一种用于图形设备接口的笔画模型方法.pdf

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1、四论文一种用于图形设备接口的笔画模型方法黄东运雷欢卢杏坚(广东省自动化研究所)摘要：视频监控的在屏交互过程中，需要快速地对交互控件、感兴趣区域、活动标记等图形和图像进行绘制，为避免画面的停滞感，要求图形设备接口能快速进行绘制。为此，提出了一种笔画模型方法。利用DirectX的原始绘制能力，该方法将绘制任务转换成笔画对象，使视频系统在实时运行过程中，只需将已转换的笔画对象的绘制数据提交给DirectX进行渲染和显示即可，降低重复绘制时间，满足系统的快速绘制要求。基于笔画模型方法，开发了一种可快速绘制的图形设备接口。关键词：笔画模型；原子

2、绘制；二维；三维；DirectX：图形设备接口境要求比较高L1J。0引言本文提出一种笔画模型方法，该方法利用随着计算机技术的发展，传统的视频监控系统慢DirectX提供的原始绘制和纹理渲染功能，实现视频慢退出市场，新的网络型、智能型、交互型、高清型窗口快速绘制，可以满足大分辨率数字图像和大帧率的视频监控系统得到快速发展。可交互型的视频监控播放的视频窗口绘制任务的要求，为视频监控系统提系统在视频窗口绘制多种交互控件、感兴趣区域供一种易用、开发环境和应用环境要求较低、功能强(RegionofInterest，ROI)、活动标记的同时，也要

3、大的图形和图像绘制模块。与此同时开发出一种基于求及时响应用户的外部请求。高清晰度电视使用的数笔画模型的图形设备接口(StrokeModelingBased字图像分辨率最高可达1920~1080像素，帧率高达GraphicsDeviceInterface，SM-GDI)，以该模块为例60s，非压缩的彩色图像帧几乎占用6兆的存储空描述笔画模型的方法、原理和使用方式。间。视频系统每秒需要绘制大量图像，并在视频窗口1视频监控系统的绘制过程或全屏显示的视频区域内进行交互(简称在屏交互)，对此传统的图形设备接121(GraphicsDeviceI

4、nterface，图像设备接口的主要功能是对各种几何图形，如GDI)无法满足绘制要求。直线、圆、椭圆、矩形为更好地提高绘制速度，除了使用性能更高的硬以及文字和数字图像在件配置外，在Windows操作系统中，视频监控系统窗口或屏幕上进行绘直接调用DirectX提供的应用编程接口进行图像和图制。视频监控的视频窗形绘制或使用WPF提供的应用编程接口进行绘制。口中图像和图形绘制一DirectX是微软为了解决大型游戏系统大量图像和图般包括两个部分：①背形绘制的需求提出和发展而来的。DirectX9应用编程景图像帧的绘制，即当接口封装完全针对3D

5、图像或图形的绘制，对于大部前采集到的数字图像；分情况下使用2D图像或图形绘制的视频监控系统来②前景图形对象的绘说，直接使用比较困难，需要大量的编程。WPF是制。典型的视频窗口绘微软最新发布的GDI，在DirectX的基础上开发，对制过程如图1所示。DirectX提供的函数和机制进行了进一步封装。WPF绘制过程中，一般的使用需要庞大的．net框架支持，且对开发系统和环先绘制背景图像，然后图1典型的视频窗口绘制2012年第4期自动化与信息工程1绘制前景对象，如交互控件、活动标记。绘制背景图绘制；像时一般需要绘制整个视频窗口。每次绘制完成后

6、，(2)In-MemorySurface直接绘制到VideoCard需要将所有的前景对象重新绘制一遍，然后提交给显Surface；示器进行显示。(3)利用VideoCardSurface的拉伸功能进行数整个绘制的过程(见虚线框内)由绘制背景图像字图像拉伸绘制加速；和前景对象所需要的时间及提交给显示器显示的时(4)灵活的纹理渲染功能。间构成。背景图像的数量一般不变，但图像分辨率越DirectX提供的这些功能和接口，可以实现2D图大绘制时间越长；前景对象的数量随不同的应用场所形设备接口中要求完成的几何图形和BITMAP格式会发生变化，数量

7、越多所需要的绘制时间越长；在提数字图像的绘制任务，满足文中提出的利用笔画模型交绘制结果时，提交给显卡设备的速度越快，耗时就方法实现GDI的底层接口要求。越短；视频系统的图像采集帧率越大，视频窗口里面2．2笔画模型进行绘制的时间要求越短。SM．GDI将视频窗口看作一个画板，每次绘制的2基于DirectX的笔画模型结果，都被称之为笔画。在进一步描述模型方法之前，需要阐述本文的3个定义。为满足大帧率的快速绘制要求，GDI需要降低背定义1笔画：一个单独的绘制执行，可以是一景图像和前景对象绘制时间以及绘制结果显示时间。个基本的几何图形，如点、直

8、线、圆或一段文本、一在不需要拉伸的情况下，背景图像的绘制基本上是一幅图片。在系统中被认为是不可再分的最小绘制单个像素拷贝过程，方法优化的可能性不大，而在需要位。拉伸的情况下，有一定的优化空间；前景对象绘制数定义2原子绘制