渲染三維圖形數據的方法、介質和系統的製作方法

2023-10-11 15:24:24 2

專利名稱：渲染三維圖形數據的方法、介質和系統的製作方法
技術領域：
本發明的一個或者多個實施例涉及一種3維(3D)圖形渲染(rendering)方 法、介質和系統，更具體地講，涉及一種將運動模糊效果應用到對象的3D 圖形渲染方法、介質和系統。
背景技術：
術語"運動模糊效果"通常指任何對象運動時以及由於對象的運動、相 機相對於對象的運動，對象出現模糊。通常，3維(3D)圖形動畫每秒連續輸出 25到30幀的圖像，從而沒有運動模糊效果。然而，如果任何對象很大地運 動，對象可能出現模糊。由於人眼感知運動的方式，這是自然的。結果，對 人眼來說，沒有應用運動模糊效果的3D圖形動畫出現不自然。因此，運動 模糊效果是可以使3D圖形動畫出現對人眼更逼真和自然的圖形效果。圖1示出提供運動模糊效果的傳統3D圖形渲染設備。參照圖1，傳統3D渲染設備包括渲染單元11、第一累積緩衝器12、第 二累積緩沖器13、平均值計算單元14、後緩衝器15和前緩衝器16。在圖1 中，僅示出了兩個累積緩衝器。然而，為了顯示極好的運動模糊效果，需要 多於兩個的累積緩沖器。渲染單元11在後緩衝器15中渲染3D圖形數據，並且3D圖形數據示出 的運動分別在累積緩衝器12和13中被渲染。平均值計算單元14計算在累積 緩衝器12和13中的每一個中渲染的圖像的平均值。然後，結果被存儲在後 緩衝器15中。當任何完整圖像被存儲在後緩衝器15中時，存儲在前緩衝器 16中的圖像被存儲在後緩衝器15中的圖像替換。存儲在前緩衝器16中的圖 像被輸出到顯示裝置(未示出)。圖2是應用了運動模糊效果的圖像的示例。如果使用了很多累積緩衝器， 則可如圖2所示示出明顯柔和的運動模糊效果。如上所述，為了使傳統3D圖形渲染設備提供運動模糊效果，3D圖形示 出的運動應該被分別渲染到累積緩衝器12和13中，從而需要大量的計算，
特別地，需要用於維持累積緩衝器12和13的大的存儲器資源。因此，比如存儲器資源的硬體資源和計算能力受到限制的移動裝置難以提供運動模糊效果。發明內容本發明的一個或多個實施例提供了一種3維圖形渲染方法和系統，所述 方法和系統可在比如存儲器資源的硬體資源和計算能力有限的移動裝置中提 供運動模糊效果。本發明的 一個或多個實施例還提供一種其上實施有用於執行上述方法的 電腦程式的計算機可讀介質。在下面的描述中，將部分地闡述本發明的另外方面和/或優點，部分地， 從下面的描述中，這些方面和優點將會更清楚或者通過實施本發明而被得知。為了實現至少上述和/或其他方面和優點，本發明實施例包括一種渲染方 法，所述渲染方法包括基於由圖形數據示出的預定對象的信息來產生該預 定對象的克隆對象；渲染包括產生的克隆對象的圖像數據。為了實現至少上述和/或其他方面和優點，本發明實施例包括至少一種包 括計算機可讀代碼的介質，所述計算機可讀代碼用於控制計算機中的至少一 個處理部件來實現渲染方法。所述方法包括基於圖形數據示出的預定對象 的信息來產生該預定對象的克隆對象；渲染包括產生的克隆對象的圖形數據。為了實現至少上述和/或其他方面和優點，本發明實施例包括一種渲染系 統，所述渲染系統包括克隆對象產生單元，基於由圖形數據示出的預定對 象的信息來產生該預定對象的克隆對象；渲染單元，渲染包括所述克隆對象 的圖形數據。為了實現至少上述和/或其他方面和優點，本發明實施例包括一種渲染具 有將應用運動模糊效果的對象的3D圖形數據的方法。所述方法包括使用 從3D圖形數據檢測的將應用運動模糊效果的對象的信息產生該對象的多個 克隆對象；基於產生的克隆對象的數目來設置所述多個克隆對象的每一個的 透明度alpha。


