汽车仪表及其生成水波纹动画的方法与流程

1.本发明涉及汽车电子技术，特别涉及一种汽车仪表及其生成水波纹动画的方法。


背景技术：

2.随着汽车电子技术的发展，越来越多的车辆装配了全液晶的汽车仪表，以能够在汽车仪表上显示更丰富的信息。例如，可以在汽车仪表上显示水波纹动画来进行高级驾驶辅助系统(advanced driver assistance system，adas)的提示，例如车辆起步提示，车辆变道提示等。
3.水波纹动画是指具有波纹往前移动，在前面的波纹尚未完全消失，后面新的波纹又出现的效果的动画。目前为了实现三维效果的水波纹动画，大多是通过编写复杂的着色器(shader)算法来实现。着色器除了要实现进行水波纹动画的图案，还需要计算透明度变化、运动轨迹等，才能实现水波纹动画。这种着色器算法开发难度高并且对硬件平台的性能要求很高。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是提供一种汽车仪表及其生成水波纹动画的方法，其具有实现简单、对硬件性能要求低和易复用等特点中的一种或多种。
5.为了解决上述问题，本发明的一方面提供了一种在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其包括：生成对应于水波纹动画区域的三维模型；将条纹图案以沿第一方向步进的方式贴附于所述三维模型中的一个或多个面以生成所述水波纹动画。
6.本发明的另一方面提供了一种汽车仪表，其包括：一个或多个中央处理器；一个或多个图形处理器；以及其上存储有多个指令的计算机可读存储介质，所述多个指令响应于由所述一个或多个处理器和/或所述一个或多个图形处理器执行而实现如前述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法。
7.本发明的又一方面提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有适于一个或多个处理器和/或一个或多个图形处理器执行的多个指令，所述多个指令响应于由所述一个或多个处理器和/或所述一个或多个图形处理器执行而实现如前述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法。
8.与现有技术相比，上述方案具有以下优点：
9.本发明的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法通过贴图的方式来生成水波纹动画，无需通过着色器来生成水波纹图案，只需提供对应的水波纹图片，这大大降低了着色器的复杂度，减小了性能开销。同时，在需要改变图案效果时，只需替换贴附的图片即可，着色器重复利用率高，降低了变更的工作量。
附图说明
10.图1例示了根据本发明一个或多个实施例的汽车仪表的示例性框图；
11.图2例示了根据本发明一个或多个实施例的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法的示例性流程图；
12.图3例示了根据本发明一个或多个实施例的起步提醒的水波纹动画的关键帧示意图；
13.图4例示了根据本发明一个或多个实施例的三维模型示意图；
14.图5例示了根据本发明一个或多个实施例的条纹图案；
15.图6例示了根据本发明一个或多个实施例的三维模型示意图；
16.图7例示了根据本发明一个或多个实施例的条纹图案；
17.图8例示了根据本发明一个或多个实施例的变道提醒的水波纹动画的关键帧示意图；
18.图9例示了根据本发明一个或多个实施例的三维模型示意图；
19.图10例示了根据本发明一个或多个实施例的条纹图案。
具体实施方式
20.在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
21.图1例示了根据本发明一个或多个实施例的汽车仪表的示例性框图。参考图1所示，汽车仪表100包括处理器110和计算机可读介质120。处理器110可以执行计算机可读介质120上存储有的多个指令以执行一个或多个动作，从而实现各种功能。例如，处理器110可以执行多个指令以生成水波纹动画。处理器110还可以从计算机可读介质120读取数据，和/或将数据存储至计算机可读介质120中。处理器110可以包括中央处理器(central processing unit，cpu)111和图形处理器(graphics processing unit，gpu)112。中央处理器111用于对通用计算需求进行处理。图形处理器112用于对图形处理需求进行处理。一般而言，中央处理器111通过调用图形处理器112的应用程序接口(application programming interface,api)将图形处理需求发送给图形处理器112，并接收图形处理器112的处理结果。计算机可读介质120可以包括内存(memory)121和/或存储器(storage)122。内存121的示例包括易失性存储介质，例如随机存取存储器(random access memory，ram)等。存储器122的示例包括非易失性存储介质，例如只读存储器(read only memory，rom)、闪存、光盘、磁盘等。
22.汽车仪表100还可以包括显示屏幕130。显示屏幕130用于显示各种交互界面。例如，显示屏幕130可以显示车速信息、转速信息、剩余电量信息等基础信息中的一种或多种。显示屏幕130还可以显示各类动画，例如本发明将展开描述的水波纹动画等，以对驾驶员进行起步、变道等提醒。
