CN1182491A - 用于创建和增强纹理映象的计算机图形*** - Google Patents

Abstract

通过显示空间与模型空间之间的关联性检验扩展与产生显示图像的几何数据一起使用的补充数据—例如纹理数据。存储补充数据(40)的纹理映象(30)首先因为新的纹理数据(例如颜色)被施加到二维显示空间中的一个图像(48)而得到增强。该数据在三维模型空间(32)中的位置被确定并被转换到纹理映象空间(30),以接受所施加的新的纹理数据。通过对纹理元素的扫描转换及调和,在纹理映象中添置纹理数据。

Description

用于创建和增强纹理映象的计算机图形***

一般来说，计算机图形***涉及在阴极射线管(CRT)的屏幕上显示数据来实现动态图像。显示一般由一个包括数千个图象元素(象素)的矩形阵列组成。阵列中每个象素表现处理过的象素数据，例如代表颜色、强度和深度的数据。

象素数据可以从一个能高速接收和发送数据的所谓“帧缓存”提供给CRT。为逐个象素地驱动显示而组织和扫描帧缓存的各种格式，在教科书《计算机图形学：原理与实践》(Computer Graphics：Principlesand Practice)第二版中有所叙述。该书作者为Foley、Van Dam、Feiner和Hughes，该版本1987年由Addison-Wesley出版公司出版。

为了通过激励CRT显示屏来顺序显示象素，光栅扫描模式(raster-scan patterns)被广泛使用于电视机和计算机图形领域。光栅扫描操作可以用西文阅读的方式来作比喻，即象素就像单词一样，是自上而下逐行地、自左至右逐个地被扫描的。这样，CRT的激励光束跟踪一个光栅模式来逐象素、逐行、逐帧地实现动态图像。上述引用的教科书中详细描述了多种采用这种显示方式的***。

一般来说，为了支持动态图像显示，要将代表对象或基元(primitives)(例如多边形-如三角形)的三维几何数据存储在一个主存储器(例如磁盘)中。三维几何数据被处理以提供选择数据，选择数据被转换为定义各个象素的二维显示数据。所以，图形图像是由定义被显示对象的原始形状(一般是三角形)形成的。

为了生成显示用的象素，要以特定的观点处理所选基元，并用一个称作“扫描转换”的过程对该基元进行分解，确定其在每个象素中的作用。随着该基元被处理，重叠对象之间的优先性就被分析出来。例如，优先性高的对象会遮盖被模糊对象的表面。因此，该基元被逐一检验，检验它们对累积确定(存储在帧缓存中的)每个象素的作用，直到所有对象都被检验到。在处理基元的同时，纹理可反映在纹理存储器—例如含有一个纹理映象的存储器—中的象素中。

现在来较详细地考察图形处理过程，一般来说，基元被存储于由一坐标***定义的三维“模型”或“现实”空间中。上文提及的Foley等著的教科书在第5章中讨论了现实空间以及几何转换方法。其中有一种转换是进行规范化处理，将视体(view volume)转换为规范视体(canonical volume)。转换后的基元被对照该规范视体进行剪切，然后被进一步转换到二维屏幕空间，用于显示。这些初始操作过程通常是在一个几何子***中执行，这种子***有时被称作图形显示***的前端(front end)。就是说，前端子***全面分析显示模型，并将基元转换到屏幕空间。上文提及的Foley等著的教科书在第8章中讨论了这类子***的结构和操作。一个所谓的后端(back end)子***接着用来自前端的数据，通过对每个基元进行扫描转换，确定每个象素位置上的哪些基元是可见的并相应地为所选象素进行着色，从而创建最后的图像。上文提及的Foley等著的教科书在第18章中讨论了这类操作。

由于对象是由多边形构成的，要在计算机图形图像中更精密地表现细节，可以将对象分解为更多的多边形，例如三角形。然而，实际上这种分解是有限的，这就促使人们开发了一种替代方法，即纹理映射(texture mapping)。纹理映象(texture map)的构成元素被称为纹理元素(texels)，实际上，纹理映象所在空间就是通常在直角坐标系(U、V)中定义的二维空间。基本上来说，通过将纹理映射到基元上，使基本数据具有某种纹理结构，如具有砖的、甚至是一幅画的结构。上文提及的Foley等著的教科书在第16章中详细讨论了纹理映象和映射。

