[发明专利]图像处理方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及可应用于游戏设备的图像处理方法和设备，该游戏设备通过在显示器上显示图像在实时的基础上使游戏前进，更具体地讲涉及有效地使用游戏设备的硬件资源的图像处理方法和设备。

背景技术

一般地，能够在实时的基础上处理游戏的计算机游戏设备包括一个游戏设备主体，它使用预存储的游戏软件，一个控制单元，它给出用于处理的操作信号，包括图像中特征的运动，一个显示图像的显示器，该图像表示在游戏设备主体中包含的游戏进展的图像，和一个声频单元，当游戏前进时产生必要的声音。

具有清楚的显示屏以便提供更真实图像的游戏设备是很普及的。特别地，使用多边形处理的游戏设备是很普及的，因为它们能够把三维的图像数据表示为提供高可视真实性的一群给定单元的集合。在使用多边形处理的游戏设备中，构成一个目标(在显示屏上可运动的一个显示目标)的多边形数量是递增的，而多边形表面以一个结构涂敷(Coat)，因而进一步增强真实性的图像。

正如上面叙述的，对越来越真实的图像的需求要求硬件应具有减少处理时间以及在实时的基础上处理大大地增加的数据量的能力，使得硬件上的负荷大大地增加了。这个需求预料在将来要继续增加，因此增加了硬件的操作负荷。

首先，要求游戏设备在由游戏者输入的数据的基础上执行实时图像处理，中央处理单元上的基本负荷与单一的计算机图形图像处理相比基本上是高的。

另外，如果游戏设备由多个昂贵的高速操作设备构成，以便保证诸如在飞行模拟器中存在优势的数据处理能力，该游戏设备将是一个昂贵的商品而且不满足市场的需要。

象这样，常规的游戏设备必须执行图像显示处理，同时限制其处理器的处理能力或其数据容量的总数。因此，得到的图像对观看者不能给出足够的真实性。

发明内容

鉴于常规技术的问题，本发明的目的是提供一种图像处理方法和设备，它能够减少图像处理负荷和显示具有更大真实性的图像。

本发明的另一个目的是提供一种图像处理方法和设备，它能够减少被显示的目标的图像处理负荷，以便显示具有更大真实性的图像。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种图像处理方法，包括步骤：在有关确定取景孔方向的虚摄象机信息的矩阵和变换矩阵的基础上通过执行坐标变换来计算目标的矩阵，和设定该目标矩阵的旋转分量为单元矩阵的分量，从而得到有关该目标显示的数据。

虚摄象机可与正常摄象机比较，前者具有一个观察点和有关计算机图形轮廓的图像角。通过指定其位置、光轴方向(其镜头方向)、图像角(变焦宽度)和扭转(绕光轴旋转的角度)设定虚摄象机。换句话说，虚摄象机意味着一个虚拟地设定的观察点。虚摄象机理解为视野方向确定装置，它确定在视频监视器上显示的图像的视野方向。该目标从一个物体(目标)中固有的主体坐标系统成型地变换为世界坐标系统，它规定在三维空间中该图的布局。得到的目标图像进行视野变换为属于由虚摄象机(的位置和角度)确定的视野坐标系统的图像，而这个目标图像在监视器30上进行显示。

另外，最好矩阵的旋转分量由下式给出：

                            X＝TM它包含在三维空间中一个目标的移动或运动的信息，式中M是有关虚摄象机信息的矩阵，而T是变换矩阵，该矩阵的旋转分量被设定，以便形成一个单元矩阵的分量，因而得到有关该目标显示的数据，该目标总是面对取景孔方向。

根据本发明的再一个方面，提供了一种图像处理方法，包括设定矩阵X＝TM的旋转分量的步骤，该旋转分量具有有关在三维空间中的目标的移动或运动的信息，这里的M是有关虚摄象机的信息矩阵，T为变换矩阵，以便构成单元矩阵的分量，从而得到有关始终面向希望方向的目标显示的数据。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于在图像处理设备中产生由虚拟三维空间中的图像数据代表的目标的视图的方法，该方法包括以下步骤：提供表示在虚拟三维空间中定义的目标的一侧的图像数据；在虚拟三维空间中确定一个观察点的位置坐标以及从所述观察点的取景孔方向，从而定义一个显示的视图；响应从所述观察点的取景孔方向相对于目标的变化，修改目标的旋转坐标，使得当目标在所述观察点的视野内时，目标的所述一侧总是被保持显示，其中所述变化对应于虚拟摄像机的移动；和基于所述修改的旋转坐标产生用于显示目标的所述一侧的视图的图像数据。