23.汽车仪表100还可以包括i/o接口140。i/o接口140用于输入和/或输出信号、数据或信息。例如，汽车仪表100可以通过i/o接口140与外部设备进行有线或无线的数据交互。
在一个或多个实施例中，汽车仪表100内部可以没有显示屏幕130，而是通过i/o接口140与外部的显示屏幕进行交互，以使外部的显示屏幕显示交互界面。与显示屏幕130一样，外部显示屏可以显示车速信息、转速信息、剩余电量信息等基础信息中的一种或多种。同样地，外部显示屏还可以显示各类动画，例如本发明将展开描述的水波纹动画等，以对驾驶员进行起步、变道等提醒。
24.在各种实现中，汽车仪表100可以采用各种不同的配置。例如，汽车仪表100可以被实现为具有显示屏的独立汽车仪表，不带显示屏的汽车仪表控制单元，或者车载域控制器、高性能计算单元中的仪表模块等。
25.图2例示了根据本发明一个或多个实施例的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法的示例性流程图。在汽车仪表上生成水波纹动画的方法200示例性地可以在如图1所示的汽车仪表100中实现。例如，在汽车仪表上生成水波纹动画的方法200可以以指令的形式(例如应用)存储在计算机可读介质120中，并且由处理器110调用和/或实现。参考图2所示，在汽车仪表上生成水波纹动画的方法200包括如下步骤：
26.步骤210：生成对应于水波纹动画区域的三维模型；
27.步骤220：将条纹图案以沿第一方向步进的方式贴附于三维模型中的一个或多个面以生成水波纹动画。
28.在汽车仪表上生成水波纹动画的方法200通过贴图的方式来生成水波纹动画，无需通过着色器来生成水波纹图案，只需提供对应的水波纹图片，这大大降低了着色器的复杂度，减小了性能开销。同时，在需要改变图案效果时，只需替换贴附的图片即可，着色器重复利用率高，降低了变更的工作量。
29.起步提醒
30.图3例示了根据本发明一个或多个实施例的起步提醒的水波纹动画的关键帧示意图。参考图3所示，起步提醒的水波纹动画中为倒v字形的水波纹。倒v字形的水波纹一开始在车头前方出现，然后往前移动，移动到某一位置处淡化、消失，如此往复循环。
31.在一个或多个实施例中，如图4所示，在步骤210生成的三维模型300包括用于贴附条纹图案的一个平面310。需要说明的是，图4所示的三维模型300为一个平面，但可以理解，三维模型300可以为任何形状，只要用于贴附条纹图案的面为平面即可。例如，三维模型300可以为三棱柱、四棱柱、五棱柱等，这些三维模型各自至少包含用于贴附条纹图案的一个平面。相应地，条纹图案为具有层叠设置的多个倒v字形条纹的图案，如图5所示。其中，条纹图案中的条纹从上到下透明度渐变。
32.在步骤220，将图5所示的条纹图案以沿第一方向步进的方式贴附于三维模型300中的平面310上，以生成如图3所示的水波纹动画。其中，第一方向是指水波纹前进的方向。其中，步进的方式是指在水波纹淡化、消失前，一帧图像中条纹图案贴附于平面310的第一位置处，下一帧图像中条纹图案贴附于平面310的第二位置处，沿第一方向第二位置相对于第一位置更靠前。举例而言，利用着色器将条纹图案贴附于三维模型上，以三维模型中的一个顶点为例，在初始帧将该顶点对应于纹理图案的uv坐标(0，0)的颜色(即采样)，在第二帧将该顶点对应于纹理图案的uv坐标(0，0.01)的颜色，在第三帧将该顶点对应于纹理图案的uv坐标(0，0.02)的颜色，以此类推。也就是说，水波纹前进的方向对应于v坐标轴的方向。对于同一顶点随着帧数的递增，其采样的纹理图案的v坐标也相应递增。
33.在一个或多个实施例中，如图6所示，在步骤210生成的三维模型包括用于贴附条纹图案的两个平面320，330，这两个平面320，330呈倒v字形。需要说明的是，图6所示的三维模型300为呈倒v字形的两个平面320，330，但可以理解，三维模型300可以为任何形状，只要用于贴附条纹图案的两个平面呈倒v字形即可。例如，三维模型300可以为三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱等。相应地，条纹图案为具有多个平行的直线条纹的图案，如图7所示。其中，条纹图案中的条纹从上到下透明度渐变。
34.在步骤220，将图7所示的条纹图案以沿第一方向步进的方式贴附于三维模型300中的两个平面320，330上，以生成如图3所示的水波纹动画。其中，第一方向是指水波纹前进的方向。其中，步进的方式是指在水波纹淡化、消失前，一帧图像中条纹图案贴附于两个平面320，330的第一位置处，下一帧图像中条纹图案贴附于两个平面320，330的第二位置处，沿第一方向第二位置相对于第一位置更靠前。举例而言，利用着色器将条纹图案贴附于三维模型上，以三维模型中的一个顶点为例，在初始帧将该顶点对应于纹理图案的uv坐标(0，0)的颜色(即采样)，在第二帧将该顶点对应于纹理图案的uv坐标(0，0.01)的颜色，在第三帧将该顶点对应于纹理图案的uv坐标(0，0.02)的颜色，以此类推。也就是说，水波纹前进的方向对应于v坐标轴的方向。对于同一顶点随着帧数的递增，其采样的纹理图案的v坐标也相应递增。
35.变道提醒
36.图8例示了根据本发明一个或多个实施例的变道提醒的水波纹动画的关键帧示意图。参考图8所示，变道提醒的水波纹动画为直线条纹的水波纹。直线条纹的水波纹一开始在一个车道出现，然后往前移动，在然后移动倒相邻车道并继续往前移动，移动到某一位置处开始淡化、消失，如此往复循环。