尽管纹理映射技术已经得到广泛的应用，创建与三维对象有关的纹理映象也出现了一些问题。请注意，如上所述，图像的对象或模型存在于现实空间中，是三维的，而施加到模型的纹理映象存在于二维纹理空间中。现在来考察一下过去采用的一些实现所需显示纹理的技术。

按照一种现有技术方法，通常，三维模型由一人创建，而模型对象的二维图像则由另一人创建。第三人的任务是努力变形(warping)二维图像以与三维模型相配，或是努力变形三维模型以与二维图像相配。由于对象与图像二者是分开创建的，所以这个任务通常是费力又费时，效果很差。这种操作好比是要把一个人的脸部照片拉拉扯扯，以准确地贴到一个木偶的脑袋上。

另一种方法是，三维模型以图形的形式创建，加以显示。二维纹理映象也被显示出来。

在一个交互作用的操作中，操作人员修改二维纹理映象，然后观察其应用到模型上后的效果。这种操作有些像是削下一个橘子的皮，将橘皮摊平，试图在橘皮上画个地图，使得当把橘皮重新包回橘子上时，地图的画面还要准确。局限在于画面只能在橘皮平时方可加上去。这种方法也同样笨拙而又费时。

还有另外一种建立和显示三维模型的方法。将按照一个特定视角的模型方位从三维空间映射到二维纹理空间。颜色、透明度及其它数据被直接施加到所选择的三维模型视图上。然后通过映射将数据转换成纹理映象。这种方法的问题是，它依赖所取的视图。就是说，一旦模型的尺寸缩放、转动、平移或以其它方式移动，纹理映象中的数据就没有用了。从三维模型空间到二维纹理空间的映射仅仅对一个方位存在着。还有，如果已经定义了一个永久性的映射(一个不依赖于方位的映射)，这种方法会破坏以前的映射。物理上可比喻为一个橘子，如果移动，其上所画的内容就会丢失。具体来说，如果在橘皮上画了陆地轮廓线作为初始的纹理，随着移动，这些轮廓线会在纹理映象中遭到破坏。

当然，有人提出了其它的方法，包括对上述诸方法的综合运用。例如，有人建议使用一种“微多边形”模型，其中各微多边形的各顶点存储纹理数据。其结果是，该方法解决了视图依赖性的问题，然而却影响了机器的操作性能。注意，数据并非真的是以纹理数据存储的，而是以多边形顶点数据存储的。这样，模型的细节可能不会因纹理映象的放大而放大。这种***在处理复杂模型时也会有局限。

总之，本发明***的目的是解决如上所述的现有各种***的问题。以下具体要详细介绍的是，可以将数据直接放置在模型上，使得调节能够准确地执行。下文还要介绍，向纹理映象中引入新的数据，不会破坏模型空间与纹理空间之间已有的映射。相反新数据将按照已有的从模型空间到纹理空间的映射被施加到纹理映象。此外，数据采样的细节不是受模型的几何细节或多边形细节的限制，而是受纹理空间的分辨率的限制，而纹理空间的分辨率可以独立于模型的细节而被调节。

按照本文所举实施方案，***假设有一个三维模型的几何数据—例如立方体、生物头型或地球，以及一个特定的向例如U、V坐标系内的二维纹理空间的映射。如上所述，***利用几何数据来显示三维模型。补充数据然后被提供，例如用于为模型着色。然后提供新的补充数据—例如用“画刷”—直接在被显示的模型上涂色。注意，作为形式为纹理数据的新的补充数据的来源不止是画刷，而是多种多样的，例如还有图像编辑***和数据变换***。还请注意，补充数据和新的补充数据除了能代表纹理之外，还能代表任意多的其它现象或信息。具体来说，补充数据可以是纹理数据或视觉数据(例如颜色、透明度等)、三维数据(诸如冲击图或错位图的数据)的变换***或形变***、或是二维数据(诸如图像处理内核)的变换***或形变***；还请注意上文提及的Foley等著的教科书502页上讨论的NURBs的使用。

