TWI239487B - Graphics detection method, graphics detection apparatus, semiconductor device, computer readable recording medium - Google Patents

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1239487 A7 B7 五、發明説明（ 相關申請案之對照 本申請案係基於在2000年8月24曰提出申請的先前曰本 特岭申請案2000-2 54064及在2001年8月22日提出申請的先 前曰本特許申請案200 1-25 1988，且申明享有該等先前曰本 特許申請案之優先權，且本申請案特此引用這兩個先前曰 本特許申請案之全部内容以供參照。 發明背景 發明領域 本發明係有關一種用來偵測三維圖形之技術，其中該三 維圖形與構成至少一個三維圖形的一影像中之一預定點有 一特定的位置關係。 相關技藝説明 諸如具有改良式影像處理能力的電動遊戲機等的娛樂裝 置可提供更逼眞的遊戲影像。例如，有許多電動遊戲顯示 諸如在三維空間中移動的物體或角色等的影像，可讓玩遊 戲的人經驗到活生生的寫實表現，而沈醉在遊戲的世界 中。 某些這類的電動遊戲提供諸如以各種物體構成的三維圖 形王現之人物及Ά車等的角色，玩遊戲的人可操控該等角 色’並對该等物體施加某些影響。例如，在一赛車遊戲中 行駛的一汽車撞到路上的一石頭（物體），或者某一人物（角 色）舉起一個附近的物體等皆是。 某些電動遊戲使用角色與物體間之位置關係作爲使角色 能夠對三維圖形中的物體施加一影響之條件。當角色與物 -4- i紙張尺度適巾國國家標準(CNS) A4規格(21GX297公釐) -----------

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1239487 t A7 *____ B7_ 五、發明説明（2 ) 體之間具有一特定的位置關係時，此種方式可讓角色對物 體施加一影響。 角色與物體間之位置關係可以是諸如下列這種位置關 係：當將一個三維影像投射到由X、Y、及Z軸構成的直角 座標系中的一 X Y平面時，用來表示角色的位置的點之投 射點與該物體的投射影像（二維投射影像）重疊（該角色係在 該物體之上或之下）；或者可以是下列這種位置關係：該 X Y平面上的複數個物體中的該物體之二維投射影像趨近 於上述的該等投射點（當自空中的一較高位置觀察時趨近 於該角色的物體）。 係由一表控與制用來表示諸如構成一影像的石頭及路等 的個別物體的圖形有關之資訊。 該表包含顯示圖形所需之資訊，例如用來表示各別圖形 的位置之位置座標、及材質座標，且每當位置座標等的座 標改變時，即更新該資訊。 係根據物體的產生順序而配置該表，且並不對用來表示 影像中圖形位置的位置座標執行排序。例如，該表並非用 來按照依X座標排序的順序而控制圖形。如前文所述，爲 了讓一角色對一物體施加某一影響’必須檢視該角色與物 體之間是否具有一特定的位置關係。爲了此項目的，必須 要掃描整個表’並檢視用來表示各別物體的圖形與角色間 之位置關係。例如，爲了檢視一赛車遊戲一物體是否在一 汽車之下，必須要利用該汽車之位置座標及該表中記綠的 所有圖形之位置座標來檢視該汽車與各別物體間之位置關 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1239487 A7 B7 五、發明説明（3 係。 掃描整個表是相當耗時的處理。加速該處理的一種可能 方式是預先以各圖形的位置座標排序。然而，此種方式需 要兩類的表；要維護一個包含排序結果的表、及原始的 表，因而耗用了額外的記憶體區域。此外，在遊戲進行中 即時產生影像時，也必須即時進行排序，因而可能減緩了 處理的速度。 此外，傳統上係利用決定 視角色與物體間之位置關係 在一所需的位置關係中找到 測一趨近一角色之物體時， 判定一圖形最接近該物體， 體的另一圖形。 各別形狀的點（頂點等點）來檢 。因此，根據物體的形狀，可 才ΕΪ疋的圖形。例如，當需要偵 雖然自比較各頂點間之距離而 但是實際上可能有更接近該物 發明概述 本發明I-主題在於提供_種用來偵測_表示虫 維影像中的若干特定點(例如用來表示—角色的;立之： 干點)有-特定位置關係的—物體之―圖形之技 ： 種技術並不會浪費硬體資源或降低處理逮度。 且此 本發明之另一主體在於提供一種用來偵^^ 三維影像中的若干料點有—特定位^與—個 圖形之技術’且此種技術係與物體“-物體之-本發明提供了 一種用來偵測一物體二;關之特 I::二預定方向投射一個三維影像而形成二個 一像(二維投射影像)之功能’自-個三維影像：的： -6-