從下面結合附圖對實施例的描述中，本發明的上述和其他方面和優點將 會更清楚，並更容易理解，其中圖1示出提供運動模糊效果的傳統3D圖形渲染系統；圖2示出應用了運動模糊效果的圖像；圖3示出根據本發明實施例的3D圖形渲染系統；圖4示出根據本發明實施例的3D圖形渲染方法；圖5示出根據本發明實施例的例如圖4所示的克隆對象產生操作。
具體實施方式
現在將詳細描述本發明實施例，本發明的示例被示出在附圖中，其中， 相同的標號始終指示相同的部件。下面參照附圖來描述實施例以解釋本發明。 圖3示出^^艮據本發明實施例的3D圖形渲染系統。參照圖3， 3D圖像渲染系統可包括例如，數據分析單元31、克隆對象 產生單元32、透明度設置單元33、渲染單元34和輸出單元35。如在現有技術中所描述的，運動模糊效果通常指對象由於運動而模糊。 為了將運動模糊效果提供給3D圖形數據的視點，例如，在相機移動的運動 畫面的情況下，通常需要累積緩衝器12和13。相反，為了向相機固定而對 象運動的運動畫面提供運動模糊效果，通常，累積緩衝器12和13不是必需 的。在前面的情況下，形成運動畫面的每一幀的整個圖像可完全被改變。在 後面的情況下，形成運動畫面的每一幀的圖像的背景可以是相同的，而對象 的位置和方向可能會改變。因此，可在形成運動畫面的任何幀上隨時間流逝 產生將應用運動模糊效果的對象的克隆對象，並且可設置用於克隆對象的合 適的透明度以被渲染，從而獲得可以與使用累積緩衝器12和13獲得的圖像 相同或相似的圖像。根據本發明實施例的3D圖形渲染系統可以實現上述構 思。數據分析單元31可接收並分析3D圖形數據。另外，基於數據分析單元 31的任何分析，可從3D圖形數據檢測出關於將應用運動模糊效果的對象的 信息。這裡，關於將應用運動模糊效果的對象的信息可包括例如，幾何信 息、材料信息和示出幾何信息和材料信息的改變的動畫信息。換句話說，在 可應用運動模糊效果的程度上，數據分析單元31可檢測關於具有運動的對象 的信息。基於通過分析3D圖形數據而獲得的結果，可在3D圖形數據示出的 對象之中檢測具有運動的對象。
克隆對象產生單元32可以使用由數據分析單元31檢測的信息之中的動 畫信息產生應用了運動模糊效果的對象的克隆對象。這裡，由克隆對象產生 單元32產生的克隆對象的數目通常與圖1中所示的累積緩衝器12和13的數 目對應。因此，隨著克隆對象的數目的增加，運動模糊效果增加。結果，所 述對象可被人眼感知為更柔和更快速。例如，可通過用戶來確定克隆對象的 數目，或者可根據應用了本發明的一個或者多個實施例的移動裝置的硬體資 源以及可應用運動模糊效果的對象的特性來自動確定克隆對象的數目。更詳細地講，克隆對象產生單元32可在包括在將應用運動模糊效果的對 象的動畫信息中的時間間隔內確定至少兩個時間點。例如，當包括在將應用 運動模糊效果的對象的動畫信息的時間間隔是O到1時，克隆對象產生單元 32可選擇例如0.3和0.7的時間點。另外，克隆對象產生單元32可使用與如 上所述確定的至少兩個時間點對應的動畫信息來產生將應用運動模糊效果的 對象的克隆對象。在上述的示例中，克隆對象產生單元32可使用與時間點 0.3和0.7對應的動畫信息(例如，位置值、方向值和顏色值)，來產生與時間 點0.3和0.7對應的兩個克隆對象。這些克隆對象可包括與原始對象相同的信 息。然而，當動畫值不同時，可以認為克隆對象不是來自於原始對象。