TWI544780B - ３ｄ格式轉換系統和方法 - Google Patents

Description

3D格式轉換系統和方法

本發明係有關於一種3D格式轉換系統和方法，且特別有關於一種使用電子設備的圖形處理單元的著色器來執行3D格式轉換的系統和方法。

由於多媒體系統、電腦遊戲、3D電視廣播系統等方面的應用和成長，使得3D內容產業在近年來頗有發展。因應於3D內容，具有3D播放能力的播放裝置應運而生。

目前，有許多種3D顯示源及格式被使用。當3D面板要顯示一個3D源時，將該3D源動態地轉換為該3D面板所支援的一種3D顯示格式。因此，需要在3D面板上設計並且建立一個新模組或者顯示晶片組，以將3D源從一格式轉變成3D面板所支援的合適格式。不過，考慮到晶片組複雜性和設計時間及花費，被支援的3D顯示格式的數量是有限的。

有鑑於此，本發明提供3D格式轉換系統及方法。

本發明實施例之一種3D格式轉換系統，其包括：一3D面板，其支援至少一3D顯示格式；一訊框緩衝器；以及一圖形處理單元，其包含平行處理影像資料的複數個著色器，使用紋理串流取得一個3D源，使用該著色器將該3D源轉換為該3D面板所支援的一3D顯示格式，將該已轉換的3D源輸出至該訊框緩衝器。

本發明實施例之一種3D格式轉換方法，適用於一電子裝置，該電子裝置包含具有平行處理影像資料的複數個著色器之一圖形處理單元，該方法包括：藉由該圖形處理單元，使用紋理串流取得一個3D源；使用該著色器將該3D源轉換為該3D面板所支援的一3D顯示格式；以及將該已轉換的3D源輸出至一訊框緩衝器；其中該3D面板從該訊框緩衝器取得並顯示該已轉換之3D源。

在一些實施例中，該著色器之運作係參照一著色器程式，其係編程該3D源中之一種與該3D面板所支援的3D顯示格式之一轉換規則。在一些實施例中，該著色器包含一頂點著色器及一像素著色器。將一電子裝置之一螢幕的一高解析平面之頂點輸入該頂點著色器，該頂點著色器對每一頂點執行一3D到2D座標轉換。該像素著色器依據該轉換規則對該頂點之每一像素執行一紋理查詢操作。在一些實施例中，於該紋理查詢操作中，該像素著色器重複定位該平面中該等像素之一者，並參照該3D源以尋找一像素值，以產生至少一個符合該3D顯示格式之完整訊框。

在一些實施例中，該3D顯示格式係透過一介面指定。在一些實施例中，該圖形處理單元能夠基於該3D面板傳來的一訊號，自動決定該3D顯示格式。在一些實施例中，該系統更包括一儲存單元，其包含一資料庫或一表格以儲存該3D面板及該3D顯示格式之間的映射關係。該圖形處理單元依據該訊號及該映射關係決定該3D顯示格式。

在一些實施例中，該圖形處理單元更從該3D源之一標頭取得該3D源之一種類。

本發明3D格式轉換方法可以透過程式碼方式存在。當程式碼被機器載入且執行時，機器變成用以實行本發明之裝置。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖示，詳細說明如下。

提供3D格式轉換系統與方法。

第1圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之3D格式轉換系統。3D格式轉換系統可用於具有3D顯示功能的一電子裝置，如個人電腦或可攜式裝置，如個人數位助理(PDA)、智慧型手機、行動電話、行動上網裝置(Mobile Internet Device，MID)、或迷你筆記型電腦(Netbook)、車用電腦、數位攝影機、多媒體播放器、遊戲裝置、或任何種類的可攜帶式運算裝置。但是，必須瞭解本發明並不以此為限。

