TWI238979B

TWI238979B - Rendering processing method

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Publication number: TWI238979B
Application number: TW091112641A
Authority: TW
Inventors: Shinya Wada
Original assignee: Sony Computer Entertainment Inc
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2005-09-01
Also published as: WO2003012743A1; US20030034981A1; US6833836B2; JP3549871B2; JP2003109031A; EP1413988A1; KR20040024550A; EP1413988A4

Description

1238979 ' A7 ' _____B7 五、發明説明（i ) 本專利申請案與2001年7月27曰申請之曰本專利申請案第2001-227907號，與2002年3月1日申請之日本專利申請案弟2002-55981號有關’基於此，本專利申請案主張在巴黎協定下優先於該等申請案，而且其内容以引用的方式併入本文中。發明背景 1. 發明領域本發明係關於一種在二維螢幕上，如電視監視器裝置上’顯示二維影像資訊之成像處理方法、因而使用之裝置、記錄成像處理程式於其中之記錄媒體，以及此一成像處理程式。 2. 相關技藝說明最近之電視遊戲主機與個人電腦的處理器與記憶體速度，在更高整合與更快處理速度上有加快的趨勢，所以由此一遊戲主機或個人電腦組成之成像處理裝置，可以即時的方式，從三維影像資訊，產生真實呈現之精細的二維影像，並將其顯示於二維監視器螢幕上。當三維影像成像於二維監視器螢幕上時，成像處理裝置對三維多邊形資料做各種幾何處理，如座標轉換、剪裁與光亮，並進一步對所得之資料做透明投影轉換。成像處理裝置也將具有各種色彩與圖案的材質，黏貼到多邊形上，從而提供所需之色彩與圖案給物件。此一材質之黏貼到多邊形上，通常稱為材質映射。藉由利用下面敘述之成像處理技術，成像處理裝置可以 __- - - 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(Γ10Χ297公釐)----* 1238979 ' A7 ' ___B7 五、發明説明（2 ) ~ ~ 產生所謂的鏡射影像，其表示水面或其類似之物的影像，其上具有光源成影。為了準備鏡射影像，成像處理裝置首先在光源將被成影的區域，設定多邊形之各個♦頂的R、 G與B值。接著，經由處理所謂的平面描影法或古奥 (Gouraud)描影法，成像處理裝置在每一鄰接峰頂之亮度間，實施線性内插。根據此一成像技術，R、G與B數值在多邊形之每一鄰接頂點之間，將以線性的方式變化，而鄰接多邊形可以具有明顯不同的焭度。所以用此一成像技術，很難表現自然的鏡射影像。成像處理裝置可以利用另一成像技術，以產生水面上具有光源成影的鏡射影像，或約莫如此之影像。在此一情況中之成像處理裝置，已經盡量儲存更多材質於其中，其中這些材質是先前預備，以各種光源亮度或色彩複製的。成像處理裝置依據多邊形頂點之正常的線向量、視線向量、光源方向、色彩與光源亮度，尋找多邊形各個頂點的R、 G與B值，並實施對應於所得之R、G與B數值的材質映射。如面的成像技術相比，此一成像技術在確保更自然的表現，如水面上之太陽或月亮成影，是較佳的。可是，在需要大量材質，以便個別地複製多種光源亮度或色彩的情況中，此一成像技術是有缺點的。假設現在光源是太陽或月亮，則實際太陽或月亮在色彩或亮度上看起來不同，其取決於距離地面的高度（亦即，仰角）與天氣狀況（晴空、稍微多雲、空氣潮濕、空中灰本紙張尺度適财目χ 29ϋ? 1238979 五、發明説明（塵）。由於此等沈重物體的移動（亦即，由於太陽自轉的明顯移動），太陽或月亮的表面色彩與亮度，也隨時間變化。因此，為了獲得水面上太陽或月亮之成影的更自然表 ^成像處理裝置應該預備並儲存大量能夠表現所有色彩與亮度的材質，此等色彩與亮度對應於仰角或天氣狀況，並可隨時間變化。此外，依據打到水面上之光線的入射角，以及從水面上反射之光線的反射角，也就是說，依據從水面上遠離的光線角度，水面上的反射率可以變化。這也是材質戲劇化增加的原因，而此等材質是成像處理裝置應該準備與儲存，以表示所有不同的反射率。發明概要本發明打算處理前述的問題，而其目的則在於提供一種成像處理方法，此一方法特別能夠提供水面上太陽與月亮成影又更自然的表現，而不需預備大量的材質，目的也在於提供所使用之裝置、記錄成像處理程式於其中之記錄媒體，以及此一成像處理程式。根據本發明，將至少對應於待成像之多邊形的色彩與亮度兩者之一，加入此一多邊形之頂點資訊，並依據此等參數，產生參考二維座標之位址，其中二維參考座標對應到由此一多邊形所組成之每一像素。接著取得對應於引用二維座標之位址的色彩與亮度值，並將其賦予單獨的像素，其中表格含有由二維座標所指令之位置的色彩與亮度值，而賦予此等色彩值，以便表示沿著此一二維座標之一座標軸的色調分級，賦予亮度值，以便表示沿著其他軸的亮^ ----—- ——————響 7 _ 本紙張尺度中國國家標準(CNS) A4規格(21GX297公董) '-----— 五、發明説明（4 分級。此表通常提供作材質。換句話說，树明依據加人此—多邊維=值’設定多邊形之色彩與亮度值，心取得單獨像素之色彩與亮、61 ^ 先源。藉由使用此- 乍為材貝，本發明成功地成像其中已經捕捉一光源之成：不：：可以藉由類似於一般材質晚射之程序來達成’並不需特別的處理。 I解將要敘述之具體實施例與附圖，或將在延利範圍中指㈣，本發明之其他與進_步目的與特點:fl 變得顯而易見，而熟諳此藝之士實際利用本發明，將會想到本文中未指出的各種優點。、 “ 圖式簡單說明圖1係一圖式，用來解說頂點色彩材質，· 圖2係-圖式’用來解說如何#找映射元件，以及如何決定多邊形頂點之參數v ;

