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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Computergraphik und spezieller
Antialiasing von Silhouetten- oder Umrissrändern.
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Stand der Technik
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In
der Computergraphik werden Bilder durch selektives Kombinieren von
Polygonen gebildet. Diese Polygone werden auf einem Pixelgitter
einer Anzeigeeinheit dargestellt.
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Zum
Beispiel zeigt 1 ein Polygon 106, welches
auf einem Pixelgitter 102 dargestellt ist, das eine Mehrzahl
von Pixeln 104 umfasst. Jedes Pixel 104 enthält einen
einzigen Abtastpunkt 103. Wenn ein Abtastpunkt 103 eines
Pixels innerhalb des Polygons 106 enthalten ist, dann wird
die Farbe des Pixels 104 der Farbe des Polygons 106 gleichgesetzt. Diese
Pixel 104, die Abtastpunkte 103 aufweisen, welche
sich innerhalb des Polygons 106 befinden, stellen gemeinsam
ein aufbereitetes Polygon 107 dar (diese Pixel sind in 1 schraffiert).
Das aufbereitete Polygon 107 ist eine Darstellung des Polygons 106 im
Pixelgitter 102.
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Das
in 1 dargestellte Polygon 106 enthält drei
Ränder,
einschließlich
eines augenblicklich betrachteten Polygonrandes 108. Das
aufbereitete Polygon 107 enthält einen aufbereiteten Polygonrand 105,
der den augenblicklich betrachteten Polygonrand 108 darstellt.
Der aufbereitete Polygonrand 105 gibt den augenblicklich
betrachteten Polygonrand 108 nicht genau wieder, da der
aufbereitete Polygonrand 105 gezackt ist, während der
augenblicklich betrachtete Polygonrand 108 geradlinig ist.
Dementsprechend stellt der aufbereitete Polygonrand 105 keine
genaue Wiedergabe des Polygons 106 dar.
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Die
Unterschiede zwischen dem Polygon 106 und dem aufbereiteten
Polygon 107 sind die Folge einer nicht ausreichenden Pixelabtastung.
Wie oben erläutert,
wird jedes Pixel 104 an einem einzigen Abtastpunkt 103 abgetastet,
um festzustellen, ob das Pixel innerhalb des Polygons 106 oder
außerhalb des
Polygons 106 liegt. Dieses Abtastverfahren führt zu Fehlern.
Zum Beispiel wird als Ergebnis dieses Abtastverfahrens das Pixel 104A als
vollständig
außerhalb
des Polygons 106 befindlich angesehen, obwohl ein Teil
des Pixels 104A vom Polygon 106 überdeckt
wird. Entsprechend wird das Pixel 104B als vollständig innerhalb
des Polygons 106 befindlich angesehen, obwohl sich ein
Teil des Pixels 104B außerhalb des Polygons 106 befindet.
Dieser Effekt wird Aliasing genannt, vergleiche z. B. Foley, van
Dam et al.: ”Computergraphics,
Principles and Practice”.
Addison-Wesley, 1990, Kapitel 3.17.
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Ein
derartiges Aliasing wird üblicherweise durch Überabtastung
gemildert. Dieser Antialiasing-Ansatz ist in 2 dargestellt,
die das Polygon 106 und das Pixelgitter 102 zeigt.
Ein zweites Polygon 202 ist ebenfalls dargestellt. Dieses
zweite Polygon 202 befindet sich unterhalb des ersten Polygons 106 (mit
anderen Worten befindet sich das erste Polygon 106 in einer
ersten Oberfläche,
und das zweite Polygon 202 befindet sich in einer zweiten
Oberfläche).
Dementsprechend stellt das erste Polygon 106 den Vordergrund
(d. h. diejenige Oberfläche,
die einem Betrachter am Nächsten
liegt) dar, und das zweite Polygon 202 stellt den Hintergrund
dar.
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In
dem Beispiel aus 2 enthält jedes Pixel 104 des
Pixelgitters 102 eine Mehrzahl von Überabtastpunkten 130 (speziell
enthält
jedes Pixel 104 vier Überabtastpunkte 130).
Der Beitrag, den das erste Polygon 106 zur Farbe jedes
Pixels 104 leistet, ist proportional zur Anzahl von Überabtastpunkten 130 des
Pixels 104, die im ersten Polygon 106 enthalten sind.
Zum Beispiel ist beim Pixel 104A einer von vier Abtastpunkten
im ersten Polygon 106 enthalten. Dementsprechend leistet
das erste Polygon 106 einen 25%-igen Beitrag zur Farbe
des Pixels 104A.
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Bei
dem Pixel 104A sind die restlichen drei Abtastpunkte im
zweiten Polygon 202 enthalten. Dementsprechend leistet
das zweite Polygon 202 einen 75%-igen Beitrag zur Farbe
des Pixels 104A.
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Dementsprechend
kann die Farbe des Pixels 104A wie folgt dargestellt werden: Farbe Pixel 104A = 0,25·Farbe des ersten Polygons 106
+ 0,75·Farbe
des zweiten Polygons 202 Gleichung
1
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Allgemeiner
kann die Farbe jedes Pixels 104 wie folgt dargestellt werden: Pixelfarbe = (Prozentanteil des Pixels im Vordergrund)· (Vordergrundfarbe)
+ (Prozentanteil des Pixels im Hintergrund)·(Hintergrundfarbe) Gleichung 2
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Diese
Beziehung in Gleichung 2 kann leicht auf Fälle erweitert werden, wo ein
Pixel von mehr als zwei Polygonen überdeckt wird.
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Ein
Beispiel für Überabtastung
oder Teilpixelabtastung wird in der
US-5,123,085 gegeben.
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Um
eine Überabtastung
zu erzielen, wie oben beschrieben, ist es notwendig, für jeden Überabtastpunkt
einen Farbwert zu speichern. Mit anderen Worten ist es notwendig,
für jedes
Pixel 104 mehrere Farbwerte zu speichern (dies steht im
Gegensatz zu dem Ansatz aus 1, wo für jedes
Pixel 104 nur ein einziger Farbwert gespeichert werden braucht).
Man nehme zum Beispiel an, dass die Farbe des ersten Polygons 106 rot
ist, und die Farbe des zweiten Polygons 202 grün ist. Bei
diesem Beispiel würden
die Überabtastpunkte 204, 206 und 208 im Pixel 104A jeweils
einen Farbwert aufweisen, der gleich grün ist. Der Überabtastpunkt 210 würde einen Farbwert
aufweisen, der gleich rot ist. Wenn diese Farbwerte der Überabtastpunkte
nicht gespeichert werden, dann kann Gleichung 2 nicht gelöst werden.