3D格式轉換系統100至少包括一圖形處理單元(GPU)110、一儲存單元120、訊框緩衝器130、以及3D面板140。一般而言，圖形處理單元110專用於影像資料處理。圖形處理單元110包含平行處理影像資料的複數個著色器111。著色器111包含頂點著色器及像素著色器。值得注意的是，圖形處理單元為一管線機器。在圖形處理單元中，先於頂點層次，以頂點著色器處理影像資料，繼之，再於像素層次，用像素著色器處理該影像資料。在頂點著色器中，虛擬空間中該頂點的每一個3D位置被轉換為其在螢幕上顯示的2D座標(以及Z緩衝器的深度值)。頂點著色器可以處理例如位置、顏色、紋理座標等特性，但不能產生新的頂點。繼之，頂點著色器的輸出被送到該管線的下一個階段，其可以為幾何著色器(如果有的話)或者光柵化器。在像素著色器中，計算個別像素的顏色。傳入此一階段的輸入係來自該光柵化器，其填滿傳送於該圖形管線中的該多邊形。像素著色器一般係用於處理場景光照和與之相關的效果，如凸凹紋理映射和調色。不過，在本說明書中，圖形處理單元110可用於執行3D格式轉換。特別是，圖形處理單元110可取得3D源，且圖形處理單元110的著色器111可用於執行該3D源的3D格式轉換。一般而言，一單元的該3D源係為一個左影像及一右影像的組合，且該左影像及右影像可以用於產生一3D影像/場景。在一些實施例中，3D源的種類，其係為該左影像及右影像組合的狀況可以記錄在該3D源的標頭中。在一些實施例中，3D源的種類可以為並排(全部或一半)、上下(全部或一半)、及訊框交錯，如第2A～2C圖所示。需注意的是，上述3D顯示格式係為本說明書中之例示，並非用以限定本發明。例如，該像素交錯種類亦可用於本發明。3D格式轉換之相關細節如後述。儲存單元120包含複數個著色器程式121。值得注意的是，圖形處理單元110中的著色器111是可編程的。亦即，著色器111之運作係參照儲存單元120中的著色器程式121。在本說明書中，一著色器程式121可以編程一種3D源與一種3D顯示格式之一轉換規則。由於著色器程式121可以依據需要而擴充，因此本發明之3D格式轉換機制是有彈性的。訊框緩衝器130為一視訊輸出裝置其從存有完整訊框資料的一儲存緩衝器驅動一視訊顯示。換言之，訊框緩衝器130可儲存影像資料，例如要在螢幕上顯示的像素值。3D面板140可以顯示3D內容。需提醒的是，在一些實施例中，3D面板140至少支援一種3D顯示格式。例如，該3D顯示格式可以包含一線交錯格式、一行交錯格式、一梅花陣式交錯格式、或一訊框包裝格式，其分別如第3A～3D圖所示。

第4圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之3D格式轉換方法。該3D格式轉換方法可適用於具有3D顯示功能的一電子裝置，如個人電腦或可攜式裝置，如個人數位助理(PDA)、智慧型手機、行動電話、行動上網裝置(Mobile Internet Device，MID)、或迷你筆記型電腦(Netbook)、車用電腦、數位攝影機、多媒體播放器、遊戲裝置、或任何種類的可攜帶式運算裝置。但是，必須瞭解本發明並不以此為限。

