专利名称：运动模糊的生成的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在图形系统中生成运动模糊的方法，以及一种图形计算机系统。
背景技术：
通常，在显示装置的显示屏幕上，图像以扫描线的连续帧进行显示。在显示屏幕上显示的高速运动的3D物体具有大的帧间位移。这在3D游戏中尤其明显。这种大位移可能会导致视觉失真，常被称为时间混叠(temporal aliasing)。通过时间滤波在图像中添加模糊，减轻了这些失真。
一种代价高昂的减轻时间混叠的途径是提高帧率，使物体的运动导致较小的帧间位移。然而，高刷新率需要昂贵的显示装置，从而能够显示具有这些高刷新率的图像。
另一种方法是时间超采样(super-sampling)，其中在帧显示时间间隔内多次呈现图像。这些呈现的图像先被平均，再被显示。该方法要求3D应用在帧间间隔内为一些实体发送几何形状(geometry)，这需要很强的处理能力。
一种效能成本合算的解决方案是在当前帧，对当前图像与先前显示的前一帧图像取平均。该方法仅提供运动模糊的一种近似，不能提供令人满意的图像质量。
US-B-6426755公开了一种用于实现模糊效果的图形系统和方法。在一个实施方式中，该系统包括图形处理器、采样缓冲器和采样-到-像素计算单元。图形处理器用于基于一组接收到的三维图形数据来呈现多个采样。该处理器还用于为这些采样生成采样标签，其中采样标签表示是否要对这些采样进行模糊。超采样的采样缓冲器接收并存储来自图形处理器的采样。采样-到-像素计算单元接收并滤波来自该超采样的采样缓冲器的采样以产生输出像素，这些输出像素在显示设备上形成图像。该采样-到-像素计算单元用于选择滤波器属性，以便根据采样标签将这些采样滤波到输出像素。
发明概述本发明的目标是在光栅化操作期间利用一维滤波器添加模糊。
本发明的第一方面提供了一种如权利要求1所述的用于在图形系统中生成运动模糊的方法。本发明的第二方面提供了一种如权利要求14所述的计算机图形系统。从属权利要求中定义了有利的实施例。
根据本发明第一方面、用于在图形系统中生成运动模糊的方法中，接收定义了图形基元形状的几何信息，该几何信息可以是参考US-B-6426755中的三维图形数据。还可能使用由具有较少处理资源的系统中的应用所提供的二维图形数据。该方法使用位移信息在运动方向上对图形基元进行采样，以获得输入采样，其中该位移信息确定了定义图形基元运动方向的位移矢量。对输入采样的一维空间滤波提供了时间滤波。通过这种方式，无需复杂的处理和滤波即可获得高质量的模糊。
无需多余的计算，使用了一种简单的一维滤波器。相反，US-B-6426755中的后处理必须计算对每个像素具有不同方向和滤波量的二维滤波器。根据本发明的方法具有能以一种有效的方式引入充足的运动模糊的优点。它不需要增加帧率，也不需要增加时间采样率，图像质量优于由现有技术的平均方法所获得的图像质量。
另外一个优点是，该方法能够如权利要求6所述，在已知的反向纹理映射方法中实现；也能够如权利要求7所述，在前向纹理映射方法中实现。参考图2和图4将详细阐述已知的反向映射方法和前向纹理映射方法。
在如权利要求2所定义的本发明一个实施例中，一维滤波器的覆盖区随着位移矢量的幅度而变化，因此也随着运动而变化。其优点是引入模糊的量与图形基元的位移量相关联。如果出现的运动量少，则仅引入少量模糊而保留大量的锐度。如果出现的运动量多，则引入大量模糊来抑制时间混叠失真。这样，就提供了最佳的模糊量。由于仅需要一维滤波器，所以滤波量易于改变。
在如权利要求3所定义的本发明一个实施例中，位移矢量由2D(二维)或3D(三维)应用提供，如3D游戏。其优点是2D或3D应用的程序设计者可以完全控制位移矢量，从而能够掌控引入模糊的量。
在如权利要求4所定义的本发明一个实施例中，2D或3D应用提供了定义前一帧中图形基元的位置和方向的信息。根据本发明一个实施例的生成运动模糊的方法，通过比较当前帧和前一帧中图形基元的位置和方向，来确定图形基元的位移矢量。其优点是无须通过3D应用软件来计算位移矢量，而是可以使用几何图形加速硬件来确定位移矢量。
在如权利要求5所定义的本发明一个实施例中，通过根据本发明的生成运动模糊的方法，对前一帧中图形基元的位置和方向进行缓冲。其优点是可以使用标准的3D应用，位移矢量完全由根据本发明的生成运动模糊的方法确定。
在如权利要求6所定义的本发明一个实施例中，生成运动模糊的方法在已知的反向纹理映射方法中实现。
在屏幕空间中出现的像素亮度定义了屏幕上显示的图像。通常，像素实际位于(在矩阵显示器中)或被认为位于(在CRT中)一个由x、y正交坐标系表示的正交矩阵中。在如权利要求6所定义的本发明一个实施例中，x和y坐标系被旋转，使得屏幕空间中的屏幕位移矢量出现在x轴方向。因此，在屏幕空间中，在屏幕位移矢量的方向上进行采样。在屏幕空间内的图形基元是现实世界图形基元在旋转屏幕空间中的映射(也被称为投影)。通常，图形基元是多边形。屏幕位移矢量是在人眼空间中图形基元的位移矢量在屏幕空间中的映射。人眼空间的图形基元也被称为现实世界图形基元，其不仅代表物理对象，也包括合成对象。采样提供了用作反向纹理映射的输入采样的重采样像素的坐标，而不是在非旋转坐标系中的像素的坐标。
然后，应用已知的反向纹理映射。在旋转坐标系中具有覆盖区的模糊滤波器被分配给像素。根据模糊滤波器的幅值特性对覆盖区内的像素进行滤波。将屏幕空间中的该覆盖区映射到纹理空间，称之为映射的覆盖区。同样，将屏幕空间中的多边形映射到纹理空间，称之为映射的多边形。纹理空间包括那些应该在多边形表面上显示的纹理。这些纹理由保存在纹理存储器中的纹理像素亮度定义。因此，这些纹理就是外观信息，该外观信息通过在纹理空间中定义纹理像素亮度来定义图形基元的外观。
确定既落在映射的覆盖区内，又落在映射的多边形中的纹理像素，使用映射的模糊滤波器对这些纹理像素的纹理像素亮度进行加权，以获得在旋转坐标系中的像素亮度(这样，获得的是重采样像素的亮度，而不是其坐标系未被旋转的已知的反向纹理映射中的像素的亮度)。
一维滤波对旋转坐标系中像素的亮度进行平均，以获得平均亮度。重采样器重采样了重采样像素的平均像素亮度，以从该平均亮度中，获得原始的非旋转坐标系中的像素亮度。
在如权利要求7所定义的本发明一个实施例中，生成运动模糊的方法在前向纹理映射方法中实现。
