[发明专利]压缩图元列表的方法和设备、以及图形渲染系统

说明书

本发明实施例提供用于在计算机图形系统中压缩图元列表的方法、设备及图形渲染系统，属于计算机图形处理技术领域。所述方法包括：将用于定义表面数据的被曲面细分的面片的图元列表中的第一图元的域点索引存储在缓存中；将在图元列表中用于压缩一个或多个随后的图元的预测域点索引存储在缓存中；比较图元列表中下一个图元的域点索引和存储在缓存中的域点索引，以确定匹配索引的缓存位置；针对图元列表中的图元重复预测域点索引的存储和重复域点索引的比较；在图元列表中的图元序列上确定各自匹配索引的缓存位置的重复模式；以及通过指定以下来生成序列中图元的压缩的域点索引：(i)匹配索引的在缓存位置的模式，以及(ii)模式重复的次数。

本申请是申请日为2012年03月08日、申请号为201280012362.1、名称为“图块渲染系统中的被曲面细分的图元索引列表的压缩”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在三维计算机图形渲染系统中压缩由面片(patch)的曲面细分(tessellation)所生成的图元(primitive)数据的方法和装置。

背景技术

在计算机图形中使用曲面细分将低细节(low-detail)细分面转换为较高细节的图元。曲面细分将高阶面(high-order surface)打碎成适于渲染的结构。这一方法允许图形流水线(pipeline)评估较低细节(较少的多边形数量)模型并用较高细节来渲染。换言之，由高阶方程(例如，立方或平方)定义的面被分成多个平坦的图元，典型地是用于渲染的三角形。

在计算机图形工业中高阶面被众所周知并常被称为“面片”。这些面片是通常定义一组控制点的多项式方程的函数，所述控制点依据变量‘t’(用于二维中标绘的曲线)或两个变量‘u’和‘v’(用于三维中标绘的曲面)间的参数关系来描述曲线的形状。图1示出了贝塞尔(Bezier)面片，它是通常在3D计算机图形中使用的高阶面的示例。在贝塞尔面110上的点‘P’100由域坐标u，v 120(也被作为参数坐标)和相应的控制点k_i,j 130的函数来定义。

这里A和B是如下所定义的常数：

以及

应该注意到P(u,v)的值在体积(volumn)140的范围内，也被认为是由控制点k_i,j130所描述的凸包(convex hull)。也应注意到贝塞尔面片只是一种可能的面公式化的示例，而存在用于计算机图形系统中的众多其他的可能。

曲面细分是众所周知将高阶面/面片再分为位于原始面的平面上和原始面的边界内的多个毗邻的图元(如图1所示)的技术。曲面细分器的再分方案通常通过使用标准化(0到1)坐标系而在面片的域中被执行。这样做的结果是曲面细分过程独立于最终面上存在的任意弯曲。面片的域可以是四边形、三角形或线形并且这些域通常被再分为许多更小的基于，例如点、线和三角。这些图元通过域点的互连来定义，其位置由曲面细分方法和设置来定义。

图2示出了利用二进制再分法对贝塞尔四方形面片的域点的曲面细分。具有16个域点且每条轴线间隔为0.25的域200表示出曲面细分的面片中域点的最小数目，这和定义贝塞尔面所需要的控制点的数目相同。一级曲面细分在210处被应用，这导致在位于原始组的点之间的中间点处的间隔处生成了另一组域点。第二级曲面细分220在210中生成的点之间的中点处引入了另一组域点。这个过程可以一直重复直到达到合适级别的曲面细分。

曲面细分的级别受曲面细分应用控制并且可由视觉质量度量来决定，例如在距离相机特定距离处需要多少多边形才能给出曲面的平滑呈现等。可替换的，所应用的曲面细分级别可由有效的计算能力来决定，利用使用更高级别的曲面细分来改善视觉质量的更强大的系统。应该注意到二进制再分只代表一种可能的曲面细分方法并且此处仅做为一个示例而被呈现。