在步驟S410中，將一3D源視為紋理並提供給使用紋理串流的圖形處理單元。在步驟S420中，取得該3D源的種類。值得注意的是，在一些實施例中，可以藉由分析該3D源的內容結構而取得該3D源種類。在一些實施例中，可以從該3D源之一標頭取得該3D源種類。在步驟S430中，使用圖形處理單元中的著色器將該3D源從該3D源種類轉換為該3D面板所支援的一3D顯示格式。需提醒的是，在一些實施例中，該3D面板所支援的該3D顯示格式可以透過一介面而被指定。在一些實施例中，該圖形處理單元能夠基於該3D面板傳來的一訊號，自動決定該3D顯示格式。在一些實施例中，儲存單元120更包含一資料庫或一表格以儲存該3D面板及該3D顯示格式之間的映射關係。該圖形處理單元可以依據該訊號及該映射關係決定該3D顯示格式。亦即，圖形處理單元可以依據該訊號決定該3D面板，並依據決定出的3D面板及該映射關係決定該3D顯示格式。如上述，該著色器之運作係參照一著色器程式，其中該著色器程式編程該3D源中之一種與該3D面板所支援的3D顯示格式之一轉換規則。當已決定該3D源種類及3D顯示格式時，就可以為該著色器選取一特定的著色器程式，使得該著色器可以依據該特定的著色器程式運作。第5圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之使用著色器轉換3D源的方法。需注意的是，該著色器包含一頂點著色器及一像素著色器。首先，在步驟S432中，產生該電子裝置之一螢幕的一全尺寸/解析平面，並將該平面之頂點輸入該頂點著色器。在步驟S434中，該頂點著色器對每一頂點執行一3D到2D座標轉換，並將其結果輸出至該像素著色器。繼之，在步驟S436，該像素著色器依據該著色器程式中記錄的該轉換規則對該頂點之每一像素執行一紋理查詢操作。值得注意的是，在一些實施例中，於該紋理查詢操作中，由於該像素著色器從該著色器程式得知該3D源種類及該3D顯示格式的轉換規則，該像素著色器重複定位該平面中該等像素之一者，並參照該3D源以尋找一像素值，例如該像素之顏色，以產生至少一個符合該3D顯示格式之完整訊框。如上述，在一些實施例中，能夠基於該3D面板傳來的一訊號，自動選取該3D顯示格式。在一些實施例中，若該3D源種類和該3D顯示格式是相同的，則可以直接將該3D源傳送到該3D顯示面板以執行顯示。在一些實施例中，若該電子裝置的中央處理器支援該3D源種類的該程序/轉換，則可以省略不用該圖形處理單元，且可以將處理後的3D源從中央處理器傳送到面板以執行顯示。在產生已轉換的3D源之後，在步驟S440中，將該已轉換的3D源輸出至一訊框緩衝器，並且在在步驟S450，該3D面板從該訊框緩衝器取得並顯示該已轉換之3D源。

因此，3D格式轉換系統及方法可以使用電子裝置之圖形處理單元的著色器執行3D格式轉換。由於圖形處理單元為現有的硬體且可以編程，可以無須重新設計或置換任何硬體，就能有彈性且可擴充地執行3D格式轉換。

本發明之3D格式轉換方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態存在。程式碼可以包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，亦或不限於外在形式之電腦程式產品，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。程式碼也可以透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。當在一般用途處理單元實作時，程式碼結合處理單元提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，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。

100．．．3D格式轉換系統

110．．．圖形處理單元(GPU)

111．．．著色器

120．．．儲存單元

121．．．著色器程式

130．．．訊框緩衝器

140．．．3D面板

第1圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之3D格式轉換系統。

第2A～2C圖本發明3D源種類之示意圖。

第3A～3D圖為本發明3D顯示格式之示意圖。

第4圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之3D格式轉換方法。

第5圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之使用著色器轉換3D源的方法。

100．．．3D格式轉換系統

110．．．圖形處理單元(GPU)

111．．．著色器

120．．．儲存單元

121．．．著色器程式

130．．．訊框緩衝器

140．．．3D面板

Claims (19)

