JP2010231620A - Three-dimensional cg image editing method, device, program and recording medium - Google Patents

Three-dimensional cg image editing method, device, program and recording medium Download PDF

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晶 佐波
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional CG image editing device, for efficiently setting a lighting condition. <P>SOLUTION: The three-dimensional CG image editing method includes: a projection area setting step of drawing, in response to input of a projection area instruction, a projection area on a three-dimensional CG image of three-dimensional model data viewed from a point of view set in a three-dimensional space; a light source setting step of drawing, for all pixels constituting the projection area drawn on the three-dimensional CG image, a visual straight line from the point of view to pass through each pixel and calculating an incident light line regularly incident on the visual straight line at an intersection crossing the three-dimensional model to set a light source on the incident light line; and a rendering step of using the set light source to render a three-dimensional CG image with light projected to the three-dimensional model. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、三次元ＣＧ画像編集方法、装置、プログラム、記録媒体に関するものである。
本発明は特に、三次元ＣＧ画像の編集において、ＣＧデザイナーが意図した三次元ＣＧ画像の演出効果を得るための照明条件を、効率よく短時間で設定したい場合に有用である。 The present invention relates to a three-dimensional CG image editing method, apparatus, program, and recording medium.
The present invention is particularly useful when editing a three-dimensional CG image and efficiently setting illumination conditions for obtaining a three-dimensional CG image effect intended by the CG designer in a short time.

三次元ＣＧ画像の編集においては、コンピューター上の仮想三次元空間に、三次元モデル（＝三次元物体）と、照明光源と、視点を配置して、画像平面上に三次元モデルをレンダリング処理した三次元ＣＧ画像を形成させる。
このとき、三次元ＣＧ画像の表現を演出する上で、三次元モデルに照明光をどのように当てるかを決定する照明条件は、重要である。特に、三次元モデルの一部分を明るくする演出表現は、三次元モデルの形状を強調する上で効果的である。
このような演出表現には、３つの手法がある。
（１）照明光を三次元モデルの表面で反射させて明るくする演出表現。
（２）レフ板のような明るい対象物を映り込む位置に配置して明るくする演出表現。
（３）三次元モデルの表面に映り込んでいるものに、照明光を当てて明るくする演出表現。実物の撮影画像に近い（＝フォトリアリスティック）三次元ＣＧ画像を編集する作業では、照明条件を設定する方法は、実際の撮影作業に似ている。
以下に、実際の撮影作業と三次元ＣＧ画像の編集作業とにおける照明条件の設定方法を説明する。
《Ａ．実際の撮影作業》
現実の撮影現場では、カメラマンは、照明装置の位置や向きを調整して変化する演出表現の結果を見ながら、最適な照明条件を設定することができる。 In editing a 3D CG image, a 3D model (= 3D object), an illumination light source, and a viewpoint are placed in a virtual 3D space on a computer, and the 3D model is rendered on the image plane. A three-dimensional CG image is formed.
At this time, an illumination condition for determining how illumination light is applied to the three-dimensional model is important in producing a representation of the three-dimensional CG image. In particular, the effect expression that brightens a part of the three-dimensional model is effective in enhancing the shape of the three-dimensional model.
There are three methods for producing such effects.
(1) An expression that brightens the illumination light by reflecting it on the surface of the three-dimensional model.
(2) An expression that brightens a bright object such as a reflex plate by placing it at a position where it is reflected.
(3) An expression that brightens the object reflected on the surface of the 3D model by illuminating it with illumination light. In the work of editing a three-dimensional CG image close to a real photographed image (= photorealistic), the method for setting the illumination condition is similar to the actual photographing work.
Below, the setting method of the illumination conditions in an actual photographing operation and a three-dimensional CG image editing operation will be described.
<< A. Actual shooting work >>
In an actual shooting site, a cameraman can set an optimal illumination condition while viewing the result of the effect expression that changes by adjusting the position and orientation of the illumination device.

《Ｂ．三次元ＣＧの編集作業》
一方、三次元ＣＧ画像データの編集作業では、ＣＧデザイナーはコンピューター上の仮想三次元空間に三次元モデルと、照明位置と、視点位置を設定した後に、レンダリング処理を行い三次元ＣＧ画像データを作成編集する。ここで、編集した三次元ＣＧ画像データの演出表現が所望の演出表現になるまで、ＣＧデザイナーは照明条件を変更してレンダリング処理を繰り返す。たとえば、特許文献１ではコンピューター内の形状モデルを写実的に表示するために、光源位置と形状モデルの面の傾きなどから、視線方向の陰影を計算して三次元物体の表面の色や明るさを決定して陰影付けするシェーディングの技術が開示されている。 << B. 3D CG editing work >>
On the other hand, in the editing work of 3D CG image data, the CG designer sets the 3D model, lighting position, and viewpoint position in the virtual 3D space on the computer, and then performs rendering processing to create 3D CG image data. To edit. Here, the CG designer changes the illumination condition and repeats the rendering process until the effect expression of the edited three-dimensional CG image data becomes a desired effect expression. For example, in Patent Document 1, in order to realistically display a shape model in a computer, the color and brightness of the surface of a three-dimensional object are calculated by calculating a shadow in the line-of-sight direction from the light source position and the inclination of the surface of the shape model. A shading technique for determining and shading is disclosed.

特開２００３−１１５０５５号公報（段落００２６−段落００２７、図８）JP 2003-115055 (paragraph 0026-paragraph 0027, FIG. 8)

三次元ＣＧ画像データの演出表現はレンダリング処理して三次元ＣＧ画像データを形成することで初めて確認できるものあり、事前の予測は困難である。従って、特許文献１の技術では、所望の演出表現の三次元ＣＧ画像データを得るまでに光源位置などの照明条件の調整を試行錯誤して繰り返して、レンダリング処理を多く反復しなければならず、多大な編集作業時間を要してしまう。 The presentation expression of 3D CG image data can be confirmed for the first time by rendering to form 3D CG image data, and it is difficult to predict in advance. Therefore, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to repeat the rendering process many times by trial and error by repeatedly adjusting the lighting conditions such as the light source position before obtaining the three-dimensional CG image data of the desired presentation expression. It takes a lot of editing work time.

本発明は以上のような点を解決するためになされたものであって、本発明の課題は、照明条件を効率よく設定できる三次元ＣＧ画像編集方法、装置、プログラム、記録媒体を提供することである。 The present invention has been made to solve the above points, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional CG image editing method, apparatus, program, and recording medium capable of efficiently setting illumination conditions. It is.

本発明は、以下の各態様に記載の手段により、前記課題を解決する。
すなわち、本願発明の第１の発明は、
三次元空間に設定された、三次元モデルデータと視点データと画像平面データとから構成される設定データを用いる三次元ＣＧ画像を編集する方法において、
（１）前記設定データを用いて、三次元空間に設定した視点から見た三次元モデルデータを、画像平面上に三次元ＣＧ画像として作成する三次元ＣＧ画像作成段階と、
（２）映り込み領域の指示を入力する映り込み領域指示段階と、
（３）映り込み領域指示の入力を受け付けて、三次元ＣＧ画像に映り込み領域を描画する映り込み領域設定段階と、
（４）三次元ＣＧ画像に描画された映り込み領域を構成する全ての画素に対して、視点からそれぞれの画素を通過する視線直線を引いて、前記三次元モデルと交差する交点において、視線直線に対して正入射する入射光直線を算出して、入射光直線上に光源を設定する光源設定段階と、
（５）設定した光源を用いて、三次元空間に設定された三次元モデルに光が映り込んだ三次元ＣＧ画像をレンダリングするレンダリング段階と、
を含んだ手順でなされることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法である。 This invention solves the said subject by the means as described in each following aspect.
That is, the first invention of the present invention is:
In a method of editing a three-dimensional CG image using setting data composed of three-dimensional model data, viewpoint data, and image plane data set in a three-dimensional space,
(1) A three-dimensional CG image creation step of creating three-dimensional model data viewed from a viewpoint set in a three-dimensional space using the setting data as a three-dimensional CG image on an image plane;
(2) a reflection area instruction stage for inputting an instruction of a reflection area;
(3) a reflection region setting stage for receiving an input of a reflection region instruction and drawing the reflection region on the three-dimensional CG image;
(4) A line of sight line passing through each pixel is drawn from the viewpoint for all the pixels constituting the reflection area drawn in the 3D CG image, and the line of sight line intersects the 3D model. A light source setting stage that calculates a normal incident light straight line to set a light source on the incident light straight line,
(5) A rendering stage for rendering a three-dimensional CG image in which light is reflected in a three-dimensional model set in a three-dimensional space using the set light source;
This is a three-dimensional CG image editing method characterized by being performed in a procedure including

このように、三次元モデル画像に描画した反射光領域を手掛かりにして、入射光方向を特定することで、三次元モデルの表面の所望の位置に照明光を映り込ませて明るくするための光源を容易に設定できる。 In this way, by using the reflected light area drawn on the 3D model image as a clue, and specifying the direction of the incident light, the light source is used to brighten the illumination light at the desired position on the surface of the 3D model. Can be set easily.

