Dispositivo de dibujo y método de dibujo.

Un aparato de tratamiento gráfico (100) que comprende:

una unidad de memoria (116) de correlación de normal,

que almacena una pluralidad de relaciones decorrespondencia o correlaciones de normales, cada una de las cuales tiene un vector normal como elementoy diferente resolución, basándose en un cierto nivel o grado de resolución;

una unidad (108) de correlación de vector normal, que establece una correlación o relación decorrespondencia de la correlación de normal de un nivel de resolución correspondiente a un grado de detallede una superficie de un objeto en cuestión, con una superficie, a fin de generar un vector pseudonormal sobrela superficie;

una pluralidad de tablas de cuantificación (121), preparadas basándose en el nivel de resolución, las cualesalmacenan un conjunto de vectores normales de referencia que cuantifican direcciones de línea normal de lasuperficie y que tienen diferentes combinaciones de valores de vector basándose en el nivel de resolución; yuna unidad (110) de reemplazo de vector normal, que hace referencia o se remite a la tabla de cuantificación(121) del nivel de resolución correspondiente al grado de detalle de dibujo, y reemplaza el vectorpseudonormal generado sobre la superficie por uno de los vectores normales de referencia contenidos en latabla de cuantificación (121).

Dispositivo de dibujo y método de dibujo.

CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a una tecnología de tratamiento gráfico en gráficos informáticos, y, en particular, a un aparato de tratamiento gráfico y a un método para establecer una relación de correspondencia, o correlación, de un vector normal sobre una superficie de un objeto en el que se llevar a cabo el tratamiento gráfico.

TÉCNICA RELACIONADA En los gráficos informáticos tridimensionales, se utiliza generalmente un modelo poligonal en el que un objeto en un espacio tridimensional es representado por múltiples polígonos. En el tratamiento gráfico de un modelo poligonal, el sombreado se lleva a cabo en una superficie de polígono en consideración a la fuente de luz, una posición del punto de vista, la reflectividad de una superficie del objeto y otros factores. A fin de crear una imagen altamente realista, se lleva a cabo también el establecimiento de una relación de correspondencia de la textura en la que se aplica una imagen de textura a una superficie de un modelo poligonal.

Si bien una imagen creada mediante la correlación de textura puede mejorar significativamente la expresividad del color, no es capaz de expresar la rugosidad de una superficie de un objeto. Como método para expresar fácilmente la rugosidad de una superficie de un objeto, existe un método denominado correlación topológica, o de simulación de relieve por modificación de normales, que se sirve de una idea de correlación de textura. En la correlación topológica, los vectores normales son correlacionados sobre una superficie de un objeto en el lugar de una textura, a fin de generar vectores pseudonormales sobre la superficie del objeto. Suponiendo que los vectores pseudonormales así generados coinciden con las direcciones de línea normal de la superficie del objeto, se lleva a cabo el procedimiento de sombreado y se obtienen valores de brillo de la superficie con el fin de realizar una sombra. Se crea con ello una rugosidad ficticia o simulada sobre la superficie del objeto.

En la correlación de textura, a fin de reducir la cantidad de datos de una imagen de textura, se emplea a menudo un esquema de color de índice en el que cada punto de imagen o píxel de una textura no tiene un valor de color, sino que tiene el índice del valor de color y lo convierte en un color real al hacer referencia a una tabla de consulta de color cuando se lleva a cabo la correlación de textura. En este esquema, se preparan muestras de color que definen previamente valores de color, como una tabla de consulta de color, y cada píxel de una textura almacena únicamente información de índice destinada a utilizarse para hacer referencia a la tabla de consulta de color. Cuando las muestras de color que se han de utilizar tienen 256 colores, por ejemplo, puesto que basta con que cada píxel de una textura almacene tan solo un índice con tantos bits como 8, la cantidad de datos requerida para una imagen de textura puede verse significativamente reducida, por lo que se ahorra la cantidad de memoria que es necesario utilizar para el mapa de textura.

En la Publicación de Patente japonesa divulgada al público con el Nº 2002-203255, el presente Solicitante ha propuesto un método de correlación topológica que se sirve de una tabla de consulta de color utilizada para la conversión de color en la correlación de textura como tabla de referencia para vectores normales.

Si bien la correlación topológica puede expresar fácilmente la rugosidad sin tener que modelar minuciosamente una superficie de un objeto, un vector normal debe correlacionarse con cada píxel de una superficie del objeto y han de llevarse a cabo cálculos de brillo para todos los vectores normales, de lo que resulta un elevado coste de cálculo y un procedimiento que consume tiempo. Por otra parte, la cantidad de memoria que se ha de utilizar aumenta debido a que los vectores normales son almacenados basándose en píxeles. En el método de correlación topológica que utiliza una tabla de consulta de color propuesta en la Publicación de Patente japonesa divulgada al público con el Nº 2002-203355, puesto que los vectores normales se cuantifican para reducir el número de vectores normales de referencia, puede evitarse el incremento del coste de los cálculos y es posible reducir la cantidad de memoria que se ha de utilizar. Aunque la cuantificación de los vectores normales ha sido capaz de solucionar los problemas de la velocidad de tratamiento y la capacidad de memoria, existe aún margen de mejora en la calidad de la imagen.