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Teuere
Computergraphiksysteme der oberen Preisklasse haben das Speichervermögen, um
für jeden Überabtastpunkt
einen Farbwert zu speichern, d. h. für jedes Pixel mehrere Farbwerte
zu speichern. Preiswertere Computergraphiksysteme der unteren Preisklasse
haben hingegen nicht das Speichervermögen, um für jedes Pixel mehrere Farbwerte
zu speichern. Bei diesen preiswerteren Computergraphiksystemen ist
das Speichervermögen
typischerweise ausreichend, um nur einen einzigen Farbwert pro Pixel
zu speichern.
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Somit
können
preiswertere Computergraphiksysteme keine Überabtasttechniken benutzen, um
ein Aliasing zu mildern. Statt dessen benutzen derartige preiswertere
Computergraphiksysteme typischerweise Techniken ohne eine Überabtastung, wie
zum Beispiel in 1 dargestellt. Dementsprechend
ist die Bildqualität
von preiswerteren Computergraphiksystemen der unteren Preisklasse
verhältnismäßig gering.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Kurz
gesagt, ist die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt auf
ein Computergraphiksystem gerichtet, das eine Mischeinheit, einen
Bild- oder Graphikspeicher und eine Videoschnittstelle (sowie andere
Komponenten) einschließt.
Die Mischeinheit führt
ein Innenrand-Antialiasing aus. Insbesondere stellt die Mischeinheit
fest, ob sich ein neues Polygon, das gerade aufbereitet wird, und
ein im Bildspeicher gespeichertes vorhandenes Polygon in derselben
Oberfläche
befinden. Wenn sich das neue Polygon und das vorhandene Polygon
in derselben Oberfläche
befinden, dann nimmt die Mischeinheit für jedes Randpixel des neuen
Polygons, das auf einen Rand des neuen Polygons fällt, ein
Antialiasing vor.
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Ein
solches Innenrand-Antialiasing wird wie folgt ausgeführt. Ein Überdeckungswert
des Randpixels wird zu einem Überdeckungswert
eines entsprechenden Pixels des vorhandenen Polygons, wie in einem
Bildspeichereintrag des Bildspeichers gespeichert, addiert. Diese
Summe stellt einen neuen Überdeckungswert
dar. Der neue Überdeckungswert
wird im Bildspeichereintrag gespeichert. Ein neuer Farbwert wird
erzeugt, indem man einen Farbwert des Randpixels und einen Farbwert
des entsprechenden Pixels proportional zu jeweiligen Überdeckungswerten
des Randpixels und des entsprechenden Pixels mittelt. Der neue Farbwert
wird ebenfalls im Bildspeichereintrag gespeichert.
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In
einem zweiten Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein Graphiksystem
gerichtet, das eine Videoschnittstelle einschließt, die ein Antialiasing von Silhouettenrändern ausführt. Die
Videoschnittstelle funktioniert wie folgt. Die Videoschnittstelle
greift auf den Bildspeicher zu, um eine Vordergrundfarbe eines Randpixels
auszulesen, das auf den Silhouettenrand fällt. Die Videoschnittstelle
schätzt
eine Hintergrundfarbe des Randpixels, und zwar auf der Grundlage von Vordergrundfarben
von benachbarten Pixeln, die sich in der Nähe des Randpixels befinden.
Dann interpoliert die Videoschnittstelle zwischen der Vordergrundfarbe
und der geschätzten
Hintergrundfarbe, um eine Ausgabefarbe des Randpixels festzulegen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung, sowie der Aufbau und die Wirkungsweise
von verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung sind unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
ausführlich
beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen
im Allgemeinen identische, funktional gleichartige und/oder strukturell
gleichartige Elemente. Die Zeichnung, in der ein Element zum ersten
Mal erscheint, wird durch die Ziffer(n) links von den zwei am weitesten
rechts gelegenen Ziffern in dem entsprechenden Bezugszeichen angezeigt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Die 1 und 2 beispielhafte
Pixelgitter sind, die verwendet werden, um die von der Erfindung
gelösten
Probleme zu beschreiben;
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Die 3A und 3B zusätzliche
beispielhafte Pixelgitter sind, die verwendet werden, um die von
der Erfindung ausgeführten
Funktionen zu beschreiben;
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4 ein
Blockdiagramm eines Computergraphiksystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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5 den
bevorzugten Aufbau eines Bildspeichereintrags veranschaulicht;
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Die 6, 7 und 10 Fließbilder sind,
welche die bevorzugte Wirkungsweise der Erfindung zeigen;
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8 verwendet
wird, um die Unterschiede zwischen Außen- und Innenrändern zu
beschreiben;
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9 verwendet
wird, um die Art und Weise zu beschreiben, in der die Erfindung
zwischen Außen-
und Innenrändern
unterscheidet; und
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11 die
räumliche
Beziehung eines zentralen Pixels und seiner Nachbarpixel veranschaulicht.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein System und Verfahren zum Antialiasing
von Silhouettenrändern,
wie beispielsweise eines Außenrandes
einer Oberfläche,
gerichtet. Die vorliegende Erfindung kann zusammen mit einer Mehrzahl
von graphischen Konstrukten verwendet werden, wie beispielsweise undurchsichtigen
Oberflächen,
durchsichtigen Oberflächen,
Abziehpolygonen, Linien, Texturrändern, imitierten
Partikelsystemen, Nebel usw..
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Die
vorliegende Erfindung macht keine Speicherung von mehreren Farbwerten
pro Pixel erforderlich, um ein Silhouettenrand-Antialiasing auszuführen. Dementsprechend erzielt
die vorliegende Erfindung ein Silhouettenrand-Antialiasing mit einem Bildspeicher
minimaler Größe.
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3A zeigt
ein erstes Polygon 302 (in einer ersten Oberfläche) und
ein zweites Polygon 304 (in einer zweiten Oberfläche). Das
erste Polygon 302 befindet sich über dem zweiten Polygon 304 (aus
der Perspektive eines Betrachters). Dementsprechend stellt das erste
Polygon 302 den Vordergrund dar, und das zweite Polygon 304 stellt
den Hintergrund dar.