在纹理空间中，纹理空间中图形基元的纹理像素亮度在纹理像素位移矢量的方向上被重采样，以获得重采样的纹理像素(RTi)。纹理像素位移矢量是现实世界位移矢量在纹理像素空间中的映射。对存储在纹理存储器中的纹理像素亮度进行内插，以获得重采样纹理像素的亮度。一维空间滤波依照加权函数对重采样纹理像素的亮度进行平均，以获得滤波的纹理像素。将图形基元的滤波的纹理像素映射到屏幕空间，以获得映射的纹理像素。确定映射的纹理像素对所有像素的亮度贡献，其中所述像素的预滤波器的相应预滤波器覆盖区覆盖了该映射纹理像素。一个映射纹理像素对某一特定像素的贡献取决于预滤波器的特性。对于每个像素，求和映射纹理像素的亮度贡献，以获得每个像素的亮度。
因此，换句话说，纹理空间中多边形内的纹理像素的坐标被映射到屏幕空间，并且根据关于该映射纹理像素的滤波器特性来确定映射纹理像素对所有相应像素的贡献，其中所述像素的预滤波器覆盖区覆盖了该映射纹理像素，最后为每个像素求和所有纹理像素的贡献，以获得像素亮度。
在如权利要求8所定义的本发明一个实施例中，将图形基元的位移矢量确定为该图形基元的顶点的位移矢量的平均。其优点是对每个多边形仅需要一个单独的位移矢量，该位移矢量可以由一种简单的方式确定。如果这些顶点的位移矢量的方向被平均，则一个单独的位移矢量是足够的。可以在该多边形上内插位移矢量的幅度。
在如权利要求9所定义的本发明一个实施例中，在屏幕空间中位移矢量的方向上由位移矢量的幅度确定的一段距离上，在屏幕空间中分布重采样像素的亮度，以获得分布亮度。对不同像素的重叠的分布亮度进行平均，以获得分段常量信号，该分段常量信号是屏幕空间中的平均亮度。其优点是类似于摄像机的快门动作，提供可接受的运动模糊。
在根据如权利要求10所定义的本发明一个实施例中，在纹理空间中位移矢量方向上由该位移矢量的幅度确定的一段距离上，在纹理空间中分布重采样纹理像素的亮度，以获得分布亮度。对不同重采样纹理像素的重叠的分布亮度进行平均，以获得分段常量信号，该分段常量信号是纹理空间中的平均亮度(也称之为滤波的纹理像素)。其优点是类似于摄像机的快门动作，从而提供可接受的运动模糊。
在如权利要求11所定义的本发明一个实施例中，一维空间滤波器在一个或多个帧间间隔期间应用不同的加权平均函数。其优点是虽然在每一帧中执行了有效的一维滤波，但可以获得高阶时间滤波。在帧呈现中，仅计算部分像素的亮度，必须存储这些像素亮度。必须累加n个连续帧的像素亮度，以获得正确的像素亮度。在这种情况下，n是时间滤波器的宽度。在模糊量相同的情况下，高阶滤波产生更少的混叠，或者等价于，在相同时间混叠量的情况下所产生模糊量减少。
在如权利要求12所定义的本发明一个实施例中，重采样像素或重采样纹理像素被分布的距离，圆整为重采样纹理像素之间距离的倍数。这就避免了在累加纹理像素的分布亮度期间，重采样纹理像素数目加倍的情况。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面是清楚明白的，并且将进行说明。
在如权利要求13所定义的本发明一个实施例中，将运动矢量细分为多个片段。在如权利要求10所定义的本发明一个实施例中，在纹理空间中位移矢量方向上由该位移矢量的幅度确定的一段距离上，在纹理空间中分布重采样纹理像素的亮度，以获得分布亮度。对不同重采样纹理像素的重叠的分布亮度进行平均，以获得运动模糊的纹理，其为分段常量信号。其中该位移矢量对于整帧来说有效，因此以帧率将运动模糊引入所呈现的图像中。
将权利要求13定义的实施例的运动矢量细分为与子位移矢量相关联的片段，每个片段对应一个子位移矢量，从而以更高帧率将运动模糊引入到所呈现的图像中，该更高帧率由在一帧周期内的片段数目决定。实际上实现了帧率的上变换。这时，将帧周期细分为等于分段数目的多个子帧。这样，基于对3D模型的单个采样来呈现几个子帧，而不是单个帧，该3D模型包含由运动矢量覆盖的位移信息。根据帧率上变换，可以缩小这些子帧中对象的模糊尺寸。
附图简要说明在图中
图1说明了现实世界3D物体在显示屏幕上的显示；图2说明了已知的反向纹理映射；图3示出了用于执行已知的反向纹理映射的电路的方框图；图4说明了前向纹理映射；图5示出了用于执行前向纹理映射的电路的方框图；图6示出了根据本发明一个实施例的电路的方框图；图7说明了在屏幕空间中位移矢量方向上的采样；图8示出了根据包括反向纹理映射的本发明一个实施例的电路的方框图；图9说明了在纹理空间中位移矢量方向上的采样；图10示出了根据包括前向纹理映射的本发明一个实施例的电路的方框图；图11示出了具有一定覆盖区的模糊滤波器的实施例；图12示出了基于多边形的顶点的位移矢量来确定该多边形的位移矢量；图13示出了根据本发明一个实施例、使用拉伸像素的时间预滤波；图14示出了根据本发明一个实施例、使用拉伸纹理像素的时间预滤波；图15示出了根据本发明一个实施例、通过使用拉伸纹理像素得到的摄像机的运动模糊的近似；图16示意性示出了可以将帧周期细分为多个子帧周期；以及图17示出了根据本发明一个实施例的电路的方框图，该实施例包括与帧率上变换结合的前向纹理映射。
优选实施例详述图1说明了现实世界3D物体在显示屏幕上的显示。现实世界物体WO可能是诸如所示立方体这样的三维物体，该物体WO被投影到二维显示屏幕DS上。三维物体WO具有表面结构或者纹理，其定义了该三维物体WO的外观。在图1中，多边形A具有纹理TA，多边形B具有纹理TB。用一个更为通用的术语，多边形A和B也被称为现实世界图形基元。
通过定义人眼或相机相对于屏幕DS的位置ECP，来获得现实世界物体WO的投影。图1中示出了与多边形A对应的多边形SGP是如何被投影到屏幕DS上的。在屏幕空间SSP中，由坐标X和Y定义的多边形SGP也被称为图形基元，以代替称为屏幕空间中的图形基元。这样，图形基元在人眼空间内表示为多边形A，在屏幕空间内表示为多边形SGP，在纹理空间内表示为多边形TGP，从上下文就可以清楚地知道所指的是哪个图形基元。仅使用多边形A的几何形状来确定多边形SGP的几何形状。通常，已知多边形A的顶点，就足以确定多边形SGP的顶点。