透明度設置單元33可以基於克隆對象的數目來設置由克隆對象產生單 元32產生的每個克隆對象的透明度alpha。例如，透明度設置單元33可將將 應用運動模糊效果的對象的透明度alpha劃分為克隆對象產生單元32產生的 克隆對象的數目。然後，劃分後獲得的結果可被設置為由克隆對象產生單元 32產生的每個克隆對象的透明度alpha值。透明度設置單元33的作用可以是 分別向由克隆對象產生單元32產生的至少兩個克隆對象提供透明度，從而獲 得克隆對象的渲染結果，該渲染結果與使用累積緩衝器獲得的渲染結果相同 或相似。通常，透明度alpha值在O到1的範圍內。當alpha值是O時，對象通常 是完全透明的，當alpha值是l時，對象通常是完全不透明的。應用了模糊效 果的對象通常是不透明對象，也就是說，該對象的alpha值是1。因此，透明 度設置單元33可設置每個克隆對象的透明度值以使得這些對象的透明度 alpha值的總和等於1。如上所述，當產生兩個克隆對象時，透明度設置單元 33可將這兩個克隆對象的alpha值設置為0.5。渲染單元34可在後緩衝器350渲染包括具有由透明度設置單元33設置 的透明度的克隆對象的3D圖形對象。更具體地講，渲染單元34可將包括具 有由透明度設置單元33設置的透明度的克隆對象的3D圖形數據劃分為透明 對象和不透明對象。在本實施例中，儘管其他的順序也是可能的，但是可首 先渲染不透明對象，然後渲染透明對象。具體地講，渲染單元34可以在3D 圖形數據的視點，例如，順序地從距相機最遠的位置來渲染透明對象。在第 2004-0027154號韓國專利申請中詳細公開了渲染不透明對象和透明對象的方 法。從而，由於渲染單元34可將具有由透明度設置單元33設置的透明度的 克隆對象順序渲染到後緩沖器351中，所以可執行運動模糊效果。從渲染的 結果，例如，可根據下面的等式1來計算克隆對象重疊部分的透明度alpha。 等式l:Alpha c= Alpha a + Alpha b x (1- Alpha a)如上所述，當兩個透明對象的透明度alpha都被設置為0.5時，克隆對象 重疊部分的透明度alpha可被設置為0.5+0.5 x (1-0.5) = 0.75。然而，與根據本發明實施例的可以向每個克隆對象提供透明度然後渲染所述克隆對象的3D圖形渲染系統不同，如圖1所示的使用累積緩衝器12和 13的傳統3D圖形渲染設備通常計算與存儲在累積緩衝器12和13中的每一 個中的渲染結果相應的圖像的平均值。因此，如在本發明實施例中所示，不 透明對象沒有重疊的部分的透明度alpha可以是(不透明對象的透明度)/(累積 緩沖器的數目)，也就是1/2 = 0.5。然而，至少在本實施例中，不透明對象重 疊的部分的透明度alpha可被設置為(不透明對象的透明度總和)/(累積緩衝器 的數目)，也就是2/2=1。因此，不透明對象重疊部分的透明度alpha幾乎沒 有改變。然而，本領域的技術人員應該理解，為了獲得與使用累積緩衝器12 和13的傳統運動模糊效果接近的效果，透明度設置單元33可將預定的權值 加到等式1的結果上並設置每個克隆對象的透明度。輸出單元35可在比如陰極射線管(CRT)監^L器或液晶顯示(LCD)監視器 的顯示裝置(未示出)上輸出與渲染結果相應的圖像。為了替換將被柔和的圖 像，在圖像對應於形成輸出顯示的幀的情況下，輸出單元35可包括例如， 後緩衝器351和前緩衝器352。換句話說，在輸出單元35可將存儲在前緩衝 器352中的圖像輸出到顯示裝置的同時，渲染單元34可將3D圖形數據渲染 到後緩沖器351中。當渲染單元34完成渲染時，也就是，當根據渲染單元 34的渲染完成一幅圖像並且該圖像被存儲在後緩衝器351中時，輸出單元35