圖3係一圖式，其依據帶狀分區，解說具有白天虚晚上色彩的頂點色彩材質；、U 圖4係-圖式’其依據帶狀分區，解說具有白天盘晚上色彩，以及陽光與月光色彩的頂點色彩材質：圖5係一可仿效景色之影像，其在使用圖4所示之頂彩材質所準備的海面上’具有陽光的成影；圖6係一只現成像處理之可仿效組成部分的方塊圖；圖7係一貫現成像處理之電腦的圖解組成部分的方圖；及 1238979 A7 B7 五、發明説明（5 圖8係一獲得電腦輔助成像處理之處理的流程圖。車父佳具體貫施例詳細說明將參考附圖，描述本發明之各種具體實施例。應注意的是’所有圖式中，相同或類似的參考數字應用於相同或類似的組件與元件，而相同或類似組件與元件之敘述則將省略或簡化。本發明之成像處理裝置已經儲存在如圖1所示、由色彩與亮度值所組成之表格VTX的緩衝區中。表格VTX中表示色彩與亮度的單獨數值，係由二維座標值u與V來定址。圖1中所示之參數u的數值，沿著此一圖式中之橫座標的方向，從左至右逐漸增加，而參數v的數值則沿著縱座標的方向，從下到上逐漸增加。也設計表格 VTX ’使色調相應於參數u中之逐漸變化而逐漸改變，並使亮度相應於參數v中之逐漸變化而逐漸改變。換句話說’表格VTX在沿著圖式中之橫軸方向的色彩變化，以及沿著縱座標方向上的亮度變化，皆有分級。當然，圖1中的表格VTX只是顯示一個可仿效的情況，因此亮度也可以用參數u，而色彩用參數V表示。除了所說明的、具有色調從紅到白逐漸變化之分級的實例外，也有各種不同的色彩分級，而其可能的實例包含使色彩從藍色—黑色，藍色— 紅色’與白色（或黃光）—橘色—紅色—青色—黑色的那些。圖1所示之亮度分級可以反過來，其中圖丨亮度分極微隨著參數V變大，亮度變化從「黑暗」到「明亮」。成像處理裝置可以將不同的色彩表格VTX儲存於緩衝區中。 -9 - 1238979 A7