本願発明の第２の発明は、
第１の発明に記載の三次元ＣＧ画像編集方法において、
前記三次元ＣＧ画像作成段階は、さらに、
三次元ＣＧ画像の画素として画像平面に透視投影される三次元モデルの表面点のおける表面法線データを算出して、この表面法線データを当該表面点の表面座標データと対応付けた法線データを作成する法線作成ステップ、
を含んで、
前記光源設定段階は、さらに、
（３−１）読み取った映り込み領域の画素の画像平面座標系座標データを視点座標系に射影変換する射影変換ステップと、
（３−２）映り込み領域の画素の視点座標系座標データを三次元空間座標系に透視変換する透視変換ステップと、（３−３）視点の座標データと、透視変換された映り込み領域の画素の三次元空間系座標データを用いて、視点と読み取った画素とを通る視線直線を算出する視線算出ステップと、
（３−４）視線直線と三次元モデルとの交点の座標データを求めて、法線データを参照して、交点の座標データと一致する表面座標データに対応付けられた表面法線データを読み取る三次元モデル法線特定ステップと、
（３−５）視線直線と読み取った表面法線データのなす角度と、入射光直線と読み取った表面法線データのなす角度が等しくなるように、入射光直線を設定する入射光設定ステップと、
を含んだ手順でなされることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法である。 The second invention of the present invention is:
In the three-dimensional CG image editing method described in the first invention,
The three-dimensional CG image creation step further includes:
The surface normal data at the surface point of the three-dimensional model that is perspective-projected on the image plane as pixels of the three-dimensional CG image is calculated, and the normal line corresponding to the surface coordinate data of the surface point is calculated. Normal creation step to create data,
Including
The light source setting step further includes:
(3-1) a projective transformation step for projectively transforming the image plane coordinate system coordinate data of the pixels in the read reflection area into the viewpoint coordinate system;
(3-3) Perspective conversion step of perspective-converting the viewpoint coordinate system coordinate data of the pixels in the reflection area into a three-dimensional space coordinate system; (3-3) Viewpoint coordinate data and the perspective-transformed reflection area of the reflection area A line-of-sight calculation step of calculating a line of sight passing through the viewpoint and the read pixel using the three-dimensional spatial coordinate data of the pixel,
(3-4) The coordinate data of the intersection of the line of sight and the three-dimensional model is obtained, the surface normal data associated with the surface coordinate data matching the coordinate data of the intersection is read with reference to the normal data 3D model normal identification step;
(3-5) an incident light setting step for setting an incident light straight line so that an angle formed between the line of sight and the read surface normal data is equal to an angle formed between the incident light line and the read surface normal data;
This is a three-dimensional CG image editing method characterized by being performed in a procedure including

本願発明の第３の発明は、第１または第２の発明に記載の三次元ＣＧ画像編集方法において、
前記光源設定段階は、さらに、
算出した入射光直線上に、映り込み像候補点を設定する候補点設定ステップと、
１つの映り込み像候補点に隣接する映り込み像候補点を読み出して、多角形を作成する多角形作成ステップと、
多角形の面積を算出して、所定の値より小さければ、この多角形を構成する候補点を削除する候補点絞込みステップと、
を含んだ手順でなされることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法である。 A third invention of the present invention is the three-dimensional CG image editing method according to the first or second invention,
The light source setting step further includes:
A candidate point setting step for setting a reflected image candidate point on the calculated incident light line;
A polygon creation step of reading a reflected image candidate point adjacent to one reflected image candidate point and creating a polygon;
If the area of the polygon is calculated and smaller than a predetermined value, a candidate point narrowing step for deleting candidate points constituting the polygon; and
This is a three-dimensional CG image editing method characterized by being performed in a procedure including

このように、視線追跡により入射光方向を特定することで映り込み像候補点を設定できるので、レフ板のような明るい対象物を映り込む位置に、容易に配置することができる。 Thus, since the reflected image candidate point can be set by specifying the incident light direction by tracking the line of sight, it can be easily arranged at a position where a bright object such as a reflex plate is reflected.

本願発明の第４の発明は、三次元空間に設定された三次元モデルの表面座標データと表面法線データを対応付けた法線データと、
三次元空間に設定された、三次元モデルデータと映り込み対象物データと視点の座標データと画像平面データとから構成される設定データと、を用いる三次元ＣＧ画像編集方法であって、
（１）前記設定データを用いて、三次元モデルを視点から見た三次元ＣＧ画像を、画像平面上に作成する
ステップと、
（２）反射光領域の指示を受け付けて、三次元ＣＧ画像に映り込み領域を描画する映り込み領域設定ステップと、
（３）視点と、前記描画された映り込み領域の１つの画素とを通過する視線直線が、前記三次元モデルと交差する交点において、視線直線に対して正入射する入射光直線を設定する入射光設定ステップと、
（４）入射光直線が映り込み対象物と交差する点を、映り込み点として設定する映り込み点設定ステップと、
（５）映り込み点の法線方向に光源を設定する光源設定ステップと、
を含んだ手順でなされることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, normal data in which surface coordinate data and surface normal data of a three-dimensional model set in a three-dimensional space are associated with each other,
A three-dimensional CG image editing method using three-dimensional model data, reflection target data, viewpoint coordinate data, and image plane data set in a three-dimensional space,
(1) creating a three-dimensional CG image of the three-dimensional model viewed from the viewpoint on the image plane using the setting data;
(2) a reflection area setting step of receiving an instruction of the reflected light area and drawing the reflection area on the three-dimensional CG image;
(3) Incidence that sets an incident light line that is normally incident on the line of sight at the intersection point where the line of sight passing through the viewpoint and one pixel of the drawn reflection area intersects the three-dimensional model A light setting step;
(4) a reflection point setting step for setting, as a reflection point, a point where the incident light straight line intersects with the reflection object;
(5) a light source setting step for setting the light source in the normal direction of the reflection point;
This is a three-dimensional CG image editing method characterized by being performed in a procedure including

このように、視線追跡により映り込み点の存在する方向を特定することで、映り込んでいるものに、照明光を当てて明るくすることが可能である。 Thus, by specifying the direction in which the reflection point exists by tracking the line of sight, it is possible to brighten the object by applying illumination light to the reflection.

本願発明の第５の発明は、
請求項１から４までに記載の三次元ＣＧ画像編集方法において、
前記三次元モデル画像は、三次元モデルデータで表現した立体形状を、視点から見た画像である、ことを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法である。 The fifth invention of the present invention is:
In the three-dimensional CG image editing method according to claim 1,
The three-dimensional model image is a three-dimensional CG image editing method characterized in that a three-dimensional shape expressed by three-dimensional model data is an image viewed from a viewpoint.

本願発明の第６の発明は、
三次元空間に設定された、三次元モデルデータと視点データと画像平面データとから構成される設定データを格納する設定格納領域と、
二次元配列した画素から構成される三次元ＣＧ画像データを格納する三次元ＣＧ画像格納領域と、
を備える記憶部と、
前記設定データを用いて、三次元空間に設定した視点から見た三次元モデルを、画像平面上に三次元ＣＧ画像として作成する三次元ＣＧ画像作成手段と、
映り込み領域の指示を受け付けて、三次元モデル画像に映り込み領域を描画する映り込み領域設定手段と、
視点と、前記描画された映り込み領域の１つの画素とを通過する視線直線が、前記三次元モデルとの交差する交点に対して、正入射する入射光直線を算出して、入射光直線上に光源を設定する光源設定手段と、
設定した光源を用いて、三次元空間に設定された三次元モデルに光が映り込んだ三次元ＣＧ画像をレンダリングするレンダリング手段と、
を備えることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集装置である。 The sixth invention of the present invention is:
A setting storage area for storing setting data composed of 3D model data, viewpoint data, and image plane data set in a 3D space;
A three-dimensional CG image storage area for storing three-dimensional CG image data composed of two-dimensionally arranged pixels;
A storage unit comprising:
3D CG image creating means for creating a 3D model viewed from the viewpoint set in the 3D space as a 3D CG image on the image plane using the setting data;
Reflection area setting means for receiving an instruction of the reflection area and drawing the reflection area on the three-dimensional model image;
A line of sight line passing through the viewpoint and one pixel of the drawn reflection area is calculated as an incident light line that is normally incident on an intersection where the line of sight intersects the three-dimensional model. A light source setting means for setting a light source to
Rendering means for rendering a three-dimensional CG image in which light is reflected in a three-dimensional model set in a three-dimensional space using a set light source;
A three-dimensional CG image editing apparatus.

本願発明の第７の発明は、
第６の発明に記載の三次元ＣＧ画像編集装置において、
前記記憶部は、さらに、
三次元空間に設定された三次元モデルの表面座標データと表面法線データを対応付けた法線データを格納する法線格納領域、
を備えて、
前記三次元モデル画像作成手段は、さらに、
三次元ＣＧ画像の画素として画像平面に透視投影される三次元モデルの表面点のおける表面法線データを算出して、この表面法線データを当該表面点の表面座標データと対応付けた法線データを作成して、法線格納領域に格納する表面法線算出機能、
を備えて、
前記光源設定手段は、さらに、
読み取った映り込み領域の座標データを視点座標系に射影変換する射影変換機能と、
映り込み領域の画素の視点座標系座標データを三次元空間座標系に透視変換する透視変換機能と、視点の座標データと、透視変換された反射光像画素の三次元空間系座標データを用いて、視点と読み取った画素とを通る視線直線を算出する視線算出機能と、
視線直線と三次元モデルとの交点の座標データを求めて、法線格納領域の法線データを参照して、交点の座標データと一致する表面座標データに対応付けられた表面法線データを読み取る法線特定機能と、
視線直線と読み取った表面法線データのなす角度と、入射光直線と読み取った表面法線データのなす角度が等しくなるように、入射光直線を設定する入射光設定機能と、
を含んで備える、
ことを特徴とする三次元ＣＧ画像編集装置である。 The seventh invention of the present invention is
In the three-dimensional CG image editing device described in the sixth invention,
The storage unit further includes:
A normal storage area for storing normal data in which surface coordinate data and surface normal data of a three-dimensional model set in a three-dimensional space are associated;
With
The three-dimensional model image creation means further includes:
The surface normal data at the surface point of the three-dimensional model that is perspective-projected on the image plane as pixels of the three-dimensional CG image is calculated, and the normal line corresponding to the surface coordinate data of the surface point is calculated. Surface normal calculation function that creates data and stores it in the normal storage area,
With
The light source setting means further includes:
A projective transformation function for projectively transforming the coordinate data of the read reflection area into the viewpoint coordinate system;
Using the perspective transformation function that perspective-transforms the coordinate data of the viewpoint of the pixels in the reflection area into the three-dimensional spatial coordinate system, the coordinate data of the viewpoint, and the three-dimensional spatial coordinate data of the reflected light image pixel that has been perspective transformed A line-of-sight calculation function for calculating a line of sight passing through the viewpoint and the read pixel;
Find the coordinate data of the intersection of the line of sight and the 3D model, refer to the normal data of the normal storage area, and read the surface normal data associated with the surface coordinate data that matches the coordinate data of the intersection Normal line identification function,
An incident light setting function for setting an incident light straight line so that an angle formed between the line of sight and the read surface normal data is equal to an angle formed between the incident light line and the read surface normal data;
Including,
This is a three-dimensional CG image editing device.

