[发明专利]逐级降低解析度的纹理压缩和合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机图形学中的纹理压缩和合成方法，特别涉及一种逐级降低解析度的纹理压缩和合成方法。

背景技术

计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，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。

纹理是在计算因计算机图形画面的光栅化所产生的片段的色彩或外观时使用的一维、二级或多维数据项阵列。纹理可以是图像数据、颜色或透明度数据、粗糙度/光滑度数据、反射率数据等。提供逼真的计算机图形一般要求很多高质量的细节纹理。提供这样的纹理会加重计算机内存的负担，因此，纹理压缩可降低内存的要求。

目前，公开的纹理压缩算法主要有基于矢量量化(vectorquantization，简称VQ)、调色板查询(Palletizing)、数据块分解(Data Block Decomposition，简称BD)、基于DCT压缩、或利用更低解析度的低通滤波图像等方法。但它们都有一些不足：

1、基于矢量量化VQ和调色板查询方法在纹理重构的过程中，需要频繁地访问内存以取得颜色索引，然后查询表、调色板等，对内存的要求较高；

2、数据块分解BD方法受限于颜色表中颜色种类的限制，不能很好地处理“锐利纹理边界”或“多种纹理颜色”问题，重构的质量较差；

3、基于DCT压缩方法和低解析度的低通滤波图像方法都对纹理解压缩过程要求过于复杂，难以实现或实现成本高昂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种压缩率达4bpp，压缩质量好，还原图像质量佳，压缩和合成过程简单的逐级降低解析度的纹理压缩和合成方法。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种逐级降低解析度的纹理压缩和合成方法，其中：

步骤1：该纹理压缩方法的步骤如下：

1-1、将待压缩的图像分成若干个均等的数据块，这些数据块构成图像的基本压缩单元；

1-2、对每一个数据块生成低一级解析度的压缩块；

1-3、从低解析度的压缩块中提取基本颜色数据并构造压缩块的基本颜色数据；

1-4、对数据块中的每一个像素构造调制数据并构造压缩块的调制数据；

步骤2：该纹理合成方法的步骤如下：

2-1、读取压缩块中的基本颜色数据以及与该压缩块相邻的压缩块的基本颜色数据，然后对这些基本颜色数据进行双线性插值，构造中间目标纹理图像数据；

2-2、读取该压缩块的调制数据，对中间目标纹理图像数据进行调制，构造解压后的目标数据块；

2-3、将所有解压后的目标数据块进行合并，构造成目标纹理。所述的压缩块包括基本颜色数据和调制数据。

所述的基本颜色数据是32位，其中RGB每个颜色各占8位数据，透明数据占8位数据。

所述的调制数据是8位～32位。每个纹素利用调制数据对基本颜色进行调制，用以重构压缩的图像。每个纹素平均占用2位的数据，则每个纹素享有4种不同的调制模式。因此，基本颜色数据和调制数据都有充足的位数。

本发明的优越功效在于：

1)本发明所提供的压缩方法可以达到4bpp的压缩率，并且能够取得质量好的压缩质量；

2)本发明从低解析度的像素块中读取压缩块的基本颜色，从数据块中读取调制数据，并利用相邻的四个压缩块通过双线性插值的方法来重构目标图像的基本颜色，能够很好地解决“锐利的纹理边界”问题和“图像接缝”问题；

3)本发明将调制数据直接保存在压缩数据块中，不需要频繁地访问内存中的颜色查询表、调色板等以读取调制数据，与其它的压缩算法相比，本发明能够极大地节省系统内存资源，降低系统电量等资源的消耗；

4)本发明的压缩和解压缩的过程都简单、清晰，能够很容易地通过软、硬件来实现。

附图说明

图1为本发明的压缩方法的流程图；

图2为本发明的合成方法的流程图；

图3为本发明压缩块格式示意图；

图4为压缩块中的基本颜色数据格式的示意图；

图5为压缩块中的调制数据格式的示意图。

具体实施方式

请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。