專利名稱：計算各向異性濾波的細(xì)節(jié)等級的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請大體上涉及計算機(jī)處理以及，尤其涉及圖形處理。
背景技術(shù)：
在圖形處理中，必須將屏幕空間中的像素投影或映射至紋理空間中來對其進(jìn)行紋 理化。將2X2的像素印章或像素方格從x，y屏幕空間投影到U，ν紋理空間。這些原始像 素的投影在紋理空間中形成了四個采樣點(diǎn)。然后濾波每個采樣點(diǎn)周圍的四個紋理像素，以 返回四個經(jīng)濾波的顏色，每個采樣對應(yīng)一個經(jīng)濾波的顏色。如果投影的位置互相接近，則各投影之間的所有紋理像素皆對最終的顏色有貢 獻(xiàn)，得到消除了鋸齒偽影的投影。如果投影的位置互相之間相距太遠(yuǎn)，則采樣點(diǎn)之間的紋理 像素對最終的顏色沒有貢獻(xiàn)。這就由于鋸齒的存在而造成了低質(zhì)量。如果投影之間的距離 相似，則這可通過Mipmapping (MIP映射)技術(shù)來解決。如果投影之間的距離不相似，則用 以防止鋸齒的Mipmapping技術(shù)會由于引入模糊而導(dǎo)致低質(zhì)量。在這種情況下必須使用各 向異性濾波，來同時避免鋸齒和模糊偽影二者。各向異性濾波增強(qiáng)了相對于相機(jī)而處于斜視角的表面上(在此情況下紋理的投 影看上去是非正交的)的紋理像素的圖像質(zhì)量。各向異性濾波可減少或消除鋸齒效應(yīng)而不 引入模糊。


圖1是根據(jù)一個實施例，屏幕空間到紋理空間的映射的描述；圖2是本發(fā)明的一個實施例的流程圖；以及圖3是一個實施例的示意圖。
具體實施例方式通常，通過對多個普通的雙線性或三線性紋理濾波器的結(jié)果進(jìn)行混合，來實現(xiàn)各 向異性濾波。這種混合包括計算細(xì)節(jié)等級以及要使用的紋理采樣數(shù)，以便由采樣所覆蓋的 紋理像素區(qū)域可以消除或者減少鋸齒偽影。橢圓加權(quán)平均定義了一個橢圓，其表示在紋理中的扭曲的濾波器區(qū)域。橢圓加權(quán) 平均基于該橢圓加權(quán)平均橢圓的短軸或長軸長度來計算需要的細(xì)節(jié)等級和采樣數(shù)。然而， 進(jìn)行真正的橢圓加權(quán)平均花銷較大，以至于其并不能在圖形處理單元中使用。根據(jù)一些實施例，可以產(chǎn)生橢圓加權(quán)平均橢圓的長軸或短軸長度的相近的近似 值，此舉為各向異性紋理濾波產(chǎn)生相對較高質(zhì)量的細(xì)節(jié)等級和采樣位置數(shù)目，而不用花費(fèi) 采用真正的橢圓加權(quán)平均時所需要的芯片面積。橢圓加權(quán)平均根據(jù)兩個梯度向量生成一個橢圓，這兩個梯度向量定義了在給定采 樣位置處的紋理扭曲(texture warp)。該紋理扭曲基本上是圖像從屏幕空間至紋理空間的 彎曲。這兩個向量可以定義為(dudx，dvdx)和(dudy，dvdy)。dudx和dvdx項代表對應(yīng)于
4在像素空間中沿著X軸移動一個像素，在紋理空間中的沿著U軸和V軸的距離。類似的，其 他兩項定義為對應(yīng)于在像素空間中沿著Y軸移動一步?？筛鶕?jù)這些梯度來計算近似的長軸和短軸長度。這些近似的軸長的最大誤差是2 的平方根，但是這些長度的乘積精確地等于正確的或真正的橢圓加權(quán)平均長度的乘積。因 此，可以通過計算修正因子來得到正確的軸長，將此修正因子乘以一個軸長以及除以另一 軸長。這樣可以計算基于經(jīng)修正的橢圓加權(quán)平均的細(xì)節(jié)等級和采樣數(shù)，而不會引入在使用 真正的橢圓加權(quán)平均時所固有的芯片面積方面的開銷。此修正因子和橢圓的絕對尺寸或角度無關(guān)。相反，此修正因子依賴于近似的短軸 和長軸的相對長度以及梯度向量之間的角度的余弦值，這兩者的值都位于0到1的范圍內(nèi)。 這樣，對此精確的修正因子的簡單近似得到的長軸或短軸的長度在真實值的百分之二以 內(nèi)。因此，可以高效地計算相近的近似值。參考圖1，可以通過將較長向量a作為長軸的長度來得到近似的長軸和短軸長度。 將較短向量b在向量a上的高度c作為短軸長度。高度c可以是dudx*dvdy減去dvdx*dudy 除以向量a的長度再取絕對值計算得到。將高度c作為近似的短軸長度。這些近似的長軸和短軸長度以一個因子2的平方根不同于正確的橢圓加權(quán)平均 的長軸和短軸長度。盡管如此，這些近似的長軸和短軸長度的乘積等于實際的橢圓加權(quán)平 均的長軸和短軸長度的乘積。因此，兩個假設(shè)長度以相同的因子偏移，但是是在相反的方向 上偏移。該因子只依賴于兩個向量a和b的相對長度以及這兩個向量之間的角度。因此， 基于dudx、dvdx、dudy和dvdy的四變量問題就減少為二變量問題。當(dāng)精確的修正相當(dāng)復(fù)雜并且可能難以實現(xiàn)時，可以采用一種可以以實際的方式實 現(xiàn)的近似。這兩個向量之間的角度的余弦值和這兩個向量的長度比皆限制在0到1的范圍 內(nèi)。因此，它們可以被有效地表示為定點(diǎn)數(shù)。這兩個向量間的角度的余弦值乘以它們的長 度比的平方所得到的乘積也是0到1之間的值。因此這些乘法運(yùn)算也可用高效的定點(diǎn)算法
來計算。由此將該乘積從范圍W.. 1]按比例擴(kuò)大到范圍[1.. V^]以生成所述近似修正因