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Das
erste Polygon 302 enthält
einen Rand 310. Das Pixel 306 fällt auf
diesen Rand. Zu Bezugszwecken werden Pixel, die (wie das Pixel 306)
auf Polygonränder
fallen, Randpixel genannt.
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Der
Rand 310 ist nicht nur ein Rand eines Polygons (d. h. des
ersten Polygons 302), sondern er ist auch ein Rand einer
Oberfläche
(d. h. der im vorangehenden Absatz erwähnten ersten Oberfläche). Zu
Bezugszwecken werden Randpixel, die wie das Pixel 306 auf
Oberflächen
(d. h. Silhouetten)ränder fallen,
Außen-
oder Silhouettenrandpixel genannt.
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3B zeigt
das Szenario aus 3A ausführlicher. Das Außenrandpixel 306 enthält einen
Teil 306A, der innerhalb des ersten Polygons 302 enthalten
ist, und einen anderen Teil 306B, der innerhalb des zweiten
Polygons 304 enthalten ist. Mit anderen Worten stellt der
Teil 306A denjenigen Teil des Außenrandpixels 306 innerhalb
des Vordergrundes dar, und der Teil 306B stellt denjenigen
Teil des Außenrandpixels 306 innerhalb
des Hintergrundes dar.
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In 3B ebenfalls
dargestellt sind Pixel 320, die sich in der Nähe (und
in einigen Fällen
unmittelbar benachbart) vom Außenrandpixel 306 befinden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Farbe jedes Außenrandpixels (wie des Außenrandpixels 306)
durch die Vordergrundfarbe und die Hintergrundfarbe beeinflusst.
Der Beitrag des Vordergrunds zur Farbe eines Außenrandpixels ist proportional
zur Menge des Außenrandpixels,
die sich im Vordergrund befindet. Entsprechend ist der Beitrag des
Hintergrundes zur Farbe des Außenrandpixels proportional
zur Menge des Außenrandpixels,
die sich im Hintergrund befindet. In äquivalenter Weise kann die
Farbe eines Außenrandpixels
wie folgt dargestellt werden: Außenrandpixelfarbe
= (Prozentanteil des Pixels im Vordergrund·Vordergrundfarbe + (Prozentanteil
des Pixels im Hintergrund)·(Hintergrundfarbe) Gleichung 3
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Wie
oben angezeigt, werden bei der vorliegenden Erfindung nicht mehrere
Farbwerte pro Pixel gespeichert. Statt dessen wird bei der Erfindung
ein einziger Farbwert pro Pixel gespeichert. Ein Vorteil der Erfindung
ist ihre Fähigkeit,
die Gleichung 3 mit dieser begrenzten Menge an gespeicherten Informationen
zu lösen.
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Die
Erfindung schließt
einen Bildspeicher 408 ein (in 4 dargestellt,
die weiter unten beschrieben wird), der einen Bildspeichereintrag
für jedes
Pixel der Videoanzeigevorrichtung 412 enthält. Der
bevorzugte Aufbau eines beispielhaften Bildspeichereintrags 502 ist
in 5 dargestellt. Der Bildspeichereintrag 502 enthält ein Farbwert-Feld 504, ein Überdeckungswert-Feld 506,
ein Z-Wert-Feld 508 und ein Delta-Z-Wert-Feld 510. Vorzugsweise
sind das Farbwert-Feld 504 und das Überdeckungswert-Feld 506 doppelt
gespeichert (Vorder- und Rückseite).
Das Z-Wert-Feld 508 und das Delta-Z-Wert-Feld 510 sind
einfach gespeichert (nur Vorderseite).
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Im
Farbwert-Feld 504 ist ein Farbwert (vorzugsweise ein Rot-Wert, ein Grün-Wert und
ein Blau-Wert) gespeichert, der die Farbe des Vordergrundes angibt.
Im Überdeckungswert-Feld 506 ist ein
Prozentwert gespeichert, der den Prozentanteil angibt, zu dem das
fragliche Pixel (d. h. das dem Bildspeichereintrag 502 entsprechende
Pixel) in den Vordergrund fällt.
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Man
nehme zum Beispiel an, dass die Farbe des Vordergrundes (d. h. des
ersten Polygons 302) rot ist, und dass der Teil 306A 57%
des Randpixels 306 darstellt. Im Bildspeichereintrag 502 des
Außenrandpixels 306 wird
der Farbwert 504 einem Wert gleichgesetzt, der rot anzeigt,
und der Überdeckungswert 506 wird
einem Wert gleichgesetzt, der 57% anzeigt.
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Es
wird angemerkt, dass der Bildspeichereintrag 502 des Außenrandpixels 306 keinen
Farb- oder Überdeckungswert
für den
Hintergrund (d. h. das zweite Polygon 304) speichert.
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Das
Z-Wert-Feld 508 und das Delta-Z-Wert-Feld 510 werden
unten beschrieben.
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Struktur der Erfindung
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Computergraphiksystems 402 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das System 402 schließt einen
Bildspeicher 408 mit einem Bildspeichereintrag 502 für jedes
Pixel einer Videoanzeigevorrichtung 412 ein, wie oben beschrieben.
In den Bildspeichereinträgen 502 gespeicherte Daten
werden vom Bildspeicher 408 aus einer Mischeinheit 406 empfangen,
die dahingehend wirkt: (1) im Fall einer neuen Oberfläche, die
sich deutlich vor der vorhandenen (d. h. bereits im Bildspeicher 408 befindlichen)
Oberfläche
befindet, einen neuen Pixelwert bereitzustellen; (2) das neue Pixel
mit dem alten Pixel zu mischen, und zwar proportional zu ihren jeweiligen Überdeckungen,
wenn berechnet wird, dass sie sich innerhalb derselben Oberfläche befinden;
oder (3) das neue Pixel zu verwerfen, falls es sich deutlich hinter
der vorhandenen Oberfläche
befindet. Die Mischeinheit 406 empfängt Daten von anderen Graphikverarbeitungsvorrichtungen 404.
Derartige Graphikverarbeitungsvorrichtungen 404 sind wohlbekannt.
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Daten
aus den Bildspeichereinträgen 502 des
Bildspeichers 408 werden zu einer Videoschnittstelle 410 übertragen.
Die Videoschnittstelle 410 verarbeitet diese Daten und überträgt sie dann
zur Videoanzeigevorrichtung 412 zur Wiedergabe an Betrachter.