考察模型上涂料或颜色数据的示范例，显然，其中涉及了显示画面的某些选择象素。相应地，这些象素中各象素的颜色数据被存储在一个所谓的“隐藏屏幕”空间中。颜色被存储后，***挑选相关的多边形，例如与这些象素接触的前面(front facing)。利用变换，相关的多边形最终被作为纹理元素(texels)在纹理空间中定位。在本文所举实施例中，用于调和到纹理映象中的纹理元素被进行扫描转换。具体来说，如以下详细介绍的，纹理元素被对应回到整个几何数据，为正在处理的多边形指定屏幕空间中的象素。如果象素是可见的(根据帧缓存的内容)，新数据(颜料)就被调和到帧缓存的内容中。此后，就可以有效地应用该映象来加工纹理，或者处理处于不同位置、从各种角度观察到的基元。

下面结合本说明书中的附图阐述本发明的典型实施方案：

附图1是按本发明构造的一个***的方框示意图；

附图2是在附图1的***中开发的一个纹理映象的图示；

附图3是附图1的***的另一种格式的方框图，图中更详细地表现了存储器和处理的结构；

附图4是表示附图1和附图3的***的操作过程的流程图；

附图5是附图1和附图3的***的一个操作的示意图；

附图6是附图3中***的一个功能部件的方框图。

如上所述，现在详细叙述本发明一个说明性实施方案。不过，按照本发明方法应用的图像显示、数据处理器、创建格式、显示或图像数据的形式、存储和转换技术以及其它要素，可以用各种各样的方式加以实施，有些可能会与所举实施例中的有很大区别。因此，本文所述的特定结构性和功能性细节仅仅是代表性的，不过，它们被认为是为了说明的目的而提供的最佳方案，也是本文中定义本发明范围的权利要求的基础。

首先参见附图1，图形图像显示器中显示一个地球G。正如下文将要详细披露的那样，地球G的模型数据有定义球形的三维几何数据和描绘陆地体L的二维纹理数据。正如下文还要说明的那样，该纹理数据可以以如附图2中所示的二维纹理映象M的形式被存储。

先来看看本文实施方案的功能。假设要求是为地球G着色。为简化操作，便于解释，假设第一步只是在美国的一个西部地区标上新的蓝色斑点SL，例如用来表示盐湖城。包括画刷着色法在内，已知有各种各样的在地球G上标出斑点SL的技术。按照本说明，在斑点SL被标上地球G之后，要对该数据进行处理，然后相应地球G的几何数据，以适当的比例将斑点SL加到纹理映象M中。相应地，斑点SL可以从不同的视点在不同的位置显示在地球G上。

处理数据的操作非常重要，如下所述，一般来说，该操作涉及的数据量远不仅仅止于斑点SL。例如，可能会要求在地球G上的海洋地区涂上蓝色，为陆地体L内的各个国家标上不同的颜色并用斑点表示主要城市。这些操作只要对下文描述的在纹理映象M(附图2)中标出斑点SL的简化操作进行扩充即可。

下面详细叙述根据地球G上的斑点SL在纹理映象M上标出斑点SL的处理操作和结构。不过，首先来看看附图1的图形***的结构。几何数据磁盘10(附图1中左上角)存储着进行显示所需的基本三维几何数据。为表示数据流的路径，图中磁盘10连接到一个几何处理器12，几何处理器起着计算机图形***的前端的作用。就是说，几何处理器12将磁盘10存储的选定的基元—例如三角形或nurbs—转换到屏幕空间来代表显示用数据。众所周知，这里所用的前端图形处理器，可参见上文引用到的Foley教科书的第18章中的论述。就显示地球G而言，几何处理器12处理定义球形地球G的数据。

