JPH0773342A

JPH0773342A - 画像生成装置

Info

Publication number: JPH0773342A
Application number: JP16293193A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Kaneko; 嘉和金子; Jirou Shigenami; 次郎栄浪; Yutaka Tomita; 豊富田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】２次元画像データの貼り替えを短時間で、か
つ、容易に実施する。【構成】レンダリングによって生成される物体の陰影
情報のみを格納する陰影情報格納手段７と、３次元コン
ピュータグラフィック画像に表された物体の任意の面を
指定する面指定手段８と、指定された面に貼り込まれて
いる２次元画像データと同じものが貼り込まれているす
べての面を検索する検索手段１０と、新たな２次元画像
データを指定する画像指定手段９と、その新たな２次元
画像データに陰影情報格納手段７に格納されている陰影
情報を付加して検索されたすべての面に貼り込む画像貼
込手段１１とを具備し、レンダリングによって生成され
た陰影情報を利用して、該陰影情報を再演算することな
く新たな２次元画像データを貼り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元コンピュータグ
ラフィック（以下、３ＤＣＧという。）技術を利用して
作成された３ＤＣＧ画像に描画されている物体に貼り込
まれている２次元画像（以下、テクスチャ画像とい
う。）を別のテクスチャ画像に貼り替えることにより、
物体の表面の模様等を変更する画像生成装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、３次元データの集合として与えら
れる物体の形状を視覚化する方法として、３ＤＣＧ技術
を利用する方法が知られている。この方法は、物体の３
次元の形状データを２次元平面上に投影し、これによっ
て形成される２次元の画像を２次元表示装置（ＣＲＴ
等）に表示することにより、３次元形状の可視化を行う
ものである。

【０００３】この場合において、２次元の画像によって
３次元物体の形状を表すには、その現実感、すなわち、
立体感を付与する必要がある。２次元の画像への立体感
の付与は、２次元の画像の物体表面に模様付けおよび陰
影付けを実施することにより行われる。模様付けの方法
には、テクスチャマッピング法と呼ばれる方法があり、
この方法によれば、物体を構成する各面にテクスチャ画
像データを貼り込むことによって模様付けが行われる。
また、陰影付けは、３次元物体に対し、該３次元物体を
照射するための光源を設定し、３次元物体の各面につい
て、面の法線方向、光源の方向、光源からの光の強度、
平面の反射特性、視線方向等の条件から面の明るさを計
算することにより求められた陰影情報を上記模様付けと
同時に物体の各面に貼り込むことにより行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して行われる模様付けおよび陰影付けは、３次元物体の
形状を現実感をもって表現するために必要であるが、貼
り込まれたテクスチャ画像データが３ＤＣＧ技術によっ
てどのように可視化されるかについては、模様付け、陰
影付けを施した最終的な画像を完成させる、いわゆる、
レンダリングを実施してみなければ確認することができ
ない。すなわち、あるテクスチャ画像データを指定して
レンダリングを実施した結果、最終的な画像が完成され
て初めて、貼り込まれたテクスチャ画像が作成者の意に
反していることが判明する場合がある。また、複数のテ
クスチャ画像を順次貼り込んで、その違いを比較検討し
たい場合に、物体に貼り込むべきテクスチャ画像を次々
と変更することができれば便利である。

【０００５】しかしながら、通常の３ＤＣＧ画像のレン
ダリングには膨大な演算が必要であるため、指定したテ
クスチャ画像をレンダリングすることによって、即座に
３ＤＣＧ画像を得ることは困難である。また、変更した
い部分のレンダリングだけを実施し直すという方法も考
えられるが、陰影情報の再計算、特に、他の物体からそ
の変更部分に落とす影の計算には膨大な時間を要するた
め即応性を向上することができないという問題点があっ
た。