1239487 A7 __ B7 五、發明説明（5 ) 維圖形，所以可在不受三維圖形數目影響的情形下，迅速 地偵測圖形。由於將識別資訊增加到該二維投射影像，所 以可在亦考慮到該一維投射影像的形狀之情形下，偵測與 一預定點有一特定位置關係的一個三維圖形。 當將一個二維圖形投射到一預定平面，且形成一個二維 投射影像時，可選擇下列三種模式中的任何一種模式： (1) 在不放大或縮小三維圖形或二維投射影像的情形下，將 相同的識別資訊增加到三維圖形及二維投射影像，以便分 別識別以上兩者。 (2) 利用複數種互不相同等級的放大率或縮小率而放大或縮 小一個三維圖形然後投射該等三維圖形而形成之複數個二 維影像係相互重疊在另一個影像之上，而形成層次，且係 將根據放大率或縮小率等級而有所不同的識別資訊加入各 別的二維投射影像。此種情形中的投射影像可以是正交作 圖投射影像（三維圖形的放大或縮小）或各別的投射影像（雖 然三維圖形保持相同，但是投射的放大率改變了）。 (3) 當放大或縮小三維圖形時，也可能根據放大率或縮小率 以及離開放大或縮小中心的距離而逐漸地改變要加入該三 維圖形的識別資訊。此外，可使該識別資訊隨著放大率或 縮小率的改變而改變，以便使該識別資訊改變的方向與放 大率或縮小率改變的方向相同。將作爲標準的一平滑蔭影 功能用於一處理電腦圖形的裝置，即可易於實施本方法。 也可逐漸放大或縮小圖形而形成層次，或自開始時一下 子即形成層次。第一種方法是適於有足夠的二維投射影像 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210X297公 1239487 A7 _ B7 五、發明説明（6 ) 處理時間但是沒有用來繪製二維投射影像的足夠處理欄位 (影像記憶體等）的情形之處理方法。第二種方法正好相 反。層次愈窄，且層次的步驟數愈多，則可得到更精細的 呈現。 亦可放大或縮小二維投射影像，以便偵測某一識別資 訊。放大二維投射影像時，可偵測最接近投射點的二維投 射影像。縮小二維投射影像時，可偵測最接近投射點中心 的二維投射影像。 在上述方法（2)、（3)中，亦可將根據三維圖形的尺寸而 改變的額外資訊包含在識別資訊中，且放大或縮小二維投 射影像時，根據放大或縮小的程度以及離開放大或縮小中 心的距離而改變該額外資訊，並根據改變後的額外資訊而 偵測該二維投射影像與該等投射點間之接近程度。在此種 情形中，如果諸如是以複數個數字的一數値來表示識別資 訊，而至少一個該等複數個數字的一數値識別三維圖形， 且至少一個其餘的數字的一數値是該額外資訊，則縱使該 額外資訊改變了，也可偵測到該三維圖形。 或者亦可利用一個可唯一識別該三維圖形的數値來表示 該識別資訊，並根據該二維投射影像的放大率或縮小率的 等級或離開放大或縮小中心的距離而改變各階段中的該數 値，以便可依據該數値而偵測該二維投射影像與該投射點 之間接近的程度。 當將二維影像投射到平面時，亦可將並未加入任何三維 圖形的識別資訊加入並未形成該二維投射影像的區域。此 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1239487 A7 __ B7 ______ 五、發明説明（7 ) 種方式可諸如利用所偵測的識別資訊迅速地決定該區域是 否爲投射二維圖形的區域。 亦可形成複數個二維投射影像，以便決定一個三維圖 形。例如，在第二暗段中，係將三維影像投射到複數個不 同的平面，以便分別形成複數個二維投射影像，並將對應 於加入該三維影像的識別資訊之識別資訊加入各別平面上 的該等二維投射影像，且在第三階段中，當該等投射點存 在於該等複數個二維投射影像時，即偵測到加入該等二維 投射影像之識別資訊，並根據所偵測到的該識別資訊而偵 測一個三維圖形。 根據本方法，諸如在第三階段中偵測用來加入經常在所 有該等複數個二維投射影像中偵測到的識別資訊之三維圖 形，或偵測所有該等複數個二維投射影像中的識別資訊的 數値落在分別指定給該等二維投射影像的各別範圍之三維 圖形，即可易於在其中包括該三維圖形中的預定點之一位 置上偵測到該三維圖形。 本發明之圖形偵測裝置是一種由一用來偵測一個三維圖 形的圖形偵測裝置，而該三維圖形與藉由包含一個三維圖 形而配置的一影像中之一預定點有一特定的位置關係，該 圖形偵測裝置包含：加入識別資訊之裝置，該識別資訊係 用來使該二維圖形識別識別該三維圖形；繪圖裝置’用以 將對應於加入該三維圖形的識別資訊之該識別資訊加到由 將個別三維圖形投射到一預定平面而形成之一個二維投射 影像；以及偵測裝置，該偵測裝置在有該二維投射影像内 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1239487 A7 B7 五、發明説明（9 附圖簡述 若參閱下文中之詳細說明並配合各附圖，將可更易於了 解本發明的上述這些目的、其他目的、及優點，這些附圖 有： 圖1是應用衣發明的—娛樂装置之内部方塊圖； 圖2是本發明之_主要功能方塊圖； 圖3是三維圖形資料的一例示表； 圖4是一圖形偵測程序之流程圖； 圖5是一圖形偵測程序之流程圖； 圖ό是一圖形偵測程序之流程圖； 圖7指標影像之一解説圖； 圖8Α是一指標影像上的二維投射影像之放大解説圖； 圖8Β是一指標影像上的二維投射影像之縮小解説圖； 圖9是當根據一放大率而改變指標資訊時的二維投射影 像之解説圖；以及 圖10是投射在ΧΥ平面、xz平面、及υζ平面的一個三 維影像之解説圖。 較佳實施例之詳細説明 現在將參照各附圖而詳細説明本發明之一實施例。 〈娛樂裝置> 圖1是應用本發明的一娛樂裝置之内部方塊圖。 係將娛樂裝置（1)配置成包含一中央處理單元（Central Processing Unit ;簡稱 CPU)(10)、由 RAM構成的一主記憶 體（11)、一直接έ己憶體存取控制器（Direct Memory Access -12- 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 1239487 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) Controller，間稱 DMAC)( 12)、一 動畫壓縮（Moving Picture Experts Group ;簡稱 MPEG)解碼器（MDEC)(13)、用來安裝 諸如CD-ROM或DVD-ROM等媒體（15)的一媒體驅動器 (14)、一輸入單元（16)、用來儲存諸如BIOS等的程式之一 R0M(18)、用來讀取一聲音記憶體（22)中儲存的聲音資料 並輸出爲骨訊輸出之一聲骨處理單元（Sound Processing Unit ;簡稱SPU )(21)、以及設有一圖框記憶體（32)之一圖 形處理單元（Graphic Processing Unit ;簡稱 GPU)(31)。係經 由一匯流排B而連接這些組件。GPU(31)係連接到一 CRTC(33)控制器（CRT Controller ;簡 稱CRTC)，以便產生一視訊輸出信號。係以與价％及PAL 等標準相符的方式產生該視訊輸出信號，且係將該視訊輸 出信號自CRTC(33)輸出到一顯示器（圖中未示出）。 CPU(IO)是一半導體裝置，用以在娛樂裝置（1)啓動時自 R0M(18)載入一短小的程式，執行該短的程式，並操作 一作業系統。CPU( 10)也具有下列功能：控制媒體驅動器 (14);自安裝在媒體驅動器（14)的媒體（15)讀取應用程式或 資料；以及將該應用程式或資料儲存在主記憶體（11)中。 CPU(10)進一步具有下列功能：對自媒體（15)讀取的各種資 料，例如對由複數個基本圖形（多邊形）構成的三維圖形資 料（一多邊形的頂點之座標値），進行幾何處理（座標値計算 處理）；以及產生其中包含經過幾何處理的多邊形定義資 訊之一顯示表（所使用多邊形的形狀規格、多邊形的形成 位置、以及多邊形组成部分的類型、顏色、或材質等）。 -13- 本紙張尺度適用中®國家樣準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