37.在一个或多个实施例中，如图9所示，在步骤210生成的三维模型400为跨相邻车道的弯曲三维模型。该弯曲三维模型包括用于贴附条纹图案的一个平面410。需要说明的是，图9所示的三维模型400为弯曲平面，但可以理解，三维模型400可以为任何形状，只要用于贴附条纹图案的面为平面即可。例如，三维模型400可以为弯曲矩形体。在一个或多个实施例中，条纹图案为具有多个平行的直线条纹的图案，如图10所示。其中，条纹图案中的条纹从上到下透明度渐变。
38.在步骤220，将图10所示的条纹图案以沿第一方向步进的方式贴附于三维模型400中的平面410上，以生成如图8所示的水波纹动画。其中，第一方向是指水波纹前进的方向。其中，步进的方式是指在水波纹淡化、消失前，一帧图像中条纹图案贴附于平面410的第一位置处，下一帧图像中条纹图案贴附于平面410的第二位置处，沿第一方向第二位置相对于第一位置更靠前。举例而言，利用着色器将条纹图案贴附于三维模型上，以三维模型中的一个顶点为例，在初始帧将该顶点对应于纹理图案的uv坐标(0，0)的颜色(即采样)，在第二帧将该顶点对应于纹理图案的uv坐标(0，0.01)的颜色，在第三帧将该顶点对应于纹理图案的uv坐标(0，0.02)的颜色，以此类推。也就是说，水波纹前进的方向对应于v坐标轴的方向。对于同一顶点随着帧数的递增，其采样的纹理图案的v坐标也相应递增。。
39.在本发明中，贴附的图片中的条纹的透明度渐变是在图片中直接实现，无需在着色器中操作，同样降低了着色器的复杂度，减小了性能开销。另外，本发明利用动态移动uv坐标的方式进行贴图，降低了对运动轨迹运算的复杂度。
40.在一个或多个实施例中，步骤220中是利用着色器将条纹图案贴附于三维模型中的一个或多个面。具体地，其通过步进地调整对应于第一方向的纹理坐标以将条纹图案以沿第一方向步进的方式贴附于三维模型中的一个或多个面。
41.在一个或多个实施例中，在汽车仪表上生成水波纹动画的方法200是在汽车仪表100的图形处理器112上实现。
42.虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其特征在于，包括：生成对应于水波纹动画区域的三维模型；将条纹图案以沿第一方向步进的方式贴附于所述三维模型中的一个或多个面以生成所述水波纹动画。2.如权利要求1所述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其特征在于，所述三维模型包括用于贴附所述条纹图案的一个平面，所述条纹图案为具有层叠设置的多个倒v字形条纹的图案。3.如权利要求1所述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其特征在于，所述三维模型包括用于贴附所述条纹图案的两个平面，所述两个平面呈倒v字形，所述条纹图案为具有多个平行的直线条纹的图案。4.如权利要求2或3所述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其特征在于，所述条纹图案中的条纹从上到下透明度渐变。5.如权利要求1所述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其特征在于，所述三维模型为跨相邻车道的弯曲三维模型，所述弯曲三维模型包括用于贴附所述条纹图案的一个平面，所述条纹图案为具有多个平行的直线条纹的图案。6.如权利要求1所述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其特征在于，利用着色器将所述条纹图案贴附于所述三维模型中的一个或多个面。7.如权利要求6所述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其特征在于，通过步进地调整对应于所述第一方向的纹理坐标以将所述条纹图案以沿所述第一方向步进的方式贴附于所述三维模型中的一个或多个面。8.如权利要求1所述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其特征在于，所述在汽车仪表上生成水波纹动画的方法在所述汽车仪表的图形处理器上实现。9.一种汽车仪表，其特征在于，包括：一个或多个中央处理器；一个或多个图形处理器；以及其上存储有多个指令的计算机可读存储介质，所述多个指令响应于由所述一个或多个处理器和/或所述一个或多个图形处理器执行而实现如权利要求1至8中任一项所述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法。10.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有适于一个或多个处理器和/或一个或多个图形处理器执行的多个指令，所述多个指令响应于由所述一个或多个处理器和/或所述一个或多个图形处理器执行而实现如权利要求1至8中任一项所述的在汽车仪表上生成水波纹动画的方法。

技术总结
一种汽车仪表及其生成水波纹动画的方法。该在汽车仪表上生成水波纹动画的方法，其包括：生成对应于水波纹动画区域的三维模型；将条纹图案以沿第一方向步进的方式贴附于三维模型中的一个或多个面以生成水波纹动画。本发明的汽车仪表及其生成水波纹动画的方法，其具有实现简单、对硬件性能要求低和易复用等特点中的一种或多种。中的一种或多种。中的一种或多种。


技术研发人员：陈璐 杨涛
受保护的技术使用者：大陆汽车车身电子系统(芜湖)有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/21