【０００６】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであって、２次元画像データの貼り替え時に要する
演算時間を短縮し、２次元画像データの貼り替えを短時
間で容易に実施することができる画像生成装置を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、レンダリングによって生成される物体の
陰影情報のみを格納する陰影情報格納手段と、３次元コ
ンピュータグラフィック画像に表された物体の任意の面
を指定する面指定手段と、指定された面に貼り込まれて
いる２次元画像データと同じ２次元画像データが貼り込
まれているすべての面を検索する検索手段と、指定され
た面に貼り込むべき新たな２次元画像データを指定する
画像指定手段と、該画像指定手段によって指定された新
たな２次元画像データに前記陰影情報格納手段に格納さ
れている陰影情報を付加したものを、前記検索手段によ
って検索されたすべての面に貼り込む画像貼込手段とを
具備する画像生成装置を提案している。

【０００７】

【作用】本発明の画像生成装置によれば、レンダリング
を施した際に生成される物体の陰影情報が陰影情報格納
手段に格納されている。そして、２次元画像データを貼
り替える場合に、２次元平面に生成されている３次元コ
ンピュータグラフィック画像の物体の面のうち、２次元
画像データを貼り替えるべき面を面指定手段によって指
定する。この後に、検索手段を作動させることにより、
前記面指定手段によって指定された面に貼込まれている
２次元画像データと同じ２次元画像データを有するすべ
ての面が検索される。また、貼り込むべき新たな２次元
画像データを画像指定手段によって指定して、画像貼込
み手段を作動させることにより、陰影情報格納手段に格
納されている陰影情報を付加された新たな２次元画像デ
ータが、検索手段によって検索されたすべての面に貼り
込まれることになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る画像生成装置の一実施例
について図１ないし図１０を参照して説明する。本実施
例に係る画像生成装置の動作フローを図１に、また、画
像生成装置の構成を表すブロック図を図２に示す。本実
施例の画像生成装置１は、３ＤＣＧ画像を生成する画像
生成部Ａと、該画像生成部Ａにより生成された３ＤＣＧ
画像の任意の面のテクスチャ画像を貼り替えるテクスチ
ャ貼替部Ｂとから構成されている。

【０００９】前記画像生成部Ａは、物体の形状を複数の
平面を貼り合わせたもの（以下、３Ｄモデルという。）
として構成し、その３次元データを作成する３Ｄモデル
作成手段２と、構成された３Ｄモデルを任意の２次元の
平面３（以下、投影平面という。）上に投影するととも
に、投影された３Ｄモデルの各平面にテクスチャ画像を
貼り込むことにより最終的な３ＤＣＧ画像を作成するレ
ンダリング手段４とを具備している。

【００１０】また、前記テクスチャ貼替部Ｂは、前記画
像生成部Ａで作成された３ＤＣＧ画像を格納するレンダ
リング画像蓄積手段５と、前記３Ｄモデルの各平面と前
記投影平面３に投影された各平面とを対応付けて記憶す
る面ラベルバッファ６と、前記画像生成部Ａで作成され
た３ＤＣＧ画像の陰影情報だけを格納する陰影情報バッ
ファ７（陰影情報格納手段）と、テクスチャ画像を変更
しようとする３Ｄモデルの平面を指定する面指定手段８
と、新たに貼り込むべきテクスチャ画像を指定するテク
スチャ画像指定手段９（画像指定手段）と、指定された
平面のテクスチャ画像と同じテクスチャ画像が貼り込ま
れているすべての平面を検索する同一テクスチャ面検索
手段１０（検索手段）と、検索されたすべての平面にテ
クスチャ画像指定手段９で指定されたテクスチャ画像を
貼り込むテクスチャ画像貼込手段１１（画像貼込手段）
とから構成されている。

【００１１】また、画像生成装置１には、上述の各手段
による３ＤＣＧ画像の生成過程と、画像生成装置１から
オペレータへの指示、案内、メニュー画面等を表示する
ディスプレイ１２が接続されている。該ディスプレイ１
２には、画像メモリ（図示略）が接続されており、生成
過程の３ＤＣＧ画像等を表示格納することができるよう
になっている。

【００１２】前記３Ｄモデル作成手段２は、３Ｄモデル
を作成する一般的なモデリング・システムであって、従
来より、種々の方法のものが提案されている。本実施例
では、これらのモデリング・システムのうち任意のもの
を用いることができ、１つのモデリング・システムに限
定されるものではない。