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k 1239487 A7 B7 五、發明説明（11 ) GPU(3 1)是一半導體裝置’具有下列功能：儲存繪圖環 境（用來繪圖的多邊形的各組成部分之類型、顏色或材 質、尺寸等）；利用自CPU(IO)得知的顯示表而進行圖形呈 現處理（平常的處理）；以及在圖框記憶體（32)中繪製各多 邊形。亦可將圖框記憶體（32)用來作爲材質記憶體。因 此’可將圖框記憶體（32)中的一像素影像以材質之形式貼 到所要繪製的一多邊形上。 SPU(2i)是一半導體裝置，用以自聲音記憶體（22)讀取的 聲音資料合成一音訊輸出信號。DMAC( 12)是一半導體裝 置，用以經由連接到匯流排B的電路而進行DMA轉移控 制。MDEC(13)是一與CPU(IO)平行操作的半導體裝置，具 有下列功能：將在動畫壓縮（MPEG)或靜態圖形壓縮（joint Photographic Experts Group ;簡稱JPEG)系統中壓縮的資料 解壓縮。 輸入單元（16)設有一連接端（19)，且係經由連接端（19)而 自一工作裝置（23)輸入一輸入信號。該工作裝置（23)設有 複數個操作按鈕，且可讓操作者以多種方式利用這些操作 按鈕而控制影像並輸出聲音。係利用這些操作按鈕操作一 影像中之角色。 <圖形偵測裝置之組態設定> 現在將説明將前文所述的娛樂裝置（1)操作成本發明的圖 形偵測裝置時之一組態設定實例。 係以娛樂裝置（1)的CPU(IO)及GPU(31)來實施該圖形偵測 裝置，且該CPU(IO)及GPU(31)載入並執行R0M(18)或諸如 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐)

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k 1239487 A7 ___ B7 五、發明説明（12 ) 媒體（1 5)等的其他記綠媒體中記錄的預定電腦程式。 圖2是當娛樂裝置（1)操作爲圖形偵測裝置時娛樂裝置〇) 之一功能方塊圖。在該實施例中，cpu(1〇)及電腦程式形 成CPU(1〇)内的—影像控制器（102)及一圖形偵測器（104)之 功能單元（模組），並形成CPU(IO)中的一記憶體區域（圖中 未示出）中之一圖形儲存裝置（1()1)。 此外GPU(3 1)及電腦程式形成GPU(3丨）中的緣圖裝置 (103)之一功能單元（模組）。 違些功能單元產生由用來表示一物體的至少一個三維圖 形構成的一個二維影像。將用來識別三維圖形的指標資訊 (識別資訊）指定給該三維圖形。將對應於指定給三維圖形 的識別：貝訊之指標資訊指定給藉由將該三維圖形投射到一 =定平面而得到的二維投射影像。偵測在其中包括該三維 〜像中的預定投射點的一位置上的二維投射影像之指標資 A ’並偵測對應於所偵測的指標資訊的指標資訊所指定之 三維圖形。 姊圖形儲存裝置（1〇1)儲存與用來表示構成該三維影像的物 體的三維圖形有關之三維圖形資料。圖形儲存裝置（101)將 S =、准圖形資料儲存爲一表。該三維圖形資料包括作爲用 來=別個別圖形的識別資訊之指標資訊、來指定一個三 隹二間中的圖形的位置之位置座標、以及材質座標等資 料^係根據幾何處理的結果而更新該等位置座標及材質座 標等資料。 圖是與—維圖形資料有關的一表之實例。該表記綠圖 -15- 本’ &適用中國國豕標準(CNS) A4規格(2ι〇 X 297公爱)