本願発明の第８の発明は、第６または７の発明に記載の三次元ＣＧ編集装置において、
前期光源設定手段は、さらに、
算出した入射光直線上に、映り込み像候補点を設定する候補点設定機能と、
１つの映り込み像候補点に隣接する映り込み像候補点を読み出して、多角形を作成する多角形作成機能と、
多角形の面積を算出して、所定の値より小さければ、この多角形を構成する候補点を削除する候補点絞込み機能と、
を含んで備えることを特徴とする三次元ＣＧ編集装置である。 An eighth invention of the present invention is the three-dimensional CG editing apparatus according to the sixth or seventh invention,
The light source setting means in the previous period is further
A candidate point setting function for setting a reflected image candidate point on the calculated incident light line;
A polygon creation function for reading a reflected image candidate point adjacent to one reflected image candidate point and creating a polygon;
If the area of the polygon is calculated and is smaller than a predetermined value, a candidate point narrowing function for deleting candidate points constituting the polygon,
Is a three-dimensional CG editing apparatus characterized by comprising.

本願発明の第９の発明は、三次元空間に設定された三次元モデルの表面座標データと表面法線データを対応付けた法線データを格納する法線格納領域と、
二次元配列した画素から構成される三次元ＣＧ画像データを格納する三次元ＣＧ画像格納領域と、
三次元空間に設定された、三次元モデルデータと映り込み対象物データと視点の座標データと画像平面データとから構成される設定データを格納する設定格納領域と、
を備える記憶部と、
前記設定データを用いて、三次元モデルを視点から見た三次元ＣＧ画像を、画像平面上に作成する三次元ＣＧ画像作成手段と、
映り込み領域の指示を受け付けて、三次元モデル画像に映り込み領域を描画する映り込み領域設定手段と、
視点と、前記描画された反射光像の１つの画素とを通過する視線直線が、前記三次元モデルと交差する交点の於いて、視線直線に対して正入射する入射光直線を設定して、入射光直線が映り込み対象物と交差する映り込み点の法線方向に光源を設定する光源設定手段と、
を備えることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集装置である。 A ninth aspect of the present invention is a normal storage area for storing normal data in which surface coordinate data and surface normal data of a three-dimensional model set in a three-dimensional space are associated with each other;
A three-dimensional CG image storage area for storing three-dimensional CG image data composed of two-dimensionally arranged pixels;
A setting storage area for storing setting data composed of three-dimensional model data, reflection object data, viewpoint coordinate data, and image plane data set in a three-dimensional space;
A storage unit comprising:
Using the setting data, a 3D CG image creating means for creating a 3D CG image of the 3D model viewed from the viewpoint on an image plane;
Reflection area setting means for receiving an instruction of the reflection area and drawing the reflection area on the three-dimensional model image;
Set an incident light line that is normally incident on the line of sight at the intersection where the line of sight passing through the viewpoint and one pixel of the drawn reflected light image intersects the three-dimensional model, A light source setting means for setting the light source in the normal direction of the reflection point where the incident light straight line intersects the object to be reflected;
A three-dimensional CG image editing apparatus.

本願発明の第１０の発明は、請求項６から９までに記載の三次元ＣＧ画像編集装置において、
前記三次元モデル画像は、
三次元モデルデータで表現した立体形状を、視点から見た画像である、
ことを特徴とする三次元ＣＧ画像編集装置。 According to a tenth aspect of the present invention, in the three-dimensional CG image editing apparatus according to claims 6 to 9,
The three-dimensional model image is
This is an image of a three-dimensional shape expressed by 3D model data as seen from the viewpoint.
A three-dimensional CG image editing device.

本願発明の第１０の発明は、
第６から第９の発明の三次元ＣＧ画像編集装置において、
前記三次元モデル画像は、三次元モデルデータで表現した立体形状を、視点から見た画像である、ことを特徴とする三次元ＣＧ画像編集装置である。 The tenth invention of the present invention is:
In the three-dimensional CG image editing apparatus of the sixth to ninth inventions,
The three-dimensional model image is a three-dimensional CG image editing apparatus characterized in that a three-dimensional shape expressed by three-dimensional model data is an image viewed from a viewpoint.

本願発明の第１１の発明は、コンピューターに組込むことによって、コンピューターを第６から第１０の発明のいずれか１つに記載の三次元ＣＧ画像装置として動作させるコンピュータープログラムである。 An eleventh invention of the present invention is a computer program that causes a computer to operate as the three-dimensional CG image device according to any one of the sixth to tenth inventions by being incorporated in a computer.

本願発明の第１２の発明は、第１１の発明に記載のコンピュータープログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体である。 A twelfth aspect of the present invention is a computer-readable recording medium on which the computer program according to the eleventh aspect is recorded.

本願発明によれば、
（１）意図した演出効果が得られる照明条件を効率よく決定することが可能である。
（２）三次元モデルの一部分を明るくする演出表現の条件設定を短時間で決定することが可能である。
従って、本発明によれば、意図した演出表現の三次元ＣＧ画像を簡便に得ることができるという効果がある。 According to the present invention,
(1) It is possible to efficiently determine the lighting conditions that can achieve the intended effect.
(2) It is possible to determine in a short time the condition setting of the effect expression that brightens a part of the three-dimensional model.
Therefore, according to the present invention, there is an effect that it is possible to easily obtain a three-dimensional CG image of an intended effect expression.

図１は、本発明の実施の形態による三次元ＣＧ編集装置の概要を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an overview of a three-dimensional CG editing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図２は、三次元ＣＧ編集の大まかな作業手順を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a rough work procedure of three-dimensional CG editing. 図３は、「映り込んだ光」と、設定した光源を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining “reflected light” and a set light source. 図４は、「映り込んだ光」を有する三次元ＣＧ画像を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a three-dimensional CG image having “reflected light”. 図５は、光源算出処理の詳細な手順を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a detailed procedure of the light source calculation process. 図６は、座標変換のための３つの座標系を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining three coordinate systems for coordinate conversion. 図７は、一つの光源を作成する詳細な手順を説明する図である。（実施例１）FIG. 7 is a diagram illustrating a detailed procedure for creating one light source. (Example 1) 図８は、三次元ＣＧ編集装置の詳細な構成図である。FIG. 8 is a detailed configuration diagram of the three-dimensional CG editing apparatus. 図９は、法線データの形式を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the format of normal data. 図１０は、光源設定ゼネラルフローチャートである。FIG. 10 is a light source setting general flowchart. 図１１は、１つの光源を設定するフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for setting one light source. 図１２は、明るい対象物を設定する詳細な手順を説明する図である。（実施例２）FIG. 12 is a diagram illustrating a detailed procedure for setting a bright object. (Example 2) 図１３は、映り込み対象物に光源を設定する詳細な手順を説明する図である。（実施例３）FIG. 13 is a diagram illustrating a detailed procedure for setting a light source for a reflection object. (Example 3)

以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施例１による三次元ＣＧ編集装置４００の概要を説明する図である。
三次元ＣＧ編集装置４００は、表示部４０３を備え、既存のＣＧ編集プログラムを備えたパーソナルコンピューターに、後述する専用プログラムを搭載したものである。 FIG. 1 is a diagram illustrating an overview of a three-dimensional CG editing apparatus 400 according to the first embodiment of the present invention.
The three-dimensional CG editing apparatus 400 includes a display unit 403, and is a personal computer equipped with an existing CG editing program and includes a dedicated program described later.

図２は、三次元ＣＧ編集の作業手順を説明する図である。ここでは、三次元空間内の三次元モデル（＝三次元物体）の表面に光が映り込んだ三次元ＣＧ画像の編集作業を説明する。
《Ａ．「映り込んだ光」の描画》
ＣＧデザイナーは三次元ＣＧ編集装置４００を用いて、三次元空間の三次元モデルを三次元ＣＧ画像として表示部４０３に表示させる。ＣＧデザイナーは、表示された三次元ＣＧ画像に、「映り込んだ光」を表示させたい領域（＝映り込み領域）を指定する（図２（１））。
《Ｂ．光源の設定》
三次元ＣＧ編集装置４００は、ＣＧデザイナーが指定した映り込み領域を手掛かりにして、三次元空間に光源を設定する（同（２））。
《Ｃ．レンダリング》
三次元ＣＧ編集装置４００は設定した光源を用いて、三次元データをレンダリングして、表示部４０３に表示する（同（３））。 FIG. 2 is a diagram for explaining a work procedure of 3D CG editing. Here, an editing operation of a 3D CG image in which light is reflected on the surface of a 3D model (= 3D object) in the 3D space will be described.
<< A. "Drawing Reflected Light">>
The CG designer uses the 3D CG editing apparatus 400 to display the 3D model of the 3D space on the display unit 403 as a 3D CG image. The CG designer designates an area (= reflection area) in which “the reflected light” is to be displayed in the displayed three-dimensional CG image (FIG. 2 (1)).
<< B. Setting the light source >>
The three-dimensional CG editing apparatus 400 sets a light source in the three-dimensional space using the reflection area designated by the CG designer as a clue ((2)).
<< C. rendering"
The three-dimensional CG editing apparatus 400 renders the three-dimensional data using the set light source and displays it on the display unit 403 ((3)).

