基于图形硬件的纹理图像编码与实时绘制算法-[计算机学报]

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1、第30卷第2期计算机学报v01．30No．22007年2月CHINESEJOURNAI．()FCOMPUTERSFeb．2007===——=============——================——==================一=基于图形硬件的纹理图像编码与实时绘制算法汤颖¨张宏鑫2’张美玉1”(浙江工业大学软件学院杭州310014)2’(浙江大学cAD＆cG国家重点实验室杭州310027)摘要真实感绘制对于细节的要求越来越高，应用程序通常采用多幅或大幅分辨率很高的纹理图像，有限的内

2、存空间就成了一个制约的瓶颈．针对纹理图像的特点和可编程图形硬件的特殊要求，该文提出了一种新的面向绘制的编码算法——增量式纹理编码算法及相应的解压绘制算法，有效地解决了纹理存储容量和真实感之间的矛盾，并利用可编程图形硬件实现了实时解压绘制．该算法在图像压缩编码过程中，动态添加码表内容，只有当已有码表内容不能表示当前图像区域时，才增加码表内容．这种方法不仅能够对于自相似性较强的纹理图像取得很高的压缩比，而且由于码表的动态更新特性，可以对图像序列进行流式编码．在绘制纹理时，该算法充分利用了现有可编程图像

3、硬件的特性，实现=r实时解压绘制．文中分别对于静态图像和动态图像序列进行了实验，结果显示，此方法能灵活有效地对各类纹理图像进行编码．关键词纹理图像；图像编码；可编程图形硬件中图法分类号TP39lGPU—BasedTextureEncodingandReal—TimeRenderingTANGYin91’ZHANGHong—Xin2’ZHANGMei—Yul’1’(So^训口阳Sc矗oof，Z矗巧如ng【扁i口ersizyo，TP施加Zog∥，Hnn92^o“310014)2’(S把把K8yL口60

4、r日￡oryo，CAD&CG，Z^印池ngU"i珊rsi砂，Hn”gz^o“310027)AbstractInphotorealisticrendering，multiplehigh—resolutiontextureimagesareneededtoadddetailstothescene，whichmakesthelimitedtexturememoryexhaustedsoon．ThispaperproposesanoVelencodingalgorithmfortextureimage—i

5、ncrementaltextureencodingalgorithm，forwhichthecompressedtexturesaredecompressedandrenderedinreal—timebyprogrammablegraphicshardware．Thismethodgraduallyfillsinthecodebookbydynamicallyaddingintheelementswhenthecurrentcodebookcannotencodetheregionoftheim

6、agebeingprocessed．Inthisway，themethodcannotonlyproduceshighcompressionratiofortextureimageswithself—simiiarlty，butaIsoencodetheimagesequencesinastream—likemannerduetothepropertyofdynam—icallyupdatingthecodeb。ok．Experimentalresultsshowthatthemethodisef

7、fectiveandefficientinencodingandrenderingstill／animatedtextures．Keywordstexture；imageencoding；programmablegraphicshardware从CatmullⅢ提出后，得到了广泛的应用，目前多数引口硬件绘制平台支持实时纹理映射．要实现实时纹理映射，硬件需要专门的内存空间来存储纹理图像以纹理映射作为真实感绘制的一种重要技术，自支持对像素的实时读写．当应用程序需要多幅或大收稿日期：2006。307；修

8、改稿收到日期：200610一12．本课题得到国家自然科学基金(60403046，60673063)资助．汤颖，女，1977年生，博士，讲师，主要研究方向为真实感图形、纹理映射、纹理合成及纹理压缩．E—mail：ytang@cad．zju．edu．cn．张宏鑫，男，1975年生，博士，助理研究员，主要研究方向为细分曲面理论、快速曲面造型方法、基于物理的计算机动画及纹理合成等．张美玉(通信作者)，女，】965年生，副教授，主要研究方向为人工智能、真实感图形学及图像处理．E—mail：z