多边形A的纹理TA并不是直接从现实世界中投影到屏幕空间SSP中。现实世界物体WO的不同纹理被存储在由坐标U和V定义的纹理贴图或者纹理空间TSP中。例如，图1示出了多边形A具有纹理TA，在纹理空间TSP内由TA指示的区域中可得到该纹理TA，而多边形B具有另一纹理TB，在纹理空间TSP内由TB指示的区域中可得到该纹理TB。多边形A被投影到纹理空间TA中，从而出现多边形TGP，使得当存在于多边形TGP中的纹理被投影到多边形A上时，就可以获得现实世界物体WO的纹理或至少尽可能地近似。一种在纹理空间TSP和屏幕空间SSP之间的透视变换PPT(perspectivetransformation)，将多边形TGP的纹理投影到相应的多边形SGP上。该处理过程也被称为纹理映射。通常，这些纹理不会全部存在于一个全局纹理空间中，而是每个纹理定义其自身的纹理空间。
图2说明了已知的反向纹理映射。图2示出了屏幕空间SSP内的多边形SGP和纹理空间TSP内的多边形TGP。为便于说明，假定多边形SGP和多边形TGP都对应于图1中所示的现实世界物体WO的多边形A。
出现在屏幕空间SSP中的像素Pi的亮度PIi定义了所显示的图像。通常，像素Pi实际位于(矩阵显示器中)或被认为位于(CRT中)正交的位置矩阵中。在图2中，仅用点表示了有限数目的像素Pi。在屏幕空间SSP中示出了多边形SGP，用来指示哪些像素Pi位于多边形SGP中。
在纹理空间TSP中的纹理像素或纹理像素亮度Ti，由水平线和垂直线的交叉点表示。通常存储在称为纹理贴图的存储器内的这些纹理像素Ti定义了纹理。假定所示的纹理贴图或纹理空间TSP的该部分对应图1中所示的纹理TA。多边形TGP显示在纹理空间TSP中，用于指示哪些纹理像素Ti位于多边形TGP内。
已知的反向纹理映射包括下面说明的几个步骤。在屏幕空间SSP中示出了具有覆盖区FP的模糊滤波器，该模糊滤波器必须对像素Pi进行操作，以执行为获得模糊所需要的加权平均操作。将屏幕空间SSP中的该覆盖区FP映射到纹理空间TSP中，并称之为映射覆盖区MFP。可以通过将多边形SGP从屏幕空间SSP映射到纹理空间TSP得到的多边形TGP也称为映射多边形。纹理空间TSP包含应该显示在多边形SGP的表面上的纹理TA、TB(见图1)。如上所述，这些纹理TA、TB由存储在纹理像素存储器中的纹理像素亮度Ti定义。因此，纹理TA、TB是外观信息，其通过在纹理空间TSP中定义纹理像素亮度Ti，来定义图形基元SGP的外观。
确定既落在映射覆盖区MFP内又落在映射多边形TGP内的纹理像素Ti。这些纹理像素Ti由图中的斜交叉记号表示。映射的模糊滤波器MFP用于对这些纹理像素Ti的纹理像素亮度Ti进行加权，以获得像素Pi的亮度。
图3示出了用于执行该已知反向纹理映射的电路的方框图。该电路包括在屏幕空间SSP内操作的光栅化引擎RSS，纹理空间TSP中的重采样器RTS，纹理存储器TM以及像素片段处理电路PFO。Ut、Vt表示索引为t的纹理像素Ti的纹理坐标，Xp、Yp表示索引为p的像素的屏幕坐标，It表示索引为t的纹理像素Ti的颜色，Ip表示索引为p的像素Pi滤波后的颜色。
光栅化引擎RSS在屏幕空间SSP内光栅化多边形SGP。对于扫过的每个像素Pi，其模糊滤波器覆盖区FP被映射到纹理空间TSP。确定同时位于映射覆盖区MFP内和映射多边形TGP内的纹理像素Ti，并根据该模糊滤波器的映射轮廓对这些纹理像素进行加权。利用纹理空间TSP中的映射模糊滤波器，计算像素Pi的颜色。
这样，光栅化引擎RSS接收屏幕空间SSP中的多边形SGP，以提供该映射模糊滤波器覆盖区MFP和像素Pi的坐标。纹理空间内的重采样器RTS接收该映射模糊滤波器覆盖区MFP和多边形TGP的位置信息，以确定哪些纹理像素Ti在映射覆盖区MFP内并且在多边形TGP内。从纹理存储器TM中取出按照这种方式确定的纹理像素的亮度Ti。模糊滤波器对按照这种方式确定的纹理像素Ti的相关亮度进行滤波，以提供滤波后的像素Pi的颜色Ip。
像素片段处理电路PFO混合了因模糊而重叠的多边形的像素亮度PIi。像素片段处理电路PFO可以包括一个像素片段合成单元，一般也称为A缓冲器，其包含一个片段缓冲器。在图8、10、17中示出的电路的输出端可以提供这种像素片段处理电路PFO。一般地，片段缓冲器用于基于有关一个像素的关联区域(常为正方形)与多边形重叠的几何信息，最小化边界抗混叠(anti-alising)。常在超采样栅格上使用掩膜(mask)，其允许几何信息的量化近似。该几何信息是被称为像素的“贡献因子”的具体体现。对于运动模糊应用，运动物体的像素的贡献值依赖于运动速度，并且是以与色彩通道相同的方式滤波模糊的。像素片段合成单元PFO将根据这些像素片段的贡献因子来混合这些像素片段，直至这些贡献因子的和达到100％或者不再有像素片段可用，因而产生运动物体的半透明像素的效果。
为了能实现以上处理，要求像素片段以深度(Z值)次序归类。因为多边形可能以随机的深度次序被传递，所以将每个像素位置的像素片段以深度归类次序储存在像素片段缓冲器中。然而，现在该片段缓冲器中存储的贡献因子并不基于每个像素的几何范围。相反，所存储的贡献因子依赖于运动速度并且是以与色彩通道相同的方式滤波模糊的。该像素片段合成算法包括两步在片段缓冲器中插入像素片段；合成来自片段缓冲器的像素片段。为防止在插入阶段溢出，可以将深度值最接近的片段合并。在一幅场景的所有多边形都呈现出来后，合成阶段以从前到后的次序合成每个像素位置上的片段。当所有相加片段的贡献因子之和为一或更大时，或者当所有像素片段都已经处理过时，获得了最终的像素色彩。
图4说明了前向纹理映射。图4示出了屏幕空间SSP中的多边形SGP和纹理空间TSP中的多边形TGP。为便于说明，假定多边形SGP和多边形TGP均对应于图1所示的现实世界物体WO的多边形A。
在屏幕空间SSP中的像素Pi的亮度PIi定义了所显示图像。这些像素Pi用点表示。在屏幕空间SSP内显示了多边形SGP，以表示哪些像素Pi位于多边形SGP内。实际上，由Pi表示的像素位于多边形SGP之外。对于每个像素Pi，都有一个模糊滤波器的覆盖区FP与之相关联。
纹理空间TSP内的纹理像素或纹理像素亮度Ti由水平和垂直线间的间隙表示。而且，通常被存储在称为纹理贴图的存储器中的这些纹理像素Ti定义了纹理。假定所示的部分纹理贴图或部分纹理空间TSP与图1所示的纹理TA对应。在纹理空间TSP内显示多边形TGP，以表示哪些纹理像素Ti位于多边形TGP内。