図３は、ＣＧデザイナーが三次元ＣＧ編集装置４００で三次元ＣＧ画像に映り込み領域を描画し、この映り込み領域から逆算された光源を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining a light source calculated by a CG designer by drawing a reflection area on a three-dimensional CG image using the three-dimensional CG editing apparatus 400.

図３の（ａ）は、ＣＧデザイナーが三次元モデル画像に映り込み領域を描画した説明図である。ＣＧデザイナーが三次元ＣＧ画像に映り込んだ光を表現したいとき、ＣＧデザイナーが三次元ＣＧ画像に既存のＣＧ編集プログラムが有するペイントツール等で、映り込み領域３１０を設定した段階である。たとえば、三次元モデルデータがＣＡＤデータであれば、三次元モデル画像３００は、ワーヤーフレームで表現されてよい。 FIG. 3A is an explanatory diagram in which a CG designer draws a reflection area on a three-dimensional model image. When the CG designer wants to express the light reflected in the three-dimensional CG image, the CG designer sets the reflection area 310 on the three-dimensional CG image with a paint tool or the like of an existing CG editing program. For example, if the 3D model data is CAD data, the 3D model image 300 may be represented by a worker frame.

図３の（ｂ）には、ペイントツールで塗った領域を映り込み領域として、この映り込み領域から算出した光源１３０が例示されている。例示されている三次元空間は、設定された視点から見た空間であって、映り込み領域から算出された光源１３０と、三次元物体１２０が示されている。算出された光源１３０は光源の点の集まりで構成されている。 FIG. 3B illustrates the light source 130 calculated from the reflection area, where the area painted with the paint tool is the reflection area. The illustrated three-dimensional space is a space viewed from a set viewpoint, and shows a light source 130 calculated from a reflection area and a three-dimensional object 120. The calculated light source 130 is composed of a collection of light source points.

図４には、図３(b)で算出した光源１３０を用いて三次元ＣＧ画像３３０をレンダリングしたものである。 In FIG. 4, a three-dimensional CG image 330 is rendered using the light source 130 calculated in FIG.

以下に、図５に沿って、光源算出処理の詳細な手順を説明する。 The detailed procedure of the light source calculation process will be described below with reference to FIG.

《Ａ．「映り込んだ光」の描画》
三次元ＣＧ編集装置４００は、三次元空間の三次元物体１２０を、設定された視点から見た三次元モデル画像を編集する（図５（１−１））。
次に、三次元ＣＧ編集装置４００は、設定された視点から見た投影面に表示した三次元ＣＧ画像を構成する画素に対応した三次元物体表面の座標点に対して、表面法線を算出する（同（１−２））。
三次元ＣＧ編集装置４００は、ＣＧデザイナーが入力した映り込み領域の指定を受け付けて、指定された領域を描画する（同（１−３））。 << A. "Drawing Reflected Light">>
The three-dimensional CG editing apparatus 400 edits a three-dimensional model image obtained by viewing the three-dimensional object 120 in the three-dimensional space from the set viewpoint (FIG. 5 (1-1)).
Next, the 3D CG editing apparatus 400 calculates a surface normal with respect to the coordinate point of the 3D object surface corresponding to the pixels constituting the 3D CG image displayed on the projection plane viewed from the set viewpoint. (Same as (1-2)).
The three-dimensional CG editing apparatus 400 accepts the specification of the reflection area input by the CG designer and draws the specified area ((1-3)).

《Ｂ．光源の設定》
三次元ＣＧ編集装置４００は、ＣＧデザイナーが三次元モデル画像に描画した映り込み領域の三次元ＣＧ画像の座標データを取得する。同（２−１））。
映り込み領域の三次元ＣＧ画像の座標データと設定された視点を結んだ視線から三次元空間座標系の映り込み領域の座標データを作成する（同（２−２））。 << B. Setting the light source >>
The three-dimensional CG editing device 400 acquires coordinate data of a three-dimensional CG image of a reflection area drawn on a three-dimensional model image by a CG designer. (2-1)).
The coordinate data of the reflection area of the three-dimensional spatial coordinate system is created from the coordinate data of the three-dimensional CG image of the reflection area and the line of sight connecting the set viewpoint ((2-2)).

ここで、座標変換について説明する。
図６は、座標変換のための３つの座標系を説明する図である。三次元空間座標系１００は、コンピューター上の仮想三次元空間である。三次元空間座標系１００には、三次元物体１２０と、光源１３０と、視点１４０とが設定されている。設定された視点に対して画像平面１６０上には、視点１４０からみた、三次元物体１２０の三次元ＣＧ画像３００が形成される。視点１４０から伸びる視線１５０が交わる画像平面上の三次元ＣＧ画像の画素３０１は、視線１５０が三次元物体１２０と交わる交点１２１に対応する。視点座標系は、視点１４０を原点とした三次元座標系である。画像平面座標系は、カメラからみえる三次元ＣＧ画像の座標を表しており、画像平面１６０に対応する。 Here, coordinate conversion will be described.
FIG. 6 is a diagram for explaining three coordinate systems for coordinate conversion. The three-dimensional space coordinate system 100 is a virtual three-dimensional space on a computer. In the three-dimensional space coordinate system 100, a three-dimensional object 120, a light source 130, and a viewpoint 140 are set. A three-dimensional CG image 300 of the three-dimensional object 120 viewed from the viewpoint 140 is formed on the image plane 160 with respect to the set viewpoint. The pixel 301 of the three-dimensional CG image on the image plane where the line of sight 150 extending from the viewpoint 140 intersects corresponds to the intersection 121 where the line of sight 150 intersects the three-dimensional object 120. The viewpoint coordinate system is a three-dimensional coordinate system with the viewpoint 140 as the origin. The image plane coordinate system represents the coordinates of the three-dimensional CG image seen from the camera and corresponds to the image plane 160.

図５に戻って、説明を続ける。
三次元ＣＧ編集装置４００は、三次元空間座標系三次元モデル画像データと、三次元物体データと、視点データとを用いて、描画した映り込み領域の画素の全てに対して、光源を求めて、その光源の座標データを算出して、これを含む光源データを作成する（図５（２−３））。 Returning to FIG. 5, the description will be continued.
The three-dimensional CG editing apparatus 400 uses the three-dimensional spatial coordinate system three-dimensional model image data, the three-dimensional object data, and the viewpoint data to obtain a light source for all the pixels in the drawn reflection area. Then, coordinate data of the light source is calculated, and light source data including this is created (FIG. 5 (2-3)).

ここで、光源の算出方法について詳細に説明する。図７は、一つの光源を作成する詳細な手順を説明する図である。三次元空間１００には、三次元物体１２０と、視点１４０が設定されている。視点１４０に対して画像平面１６０が設定されている。 Here, the light source calculation method will be described in detail. FIG. 7 is a diagram illustrating a detailed procedure for creating one light source. In the three-dimensional space 100, a three-dimensional object 120 and a viewpoint 140 are set. An image plane 160 is set for the viewpoint 140.

三次元ＣＧ編集装置４００は、視点１４０から、三次元空間座標系の映り込み領域の画素３０１を通る視線１５０を算出する（図７（１））。
三次元ＣＧ編集装置４００は、視線１５０と三次元物体１２０との交点（＝反射点）において、視線１５０の正入射光１５５を算出する（同（２））。
ここで、正入射光とは、３次元モデル１２０と視線１５０の交点における、３次元物体１２０の法線ベクトルと視線１５０のなす角度θと、法線ベクトルと反射光のなす角度θ’が等しい光である。 The three-dimensional CG editing apparatus 400 calculates the line of sight 150 passing through the pixel 301 in the reflection area of the three-dimensional spatial coordinate system from the viewpoint 140 (FIG. 7 (1)).
The three-dimensional CG editing apparatus 400 calculates the normal incident light 155 of the line of sight 150 at the intersection (= reflection point) of the line of sight 150 and the three-dimensional object 120 ((2)).
Here, the normal incident light is equal to the angle θ formed between the normal vector of the three-dimensional object 120 and the line of sight 150 at the intersection of the three-dimensional model 120 and the line of sight 150, and the angle θ ′ formed between the normal vector and the reflected light. Light.

三次元ＣＧ編集装置４００は、入射光１５５の方向から三次元物体１２０に照明光が入射するように、交点１２１から適当に離れた位置に光源１３０を配置する（同（３））。 The three-dimensional CG editing apparatus 400 arranges the light source 130 at a position appropriately separated from the intersection 121 so that the illumination light is incident on the three-dimensional object 120 from the direction of the incident light 155 ((3)).

光源１３０を配置する位置は、三次元モデル１２０との間に他の物体が存在しない位置とする。 The position where the light source 130 is disposed is a position where no other object exists between the three-dimensional model 120.

図５に戻って、説明を続ける。
三次元ＣＧ編集装置４００は、三次元空間座標系の映り込み領域の画素３０１を手掛かりにして算出して光源１３０を配置できる。ここで配置した光源１３０の集まりの中からＣＧデザイナーが適宜光源１３０を選択させることができる。（図５（２−４））。 Returning to FIG. 5, the description will be continued.
The three-dimensional CG editing apparatus 400 can place the light source 130 by calculating using the pixel 301 in the reflection area of the three-dimensional spatial coordinate system as a clue. The CG designer can appropriately select the light source 130 from the set of light sources 130 arranged here. (FIG. 5 (2-4)).