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名稱、士匕 、 質座俨荽：不Λ'圖形的位置座標、以及各別圖形的材 ，寺資料。可利用該指標資訊指定一個三維圖形。 开^料按制器（1G2)自圖形儲存裝置（1Q1)讀取必要的三維圖 像資料，執行諸如幾何處理等必要的處理，並產生二維影 顯示表°孩二維影像資料在與娱樂裝置⑴的關係上對應於 °將所產生的二維影像資料傳送到繪圖裝置（⑻）。

—Λ $提供了兩類的二維影像資料。這些景彡像資料是諸 :::像素的亮度、深淺、或顏色等用來在一顯示器上顯 不-影像之顯示影像資料、以及用來形成可偵測示出每一 像素的指標資訊的三維圖形的_影像之指標影像資料。 訂

、由1顯示影像資料及指標影像資料形成的兩個影像並不 必然疋自相同方向檢視時相同的三維影像。例如，亦可將 f據顯示影像資料（顯示影像）的一影像指定爲自水平方向 視的一個三維影像，並將根據指標影像資料（指標影像） 的心像指足爲自垂直方向檢視的一個三維影像。 影像控制器（102)根據來自圖形偵測器（1〇4)的指令而放大 或縮小二維投射影像。可利用下列兩種模式中的任一種模 式來執行放大或縮小： 第一種模式是當自三維圖形產生指標影像資料時同時（或 在可被視爲同時的一段最佳時間内）產生具有不同放大率 或縮小率的複數個指標影像資料之一種模式。除了用來識 別三維圖形的指標資訊之外，產生其値係根據三維圖形的 二維投射影像的放大率或縮小率而變化之額外資訊，將該 額外資訊連同指標影像資料傳送到繪圖裝置（1〇3)。 人 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1239487

將加入對應的三維圖形之指標資訊指定給藉由投射該 維圖形而得到的指標影像中之：維投射影像。順便提 亦可將並未加人任何三維圖形的指標資訊指定给並 、，曰製任何二維投射影像之區域。 第二種模式是當自三維圖形產生指標影像資料時係根據 離開放大或縮小的二維投射影像中心的距離而更新額外資 汛<一種模式，在該模式中，只是繪圖裝置（1〇3)將繪圖模 式設定爲平滑蔭影，然後傳送出指標影像資料等資料。 在縱使於放大或縮小時指標影像資料改變，三維圖形的 對應指標資訊仍然清楚的情形中，將不需要上述的額外資 訊。 /在輸入二維影像資料之後，繪圖裝置（1〇3)即根據該二維 影像資料而在圖框記憶體（32)中繪製一影像。 在顯示影像資料及指㈣像資料描述自相同方向檢視時 爲相同三維影像的情形巾，亦可在圖框記憶體（32)的相同 區域中執仃繪圖，但是在顯示影像資料及指標影像資料描 述自不同方向檢視時的三維影像之情形中，係在圖框記憶 ，（32)的兩個不同區.域中繪製影像。CRTC(33)將根據顯^ 影像資料的顯示影像轉換爲_視訊輸出信號，並輸出。根 據指標影像資料的指標影像則係料圖形偵測。 當需要將兩個或更多個指標資訊寫入-像素時(當在相 的像素上繪製兩個或更多個二維投射影像時），繪 (广)分割用來窝入_個像素的資料之記憶 需要寫入的所有指標資訊。亚馬 -17- 本紙張尺度適用準(CNS)L_規格(2ι〇χ297公董)

-裝 訂 1239487 A7 B7 五、發明説明 圖形偵測器（104)在圖框記憶體（32)中繪製的指標影像中 的二維影像中的一預定點之投射點上偵測指標資訊。該投 射到意指諸如用來指示一角色的位置之點。利用圖形儲存 裳置（10 1)中儲存的表來偵測用來加入對應於所偵測的指標 資訊的指標資訊之三維圖形。 在所偵測到的指標資訊之數目是〇的情形中，亦可配置 成··圖形偵測器（104)指示影像控制器（丨〇2)放大指標影像 中之一維投射影像’且於所偵測到的指標資訊之數目是兩 個或更多個時，圖形偵測器（1〇4)指示影像控制器（1〇2)縮 小一維投射影像，因而確保將偵測到一個指標資訊。 <圖形偵測裝置之作業> 上述組態中之娛樂裝置（1)利用下列程序偵測與一個三維 影像中的一預定點有一特定位置關係之一個三維圖形。 圖4是圖形偵測程序之流程圖。 在步驟（S101)中，影像控制器（1〇2)自媒體（丨5)讀取用來 表示構成一個三維影像的一個三維圖形之三維圖形資料。 然後在步骤（S 102)中’影像控制器（1〇2)將不同的指標資訊 加入到以所讀取的三維圖形資料表示的各別三維圖形中， 並產生一表。將所產生的該表儲存在圖形儲存裝置（1()1) 中。此外，在步驟（103)中，影像控制器（1〇2)對該三維圖 形資料執行諸如座標變換、透視變換、及寫入等的幾何處 理。在此種方式下，在該時點上產生了 一個三維影像。將 所產生的顯示影像資料傳送到繪圖裝置（1〇3)。另一方面， 將該三維圖形的位置座標等資料傳送到用來更新該表的圖 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董)