代表一个球体的数据被从几何处理器12送到描绘处理器(rendering processor)14，描绘处理器可被当作是后端或光栅化处理器，它通过扫描转换代表球体的基元提供帧缓存中的图像。该操作涉及，确定每个象素受哪些基元的作用，再相应地决定象素灰度和构造纹理。就构造纹理而言，描绘处理器14与一纹理存储器18相连，该纹理存储器存储有纹理映象，例如附图2中无SL点(新数据)的映象M。如上所述，对描绘处理器14和纹理存储器18的种种适当的变通，在现有技术水平下是众所周知的，这一点可参见上文引用到的Foley教科书。

从描绘处理器14提供到帧缓存16的象素数据构造了一个图像模型并相应地驱动显示器20来显示地球G。如上所述，***能够按照程序的设计或接口控制，以各种方式移动地球G、补充显示和变换地球G的视点。这些技术众所周知，然而，按照本发明方法，本***能够用例如斑点SL(新的补充数据)来为地球G构造纹理，并且在纹理存储器18中存储该纹理，同时还与该斑点SL一起保留陆地体L的轮廓线(旧的或现有的补充数据)。

在深入讨论之前，现在最好简要地叙述一下显示器20进行图像显示的处理过程。

如上所述，通过对可能出现在显示器上对象素起作用的众多三角形(多边形或其它3D几何基元类型)的检测，在帧缓存中生成各个象素。在对所有被测三角形进行处理的基础上，才在帧缓存16中生成每个象素的累积表示。概括地说，三角形从几何数据磁盘10中被提取后，由几何处理器12在三维模型空间中进行初步处理，再被送到描绘处理器14。然后，优先性高的三角形表面被描绘处理器14在二维空间进行扫描转换，装入帧缓存16。在本方法中，使用众所周知的现有技术，使纹理映象M(附图2)被用来指示陆地体L。相应地，帧缓存16驱动显示器20来显示一个不带斑点SL的地球G的图像。

如上所述，有各种各样的设备能为地球G上色，例如标出彩色斑点SL。具体来说，这种设备被指定一个纹理数据源22，并且例如可以含有一个画刷，一件未决的美国专利申请就披露了这种设备，该专利名称为“使用三维图形模拟物理绘图、绘画介质和特征模型的实时图像生成***”，其序列号为08/195,112。

考察上面的例子可知，通过处理器14到帧缓存16的操作，纹理数据源22可被用来施加蓝色斑点SL。所施加的颜色(蓝色斑点SL)被单独存储于一个隐藏屏幕存储器24中。具体来说，在隐藏屏幕存储器中，所施加的原颜色被对应到斑点SL所在帧缓存阵列中的特定象素。注意，如果有其它方法获得数据，则隐藏屏幕存储器并非必要。

斑点SL在隐藏存储器24存储、在帧缓存16中反映、在地球G上显示后，***接着将斑点SL调和入纹理映象M(附图2)。对于这个操作，本文首先略为概括地介绍一下，然后再参照各种有关的空间坐标***加以详细的叙述(附图3)。首先介绍该操作涉及多边形或其它基元处理时的情形。

对磁盘10中的多边形的处理是顺序进行的。就是说，要检测涉及地球G图像的所有多边形与斑点SL的相关性。具体来说，是检测多边形是否出现在地球图像中的前面。然后是将相关的多边形从三维模型空间转换到二维屏幕空间，检测它们与斑点SL的接近程度。凡是落在斑点SL区域中的多边形(这由顶点确定)，均被转换到纹理空间(纹理存储器18)，以确定与斑点SL相关的纹理元素。相关的纹理元素然后被扫描转换，将合适的纹理元素的内容与蓝色斑点SL的颜色数据进行调和。调和后的数据然后被储存在纹理映象M(附图2)中，为纹理提供有效而用途丰富的添缀。

以下要详细说明，各操作是由各处理器(12、14和26)在各存储单元(10、16、18和24)之间协同执行的。为了更详尽地考察该结构和过程操作，现在参考表示与储存单元的空间相关的处理器的附图3进行说明。

附图3中的方块和方框代表不同空间坐标的存储器。具体来说，纹理存储器方框30为纹理映象提供二维空间。模型空间存储器方块32为几何数据提供三维存储器。规范的空间存储器方块34为规范的几何数据提供三维空间。屏幕空间存储器方框36(帧缓存)为显示数据或屏幕数据提供二维储存空间。此外，隐藏屏幕空间38为所施加的颜色提供二维存储空间。这个方法也适用于三维纹理空间。

