Пристрій для визначення інтенсивності спекулярної складової кольору

Пристрій для визначення інтенсивності спекулярної складової кольору, який містить п'ять регістрів, мультиплексор, суматор, лічильник, блок постійної пам'яті, два блоки множення, блок керування, перший вихід якого з'єднаний з входом лічби лічильника, вихід входу переносу якого підключений до третього входу блока керування, другий вихід якого з'єднаний з керуючим входом мультиплексора, а третій вихід - з входом запису в четвертий регістр, вихід якого з'єднаний з першим входом другого блока множення, другий вхід якого підключений до виходу блока постійної пам'яті, вхід якого з'єднаний з виходом п'ятого регістра, перший, другий, третій, четвертий та п'ятий інформаційні входи пристрою підключені відповідно до U 2 (19) 1 3 тього входу блока керування, другий вихід якого з'єднаний з керуючим входом мультиплексора, а третій вихід - з входом запису в четвертий регістр, вихід якого з'єднаний з першим входом другого блоку множення, другий вхід якого підключений до виходу другого блока постійної пам'яті, інформаційний вхід якого підключений до виходу п'ятого регістра і входу дешифратора, перший, другий, третій та четвертий виходи якого з'єднані відповідно з найстаршим та трьома наступними розрядами адресного входу першого блока постійної пам'яті, вихід другого блока множення з'єднаний з інформаційним входом першого блока постійної пам'яті, перший, другий, третій, четвертий та п'ятий інформаційні входи пристрою підключені відповідно до інформаційних входів першого, другого, третього, п'ятого регістрів та лічильника, перший, другий, третій та четвертий входи запису в пристрій підключені відповідно до входів запису в перший, другий, третій та п'ятий регістри, п'ятий вхід запису в регістр з'єднаний з входом запису в лічильник, вхід початкового установлення та вхід «Пуск» з'єднані відповідно з першим та другим входами блока керування, четвертий та п'ятий виходи якого підключені до виходу «Кінець» і виходу ознаки достовірності даних, вихід першого блоку множення підключено до інформаційного виходу пристрою, а перший та другий входи з'єднані відповідно з виходом першого регістра і виходом першого блока постійної пам'яті, вихід другого регістра підключений до другого входу суматора, вихід якого з'єднаний з першим інформаційним входом мультиплексора, вихід якого підключений до інформаційного входу четвертого регістра, а другий інформаційний вхід - до виходу третього регістра, другий вхід суматора з'єднаний з виходом четвертого регістра [Патент України № 71489, МПК7 G06T 15/50, опубл. 15.11.2004 р., Бюл. № 10]. Недоліком пристрою є низька точність визначення спекулярної складової кольору, що призводить до нереалістичного відтворення відблиску. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для визначення інтенсивності спекулярної складової кольору, у якій за рахунок введення нового блоку і зв'язків досягається підвищення точності визначення інтенсивності спекулярної складової кольору, що призводить до формування більш реалістичних графічних зображень. Поставлена задача досягається тим, що в пристрій для визначення інтенсивності спекулярної складової кольору, який містить п'ять регістрів, мультиплексор, суматор, лічильник, блок постійної пам'яті, два блоки множення, блок керування, перший вихід якого з'єднаний з входом лічби лічильника, вихід входу переносу якого підключений до третього входу блока керування, другий вихід якого з'єднаний з керуючим входом мультиплексора, а третій вихід - з входом запису в четвертий регістр, вихід якого з'єднаний з першим входом другого блоку множення, другий вхід якого підключений до виходу блока постійної пам'яті, вхід якого з'єднаний з виходом п'ятого регістра, перший, другий, третій, четвертий та п'ятий інформаційні входи пристрою підключені відповідно до інформацій 57784 4 них входів першого, другого, третього, п'ятого регістрів та лічильника, перший, другий, третій та четвертий входи запису в пристрій підключені відповідно до входів запису в перший, другий, третій та п'ятий регістри, п'ятий вхід запису з'єднаний з входом запису в лічильник, вхід початкового установлення та вхід «Пуск» з'єднані відповідно з першим та другим входами блока керування, четвертий та п'ятий виходи якого підключені до виходу «Кінець» і виходу ознаки достовірності даних, вихід першого блоку множення підключено до інформаційного виходу пристрою, а перший вхід з'єднаний з виходом першого регістра, вихід другого регістра підключений до другого входу суматора, вихід якого з'єднаний з першим інформаційним входом мультиплексора, вихід якого підключений до інформаційного входу четвертого регістра, а другий інформаційний вхід - до виходу третього регістра, другий вхід суматора з'єднаний з виходом четвертого регістра введено блок дистрибутивної функції, вхід якого з'єднаний з виходом другого блоку множення, а вихід - з другим входом першого блоку множення. На фігурі 1 зображено схему пристрою. На фігурі 2 приведено карту прошивки другого блоку 9 постійної