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k 1239487 A7 ____ B7 五、發明説明（16 ) 形儲存裝置（1 0 1)。 在步驟（S104)中，繪圖裝置（1〇3)根據所接收的顯示影像 >貝料而在圖框1己憶體（32)中形成一顯示影像。當在圖框記 憶體（3 2)中繪製該影像時，將相關像素的諸如亮度、深 淺、顏色等的資訊寫入用來表示一個像素資料之區域。 此外’在步驟（S105)中，影像控制器（1()2)利用步驟（si〇3) 中產生的該三維影像而產生指標影像資料。一將該指標影 像資料傳送到繪圖裝置（103)，並於步驟（s 1〇6)中在圖框記 憶體（32)的一預定區域中繪製指標影像。因而在具有與加 入到該相關三維圖形的指標資訊相同的指標資訊之指標影 像中提供了二維投射影像。在有複數個三維圖形投射到一 個像素的情形中，寫入該相關的三維圖形之所有指標資 訊0 將並未指定給任何三維圖形的指標資訊指定給並未寫入 任何指標資訊的區域（亦即，並未具有任何二維投射影像 之區域）。 圖7示出根據指標影像資料的一影像之一實例。在圖7 中’將指標資訊“ 1 ”、“ 2 ”、及“ 3 ”指定給分別表示立方 體、三角錐、及球體的三個三維圖形，並將指標資訊 “ 1”、“ 2”、及“ 3”指定給係爲該等三維圖形的二維投射影 像之正方形、三角形、及圓形。將指標資訊‘‘〇，，指定給並 未形成任何二維投射影像之區域。 在完成將指標影像繪製到圖框記憶體（32)之後，圖形偵 測器（104)在步驟（S 107)中偵測一投射點p之指標資訊，且 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1239487 A7 B7

該投射點P是當投射該三維影像中的一預定點時的一點 该二維影像中的該預定點是諸如在該三維影像中_個角 所存在的一點。在該預定點是該角色所存在的一點之情形 中，可得知該角色的二維投射影像與物體的二維投射^ ^ 間之一位置關係。圖形偵測器（1〇4)偵測對應於圖框記=髀 (32)中的投射點的記憶體區域中寫入之指標資訊。在圖 中’係偵測到‘‘ 1”爲投射點P之指標資訊。 圖形偵測器（104)在步驟（S108)中檢查所偵測到的指標資 訊是否爲‘‘〇，，，而且如果該指標資訊是“〇”（步驟（si9〇f)二 結果，“是”)，則結束該圖形偵測作業。這是因爲識別資 Λ 0彳曰示該投射點並未與任何二維投射影像重疊。杏該 指標資訊不是“〇，，時（步驟（S108)的結果爲“否，，），則圖 ^器⑽)在步驟（S _中偵、測用來加人與所偵測^ = 資訊相同的指標資訊之三維圖形資料。可利用所偵測 三維圖形資料來指定三維圖形。所指定的三維圖形即是與 琢三維影像中的一預定點有一特定位置關係之圖形。疋… 繪製藉由投射一個三維圖形而得到的二維投射影像是# 動遊戲的傳統影像處理裝置所提供之功能。例如，本 只須利用該功能繪製圖框記憶體（32)中的指標資二 測對應於二維投射點的記憶體區域中寫人的指Κ訊= 可在其中包括二維投射影像中的—預定點之一位置上偵= 到個二維圖形。因而本發明無須用到額外的資源，即可 在短時間中偵測到與該預定點有一特定位置關係的—個L 維圖形。此外，當有複數個偵測到的三維圖形，且只自;

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等複數個二維圖形中選出最接近該預定點的_個三維圖形 時，可量測出所偵測三維圖形的座標値與該預定點的座標 値間之距離。然而，與需要量測三維影像中的所有三維圖 形的距離之傳統方法比較時，本發明大幅減少了需要進行 距離量測的二維圖形數目，因而可大幅縮短處理時間。 此外，當以一個影像與另一個影像重疊之方式繪製複數 個放大或縮小的二維投射影像時，或者當放大或縮小二維 投射影像時，如果每一個二維投射影像都有額外資訊，則 可視需要而更新該額外資訊。在第二種情形中，可在各階 段中改變該額外資訊。如果每一個二維投射影像並未具有 額外資訊，則改變加入到二維投射影像之指標資訊。可利 用前文所述的平滑蔭影功能來執行此種處理。 因而可易於偵測所需的圖形。 圖9疋在放大二維投射影像時改變額外資訊的情形中之 圖。原始的二維投射影像是以實線緣出的一長方形及 一圓形，且係將“1.0”及“2.0”的指標資訊指定給這兩個二 維投射影像。第一個數字表示用來偵測一個三維圖形之資 訊，且小數點表示額外資訊。例如，如果第一個數字是 “ 1 ’’，則偵測到識別資訊爲“ 1”的圖形。 分別將該等二維投射影像放大2倍、4倍、及6倍，且諸 如將該長方形的二維投射影像的各放大後影像之指標資訊 表示爲“1.2，，、“1.4，，、及“1.6”，並將該圓形的二維投射影 像的各放大後影像之指標資訊表示爲“2.2”、“2.4”、及 “ 2.6”，在長方形的情形中，指標資訊是在實線與虛線間 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)

