专利名称：一种自动镶嵌图形体的计算机图形系统与方法
技术领域：
本发明一般涉及的是计算机图形系统，更具体地说，本发明涉及的是一种可以自动调整计算机图象质量的系统与方法。
计算机图形系统被广泛用于各种图形物体的设计。例如飞机、机具、分子模型等等。
一般的计算机图形系统，都是使用所谓的“图元”来生成二维与三维形体。形体是由一个个小平面构成的，许多计算机图形系统都是用多边形或三角形小平面来表示形体。
表示一个形体所用小平面的数量，反映了最终显示图象的质量。
表示一个形体所用小平面越多，图角质量(分辨率)越高。然而，图象质量越高、计算机图形系统描绘一个形体所用时间越长。一般的计算机图形系统无法平衡这两个互相冲突的设计目标。
本项发明是一种可以使设计者以更大的灵活性生成形体的计算机图形系统与方法。特别是，本项发明的计算机图形系统允许设计人员平衡以下两个互相冲突的设计目标以高分辨率生成一个形体和计算机图形系统生成一个形体所花费时间。对这两个目标的平衡，是通过把自动镶嵌特性融入一般的计算机图形系统中实现的。
例如，设计者想描绘一个由10，000个球体构成的形体，并以此作为较“粗糙”的再现，其中球体是由线段描绘的。这可以使用户实时地旋转此模型。然而，当形体不再需要修改时，设计者可能想用较高质量的图象显示它。本项发明的自动镶嵌特性提供了这种设计优点。
在一个实施例中，本项发明的计算机图形系统包括输入设备，用于输入指示被显示形体的第一命令。这个计算机图形系统进一步包括，用于在缺省形体分辨率N下，显示形体的设备。这个计算机图形系统还包括，如果在时间间隔T内，无第二命令进入输入设备，就自动增加形体分辨率的设备。这样的中断命令可以是旋转，变比例，或切割形体等命令。时间间隔T可根据设计者的需要设定。
照此，如果本项发明在固定的短时间间隔(例如，3秒)内，没有监测到中断命令(如鼠标器的移动、键盘上按键)，它将进入再镶嵌模式，以较高的质量再现形体。然而，如果监测到旋转命令、或其它中断命令，作为中断命令的结果，生成的形体将向下镶嵌(即以较低的质量再生成)。
正如本专业人员所赞赏的那样，本项发明对设计者与计算机时间做了最佳利用，并保证生成的图形质量尽可能高。此外，本项发明可能在虚拟的实物系统中有重要的价值。在这种系统中，用户只简单地注视、等待形体，它就会以较高的分辨率再次描绘。
通过下述有关本项发明实施例(如附图)的具体描述，会使本项发明的前述及其它内容，特点、优点更加清楚。
参照附图，有助于全面理解下面的详细叙述。
图1用方框图形式示了一个使用自动镶嵌模块的本发明的计算机图形系统;
图2是这个计算机图形系统的操作流程图。
下面结合本发明的较佳实施例描述本发明。
首先，参看图1，它是计算机图形系统100的方框图。计算机图形系统100包括输入设备102。102通过总线104与主机106相连。
输入设备102配置成允许设计者向主机106输入命令。典型情况下，设计者将生成一个表示要生成的形体的输入文件。输入设备102可以是广泛使用的输入设备。例如鼠标器，键盘，控制杆等等。
主机106配置成完成大量一般意义上的与图形有关的工作。原则上讲，主机106包括一个形体生成模块110和一个自动镶嵌模块112。在这个较佳实施例中，主机106是一个IBM RISC(精简指令集计算机)系统3000工作站。
形体生成模块110配置成，在指定缺省镶嵌级(也称作形体分辨率级)下，用众所周知的“图元”生成球面等形体。尽管不必要，这样的形体通常仍预存贮在形体库内。形体及其它用户定义的指令(如比例因子、消隐因子)通过总线114传输给图形设备116，在此要对形体做描绘前的进一步处理。