図８は、三次元ＣＧ編集装置４００の詳細な構成図である。
三次元ＣＧ編集装置４００は、ＣＰＵ４０１と、表示部４０３と、入力部４０２と、記憶部４０９と専用プログラムとを備える。
ＣＰＵ４０１と、表示部４０３と、入力部４０２と、記憶部４０９とは、ＢＵＳ４９９で接続される。 FIG. 8 is a detailed configuration diagram of the three-dimensional CG editing apparatus 400.
The three-dimensional CG editing apparatus 400 includes a CPU 401, a display unit 403, an input unit 402, a storage unit 409, and a dedicated program.
The CPU 401, the display unit 403, the input unit 402, and the storage unit 409 are connected by a BUS499.

ＣＰＵ４０１は、中央演算装置である。
表示部４０３は、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置である。
入力部４０２は、マウスやキーボードである。
入力部４０２は、表示部４０３に表示されたソフトキーボードであってもよい。 The CPU 401 is a central processing unit.
The display unit 403 is a liquid crystal display device or an organic EL display device.
The input unit 402 is a mouse or a keyboard.
The input unit 402 may be a soft keyboard displayed on the display unit 403.

記憶部４０９は、半導体メモリーや磁気メモリーである。
記憶部４０９は、法線格納領域０９１と、ＣＧ編集プログラム格納領域０９２と、設定格納領域０９３と、三次元モデル画像格納領域０９４と、専用プログラムとを記憶する。
法線格納領域０９１は、三次元空間１００に設定された三次元物体の表面座標データと、表面法線データとを対応付けた法線データ４９１を格納する。
ＣＧ編集プログラム格納領域０９２は、既存のＣＧ編集プログラム４９２を格納する。
設定格納領域０９３は、三次元空間１００に設定された三次元物体の三次元モデルデータと、三次元空間１００に設定された視点１４０の座標データと、三次元空間に設定された画像平面の座標データと、から構成される設定データ４９３を格納する。
三次元モデル画像格納領域０９４は、二次元配列した画素から構成される三次元ＣＧ画像データ４９４を格納する。 The storage unit 409 is a semiconductor memory or a magnetic memory.
The storage unit 409 stores a normal storage area 091, a CG editing program storage area 092, a setting storage area 093, a 3D model image storage area 094, and a dedicated program.
The normal storage area 091 stores normal data 491 in which surface coordinate data of a three-dimensional object set in the three-dimensional space 100 is associated with surface normal data.
The CG editing program storage area 092 stores an existing CG editing program 492.
The setting storage area 093 includes the 3D model data of the 3D object set in the 3D space 100, the coordinate data of the viewpoint 140 set in the 3D space 100, and the coordinates of the image plane set in the 3D space. And setting data 493 composed of the data.
The three-dimensional model image storage area 094 stores three-dimensional CG image data 494 composed of two-dimensionally arranged pixels.

このほかに、三次元モデル画像作成手段４１０と、反射光像設定手段４２０と、光源設定手段４３０と、レンダリング手段４４０と、を備える。これらの各手段は、それぞれの専用プログラムによって実現され、専用プログラムがＣＰＵ４０１に解釈・実行されることによって機能する。 In addition, a 3D model image creating unit 410, a reflected light image setting unit 420, a light source setting unit 430, and a rendering unit 440 are provided. Each of these means is realized by each dedicated program, and functions when the dedicated program is interpreted and executed by the CPU 401.

三次元モデル画像作成手段４１０は、設定データ４９３を用いて、三次元空間１００に配置された三次元物体を画像平面１６０に透視投影して三次元モデル画像３００を作成する。
ここで、三次元モデル画像は、三次元モデルデータで表現した立体形状を、視点から見た画像である。なお、三次元モデル画像作成手段４１０は、三次元モデル画像３００を作成するときに、レンダリング処理を行う必要はない。 Using the setting data 493, the 3D model image creation unit 410 creates a 3D model image 300 by perspectively projecting a 3D object placed in the 3D space 100 onto the image plane 160.
Here, the three-dimensional model image is an image obtained by viewing the three-dimensional shape expressed by the three-dimensional model data from the viewpoint. Note that the 3D model image creation unit 410 does not need to perform rendering processing when creating the 3D model image 300.

三次元モデル画像作成手段４１０は、表面法線算出機能を含んで構成される。
表面法線算出機能は、画像平面１６０に三次元ＣＧ画像の画素３０１として透視投影される三次元物体表面点において、表面法線データを算出して、当該表面点の表面座標データと対応付けた法線データ４９１を作成して、法線格納領域０９１に格納する。 The three-dimensional model image creation unit 410 includes a surface normal calculation function.
The surface normal calculation function calculates surface normal data at a surface point of a three-dimensional object that is perspective-projected as a pixel 301 of a three-dimensional CG image on the image plane 160 and associates the surface normal data with the surface coordinate data of the surface point. Normal data 491 is created and stored in the normal storage area 091.

映り込み領域設定手段４２０は、映り込み領域の指示の入力を受け付けて、三次元ＣＧ画像に映り込み領域（＝反射光像）を描画する。 The reflection area setting unit 420 receives an input of an instruction for the reflection area and draws the reflection area (= reflected light image) on the three-dimensional CG image.

光源設定手段４３０は、画像平面の三次元ＣＧ画像３００に描画された反射光像から１つの画素情報３０１を読み取り、視点１４０から読み取った画素３０１を通過する視線直線１５０を延ばして、三次元物体の表面との交点１２１（＝反射点）を求めて、この交点における法線データ４９１の表面法線データを用いて、視線直線１５０に対して、交点にて正入射する入射光１５５を算出して、入射光直線上に光源１３０を設定する。
ここで、正入射とは、視線直線と表面法線のなす角度と、入射光直線と表面法線のなす角度が等しいことである。 The light source setting unit 430 reads one pixel information 301 from the reflected light image drawn on the three-dimensional CG image 300 on the image plane, extends the line of sight line 150 passing through the pixel 301 read from the viewpoint 140, and generates a three-dimensional object. An intersection 121 (= reflection point) with the surface of the light is obtained, and using the surface normal data of the normal data 491 at this intersection, the incident light 155 that is normally incident on the line of sight 150 is calculated. Thus, the light source 130 is set on the incident light line.
Here, the normal incidence means that the angle formed between the line of sight and the surface normal is equal to the angle formed between the line of incident light and the surface normal.

光源設定手段４３０は、射影変換機能と、透視変換機能と、視線算出機能と、法線特定機能と、入射光設定機能と、とを含んで構成される。
射影変換機能は、画像平面の三次元ＣＧ画像３００に描画された映り込み領域から読み取った画像平面上の映り込み領域の画素３０１の座標データ（＝画像平面系の反射光像画素座標データ）を視点座標系に射影変換する。
透視変換機能は、三次元ＣＧ画像上の反射光像画素座標データを三次元空間座標系に変換する。
視線算出機能は、設定データ４９３に含まれる視点１４０の座標データと、変換された三次元空間系の反射光像画素座標データを用いて、視点と当該反射光像画素３０１とを通る視線直線１５０を算出する。
法線特定機能は、視線直線１５０と三次元物体１２０との交点の座標データを求めて、法線格納領域の法線データ４９１を参照して、交点１２１の座標データと一致する表面座標データ１２１に対応付けられた表面法線データ１２２を読み取る。
入射光設定機能は、視線直線１５０と読み取った表面法線データ１２２の法線のなす角度と、入射光１５５と読み取った表面法線データ１２２の法線のなす角度が等しくなるように、入射光１５５を設定する。 The light source setting unit 430 includes a projection conversion function, a perspective conversion function, a line-of-sight calculation function, a normal specifying function, and an incident light setting function.
The projective transformation function uses the coordinate data (= reflected light image pixel coordinate data of the image plane system) of the pixel 301 in the reflection area on the image plane read from the reflection area drawn in the three-dimensional CG image 300 on the image plane. Projective transformation to the viewpoint coordinate system.
The perspective conversion function converts reflected light image pixel coordinate data on a three-dimensional CG image into a three-dimensional spatial coordinate system.
The line-of-sight calculation function uses the coordinate data of the viewpoint 140 included in the setting data 493 and the reflected light image pixel coordinate data of the converted three-dimensional space system, and the line of sight line 150 passing through the viewpoint and the reflected light image pixel 301. Is calculated.
The normal specifying function obtains the coordinate data of the intersection between the line of sight 150 and the three-dimensional object 120, refers to the normal data 491 in the normal storage area, and matches the coordinate data of the intersection 121 with the surface coordinate data 121. The surface normal data 122 associated with is read.
The incident light setting function is such that the angle between the line of sight 150 and the normal of the read surface normal data 122 is equal to the angle between the incident light 155 and the normal of the read surface normal data 122. 155 is set.

光源設定手段４３０は、さらに、候補点設定機能と、多角形作成機能と、候補点削除機能と、とを含んで構成される。
候補点設定機能は、算出した入射光直線上に、映り込み像候補点を設定する。
角形作成機能は、１つの映り込み像候補点に隣接する映り込み像候補点を読み出して、多角形を作成する。
候補点削除機能は、多角形の面積を算出して、所定の値より小さければ、この多角形を構成する候補点を削除する。（詳細は後述する） The light source setting unit 430 further includes a candidate point setting function, a polygon creation function, and a candidate point deletion function.
The candidate point setting function sets a reflected image candidate point on the calculated incident light straight line.
The square creation function reads a reflected image candidate point adjacent to one reflected image candidate point, and creates a polygon.
The candidate point deletion function calculates the area of the polygon, and if it is smaller than a predetermined value, deletes the candidate point constituting this polygon. (Details will be described later)

レンダリング手段４４０は、設定した光源１３０を用いて、三次元空間の三次元物体に光が映り込んだ三次元ＣＧ画像３３０をレンダリングする。 The rendering unit 440 uses the set light source 130 to render a 3D CG image 330 in which light is reflected on a 3D object in a 3D space.