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Konventionell
wird ein Antialiasing von Silhouettenrändern von der Mischeinheit 406 ausgeführt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
Polygone in einer beliebigen Reihenfolge aufbereitet werden. Mit
anderen Worten werden Polygone nicht notwendigerweise von hinten
nach vorne (aus der Perspektive des Betrachters) aufbereitet (mit
anderen Worten werden Polygone nicht notwendigerweise in nach Tiefe
geordneter Reihenfolge aufbereitet). Unter diesen Umständen können unerwünschte Artefakte
erzeugt werden, wenn das Silhouettenrand-Antialiasing von der Mischeinheit 406 durchgeführt wird.
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Die
Erörterung
oben konzentrierte sich auf äußere Oberflächenränder, d.
h. Polygonränder,
welche die Ränder
(auch Silhouetten genannt) von Oberflächen darstellen. Wie ersichtlich
ist, kann eine Oberfläche
aus mehreren Polygonen zusammengesetzt sein. Ränder dieser Polygone, die keine
Ränder der
Oberflächen
darstellen, werden Innenränder
genannt.
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Man
betrachte einen Innenrand einer Oberfläche, der von zwei Polygonen
der Oberfläche
gebildet wird. Man nehme an, dass das von der Mischeinheit 406 ein
Silhouettenrand-Antialiasing ausgeführt wird. Wenn das erste dieser
beiden Polygone aufbereitet wird, weiß die Mischeinheit 406 nicht,
ob der Rand ein Außen(Silhouetten)rand
ist (und somit mit dem Hintergrund gemischt werden muss), oder ein Innenrand
(und somit nicht mit dem Hintergrund gemischt werden sollte). Wenn
ein Innenrand mit dem Hintergrund gemischt wird, dann wird entlang
des Randes eine Linie gebildet, sobald das zweite Polygon mit dem
ersten gemischt wird. Es gibt keinen Weg, diese Linie zu beseitigen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird somit das Silhouettenrand-Antialiasing vorzugsweise aufgeschoben,
bis nachdem die Mischeinheit 406 die gesamte Szene aufbereitet
hat. Vorzugsweise wird das endgültige
Mischen der Silhouettenränder
(d. h. die Ausführung
des Silhouettenrand-Antialiasing) zum Zeitpunkt der Anzeige durch
die Videoschnittstelle 410 ausgeführt.
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Es
wird angemerkt, dass Mischeinheiten, Bildspeicher, Videoschnittstellen
und Videoanzeigevorrichtungen sämtlich
allgemein wohlbekannte Vorrichtungen sind. Dementsprechend ist die
nachfolgende Erörterung
auf Aspekte der Mischeinheit 406, des Bildspeichers 408,
der Videoschnittstelle 410 und der Videoanzeigevorrichtung 412 begrenzt,
die für
die vorliegende Erfindung relevant sind.
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Verfahren der Erfindung
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Die
Erfindung ermittelt vorzugsweise einen Farbwert von jedem Außen(Silhouetten)Randpixel durch
Interpolieren zwischen der Vordergrundfarbe und der Hintergrundfarbe.
Diese Interpolation ist in Gleichung 3 oben dargestellt. Man rufe
sich ins Gedächtnis
zurück,
dass der Bildspeicher 408 nur einen Überdeckungswert und einen Farbwert
für den
Vordergrund speichert. Gleichung 3 kann wie folgt umgeschrieben
werden, um diese gespeicherten Informationen am Besten auszunutzen: Außenrandpixelfarbe
= cvg·Vordergrundfarbe
+ (1 – cvg)·(Hintergrundfarbe) Gleichung 4
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In
dieser Gleichung ist cvg gleich dem Vordergrundüberdeckungswert (d. h. dem
Prozentanteil, zu dem das Außenrandpixel
in den Vordergrund fällt).
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Die
Hintergrundfarbe ist nicht im Bildspeicher 408 gespeichert.
Dementsprechend bestand die Herausforderung, der die Erfinder gegenüberstanden,
darin, einen Ansatz zu entwickeln, um eine Darstellung der Hintergrundfarbe
zu ermitteln (der Hintergrund wurde während des von der Mischeinheit 406 ausgeführten Aufbereitungsvorgangs überschrieben).
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Die
vorliegende Erfindung analysiert die Nachbarpixel des fraglichen
Außenrandpixels
(d. h. des Außenrandpixels,
dessen Farbe gerade in Übereinstimmung
mit Gleichung 4 ermittelt wird), um eine Darstellung der Hintergrundfarbe
zu ermitteln.
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Ein
Ansatz besteht darin, den Z-Pufferspeicher anzusehen (unter der
Annahme, dass das Bild mit eingeschaltetem Z-Pufferbetrieb aufbereitet
wurde), um zwischen Vorder- und Hintergrundpixeln zu unterscheiden
(vielleicht unter Verwendung des Nachbarpixels mit dem größten Z als
repräsentativ für den Hintergrund).
Wenn dies jedoch gemacht wird, dann müsste die Videoschnittstelle 410 den Z-Pufferspeicher
lesen, was die erforderliche Speicherbandbreite vergrößern würde. Noch
schlimmer ist, dass dies eine doppelte Pufferspeicherung von Z erforderlich
machen würde,
da, wenn es zum Zeitpunkt der Anzeige verwendet wird, man nicht
zulassen kann, dass es durch die Aufbereitung des nächsten Bildes überschrieben
wird. Vorausgesetzt, dass der für
den Bildspeicher 408 verwendete Speicherplatz klein ist,
wäre dies
jedoch prohibitiv. Somit besteht das Problem wiederum darin, einen
repräsentativen
Wert für
den Hintergrund zu finden, ohne Tiefeninformationen zu verwenden,
indem nur die Vordergrund-Farb- und Überdeckungswerte für jedes Pixel
und seine Nachbarn verwendet werden.