图形设备116是一肌的图形设备，配置成完成复杂的图形描绘任务，例如变比例、平移、旋转、遮掩等。这样的任务用户广泛使用的软件、与/或固件、与/或硬件程序包来完成。(图形设备116就是由这些程序包构成的。图形设备116通过总线114接收来自主机106的数据、及任何与正确显示形体所必须的附加信息。图形设备116通过总线118向显示设备120输出这些数据，形体将在显示设备120上绘出。
图形设备116可以是那些广泛使用的图形设备。在这个特定实施例中，图形设备116是一个与IBM RISE系统3000工作站兼容的高性能3-D(三维)彩色图形处理器。
现在描述自动镶嵌模块112。模块112配置成在特定条件(将要描述)出现时，自动指令形体生成设备110，将已描绘的形体再次以较高分辩率生成。再次生成的形体及其它用户参数一起输出给图形设备116。形体在显示设备120上给出，而在此做进一步处理。
现在参看图2，它是计算机图形系统100的操作流程图，其重点在于自动镶嵌模块112的操作流程。开始框202对计算机图形系统100的操作进行初始化。控制经逻辑路径204转给操作框206。
正如操作框206所标识的，计算机图形系统100，具体说是主机106配置成监控输入设备102，查询是否有请求描绘形体的用户命令。这种命令通常包括形体的参数化描述，包含形体类型(球形，园柱形等)形体尺寸、形体朝向以及形体遮掩。在此较佳实施例中，用户将为描绘的形体确定一个缺省形体分辨率级N。形体分辨率级N决定了计算形体结构时所用小平面的数量。N值越高，形体分辨率级越高，控制经逻辑路径208传给操作框210。
正如操作框210所标识的，用户输入的形体描述传输给形体生成模块110，形体生成模块110配置成基于设计者提供的信息计算形体的结构。
正如逻辑路径216及判定框218所示，在计算形体结构的同时，要对来自输入设备的中断进行监控。如果在计算机形体时，接收到一个中断，就退出形体生成模块110，并且无形体传输给图形设备116。然后，控制经逻辑路径227转到操作框224，在此执行中断命令。控制器后经逻辑路径226回到操作框210，在此重新计算命令的形体。
然而，正如逻辑路径220所指示的，如果没有遇到中断，形体生成模块110计算形体的全部，控制经逻辑路径212传给操作框214。
正如操作框214所示出的，计算的形体由形体生成模块110输出给图形设备116，在此，为了使形体能在显示设备120上更好地绘出，对其要做进一步处理，控制经逻辑路径228传给判定框230。
正如判定框230所示出的，计算机图形系统100，更具体地是自动镶嵌模块112，配置成监控在规定时间间隔T内是否接收到中断，时间间隔可以由设计者任意指定。只是作为例子，可以是5秒。
如果在时间间隔T内接收到一个中断，控制经逻辑路径232转到操作框224，在此执行中断命令。如前述，中断命令可以是平移和/或旋转一个形体，或生成一个新形体。
如果没有接收到中断，控制经逻辑路径234传给操作框236。正如操作框236所标识的，自动镶嵌模块112配置成指导计算机图形系统100，具体地是形体生成模块110重新生成该形体，但是，分辨率增高了(增加了小平面数量)。换句话说，使用同样的形体描述，只是缺省形体分辨率N增加了一个指定的增量N+。
在这个实施例中，设计者可以初始定义δ作为形体分辨率增量N+。控制然后经逻辑路径238返回到操作框210。在此用增加的形体分辨率级N+重新计算形体。
如图所示，在接收到中断命令以前，形体被不断地用增加的形体分辨率级N+重新生成。然而，在这个实施例中，形体重新生成只是达到目视可以看出的最大分辩率。此极限可以是固定的，或是设计者定义的。
正如从上面叙述中所了解的那样，采用此项发明的计算机图形系统可以允许设计者以较低的分辨率级设计形体，这样可以快速描绘此形体。设计者可以在此形体上工作，对其进行修改，快速绘出。然而，当设计者不再对其进行修改时，形体将以较高质量图象描绘，于是提供给设计者一个更真实的图象视图。