【００１３】前記レンダリング手段４は、物体の表面色
および３Ｄモデルの各面に貼り込むべきテクスチャ画像
を指定するとともに、３Ｄモデルに対する光源１３等を
設定し、これらを投影平面３に透視投影することによ
り、３Ｄモデルを視覚化するものである。

【００１４】ここで、レンダリングについて図３を参照
して説明する。レンダリングを行うには、まず、３Ｄモ
デルの各面に対して貼り込むべきテクスチャ画像の位置
を指定する必要がある。この指定は、例えば、図３に示
すように、物体上の平面Ｖ₁Ｖ₂Ｖ₃の各頂点に対応する
テクスチャ画像上の点Ｔ₁・Ｔ₂・Ｔ₃を指定することに
より行われる。すなわち、平面Ｖ₁Ｖ₂Ｖ₃の各頂点に対
応するテクスチャ画像上の点Ｔ₁・Ｔ₂・Ｔ₃を指定する
ことにより三角形Ｔ₁Ｔ₂Ｔ_３の画像が平面Ｖ_１Ｖ₂Ｖ₃に
貼り込まれるものとなる。

【００１５】この場合に、物体上の平面Ｖ₁Ｖ₂Ｖ₃を投
影平面３に投影した図形である三角形Ｐ₁Ｐ₂Ｐ₃の内部
の画素Ｐに対応するテクスチャ画像の点Ｔは、以下のよ
うにして決定される。すなわち、画素Ｐに対応する平面
Ｖ₁Ｖ₂Ｖ₃上の点Ｖは、視点Ｓと画素Ｐとを結ぶ直線と
平面Ｖ₁Ｖ₂Ｖ₃との交点となる。また、点Ｖは、平面Ｖ₁
Ｖ₂Ｖ₃上の点であるので、以下の式が成立する。

【００１６】ｋ×ＳＰ＝ｎ×ＳＶ₁＋ｍ×ＳＶ₂＋（１−ｎ−ｍ）×ＳＶ₃ ・・・・（１）ＳＶ＝ｋ×ＳＰ・・・・（２）ここで、ＳＰは、視点Ｓから点Ｐに向かうベクトル、Ｓ
Ｖ₁は、視点Ｓから点Ｖ₁に向かうベクトル、ＳＶ₂は、
視点Ｓから点Ｖ₂に向かうベクトル、ＳＶ₃は、視点Ｓか
ら点Ｖ₃に向かうベクトル、ｋ、ｎ、ｍは定数である。

【００１７】ここで、点Ｓ、Ｐ、Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃の３次
元座標値は既知であるので、ベクトルＳＰ、ＳＶ₁、Ｓ
Ｖ₂、ＳＶ₃も既知となる。したがって、上記の式を解く
ことによって、ｋ、ｎ、ｍが求められ、テクスチャ画像
上の点Ｔは、Ｔ＝ｎ×Ｔ₁＋ｍ×Ｔ₂＋（１−ｎ−ｍ）×Ｔ₃ ・・・・（３）によって決定される。これにより、点Ｔを含むテクスチ
ャ画像上の画素が点Ｐを含む投影平面３上の画素に対応
させられることになる。そして、同様にして、三角形Ｐ
₁Ｐ₂Ｐ₃内のすべての画素についてテクスチャ画像の画
素およびその画素値が対応づけられることになる。

【００１８】次に、透視投影された図形の各画素の表示
色を求める。各画素の表示色は、以下の式によって決定
される。ｌ₀＝ｐ_a×ｌ_a＋（ｐ_d×ｍａｘ（０，Ｎ・Ｌ）＋ｐ_s＋（Ｌ・Ｈ）ⁿ）×ｌ_f ・・・・（４）ここで、ｌ_fは、光源１３からの入力光の強さ、ｌ_aは、
環境光の強さ、ｌ₀は、視点１４への反射光の強さ（表
示色）、ｐ_aは、環境光の反射率、ｐ_dは、拡散反射率、
ｐ_sは、鏡面反射率、ｎは、鏡面反射の分散を近似する
指数を示している。また、Ｎは、図４における平面の
法線方向の単位ベクトル、Ｌは、視点方向の単位ベクト
ル、Ｈは、鏡面反射方向の単位ベクトルを示している。