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Die
Erfinder haben festgestellt, dass die ausschließliche Verwendung von Vordergrund-Farb-
und Überdeckungswerten
für jedes
Pixel und seine Nachbarn, um eine Darstellung des Hintergrundes
des Pixels zu ermitteln, in einer vernünftigen Nährung erfolgen kann, und zwar
unter der Annahme einer relativen Farbkonstanz innerhalb von benachbarten
Pixeln des Vordergrundes und einer relativen Farbkonstanz innerhalb
von benachbarten Pixeln des Hintergrundes. Es sei angemerkt, dass
dies für
den Hintergrund angenommen werden muss, da der wahre Hintergrund
für ein
Vordergrundpixel bereits überschrieben
worden ist. Fehler bei dieser Näherung
sind gewöhnlich
nicht feststellbar, da sie mit ”Randeffekten” (Beugung,
usw.) zusammenfallen. Es sei auch angemerkt, dass diese Annahme
einer Farbkonstanz für Vordergrundobjekte
gewöhnlich
gültig
ist, selbst für Objekte
mit Textur, da durch Mipmapping Pixel in der Nähe der Silhouette oder des
Umrisses eines Objekts (welches die einzigen Pixel sind, die durch
das Antialiasing zum Anzeigezeitpunkt in der Videoschnittstelle
verändert
werden) die Tendenz aufweisen, dass sie tangential ebenso wie radial
frei von hohen Raumfrequenzen sind (weil Mipmapping dem Detailmaß keine
Direktionalität
verleiht).
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Wirkungsweise der Erfindung
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Die
Funktions- oder Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung wird nun
unter Bezugnahme auf ein in 6 dargestelltes
Fließbild 602 ausführlich beschrieben.
Das Fließbild 602 stellt
die Wirkungsweise der Erfindung dar, wenn ein Antialiasing von Silhouettenrändern vorgenommen
wird. Spezieller stellt das Fließbild 602 die Wirkungsweise
der Erfindung dar, wenn die Farbe eines Außen(Silhouetten)randpixels
bestimmt wird (zu Zwecken der Bezugnahme wird dieses Außenrandpixel
das ”zentrale Pixel” genannt).
Vorzugsweise führt
die Videoschnittstelle 410 die Schritte aus dem Fließbild 602 durch. Das
Fließbild 602 beginnt
mit dem Schritt 604, von wo aus die Steuerung unmittelbar
zum Schritt 606 gelangt.
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Im
Schritt 606 greift die Videoschnittstelle 410 auf
den Bildspeicher 408 zu, um die Vordergrundfarbe und die
Vordergrundüberdeckung
des zentralen Pixels festzustellen. Der Schritt 606 wird durch
Abrufen der im FarbwertFeld 504 und im Überdeckungswert-Feld 506 im
Bildspeichereintrag 502 gespeicherten, dem zentralen Pixel
entsprechenden Werte ausgeführt.
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Im
Schritt 608 schätzt
die Videoschnittstelle 410 die Hintergrundfarbe des zentralen
Pixels basierend auf den Nachbarpixeln. Das Fließbild 702 in 7 stellt
die Art und Weise dar, in welcher der Schritt 608 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Das Fließbild 702 beginnt
mit dem Schritt 704, von wo aus die Steuerung unmittelbar
zum Schritt 706 gelangt.
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Es
ist anzumerken, dass es viele mögliche Wege
gibt, um die Hintergrundfarbe basierend auf den Nachbarpixeln zu
schätzen.
Die unten beschriebene Technik ist nur eine Methode, um dies zu
tun. Viele alternative Techniken sind möglich, einschließlich, aber
nicht beschränkt
auf, die Verwendung verschiedener Nachbarschaften und/oder verschiedener
Abschätzungsfunktionen.
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Im
Schritt 706 identifiziert die Videoschnittstelle 410 die
Nachbarpixel des zentralen Pixels. Die ”Nachbarpixel” sind eine
Untergruppe der Pixel in der Nähe
des zentralen Pixels. Was ein Nachbarpixel darstellt, wird unten
näher erörtert.
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Im
Schritt 707 werden sämtliche
teilweise überdeckten
Nachbarn verworfen. Ein ”teilweise überdeckter
Nachbar” ist
ein Pixel, das sich teilweise im Vordergrund und teilweise im Hintergrund
befindet. Für
die übrige
Erörterung
des Fließbildes 702 in 7 enthält der Begriff ”Nachbarn” nur vollständig überdeckte
Nachbarn (d. h. in der nachfolgenden Erörterung schließt ”Nachbarn” nicht
die im Schritt 707 verworfenen Nachbarn ein).
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Im
Schritt 708 sortiert die Videoschnittstelle 410 die
Nachbarpixel unabhängig
voneinander mittels ihrer Vordergrund-RGB(Rot/Grün/Blau)-Farbkomponente. Mit
anderen Worten erzeugt die Videoschnittstelle 410 drei
logische Listen der Nachbarpixel, wobei die erste anhand der Rot-Farbkomponente des
Vordergrunds sortiert wird, die zweite anhand der Grün- Farbkomponente des
Vordergrunds sortiert wird, und die dritte anhand der Blau-Farbkomponente
des Vordergrunds sortiert wird.
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Im
Schritt 710 verwirft die Videoschnittstelle 410 die
größten und
kleinsten Werte von jeder Farbkomponente. Die verbleibenden größten und
kleinsten Werte jeder Farbkomponente werden der zweitgrößte und
zweitkleinste Wert genannt. Zum Beispiel sei angenommen, die sortierte
Liste für
die Farbe rot wäre
wie folgt (diese Liste ergab sich aus der Durchführung des Schritts 708):
{79, 101, 152, 205, 233, 244}. Im Schritt 710 verwirft
die Videoschnittstelle 410 79 (den kleinsten Wert für rot) und
244 (den größten Wert
für rot)
und wählt
101 (den verbleibenden kleinsten Wert für rot) und 233 (den verbleibenden
größten Wert
für rot)
als den zweitkleinsten und zweitgrößten Wert für rot.
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Im
Schritt 712 erzeugt die Videoschnittstelle 410 unter
Verwendung des Vordergrundfarbwerts des zentralen Pixels (im Schritt 606 ermittelt)
und des zweitgrößten und
zweitkleinsten Rot-, Grün-
und Blau-Werts für
die Nachbarpixel des zentralen Pixels einen geschätzten Hintergrundfarbwert.
Der Schritt 712 wird wie folgt ausgeführt.
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Als
erstes wird für
jede Farbkomponente der größte Wert
von dem Vordergrundfarbwert des zentralen Pixels und dem zweitgrößten Wert
bestimmt. Wenn zum Beispiel der Rot-Wert des zentralen Pixels gleich
241 ist, dann wird in den folgenden Operationen der Rot-Wert des
zentralen Pixels verwendet (weil 241 größer ist als 233, welches im
obigen Beispiel der zweitgrößte Wert
für rot
ist).