自动镶嵌模块112监视中断的灵敏性是本项发明的一个重要方面。实现自动镶嵌模块112可能遇到的问题是，当对一个形体进行向上镶嵌(即用更多的多边形，三角形等小平面构成形体)处理时，用户输入命令中断这个过程。在这个实施例中，当处于重新生成过程时，每完成100个图元后，检测一次中断。换言之，当形体生成模块110正在重新计算形体增加的分辨率时，每生成100个小平面，就要进行一次检测，确定一下是否有中断命令进入，对鼠标器查询过多，会降低图形系统的速度，查询太少，不能快速响应中断。100个图元是经验值，不同系统，不同用户可以自行调整。
进一步说，本项发明通过查询鼠标器移动量，可以使其偶然的移动被滤掉。例如，鼠标器的一个小移动可被滤掉以使其不触发中断。
前述内容主要意在示例的目的。由计算机图形系统100中的自动镶嵌模块112实现的自动镶嵌特性迄今为止是描述为在特定的部件/子系统的环境中操作的，对于本专业普通人员，很明显，此项发明的自动镶嵌特性很容易在其它计算机系统，与/或部件中实现。另外，计算机图形系统100的自动镶嵌特性可以在不背离本项发明的精神与范围前提下，用其它方式实现或者以其它方法执行。只是作为例子，本项发明可以用于那些由诸如样条函数的曲线生成的形体。换言之，本项发明并不关心形体是如何生成的。对于本专业普通人员来说，很明显可以在不背离本项发明的思想前提下，对其做一些修改或变化。
权利要求
1.一种描绘形体的计算机图形系统，其特征是a用于输入指示要显示形体的第一命令的输入设备；b用于在一个分辨率级上显示所述形体的第一装置；c用于自动增加上述形体分辨率级的第二装置。
2.权利要求1的系统，其特征在于如果在时间间隔T内，无第二命令进入所述输入设备，所述分辨率级自动增加。
3.权利要求2的系统，其特征在于所述第二命令是旋转形体的命令。
4.权利要求2的系统，其特征在于所述时间间隔是5秒。
5.一种描绘形体的计算机图形系统，其特征在于a一个第一模块配置成响应一个第一命令，在一个分辨率级上显示形体;b一个第二模块配置成自动增加所述形体的所述分辨率级。
6.权利要求5的系统，其特征在于所述第二模块进一步配置成，如果在时间间隔T内，计算机图形系统没有接收到第二命令，就自动增加所述分辨率级。
7.权利要求6的系统，其特征在于所述时间时隔T可以任意指定。
8.权利要求7的系统其特征在于所述时间间隔T是5秒。
9.权利要求8的系统，其特征在于所述命令是旋转上述形体等命令。
10.一种在计算机图形系统上显示形体的方法，其特征在于以下步骤a监视是否有一个第一命令已进入输入设备;b在显示设备上，响应进入输入设备的所述第一命令，以一定分辨率级显示形体;c监视是否有一个第二命令已进入输入设备;并且d如果在第一时间间隔T内，无所述第二命令进入所述输入设备，就自动增加所述形体的所述分辨率级。
11.如权利要求10的方法，其特征在于步骤如果在第二时间间隔T内，无所述第二命令进入所述输入设备，就连续地增加所述形体的所述分辨率级。
12.权利要求10的方法，其特征在于步骤d进一步包括如果在5秒内，无所述第二命令进入所述输入设备，就自动改变所述形体的所述分辨率级的步骤。
全文摘要
所公开的是一种具有自动镶嵌特性的计算机图形系统与方法。计算机图形系统包括一个输入设备，用于输入指示要显示形体的命令，它还包括在一定分辨率级上显示形体的第一装置，以及在没有中断命令情况下，自动增加形体分辨率级的第二装置。
文档编号G06T11/20GK1067127SQ9210281
公开日1992年12月16日 申请日期1992年4月17日 优先权日1991年5月17日
发明者斯蒂芬·C·盖茨, 克利福德·A·皮克奥弗 申请人:国际商业机器公司