既然表格係由表示色彩與亮度的單獨數值所組成，表袼 VTX可以提供作材質。在本具體實施例中，圖丨所示之表格VTX目前足義為儲存於材質緩衝區中，作為一個材質。也就是說，表袼VTX被儲存在材質緩衝區中，作為一個材質’此一材質包括分別具有色彩與亮度數值的組織。當然，材質緩衝區儲存用於所謂材質映射的一般材質。現在應注意的是表格VTX特別稱作頂點色彩材質VTX。在鏡射影像的成像中，光源成像於多邊形表面上，其中多邊形表面如水面或其類似之表面，而為了相應於此一待成像多邊形之色彩與亮度的材質映射（下文中，稱為材質位址U ’ V) ’成像處理裝置首先決定待成像之多邊形的色彩與亮度，並決定賦予多邊形頂點的參數。接著，成像處理裝置將材質位址U，V設定為圖1中所示之頂點色彩材質 VTX的參數u ’ v。換句話說，本文中的頂點色彩材質ντχ 係用作查詢表，供決定多邊形頂點的亮度與色彩。接著，成像處理裝置尋找涉及對應到多邊形中單獨像素之組織的位址，使用對應到涉及組織之位址的參數U，V，參考頂點色彩材質VTX中的色彩與亮度，然後將其映射到多邊形上。現在應重新收集頂點色彩材質VTX中，以逐次排序方式排列之色彩與亮度值，其中有各種不同的色彩，所以成像處理裝置可以在多邊形中，人為地實現色彩與亮度的各種内插。參考圖2所示之可仿效實例，其中成像水面上具有陽光成影的鏡射影像’下面段落描述成像處理裝置如何能夠決 ___ -10· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297兮釐） 1238979 A7 B7 五、發明説明（7 定多邊形頂點的參數U，V，且能賦予色彩與亮度。應注意的是，為了說明方便，圖2中所有向量L、η、E、R的大小，都歸一化成「1」。解說將從決定參數ν的方法開始。成像處理裝置尋找多邊形PG的亮度，此一多邊形Pg包括太1% (稱為光源1 s)將成影之水表面，其中所找到的亮度被轉換成鏡射分量的大小。更具體地說，成像處理裝置尋找多邊形P G之特定點p t上的正向線向量η ,以及從此點p t 指向光源1 s的光源向量L，然後依據光源向量l與正向線向量η，尋找反射向量R。其次，成像處理裝置尋找從此點 p t指向觀點Ρ V的視線向量Ε，並進一步尋找視線向量ε與反射向量R之間的角度0。最後，成像處理裝置尋找視線向量E與反射向量R之間角度0的餘弦數值，此一數值被假設為鏡射分量的大小。現在假設視線向量Ε與反射向量r之間的角度0的餘弦數值等於1(亦即，0 =0。），光源ls的反射光將會看起來最党’其中鏡射分量將變得最大。相反地，現在假設視線向量E與反射向量R之間的角度0的餘弦數值等於〇(亦即，0=90。），則從觀點PV ,將看不到光源15的反射光，其中鏡射分量將變成0。換句話說，鏡射分量隨著角度Θ 減少而增加，反之亦然。依據此一原理’藉由選擇參數ν，此一參數ν取決於餘弦數值a ’其值從〇變化到1以表示鏡射分量，並使用此一參數ν ’從頂點色彩材質VTX，引用亮度數值，成像處理裝 ^張尺度適财國@家標準(CNS) M規格(⑽χ撕公爱）11 1238979 A7 B7 五、發明説明（8 ) 置將成功地以對應於角度0的亮度，從光源引進光線到多邊形上。換句話說，當角度Θ變小時，成像處理裝置選擇較大之參數v的數值，而當角度0變大時，選擇較小之參數V的數值。使用此一參數V，以從頂點色彩材質ντχ引用亮度數值，成像處理裝置可以成像鏡射影像，其中鏡射影像在多邊形上，以取決於視線向量Ε與反射向量R之間的角度的亮度，捕捉光源。在處理之更具體實例中，成像處理裝置從頂點色彩材質 VTX選擇參數ν，其假設f(a) = v，其中f(a)是使用視線向量E與反射向量R之間角度0之餘弦數值&作為變數的函數，並將此一參數v賦予多邊形PG之單獨的頂點vl，v2 , v3 ， ν4 〇這使成像處理裝置成功地表TJT党度，其中此一亮度取決於鏡射分量。下一段將敘述決定參數U之方法。應注意的是，本文中之實例處理決定多邊形P G表面光源之色彩成影的情況的參數u，其中多邊形PG包括隨時間變化的水面。關於使用頂點色彩材質VTX的情況，如圖丨所示，其中色調隨著參數u之數值減少，以逐漸的方式，從白色變成紅色，而如果參數u隨著時間的消逝逐漸減少，則成像處理裝置將可以成功地表示從白天到傍晚瞬間的景色，其中捕捉陽光隨著傍晚來臨，景色逐漸轉成紅色。當成影於多邊形中的光源色彩隨時間改變時，成像處理裝置從頂點色彩材質VTX選擇參數u，其假設g(t)==u，其