図９は、法線データ４９１の形式を説明する図である。法線データ４９１は、三次元空間１００における三次元物体１２０の表面形状を表現するデータである。法線データ４９１は、表面座標データ１２１と、表面法線データ１２２と、が対応付けられて構成される。
表面座標データ１２１は、三次元物体の三次元空間座標系の座標データである。表面法線データ１２２は、単位ベクトルである。 FIG. 9 is a diagram for explaining the format of the normal data 491. The normal data 491 is data representing the surface shape of the three-dimensional object 120 in the three-dimensional space 100. The normal data 491 is configured by associating the surface coordinate data 121 and the surface normal data 122 with each other.
The surface coordinate data 121 is coordinate data of a three-dimensional space coordinate system of a three-dimensional object. The surface normal data 122 is a unit vector.

図１０は、光源設定ゼネラルフローチャートである。
（１）光源設定手段４３０は、設定格納領域０９３に格納された三次元物体データを参照して、三次元ＣＧ画像の各画素３０１を通る視線が三次元空間の三次元物体と交わる交点１２１（＝反射点）における法線データ４９１を読み取る。（ステップＳ１００）
（２）映り込み領域設定手段４２０は、ＣＧデザイナーが入力した映り込み領域の指示を受け付けて、三次元ＣＧ画像３００に映り込み領域を描画する。（ステップＳ１１０）
（３）光源設定手段４３０は、描画した映り込み領域から１つの画素３０１を取り出す。（ステップＳ１２０）
（４）光源設定手段４３０は、光源設定処理して、光源を設定する。（ステップＳ１３０）
（５）描画した映り込み領域から全ての画素を取り出したか否かを判定する。取り出していなければ、ステップＳ１２０に戻る。取り出していれば、終了する。（ステップＳ１４０） FIG. 10 is a light source setting general flowchart.
(1) The light source setting unit 430 refers to the 3D object data stored in the setting storage area 093, and intersects 121 () where the line of sight passing through each pixel 301 of the 3D CG image intersects with the 3D object in the 3D space. = Normal data 491 at reflection point) is read. (Step S100)
(2) The reflection area setting unit 420 receives an instruction of the reflection area input by the CG designer and draws the reflection area on the three-dimensional CG image 300. (Step S110)
(3) The light source setting unit 430 extracts one pixel 301 from the drawn reflection area. (Step S120)
(4) The light source setting means 430 sets a light source by performing a light source setting process. (Step S130)
(5) It is determined whether or not all the pixels have been extracted from the drawn reflection area. If not, the process returns to step S120. If it has been removed, exit. (Step S140)

図１１は、１つの光源を設定するフローチャートである。
（１）光源設定手段４３０は、描画した映り込み領域から取り出した１つの画素３０１の座標値（二次元座標値）を読み取る、（ステップＳ２００）
（２）光源設定手段４３０は、読み取った画素３０１の座標値を視点座標系の座標値（三次元座標値）に射影変換して、さらに、この射影変換された座標値を三次元空間１００の座標値に透視変換して、三次元空間１００の座標値を算出する。（ステップＳ２１０）
（３）光源設定手段４３０は、設定データ４９３に含まれる視点１４０の座標データと、描画した映り込み領域から取り出した１つの画素３０１の透視変換された三次元空間１００の座標値を用いて、視点と当該画素３０１とを通る視線直線１５０を算出する。（ステップＳ２２０）
（４）光源設定手段４３０は、視線直線１５０が三次元物体１２０と交差した交点１２１（＝反射点）の座標を算出する。（ステップＳ２３０）
（５）光源設定手段４３０は、交点１２１の座標値を用いて、法線データ１２２を読み取って、視線直線１５０と読み取った法線データ１２２の表す法線とのなす角度と、入射光１５５と読み取った法線データ１２２の表す法線とのなす角度が等しくなるように、入射光１５５を設定する。（ステップＳ２４０）
（６）光源設定手段４３０は、交点１２０から入射光１５５方向に適切な距離だけ進んだ位置に光源１３０を配置する。（ステップＳ２５０） FIG. 11 is a flowchart for setting one light source.
(1) The light source setting means 430 reads the coordinate value (two-dimensional coordinate value) of one pixel 301 taken out from the drawn reflection area (step S200).
(2) The light source setting unit 430 performs projective conversion of the read coordinate value of the pixel 301 into a coordinate value (three-dimensional coordinate value) of the viewpoint coordinate system, and further converts the coordinate value obtained by the projective conversion in the three-dimensional space 100. The coordinate value of the three-dimensional space 100 is calculated through perspective conversion to the coordinate value. (Step S210)
(3) The light source setting unit 430 uses the coordinate data of the viewpoint 140 included in the setting data 493 and the coordinate value of the perspective-transformed three-dimensional space 100 of one pixel 301 extracted from the drawn reflection area, A line-of-sight line 150 passing through the viewpoint and the pixel 301 is calculated. (Step S220)
(4) The light source setting unit 430 calculates the coordinates of the intersection 121 (= reflection point) where the line of sight 150 intersects the three-dimensional object 120. (Step S230)
(5) The light source setting unit 430 reads the normal data 122 using the coordinate value of the intersection 121, and the angle between the line of sight 150 and the normal represented by the read normal data 122, and the incident light 155. The incident light 155 is set so that the angles formed with the normal represented by the read normal data 122 are equal. (Step S240)
(6) The light source setting means 430 arranges the light source 130 at a position advanced from the intersection 120 in the direction of the incident light 155 by an appropriate distance. (Step S250)

次に、三次元物体表面の特定の領域を明るくする方法として、レフ板を利用して三次元物体の表面に写りこませる。図１２は、レフ板を映り込み対象物１１０として設定する手順を説明する図である。三次元空間１００には、三次元物体１２０と、視点１４０と、三次元モデル画像３００とが、設定されている。 Next, as a method of brightening a specific area on the surface of the three-dimensional object, a reflex plate is used to reflect it on the surface of the three-dimensional object. FIG. 12 is a diagram for explaining a procedure for setting the reflex plate as the reflection object 110. In the three-dimensional space 100, a three-dimensional object 120, a viewpoint 140, and a three-dimensional model image 300 are set.

光源設定手段４３０は、三次元ＣＧ画像データに含まれる映り込んだ対象物の画素３０１の中から１つの画素を読み取って、視点１４０から、この読み取った画素を通る視線１５０を設定する（図１３（１））。
光源設定手段４３０は、視線１５０と三次元物体との交点１２１(=反射点)において、視線１５０に対して正入射する入射光１５５を設定する（同（２））。
光源設定手段４３０は、入射光１５５の方向から三次元物体１２０に照明光が入射するように、交点から適当に離れた位置に候補点を定める（同（３））。
三次元ＣＧ画像データに映り込んだ対象物の全ての画素３０１に対する候補点を定めた後に、定めた候補点の集まりの最外郭をつなぎ、対象物１１０を作成すればよい。 The light source setting unit 430 reads one pixel from the reflected pixel 301 included in the 3D CG image data, and sets the line of sight 150 passing through the read pixel from the viewpoint 140 (FIG. 13). (1)).
The light source setting unit 430 sets incident light 155 that is normally incident on the line of sight 150 at the intersection 121 (= reflection point) between the line of sight 150 and the three-dimensional object ((2)).
The light source setting unit 430 determines a candidate point at a position appropriately separated from the intersection so that the illumination light is incident on the three-dimensional object 120 from the direction of the incident light 155 ((3)).
After the candidate points for all the pixels 301 of the target object reflected in the three-dimensional CG image data are determined, the outermost contour of the determined set of candidate points may be connected to create the target object 110.

なお、定めた候補点を以下の手順で絞り込んでも良い。
（１）光源設定手段４３０は、それぞれの候補点について、近傍の候補点２点までの距離を求め、両方の距離とも一定の距離以内であれば、３点の候補点を頂点とする三角形の面を生成する。
（２）光源設定手段４３０は、次に、隣接する三角形を１つのポリゴングループとしてまとめる。ある三角形の頂点のうちの２頂点を共有する三角形が他に存在した場合には、同じポリゴングループとする。
（３）光源設定手段４３０は、全ての三角形についてポリゴングループにまとめた後に、一定の面積よりも狭いポリゴングループを削除する。
（４）光源設定手段４３０は、残されたポリゴングループに属する三角形の頂点（＝３点の候補点）を、定めた候補点とする。 The determined candidate points may be narrowed down by the following procedure.
(1) For each candidate point, the light source setting means 430 obtains the distance to two neighboring candidate points, and if both distances are within a certain distance, the light source setting means 430 is a triangle having three candidate points as vertices. Create a face.
(2) Next, the light source setting unit 430 collects adjacent triangles as one polygon group. If there are other triangles that share two vertices of a triangle, the same polygon group is used.
(3) The light source setting unit 430 collects all the triangles into a polygon group, and then deletes a polygon group narrower than a certain area.
(4) The light source setting means 430 sets the remaining triangle vertices (= 3 candidate points) belonging to the polygon group as the determined candidate points.

次に、映り込み対象物１１０に照明を当てる例を説明する。
図１３は、映り込み対象物１１０に光源を設定する詳細な手順を説明する図である。
三次元空間１００には、三次元物体１２０と、視点１４０と、三次元物体に映り込ませる対象物１１０と、画像平面上の三次元モデル画像３００とが、設定されている。 Next, an example in which illumination is applied to the reflection target object 110 will be described.
FIG. 13 is a diagram illustrating a detailed procedure for setting a light source for the object 110 to be reflected.
In the three-dimensional space 100, a three-dimensional object 120, a viewpoint 140, an object 110 to be reflected on the three-dimensional object, and a three-dimensional model image 300 on the image plane are set.