为帮助理解，附图3的每个存储器及其内容和处理操作都作了字母标注。例如，存储器方框30含有二维纹理空间b中的纹理数据(一个纹理映象)。存储器方块32含有三维模型空间e中的三维几何数据d。存储器方块34含有在规范的三维空间h中包含的转换的模型数据g。存储器方框36含有二维屏幕空间k中的显示数据j。数据也被提供给方框m作为颜色数据n存储。

从一个存储器到另一个存储器的数据移动，涉及到上文概括叙述过的数据转换。例如，二维纹理空间b与三维模型空间e之间的转换映射既可能是隐含的也可能是明示的，既可能是全程可逆的(globallyinvertible)也可能不是全程可逆的。不过数据的可逆性依具体情况而定。

包括转换在内的各个过程也作了字母标注。具体来说，前端处理器12执行纹理映象方框30与模型空间方块32之间的转换c。模型空间方块32与规范方块34之间的转换用f表示。i代表规范空间方块34与屏幕空间方框36之间的转换。下文将要详尽地解释，所有这些操作都是由映象数据处理器26控制的，该处理器也执行扫描转换操作。注意，在不同的实施方法中，可以采用不同的操作。实际上，各种转换和扫描转换之类的各种操作都是众所周知的，执行操作的结构也是众所周知的。正是执行该过程的设备完成所需的效果。

首先，简要地看一下所述过程中一个显示画面的形成。多边形(图中未予示出)的模型依次定义一个几何方盒42(见附图3)，这些模型被转换为一种规范的形式，表现为空间h中数据g定义的一个规范化方盒44。方盒模型44被从规范空间h转换到方盒模型46(空间k中的数据j)。再请注意，方盒模型是以多边形(三角形—图中未予示出)表达的，它们实际上构成了被转换的数据。

从一个存储器到另一个存储器的数据转换涉及的矩阵操作是现有技术水平下众所周知的。这具体可参阅上述提及的Foley教科书的第18章及附录。这类转换操作由处理器12和14按前向方向执行，由这些处理器与映射数据处理器一起按相反方向执行。概括一下，在有些例子中，数据被分解为三角形序列而后使用，尽管这并非必要。定义方盒42的数据d一般由前端处理器12进行规范化，以提供表示方块44的数据g。然后，规范化方盒44被进行纹理处理(textured)，扫描转换为表示由空间k中数据j代表的方块46的显示数据。所以，方块46是利用几何方盒42和映象48中的数据被显示出来的。

现在假设利用附图1中描述的纹理数据源通过输入端50将定义斑点40的蓝色涂料施加到方盒46上。实际上，斑点40在方块46上显示，颜色数据被存储在作为帧缓存的屏幕空间k中。颜色(或其它所需数据)也被作为数据m被存储在隐藏屏幕空间n中。

图像(方盒46)被显示，并且例如再施加颜色或绘图(斑点40)后，现在***就要为纹理存储器30(参见附图3)中存储的纹理映象标上斑点40。从那个地方，斑点40的数据可以有选择地与任何其它纹理被施加到方块46的各种模型上。

现在对在纹理b(纹理存储器30)中标上斑点40的操作大致作个总结。具体地说，开始的操作要在含有斑点的模型空间e中定位多边形。定位操作可以通过将多边形从模型空间顺序地转换到屏幕空间进行检测而执行。确定选择一个或多个多边形后，该多边形内的纹理元素就被定位并被扫描转换，与构成斑点40的象素重合。现在参照附图3和4详细讨论该操作。附图4表示前端处理器12(附图3)、后端处理器14和映射数据处理器26的协同操作所执行的逻辑操作。

选择或确定(与斑点40)相关的多边形的操作包括检测模型空间e中存储的多边形。为此，如附图4中方框60所示，每个多边形首先被功能f(处理器12)从数据d转换为数据g，为方框62表示的询问操作作好准备。询问操作f所要确定的是，当前的多边形是否是“前面的”(front facing)。本质上来说，如果该多边形不是“前面的”，就将不在图像中显示，因此可以舍弃。而如果该多边形是“前面的”，就必须加以进一步的处理，作为数据g’该操作继续到执行操作i的方框64。