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線 1238979 A7 B7 五、發明説明（9 中g(t)是使用時間t作為變數的函數，並將此一參數u賦予多邊形PG之單獨的頂點vl，v2，v3，v4。藉由如此將隨時間變化的參數u設定為多邊形頂點v 1， v2，V3，v4之材質位址U，成像處理裝置可以表示一景色，此一景色中光源成影部分之色彩將隨時間改變。這當然允許成像處理裝置賦予假設g (t ) = V之參數V給多邊形頂點’從而隨著時間的流逝，改變此一多邊形中所捕捉之光源了亮度。另一可能的實例是使用具有由特定數值之參數U所限制的區域，其中分割的區域具有不同的色彩。圖3顯示分割之可仿效頂點色彩材質VTXa，其由圖中以pu表示之線段所侷限，其中對應於參數u，不大於由線段pu所表示之邊界的區域8 1，含有與白天相關的色彩（如，白天海面上所捕捉之陽光的色彩），而對應於參數u，大於由線段p ^所表示之邊界的區域8 2，則含有與晚上相關之色彩（如，晚上海面上所捕捉之月光的色彩）。藉由使用此一頂點色彩材資VTXa，成像處理裝置可以有效率地表示白天景色與晚上景色兩者中，光源的捕捉。換句話說’藉由使用圖3所示之頂點色彩材質VTXa，與選擇參數u同時假設g(t) = u ,成像處理裝置可以成功地實現光線的捕捉成像，此一成像中光線的捕捉隨著時間的流逝’將從白天景色到晚上景色連續變化。如果在區域81與區域82之間，提供額外的區域，此一區域含有傍晚時，海面上捕捉落日的色彩，則從白天經過傍 -13-

1238979 A7 B7 五、發明説明

10 晚到晚上，捕捉之光線瞬間將有更自然表現，而其中區域 81含有白天時海面上捕捉之陽光的色彩，區域。則含有晚上時海面上捕捉之月光的色彩。頂點色彩材質VTX之另一實例，如圖4所示，可以在參數v的方向分割，連同在參數u的方向分割。圖4中所示之頂點色彩材質VTXb，被分割成由線段1)11與13^^所表示的線段所侷限。在此一頂點色彩材質VTXb中，對應於參數u , 不大於由線段pu所表示之邊界，以及對應於參數V，不大於由線段pv所表示之邊界的區域83，通常含有白天時的海面色彩。對應於參數u，不大於由線段pu所表示之邊界，以及對應於參數V ’不大於由線段pv所表示之邊界的區域 81，含有白天時海面上陽光成影的色彩。對應於參數u，不大於由線段pu所表示之邊界，以及對應於參數V ’不大於由線段pv所表示之邊界的區域84，含有晚上時海面上的色彩。對應於參數u，不大於由線段pu所表示之邊界，以及對應於參數V ’不大於由線段pv所表示之邊界的區域 8 2 ’含有晚上時海面上月光成影的色彩。也在圖4的實例中，藉由選擇參數11，同時假設g(t) = u , 成像處理裝置將成功地實現成像，其中類似於圖3所示之實例’從隨著時間的流逝’光線的捕捉將從白天的景色到夜晚的景色，連續地變化。如果所使用的頂點色彩材質 VTX具有包含傍晚來臨期間海面之色彩的額外區域，以及落日色彩的區域，則從白天經過傍晚到日免上，捕捉之光線瞬間將有更自然表現。 ' ____ -14 _ 本紙張尺度適财S g家標準(CNS) M規格_x297兮爱)