El documento EP-A-1 331 606 divulga un aparato de tratamiento gráfico que comprende una unidad de memoria de correlación de normal, una unidad de correlación de vector normal, que correlaciona vectores individuales con áreas de superficie dividida, y una unidad de reemplazo de vector normal, que reemplaza el vector normal individual por un vector normal de referencia que es el más análogo en sus características al vector individual. Por otra parte, la divulgación de Kilgard, M. J.: “A practical and robust Bump-mapping Technique for today’s GPUs” (Una técnica práctica y robusta de correlación topológica para las GPUs actuales) , Game Developers Conference [Conferencia de desarrolladores de juegos] 2000, 5 de julio de 2000, págs. 1 a 39, describe una nueva técnica de correlación topológica práctica y robusta.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención acomete los problemas anteriormente descritos, con el propósito general de proporcionar una tecnología de tratamiento gráfico que utilice la correlación topológica, o de simulación de relieve por modificación de normales, y que presente una alta eficiencia de tratamiento y una calta calidad de imagen.

Los anteriores propósitos se consiguen mediante la materia objeto reivindicada de acuerdo con las reivindicaciones independientes.

Con el fin de solucionar los anteriores problemas, una realización de la presente invención es un aparato de tratamiento gráfico. El aparato comprende: una unidad de memoria de correlación de normal, que almacena una pluralidad de relaciones de correspondencia o correlaciones de normal, cada una de las cuales tiene un vector normal como elemento y una resolución diferente, sobre la base del grado o nivel de resolución; una unidad de correlación de vector normal, que establece una correlación o relación de correspondencia de la correlación de normal de un nivel de resolución correspondiente a un grado de detalle en el dibujo de una superficie de un objeto en cuestión, con la superficie, a fin de generar un vector pseudonormal sobre la superficie; una pluralidad de tablas de cuantificación preparadas basándose en el nivel de resolución, que almacenan un conjunto de vectores normales de referencia que cuantifican direcciones de línea normal de la superficie y que tienen diferentes combinaciones de valores de vector basándose en el nivel de resolución; y una unidad de reemplazo de vector normal, que se remite o hace referencia a la tabla de cuantificación del nivel de resolución correspondiente al nivel o grado de detalle del dibujo y reemplaza el vector pseudonormal generado sobre la superficie por uno de los vectores normales de referencia de la tabla de cuantificación.

De acuerdo con esta realización, puesto que la pluralidad de correlaciones de normal que almacenan vectores normales se han preparado basándose en el nivel de resolución, el nivel de resolución que coincide con el grado de detalle en el dibujo de una superficie de polígono puede ser seleccionado para establecer una relación de correspondencia de la correlación de normal con una superficie del objeto en cuestión. Por otra parte, puesto que el vector pseudonormal se cuantifica utilizando la tabla de cuantificación preparada basándose en el nivel de resolución, la cantidad de cálculos del brillo puede ser reducida y es posible también evitar un error de cuantificación con el fin de mejorar la calidad de la imagen.

El aparato puede comprender, de manera adicional: una pluralidad de tablas de consulta preparadas basándose en el nivel de resolución, índices de almacenamiento de los vectores normales de referencia que se han almacenado en las tablas de cuantificación basándose en el nivel de resolución, y valores de brillo de la superficie que se obtienen cuando las líneas de dirección normal de la superficie del objeto en cuestión vienen proporcionadas por los vectores normales de referencia, en correspondencia unos con otros; y una unidad de captación de valores de brillo, que se remite o hace referencia a la tabla de consulta del nivel de resolución correspondiente al grado de detalle en el dibujo y capta el valor de brillo correspondiente al vector normal... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de tratamiento gráfico (100) que comprende:

una unidad de memoria (116) de correlación de normal, que almacena una pluralidad de relaciones de correspondencia o correlaciones de normales, cada una de las cuales tiene un vector normal como elemento y diferente resolución, basándose en un cierto nivel o grado de resolución; una unidad (108) de correlación de vector normal, que establece una correlación o relación de correspondencia de la correlación de normal de un nivel de resolución correspondiente a un grado de detalle de una superficie de un objeto en cuestión, con una superficie, a fin de generar un vector pseudonormal sobre la superficie; una pluralidad de tablas de cuantificación (121) , preparadas basándose en el nivel de resolución, las cuales almacenan un conjunto de vectores normales de referencia que cuantifican direcciones de línea normal de la superficie y que tienen diferentes combinaciones de valores de vector basándose en el nivel de resolución; y una unidad (110) de reemplazo de vector normal, que hace referencia o se remite a la tabla de cuantificación (121) del nivel de resolución correspondiente al grado de detalle de dibujo, y reemplaza el vector pseudonormal generado sobre la superficie por uno de los vectores normales de referencia contenidos en la tabla de cuantificación (121) .

2. El aparato de tratamiento gráfico (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el número de los vectores normales de referencia almacenados en las tablas de cuantificación (121) preparadas basándose en el nivel de resolución, depende del nivel de resolución.