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Als
zweites wird für
jede Farbkomponente der kleinste Wert von dem Vordergrundfarbwert
des zentralen Pixels und dem zweitkleinsten Wert bestimmt. Wenn
zum Beispiel der Rot-Wert des zentralen Pixels gleich 241 ist, dann
wird in den folgenden Operationen der zweitkleinste Wert für rot verwendet (weil
241 größer ist
als 101, welches im obigen Beispiel der zweitkleinste Wert für rot ist).
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Als
drittes werden der größte Wert
und der kleinste Wert (wie in den beiden vorangehenden Schritten
festgestellt) für
jede Farbkomponente gemittelt. Im obigen Beispiel werden 241 und
101 gemittelt, um einen mittleren Rot-Komponenten-Wert von 171 zu
erhalten. Als Ergebnis dieses Schritts erhält man einen mittleren Rot-Wert,
einen mittleren Grün-Wert
und einen mittleren Blau-Wert. Diese Mittelwerte stellen eine Farbe
halbwegs zwischen dem Vordergrund und Hintergrund dar.
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Als
viertes subtrahiert die Videoschnittstelle 410 die Mittelwertfarbe
von der Vordergrundfarbe des zentralen Pixels (auf der Grundlage
Farbkomponente um Farbkomponente). Dies stellt die Hälfte der Größe der Differenz
zwischen der Vordergrund- und Hintergrundfarbe dar. Im obigen Beispiel
ist die Mittelwertfarbe von rot 171, und der Rot-Farbwert des Vordergrunds
des zentralen Pixels ist 241. Somit wird in diesem Schritt 171 von
241 subtrahiert und ein Wert von 70 erhalten, der die Hälfte der
Größe der Differenz
zwischen der roten Vordergrund- und Hintergrundfarbe darstellt.
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Als
fünftes
verdoppelt die Videoschnittstelle 410 diese Differenz und
subtrahiert sie von der Vordergrundfarbe des zentralen Pixels (auf
der Grundlage Farbkomponente um Farbkomponente). Dieser Wert ist
der bevorzugte Schätzwert
der Hintergrundfarbe. Somit wird in diesem Schritt der Rot-Differenzwert von
70 verdoppelt und 140 erhalten. Dieser Wert von 140 wird von 241
(dem Rot-Farbwert des Vordergrunds des zentralen Pixels) subtrahiert
und ein Wert von 101 erhalten, was den bevorzugten Schätzwert der
roten Hintergrundfarbe darstellt.
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Der
Schritt 712 wird entsprechend wie folgt ausgeführt. Als
erstes werden der zweitkleinste und zweitgrößte Wert für jede Farbe addiert. Diese
Summe stellt eine geschätzte
Summe der Vordergrundfarbe und der Hintergrundfarbe dar. Als zweites
wird die Vordergrundfarbe des zentralen Pixels von dieser Summe subtrahiert,
um dadurch den Schätzwert
der Hintergrundfarbe zu erhalten. Für das obige Beispiel werden
101 (der zweitkleinste Wert für
rot) und 233 (der zweitgrößte Wert
für rot)
addiert und 334 erhalten, was eine geschätzte Summe der roten Vordergrundfarbe
und der roten Hintergrundfarbe darstellt. Dann wird ein Wert von
241 (die Vordergrundfarbe des zentralen Pixels) von dieser Summe
subtrahiert und dadurch ein Wert von 93 erhalten, der einen Schätzwert der
roten Hintergrundfarbe darstellt.
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Wieder
Bezug nehmend auf 6, interpoliert im Schritt 610 die
Videoschnittstelle 410 zwischen der Vordergrundfarbe (im
Schritt 606 erhalten) und der geschätzten Hintergrundfarbe (im
Schritt 608 geschätzt),
um die Farbe des zentralen Pixels zu bestimmen (diese wird auch
die ”Ausgabefarbe” des zentralen
Pixels genannt). Der Schritt 610 wird ausgeführt, indem
man die Gleichung 4 löst,
wobei cvg (der Vordergrundüberdeckungswert)
zuvor im Schritt 606 erhalten wurde.
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Im
Schritt 612 gibt die Videoschnittstelle 410 die
Farbe des zentralen Pixels in einer wohlbekannten Weise an die Videoanzeigevorrichtung
aus.
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Das
Fließbild 602 ist
abgeschlossen, nachdem der Schritt 612 ausgeführt ist,
wie durch den Schritt 614 angezeigt. Es wird angemerkt,
dass das Fließbild 602 für jedes
Außenrandpixel
ausgeführt wird.
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Es
sollte angemerkt werden, dass sämtliche der
oben erörterten
Operationen (größter Wert, kleinster
Wert, Mittelwertbildung, usw.) kontinuierlich und monoton (jedoch
nichtlinear) ablaufen. Diese Eigenschaften stellen sicher, dass
es nicht zu einem übermäßigen ”Hervorspringen” von was
auch immer für
Artefakten kommt, während
sich Objekte über
das Pixelgitter bewegen.
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Nachbarpixel
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Der
oben diskutierte Algorithmus ist etwas empfindlich, was die Wahl
einer Nachbarschaft angeht. In kleinen Nachbarschaften (4 Nachbarn
oder weniger) sind nicht genug Abtastungen vorhanden, um sicherzustellen
zu können,
dass stets ein vollständig überdecktes
Pixel in der Nachbarschaft vertreten sein wird. Andererseits führt in den
stärker
verbundenen Nachbarschaften (wie beispielsweise 3 mal 3 mit 8 Nachbarn)
die Tatsache, dass einige (orthogonale) Nachbarn bedeutend näher liegen
als die anderen (diagonalen) Nachbarn, zum Einbringen einer Vorspannung,
die inakzeptable Artefakte erzeugt.
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Der
Idealfall ist es, ein dreieckiges Gitter zu haben, wobei jedes Pixel
allgemein 6 Nachbarn aufweist, die alle gleich weit entfernt sind
(somit keine Vorspannung). Diese ideale Situation ist jedoch nicht möglich in
Fällen,
wo die Aufbereitung auf einem quadratischen (oder zumindest rechteckigen)
Gitter vorgenommen wird.
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Die
Erfinder haben festgestellt, dass ein dreieckiges Gitter durch eine ”Schachbrettmusterung” der Pixel
angenähert
werden kann. Wenn man nur diejenigen benachbarten Quadrate auf einem Schachbrett
betrachtet, die von derselben Farbe sind, kann man ein leicht verformtes
dreieckiges Gitter erhalten. (Diese Verformung stellt sich als unproblematisch
heraus, da alles, was auf einem rechteckigen Gitter für ein richtiges
Antialiasing von etwas sorgt, auch auf einem anderen rechteckigen
Gitter mit einem anderen Seitenverhältnis funktionieren sollte.)