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1238979 A7 ____B7 五、發明説明（12 ) 參數V沿著縱座標逐漸變化而改變的數值。對於頂點色彩材質爪中每―組織具“值的情況’通常成像處理裝置可以完成成像，其中依據視緣與水面正向線向量之間的角度，將水面表現成半it明，A就是說，成像能夠表現水面反射率的變化。圖6顯示成像處理裝置之具體組成部分，此一成像處理裝置係用來實現前述之成像處理。應注意的是本發明之成像處理裝置與可仿效實例有關，其係在使用數位信號處理器（DSP)、圖形處理器（GP)或其類似之物的硬體基礎上，實現本具體實施例之成像處理。對於藉由數位信號處理器 (DSP)或圖形處理器（GP)來實現成像處理的情況，圖6所示之單獨的組成部分對應於數位信號處理器（Dsp)或圖形處理器（GP)之内部處理單元。圖6中，έ己憶體5 1儲存多邊形或其類似之物的圖形資訊 (頂點資訊或頂點鏈結資訊，如頂點的座標值、RGp頂點色彩值、地圖座標值或向量值）。本文中的圖形資訊是預先拾取的，從各種記錄媒體，如CD-R〇M、DVD-R〇M與半導體記憶體中讀取，或經由線傳或無線通信之通信或傳輸媒體下載。幾何計算部分5 〇從記憶體5丨取得儲存的圖形資訊，接著對取得的圖形資訊，施用所謂的仿射轉換、投影轉換到螢幕座標、頂點的光源處理、矩陣計算與向量計算。幾何计异邵分50具有參數決定部分6〇，其負貴依據將成像之多邊形的色彩來決定參數u，並且在此同時，依據光本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐）五、發明説明（I3 光源向#L、正向線向量η、觀點pv、、反射向量R，盥角戶視線向量E、 V，其中角度Θ如以上參考圖2所解說的，d: 反射向量R之間的角戶。σ 1、疋硯，，泉向亶£與成旦〜★ 特別是決足與多邊形表面上光源成於冗度有關之參數¥的情上光源向量L、多、“…τ 決疋邓分60尋找光源 !匕/邊形（正向線向量η、反射向量尺與視線向音 Ε ’接耆依據角度0之餘弦數值a(鏡射二其中角度…上參考圖2所解說的，是視::量;： =射向量R之間的角度。參數決定部分㈣著時間改變參數U，將產生可隨時間流逝而變化的色彩。來自幾何計算部分50的圖形資訊（多邊形資料）輸出，被傳送到成像部分5 2。為了在螢幕上顯示多邊形，成像部分5 2負責計算，並將從幾何計算部分50接收的多邊形資料，轉換成像素。成像邵分52大略可以分成多邊形設置/光柵掃描部分61 (下文中，％為PSR部分6 1)、像素管線部分62與訊框緩衝區 6 3° 成像邵分5 2伴隨材質緩衝區5 5與Z緩衝區5 6。材質緩衝區55 土少儲存一般的材質68與頂點色彩材質VTX。Z緩衝區5 6儲存用來表示從觀點之影像深度距離的z值。此一頂點色彩材質VTX、一般材質6 8與Z值是預先拾取的，從各種】己錄媒體，如CD-ROM、DVD-ROM與半導體記憶體中讀取’或經由線傳或無線通信之通信或傳輸媒體下載。成像部分5 2之PSR部分6 1負貴接收自幾何計算部分5 0之 -17- 1238979 A7 B7 五、發明説明（i4 ) " " 一^-- ^邊形^料的拾取與緩衝，並經由光柵掃描，負責像素轉換與組織座標值（引用二維座標之位址）的計算。pSR部分 =負貴使用多邊形頂點之參數U，V，尋找引用頂點色彩材質VTX之組織座標值。應注意的是對於將一般的材質貼到多邊形上的情況，PSR部分61產生引用此一一般材質“的組織座標值。接著，PSR部分61傳送單獨的像素資料與組織座標值到像素管線部分62。 ,像素管線部分62使用此一組織座標值’引用儲存於材質、·爰衝區5 5中的一般材質ό 8，或儲存於頂點色彩材質ντχ中的組織色彩，接著並實施材質映射，同時考慮ζ緩衝區％中的ζ值。材質映射之後，從像素管線部分6 2輸出的像素資料，接著被傳送到訊框緩衝區6 3。訊框緩衝區63至少將每一像素資料寫入記憶體空間中，以便使每一像素與此一顯示器之螢幕座標一致，其中記憶月豆空間對應於電視監視器裝置或類似之裝置的顯示器（螢幕）。因而此後，只要顯示控制器53要求，便讀出由訊框緩衝區6 3所產生的訊框螢幕資料。顯示控制器5 3產生電視監視器裝置的水平同步信號與垂直同步信號，並且以線饋的方式，與監視器上的顯示計時同步，從訊框緩衝區63連續地拾取像素色彩值。因此，拾取之色彩值包括二維影像，此一影像將被顯示在顯示器54 上’其中顯示器54如電視監視器裝置。本發明之成像處理不只是可以藉由硬體的組成部分來實現，當然也可以用軟體的方式（使用電腦應用程式）來達 -18- 五、發明説明（15 ) 成。圖7與8顯不本具體實施例之成像處理的組成與運作，其假設是在電腦上執行。圖8顯示一程序流程，其係依據電腦之中央處理單元（CPU) 123執行本發明之成像處理程式。圖7中，儲存單元128通常包括一硬碟或因此之驅動器。此一儲存單元128已經在其中儲存操作系統程式，包含本發明之成像處理程式的電腦程式129 ,以及各種資料13〇，其中電腦程式129係從各種記錄媒體，如cd_r〇m、dvd_ ROM，或經由通信線路下載，而資料13〇則如多邊形成像、一般材質、頂點色彩材質¥1^與2值的圖形資訊。通信單元121指的是負責與外部裝置資料通信的通信裝置，其可以是與類比公用電話線建立連線的數據機、與有線電視網路建立連線的纜線數據機、與综合服務數位網路 (ISDN)建立連線的終端配用器，以及與非對稱式數位用戶線路（ADSL)建互連線的數據機。通信界面（I/F)單元指的是負貴協定傳送的界面裝置，以使通信單元121與内部匯流排（BUS)之間資料，能夠傳送/接收。輸入單元丄33指的是輸入裝置，如鍵盤、滑鼠或觸摸板。使用者界面（I/F) 單兀132指的是供應來自此一輸入單元133的信號到内部裝置的界面裝置。驅動單元13 5指的是能夠從記錄媒體，或從卡式或其他類型的半導體記憶體，讀取各種資料或程式的驅動裝置，其中記錄媒體包含磁碟媒體1 5 1，如CD-ROM、DVD-ROM 或軟式磁碟（floppy ,商標）。驅動界面（I/F)單元134指的是 -19- A7 B7 1238979 五、發明説明（16 供應來自此一驅動單元1 3 5之信號到内部裝置的界面裝置。顯示單元137指的是顯示裝置，如陰極射線管…尺丁）或液晶顯示器。顯示驅動單元13 6係一用來驅動此一顯示單元 137之裝置。中央處理單元（CPU)123依據儲存於儲存單元 128中的操作系統程式，或本具體實施例之電腦程式129 , 控制個人電腦的整個運作。唯讀記憶體（ROM) 124通常包括可抹寫之非揮發性記憶體，如快閃記憶體，並儲存基本輸入/輸出（BI〇s)與個人電腦的各種預設值。動態隨機存取記憶體（RAM)i25將應用程式與從儲存單元128之硬碟讀出的各種資料，載入其中，並使用作中央處理單元（CPU)123的工作動態隨機存取記憶體（RAM)。在圖7所示之此一組成中，藉由執行本發明之成像處理程式，中央處理單元(CPU)123可以完成上述之影像處理，其中從儲存單U28if取成像處理程式，並載人動態隨機存取記憶體（RAM) 125中。請參考圖8，下一段落將敘述圖7所示之電腦的中央處理早兀（CPU)123依據本發明之成像處理程式來運作時，接續的程序流程。 β 一圖8所示之步驟Slt，中央處理單元（cpu)i23從儲存單兀128取仔少邊形成像、一般材質、頂點色彩材質ντχ與z 值的圖形資訊’舉例來說’其在從儲存單元128讀取出來後，儲存於其中作為資料13()，接著使動態隨機存取記憶 ·；裝訂