将多边形TGP内纹理像素Ti的坐标映射(重采样)到屏幕空间SSP中。在图4中，纹理像素Ti(在纹理空间中用斜十字表示)到屏幕空间SSP的该映射(由从纹理空间TSP到屏幕空间SSP的箭头AR表示)在屏幕空间SSP中提供了映射纹理像素MTi(在屏幕空间SSP中用斜十字表示，该斜十字可以位于由点表示的像素位置中间)。映射纹理像素MTi对具有包围该映射纹理像素MTi的模糊滤波器覆盖区FP的所有像素Pi的贡献由模糊滤波器的滤波器特性来确定。对所有映射纹理像素MTi对像素Pi的贡献进行求和，以获得像素Pi的亮度PIi。
在前向纹理映射中，从纹理像素Ti的颜色到像素Pi的颜色的重采样出现在屏幕空间SSP中，从而驱动输入采样。与反向纹理映射相比，前向纹理映射更容易确定哪些纹理像素Ti对特定像素Pi有贡献。只有特定像素Pi的模糊滤波器的覆盖区FP内的映射纹理像素MTi才会对该特定像素Pi的颜色或亮度有所贡献。另外，不需要将该模糊滤波器从屏幕空间SSP变换到纹理像素空间TSP。
图5示出了用于执行前向纹理映射的电路的方框图。该电路包括在纹理空间TSP内操作的光栅化引擎RTS，屏幕空间SSP中的重采样器RSS，纹理存储器TM以及像素片段处理电路PFO。Ut、Vt表示索引为t的纹理像素Ti的纹理坐标，Xp、Yp表示索引为p的像素的屏幕坐标，It表示索引为t的纹理像素Ti的颜色，Ip表示索引为p的像素Pi滤波后的颜色。
光栅化引擎RTS在纹理空间TSP内光栅化多边形TGP。对于多边形TGP内的每个纹理像素Ti，屏幕空间RSS中的重采样器将纹理像素Ti映射为屏幕空间SSP中的映射纹理像素MTi。另外，重采样器RSS确定映射纹理像素MTi对所有相关像素Pi的贡献，其中这些相关像素Pi的模糊滤波器的覆盖区FP包围该映射纹理像素MTi。最后，重采样器RSS对所有映射纹理像素MTi对像素Pi的亮度贡献进行求和，以获得像素Pi的亮度PIi。
图5所示的像素片段处理电路PFO已经参考图3进行了详细说明。
图6显示了根据本发明一个实施例的电路的方框图。该运动模糊生成电路包括光栅化引擎RA，位移提供电路DIG和一维滤波器ODF。
光栅化引擎RA接收几何信息GI和位移信息DI，其中几何信息GI定义图形基元SGP或TGP的形状，位移信息DI确定位移矢量，该位移矢量定义图形基元SGP或TGP的运动方向。光栅化引擎RA在位移矢量方向上对图形基元SGP或TGP进行采样，以获得采样点RPi。一维滤波器ODF通过滤波采样RPi来提供时间预滤波，以获得平均亮度ARPi。
光栅化引擎RA可以在屏幕空间SSP内或在纹理空间TSP内操作。如果光栅化引擎在屏幕空间SSP内操作，则图形基元SGP或TGP可以是多边形SGP，且采样RPi基于像素Pi。如果光栅化引擎RA在纹理空间TSP内操作，则图形基元SGP或TGP可以是多边形TGP，且采样RPi基于纹理像素Ti。
参考图7并参考其与反向纹理映射的结合(见图8)来说明在屏幕空间SSP内光栅化引擎RA的使用。
参考图9并参考其与前向纹理映射的结合(见图10)来说明在纹理空间TSP内光栅化引擎RA的使用。
图7说明了在屏幕空间内位移矢量方向上的采样。现实世界物体WO沿某一方向运动。整个物体WO的这种运动导致了图形基元(多边形A和B)也随之运动。在屏幕空间SSP中，多边形A的运动可由多边形SGP的位移矢量SDV表示。现实世界物体WO的其它多边形可能会有其它位移矢量。像素Pi的亮度PIi被重采样，从而确定重采样的像素RPi，该重采样的像素RPi位于一个矩形栅格中，该矩形栅格的一个方向与位移矢量SDV的方向相一致。像素Pi用点表示，重采样像素RPi用斜十字表示。仅示出了一些像素Pi和重采样像素RPi。
将像素Pi置于由正交坐标轴x和y定义的正交坐标空间中，像素Pi的亮度PIi确定了显示图像。将重采样像素RPi置于由正交坐标轴x′和y′定义的正交坐标空间中。
图8示出了根据本发明一个实施例的电路的方框图，包括反向纹理映射。
采样器RSS，即图6所示的在屏幕空间SSP内采样的采样器RA，在多边形SGP内沿该多边形SGP的位移矢量SDV的方向进行采样，以获得重采样像素RPi。因此，采样器RSS接收多边形SGP的几何外形，并接收来自位移提供电路DIG的位移信息DI。位移信息DI可以包括位移发生的方向和位移量，因此位移信息DI可以是位移矢量SDV。位移矢量SDV可以由3D应用提供，或者可以通过位移提供电路DIG从连续帧中多边形A的位置确定。重采样像素RPi出现在一个等距离正交坐标空间中，该空间中的位置与位移矢量SDV对准。或者换个说法，将屏幕空间内的坐标系x、y旋转，从而获得一个旋转坐标系x′、y′，其中x′轴与位移矢量方向对准。
反向纹理映射器ITM接收重采样像素RPi，以提供亮度RIp。反向纹理映射器ITM的操作方式与参考图2和图3所示的已知的反向纹理映射方式相同。但是，反向纹理映射器ITM使用了重采样像素RPi的坐标，而不是像素Pi的坐标。这样，在屏幕空间内的滤波器的覆盖区FP此时被定义在与屏幕位移矢量对准的坐标系中。将该覆盖区映射到纹理空间，在纹理空间中，既在该映射覆盖区内又在该多边形内的纹理像素依照该映射滤波器的特性被加权，以获得该覆盖区所属于的重采样像素RIp的亮度。
一维滤波器ODF包括平均器AV和重采样器RSA。平均器AV对亮度RIp求平均，以获得平均亮度ARIp。按照一个加权函数WF执行该平均。重采样器RSA重采样平均亮度ARIp，以获得像素Pi的亮度PIi。
图9说明了在纹理空间内位移矢量方向上的采样。现实世界物体WO沿某一方向运动。整个物体WO的这种运动导致图形基元(多边形A和B)也随之运动。在纹理空间TSP中，多边形A的运动可由多边形TGP的位移矢量TDV表示。现实世界物体WO的其它多边形可能会有其它位移矢量。纹理像素Ti的亮度被重采样，从而获得重采样纹理像素RTi，重采样纹理像素RTi被置于一个矩阵中，该矩阵的一个方向与位移矢量TDV的方向相一致。纹理像素Ti用点表示，重采样纹理像素RTi用斜十字表示。仅示出了一些纹理像素Ti和重采样纹理像素RTi。
纹理像素Ti的亮度确定了显示纹理，该纹理像素Ti被置于由正交坐标轴U和V定义的正交坐标空间中。重采样纹理像素RTi被置于由正交坐标轴U′和V′定义的正交坐标空间中。在纹理空间中，两个采样点(纹理像素Ti)之间的距离DIS由DIS表示。
图10示出了根据本发明一个实施例的电路的方框图，包括前向纹理映射。