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. 在虛'、泉與早點短劃線間之“1.4” '以及在單％_ 劃線與雙點短劃線間之” π 及在早駄 1.6 。在圓形的情形中，指標資 訊疋在貝線與虛線間之“ 2.2”、在虛線與單點短劃線間之 •4 、以及在單點短劃線與雙點短劃線間之“ 2.6，，。 ;圖9:出投射點Ρ是在該長方形的二維投射影像的指標資 二；/ ,區域，而且是在該圓形的二維投射影像的指標 / ^ 2.6之區域，因而投射點ρ較接近該長方形的二維投 射〜像，且較遠離該圓形的二維投射影像。此外，因爲係 根據放大率而改變指標資訊，所以可定接近的程度。例 “，，參離開該長方形的距離時，#由偵測指標資訊 我們易於了解：投射點Ρ存在於將原始的長方形放 大2倍、4倍時的範圍内。加入不同的指標資訊，而進一步 減小放大率並進行㈣，即可更詳細地得知：維投射影像 與投射點Ρ間之距離。 。圖5是用來將所要偵測的三維圖形之數目減少到一的一 程序足流程圖。在該程序中，係將所要偵測的指標資訊的 數目減少到一之程序加到圖4所示之圖形偵測步驟中。 、該三維圖形债測程序中之步驟（S101)至（S107)構成與圖4 所示者相同的處理程序，因而將省略對這些程序的説明。 將自圖5中之步驟（S208)開始說明該程序。 員便彳疋下，本“序假設並不將任何指標資訊指定給並 未投射指標影像的任何三維圖形之區域。 當在步驟（S 107)中偵測到指標資訊時，圖形偵測器（1〇4) 在步驟（S208)中檢查所偵測到的指標資訊之數目是否爲 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2T^X 297公爱)

-裝 訂 1239487 A7 B7 五、發明説明（20 ) 一。如果所偵測到的指標資訊之數目不是一（步驟（82〇8)的 結果爲：“否”），則圖形偵測器（1〇4)在步驟（S2〇9)中檢查 所偵測到的指標資訊之數目是否爲零。如果所偵測到的指 標資訊之數目是零（步驟（S209)的結果爲：是”），則圖形 偵測器（104)在步驟（S21 〇)中將一指令傳送到影像控制器 (102)，以便放大每一個二維投射影像。如果所偵測到的指 標資訊之數目不是零（步驟（S2〇9)的結果爲：“否，，），則圖 形偵測器（104)在步驟（S211)中將一指令傳送到影像控制器 (102)，以便縮小在圖框記憶體（32)中繪製的每一個二維投 射影像。當指示放大或縮小二維影像時，本程序回到步驟 (S105)，此時影像控制器（102)根據指令放大或縮小二維投 射影像，而產生指標影像資料。將所產生的指標影像資料 傳送到繪圖裝置（103)。在步驟（S106)中，繪圖裝置（103)利 用所接收的指標影像資料而產生一指標影像。所產生的指 標影像中之二維投射影像是根據圖形偵測器（104)的指令而 放大或縮小之二維投射影像。在步骤（S107)中，圖形偵測 器（104)再度利用所產生的指標影像來偵測指標資訊。 圖8係來解説二維投射影像的一放大或縮小。圖8A示出 一放大實例，且係將每一個二維投射影像放大到150%。 藉由放大到150%，而在並未繪製任何指標資訊且偵測到 指標資訊的投射點P上繪製指標資訊。 圖8B示出一縮小實例，且係將每一個二維投射影像縮小 到50%。藉由縮小到50%，而將已偵測到三個指標資訊的 投射點P上所要偵測的指標資訊之數目減少到一。 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 x 297公釐） 裝 訂 k 1239487 A7 B7 五、發明説明（21 ) 重複二維投射影像的放大或縮小，直到所要偵測的指標 資訊之數目到一爲止。 當所偵測的指標資訊之數目爲一時（步驟（§ 2 〇 8)的結果 爲：“是”），即在步驟（S2 12)中偵測到用來加入與所偵測到 的指標資訊相同的指標資訊之一個三維圖形。 由於放大或縮小二維投射影像，以便將所要偵測的指標 資訊之數目減少到一，所以可偵測其二維投射影像最接近 投射點P的一個三維圖形。 圖6是藉由自複數個方向投射一個三維影像並利用得自 母一 4曰標影像資料的指標影像偵測指標資訊而產生複數個 指標影像資料的一程序之流程圖。 在偵測該二維圖形的程序中，步驟（sl〇1)至（sl〇4)是與 圖4所示相同的處理程序，因而將省略對這些步驟的説 明。將自圖6的步驟（S305)開始説明該程序。 在步驟（S305)中，影像控制器（1〇2)自複數個方向投射一 個三維圖形，並產生複數個指標影像資料。 在步驟（S306)中，繪圖裝置（1〇3)係根據自影像控制器 (1〇2)傳送的複數個指標影像資料，而在圖框記憶體（32)的 f數個區域中形成複數個指標影像。該等複數個指標影像 疋諸如藉由在具有Χ、γ、&ζ座標軸的直角座標系中將一 個三維圖形投射到ΧΥ平面、χζ平面、及γζ平面上而得 到的影像。圖10示出以此種方式得到的三個指標影像之一 實例。 在形成複數個指標影像之後，即在步驟（S3〇7)中偵測各 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ 2的公釐)--------- 1239487

