高階多項式插值。
[0063] 如下為用于重構(gòu)并用于將像素顏色值計算為已知像素顏色值的加權(quán)和的=階樣 條的示例：
[0064] 在一個實施例中，表示用于確定像素顏色值的加權(quán)和的公式基于如下的權(quán)重 w〇: 陽0化]
[0066] 其中，c(i，如為像素位置（i，如的顏色值，wO為二維樣條函數(shù)，"Filled"為已被 擅染的一組像素。二維樣條函數(shù)是兩個一維樣條函數(shù)的乘積或w(i，j) =k(i)k(j)，其中， 一維樣條函數(shù)k 0基于Don P. Mitchell和Arun N. Netravali在1988年8月發(fā)表在"計算 機(jī)圖形（Computer Graphics)"第22卷第四期第221頁至第228頁中的論文"計算機(jī)圖形 中的重構(gòu)過濾器巧econstruction Filters in Computer Gra地ics)"中描述的S階過濾 公式：
[0067]
[0068]Mitchell和化travali的論文中的距離在縮放的像素空間中被定義：
[0069]
[0070] 通過限制樣本點(diǎn)的相對位置，權(quán)重和分母可被預(yù)先計算到模板中。因為樣條函數(shù) W有界的方式被定義，因此X的大小的尺度變換可用于將函數(shù)擴(kuò)展到期望的支持半徑，諸 如2像素支持半徑。 陽071] 對于大小為nXn的圖塊，可按照（n/k)X(n/k)個可能配置來布置kXk個正方 形。4Xs的采樣率需要S個正方形，從而形成（nXn)X化XkXs)的采樣模式。 陽〇巧圖9示出4X4圖塊中的采樣模式的示例，其中，X標(biāo)記擅染的樣本，0標(biāo)記插值位 置。使用W0為中屯、的5X5模板。假設(shè)該4X4圖塊之外的任何訪問無效，對于4X4圖塊 之外的任何位置，模板具有0權(quán)重，所述0權(quán)重從模板表被移除。假設(shè)左上像素為（0, 0)，表 條目隨后讀取需要的位置（〇,〇)、（2,0)、（0,2)、（2,2)，并且具有適當(dāng)?shù)臋?quán)重巧0、巧1、巧2、巧3， 歸一化因數(shù)為W。通過使用乘法和累加運(yùn)算，針對每個顏色分量，加權(quán)和隨后可被計算為1/ w(wOXc化0)+wlXc化0)+w2Xc化2)+w3Xc化2))。然而，更普遍地，重構(gòu)不局限于一個 圖塊，影響模板的區(qū)域也可擴(kuò)展到鄰近的4X4塊。
[0073]假設(shè)5X5模板，總共存在24個值被預(yù)先計算（由于像素本身不具有顏色值，因此 中屯、總是為0)。在24個值之中，如果每一 4X4圖塊使用8個樣本，則最多一半的值可被擅 染，剩余12個值。在一個實施例中，每個模板被實現(xiàn)為包括非零權(quán)重數(shù)中的4位計數(shù)，之后 為存儲在一個數(shù)據(jù)塊中的8位權(quán)重，隨后為X坐標(biāo)和y坐標(biāo)相對于中屯、坐標(biāo)偏移3位的兩 個數(shù)據(jù)塊。
[0074] 在一個實施例中，模板按采樣模式的順序被存儲。在一個實施例中，針對相同采樣 率的不同采樣模式是彼此的旋轉(zhuǎn)，因此存在兩組模式。運(yùn)些模式可被按行排列存儲在4X4 圖塊內(nèi)，并且具有指向像素（i，j)的數(shù)據(jù)的索引列表。對于采樣掩碼的旋轉(zhuǎn)，坐標(biāo)可被適當(dāng) 地變換。 陽0巧]參照圖10,考慮像素的4X4圖塊，其中，可能的16個像素中的8個樣本被擅染。 在該示例中，考慮加權(quán)函數(shù)，針對每個未知像素定義模板。可在運(yùn)行時間從預(yù)定義的一組模 板得到運(yùn)些模板。