采样器RTS，即图6所示在纹理空间TSP内采样的采样器RA，在多边形TGP内沿该多边形TGP的位移矢量TDV的方向进行采样，以获得重采样纹理像素RTi。因此，采样器RTS接收多边形TGP的几何外形，并接收来自位移提供电路DIG的位移信息DI。位移信息DI可以包括位移发生的方向和位移量，从而位移信息DI可以是位移矢量TDV。位移矢量TDV可以由3D应用提供，或者可以通过位移提供电路DIG从连续帧中多边形A的位置确定。
内插器IP内插纹理像素Ti的亮度，以获得重采样纹理像素RTi的亮度RIi。
一维滤波ODF包括平均器AV，该平均器AV按照加权函数WF对亮度RIi进行平均，以获得滤波后的重采样纹理像素FTi，也称之为滤波的纹理像素FTi。
映射器MSP将多边形TGP(更一般地讲，也指图形基元)内的滤波的纹理像素FTi映射到屏幕空间SSP，以获得映射纹理像素MTi(见图4)。
计算器CAL确定每个映射纹理像素MTi对每个像素Pi的亮度贡献，其中与该像素Pi对应的预滤波器PRF(见图11)的预滤波器覆盖区FP覆盖了映射纹理像素MTi中的一个。亮度贡献取决于预滤波器PRF的特性。例如，如果预滤波器具有立方幅度特性，并且如果映射纹理像素MTi非常接近像素Pi，那么该映射纹理像素MTi对像素Pi亮度的贡献相对较大。如果映射纹理像素MTi在中心位于像素Pi的预滤波器的覆盖区FP的边缘，那么该映射纹理像素MTi的贡献相对较小。如果映射纹理像素MTi不在某一特定像素Pi的预滤波器的覆盖区FP内，那么该映射纹理像素MTi对该特定像素Pi的亮度没有贡献。
计算器CAL求和不同映射纹理像素MTi对像素Pi的所有贡献，以获得像素Pi的亮度PIi。某一特定像素Pi的亮度PIi仅取决于在属于该特定像素Pi的覆盖区FP内的映射纹理像素MTi的亮度和该预滤波器的幅度特性。因此，对于某一特定像素Pi，仅需要对在属于该特定像素Pi的覆盖区FP内的映射纹理像素MTi的贡献进行求和。在图10中示出的该计算器CAL和在图8中示出的重采样器RSA实际上相同，也可以称为屏幕空间重采样器。
图11示出了具有覆盖区的模糊滤波器的实施例。图11中，在屏幕空间SSP内进行滤波的该模糊滤波器(也称为预滤波器)PRF具有覆盖区FP。覆盖区FP是滤波器PRF在x和/或y方向上的一个区域，该区域内，映射纹理像素MTi对像素Pi有所贡献。图中示出了位于屏幕空间SSP中的位置Xp处的像素点Pi的滤波器PRF。在所示滤波器PRF的该例子中，覆盖区FP的宽度为四个像素距离，且在x方向上覆盖位置Xp-2、Xp-1、Xp、Xp+1、Xp+2。映射到位置Xm处的映射纹理像素MTi，将以映射纹理像素MTi的亮度与滤波器值CO1的乘积，对位置Xp处的像素Pi作出贡献。
图12示出了基于多边形顶点的位移矢量确定整个多边形的位移矢量。屏幕空间SSP中的多边形SGP具有顶点V1、V2、V3、V4，分别关联于位移矢量TDV1、TDV2、TDV3、TDV4。优选地，多边形SGP内的所有像素Pi的位移矢量TDV是位移矢量TDV1、TDV2、TDV3、TDV4的平均。因此，对位移矢量TDV1、TDV2、TDV3、TDV4进行矢量相加，以获得位移矢量TDV的方向和幅度(除以顶点数目后)。
可能存在更复杂的方法，例如，如果位移矢量TDV1、TDV2、TDV3、TDV4大不相同，则多边形可以被分为多个更小的多边形。
图13示出了根据本发明一个实施例使用拉伸像素的时间预滤波。通过首先在位移矢量SDV的方向上分布重采样像素RPi的亮度RIp，来实现一维滤波器ODF。在相应的重采样像素RPi周围的区域内进行亮度RIp的分布，使得局部亮度RIp在该区域上展开。该区域的尺寸由位移矢量SDV的幅度决定。这种亮度RIp的展开也称为像素Pi的拉伸。图13仅作为例子示出了一个运动位移，该位移是两个相邻的重采样像素RPi之间距离的3.25倍。说明了x′方向(见图7)上的像素拉伸。
在图13A中，如DIi表示的水平线所示，将重采样像素RPi的亮度Rip分布或拉伸。x′轴上的每个点表示重采样像素RPi的位置。线DIi表示将每个重采样像素RPi的亮度Rip进行分布，以覆盖每个重采样像素RPi左侧和右侧的另一个重采样像素RPi。
图13B示出了重叠的分布亮度DIi的平均。
图14示出了根据本发明一个实施例使用拉伸纹理像素的时间预滤波。通过首先在位移矢量TDV的方向上分布重采样纹理像素RTi的亮度RIi，来实现一维滤波器ODF。在相应的重采样纹理像素RTi周围的区域内进行亮度RIi的分布，使得局部亮度RIi在该区域上被展开。该区域的尺寸由位移矢量TDV的幅度决定。这种亮度RIi的展开也称为重采样纹理像素RTi的拉伸。图14仅作为例子示出了一个运动位移，该位移是两个相邻的重采样纹理像素RTi之间距离的3.25倍。说明了U′方向(见图9)上的纹理像素拉伸。
在图14A中，如TDIi表示的水平线所示，重采样纹理像素RTi的亮度RIi被分布或拉伸，为清楚起见，仅示出了这些线中的一些，并且不同的线间有微小的偏移以便能彼此区分。U′轴上的每个点表示重采样纹理像素RTi的位置。线TDIi表示将每个重采样纹理像素RTi的亮度RIi进行分布，以覆盖每个重采样纹理像素RTi左侧和右侧的另一个重采样纹理像素RTi。
图14B表示重叠的分布亮度TDIi的平均FTi。
如果在帧采样间隔期间的运动位移大于两个相邻的重采样纹理像素RTi之间的距离，则这些拉伸的纹理像素将会重叠。通过对分布亮度TDIi的重叠部分进行平均，获得分段常量信号FTi，FTi是对摄像机的时间连续积分很好的近似，将参考图15对其进行说明。因此，纹理像素拉伸的结果是一种模糊，这种模糊类似于传统摄像机中的模糊。对于观看者来说，该模糊是非常易于接受的。如果由于没有运动或少量运动而使得被拉伸的纹理像素不重叠，则没有产生运动模糊，且应用空间箱重构(spatial box reconstruction)。
图14示出了运动位移是映射纹理像素距离的3.25倍情况下，对分布亮度DIi的重叠部分的平均。所得到的分段常量信号FTi是积分信号的近似。可以把分段常量信号FTi视为代表平均重叠部分的虚采样(artificial samples)的箱重构。这些虚采样取决于可变数量的重叠拉伸纹理像素。在图14中，三个或四个拉伸的纹理像素重叠。通过将拉伸纹理像素的边缘约束在重采样的或映射的纹理像素位置RTi处，可以避免这种情况。因此，采用运动模糊因子，该因子是重采样纹理像素RTi之间距离的整数倍。
