟包含步驟： 根據至少視點座標系統中該表面（A 1 )的法線之方 向，及從該視點（1 〇 4 )向著頂點（a ，b ，c ，d ) 之直線段之方向，決定該向量。 經濟部智慧財4局工消費合作社印製 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之記錄媒體，其中該 決定該向量之該步驟包含以下步驟： 決定投影至由該背景影像（1 0 〇 )的u軸及該視點 座標系統的z軸組成之uz平面上該頂點（a ，b ，c ， d )之位置； 根據至少從該視點（1 〇 4 )向著投影位置之直線段 的方向，及該u z平面中該法線的方法，決定該背景影像 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 475155 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 (100)之該u軸上的該頂點（a , b，c ，d)之座 標； 決定投影至由該背景影像（1 〇 〇 )的V軸及該視點 座標系統的z軸組成之v z平面上該頂點（a ，b，C ， d )之位置；及 根據至少從該視點（1 0 4 )向著投影位置之直線段 的方向，及該v z平面中該法線的方法，決定該背景影像 (100)之該u軸上的該頂點（a ，b，c ，d)之座 標。 1 3 · —種程式，可藉由電腦被讀取且執行，包含以 下步驟： 依距視點最遠之表面之順序，描繪引起折射之物體之 表面；及 當表面被描繪時，使用各表面之背景影像作爲組織。 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧时4局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25-