對于具有兩個像素的支持半徑的=階模板的示例情況，如果不執(zhí)行超采 樣，則運(yùn)些模板的尺寸將為5X5。如果有必要限制對kXk圖塊區(qū)域的訪問，則針對落在圖 塊之外的運(yùn)種像素，模板可被適當(dāng)?shù)匦薷臑榫哂?權(quán)重。注意到樣本的數(shù)量無需少于像素 的數(shù)量是重要的。在需要超采樣W進(jìn)行抗銀齒的區(qū)域中樣本的數(shù)量可超過像素的數(shù)量，例 如針對16個像素的4X4圖塊的32個樣本。對于運(yùn)樣的情況，將添加適當(dāng)?shù)念A(yù)先計算的模 板。
[0076]在一個示例中，每個采樣模式被定義為稀疏的正方形模式的組合（例如，四個樣 本W(wǎng)正方形模式被擅染）。在四個像素的組（四邊形）為處理的默認(rèn)單位的應(yīng)用中選擇正 方形模式是有用的。然而，更普遍地，在采樣模式中可使用采樣位置的其它布置。在一個實 施例中，采樣模式是4X4圖塊內(nèi)的大小為3X3的正方形。因此，相鄰頂點(diǎn)沿著每個軸相距 兩個像素。
[0077] 在一個實施例中，相同采樣模式用于W給定采樣率被二次采樣的各個帖的所有區(qū) 域中。在該實施例中，相同采樣模式用于W給定采樣率被二次采樣的所有圖塊中，運(yùn)是因為 運(yùn)導(dǎo)致每個帖內(nèi)的樣本位置的間隔一致，從而滿足重構(gòu)例程。
[0078] 在一個實施例中，采樣模式基于四邊形W使用單指令多數(shù)據(jù)（SIMD)處理單元。樣 本的一致間隔提供魯棒的插值并幫助在最終圖像中實現(xiàn)全像素分辨率。
[0079] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的自適應(yīng)解樣和樣條插值的一般方法。在1005確 定圖塊的速度范圍是否在用于二次采樣的速度范圍內(nèi)并且檢查邊緣的存在。在1010確定 二次采樣率并選擇采樣模式。在1015基于采樣模式對圖塊的像素進(jìn)行著色。在1020執(zhí)行 重構(gòu)W對缺失的像素值進(jìn)行插值，在重構(gòu)中可執(zhí)行樣條插值。
[0080] 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的執(zhí)行S階樣條插值的方法。在1105圖塊被選擇 用于稀疏采樣。在1110選擇采樣模式。在1115針對采樣位置擅染像素。在1120基于預(yù) 先計算的權(quán)重經(jīng)由=階樣條插值執(zhí)行缺失的像素數(shù)據(jù)的重構(gòu)。
[0081] 圖13示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的使用包括預(yù)先計算的權(quán)重模板的方法。在1205 在采樣模式中針對每個缺失的像素位置產(chǎn)生預(yù)先計算的權(quán)重。在1210存儲包括預(yù)先計算 的權(quán)重的模板。在1215在運(yùn)行時間期間訪問存儲的模板。在1220訪問的模板I用于執(zhí)行 =階樣條插值。
[0082] 平流和重構(gòu)的示例比較
[0083] 圖14示出平流和經(jīng)由S階樣條的重構(gòu)的方面的示例。圖塊大小為4X4圖塊大小。 先前帖中的像素模式為棋盤模式。由R表示擅染的像素值。在左側(cè)的示例中，執(zhí)行平流W 重復(fù)使用4X4圖塊中的來自先前帖的像素顏色數(shù)據(jù)中的一半。與圖塊相關(guān)聯(lián)的速度非常 低，并且像素中的一半通過從先前帖的像素值復(fù)制被平流。針對四個像素示出箭頭W指示 來自先前帖的相同圖塊的像素數(shù)據(jù)的重復(fù)使用。在運(yùn)種情況下，顏色信息被復(fù)制并且不滲 色。在右側(cè)的示例中，存在與每一帖半像素位移相應(yīng)的大的圖塊速度。在該示例中，基于= 階樣條插值執(zhí)行重構(gòu)。沿X方向的半像素的速度導(dǎo)致每個擅染的像素具有恰好在黑色和白 色中間的灰色。重構(gòu)的像素從而具有相同的值。也就是說，顏色值被校正，并且全分辨率擅 染還將創(chuàng)建相同的值。