【００１９】前記式（４）において、拡散反射率、環境
光の反射率は、投影平面３の各画素に対応するテクスチ
ャ画像の画素値によって決定される。そして、該式
（４）により求められた各平面の表示色は、投影平面３
を構成する各画素の色として、画像メモリに登録される
ことになる。

【００２０】この場合に、表示色を決定した平面を透視
投影する際に、視点１４から見て手前に位置する面が後
に位置する面を消去する、いわゆる隠面処理を行う必要
がある。隠面処理の方法としては、一般的に、Ｚバッフ
ァ・アルゴリズムがあり、本実施例では、隠面処理にこ
のＺバッファ・アルゴリズムを用いることとする。

【００２１】以下に、このＺバッファ・アルゴリズムに
ついて、図５ないし図９を参照して説明する。Ｚバッフ
ァ・アルゴリズムは、Ｚ方向、すなわち、投影平面３の
座標系の奥行方向の情報を蓄えておく方法であり、図５
に示すように、投影平面３（図８に図示）に対応する解
像度を有するＺバッファ１５を用意する。該Ｚバッファ
１５は、図８に示す投影平面３の表示領域内の画素１５
ａごとに、奥行情報を格納するためのメモリであって、
各画素１５ａには、無限大に対応する画素値を初期値と
して格納しておく。なお、図５から図７に示すＺバッフ
ァ１５の図は、Ｚバッファ１５に格納された各画素１５
ａの画素値を投影平面３に対応させた状態で例示したも
ので、Ｚバッファ１５を構成するメモリの構造を示した
ものではない。また、投影平面３に投影され、かつ、後
述するように奥行情報がＺバッファ１５に格納された面
の表示色は、画像メモリに登録されるようになってい
る。

【００２２】このＺバッファ１５を使用して、面Ａを透
視投影する場合には、図８に示すように、面Ａが投影さ
れる投影平面３上の画素を求め、さらに、投影される画
素に対応する面Ａ上の点と視点との距離Ｄを求める。な
お、この距離Ｄが上述の奥行情報となる。

【００２３】そして、投影平面３の各画素に対応するＺ
バッファ１５の値と前記距離Ｄの値とを各画素ごとに比
較し、比較された画素においてＺバッファ１５の値より
も距離Ｄの値の方が小さい場合には、その画素のＺバッ
ファ１５の値を距離Ｄに書き換える。また、Ｚバッファ
１５の値よりも距離Ｄの値の方大きい場合には、Ｚバッ
ファ１５の値をそのままにする。

【００２４】例えば、図８の投影平面３においては、面
Ａ上の各点と視点との距離Ｄをすべて３とする。各画素
のＺバッファ１５には、図５に示すように、初期値とし
て無限遠の値が書き込まれているので、平面Ａ上の各点
に対応する画素のＺバッファ１５の値が、図６に示すよ
うに、無限遠より小さい距離Ｄの値である３に書き換え
られる。このとき、Ｚバッファ１５に距離Ｄが書き込ま
れるとともに、距離Ｄが書き込まれた投影平面３の画素
に対応する画像メモリに平面Ａの表示色が格納される。

【００２５】また、複数の面が互いに重なり合って投影
された場合、すなわち、３Ｄモデルを表す複数の面が投
影された場合には、各面上の点と視点１４との距離を求
め、その距離と各画素のＺバッファ１５の値とを順次比
較して、Ｚバッファ１５の値を更新する上述の処理が投
影される面の数だけ繰り返し行われることになる。

【００２６】この作業を３Ｄモデルが投影されるすべて
の画素について行うことにより、平面の隠面処理が行わ
れる。例えば、図９に示すように、視点１４に近い面Ａ
（距離３）と視点１４から遠い面Ｂ（距離５）を投影す
る場合について考える。面Ａを投影すると、図６に示す
ように面Ａが投影されたＺバッファ１５には距離３がセ
ットされる。次に、図７に示すように、面Ｂを投影する
と面Ｂが投影されるＺバッファ１５のうち面Ａと重なら
ない部分は、無限遠より小さな距離５がセットされ、画
像メモリの画素は、平面Ｂの表示色に書き直される。し
かし、面Ａと重なる部分は、Ｚバッファ１５に距離５よ
り小さい距離３がセットされるため、Ｚバッファ１５お
よび画像メモリの画素値の書き直しは行われない。この
ようにすることにより、面Ａが面Ｂを隠す隠面処理が行
われることになる。