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Die
bevorzugte Nachbarschaft ist in 11 dargestellt,
die das zentrale Pixel und die Nachbarpixel (in 11 als ”Nachbar” bezeichnet)
zeigt. Es ist anzumerken, dass im Fall eines Zeilensprungs, da wir
immer nur ein Feld gleichzeitig aufbereiten, die Reihen von Nachbarn
oberhalb und unterhalb tatsächlich
2 Zeilen entfernt sind. Es ist anzumerken, dass dies einfach das
dreieckige Gitter auf andere Weise verformt und so nicht wirklich
etwas anderes ist.
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Verarbeitung von Innenrändern
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8 veranschaulicht
eine aus zwei Polygonen 802, 804 zusammengesetzte
erste Oberfläche 811 und
eine aus einem einzigen Polygon 806 zusammengesetzte zweite
Oberfläche 812.
Die erste Oberfläche 811 ist
der Vordergrund, und die zweite Oberfläche 812 ist der Hintergrund.
Das Polygon 802 hat zwei Außen(Silhouetten)ränder 808, 809 und
mit dem Polygon 804 gemeinsam einen Innenrand 810. Aus
den oben erörterten
Gründen
sollten Außenränder (wie
beispielsweise die Ränder 808, 809)
in der oben erörterten
Weise einem Antialiasing unterzogen werden, jedoch sollten die Innenränder (wie
zum Beispiel der Rand 810) keinem Antialiasing unterzogen werden.
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Um
zwischen Außen-
und Innenrändern
zu unterscheiden, wird bei der Erfindung im Z-Wert-Feld 508 jedes
Bildspeichereintrags 502 ein Z-Wert gespeichert (5).
Bei der Erfindung wird auch im Delta-Z-Wert-Feld 510 jedes
Bildspeichereintrags 502 ein Delta-Z-Wert gespeichert.
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Ein
Z-Wert eines Pixels stellt den senkrechten Abstand vom Pixel bis
zu einer Bildebene dar, wie zum Beispiel dem Anzeigeschirm eines
Monitors. Ein Delta-Z-Wert eines Pixels ist ein Maß für den Bereich,
in dem sich der Z-Wert in der Nachbarschaft des Pixels verändert.
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Man
betrachtet zum Beispiel ein in 9 dargestelltes
beispielhaftes Szenario. Ein erstes Pixel 906 und ein zweites
Pixel 908 sind dargestellt. Der Z-Wert des ersten Pixels 906,
mit Z1 bezeichnet, ist gleich 2. Es soll angemerkt werden, dass
Z vorzugsweise von der Mitte jedes Pixels aus gemessen wird. Der
Delta-Z-Wert des ersten Pixels, mit ΔZ1 bezeichnet, ist gleich 4,
was anzeigt, dass sich der Wert von Z über die Länge des ersten Pixels 906 um
4 verändert.
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Somit
ist es möglich,
die Z-Werte für
die beiden Enden des ersten Pixels 906 zu bestimmen. Speziell
ist der Z-Wert von einem Ende, mit Z1B bezeichnet, gleich 0, während der
Z-Wert des anderen Endes, mit Z1A bezeichnet, gleich 4 ist.
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Folglich
ist es durch einfache Manipulation des Z-Werts und des Delta-Z-Werts
eines Pixels möglich,
den Bereich zu bestimmen, über
den das Pixel in Z reicht. Zum Beispiel beträgt der Z-Bereich des Pixels 906 0 bis
4. Der Z-Bereich des Pixels 908 beträgt 4 bis 8.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden zwei Polygone als in derselben Oberfläche befindlich angesehen,
wenn sie sich überlappen.
Die Erfindung stellt durch Bezugnahme auf Z-Werte und Delta-Z-Werte
fest, ob sich zwei Polygone überlappen. Speziell
werden die Polygone als in derselben Oberfläche befindlich angesehen, wenn
sich die Z-Bereiche von Randpixeln in den beiden Polygonen überlappen.
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Man
betrachte das Szenario aus 9. Man nehme
an, das Pixel 906 befinde sich in einem Polygon, und das
Pixel 908 befinde sich in einem anderen Polygon. Wie oben
angemerkt, beträgt
der Z-Bereich des Pixels 906 0 bis 4, und der Z-Bereich
des Pixels 908 beträgt
4 bis 8. Somit überlappen
sich die Z-Bereiche dieser beiden Pixel 906, 908.
Dementsprechend überlappen
sich die Oberflächen,
in denen diese Pixel 906, 908 vorhanden sind.
Weil sie sich überlappen,
stellt der Rand zwischen den Pixeln 906 und 908 einen
Innenrand, keinen Außenrand
dar.
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Um
ein Mischen von Oberflächen
zu verhindern, die sich in Z nahe kommen, jedoch einander nicht
berühren,
wird eine zusätzliche
Qualifizierung vorgenommen. Wenn die Summe der Überdeckungswerte des alten
und des neuen Pixels größer als
Eins ist, dann wird das neue Pixel (wenn es sich vorne befindet)
als Teil einer neuen zusammenhängenden
Oberfläche
angesehen und überschreibt
das alte Pixel vollständig.
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10 zeigt
ein Fließbild 1002 das
die Wirkungsweise der Erfindung beim Antialiasing von Innenrändern darstellt.
Es wird angemerkt, dass die Schritte des Fließbilds 1002 vorzugsweise
von der Mischeinheit 406 ausgeführt werden. Die Mischeinheit 406 führt die
Schritte des Fließbilds 1002 aus, bevor
die Videoschnittstelle 410 ein Antialiasing von Außenrändern vornimmt.
Beim Ausführen
der Schritte des Fließbilds 1002 bestimmt
und speichert die Mischeinheit 406 Farb- und Überdeckungswerte
im Bildspeicher 408. Diese Farb- und Überdeckungswerte werden später von
der Videoschnittstelle 410 benutzt, wenn in der oben beschriebenen
Weise ein Antialiasing von Außenrändern vorgenommen
wird. (Es wird angemerkt, dass Überdeckungswerte
im Bildspeicher 408 so eingeleitet werden, dass jedes Pixel
als vollständig
vom Vordergrund überdeckt
angesehen wird.)