發明説明（22 汨私“杉像在投射點P 1、p 2、及p 3上的指標資訊。利用 t各別指標影像偵；則到的指標資訊，即可在步骤（S3〇8)中 檢且疋否有在所有的指標影像中普遍地偵測到的指標資 矾，或者是否在-預設範圍内有其中包括—數値的指標資 ^ θ田β襄表中列出目標指標資訊時（步驟（S308)的結果爲： ‘是’則在步驟（S 3 G 9)中利用該表偵測指定有該指標資訊 的-個三維圖形。當所有的指標影像中並無可普遍偵測的 指標資訊時(步驟(S308)的結果爲：“否，，），則完成了圖形 偵測作業。 在圖1〇所示實例中，將-個具有指標資訊的的長方 形平行六面體投射到XY平面、χζ平面、及γζ平面。在 孩長方形平行六面體中包含的—位置上找到該點ρ。因 此，在點Ρ的投射SP1、P2、及Ρ3上偵測到的所有指禪資 訊都是“1”。在此種情形中，可偵測到該長方形平行六面 Μ例假設偵測到指定有可在所有指標影像中普遍伯測的 指標資訊之-個三維圖形，但是本發明並不限於此種情 形’且顯然亦可在至少任何一個指標影像中偵測到三維圖 維圖形 預足點之一位置上偵測到一個 —， 此外，藉由放大或縮小每一指標影像中的一個二維投射 影像，亦可偵測哪一個三維圖形是在最接近的位置γ又， 該實施例以一娛樂裝置説明了 一實例。然而，除。了 -25^

1239487 A7 B7 五、發明説明（23 ) 裝置之外，亦可讓一配備有一影像處理功能的一般用途電 月^!根據本發明而載入並執行一記錄媒體中記綠的程式碼。 前文所述的本發明可在無須浪費硬體資源的情形下，迅 速地偵測到與一影像中的一預定點有一特殊關係之一個三 維圖形。本發明進一步可偵測其二維投射影像最接近該影 像中的預定點的投射點之一個三維圖形，而且與該圖形的 形狀無關。 在不脱離本發明廣義的精神及範圍下，尚可作出本發明 的各種實施例及改變。前文所述實施例之目的在於解説本 發明，而並非限制本發明的範圍。係以所附的申請專利範 圍而非以該實施例顯示本發明之範圍。將將在與本發明申 請專利範圍等效的意義内且在申請專利範圍内所作的各種 修改視爲在本發明的範圍内。 -26- 尽紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）— ----

Claims (1)

1. .ΐ：Δ8·ΐ：·： Β8 • C8 Ί38 . :年 Cl： 3:^1! #質内容？是?,准^-^ 1U, 123 13 j I; 中文申請專利範圍替換本(93年4 |) i 申請專利範圍 1 ·種在一裝置中執行用以偵測一影像中一個三維圖、 的圖形偵測方法，該三維圖形與包含至少一個三維圖氷 的-影像與-預定點有一特定的位置關係，該 ：： 方法包含下列步驟： 一第一步驟，該第一步驟將識別資訊加入到該等至，1、 一個三維圖形，以便識別該等至少一個三維圖形；土 v 第一步騍，讀第二步驟將該等至少一個三維圖形 射到一預足平面，以便產生至少一個二維影像，並將= 應於該第一步驟中加入的識別資訊之識別資訊分別力口、 到該等至少一個二雄影像；以及 口入 一第三步驟，該第三步驟決定該特定點的一投射點曰 否位於該等至少一個二維影像中之一個二維影像，並： 測對應於其中包括該投射點的該二維影像之識別資訊^ 且將對應於所偵測到的識別資訊的識別資訊之三維圖形 偵測為與該預定點有該特定位置關係之該三維圖形。y 2.如申請專利範圍第丨項之圖形偵測方法，其中該第二步 驟包括列子步驟：以具有不同放大率或縮小率=難次 投射之方式下，將該等至少一個三維圖形投射到該預定 平面，以便產生複數個二維投射影像。 3·如申請專利範圍第2項之圖形偵測方法，其中該第二步 驟包括列子步驟：將根據不同放大率或縮小率：制資 訊分別加入該等複數個二維投射影像。 4·如申請專利範圍第3項之圖形偵測方法，其中係使加入 該等複數個二維投射影像的識別資訊改變之順序與放大 本紙張尺度適用中國时標準(CNS) A4規格(21G χ挪公董)-------