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體（RAM) 125容納這些圖形資訊。量），進一步決定參數v，其中角度0如以上參考圖2所解說的’是視線向量E與反射向量R之間的角度。接著在步驟S3中，中央處理單元（CPU)123使用藉由幾接著在步驟S2中，中央處理單元123取出由動態隨機存取記憶體(RAM)125所容納的圖形資訊，形資訊施用仿射轉換與投影轉換到螢幕座標上，在此同時決定參數 u ’並依據光源1S、光源向量L、正向線向量n、觀點pv、視線向量E、反射向量R，與角度0之餘弦數值a(鏡射分何計算所獲得的多邊形資料，實施光柵掃描與組織座標值計算。接著在步驟S4中，中央處理單元（cpu)丨23從多邊形頂點的參數，產生組織座標值，使用此一組織座標值來引用一般材質或頂點色彩材質VTX中的組織色彩，然後實施材質映射。接著在步驟S 5中，於材質映射之後，中央處理單元 (CPU) 123從像素資料產生螢幕影像，並且在步驟S6中，傳送此一螢幕影像上的資訊到顯示驅動丨3 6。因此，影像將出現在顯示單元137上。如上所述，藉由設定多邊形頂點之參數u，v，以及經由從頂點色彩材質VTX選擇，決定每一像素之色彩與亮度，本發明之成像處理裝置可以成功地獲得水面上太陽與月亮成影的自然表現，其中參數u，v 取決於待成像之多邊形的色彩與亮度。所以此一成像處理裝置可以獲得多邊形表面上成影之光源的自然表現，而無 --—________ _ - 21 _ 本紙張尺度_ Ψ㈣轉準(CNS) M規格(_ 297公爱)— 1238979

