[发明专利]用于实现折射映射的系统及其方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及例如在包括一个娱乐系统、例如视频游戏装置等的信息设备中用于产生一个图象、仿佛通过折射现象看一个目标的折射映射技术。

相关技术描述

例如，在视频游戏装置中，当通过水表面看海底时，由于折射现象，海底看起来变形了。折射映射是一种通过模拟上述现象而产生一个逼真的图片的方法。

在传统的折射映射中，对于从水表面突出的一个陆地部分和沉在水底的一部分，需要分别地在水表面上的一个垂直方向实现一个平行投影透视图，从而使中央处理单元(CPU)、图象处理单元(GPU)等的负担加大。

发明概述

因此，鉴于上述问题，本发明的一个目标是提供用于用一种容易的方法实现折射映射的系统及方法，以及对于该方法的记录介质。

依据本发明的用于实现折射映射的一个系统，包括用于透视投影一个目标以及用于为纹理平面产生所述目标的二维纹理的装置；以及用于为至少一部分所述纹理确定一个依据折射现象位移的折射纹理地址的装置，其中，根据在不同介质的边界面上的法向矢量和视线矢量来确定折射纹理地址。

在依据本发明的用于实现折射映射的上述系统中，更可取的是通过法向矢量和视线矢量或平行于纹理平面的法向矢量的一个分量形成的一个角度来确定折射纹理地址。

更可取地，在依据本发明的用于实现折射映射的上述系统中，如果在至少两个不同介质的边界面和视线矢量的交点上的法向矢量被定义为n，并且视线单位矢量定义为v，确定一个变量k，使得法向矢量n和视线单位矢量v乘以变量k的值kv的总和(n+kv)变为平行于纹理平面，并且纹理地址以(n+kv)的常数乘法值、即L(n+kv)来进行位移。

进一步，纹理地址可以仅仅以L(n_x，n_y)来进行位移，其中平行于法向矢量n的纹理平面的两个分量(n_x，n_y)由常数L倍增。

在此时，至少两个不同的介质可以代表具有不同折射率的介质，例如空气、水或玻璃。

更可取的是，依据本发明的用于实现折射映射的上述系统，进一步包括基于折射纹理地址位移至少一部分纹理的装置；以及使用这个位移的纹理在屏幕上进行透视变换的装置。

在这样的系统中，目标具有从水面突出的一部分和沉在水下的一部分，并且对于与沉在水下的部分有关的纹理的至少一部分，可以确定要依据折射现象位移的折射纹理地址。

进一步地，这样的系统更可取地在视频游戏设备中提供。

在用于实现折射映射的上述系统中，在一个垂直于处于视点坐标系的视线方向的Z轴的平面上定义纹理平面，并且例如，可以用与从地形的水面突出的陆地部分的透视投影相同的过程来绘制水面下面的部分(水底部分)，其结果是，在折射中使用的纹理的生成可以通过仅仅用一个透视图共同地实现陆地部分和水底部分来完成。

依据这个用于实现绘制的系统，对于水下的水底部分的图片，由折射现象产生的位移量将不会精确地满足斯涅尔定律(snell’slaw)。但是，如果使用一个简便的方法得到近似于斯涅尔定律的位移量，则可以定性地绘制水下的水底部分。

进一步，依据本发明的实现折射映射的一种方法包括如下步骤：透视投影一个目标，并且为纹理平面产生目标的一个二维纹理；以及，对于至少一部分纹理，确定依据折射现象位移的折射纹理地址，其中，根据在不同介质的边界面上的法向矢量和视线矢量，确定折射纹理地址。

更可取地，在依据本发明的实现折射映射的方法中，通过法向矢量和视线矢量或平行于纹理平面的法向矢量的一个分量形成的一个角度来确定折射纹理地址。

在依据本发明的实现折射映射的方法中，如果在至少两个不同介质的边界面和视线矢量的交点上的法向矢量被定义为n，并且视线单位矢量定义为v，确定一个变量k，使得法向矢量n和视线单位矢量v乘以变量k的值kv的总和(n+kv)变为平行于纹理平面，并且纹理地址以(n+kv)的常数乘法值、即L(n+kv)来进行位移。

此外，纹理地址可以仅仅以L(n_x，n_y)来进行位移，其中平行于法向矢量n的纹理平面的两个分量(n_x，n_y)由常数L倍增。

从下面结合附图进行的详细描述可以更全面地理解本发明进一步的目标和优点，其中：

附图简要说明

图1是显示一个包括主机(视频游戏机)和从属机(移动电子装备)的娱乐系统的外观的平面图；