图15示出了根据本发明一个实施例通过使用拉伸纹理像素的摄像机的运动模糊的近似。图15A表示八个映射纹理像素距离的纹理像素拉伸。tb代表的线表示一特定帧中U′方向上的重采样纹理像素RTi的位置。te代表的线表示该特定帧的后一帧中U′方向上的重采样纹理像素RTi的位置。分布的亮度RIi由线TDIi代表。所得到的分段常量亮度FTi如图15B所示。CA代表的实线表示由摄像机引入的运动模糊。
参考图13和图14，3D应用可以为每个顶点提供运动模糊矢量。该运动模糊矢量表示从前一3D几何形状采样时刻tb到当前3D采样时刻te(见图15和16)的顶点位移。或者，3D应用可以提供用于确定运动模糊矢量的信息，这些运动模糊矢量也称为位移矢量TDV。一维滤波器ODF的覆盖区或滤波器长度与常规电影摄像机的快门打开(曝光)间隔的全部或一部分相关联。通过改变曝光时间和随之改变的滤波器覆盖区，改变了在滤波器覆盖区内的重采样纹理像素RTi的数目，并因此改变了由滤波器ODF实现的平均量。以这种方式有可能在模糊量和时间混叠量之间取折衷。例如，为了模仿曝光时间为帧周期te-tb十分之一的摄像机，该(空间)滤波器ODF的覆盖区和帧周期的该部分相关。在图15中曝光时间等于帧周期，这样使用两帧之间的完全位移矢量TDV来获得运动模糊后的分段常量亮度FTi。
图16示意性示出了可以将帧周期细分为子帧周期。
图16A示出了在第一帧的时刻tb重采样纹理像素RTi的亮度RIi。该重采样纹理像素RTi在顶点运动方向U’上延伸，并在U’轴上以等距间隔的点表示。在该例子中，从位置p1到p2重采样纹理像素RTi的亮度RIi为100％，其它位置为0％。
图16B示出了在紧接第一帧之后的第二帧的时刻te重采样纹理像素RTi的亮度RIi。该重采样纹理像素RTi在顶点运动方向U’上延伸，并在U’轴上以等距间隔的点表示。在该例子中，重采样纹理像素RTi的亮度RIi在位置p5到p6为100％，其它位置为0％。这样，从第一帧到第二帧，如位移矢量TDV所示，纹理像素亮度从位置p1运动至位置p5。
图16C是图16A和图16B的组合表示。这时，纵轴表示时间，而如果重采样纹理像素RTi的亮度RIi是100％，则该亮度以实线WH表示，或者如果亮度是0％，则以虚线BL表示。重采样的纹理像素RTi没有清楚地表示在图16C中，但可以出现在如图16A和图16B所示的相同位置。出现第一和第二帧之间的时间周期由帧周期TFP表示，其正好是帧重复周期。图16C实际上与图15A相似。
图16D示意性示出了运动模糊的纹理像素FTi，在非帧率上变换的情况中也称为分段常量信号FTi。图15B中示出了相同的信号与更详细的分段常量信号FTi。参考图15，其描述了如何通过对重采样纹理像素RTi的“拉伸”亮度RIi进行平均来获得该分段常量信号FTi。拉伸量依赖于位移矢量TDV的幅度和为整帧图像选择的快门开启间隔。
图16E与图16C的表示相同。作为例子，现在帧周期TFP被细分为两个子帧周期TSFP1和TSFP2。当然可以将帧周期TFP细分为多于两个子帧周期。第一子帧TSFP1开始于tb结束于tm＝(tb+te)/2。第二子帧TSFP2开始于tm持续到te。
假设运动速度是常量，从而现在将位移矢量TDV细分为第一位移矢量TDVS1和第二位移矢量TDVS2。这两个细分的位移矢量TDVS1、TDVS2中每一个的幅度是位移矢量TDV幅度的一半。如果运动速度不是常量和/或运动路线沿不同的方向，则这两个细分的位移矢量TDVS1、TDVS2可以有不同的幅度和/或方向。
在假设的线性运动下，在时刻tb，重采样纹理像素RTi在位置p1到p2具有100％的亮度WH，在时刻tm，重采样纹理像素RTi在位置p3到p4具有100％的亮度WH，在时刻te，重采样纹理像素RTi在位置p5到p6具有100％的亮度WH。在其它位置，如BL所示，亮度RIi为0％。
图16F示出了第一子帧TSFP1的滤波后的纹理像素FTi。如参照图16C和图16D所说明的，通过将重采样纹理像素RTi的“拉伸”亮度RIi进行平均，再次实现一维滤波ODF，其中现在的拉伸量依赖于子位移矢量TDVS1的幅度。此外，如图16D，仅示出了分段常量信号FTi的包络。
图16G示出了第二子帧TSFP2的滤波后的纹理像素FTi。如参照图16C和图16D所说明的，通过将重采样纹理像素RTi的“拉伸”亮度RIi进行平均，再次实现一维滤波ODF，其中现在的拉伸量依赖于子位移矢量TDVS2的幅度。此外，如图16D，仅示出了分段常量信号FTi的包络。
将位移矢量TDV细分为多个子位移矢量或片段TDVS1、TDVS2的结果是，用于向显示屏幕提供像素Pi(见图10和17)的亮度PIi的帧率提高了。如果位移矢量TDV细分为N个子位移矢量TDVS1、TDVS2，则提供N个子帧(TSFP1、TSFP2)代替一帧(TFP)，且显示信息的帧率以因子N提高。基于对包括用于确定位移矢量TDVS1、TDVS2的信息的3D模型的单个采样，呈现这N个子帧。在子帧(TSFP1、TSFP2)内的物体的模糊尺寸根据帧率上变换因子N缩小。
图17示出了根据本发明一个实施例包括前向纹理映射的电路的框图，其基于对包括运动数据的几何形状的单独采样，生成两个运动模糊的子帧。图17示出了可获得帧率上变换因子为2的电路，该图基于图10所示的框图，为了能每帧提供两次像素亮度，图17中提供了两倍的平均器AV、映射器MSP以及计算器CAL。更一般而言，如果期望得到具有整数因子N的帧率上变换，则并行提供N个平均器AV、映射器MSP和计算器CAL。或者，可使用与图10中所示相同的单个平均器AV、映射器MSP以及计算器CAL，它们足够快以至于每帧顺序地确定N次像素亮度。这两种解决方案的组合也是可能的。
以下说明图17所示电路的操作。采样器RTS在多边形TGP内沿该多边形TGP的位移矢量TDV的方向进行采样，以获得重采样纹理像素RTi。因此，采样器RTS接收多边形TGP的几何外形，并接收来自位移提供电路DIG的位移信息DI。位移信息DI可以包括位移发生的方向和位移量，这样位移信息DI可以是位移矢量TDV。位移矢量TDV可以由3D应用提供，或者可以通过位移提供电路DIG从连续帧中多边形A的位置确定。内插器IP内插纹理像素Ti的亮度，以获得重采样纹理像素RTi的亮度RIi。