如方框64所示，数据g’(表示一个前面的多边形)被转换到象素模型(即数据j，在屏幕空间k中存储)(附图3)。注意，这是一种具有多边形顶点的转换，以便定义方框64所指示的屏幕空间中多边形的区域。代表多边形的数据j被以j’的形式提供给方框66代表的询问操作(附图4)。具体来说，该询问要确定的是象素(数据j’)与斑点40(具体来说是所用新数据例如颜色)的接近度。如果象素不是落在该颜色所在的区域，就可以舍弃该多边形，过程返回去处理下一个多边形。相反，如果象素落在该颜色区域，该多边形就要接受进一步的处理。具体来说，数据j″被逆转换处理，以确定具体有哪些象素在纹理映象中，方框68表示该操作。按照附图3和4，方框68的操作要通过过程i、f和e进行逆转换操作，以确定指定多边形中具体有哪些纹理元素要被标上颜色。下一步操作一般是要扫描转换该多边形数据a’，如方框70所示。扫描转换涉及对各个(以多边形的数据a’表示的)纹理元素进行处理，以接受颜色。相应地，附图4中方框70表示的步骤顺序处理各个纹理元素。各纹理元素被按顺序处理完毕后，过程返回去处理一个新的多边形(方框60)。

在纹理元素扫描转换的各步骤中，操作c回溯(表示一个纹理元素的)数据a’与几何数据的关系，这如方框72所示。该操作由附图3中的处理器12执行。

实际上，纹理元素被转换，以指示模型空间e中的象素数据d’。注意，实际上，这种“象素数据”可能是多重象素，也可能是部分的象素，这依赖于本文前面所述的所有转换的不同。方框74表示进一步执行一次转换。具体来说，象素d’的数据被转换到屏幕空间，指示象素数据j。在屏幕空间k中，要检测象素数据j的可见性，这由询问方框76表示。如果该象素数据不是可见的，就将其舍弃。反之，就确定了这样一个象素数据，其对应的纹理元素将接受该颜色。具体来说，是用隐藏屏幕空间n中表示颜色的数据m，调和到可能有内容也可能无内容的当前纹理元素中。这个操作由附图4中的方框78表示。其结果是，色彩(即增加的特性)被添加到纹理映象，以便随后进行不同纹理映射操作。该操作结束后，过程进入最后一个询问方框80，以确定该纹理元素是否是该多边形中的最后一个纹理元素。如果是，就结束对该多边形的处理，过程返回到方框60表示的步骤。相反，就说明该多边形还有其它纹理元素必须在扫描转换操作中处理，于是过程要返回到方框72去处理下一个纹理元素。

概括一下，上文提及的Foley教科书描述了扫描转换操作，其中在第884页叙述了对多边形的光栅化操作。本质上来说，对于一个确定的多边形86(附图5)，扫描处理涉及对有关的分立象素区域88进行顺序处理。例如，假设只有多边形86的顶点90在显示中是可见的。例如，多边形86的较低部分被另一个多边形92遮挡(图中作了部分表示)。在这种情况下，对应于图中所示的象素区域88的纹理元素被确定要接受所用的颜色。如上所述，扫描转换期间象素区域88被顺序处理，其结果决定了调和的操作。具体来说，遮挡对比是三维描绘过程中通过保留深度缓存(“z缓存”)而进行的。

上文已经指出，在上述过程的执行中，协同处理是由处理器12和14与映射数据处理器26共同完成的。前端处理器12以及后端处理器14的操作是众所周知的；但是，映射数据处理器26的功能值得作些更深的考察。在这一点上，请注意，从众多的实施方案中，可以采用任何一个来执行所述的过程，但是，作为解释和示意性的内容，我们不妨采用附图6中所示的处理器26。