光源設定手段４３０は、視点１４０から三次元モデル画像が有する映り込んだ対象物の任意の画素３０１を通る視線１５０を設定する（図１３（１））。
光源設定手段４３０は、視線１５０と三次元物体との交点１２１（＝反射点）に対して、視線１５０に対して正入射する入射光１５５を設定する（同（２））。ここで、正入射とは、交点の法線と視線１５０のなす角度θと、法線と入射光のなす角度θ’が等しい関係である。
光源設定手段４３０は、入射光１５５が最初に交差する映り込み対象物１１０との交点を、「映り込み点」として設定する（同（３））。
光源設定手段４３０は、「映り込み点」を照明する光源１３０を、「映り込み点」の法線方向に適当な距離だけ離れた位置に配置する（同（４））。
このとき、映り込み対象物１１０の表面は拡散反射として、映り込み対象の広い範囲を明るくする。 The light source setting unit 430 sets a line of sight 150 that passes through an arbitrary pixel 301 of the reflected object included in the three-dimensional model image from the viewpoint 140 (FIG. 13A).
The light source setting unit 430 sets incident light 155 that is normally incident on the line of sight 150 with respect to the intersection 121 (= reflection point) between the line of sight 150 and the three-dimensional object ((2)). Here, the normal incidence is a relationship in which the angle θ formed between the normal line of the intersection and the line of sight 150 is equal to the angle θ ′ formed between the normal line and the incident light.
The light source setting means 430 sets the intersection point with the reflection target object 110 where the incident light 155 first intersects as the “reflection point” ((3)).
The light source setting means 430 arranges the light source 130 that illuminates the “reflection point” at a position separated by an appropriate distance in the normal direction of the “reflection point” ((4)).
At this time, the surface of the object 110 to be reflected is diffusely reflected to brighten a wide range of objects to be reflected.

現実の大規模な撮影現場において、大掛かりな照明装置を設置調整する前のシミュレーション用途にも適用できる。 It can also be applied to simulation applications before installation and adjustment of a large-scale lighting device in an actual large-scale shooting site.

１００ 三次元空間
１１０ 三次元物体に映り込ませる対象
１２０ 三次元モデル、三次元物体
１３０ 光源
１４０ 視点
１５０ 視線
１５５ 入射光
１６０ 画像平面
３００ 三次元ＣＧ画像
３０１ 画素
３１０ 「映り込んだ光」を表示したい領域、映り込み領域
３２０ 映り込んだ光
３３０ レンダリング処理したＣＧ画像
４００ 本発明の実施の形態による三次元ＣＧ編集装置
４０３ 表示部
４１０ 三次元ＣＧ画像作成手段
４２０ 映り込み領域設定手段
４３０ 光源設定手段
４４０ レンダリング手段
４９１ 法線データ
４９２ 既存のＣＧ編集プログラム
４９３ 設定データ
４９４ 三次元ＣＧ画像データ

100 Three-dimensional space 110 Object 120 reflected in a three-dimensional object 120 Three-dimensional model, three-dimensional object 130 Light source 140 View point 150 Line of sight 155 Incident light 160 Image plane 300 Three-dimensional CG image 301 Pixel 310 “I want to display the reflected light” Area, Reflection Area 320 Reflected Light 330 Rendered CG Image 400 Three-dimensional CG Editing Device 403 according to Embodiment of the Present Invention Display Unit 410 Three-dimensional CG Image Creation Unit 420 Reflection Area Setting Unit 430 Light Source Setting Unit 440 Rendering means 491 Normal data 492 Existing CG editing program 493 Setting data 494 Three-dimensional CG image data

Claims (12)

