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电脑游戏和PlayStation的爱好者,也许不久便可以享受光照效果与现实环境无异的虚拟世界,游戏的逼真感也会大大加强。
  
香港中文大学的研究人员除了预先计算某一游戏场面的所有可能光照效果外,还开发了一种方法,将储存的数据压缩,在游戏进行时才即时解压营造实时效果。


外星人模型的自然灯光效果(上); 黄博士与两位博士生摄于他的实验室 (右)

  首席研究员中大计算机科学及工程学系黄田津博士指出,目前电子游戏的光照效果有许多取巧的地方。
  多数电脑游戏,如Ace Combat(皇牌空战)和Zapper(蚱蜢闹翻天)等的画面光照效果不会太真实,一般不会随着玩者视线角度的转变而改变。
  黄博士获奖的「全光照明」技术,却可在理论和实用上提供可行的方案。
  黄博士记录每个三角面片顶点的光照效果。然后将所有可能光照效果的数据储存。黄博士说:「这部分工作倒容易。」他指出,一个简单的24-bit彩色场景,可能需要900MB的储存空间,即占去一只数码光碟储存量的五分之一。
  黄博士表示,他对这问题的贡献,在于开发和应用一个「易于提取的压缩技术」,将数据压缩,然后在玩游戏时将数据作实时解压和合成图像。
  压缩比例约为200:1,因此900MB的数据可缩减至3至4MB之间,令实际的应用变得可行。这种技术用两种方法压缩数据,其一是将数据「挤压」,将其缩减百分之十五到二十,其次是将人类察觉不到的数据抽出。
  压缩技术是以讯号处理理论为基础,现正由新力等电子游戏开发商进行测试。
  黄博士说:「只是压缩数据是没有用的。现在用于数码摄录机的JPEG和MPEG2等都是十分成功的压缩技术。」
  「问题是这些技术不能应用在电脑游戏上。因为图像合成是需要随机提取数据,不像电影那样逐格播放。因此我们的技术与传统压缩技术有很大差别。」
  他补充说:「我们要特别为此编制一套十分专门的方法。有压缩必有解压,我们在设计压缩程式时,同时要考虑如何达到实时解压数据,重要的是不能动用太多计算量。」
  黄博士说即使今日的电脑,也难以处理营造复杂光照效果的数据,如实时的焦散效果,因为计算量太多。
  他补充说:「但抽取数据只需很少时间,因此我们决定预先计算所有效果。」
  这项研究获得著名的IEEE多媒体期刊2005年度最优秀论文奖,以及2004年度香港中文大学青年学者研究成就奖。

首席研究员
黄田津博士 : ttwong@cse.cuhk.edu.hk