发明名称 实现折射制像之系统与方法
摘要 一种对一具有物体之影像进行折射制像之系统,该物体系由沿着视界之至少一条线及至少部分经由第一及第二至少半透明媒介之边界所观察。该边界定义在该视界之线与该边界的一个或更多个交叉点处之至少一法线向量。该系统包含:一透视转换单元,可操作而使用透视转换代数获得该物体之贴图位址,以将该物体之三维样式投射至二维贴图平面,该贴图平面系垂直于视界之该线且该转换系不关于折射而实行;折射决定单元,可操作而对该贴图位址之至少一者取得至少一折射向量,一给予之折射向量为与该贴图平面平行之该至少一法线向量之一分量的函数。
申请公布号 TW544633 申请公布日期 2003.08.01
申请号 TW089102603 申请日期 2000.02.16
申请人 新力电脑娱乐股份有限公司 发明人 冈 正昭
分类号 G06T15/00 主分类号 G06T15/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种用于实现一折射制像之系统,包含用于透视投射一物体,及对于一贴图平面产生该物体之二维贴图的机构;以及对于该贴图之至少一部位,用于决定依据折射现象位移之折射贴图位址的机构,其中基于不同媒介及一视线向量之边界表面的法线向量,决定该折射之贴图位址,其中定义法线向量为n,定义视线单位视线为v,决定一折射贴图位址之机构决定一变数k,使得(n+kv)平行该贴图平面,由位移该贴图位址L(n+kv)的量,而决定该折射贴图位址。2.一种用于实现一折射制像之系统,包含用于透视投射一物体,及对于一贴图平面产生该物体之二维贴图的机构;以及对于该贴图之至少一部位,用于决定依据折射现象位移之折射贴图位址的机构,其中基于不同媒介之边界表面的法线向量,决定该折射之贴图位址,其中定义法线向量为n,经由将贴图位址位移一L(nx,ny)的量而决定该折射贴图位址,其中该法线向量分量(nx,ny)平行该贴图平面,且L为一常数。3.如申请专利范围第1项实现一折射制像之系统,其中,尚包含:基于该折射贴图位址,位移一贴图中至少一部位的机构;以及使用该位移的贴图,在该显示幕上透视转换的机构。4.如申请专利范围第1项实现一折射制像之系统,其中该物体有一部份从该边界投射,且有一位于该边界下的部位;以及对于该边界下之物体之至少该部位,决定依据折射之一折射贴图位址。5.如申请专利范围第1项实现一折射制像之系统,其中实现该折射制像的系统系提供在视讯游戏机中。6.一种对一具有物体之影像进行折射制像之系统,该物体系由沿着视界之至少一条线及至少部分经由第一及第二半透明媒介之边界所观察,至少一法线向量定义在视界之该一条线与该边界的一个交叉点处,该系统包含:一透视转换单元,可操作而使用透视转换代数获得该物体之贴图位址,以将该物体之三维样式投射至二维贴图平面,该贴图平面系垂直于视界之至少一条线;折射决定单元,可操作而对该贴图位址之至少一者取得至少一折射向量,该折射向量为与该贴图平面平行之该至少一法线向量之一分量的函数。7.如申请专利范围第6项之系统,其中该折射向量代表该贴图平面上之该物体其该贴图位址之一位移量,以近似在边界之光折射。8.如申请专利范围第6项之系统,其中该至少一视界之线定义一对应且与其平行之光之线向量v,且该至少一折射向量为该至少一法线向量与该至少一光之线向量间之角度之函数。9.如申请专利范围第8项之系统,其中该至少一折射向量系与该至少一法线向量和k与该至少一光之线向量之积的总和成比例,其中k为纯量。10.如申请专利范围第9项之系统,其中k具有之量为使该至少一折射向量与该贴图平面平行。11.如申请专利范围第10项之系统,其中该至少一折射向量可以表示为r=-(n+kv)。12.如申请专利范围第10项之系统,其中该至少一折射向量可以表示为r=L(n+kv),其中L为一纯量,其分别与该第一及第二媒介之第一及第二折射指标成比例。13.如申请专利范围第12项之系统,其中L与该第一及第二折射指标之商数成比例。14.如申请专利范围第10项之系统,其中该至少一折射向量可以表示为r=L(nx,ny),其中(1)该至少一法线向量n可在一具有x、y、z轴之卡氏座标中分别以各分量nx,ny,nz其表示,(2)x及y轴系平行于该贴图平面,z轴则垂直于该贴图平面,(3)L为一纯量,其分别与该第一及第二媒介之第一及第二折射指标成比例。15.如申请专利范围第14项之系统,其中L与该第一及第二折射指标之商数成比例。16.如申请专利范围第6项之系统,其中第一及第二半透明媒介分别为空气及水。17.一种对一具有物体之影像进行折射制像之方法,该物体系由沿着视界之至少一条线及至少部分经由第一及第二半透明媒介之边界所观察,至少一法线向量定义在视界之该一条线与该边界的一个交叉点处,该方法包含下列步骤:使用透视转换代数获得该物体之贴图位址,以将该物体之三维样式投射至二维贴图平面,该贴图平面系垂直于视界之至少一条线;对该贴图位址之至少一者取得至少一折射向量,该折射向量为与该贴图平面平行之该至少一法线向量之一分量的函数。18.如申请专利范围第17项之方法,其中该折射向量代表该贴图平面上之该物体其该贴图位址之一位移量,以近似在边界之光折射。19.