可用存儲在後緩衝器351中的圖像替換存儲在前緩衝器352中的圖像。 圖4示出根據本發明實施例的3D圖形渲染方法。參照圖4, 3D圖形渲染方法可包括在如圖3中所示出的3D圖形渲染系 統中執行的時間順序操作。因此，即使下面省略了一些內容，上述對圖3的 3D圖形渲染系統的描述也可#1應用到3D圖形渲染方法中。在操作41， 3D圖形渲染系統可接收並分析3D圖形數據，從而從3D圖 形數據中檢測關於將應用運動模糊效果的對象的信息。在操作42, 3D圖形渲染系統可使用在操作41中檢測的信息中的將應用 運動模糊效果的對象的動畫信息來產生該對象的克隆對象。在操作43,包括在3D圖形渲染系統中的透明度設置單元33可基於克隆 對象產生單元32產生的克隆對象的數目來設置每個克隆對象的透明度alpha。在操作44, 3D圖形渲染系統可將包括具有在操作43中設置的透明度的 克隆對象的3D圖形數據渲染到後緩衝器351中。在操作45, 3D圖形渲染系統可將與操作44的渲染結果對應的圖像輸出 到比如CRT監視器或LCD監視器的顯示裝置(未示出)。圖5示出圖4的4喿作42。參照圖5，操作42可包括時間順序操作，比如在圖3所示的克隆對象產 生單元32中執行的操作。在操作51,克隆對象產生單元32可在包括在將應用運動模糊效果的對 象的動畫信息中的時間間隔中確定至少兩個時間點。在操作52,克隆對象產生單元32可使用與在操作51中確定的時間點中 的任何一個對應的動畫信息來產生與這一個時間點對應的克隆對象。在操作53，克隆對象產生單元32可識別是否已經完成了產生在操作51 中確定的所有時間點的克隆對象的操作。結果，當上述操作完成時，進行操 作43。當上述操作沒有完成時，處理可返回操作52。如上所述，在本發明的一個或多個實施例中，基於將應用運動模糊效果 的對象的動畫信息來產生對象的克隆對象，並且可渲染包括產生的克隆對象 的3D圖形數據，從而不使用累積緩衝器而提供運動模糊效果。從而，本發 明的一個或多個實施例提供了一種針對在使用累積緩衝器的傳統3D圖形渲 染系統(3D圖形渲染系統必須具有極強的計算能力和大的存儲資源)中發生的 問題的方案。另外，在比如存儲器資源的硬體資源和計算能力有限的移動裝 置中可提供運動模糊效果。除了上述實施例之外，本發明的實施例還可通過介質(例如計算機可讀介 質)上的計算機可讀代碼/指令來實現，以控制至少一個處理部件來實現上述的 任何實施例。所述介質可對應於允許存儲和/或傳送計算機可讀代碼的任何介質。可以以各種方式來在介質上記錄/傳送計算機可讀代碼，介質的示例包括記錄介質(例如，諸如ROM、軟盤、硬碟等的》茲存儲介質，和諸如CD-ROM 或DVD的光學記錄介質)、傳輸介質(比如載波以及通過網際網路的傳輸)。因此， 根據本發明實施例，介質還可以為信號，比如結果信號或比特流。介質還可 以是分布式網絡，從而可以以分布式方式來存儲/傳送並執行計算機可讀代 碼。另外，僅作為示例，處理部件可包括處理器或計算機處理器，並且處理 部件可以分布在和/或包括在單個裝置中。儘管已經顯示並描述了本發明的一些實施例，但是本領域的技術人員應 該理解，在不脫離本發明的原理和精神的情況下，可對這些實施例進行改變， 本發明的範圍由權利要求及其等同物所限定。
權利要求
1、一種渲染方法，包括基於由圖形數據示出的預定對象的信息來產生該預定對象的克隆對象；渲染包括產生的克隆對象的圖形數據。