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Die
beiden im Fließbild 1002 verarbeiteten Polygone
sind: (1) das Polygon, das bereits im Bildspeicher 408 gespeichert
ist (d. h. im Bildspeicher 408 vor der Ausführung des
Schritts 1006 gespeichert ist); dieses Polygon wird zu
Bezugszwecken das ”vorhandene” Polygon
genannt; und (2) das Polygon (das ”neue Polygon” genannt),
das für
mindestens einen Teil des Speicherbereichs im Bildspeicher 408 aufbereitet
wird, der bereits vom vorhandenen Polygon besetzt wird.
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Nunmehr
Bezug nehmend auf 10, bestimmt die Mischeinheit 406 im
Schritt 1006, ob sich das neue Polygon und das vorhandene
Polygon in derselben Oberfläche
befinden. Dies wird vorgenommen, indem (in der oben erörterten
Weise) festgestellt wird, ob sich die jeweiligen Z-Bereiche des
vorhandenen und des neuen Polygons überlappen. Spezieller bestimmt
die Mischeinheit 406 im Schritt 1006, ob sich
das Pixel des neuen Polygons, das augenblicklich aufbereitet wird,
mit dem entsprechenden Pixel des vorhandenen Polygons, wie im Bildspeicher 408 gespeichert, überlappt.
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Wenn
sie sich überlappen,
dann befinden sich diese beiden Pixel entlang von einem zwischen dem
neuen Polygon und dem vorhandenen Polygon gebildeten Innenrand.
In diesem Fall wird im Schritt 1010 ein Antialiasing dieses
Innenrandes vorgenommen, indem der Überdeckungs-Wert des Pixels
des neuen Polygons und der Überdeckungs-Wert
des entsprechenden Pixels des vorhandenen Polygons addiert werden.
Dieser neue Überdeckungswert
wird im Überdeckungswert-Feld 506 des
zugehörigen Bildspeichereintrags 502 gespeichert
(d. h. des Bildspeichereintrags 502, der dem Pixel des
vorhandenen Polygons entspricht).
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Auch
wird ein neuer Farbwert erzeugt, indem die Farbwerte der beiden
Pixel proportional zu den Überdeckungswerten
der beiden Pixel gemittelt werden. Dieser neue Farbwert wird im
Farbwert-Feld 504 dieses
Bildspeichereintrags 502 gespeichert. Speziell wird der
neue Farbwert wie folgt erzeugt: Neuer Farbwert
= (Farbwert des Pixels des vorhandenen Polygons)·(Oberdeckungswert des Pixels
des vorhandenen Polygons) + (Farbwert des Pixels des neuen Polygons)·(Überdeckungswert
des Pixels des neuen Polygons)
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Jegliche
Randpixel, die letztendlich durch diesen iterativen Prozess nicht
vollständig
abgedeckt werden, stellen Silhouettenränder dar und werden von der
Videoschnittstelle 410 in der oben erörterten Weise einem Antialiasing
unterzogen.
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Wenn
im Schritt 1006 festgestellt wird, dass sich die beiden
Polygone nicht in derselben Oberfläche befinden, dann wird der
Schritt 1014 ausgeführt. Die
Mischeinheit 406 stellt im Schritt 1014 fest,
ob sich das neue Polygon in einer Oberfläche befindet, die sich vor
der Oberfläche
befindet, welche das vorhandene Polygon enthält (durch Bezugnahme auf ihre
Z-Werte). Wenn sich die Oberfläche
des neuen Polygons vor der Oberfläche des vorhandenen Polygons
befindet, dann wird der Schritt 1016 ausgeführt.
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Im
Schritt 1016 werden der Farbwert und der Überdeckungswert
des Pixels des neuen Polygons, das gerade aufbereitet wird, im Farbwert-Feld 504 und
im Überdeckungswert-Feld 506 des
zugehörigen Bildspeichereintrags 502 gespeichert
(d. h. des Bildspeichereintrags 502, der dem Pixel des
vorhandenen Polygons entspricht). Tatsächlich ist das Pixel des vorhandenen
Polygons überschrieben
worden.
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Wenn
die Mischeinheit 406 im Schritt 1014 feststellt,
dass sich die Oberfläche
des neuen Polygons hinter der Oberfläche befindet, welche das vorhandene
Polygon enthält,
dann wird das Pixel des neuen Polygons verworfen (d. h. es wird
nicht benutzt, um den Bildspeicher 408 zu aktualisieren).
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Die
Operationen der Schritte 1006, 1010, 1014, 1016 und 1018 werden
für jedes
Pixel in jedem Polygon ausgeführt,
das von der Mischeinheit 406 aufbereitet wird. Nach einer
solchen Operation der Mischeinheit 406 wird das Antialiasing
von Außenrändern von
der Videoschnittstelle 410 in der oben beschriebenen Weise
ausgeführt.
Dies ist in 10 durch den Schritt 1011 dargestellt.
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Vor
einer endgültigen
Verarbeitung wird eine weitere Operation (wahlweise) an den Pixeln
vorgenommen, die einem Antialiasing unterzogen worden sind, um einige
mögliche
leichte Artefakte des Algorithmus in Ordnung zu bringen. Für jegliche
Pixel auf oder benachbart zu einem Silhouettenrand nimmt die Videoschnittstelle 410 den
Median von drei benachbarten Pixeln als die Farbe, die an Stelle
des zentralen Pixels dargestellt werden soll. Für jegliche Einzelsilhouette
wird dies immer die Pixel im Wesentlichen ungestört lassen, während die ”Divots” (Ein-Pixel-Löcher) infolge
mehrfach überlappender
Silhouetten herausgefiltert werden. Diese einfache Schaltung beseitigt
tatsächlich
die meisten der Divot-Artefakte. Es wird angemerkt, dass dieser
Median-Filter nicht in Bereichen mit einer vollständigen Überdeckung
benutzt wird, so dass Texturen mit hoher Raumfrequenz innerhalb
einer Oberfläche
durch diese Operation nicht gestört
werden.
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Während oben
verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, versteht sich,
dass sie nur als Beispiel und nicht zur Einschränkung vorgestellt worden sind.
Somit sollte die Breite und der Umfang der vorliegenden Erfindung
nicht durch irgendeine der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen
eingeschränkt
werden, sondern sollte nur entsprechend den nachfolgenden Patentansprüchen definiert
werden.