三次元空間に設定された、三次元モデルデータと視点データと画像平面データとから構成される設定データを用いる三次元ＣＧ画像を編集する方法において、
前記設定データを用いて、三次元空間に設定した視点から見た三次元モデルデータを、画像平面上に三次元ＣＧ画像として作成する三次元ＣＧ画像作成段階と、
映り込み領域の指示を入力する映り込み領域指示段階と、
映り込み領域指示の入力を受け付けて、三次元ＣＧ画像に映り込み領域を描画する映り込み領域設定段階と、
三次元ＣＧ画像に描画された映り込み領域を構成する全ての画素に対して、視点からそれぞれの画素を通過する視線直線を引いて、前記三次元モデルと交差する交点において、視線直線に対して正入射する入射光直線を算出して、入射光直線上に光源を設定する光源設定段階と、
設定した光源を用いて、三次元空間に設定された三次元モデルに光が映り込んだ三次元ＣＧ画像をレンダリングするレンダリング段階と、
を含んだ手順でなされることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法。 In a method of editing a three-dimensional CG image using setting data composed of three-dimensional model data, viewpoint data, and image plane data set in a three-dimensional space,
Using the setting data, a three-dimensional CG image creation step of creating three-dimensional model data viewed from a viewpoint set in a three-dimensional space as a three-dimensional CG image on an image plane;
A reflection area instruction stage for inputting an instruction of the reflection area;
A reflection region setting stage for receiving an input of a reflection region instruction and drawing the reflection region on the three-dimensional CG image;
For all the pixels constituting the reflection area drawn in the three-dimensional CG image, the line of sight passing through each pixel is drawn from the viewpoint, and the line of sight is intersected at the intersection intersecting with the three-dimensional model. A light source setting stage for calculating a normal incident light straight line and setting a light source on the incident light straight line;
A rendering stage for rendering a three-dimensional CG image in which light is reflected in a three-dimensional model set in a three-dimensional space using the set light source;
A three-dimensional CG image editing method, characterized in that the method is performed in a procedure including: 請求項１に記載の三次元ＣＧ画像編集方法において、
前記三次元ＣＧ画像作成段階は、さらに、
三次元ＣＧ画像の画素として画像平面に透視投影される三次元モデルの表面点のおける表面法線データを算出して、この表面法線データを当該表面点の表面座標データと対応付けた法線データを作成する法線作成ステップ、
を含んで、
前記光源設定段階は、さらに、
読み取った映り込み領域の画素の画像平面座標系座標データを視点座標系に射影変換する射影変換ステップと、
映り込み領域の画素の視点座標系座標データを三次元空間座標系に透視変換する透視変換ステップと、
視点の座標データと、透視変換された映り込み領域の画素の三次元空間系座標データを用いて、視点と読み取った画素とを通る視線直線を算出する視線算出ステップと、
視線直線と三次元モデルとの交点の座標データを求めて、法線データを参照して、交点の座標データと一致する表面座標データに対応付けられた表面法線データを読み取る三次元モデル法線特定ステップと、
視線直線と読み取った表面法線データのなす角度と、入射光直線と読み取った表面法線データのなす角度が等しくなるように、入射光直線を設定する入射光設定ステップと、
を含んだ手順でなされることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法。 The three-dimensional CG image editing method according to claim 1,
The three-dimensional CG image creation step further includes:
The surface normal data at the surface point of the three-dimensional model that is perspective-projected on the image plane as pixels of the three-dimensional CG image is calculated, and the normal line corresponding to the surface coordinate data of the surface point is calculated. Normal creation step to create data,
Including
The light source setting step further includes:
A projective transformation step for projectively transforming the image plane coordinate system coordinate data of the pixels of the read reflection area into the viewpoint coordinate system;
A perspective transformation step for perspective transformation of the coordinate data of the viewpoint coordinate system of the pixels in the reflection area into a three-dimensional spatial coordinate system;
A line-of-sight calculation step for calculating a line of sight that passes through the viewpoint and the read pixel using the coordinate data of the viewpoint and the three-dimensional spatial system coordinate data of the pixels of the reflection region that has been perspective transformed,
The coordinate data of the intersection of the line of sight and the 3D model is obtained, and the normal data is referenced to read the surface normal data associated with the surface coordinate data that matches the coordinate data of the intersection. Specific steps,
An incident light setting step for setting an incident light straight line so that an angle formed between the line of sight and the read surface normal data is equal to an angle formed between the incident light line and the read surface normal data;
A three-dimensional CG image editing method, characterized in that the method is performed in a procedure including: 請求項１または２に記載の三次元ＣＧ画像編集方法において、
前記光源設定段階は、さらに、
算出した入射光直線上に、映り込み像候補点を設定する候補点設定ステップと、
１つの映り込み像候補点に隣接する映り込み像候補点を読み出して、多角形を作成する多角形作成ステップと、
多角形の面積を算出して、所定の値より小さければ、この多角形を構成する候補点を削除する候補点絞込みステップと、
を含んだ手順でなされることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法。 The three-dimensional CG image editing method according to claim 1 or 2,
The light source setting step further includes:
A candidate point setting step for setting a reflected image candidate point on the calculated incident light line;
A polygon creation step of reading a reflected image candidate point adjacent to one reflected image candidate point and creating a polygon;
If the area of the polygon is calculated and smaller than a predetermined value, a candidate point narrowing step for deleting candidate points constituting the polygon; and
A three-dimensional CG image editing method, characterized in that the method is performed in a procedure including: 三次元空間に設定された三次元モデルの表面座標データと表面法線データを対応付けた法線データと、
三次元空間に設定された、三次元モデルデータと映り込み対象物データと視点の座標データと画像平面データとから構成される設定データと、を用いる三次元ＣＧ画像編集方法であって、
前記設定データを用いて、三次元モデルを視点から見た三次元ＣＧ画像を、画像平面上に作成する三次元ＣＧ画像作成段階と、
反射光領域の指示を受け付けて、三次元ＣＧ画像に映り込み領域を描画する映り込み領域設定段階と、
視点と、前記描画された映り込み領域の１つの画素とを通過する視線直線が、前記三次元モデルと交差する交点において、視線直線に対して正入射する入射光直線を設定する入射光設定段階と、
入射光直線が映り込み対象物と交差する点を、映り込み点として設定する映り込み点設定段階と、
映り込み点の法線方向に光源を設定する光源設定段階と、
設定した光源を用いて、三次元空間に設定された三次元モデルに光が映り込んだ三次元ＣＧ画像をレンダリングするレンダリング段階と、
を含んだ手順でなされることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法。 Normal data in which surface coordinate data and surface normal data of a three-dimensional model set in a three-dimensional space are associated,
A three-dimensional CG image editing method using three-dimensional model data, reflection target data, viewpoint coordinate data, and image plane data set in a three-dimensional space,
Using the setting data, a three-dimensional CG image creation step of creating a three-dimensional CG image of the three-dimensional model viewed from the viewpoint on an image plane;
A reflection area setting step of receiving an instruction of the reflected light area and drawing the reflection area on the three-dimensional CG image;
An incident light setting step of setting an incident light line that is normally incident on the line of sight at an intersection where a line of sight passing through the viewpoint and one pixel of the drawn reflection area intersects the three-dimensional model. When,
A reflection point setting stage for setting a point where the incident light straight line intersects the object to be reflected as a reflection point;
A light source setting stage for setting the light source in the normal direction of the reflection point;
A rendering stage for rendering a three-dimensional CG image in which light is reflected in a three-dimensional model set in a three-dimensional space using the set light source;
A three-dimensional CG image editing method, characterized in that the method is performed in a procedure including: 請求項１から４までに記載の三次元ＣＧ画像編集方法において、
前記三次元ＣＧ画像は、
前記三次元モデル画像は、三次元モデルデータで表現した立体形状を、視点から見た画像である、
ことを特徴とする三次元ＣＧ画像編集方法。 In the three-dimensional CG image editing method according to claim 1,
The three-dimensional CG image is
The three-dimensional model image is an image obtained by viewing a three-dimensional shape expressed by three-dimensional model data from a viewpoint.
A three-dimensional CG image editing method characterized by the above. 三次元空間に設定された、三次元モデルデータと視点データと画像平面データとから構成される設定データを格納する設定格納領域と、
二次元配列した画素から構成される三次元ＣＧ画像データを格納する三次元ＣＧ画像格納領域と、
を備える記憶部と、
前記設定データを用いて、三次元空間に設定した視点から見た三次元モデルを、画像平面上に三次元ＣＧ画像として作成する三次元ＣＧ画像作成手段と、
映り込み領域の指示を受け付けて、三次元モデル画像に映り込み領域を描画する映り込み領域設定手段と、
視点と、前記描画された映り込み領域の１つの画素とを通過する視線直線が、前記三次元モデルとの交差する交点に対して、正入射する入射光直線を算出して、入射光直線上に光源を設定する光源設定手段と、
設定した光源を用いて、三次元空間に設定された三次元モデルに光が映り込んだ三次元ＣＧ画像をレンダリングするレンダリング手段と、
を備えることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集装置。 A setting storage area for storing setting data composed of 3D model data, viewpoint data, and image plane data set in a 3D space;
A three-dimensional CG image storage area for storing three-dimensional CG image data composed of two-dimensionally arranged pixels;
A storage unit comprising:
3D CG image creating means for creating a 3D model viewed from the viewpoint set in the 3D space as a 3D CG image on the image plane using the setting data;
Reflection area setting means for receiving an instruction of the reflection area and drawing the reflection area on the three-dimensional model image;
A line of sight line passing through the viewpoint and one pixel of the drawn reflection area is calculated as an incident light line that is normally incident on an intersection where the line of sight intersects the three-dimensional model. A light source setting means for setting a light source to
Rendering means for rendering a three-dimensional CG image in which light is reflected in a three-dimensional model set in a three-dimensional space using a set light source;
A three-dimensional CG image editing apparatus comprising: 請求項６に記載の三次元ＣＧ画像編集装置において、前記記憶部は、さらに、
三次元空間に設定された三次元モデルの表面座標データと表面法線データを対応付けた法線データを格納する法線格納領域、
を備えて、
前記ＣＧ画像作成手段は、さらに、
三次元ＣＧ画像の画素として画像平面に透視投影される三次元モデルの表面点のおける表面法線データを算出して、この表面法線データを当該表面点の表面座標データと対応付けた法線データを作成して、法線格納領域に格納する表面法線算出機能、
を備えて、
前記光源設定手段は、さらに、
読み取った映り込み領域の座標データを視点座標系に射影変換する射影変換機能と、
映り込み領域の画素の視点座標系座標データを三次元空間座標系に透視変換する透視変換機能と、視点の座標データと、透視変換された反射光像画素の三次元空間系座標データを用いて、視点と読み取った画素とを通る視線直線を算出する視線算出機能と、
視線直線と三次元モデルとの交点の座標データを求めて、法線格納領域の法線データを参照して、交点の座標データと一致する表面座標データに対応付けられた表面法線データを読み取る法線特定機能と、
視線直線と読み取った表面法線データのなす角度と、入射光直線と読み取った表面法線データのなす角度が等しくなるように、入射光直線を設定する入射光設定機能と、
を含んで備える、
ことを特徴とする三次元ＣＧ画像編集装置。 The three-dimensional CG image editing apparatus according to claim 6, wherein the storage unit further includes:
A normal storage area for storing normal data in which surface coordinate data and surface normal data of a three-dimensional model set in a three-dimensional space are associated;
With
The CG image creating means further includes:
The surface normal data at the surface point of the three-dimensional model that is perspective-projected on the image plane as pixels of the three-dimensional CG image is calculated, and the normal line corresponding to the surface coordinate data of the surface point is calculated. Surface normal calculation function that creates data and stores it in the normal storage area,
With
The light source setting means further includes:
A projective transformation function for projectively transforming the coordinate data of the read reflection area into the viewpoint coordinate system;
Using the perspective transformation function that perspective-transforms the coordinate data of the viewpoint of the pixels in the reflection area into the three-dimensional spatial coordinate system, the coordinate data of the viewpoint, and the three-dimensional spatial coordinate data of the reflected light image pixel that has been perspective transformed A line-of-sight calculation function for calculating a line of sight passing through the viewpoint and the read pixel;
Find the coordinate data of the intersection of the line of sight and the 3D model, refer to the normal data of the normal storage area, and read the surface normal data associated with the surface coordinate data that matches the coordinate data of the intersection Normal line identification function,
An incident light setting function for setting an incident light straight line so that an angle formed between the line of sight and the read surface normal data is equal to an angle formed between the incident light line and the read surface normal data;
Including,
A three-dimensional CG image editing device. 請求項６または７に記載の三次元ＣＧ編集装置において、
算出した入射光直線上に、映り込み像候補点を設定する候補点設定機能と、
１つの映り込み像候補点に隣接する映り込み像候補点を読み出して、多角形を作成する多角形作成機能と、
多角形の面積を算出して、所定の値より小さければ、この多角形を構成する候補点を削除する候補点絞込み機能と、
を含んで備えることを特徴とする三次元ＣＧ編集装置。 The three-dimensional CG editing apparatus according to claim 6 or 7,
A candidate point setting function for setting a reflected image candidate point on the calculated incident light line;
A polygon creation function for reading a reflected image candidate point adjacent to one reflected image candidate point and creating a polygon;
If the area of the polygon is calculated and is smaller than a predetermined value, a candidate point narrowing function for deleting candidate points constituting the polygon,
A three-dimensional CG editing apparatus comprising: 三次元空間に設定された三次元モデルの表面座標データと表面法線データを対応付けた法線データを格納する法線格納領域と、
二次元配列した画素から構成される三次元ＣＧ画像データを格納する三次元ＣＧ画像格納領域と、
三次元空間に設定された、三次元モデルデータと映り込み対象物データと視点の座標データと画像平面データとから構成される設定データを格納する設定格納領域と、
を備える記憶部と、
前記設定データを用いて、三次元モデルを視点から見た三次元ＣＧ画像を、画像平面上に作成する三次元ＣＧ画像作成手段と、
映り込み領域の指示を受け付けて、三次元モデル画像に映り込み領域を描画する映り込み領域設定手段と、
視点と、前記描画された反射光像の１つの画素とを通過する視線直線が、前記三次元モデルと交差する交点の於いて、視線直線に対して正入射する入射光直線を設定して、入射光直線が映り込み対象物と交差する映り込み点の法線方向に光源を設定する光源設定手段と、
を備えることを特徴とする三次元ＣＧ画像編集装置。 A normal storage area for storing normal data in which surface coordinate data and surface normal data of a three-dimensional model set in a three-dimensional space are associated;
A three-dimensional CG image storage area for storing three-dimensional CG image data composed of two-dimensionally arranged pixels;
A setting storage area for storing setting data composed of three-dimensional model data, reflection object data, viewpoint coordinate data, and image plane data set in a three-dimensional space;
A storage unit comprising:
Using the setting data, a 3D CG image creating means for creating a 3D CG image of the 3D model viewed from the viewpoint on an image plane;
Reflection area setting means for receiving an instruction of the reflection area and drawing the reflection area on the three-dimensional model image;
Set an incident light line that is normally incident on the line of sight at the intersection where the line of sight passing through the viewpoint and one pixel of the drawn reflected light image intersects the three-dimensional model, A light source setting means for setting the light source in the normal direction of the reflection point where the incident light straight line intersects the object to be reflected;
A three-dimensional CG image editing apparatus comprising: 請求項６から９までに記載の三次元ＣＧ画像編集装置において、
前記三次元ＣＧ画像は、
三次元モデルデータで表現した立体形状を、視点から見た画像である、
ことを特徴とする三次元ＣＧ画像編集装置。 In the three-dimensional CG image editing device according to claim 6,
The three-dimensional CG image is
This is an image of a three-dimensional shape expressed by 3D model data as seen from the viewpoint.
A three-dimensional CG image editing device. コンピューターに組込むことによって、コンピューターを請求項６から１０のいずれか１項に記載の三次元ＣＧ画像装置として動作させるコンピュータープログラム。 The computer program which makes a computer operate | move as a three-dimensional CG image apparatus of any one of Claim 6 to 10 by incorporating in a computer. 請求項１１に記載のコンピュータープログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。

The computer-readable recording medium which recorded the computer program of Claim 11.

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