[发明专利]高动态范围纹理压缩

说明书

背景技术

高动态范围(HDR)图像技术引入了用数字成像来记录以及再现真实世界的新纪元。传统的低动态范围(LDR)图像只在非常有限的色域中包含涉及设备的像素，而HDR图像提供自然场景的真实发光度值。HDR纹理便于改进图像的照明和后处理，从而在呈现数字图像时得到空前的真实性。由此，支持HDR纹理已经变成设计图形硬件和应用程序编程接口(API)中的趋势。然而，LDR纹理对于有效地支持成像技术的现有特征来说继续是不可缺少的，诸如通常不需要宽阔的HDR分辨率的贴花地图等。

在成像中使用纹理的挑战之一是纹理的尺寸一般较大。具有通常的每像素24比特(每像素的比特数(bbp))的原始红绿蓝(RGB)格式的LDR纹理通常消耗太多的存储和带宽。在当前呈现系统中通常为半浮动或浮点格式的HDR纹理可比原始LDR纹理多花费2至4倍的空间。较大的纹理尺寸约束了可用于呈现场景的HDR纹理的数量。较大的纹理尺寸还限制了给定存储器带宽的帧速率，尤其是在使用复杂的过滤方法时。对可用纹理和帧速率的限制约束了在呈现场景时数字成像的质量。

纹理压缩(TC)技术可有效地降低实时呈现中的存储器存储和存储器带宽的要求。对于LDR纹理，已经设计了许多压缩方案，包括事实(de facto)标准，还可被称为S3TC的DirectX纹理压缩(DXTC)。DXTC由商用图形硬件广泛地支持。

概述

一般而言，本文描述的各种技术的一个或多个实现针对用于压缩高动态范围(HDR)纹理的方法。在红绿蓝(RGB)通道中表示为值的HDR纹理可变换到亮度和色度空间上。该变换可以是从色度空间上移除主导RGB通道的自适应过程。经变换的值可以从浮点格式被量化为整数格式。可修改亮度和色度空间中的HDR纹理以便符合用于低动态范围(LDR)纹理的联合颜色通道压缩方案的标准输入格式，所述联合颜色通道压缩方案诸如DirectX纹理压缩(DXTC)。纹理可随后使用联合颜色通道压缩来压缩。

在压缩HDR纹理的一实现中，可自适应地选择RGB通道中的两个通道来转换成色度通道。具有三个RGB通道中的最低值的这两个RGB通道可用于将RGB通道转换成色度通道。亮度和色度通道中的值可被转换成8比特整数格式。可修改8比特整数值来恢复本地线性度属性，该本地线性度属性可通过将RGB通道转换成亮度和色度通道来移除。经修改的值可使用DirectX纹理压缩来压缩。

对纹理的修改可被存储在可用于便于解压的新数据结构中。在一实现中，该压缩方法可产生可用于使用现有LDR硬件来实时地呈现HDR图像的数据结构。根据上述方法，该数据结构可包括DirectX纹理格式的某些块，所述某些块容纳按照上述方法压缩的HDR纹理数据。该数据结构可将纹理压缩率从每像素8比特(bbp)增加到每像素10比特。

本文描述的各种实现还可针对用于解压已经如上所述地压缩的HDR纹理的方法。在一实现中，压缩数据可以用新设备来解压，该新设备使用扩展块与DirectX纹理格式的块来基于原始HDR纹理产生RGB通道的值。

本文描述的各种实现还可针对用于使用为实时地呈现低动态范围(LDR)图像所设计的现有硬件来实时地呈现HDR图像的方法。

提供该以上引用的概述章节以便以简化形式介绍将在以下详细描述章节中进一步描述的一些概念。概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本发明的任一部分中提及的任何或所有缺点的实现。

附图简述

图1示出了根据本文描述的各实现的计算系统的概略图。

图2示出了根据本文描述的各实现的方法的流程图。

图3A-3D描述了根据本文描述的各实现的纹理像素的图形。

图4示出了根据本文描述的各实现的修改表格。

图5示出了根据本文描述的各实现的数据结构。

图6示出了根据本文描述的实现的解码逻辑。

图7示出了根据本文描述的实现的方法。

图8示出了根据本文描述的实现的直接描绘表面(DDS)纹理帧。

详细描述

此处所描述的各种技术的实现可以用众多通用或专用计算系统环境或配置来操作。适用于此处所描述的各种技术的公知的计算系统、环境和/或配置的示例包括，但不限于，个人计算机、服务器计算机、手持式或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络PC、小型机、大型计算机、包括上述系统或设备中的任一个的分布式计算环境等。