пам'яті. На фігурі 3 зображено графіки максимальних відносних похибок апроксимації епіцентру відблис n  cosk     k    (f1(n)) та ку для функцій прототипу пристрою, що пропонується cosk() (h1(n)). На фігурі 4 зображено графіки максимальних абсолютних похибок у зоні затухання для функцій  n  cosk     k    (f2(n)) та пристрою, що прототипу k пропонується cos () (h2(n)). Пристрій для визначення інтенсивності спекулярної складової кольору (фіг. 1) включає перший регістр 1, другий регістр 3, третій регістр 4, п'ятий регістр 2, лічильник 5, суматор 6, мультиплексор 7, четвертий регістр 8, блок 9 постійної пам'яті, другий блок 10 множення, блок 11 дистрибутивної функції, перший блок 12 множення, блок 13 керування. Пристрій має входи 1526, виходи 2729. Перший 15, другий 19, третій 21 і четвертий 17 інформаційні входи пристрою з'єднані відповідно з інформаційними входами першого 1, другого 3, третього 4, п'ятого 2 регістрів. П'ятий інформаційний вхід 23 пристрою з'єднаний з інформаційний входом лічильника 5. Перший 16, другий 20, третій 22, четвертий 18 та п'ятий 24 входи запису в пристрій з'єднані відповідно з входами запису в перший, другий, третій, п'ятий регістри та в лічильник 5. Вхід 25 початкової установки пристрою з'єднаний з першим входом блоку 13 керування. Вхід 26 «Пуск» пристрою з'єднаний з другим входом блоку 13 керування. Четвертий і п'ятий виходи блоку 13 керування з'єднані відповідно з виходом 28 «Кінець» і виходом 29 ознаки достовірності даних. Вихід першого блоку 12 множення з'єднаний з інформаційним виходом 27 пристрою. Вихід першого регістру 1 з'єднаний з першим входом першого 5 57784 блоку 12 множення, другий вхід якого підключений до виходу блоку 11 дистрибутивної функції . Перший вхід другого блоку 10 множення з'єднаний з виходом четвертого регістра 8 та першим входом суматора 6, вихід якого підключений до першого інформаційного входу мультиплексора 7. Виходи другого регістра 3 та третього регістра 4 з'єднані відповідно з другим входом суматора 6 та другим інформаційним входом мультиплексора 7, вихід якого підключений до інформаційного входу четвертого регістра 8. Вхід запису в четвертий регістр 8 з'єднаний з третім 37 виходом блоку 13 керування. Керуючий вхід мультиплексора 7 підключений до другого 36 виходу блока 13 керування. Вихід п'ятого регістра 2 з'єднаний з молодшими розрядами адресного входу блоку 9 постійної пам'яті. Вихід блоку 9 постійної пам'яті підключений до другого входу другого блоку 10 множення. Вихід переносу лічильника 5 з'єднаний з третім 35 входом блоку 13 керування, перший 34 вихід якого підключений до входу лічби лічильника 5. Вихід другого блоку 10 множення з'єднаний із входом блоку 11 дистрибутивної функції. Для зафарбовування об'єктів у пристрої, який пропонується, використовується модель освітлення Бліна, згідно з якою інтенсивність спекулярної складової кольору розраховується за формулою: (1) I=Ilkscosn, де Il - інтенсивність джерела світла, ks - коефіцієнт дзеркального відбиття, n - коефіцієнт спекулярності поверхні, який знаходить в діапазоні  [1;1000],  - кут між вектором нормалі N до повер хні в заданій точці і вектором півшляху H , cosn дистрибутивна функція відбивної здатності поверхні (BRDF). У пристрої, який пропонується, для зафарбовування використовується модифікований метод Фонга, в якому для визначення векторів нормалей та серединних векторів використовується не лінійна, а кутова інтерполяція. За умов кутової інтерполяції формулу (1) представлено у вигляді (2) I=IlkSAncosn(t-), X  Xstart t Xend  Xstart , Xstart , X end де параметр координати початкового і кінцевого пікселів рядка растеризації. Параметри А,  і  розраховуються за формулами cos 1 A   cos 2  cos 1 cos    (3)  cos arctg    cos 1 sin    ,   cos 2  cos 1 cos      arctg   cos 1 sin   ,       arccos H1  H2 , (4) (5) 6  де 1 - кут між вектором нормалі N1 та сере динним вектором H1 в початковому пікселі рядка  растеризації,  2 - кут між вектором нормалі N1 в початковому пікселі рядка растеризації та сере' динним вектором H2 ,  - кут між серединним век H1 в початковому пікселі рядка растеризатором ' ції, та серединним вектором H2 . ' Вектор H2 розраховується за формулою           N  N2  N1  N2  H2   H'2  H2  N1  N2  H2  1 1  N1  N2  де H2 серединний вектор в кінцевому пікселі  рядка растеризації, N2 - вектор нормалі в кінцевому пікселі рядка растеризації. Позначимо добуток IlksАn у формулі (3) константою С: C=IlksAn. (6) З урахуванням виразу (6) формула (2) прийме наступний вигляд: (7) I=Ccosn(t-). Базовою фігурою для процедури зафарбовування є трикутник, для вершин якого розраховуються напрямки векторів нормалей та серединних векторів. На стадії підготовки здійснюється інтерполяція векторів нормалей та серединних векторів уздовж ребер трикутника, проводиться розрахунок невідомих параметрів С, ,  для кожного рядка растеризації, з яких складається трикутник. У пристрої, що заявляється, пропонується апроксимувати функцію cosn функцією cosk(). (8) cosncosk(),       n     n  2k ar cos   n  1  1 arctg n 1 . де k