[0084] 自動逐圖塊的自適應(yīng)擅染示例
[00化]圖15A示出場景具有像素速度與其它區(qū)域不同的區(qū)域并且一些區(qū)域包括顏色邊 緣的帖的示例。作為示例，場景可包括一個騎摩托車的人騎在摩托車上W及靜態(tài)對象和準(zhǔn) 靜態(tài)對象（諸如在風(fēng)中緩慢運(yùn)動的植物）。因此，存在可W按照不同速度機(jī)制被分類的區(qū) 域。因此，如圖15B中的框所示出的那樣，場景的不同區(qū)域具有不同的像素速度，并且一些 區(qū)域提供用于自適應(yīng)擅染的不同機(jī)會。結(jié)果，在各個帖中，系統(tǒng)自動地分析各個圖塊并W逐 個圖塊為基礎(chǔ)確定是進(jìn)行解樣并執(zhí)行平流，解樣并執(zhí)行=階樣條插值還是使用標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)采 樣方案。還可圖塊為基礎(chǔ)分別做出是否執(zhí)行超采樣的決定。由于系統(tǒng)自動地執(zhí)行該優(yōu) 化，因此假設(shè)相關(guān)參數(shù)值被分別定義，則不需要應(yīng)用開發(fā)者進(jìn)行特定輸入。
[0086] 立體擅染示例
[0087] 本發(fā)明的實施例可用于產(chǎn)生單個（非立體的）顯示。然而，本發(fā)明的實施例還可 應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的立體擅染。參照圖16,考慮針對每只眼睛產(chǎn)生與左眼圖像和右眼圖 像相應(yīng)的分開的圖像的情況。平流可用于提高立體擅染的效率。在一個實施例中，產(chǎn)生左 眼圖像。平移運(yùn)動（motiontfgj被定義為將左眼圖像的部分變換到右眼圖像的平移。在一 個實施例中，樣本產(chǎn)生器決策被擴(kuò)展為針對右圖像做出采樣決定W試圖對來自左圖像的像 素值進(jìn)行平流。在一個實施例中，采樣基于Z并執(zhí)行關(guān)于左圖像和右圖像的最小Z是否大 于闊值Z的測試。如果最小狂左，Z右）>Z闊值，則使用motiontraJ尋像素從左帖平流到右 帖。否則，擅染的基礎(chǔ)是基于運(yùn)動的采樣率。如圖11中所示，運(yùn)導(dǎo)致右眼圖像為來自左眼 圖像的平流的像素與擅染的像素的組合。
[0088] 圖17示出將自適應(yīng)擅染應(yīng)用于凹式擅染（foveatedrendering)的實施例。人眼 視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)具有凹陷部分，該凹陷部分在健康的人眼中提供最高的視覺敏銳度。健康人 眼的最大視覺敏銳度在小的椎角內(nèi)并且隨著角距的增大而下降。凹式擅染對用戶正在觀看 的地方附近的較詳細(xì)的細(xì)節(jié)進(jìn)行擅染，并減少遠(yuǎn)離焦點(diǎn)的細(xì)節(jié)。圖17示出焦點(diǎn)（x，y) 1725。 采樣率隨著距焦點(diǎn)的半徑距離的增加而減?。ɡ纾?/(距焦點(diǎn)的距離））。可特定半 徑距離按照步進(jìn)方式執(zhí)行減小。例如，可在半徑距離為r01715的圓形區(qū)域1720中擅染特 定數(shù)量的樣本。在從rO至rll705的圓環(huán)區(qū)域1710中擅染較少數(shù)量的樣本。在具有