如申请专利范围第17项之系统,其中该至少一视界之线定义一对应且与其平行之光之线向量v,且该至少一折射向量为该至少一法线向量与该至少一光之线向量间之角度之函数。20.如申请专利范围第19项之系统,其中该至少一折射向量系与该至少一法线向量和k与该至少一光之线向量之积的总和成比例,其中k为纯量。21.如申请专利范围第20项之系统,其中k具有之量为使该至少一折射向量与该贴图平面平行。22.如申请专利范围第21项之系统,其中该至少一折射向量可以表示为r=-(n+kv)。23.如申请专利范围第21项之系统,其中该至少一折射向量可以表示为r=L(n+kv),其中L为一纯量,其分别与该第一及第二媒介之第一及第二折射指标成比例。24.如申请专利范围第23项之系统,其中L与该第一及第二折射指标之商数成比例。25.如申请专利范围第21项之系统,其中该至少一折射向量可以表示为r=L(nx,ny),其中(1)该至少一法线向量n可在一具有x、y、z轴之卡氏座标中分别以各分量nx,ny,nz其表示,(2)x及y轴系平行于该贴图平面,z轴则垂直于该贴图平面,(3)L为一纯量,其分别与该第一及第二媒介之第一及第二折射指标成比例。26.如申请专利范围第25项之系统,其中L与该第一及第二折射指标之商数成比例。27.如申请专利范围第17项之系统,其中第一及第二半透明媒介分别为空气及水。28.一种记录媒体,其储存有可由微处理器架构系统所执行之程式,该程式系可操作而使该系统实行对一具有物体之影像进行折射制像,该物体系由沿着视界之至少一条线及至少部分经由第一及第二半透明媒介之边界所观察,至少一法线向量定义在视界之该一条线与该边界的一个交叉点处,该程式系使该系统实行下列步骤:使用透视转换代数获得该物体之贴图位址,以将该物体之三维样式投射至二维贴图平面,该贴图平面系垂直于视界之至少一条线;对该贴图位址之至少一者取得至少一折射向量,该折射向量为与该贴图平面平行之该至少一法线向量之一分量的函数。29.如申请专利范围第28项之方法,其中该折射向量代表该贴图平面上之该物体其该贴图位址之一位移量,以近似在边界之光折射。30.如申请专利范围第28项之系统,其中该至少一视界之线定义一对应且与其平行之光之线向量v,且该至少一折射向量为该至少一法线向量与该至少一光之线向量间之角度之函数。31.如申请专利范围第30项之系统,其中该至少一折射向量系与该至少一法线向量和k与该至少一光之线向量之积的总和成比例,其中k为纯量。32.如申请专利范围第31项之系统,其中k具有之量为使该至少一折射向量与该贴图平面平行。33.如申请专利范围第32项之系统,其中该至少一折射向量可以表示为r=-(n+kv)。34.如申请专利范围第32项之系统,其中该至少一折射向量可以表示为r=L(n+kv),其中L为一纯量,其分别与该第一及第二媒介之第一及第二折射指标成比例。35.如申请专利范围第34项之系统,其中L与该第一及第二折射指标之商数成比例。36.如申请专利范围第34项之系统,其中该至少一折射向量可以表示为r=L(nx,ny),其中(1)该至少一法线向量n可在一具有x、y、z轴之卡氏座标中分别以各分量nx,ny,nz其表示,(2)x及y轴系平行于该贴图平面,z轴则垂直于该贴图平面,(3)L为一纯量,其分别与该第一及第二媒介之第一及第二折射指标成比例。37.如申请专利范围第36项之系统,其中L与该第一及第二折射指标之商数成比例。38.如申请专利范围第28项之系统,其中第一及第二半透明媒介分别为空气及水。39.一种用于实现折射制像之系统,包含用于透视投射一物体,及对于一贴图平面产生该物体之二维贴图的机构;及对于该贴图之至少一部位,用于决定依据折射现象位移之折射贴图位址的机构,其中基于不同媒介之边界表面处,亦即一光之线向量交叉点处的一法线向量之一分量,决定该折射之贴图位址,该分量系与该光之线向量之方向垂直。40.一种用于实现折射制像之系统,包含用于透视投射一物体,及对于一贴图平面产生该物体之二维贴图的机构;及对于该贴图之至少一部位,用于决定依据折射现象位移之折射贴图位址的机构,其中基于不同媒介之边界表面处,亦即视线向量交叉点处的该视线向量与一法线向量之向量和的一分量,决定该折射之贴图位址,该分量系与该视线向量之方向垂直。图式简单说明:图1之平面图显示娱乐系统的外观,该娱乐系统包含一主机(一视讯游戏机)及一子机(一可携式电子装置);图2之主机的后视图(视讯游戏机);图3为主机(视讯游戏机)的外观透视图;图4之方块图显示主机(视讯游戏机)之主要部位的配置;图5显示相对于一视点与空气及水的边界之折射;图6示在本发明中实现的折射制像;图7A,B,C示实现本发明之折射制像程序的贴图影像;图8示一状态其中从视点之视线在空气及水之间的边界中产生折射,此时在视线及法线之间形成的角度与图5比较下相当小;图9及图10A,B示一不平坦物体(即沉入水中)折射制像的技术;图11示当在水面中产生波浪时的折射制像;图12示水面之方向法线及由折射产生之位移量之间的参考;以及图13A,B示应用本发明折射制像的程序,应用贴图影像。
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