【００２７】前記レンダリング画像蓄積手段５は、上記
３ＤＣＧ情報を記憶するためのメモリである。なお、前
記レンダリング画像蓄積手段５をハードディスクもしく
は光磁気ディスク等の記憶手段としてもよい。

【００２８】前記面ラベルバッファ６は、投影平面３と
同じ解像度を有するバッファメモリであって、投影平面
３の各画素にどの面が投影されているかを識別するため
の面ラベルを格納するようになっている。ここで、面ラ
ベルは、３Ｄモデルの表面を構成する各面に予めユニー
クに割り振られている整数である。

【００２９】そして、この面ラベルバッファ６を参照す
ることにより、投影平面３に投影されている面を識別で
きるようになっている。また、面ラベルバッファ６の各
画素は面ラベルを表現するのに十分なビット数を有して
いる。例えば、一画素につき１６ビットを割り当ててい
れば約６万５０００個余の面まで表現することができる
ようになっている。面ラベルバッファ６の内容は、Ｚバ
ッファ１５を用いた隠面処理により投影平面３を書き直
すときに同時に書き直すことで、投影平面３の内容に一
致させられる。すなわち、レンダリング手段４における
隠面処理において、Ｚバッファ１５の書き換え時に各面
の表示色が画像メモリに登録される際に、面ラベルバッ
ファ６に各面の面ラベルが登録されるようになってい
る。

【００３０】前記陰影情報バッファ７も、投影平面３と
同じ解像度を有するバッファメモリであって、投影平面
３の各画素について色情報を除いた明るさ情報、すなわ
ち、陰影情報についてだけ格納するようになっている。
陰影情報は、前記式（４）において、白色に対応する拡
散反射率と環境光の反射率とを用いて計算される。陰影
情報バッファ７の内容はＺバッファ１５を用いた隠面処
理により投影平面３を書き直すときに同時に書き直すこ
とで、投影平面３の内容に一致させられるようになって
いる。

【００３１】前記面指定手段８は、ディスプレイ１２上
で３ＤＣＧ画像の任意の面を選択し得るマウス等によっ
て構成され、レンダリングが施された３ＤＣＧ画像をデ
ィスプレイ１２上に表示させた状態で、テクスチャ画像
を変更しようとする面を指定することができるようにな
っている。

【００３２】前記テクスチャ画像指定手段９は、面指定
手段８で指定された平面に新たに貼込むテクスチャ画像
を指定するものである。該テクスチャ画像指定手段９
は、画像データベース機能を備え、オペレータがデータ
ベース検索を行うことにより、新たに貼り込むテクスチ
ャ画像情報が指定されるようになっている。

【００３３】前記同一テクスチャ面探索手段１０は、面
指定手段８で指定された平面と同一のテクスチャ画像が
貼込まれている同一物体内のすべての平面を検索するも
のである。

【００３４】このように構成された画像生成装置１を用
いて、３ＤＣＧ画像を生成するとともに、一旦貼り込ま
れたテクスチャ画像を貼り替える作業について、以下に
説明する。まず、画像生成部Ａにおいて、３Ｄモデル作
成手段３によって、３Ｄモデルの３次元データを作成す
る。そして、得られた３Ｄモデルをレンダリング手段４
によって任意のテクスチャ画像を貼込みかつ隠面処理を
施すレンダリングを実施する。

【００３５】これにより、投影平面３に投影された面の
表示色が求められるとともに隠面処理が施され、画像メ
モリに格納されることによって、物体の３次元形状が３
ＤＣＧ画像としてディスプレイ１２上に可視化され、得
られた３ＤＣＧ画像は、レンダリング画像蓄積手段５に
格納される。また、レンダリングによって生成された面
ラベル情報および陰影情報は、面ラベルバッファ６およ
び陰影情報バッファ７にそれぞれ格納される。