3. El aparato de tratamiento gráfico (100) de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el cual el número de los vectores normales de referencia almacenados en la tabla de cuantificación (121) se ajusta de manera que sea menor que el número de los vectores pseudonormales diferentes generados sobre la superficie del objeto en cuestión.

4. El aparato de tratamiento gráfico (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende adicionalmente:

una pluralidad de tablas de consulta (120) , preparadas basándose en el nivel de resolución, que almacenan índices de los vectores normales de referencia almacenados en las tablas de cuantificación (121) basándose en el nivel de resolución, así como valores de brillo de la superficie obtenidos cuando las direcciones de línea normal de la superficie del objeto en cuestión vienen dadas por los vectores normales de referencia, en correspondencia unos con otros; y una unidad (112) de captación de valores de brillo, que hace referencia o se remite a la tabla de consulta (120) del nivel de resolución correspondiente al nivel de detalle de dibujo, y capta o adquiere el valor de brillo correspondiente al vector normal de referencia formado sobre la superficie.

5. El aparato de tratamiento gráfico de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual:

la unidad (116) de correlación de vector normal selecciona las correlaciones de normales de al menos dos niveles de resolución diferentes correspondientes a los grados de detalle de dibujo, y correlacionan o establecen una relación de correspondencia de las respectivas correlaciones de normales con la superficie con el fin de generar un vector pseudonormal para cada nivel de resolución sobre la superficie; la unidad (108) de reemplazo de vector normal se remite a las tablas de cuantificación de los al menos dos niveles de resolución diferentes y reemplaza los vectores pseudonormales de los respectivos niveles de resolución generados sobre la superficie por alguno de los vectores normales de referencia de las tablas de cuantificación (121) de los respectivos niveles de resolución; y la unidad (112) de captación de valores de brillo se remite a las tablas de consulta (120) de los al menos dos niveles de resolución diferentes, capta los valores de brillo correspondientes a los vectores normales de referencia de los respectivos niveles de resolución generados en la superficie, e interpola los valores de brillo captados entre los al menos dos niveles de resolución diferentes, a fin de adquirir con ello un valor de brillo final de la superficie.

6. El aparato de tratamiento gráfico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual el número de los vectores normales de referencia almacenados en las tablas de cuantificación (121) preparadas basándose en el nivel de resolución, se incrementa a medida que el nivel de resolución se hace más alto.

7. Un método de tratamiento gráfico que comprende:

correlacionar o establecer una relación de correspondencia de una correlación de normal de un nivel de resolución correspondiente a un nivel o grado de detalle de dibujo de una superficie de un objeto en cuestión, con la superficie, con el fin de generar un vector pseudonormal sobre la superficie, de tal modo que la correlación de normal se selecciona de entre una pluralidad de correlaciones de normales, cada una de las cuales tiene un vector normal como elemento y una resolución diferente; reemplazar el vector pseudonormal por un vector normal de referencia cuantificado, al llevar a cabo una cuantificación que tiene diferentes combinaciones de vectores dependiendo del nivel de resolución en el vector pseudonormal generado sobre la superficie; y adquirir o captar una valor de brillo de la superficie bajo la suposición de que una dirección de línea normal de la superficie viene dada por el vector normal de referencia formado sobre la superficie.

8. El método de tratamiento gráfico de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual la captación o adquisición del valor de brillo incluye remitirse a una tabla de consulta (120) que almacena índices de los vectores normales de referencia cuantificados así como los valores de brillo de la superficie del objeto en cuestión, en correspondencia unos con otros, de tal modo que los valores de brillo se obtienen bajo la suposición de que las direcciones de línea normal de la superficie vienen dadas por los vectores normales de referencia, y captar un valor de brillo correspondiente al vector normal de referencia formado sobre la superficie.

9. El método de tratamiento gráfico de acuerdo con la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el cual:

a la hora de generar el vector pseudonormal, se seleccionan las correlaciones de normales de al menos dos niveles de resolución diferentes correspondientes a los grados de detalle de dibujo, y cada correlación de normal se hace corresponder, o correlaciona, con la superficie con el fin de generar un vector pseudonormal para cada nivel de resolución sobre la superficie; para el reemplazo por el vector normal de referencia, se llevan a cabo diferentes cuantificaciones basándose en la resolución, en los vectores pseudonormales de los al menos dos niveles de resolución generados en la superficie, a fin de reemplazar los vectores pseudonormales de los respectivos niveles de resolución por vectores normales de referencia; y a la hora de captar el valor de brillo, se captan o adquieren los valores de brillo de la superficie basándose en el nivel de resolución, bajo la suposición de que las direcciones de línea normal de la superficie vienen dadas por los vectores normales de referencia de los al menos dos niveles de resolución diferentes generados en la superficie, y los valores de brillo captados se interpolan entre los al menos dos niveles de resolución diferentes con el fin de adquirir un valor de brillo final de la superficie.

10. Un programa informático, de tal manera que el programa informático está configurado para hacer que una computadora lleva a cabo etapas del método según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, cuando se hace funcionar en una computadora.

FIG. 1