2、 如權利要求l所述的方法，其中，在由圖形數據示出的對象中的所述 預定對象中，應用運動模糊效果。
3、 如權利要求l所述的方法，還包括 設置每個克隆對象的透明度；其中，對包括具有所述透明度的克隆對象的3D圖形數據執行渲染。
4、 如權利要求3所述的方法，其中，基於產生的克隆對象的數目來執行所述設置。
5、 如權利要求l所述的方法，其中，所述產生步驟包括在由檢測的對象的動畫信,I給出的時間間隔中確定至少兩個時間,* ; 基於與所述時間點中的任何一個對應的動畫信息來產生預定對象的克隆 對象，其中，根據時間點的數目來重複產生操作。
6、 如權利要求3所述的方法，其中，通過將包括克隆對象的3D圖形數 據示出的預定對象劃分為透明對象和不透明對象，並首先渲染不透明對象，隨後渲染透明對象，^v而執行渲染。
7、 如權利要求l所述的方法，還包括輸出渲染的圖形數據。
8、 至少一種包括計算機可讀代碼的介質，所述計算機可讀代碼用於控制 計算機中的至少一個處理部件來執行渲染方法，所述方法包括基於圖形數據示出的預定對象的信息來產生該預定對象的克隆對象； 渲染包括產生的克隆對象的圖形數據。
9、 一種渲染系統，包括克隆對象產生單元，基於由圖形數據示出的預定對象的信息來產生該預 定對象的克隆對象；渲染單元，渲染包括所述克隆對象的圖形數據。
10、 如權利要求9所述的系統，其中，在圖形數據示出的對象中的預定 對象中，應用運動模糊效果。
11、 如權利要求9所述的系統，還包括 透明度設置單元，設置每個克隆對象的透明度；其中，渲染單元渲染包括具有所述透明度的克隆對象的圖形數據。
12、 如權利要求11所述的系統，其中，透明度設置單元基於產生的克隆對象的數目來設置每個克隆對象的透明度。
13、 如權利要求12所述的系統，其中，克隆對象產生單元在由預定對象的動畫信息示出的時間間隔中確定至少兩個時間點，並基於與所述時間點對 應的動畫信息產生所述預定對象的克隆對象。
14、 如權利要求13所述的系統，其中，渲染單元將由包括克隆對象的 3D圖形數據示出的預定對象劃分為透明對象和不透明對象，並且首先渲染不 透明對象，然後渲染透明對象。
15、 如權利要求9所述的系統，還包括顯示裝置，顯示由渲染單元渲 染並輸出到該顯示裝置的圖形數據。
16、 一種渲染具有將應用運動模糊效果的對象的3D圖形數據的方法， 所述方法包括使用從3D圖形數據檢測的將應用運動模糊效果的對象的信息產生該對 象的多個克隆對象；基於產生的克隆對象的數目來設置所述多個克隆對象的每一個的透明度 alpha 。
17、 如權利要求16所述的方法，還包括渲染包括產生的克隆對象的 3D圖形數據。
18、 如權利要求17所述的方法，還包括輸出渲染的圖形數據。
19、 如權利要求16所述的方法，其中，所述產生步驟包括在由所述對象的動畫信息給出的時間間隔中確定至少兩個時間點； 基於與所述時間點中的任何一個對應的動畫信息來產生預定對象的克隆 對象，其中，根據時間點的數目來重複所述產生操作。
全文摘要
一種提供運動模糊效果的3D圖形渲染方法、介質和系統。基於將應用運動模糊效果的對象的動畫信息來產生該對象的克隆對象，並且渲染包括產生的克隆對象的3D圖形數據，從而不使用累積緩衝器而提供運動模糊效果。
文檔編號G06T15/10GK101154294SQ200710136269
公開日2008年4月2日 申請日期2007年7月12日 優先權日2006年9月29日
發明者禹相玉 申請人:三星電子株式會社