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   、申請專利範 A8 B8 C8 D8 率或縮小率改變之順序相同。 驟勹明專利範圍第1項之圖形偵測方法，其中該第二步 至}列子步驟·同時以不同的放大率或縮小率將該等 12 —個三維圖形投射到該預定平面，以便產生複數個 一維投射影像。 酽: '專利範圍第5項之圖形偵測方法，其中該第二步 括列子步驟：將根據不同放大率或縮小率的識別資 Λ刀別加入到該等複數個二維投射影像。 7·，:請專利範圍第6項之圖形偵測方法，其中係使加入 =等衩數個二維投射影像的識別資訊改變之順序與放大 率或縮小率改變之順序相同。 8·如申凊專利範圍第1項之圖形偵測方法，其中該第二步 驟G括列子步驟：放大或縮小該等至少一個二維投射影 像’直到偵測到一件該識別資訊為止。 9.如申凊專利範圍第8項之圖形偵測方法，其中該識別資 ;匕括了根據该等至少一個三維圖形的尺寸而改變的額 外資訊，且 Θ圖形偵測方法進一步包含下列步騾··當放大或縮小 vr衾等至y 個一維投射影像時，根據放大或縮小的程度 而改變該額外資訊，並根據該改變後的額外資訊而偵測 該等至少一個二維投射影像與該投射點間之接近程度。 10·如申請專利範圍第9項之圖形偵測方法，其中該識別資 訊包括複數個數字的一數值，該等複數個數字的至少一 個數字之一數值識別該等至少一個三維圖形，且其餘的 • 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1239487

   、申請專利範圍 A B c D 該等複數個數字的至少一個數字 訊 1 11. 如申請專利範圍第8項之圖形偵測方法，其中係由—教 值構成該識別資訊，用以唯一地識別該等至少—個三 圖形，且 / .广i 3 提 d圖开^偵測方法進一步包含下列步驟··根據對該等s > 一個二維投射影像之放大率或縮小率而改變各階段中 <數值’並根據該改變後的數值而偵測該等至少一個二 維投射影像與該投射點間之接近程度。 12. 如申請專利範圍第1項之圖形偵測方法，進一步包4下 列步驟··將識別資訊加入在該預定平面上並未形成該等 至=一個二維投射影像之一區域，該區域的所加入:識 別資訊不同於該等至少一個三維圖形之該加入的識別資 訊。 13. 如申π專利範圍第1項之圖形偵測方法，其中該第二步 驟包含列子步驟：將該等至少一個三維圖形投射到複數 個不同平自，以便產生複數個〔維影*，並根據該等至 :-個三維圖形的該識別資訊，而在各別平面上將識別 貨訊分別加入到該等至少一個二維投射影像’且 該第三步驟包含下列子步驟：當該投射點存在於該等 複數個二維投射影像時，偵測加入到該等至少一個二維 ㈣影像之識別資訊’並根據所偵測到的識別資訊而賴 測一個三維圖形。 14. 如申請專利範圍第13項之圖 w y u州万法，其中該第三步 -3

   六、申請專利範圍 1239487 ! it； 驟包含下列子步w · 二維投射影像來加入在所有的該等複㈣ 唯；請备員明示 年月日所提之 圖形。 卩曰k可偵測到的識別資訊之一個三維 15· = :專利範圍第13項之圖形偵測方法，其中該第三步 =Ή列子步驟：偵測所有該等複數個：維投射影像 的属別貝矾的數值都屬於分別指定給該等複數個二唯 投射影像的各別範圍内之—個三維圖形。 ’ 16. —種用以偵測一個三維圖形的圖形偵測裝置，該三維圖 形與包含至少一個三維圖形的一影像中之一預定點有— 特定的位置關係，該圖形偵測裝置包含： 加入識別資訊之裝置，用以將用來識別該等至少一個 二維圖形之識別資訊加入到該等至少一個三維圖形； 緣圖裝置，用以將對應於加入該等至少一假三維圖形 的識別資訊之識別資訊加入藉由將個別的三維圖形投射 到一預定平面而形成之至少一個二維投射影像；以及 偵測裝置，用以在一個二維投射影像内有該預定點的 投射點時，偵測加入該二維投射影像之識別資訊，並偵 測用來加入對應於所偵測識別資訊的識別資訊之三維圖 形。 17· —種用以偵測一個三維圖形之半導體裝置，該三維圖形 與包含至少一個三維圖形的一影像中之一預定點有一特 定的位置關係，該半導體裝置包含： 加入識別資訊之裝置，用以將用來識別該等至少一個 維圖形之識別貴訊加入到該等至少 …一-. 個三維圖形； 叁 4.rs. u-a·, βί 、 -,Γ'ϊϋ.υύΊ 食 Νϋϊ'ν· 1239487

   、申請專利範 將對應於加入苛签S |、 別次 Μ寺土 v 一個三維圖形的識別資訊之識 开J:力:入藉由將個別的三維圖形投射到-預定平面而 =土 y —個二維投射影像之裝置；以及 ^" 置用以在一個二維投射影像内有該預定點的 2j時，偵測加入該二維投射影像之識別資訊，並偵 二用來加入對應於所偵測識別資訊的識別資訊之三維 办〇 ^ 一種:知可碩取之媒體，儲存有使一電腦用來作為偵測 個一維圖形的一圖形偵測裝置之電腦程式，而該三維 圖/人包含土少一個三維圖形的一影像中之一預定點有 特足的位置關係’該電腦程式包含下列步驟： 將用來識別該等至少_個三維圖形的識別資訊加入到 該等至少一個三維圖形； 將對應於加入該等至少一個三維圖形的識別資訊之識 別；貝訊加入藉由將個別的三維圖形投射到一預定平面而 形成之至少一個二維投射影像；以及 在一個二維投射影像内有該預定點的投射點時，偵測 加入該二維投射影像之識別資訊，並偵測用來加入對應 於所偵測識別資訊的識別資訊之三維圖形。 19.如申請專利範圍第18項之電腦可讀取之媒體，其中該電 腦程式係儲存在該電腦可讀取的媒體内。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 χ 297公釐)