須準備大量的材質。既然本發明之成像處理裝置使用由—般組織色彩資料所組成的頂點色彩材質ντχ’其中一般之组織色彩資料如 R、G、B值與α直’其不再需要準備特殊的資料，也不需要提中特殊處理的组成’所以成像部分或中央處理單元 (CPU)的處理負擔將不會增加。既然在成像期間，成像處理裝置隨著時間的流逝，改變參數u、V，可以完全地表示隨時間變化的色彩與亮度，而成功地實現更自然的成像。〃裝訂

上述足具體實施例只是本發明之部分實例。因此，應了解可以不用本又巾所具龍述的，而是不脫離其範圍與技術精神，用任何取決於設計或類似之物的修改來實現本發舉例來說，本發明之成像處理裝置也可以應用於各種表示，而不是光源成影於多邊形表面上的情況。頂點色彩材質VTX可以不總是預先預備，而可以由成像處理裝置在成像處理確實開始之前，即時產生。本發明之成像處理裝置不只是可以在特殊的視頻遊戲主機或個人電腦上實現，也可以在包含個人數位助理之各種資訊處理裝置上實現。

Claims

,I 煩請香貝明示月IN日所提之 ?i修/修正本有無變更赞質内容？是工&予修正t.?

Π2641號專利申請案申凊專利範圍替換本(93年5月）中請 Α8 Β8 C8 D8 L —種成像處理方法，包括步驟： (a) 决毛對應於將成像之多邊形的色彩與亮度兩者之 —的參數； (b) 知所決足之參數加入多邊形之頂點資訊； (c) 從一表格，取得對應於加入頂點資訊之參數的色毛Μ/或党度值’此一表格在由二維座標所指明之位置上’含有色彩與亮度值，排列色彩值，以沿著二維座標之一座標軸，表示色調之分級，及排列亮度值，以沿著其他軸，表示亮度之分級； (d) 依據加入頂點資訊之參數，產生引用二維座標之 ^址’其中二維座標對應到由多邊形所組成之每一像素；及 (e) 依據引用二維座標之位址，引用色彩與/或亮度值之表格，並將數值賦予由多邊形組成之每一像素。 2·如申請專利範圍第1項之成像處理方法，其中該表格具有用來表示透明度比率的數值，此一數值係用來供二維座標指明之位置上的像素成像。 3·如申請專利範圍第1項之成像處理方法，其中決定參數之步驟進一步包括步驟：尋找藉由捕捉多邊形表面上之光源所產生的鏡射分量；及依據鏡射分量，決定對應於亮度的參數。 4.如申請專利範圍第1項之成像處理方法，進一步包括隨本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝訂瓢 1238979 填諝#¾明示^^年5:用·^所提之修j£-本有無變更實質内容？是否准? 六申清專利範圍 AS B8 C8 08

著時間的流逝，至少改變成像期間對應於待成像足色彩與亮度之一之參數的步驟。％ 5·如申請專利範圍第1項之成像處士 r ,、女’其中該表格JL 有土 V、依據色調與亮度之一所分割的區域。一 6.如申請專利範圍第i項之成像處理方法，其中該表格係依據色凋與允度之一，以複數方式提供。如申請專·圍第丨項之成像處理方法，其中該表格在由引用一維厓標之參數或位址所指明的單獨组織中，括一具有色彩與/或亮度值之材質。 ’ 8. —種成像處理裝置，包括·· (a) —表格容納部分，用來容納表袼之資訊，該表格在由二維座標所指明之位置上有色彩盥度值，〃排列色彩值，以沿著二維座標之_座標轴，表示色調之分級，及排列亮度值，以沿著其他軸，表示亮度之分級； (b) 參數決定部分，用來決定至少對應於待成像之邊形的色彩與亮度之一的參數； ⑷-資訊加人部分’用來將所決定之參數加入多形之頂點資訊； ⑷-獲取部分，用來從表格取得對應於加入頂點訊之參數的色彩與/或亮度值； (e) 一位址產生部分，用來依據加入頂點資訊之數’產生引用二維座標之位址，其中二維座標對應於包亮多邊資參由本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X^T^-*--- 1238979 A8 B8 C8 D8 堉請委員明示 P年^日所提之修JL-本有無變更實質内容？是否准予修正？夂、申請專利範圍多邊形所組成之每一像素；及 (f) 一賦值部分，用來依據引用二維座標之位址，引用色彩與/或亮度值之表格，並將數值賦予由多邊形所組成之每一像素。 9·如申請專利範圍第8項之成像處理裝置，其中該表格容納部分容納表格之資訊，此一表袼含有用來表示透明度比率的數值，而此一數值係用來供二維座標指明之位置上的像素成像。 10·如申請專利範圍第8項之成像處理裝置，其中參數決定部分具有鏡射分量產生部分，以尋找由多邊形表面上捕捉之光源所產生的鏡射分量，並依據鏡射分量決定對應於亮度之參數。 11. 如申請專利範圍第8項之成像處理裝置，其中於成像期間’參數決定部分隨著時間的流逝而改變參數，其中參數至少對應於待成像之多邊形的色彩與亮度中之一。 12. 如申請專利範圍第8項之成像處理裝置，其中表格容納部分容納表格之資訊，而該表格具有依據至少色調與亮度之一分割的區域。 13·如申請專利範圍第8項之成像處理裝置，其中該表格容納區域容納依據至少色調與亮度之一所提供之複數個表格資訊。 14.如申請專利範圍第8項之成像處理裝置，其中表格容辦部分容納包括材質之資訊，此一材質在單獨組織中，具有具有色彩與/或亮度值，其由參數或引用二維座掉之 -3- 本紙張尺度適财國a家標準(CNS) A4規格(21GX 297公爱) A 8 Π8

