[发明专利]一种基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法

说明书

技术领域

本发明涉及电视节目制作领域的字幕渲染技术，具体涉及一种基于像素 空间掩码矩阵的纹理贴图方法。

背景技术

由于电视字幕具有独立的表意功能，作为一种必备的电视节目要素，电视 字幕是一种重要的电视图文的展现形式。随着电视频道、节目内容的细分，各 个部门的分工也更加专业化，对于不同类型节目的制作，以单一类型的字幕系 统已很难满足要求。另外，电视节目的日益多样性和电视观众欣赏、鉴赏水平 的不断提高，也要求电视字幕的应用模式必然朝着多样性的方向发展。

从广义的角度来说，电视字幕所处理的字幕对象可以分为图形和文字两个 部分。图形包括各种规则形状的图形、由基本图形元素组成的复合图形和任意 不规则图形，文字包括世界上各种语种的文字。

从计算机展现的角度来说，字幕对象渲染的最终目的是根据图形化的矢量 信息和图像纹理，采用数字图像处理的相关算法，得到由32位RGBA表示的像 素组成的一帧图像。因此将字幕对象归一化为一种图形表达形式，有利于数字 图像处理算法的统一化。

从计算机图形学的角度来说，可以将所有类型的字幕对象视为由一系列直 线和曲线组成的图形。计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中 表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。 图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属 性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的， 如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说 的真实感图形。计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心 悦目的真实感图形。为此，必须建立图形所描述的场景的几何表示，再用某种 光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。

在计算机图形学中，Bezier曲线是一种重要的多项式参数曲线。平面中的 任意N(N>＝2)个点都可以构成一个Bezier曲线。这N个点称为Bezier曲线的 控制顶点，N个点组成的多边形称为Bezier曲线的控制多边形。在字幕渲染技 术中，可以使用Bezier曲线来表达所有字幕对象的矢量信息，将字幕对象的原 始矢量轮廓转化为二次Bezier曲线，并将一个内部自相交Bezier封闭曲线分 成多个封闭轮廓，根据交点将一条Bezier线段分割成若干条首尾相连的线段， 在字幕矢量轮廓中确定每一条Bezier线段的内边/外边属性，根据内边/外边属 性对字幕矢量轮廓进行规并整理，最终得到若干不相交的封闭轮廓。然后，将 字幕对象的矢量轮廓离散化为直线段，计算字幕对象的多边形矢量轮廓的属性， 进一步根据多边形的方向和加边类型，创建出用来加内边和外边的多边形矢量 轮廓。

当针对字幕对象的矢量信息进行上述处理后，对字幕进行渲染。由于某一 渲染区(渲染基元为一个像素)的渲染属性取决于其相对于曲线轮廓封闭环域 的位置，如何按照一定的贴图顺序在贴图半径内部对原始图像的每个像素的色 彩进行准确的赋值，是实现字幕渲染方法的关键所在。

发明内容

本发明的目的是针对上述基于曲线轮廓封闭环域和像素空间掩码的字幕渲 染技术的实现原理，提供一种基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，从而实 现在贴图半径内部对原始图像的每个像素色彩的准确赋值。

本发明的技术方案如下：一种基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，包 括如下步骤：

(1)建立与原始图像具有相同维数的像素空间掩码矩阵和纹理图像矩阵；

(2)确定用于字幕对象渲染的纹理贴图的顺序；

(3)根据字幕对象加边的类型和边的厚度确定纹理贴图的半径MinR和 MaxR；

(4)根据需要贴图的图像中的像素点的位置，进行色彩的赋值或反走样处 理。

进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(2)中 字幕对象渲染的纹理贴图的顺序为：内边、面、外边、侧边、影子。

进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(3)中 针对N条内边，设每条边的厚度为S[i]，i∈[0，N-1]，则：

第1条内边的MinR＝0，MaxR＝S[0]；

第2条内边的MinR＝S[0]，MaxR＝MinR+S[1]；

第i条内边的MinR＝S[1]+S[2]+...+S[i-2]，MaxR＝MinR+S[i-1]；