【００３６】また、レンダリングの初期において、演算
された物体の３Ｄモデルの３次元データは、図１０に示
す構造に構成される。すなわち、物体を構成する各平面
が、テクスチャ平面情報、平面の表示色、反射特性等の
面のレンダリングに必要な情報を格納した属性情報単位
にグループ分けされる。つまり、同一の属性情報グルー
プに属する平面は、同一のテクスチャ情報が貼り込ま
れ、同一の反射特性を有することになる。

【００３７】この状態で、３ＤＣＧ画像として得られた
テクスチャ画像を貼り替える必要が生じた場合には、面
指定手段８によって貼り替えるべきテクスチャ画像をデ
ィスプレイ１２上で指定するとともに、テクスチャ画像
指定手段９によって、新たなテクスチャ画像を選定す
る。このとき、レンダリング手段４に転送されたものと
同一の３Ｄモデルの３次元データは、３Ｄモデル作成手
段２から同一テクスチャ面検索手段１０に転送され、３
Ｄモデルの各面とテクスチャ画像とを対応づける情報
は、面ラベルバッファ６から面指定手段８に転送されて
いる。これにより、指定された画面上の座標に対応する
面ラベルが、面ラベルバッファ６を参照することによっ
て得られ、同一テクスチャ面検索手段１０によって、前
記面指定手段８により指定された平面と同一の属性情報
グループに属するすべての平面が検索されることにな
る。つまり、面指定手段８で指定された平面と同一のテ
クスチャ画像が貼り込まれている同一物体内のすべての
平面は、指定された平面の属する属性情報グループに属
するすべての平面となる。例えば、図１０において、平
面ｃが指定された場合、平面ｃが属する属性情報Ｘに属
している平面ａ〜ｅが同一テクスチャ面検索手段１０に
より検索される平面になる。

【００３８】そして、３Ｄモデル作成手段２からレンダ
リング手段４に転送されたものと同一の３Ｄモデルの３
次元データが、また、面ラベルバッファ６から３Ｄモデ
ルの各面とテクスチャ画像とを対応づける情報が、さら
に、テクスチャ画像指定手段９から新たなテクスチャ画
像が、そして、同一テクスチャ面検索手段１０からテク
スチャ画像を貼り替えるべきすべての平面が、それぞれ
テクスチャ画像貼込手段１１に転送される。さらに、３
ＤＣＧ画像に表されている物体の陰影情報のみが、陰影
情報バッファ７からテクスチャ画像貼込手段１１に転送
される。そして、テクスチャ画像貼込手段１１によっ
て、新たに指定されたテクスチャ画像が貼り込まれるこ
とになる。

【００３９】この場合にあって、テクスチャ画像貼込手
段１１では、上述したレンダリングに代えて、各平面に
貼り込むテクスチャ画像の貼り込み位置として、それぞ
れの平面情報に指定されているテクスチャ画像の貼り込
み位置の情報を利用する。例えば、図３に示す平面Ｖ₁
Ｖ₂Ｖ₃に、新たに指定されたテクスチャ画像としての三
角形Ｔ₁Ｔ₂Ｔ₃の内側の画像を貼り込む場合について考
える。

【００４０】この場合、レンダリング手段と同様にし
て、まず、平面Ｖ₁Ｖ₂Ｖ₃を投影平面３に投影し、三角
形Ｐ₁Ｐ₂Ｐ₃を求める。次に、三角形Ｐ₁Ｐ₂Ｐ₃内のすべ
ての画素について式（１）ないし式（３）を用いて、対
応するテクスチャ画像上の画素値を求める。ここで、レ
ンダリング手段４では、投影された画像の各画素の表示
色を決定するために、テクスチャ画像の画素値、反射特
性、光源からの入射光の強度、視点の方向から反射モデ
ルを用いて計算したが、テクスチャ画像貼り込み手段１
１では、陰影情報バッファ７の情報を利用する。陰影情
報バッファ７には、各平面を白色とした場合の平面の各
画素の陰影情報が格納されているので、三角形Ｐ₁Ｐ₂Ｐ
₃内の画素Ｐに対応する陰影情報バッファ７の明度値を
Ｌとし、画素Ｐに対応するテクスチャ画像上の画素Ｔの
画素値を（Ｔ_r，Ｔ_g，Ｔ_b）として、画素Ｐの画素値
（Ｐ_r，Ｐ_g，Ｐ_b）を次式により決定することができ
る。Ｐ_r＝Ｌ×Ｔ_r／Ｌ_max ・・・・（５）Ｐ_g＝Ｌ×Ｔ_g／Ｌ_max ・・・・（６）Ｐ_b＝Ｌ×Ｔ_b／Ｌ_max ・・・・（７）但し、Ｌ_maxは明度が取り得る最大値である。