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?之位址所指明。錄媒 \種其中已經記錄成像處理程式之電腦可讀取式記體’其中成像處理程式包括步驟·· (a)容納表格之資訊，含有色彩與亮此一表格於二維座標所指明之位置上度值，排列色彩值，以沿著二維座標之—座標袖，表示色調之分級，及排列亮度值，以沿著其他軸，表示亮度之分級； (b)決定至少對應於待成像之多邊形的色彩與亮度之一的參數； & (〇將所/夬足之參數加入多邊形之頂點資訊； (d)從表格取得對應於加入頂點資訊之參數的色彩與 /或亮度值； (e) 依據加入頂點資訊之參數，產生引用二維座標之位址，其中二維座標對應於由多邊形所組成之每一像素，及 (f) 依據引用一維座標之位址，引用色彩與/或真产值之表格，並將數值賦予由多邊形所組成之每一像素。 16·如申請專利範圍第1 5項之其中已經記錄成像處理程式之電腦可讀取式記錄媒體，其中該表格具有用來表示透明度比率的數值，此一數值係用來供二維座標指明之位置上的像素成像。 17·如申請專利範圍第1 5項之其中已經記錄成像處理程式之 -4 - 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 1238979 修填ff 1:明

v 4 m修(斤正提 ?之電腦可讀取式記錄媒體，其中成像處理程式進一步包括步驟： ♦找由多邊形表面上捕捉之光源所產生的鏡射分量；及，依據鏡射分量決定對應於亮度之參數。 18·如申請專利範圍第1 5項之其中已經記錄成像處理程式之電腦可讀取式記錄媒體，其中成像處理程式進一步包括於成像期間，隨著時間的流逝而改變參數的步驟，其中參數至少對應於待成像之多邊形的色彩與亮度之一。 19,如申請專利範圍第丨5項之其中已經記錄成像處理程式之電腦可讀取式記錄媒體，其中該表格具有依據至少色調與亮度之一分割的區域。 2〇·如申請專利範圍第1 5項之其中已經記錄成像處理程式之電腦可讀取式記錄媒體，其中依據至少色調與亮度之 —，以複數方式提供該表格。 21. 如申請專利範圍第丨5項之其中已經記錄成像處理程式電腦可讀取式記錄媒體，其中表格包括一材質，此一質在單獨組織中，具有具有色彩與/或亮度值，其由數或引用二維座標之位址所指明。 22. —種其中已經記錄由電腦執行之成像處理程式之電腦讀取式記錄媒體，該成像處理程式包括步驟： (a)容納表格之資訊，此一表格於二維座標所指明之位置上，含有色彩與亮度值，之材參可 5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210χ297公釐) '一"' --------— 1238979 A 8 R8 煩請委3示松日所踅之修JE-本有無變更實質内容？是否准予修也.? 申請專利範圍排歹j色办值，以沿著二維座標之一座標軸，表示色調之分級，及排列冗度值’以沿著其他軸，表示亮度之分級； (b )’夬疋至少對應於待成像之多邊形的色彩與亮度之一的參數； (c )將所決疋 < 參數加入多邊形之頂點資訊； (d) 彳文表;^取得對應於加入頂點資訊之參數的色彩與 /或：¾度值； (e) 依據加入頂點資訊之參數，產生引用二維座標之位址，其中二維座標對應於由多邊形所組成之每一像素；及 ⑴依據引用二維座標之位址，引用色彩與，或亮度值之表格，並將數值賦予由多邊形所組成之每一像素。& 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）