[发明专利]具有折射的图象的重现方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于对图象进行重现从而以一种三维图象的形式高速地表示通过一个物体和从该物体折射的光线(即所谓的折射现象)的方法和设备、存储用于执行这种图象处理的程序和数据的记录介质、以及用于执行这种图象处理的程序。

背景技术

近来，各种计算机图形(CG)处理技术，包括隐藏线处理、隐藏表面去除、平滑阴影、组构映象等等，与硬件技术的迅速发展相结合地得到了迅速的发展。

根据一种通常的CG处理方案，多个三维形状(物)通过CAD三维模型而得到产生，且通过对物加色和阴影、给物添加包括镜反射、漫反射、折射、透明等的光学性质、给物加上表面图案、以及根据诸如窗口和场面反射以及背景光的周围情况而绘制图象，而进行重现处理。

如果例如通过一个物并被其折射的光线要以三维图象的形式得到表示，则需要再现这种光学现象，从一个视点发出的光线当进入该物和当离开该物时都得到折射。

为了用一种三维图象来表示上述折射现象，通常的方法是采用光线轨迹描述而不是多边形。

根据光线轨迹描述技术，光线在其中物被放置的一个空间中得到了跟踪，且物用光线与物的交点来表示。换言之，到达一个视点的光线的强度被从该视点向回跟踪，而根据光线的实际行为再现物的表面处的反射和折射。

具体地，寻找来自一个固定视点的一条光线与作为一个被显示的象素的物之间的一个交点，且如果有这样一个交点，则被该物反射或折射的光线得到跟踪。有关交点的信息作为有关被显示的象素的信息而得到存储。相对于各个象素而确定的信息表示了固有的颜色特性(包括色调、饱和、以及亮度)、组构(包括反射、折射、光面)、或阴影和高亮。

然而，这种光线跟踪技术的缺点，在于由于上述信息与各个象素有关，所需的总的信息量很大，且进行光线跟踪所需的计算时间长。

本发明的内容

因而本发明的一个目的，是提供用于重现一个图象的一种方法和设备、一种记录介质、以及一种程序，用于表示通过一个物并被该物所折射的光线，从而高速而简单地表达运动的透明的物。

根据本发明，提供了用于重现图象的一种方法，包括从离视点最远的一个表面开始的顺序对造成折射的物的表面进行重现，以及当表面被重现时采用各个表面的一个背景图象作为组构。

根据本发明，还提供了一种用于重现图象的一种设备，包括用于按照里一个视点最远的一个表面开始的顺序对造成折射的一个物的表面进行重现的重现装置，以及当表面被重现时采用这些表面中的每一个的一个背景图象作为组构。

根据本发明，还提供了存储程序和数据的一种记录介质，该程序包括以下步骤：从离视点最远的一个表面开始的顺序对造成折射的物的表面进行重现；以及，当表面被重现时采用各个表面的一个背景图象作为组构。

根据本发明，还提供了一种程序，它可被一个计算机读取和执行，包括以下步骤：从离视点最远的一个表面开始的顺序对造成折射的物的表面进行重现；以及，当表面被重现时采用各个表面的一个背景图象作为组构。

当这样的表面被重现时，由于只有各个表面中的背景图象被用作组构图象，因而图象能够高速地得到处理。因此，通过一个物并被其折射的光线能够借助一个三维图象而高速地得到表示，从而简单而高速地表示运动的透明物。

优选地，借助从视点指向背景图象的矢量的透视投影而得到投影的一个范围内的、并考虑了在表面的顶点处的折射的背景图象的一部分，在表面被重现时被用作组构。

这些矢量至少可以根据在一种视点坐标系中的该表面的法线方向和从视点指向这些顶点的线段的方向而得到确定。

具体地，投影至由背景图象的u轴和视点坐标系的z轴构成的uz平面上的顶点的位置得到确定，且在背景图象的u轴上的顶点的坐标至少根据从视点指向投影位置的线段的方向和uz平面的法线的方向而得到确定。投影到vz平面-它由背景图象的v轴和视点坐标系的z轴构成-上的顶点的位置，至少根据从视点指向这些投影位置的线段的方向和vz平面中的法线的方向，而得到确定。

将要被映射至该表面上的背景图象可简单地得到确定，因而折射现象能够以三维图象的形式高速地得到显示。

从以下结合附图的描述-其中本发明的最佳实施例以示例性的例子的方式得到了显示，本发明的上述和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

附图的简要描述

图1是根据本发明的一种娱乐设备的总体设置的框图；

图2显示了作为一种背景图象而基底的山脉画面和诸如在山脉画面前放置的诸如玻璃的材料的立方体的显示图象；