1. 一種3D格式轉換系統，其包括：一3D面板，其支援至少一3D顯示格式；一訊框緩衝器；以及一圖形處理單元，其包含平行處理影像資料的複數個著色器，使用紋理串流取得一個3D源，使用該著色器將該3D源轉換為該3D面板所支援的一3D顯示格式，將該已轉換的3D源輸出至該訊框緩衝器；其中該著色器包含一像素著色器，該像素著色器依據一轉換規則對該3D源中至少一像素執行一紋理查詢操作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該著色器之運作係參照一著色器程式，其係編程該3D源中之一種與該3D面板所支援的3D顯示格式之該轉換規則。
3. 如申請專利範圍第2項所述之系統，其中該著色器更包含一頂點著色器，將一電子裝置之一螢幕的一高解析平面之頂點輸入該頂點著色器，該頂點著色器對每一頂點執行一3D到2D座標轉換。
4. 如申請專利範圍第3項所述之系統，其中，於該紋理查詢操作中，該像素著色器重複定位該平面中該等像素之一者，並參照該3D源以尋找一像素值，以產生至少一個符合該3D顯示格式之完整訊框。
5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該3D顯示格式包含：一線交錯格式、一行交錯格式、一梅花陣式交錯格式、或一訊框包裝格式。
6. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該3D顯示 格式係透過一介面指定。
7. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該圖形處理單元更基於該3D面板傳來的一訊號，自動決定該3D顯示格式。
8. 如申請專利範圍第7項所述之系統，更包括一儲存單元，其包含一資料庫或一表格以儲存該3D面板及該3D顯示格式之間的映射關係，且該圖形處理單元依據該訊號及該映射關係決定該3D顯示格式。
9. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該圖形處理單元更從該3D源之一標頭取得該3D源之一種類。
10. 一種3D格式轉換方法，適用於一電子裝置，該電子裝置包含具有平行處理影像資料的複數個著色器之一圖形處理單元，該方法包括：藉由該圖形處理單元，使用紋理串流取得一個3D源；使用該著色器將該3D源轉換為該3D面板所支援的一3D顯示格式，其中該著色器包含一像素著色器，上述轉換包含依據一轉換規則對該3D源中至少一像素執行一紋理查詢操作；以及將該已轉換的3D源輸出至一訊框緩衝器；其中該3D面板從該訊框緩衝器取得並顯示該已轉換之3D源。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中將該3D源轉換為該3D面板所支援的一3D顯示格式的步驟係藉由該著色器參照一著色器程式執行，該著色器程式係編程該3D源中之一種與該3D面板所支援的3D顯示格式之該轉 換規則。
12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該著色器更包含一頂點著色器，在每一該像素執行該紋理查詢操作的步驟前，該方法更包含下列步驟：將一電子裝置之一螢幕的一高解析平面之頂點輸入該頂點著色器；以及藉由該頂點著色器，對每一頂點執行一3D到2D座標轉換。
13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中，於該紋理查詢操作中，該像素著色器重複定位該平面中該等像素之一者，並參照該3D源以尋找一像素值，以產生至少一個符合該3D顯示格式之完整訊框。
14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該3D顯示格式包含：一線交錯格式、一行交錯格式、一梅花陣式交錯格式、或一訊框包裝格式。
15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包含透過一介面接收該3D顯示格式之指定。
16. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包含基於該3D面板傳來的一訊號，自動決定該3D顯示格式。
17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，更包含：提供一資料庫或一表格以儲存該3D面板及該3D顯示格式之間的映射關係；以及依據該訊號及該映射關係決定該3D顯示格式。
18. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包含：從該3D源之一標頭取得該3D源之一種類。
19. 一種機器可讀取儲存媒體，其儲存一電腦程式，當該電腦程式被載入執行時，使得一裝置執行一3D格式轉換方法，其中該裝置包含具有平行處理影像資料的複數個著色器之一圖形處理單元，該方法包括：藉由該圖形處理單元，使用紋理串流取得一個3D源；使用該著色器將該3D源轉換為該3D面板所支援的一3D顯示格式，其中該著色器包含一像素著色器，上述轉換包含依據一轉換規則對該3D源中至少一像素執行一紋理查詢操作；以及將該已轉換的3D源輸出至一訊框緩衝器；其中該3D面板從該訊框緩衝器取得並顯示該已轉換之3D源。