在数据处理***(附图1)中，控制单元100(附图6)控制以上详细叙述的各操作。如上所述，为此将该控制单元100连接到前端处理器12、描绘或后端处理器14、纹理存储器18、帧缓存16以及隐藏屏幕存储器24。此外，该控制单元与比较器102以及扫描转换单元104之间还有双向的连接线路。再请注意，这些功能可以由现有的处理器结构部件来执行；不过本实施例用控制单元100控制比较器102，来执行附图4中询问方框66表示的检测。与此有些类似，扫描转换单元104执行方框70及以下包括方框72、74、76、78和80表示的该过程各个步骤中所述的扫描转换过程。执行以上详细叙述的示例性过程的一个完整***就是这样就构成的。

相应地，在计算机图形***中，可以采用模型数据来生成由纹理映象映射的图形图像，并且根据本文，还可以进一步对图像施加颜色或其它形式的新的绘图数据，将其调和到纹理映象中。具体来说，这些操作涉及检测模型数据与新的绘图数据或颜色的关联性，以确定特定的模型数据，然后再对其进行转换和检测，以确定接受该颜色的确切的象素位置。相应地，本发明提供了一种有效而方便的***，来生成纹理映象的纹理数据或有关形式的数据，用于图形图像中。

鉴于以上叙述，本发明***显然可以用于计算机图形***，有效而经济地完成各种目的的新数据的补充(在一个显示画面中补充几何数据)。尽管所举实施例主要论述了一种纹理映射或者说一个纹理映射***，该***显然可以采用其它各种实施方案来完成其它各种添加新数据的操作。此外，尽管所举实施例中的要素和配置是特定的，显然该***的结构或过程也可以采用多种其它改进方案。因此，本发明的范围应以下面的权利要求来确定。

Claims (11)

1.一种创建和增强与三维模型关联的映象的计算机图形***，包括：

用于存储和处理三维模型数据的模型装置；

用于存储和处理如用在显示映象中的补充数据的映象装置；

用于为创建或增强显示映象提供新的补充数据的装置；

用于检测所述新的补充数据与所述模型数据的关联性以决定选择模型数据来接受所述新的补充数据的装置；

用于将所述选择模型数据转换到数据位置并相应地存储所述新的补充数据的装置。

2.根据权利要求1的***，其中，所述用于提供数据的装置包含一个画刷。

3.根据权利要求1的***，其中，所述补充数据包含纹理数据。

4.根据权利要求1的***，其中，所述用于检测的装置包含将所述三维模型数据转换到所述新数据的空间以确定所述选择三维模型数据的装置。

5.根据权利要求4的***，其中，所述转换装置包含将所述选择三维模型数据转换到所述补充数据的空间以提供映象位置数据的装置、检测所述映象位置数据的图像可见性以确定可视映象位置的装置、以及将所述可视新数据调和到所述映象装置中所述被确定的可视映象位置上的装置。

6.根据权利要求1的***，其中，所述模型装置存储并处理形式为多边形的三维模型数据。

7.根据权利要求1的***，其中，所述映象装置存储并处理形式为二维纹理元素的映象数据。

8.根据权利要求7的***，其中，所述检测装置包括将三维多边形转换到二维象素的装置。

9.根据权利要求8的***，其中，所述转换装置包括用于将所述选择三维模型数据的多边形转换为二维映象数据的装置，以及用于扫描转换所述二维映象数据以有选择地存储所述新的补充数据的扫描转换装置。

10.根据权利要求9的***，其中，所述扫描转换装置包括，通过所述二维映象数据到所述模型数据的关联性检验为一个选择象素进行定位，用于将所述选择象素转换到屏幕空间以检测所述象素的图像可见性的装置、以及用于将一定的所述新的补充数据调和到所述映象装置中的装置。

11.一种创建和增强存储用于与三维数据关联使用来提供图形图像的补充数据的方法，包括以下步骤：

存储代表一个图形图像的三维数据；

存储与所述图形图像的所述三维数据相关联的补充数据；

提供新的补充数据以增强所述补充数据；

检测与所述新的补充数据关联的所述三维数据，以确定为接受与所述补充数据关联的所述新的补充数据的选择三维数据；

将所述三维选择数据转换到特定的数据位置并相应地存储所述新的补充数据。

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