在第一分支中，一维滤波ODF包括平均器AVa，平均器AVa按照加权函数WF对亮度RIi进行平均，以获得滤波后的重采样纹理像素FTia，也称之为滤波的纹理像素FTia。映射器MSPa将多边形TGP内的滤波的纹理像素FTia映射到屏幕空间SSP，以获得映射纹理像素MTia(见图4)。计算器CALa确定每个映射纹理像素MTia对每个像素Pi的亮度贡献，其中每个像素Pi的对应预滤波器PRF(见图11)的预滤波器覆盖区FP覆盖了映射纹理像素MTia中的一个。亮度贡献取决于预滤波器PRF的特性。例如，如果预滤波器具有立方幅度特性，并且如果映射纹理像素MTia非常接近像素Pi，那么该映射纹理像素MTia对像素Pi亮度的贡献相对较大。如果映射纹理像素在中心位于像素Pi的预滤波器的覆盖区FP的边缘，那么该映射纹理像素MTia的贡献相对较小。如果映射纹理像素MTia不在某一特定像素Pi的预滤波器的覆盖区FP内，那么该映射纹理像素MTia对该特定像素Pi的亮度没有贡献。计算器CAL求和不同的映射纹理像素MTia对像素Pi的所有贡献，以获得像素Pi的亮度PIia。某一特定像素Pi的亮度PIia仅依赖于在属于该特定像素Pi的覆盖区FP内的映射纹理像素的亮度MTia和预滤波器的幅度特性。因此，对于某一特定像素Pi，仅需要求和在属于该特定像素Pi的覆盖区FP内的映射纹理像素MTia的贡献。
在第二分支中，一维滤波ODF包括平均器AVb，平均器AVb按照加权函数WF对亮度RIi进行平均，以获得滤波后的重采样纹理像素FTib，也称之为滤波的纹理像素FTib。映射器MSPb将多边形TGP内的滤波的纹理像素FTib映射到屏幕空间SSP，以获得映射纹理像素MTib。计算器CALb确定每个映射纹理像素MTib对每个像素Pi的亮度贡献，其中每个像素Pi的对应预滤波器PRF(见图11)的预滤波器覆盖区FP以参照计算器CALa说明的相同方式覆盖了映射纹理像素MTib中的一个。
最后，在一个优选实施例中，本发明关于一种在3D图形系统中生成运动模糊的方法。从3D应用中接收(RSS、RTS)几何信息GI，该几何信息GI定义了图形基元SGP或TGP的形状。还从该3D应用中接收或者由几何信息确定位移矢量SDV、TDV，该位移矢量SDV、TDV定义了图形基元SGP或TGP的运动方向。该图形基元SGP或TGP在位移矢量SDV、TDV所指示的方向上被采样(RSS、RTS)，以获取输入采样RPi，并且在输入采样RPi上执行一维空间滤波ODF，以获得时间预滤波。
值得注意的是，上述实施例是为了举例说明本发明，而不是限制本发明，本领域的技术人员能够在不偏离附加权利要求范围的情况下设计出许多可替换的实施例。例如，在上文的很多实施例中，仅对一个多边形的处理进行了说明。在实际应用中，对于一整幅图像，可能必须处理大量的多边形(或更一般地，图形基元)。
在权利要求中，不应把括号内的任何参考符号理解为对权利要求的限制。单词“包括”不排除除权利要求中列出的要素或步骤之外所存在的其它要素或步骤。本发明可以通过包括若干独立部件的硬件方式实现，也可以通过适当编程的计算机方式实现。在设备权利要求中列举了若干装置，其中的一些装置可以由一个相同的硬件项来实现。
权利要求
1.一种在图形系统中产生运动模糊的方法，所述方法包括接收(RA、RSS、RTS)几何信息(GI)，所述几何信息(GI)定义了图形基元(SGP、TGP)的形状，提供(DIG)位移信息(DI)，所述位移信息(DI)确定位移矢量(SDV、TDV)，所述位移矢量(SDV、TDV)定义所述图形基元(SGP、TGP)的运动方向，在所述位移矢量(SDV、TDV)指示的方向上采样(RA、RSS、RTS)所述图形基元(SGP、TGP)，以获得输入采样(RPi、RIi)，以及对所述输入采样(RPi、RIi)进行一维空间滤波(ODF)，以获得时间预滤波。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供(DIG)位移信息(DI)的步骤进一步定义了所述图形基元(SGP、TGP)的运动量，并且其中所述一维空间滤波(ODF)步骤被设置成获得具有滤波器覆盖区(FP)的尺寸的所述时间预滤波，该滤波器覆盖区的尺寸(FP)取决于所述位移矢量(SDV、TDV)的幅度。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述位移矢量(SDV、TDV)由二维或三维应用提供。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供(DIG)位移信息(DI)的步骤从二维或三维应用中接收模型-视图转换矩阵，所述矩阵定义了前一帧的所述图形基元(SGP、TGP)的位置和方向。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供(DIG)位移信息(DI)的步骤缓冲前一帧的所述图形基元(SGP、TGP)的位置和方向，以计算所述位移矢量(SDV、TDV)。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述图形系统被设置用于在显示屏幕(DS)上显示具有像素亮度(PIi)的像素(Pi)，所述像素(Pi)定位在屏幕空间(SSP)中的像素位置(x，y)上，所述采样(RA、RSS、RTS)步骤适于在所述屏幕空间(SSP)中在屏幕位移矢量(SDV)的方向上进行采样(RSS)，以获得重采样的像素(RPi)，所述屏幕位移矢量(SDV)是映射到所述屏幕空间(SSP)的位移矢量，所述方法还包括反向纹理映射(ITM)，用于接收所述重采样像素(RPi)的坐标，以提供所述重采样像素(RPi)的亮度(RIp)，所述一维空间滤波(ODF)步骤包括，按照加权函数(WF)平均(AV)所述重采样像素(RPi)的亮度(RIp)，以获得平均亮度(ARIp)，所述方法还包括对所述重采样像素(RPi)的所述平均亮度(ARIp)重采样(RSA)，以获得所述像素亮度(PIi)。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述图形系统被设置用于在显示屏幕上显示具有像素亮度(PIi)的像素(Pi)，所述像素(Pi)定位在屏幕空间(SSP)中的像素位置(x、y)上，所述方法还包括提供外观信息(TA、TB)，该外观信息(TA、TB)通过在纹理空间(TSP)中定义纹理像素亮度(Ti)，从而在所述屏幕空间(SSP)中定义了所述图形基元(SGP)的外观。