子，將該近似修正因子乘以長軸長度以及除以短軸長度。這個結(jié)果是在真正的橢圓加權(quán)平 均的長軸或短軸長度的大約百分之二以內(nèi)的軸長。在某些實施例中，此計算可以由查找表來替代。在其他實施例中，可以使用類似的 等式來基于兩個變量，即向量的相對長度和向量之間的角度，來產(chǎn)生近似修正因子。因此，參考圖2，在此圖中圖示的序列10可由硬件或軟件實現(xiàn)。在軟件實施中，指 令序列可存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)中。合適的計算機(jī)可讀介質(zhì)包括任何存儲設(shè)備，包括磁性 存儲器、光學(xué)存儲器、或者半導(dǎo)體存儲器。存儲在這樣的計算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令序列由計 算機(jī)或者處理器執(zhí)行。作為兩個實例，該計算機(jī)或者處理器可為通用處理器或者圖形處理 單元。首先，計算長軸的長度，如模塊12所示。選擇兩個向量中較長的那個向量作為向量 a。之后，計算向量b在向量a上的高度，如模塊14所示。接著，將向量b在向量a上的高 度設(shè)為等于短軸長度，如模塊16所示。最后，如模塊18所示，基于向量a和b之間的角度 以及向量a和b的長度比來計算修正因子。如前所述，隨后，用此修正因子乘以長軸長度以 及除以短軸長度。計算機(jī)系統(tǒng)130，如圖3所示，可包括硬盤驅(qū)動器134和可移動介質(zhì)136，其由總線 104耦合至芯片組核心邏輯110。在一個實施例中，此核心邏輯可(通過總線10 耦合至圖形處理器112和主處理器100。圖形處理器112又可由總線106耦合至幀緩沖器114。幀 緩沖器114可由總線107耦合至顯示屏118，顯示屏118又由總線108耦合至傳統(tǒng)元件，如 鍵盤或者鼠標(biāo)120。在軟件實施方案中，用以實現(xiàn)序列10的相關(guān)代碼可存儲在包括主存儲器132的任 何合適的半導(dǎo)體存儲器、磁性存儲器、或者光學(xué)存儲器中。因此，在一個實施例中，代碼139 可存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)中，如主存儲器132或幀緩沖器114，以供處理器(如處理器100或 者圖形處理器11 執(zhí)行。在軟件實施例中，圖2中所示的序列10可為圖形處理器112的一部分。然而，該 序列也可在存儲在幀緩沖器114或主存儲器132中的軟件(如139所示)中執(zhí)行。當(dāng)然， 這種軟件可駐留在圖形處理器112或任何其他存儲設(shè)備中。這里描述的圖形處理技術(shù)可在各種硬件結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)。例如，圖形功能可集成于芯 片組內(nèi)。作為替代，可使用分立的圖形處理器。作為再另一實施例，圖形功能可由通用處理 器(包括多核處理器)實現(xiàn)。整個本說明書中提到的“一個實施例”或者“實施例”表示結(jié)合此實施例所述的特 定的特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明中包含的至少一個實現(xiàn)方式中。因此，短語“一個實施 例”或“在實施例中”的出現(xiàn)并不必然指代同一實施例。而且，特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可用 除了所圖示說明的特定實施例之外的其它合適的形式來實現(xiàn)，且所有這些形式皆包含在本 申請的權(quán)利要求中。雖然已經(jīng)參照有限數(shù)目的實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以由 此領(lǐng)會許多修改和變化。所附的權(quán)利要求旨在覆蓋落入本發(fā)明實際精神和范圍內(nèi)的所有這 樣的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括估計橢圓濾波器區(qū)域的短軸和長軸的初始長度；生成用于所述估計的長度的修正因子；使用所述修正的長度來對圖形信息進(jìn)行各向異性地濾波。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，估計包括使用兩個向量來定義所述橢圓濾波器區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，估計包括使用所述向量的相對長度和所述向量之 間的角度來估計所述長軸和短軸的長度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，估計所述短軸的長度包括基于用于所述長軸和所 述短軸的向量之間的角度來進(jìn)行估計。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，包括基于所述兩個向量之間的所述角度的余弦值來進(jìn) 行估計。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，包括基于用于所述長軸和所述短軸的向量的長度的比 值來進(jìn)行估計。