[发明专利]使用人机界面进行绘图的方法和系统

说明书

本申请公开了一种使用人机界面进行绘图的系统和方法，包括：CPU、FPGA、存储器和显示器；CPU，用于将包括绘图元素的数据写入所述存储器；FPGA，用于从存储器中读取绘图元素，判断所述绘图元素的类型，并分别进入三角形处理流程和纹理处理流程，进行并行处理；并将三角形数据和纹理数据进行颜色混合；CPU还用于在绘图元素读取完毕时，通过FPGA控制显示器显示进行颜色混合后的数据。本申请增加了图像处理的并行度，分离了纹理贴图和三角形着色的步骤，不仅可以将CPU从繁重的图形处理与绘制的任务中解放出来，而且加快了图像处理速度。

技术领域

本申请涉及图像处理，尤其涉及一种使用人机界面进行绘图的方法和系统。

背景技术

人机交互系统是人和机器间的接口，有重要的现实意义。随着计算机软硬件技术飞速发展，计算机系统性能大幅提升且成本急剧下降，计算机及其相关技术作为人机交互系统的重要组成技术持续发展。向使用者提供更加易学、易记和易用的操作界面是当前乃至未来一段时间内人机交互技术的首要任务。

人机界面（Human Machine Interface，简称HMI）则是人机交互中的一个重要媒介，它实现计算机内部的形式与人类可以接受的形式之间的转换。图形用户界面(GraphicUser Interface)作为该技术的核心内容，以其丰富的图形图像信息、直观的表达方式与用户进行交互。嵌入式图形用户界面是嵌入式实时操作系统的一个重要组成部分，所以人机界面的绘图速度是其性能衡量的一个很重要的指标。

传统的嵌入式系统中人机交互界面的实现方法为纯软件绘图模式，而不具备独立的图形处理的硬件模块。随着图形用户界面的不断发展，人机界面的绘图的精度要求不断提高，传统的人机界面绘图架构逐渐出现了绘图速度慢与功耗大的问题。同时，很多时候在嵌入式系统中CPU要进行很复杂的运算，图形处理部分若占用大量CPU资源无疑会降低CPU运算速度。

发明内容

本申请提供一种使用人机界面进行绘图的系统和方法。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种使用人机界面进行绘图的系统，包括：CPU、FPGA、存储器和显示器；

所述CPU，用于将包括绘图元素的数据写入所述存储器；

所述FPGA，用于从所述存储器中读取绘图元素，判断所述绘图元素的类型，所述绘图元素的类型包括三角形和纹理，根据所述绘图元素的类型分别进入三角形处理流程和纹理处理流程，进行并行处理，使三角形处理流程输出的三角形数据，使纹理处理流程输出的纹理数据；并将所述三角形数据和所述纹理数据进行颜色混合；

所述CPU还用于在所述绘图元素读取完毕时，通过所述FPGA控制所述显示器显示进行颜色混合后的数据。

上述系统中，所述FPGA包括人机界面HMI、内存控制器、显示控制器和内部总线；所述内存控制器分别与所述存储器、所述人机界面HMI、所述显示控制器连接，所述人机界面HMI和所述显示控制器分别与所述内部总线连接，所述存储器通过所述内存控制器与所述内部总线连接。

上述系统中，所述人机界面HMI还用于判断三角形数据是否作为动态掩膜的信息，若是，则将三角形数据输入纹理处理流程进行纹理处理；将三角形透明度信息附加在三角形颜色信息中。

上述系统中，所述人机界面HMI包括纹理处理模块、三角形着色模块和颜色混合模块；所述三角形着色模块用于计算三角面的参数和每个像素点的颜色值，并输出三角形数据；所述纹理处理模块用于读取纹理的压缩数据，进行解压操作后输出纹理数据；所述颜色混合模块将所述三角形数据和所述纹理数据进行颜色混合。

上述系统中，所述三角形着色模块用于在三角形作为动态掩膜信息时，将三角形的透明度信息输出至所述纹理处理模块，所述纹理处理模块还用于将三角形透明度信息附加在三角形数据在输出。