所述采样(RA、RSS、RTS)步骤适于在所述纹理像素空间(TSP)中在纹理像素位移矢量(TDV)的方向上进行采样(RTS)，以获得重采样的纹理像素(RTi)，所述纹理像素位移矢量(TDV)是映射到所述纹理像素空间(TSP)的位移矢量，所述方法还包括内插(IP)所述纹理像素亮度(Ti)，以获得所述重采样纹理像素(RTi)的亮度(RIi)，所述一维空间滤波(ODF)步骤包括，按照加权函数(WF)平均(AV)所述重采样纹理像素(RTi)的亮度(RIi)，以获得滤波的纹理像素(FTi)，所述方法还包括将所述纹理空间(TSP)中的所述图形基元(TGP)的所述滤波的纹理像素(FTi)映射到所述屏幕空间(SSP)，以获得映射的纹理像素(MTi)，确定(CAL)从一个映射的纹理像素(MTi)到所有像素(Pi)的亮度贡献，其中所述像素(Pi)的预滤波器(PRF)的相应预滤波器覆盖区(PFP)覆盖了所述映射的纹理像素(MTi)，由所述预滤波器(PRF)的幅度特性确定所述贡献，以及为每个像素(Pi)求和(CAL)所述映射纹理像素(MTi)的亮度贡献。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，至少所述图形基元(GP)的位移矢量(SDV、TDV)的方向是所述图形基元的顶点的位移矢量的方向的平均。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述一维滤波(ODF)步骤包括在所述屏幕空间(SSP)中，在所述位移矢量(SDV)的方向上，在由所述位移矢量(SDV)的幅度确定的距离上，分布所述重采样像素(RPi)的亮度(RIp)，以获得分布亮度(DIi)，以及平均不同像素(Pi)的重叠的分布亮度(DIi)，以获得作为所述平均亮度(ARPi)的分段常量信号。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述一维滤波(ODF)步骤包括在所述纹理空间(TSP)中，在所述位移矢量(TDV)的方向上，在由所述位移矢量(TDV)的幅度确定的距离上，分布所述重采样纹理像素(RTi)的亮度(RIi)，以获得分布亮度(TDIi)，以及平均不同的重采样纹理像素(RTi)的重叠的分布亮度(TDIi)，以获得作为所述滤波的纹理像素(FTi)的分段常量信号。
11.如权利要求7所述的方法，其中，所述一维空间滤波(ODF)步骤被设置用于在至少一个帧间间隔期间应用加权平均函数(WF)。
12.如权利要求9或10所述的方法，其中，所述距离圆整为所述重采样纹理像素(RTi)之间距离(DIS)的倍数。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述图形系统被设置用于在显示屏幕上显示具有像素亮度(PIi)的像素(Pi)，所述像素定位在屏幕空间(SSP)中的像素位置(x，y)上，所述方法还包括提供外观信息(TA、TB)的步骤，所述外观信息(TA、TB)通过在纹理空间(TSP)中定义纹理像素亮度(Ti)，从而在所述屏幕空间(SSP)中定义了所述图形基元(SGP)的外观，所述采样(RA、RSS、RTS)步骤适于在所述纹理像素空间(TSP)中在纹理像素位移矢量(TDV)的方向上进行采样(RTS)，以获得重采样的纹理像素(RTi)，所述纹理像素位移矢量(TDV)是映射到所述纹理像素空间(TSP)的位移矢量，所述方法还包括内插(IP)所述纹理像素亮度(Ti)，以获得所述重采样纹理像素(RTi)的亮度(RIi)，所述一维空间滤波(ODF)步骤包括将所述位移矢量(TDV)细分为预定数目的片段()，以获得片段位移矢量(STDV)，并且对于每个片段()利用根据所述片段位移矢量(STDV)中相关联的一个的方向、位置和幅度，在纹理空间(TSP)中分布所述重采样纹理像素(RTi)的亮度(RIi)，以获得不同的重采样纹理像素(RTi)的平均重叠分布亮度(TDIi)，从而获得分段常量信号，作为运动模糊的滤波的纹理像素(FTi)，对于每一个所述片段()，所述方法还包括将所述纹理空间(TSP)内的所述图形基元(TGP)的所述滤波的纹理像素(Fti)映射(MSP)到所述屏幕空间SSP，以获得映射纹理像素(MTi)，确定(CAL)从映射纹理像素(MTi)到所有像素(Pi)的亮度贡献，其中所述像素(Pi)的预滤波器(PRF)的相应预滤波器覆盖区(PFP)覆盖了所述映射纹理像素(MTi)，由所述预滤波器(PRF)的幅度特性确定所述贡献，以及为每个像素(Pi)求和(CAL)所述映射纹理像素(MTi)的亮度贡献。
14.一种图形计算机系统，包括接收装置(RA、RSS、RTS)，用于接收几何信息(GI)，所述几何信息(GI)定义了图形基元(SGP、TGP)的形状，提供装置(DIG)，用于提供位移信息(DI)，所述位移信息(DI)确定位移矢量(SDV、TDV)，所述位移矢量(SDV、TDV)定义所述图形基元(SGP、TGP)的运动方向，采样装置(RA、RSS、RTS)，用于在所述位移矢量(SDV、TDV)指示的方向上，采样所述图形基元(SGP、TGP)，以获得输入采样(RPi、RIi)，以及一维空间滤波装置(ODF)，用于对输入样本(RPi、RIi)进行一维空间滤波，以获得时间预滤波。
全文摘要
一种用于在3D图形系统中生成运动模糊的方法，从三维应用中接收(RSS、RTS)定义了图形基元(GP)形状的几何信息(GI)。也从三维应用中接收，或由几何信息确定定义了图形基元(GP)运动方向的位移矢量(SDV、TDV)。在位移矢量指示的方向上采样(RSS、RTS)图形基元(GP)，以获得输入采样(RPi)，并且在输入采样(RPi)上执行一维空间滤波(ODF)，以获得时间预滤波。
文档编号G06T13/20GK1856805SQ200480027742
公开日2006年11月1日 申请日期2004年9月16日 优先权日2003年9月25日
发明者科内利斯·梅因德斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司