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，包括僅使用在0到1之間的數(shù)來進(jìn)行估計。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，包括基于修正因子進(jìn)行估計，將所述修正因子乘以所述 長軸的長度以及除以所述短軸的長度。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，包括基于用于所述短軸的向量在用于所述長軸的向量 上的高度來進(jìn)行估計。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，包括使用較短向量在較長向量上的高度作為所述短軸 的長度。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，包括將所述高度計算為dudX*dvdy減去dvdX*dudy除 以用于所述長軸的向量的長度再取絕對值。
12.—種存儲指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令由計算機(jī)執(zhí)行來估計橢圓濾波器區(qū)域的短軸和長軸的初始長度；生成用于所述估計的長度的修正因子；使用所述修正的長度來對圖形信息進(jìn)行各向異性地濾波。
13.如權(quán)利要求12所述的介質(zhì)，進(jìn)一步存儲用于以下的指令使用定義了橢圓濾波器 區(qū)域的兩個向量來估計初始長度，以及使用所述向量的相對長度和所述向量之間的角度來 估計所述長軸和所述短軸的長度。
14.如權(quán)利要求12所述的介質(zhì)，進(jìn)一步存儲用于以下的指令基于用于所述長軸和所 述短軸的向量之間的角度來估計所述短軸的長度。
15.如權(quán)利要求14所述的介質(zhì)，進(jìn)一步存儲用于以下的指令基于所述向量之間的所 述角度的余弦值來估計所述短軸的長度。
16.如權(quán)利要求12所述的介質(zhì)，進(jìn)一步存儲用于以下的指令基于用于所述長軸和所 述短軸的向量的長度的比值來估計所述短軸的長度。
17.如權(quán)利要求15所述的介質(zhì)，進(jìn)一步存儲用于以下的指令僅使用在0到1之間的 數(shù)來進(jìn)行估計。
18.如權(quán)利要求12所述的介質(zhì)，進(jìn)一步存儲用于以下的指令基于修正因子來估計所述短軸的長度，將所述修正因子乘以所述長軸的長度以及除以所述短軸的長度。
19.如權(quán)利要求12所述的介質(zhì)，進(jìn)一步存儲用于以下的指令基于用于所述短軸的向 量在用于所述長軸的向量上的高度來進(jìn)行估計。
20.如權(quán)利要求12所述的介質(zhì)，進(jìn)一步存儲用于以下的指令使用用于所述短軸的向 量在用于所述長軸的向量上的高度作為所述短軸的長度。
21.如權(quán)利要求20所述的介質(zhì)，進(jìn)一步存儲用于以下的指令將用于所述短軸的向量 在用于所述長軸的向量上的所述高度計算為dudX*dvdy減去dvdX*dudy除以用于所述長軸 的向量的長度再取絕對值。
22.一種裝置，包括處理器，用于估計橢圓濾波器區(qū)域的短軸和長軸的初始長度；生成用于所述估計的長 度的修正因子；以及使用所述修正的長度來對圖形信息進(jìn)行各向異性地濾波；以及耦合至所述處理器的存儲器。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，所述處理器用于基于用于所述長軸和所述短軸的向量 之間的角度來估計短軸的長度。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，所述處理器用于基于所述兩個向量之間的角度的余弦 值來進(jìn)行估計。
25.如權(quán)利要求22所述的裝置，所述處理器用于基于用于所述長軸和所述短軸的向量 的長度的比值來進(jìn)行估計。
26.如權(quán)利要求M所述的裝置，所述處理器用于僅使用在0到1之間的數(shù)來進(jìn)行估計。
27.如權(quán)利要求22所述的裝置，所述處理器用于基于修正因子來進(jìn)行估計，將所述修 正因子乘以所述長軸的長度以及除以所述短軸的長度。
28.如權(quán)利要求22所述的裝置，所述處理器用于基于用于所述短軸的向量在用于所述 長軸的向量上的高度來進(jìn)行估計。
29.如權(quán)利要求22所述的裝置，所述處理器用于使用較短向量在較長向量上的高度作 為所述短軸的長度。
30.如權(quán)利要求四所述的裝置，所述處理器用于將所述高度計算為dudX*dvdy減去 dvdx^dudy除以用于所述長軸的向量的長度再取絕對值。
全文摘要
計算各向異性濾波的細(xì)節(jié)等級?？稍趫D形處理中進(jìn)行各向異性濾波而不必實際地計算橢圓加權(quán)平均橢圓。取而代之的是，可以對短軸的長度使用估計值。該估計避免了橢圓加權(quán)平均橢圓的計算中固有的復(fù)雜性并減少了開銷，同時依舊獲得足夠的精度。
文檔編號G06T15/04GK102087751SQ20101053538
公開日2011年6月8日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者L·塞勒 申請人:英特爾公司