【００４１】これにより、三角形Ｐ₁Ｐ₂Ｐ₃内のすべて
の画素について前記の方法を用いて画素値が求められ、
平面Ｖ₁Ｖ₂Ｖ₃に新たなテクスチャ画像が貼り込まれる
ことになる。そして、上記演算を同一テクスチャ面検索
手段１０で指定されたすべての平面について実施するこ
とにより、物体を構成する平面に貼り込まれているテク
スチャ画像を新たなテクスチャ画像に変更することがで
きる。

【００４２】したがって、本実施例の画像生成装置１に
よれば、陰影情報が物体に固有のものであることに着眼
して、最初の３ＤＣＧ画像を作成する際に、陰影情報の
みを別に陰影情報バッファ７に格納しておき、テクスチ
ャ画像を貼り替える際に、該陰影情報を利用することと
したので、レンダリングを最初からやり直す必要がな
く、テクスチャ画像の貼込みに要する演算時間を大幅に
短縮することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る画像
生成装置は、レンダリングによって生成される物体の陰
影情報のみを格納する陰影情報格納手段と、３次元コン
ピュータグラフィック画像に表された物体の任意の面を
指定する面指定手段と、指定された面に貼り込まれてい
る２次元画像データと同じものが貼り込まれているすべ
ての面を検索する検索手段と、新たな２次元画像データ
を指定する画像指定手段と、その新たな２次元画像デー
タに陰影情報格納手段に格納されている陰影情報を付加
して検索されたすべての面に貼り込む画像貼込手段とを
具備しているので、以下の効果を奏する。２次元画像データを貼り替える際に、物体に固有の
陰影情報を再演算することなく、レンダリングによって
生成されたものを利用するので、演算時間を大幅に短縮
することができる。その結果、３次元コンピュータグラフィック画像上
の２次元画像データの貼り替えを容易に実施し得て、比
較的短時間のうちに実施されるデザインの比較等の作業
を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像生成装置の一実施例による２
次元画像データの貼り替え作業のフローを示す図であ
る。

【図２】図１の画像生成装置の概略構成を示すブロック
図である。

【図３】図１の画像生成装置において、３Ｄモデルに貼
り込むべきテクスチャ画像の位置を指定する方法を説明
するための図である。

【図４】図１の画像生成装置における反射強度を求める
方法を説明するための図である。

【図５】図１の画像生成装置におけるＺバッファを説明
するための図である。

【図６】図４のＺバッファを説明するための図である。

【図７】図４のＺバッファを説明するための図である。

【図８】図１の画像生成装置におけるＺバッファアルゴ
リズムを説明するための図である。

【図９】図８のＺバッファアルゴリズムを説明するため
の図である。

【図１０】図１の画像生成装置における３Ｄモデルの３
次元データ構造を示す図である。

【符号の説明】

１画像生成装置３投影平面（２次元平面）７陰影情報バッファ（陰影情報格納手段）８面指定手段９テクスチャ画像指定手段（画像指定手段）１０同一テクスチャ面検索手段（検索手段）１１テクスチャ画像貼込手段（画像貼込手段）１３光源１４視点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 9192−5ＬＧ０６Ｆ 15/72 ４５０Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体の３次元形状データを２次元平面に
投影するとともに、前記物体の各面に貼り込むべき２次
元画像データ、前記物体の各面を照射する光源および視
点を指定してレンダリングを施すことにより、２次元平
面上に生成される３次元コンピュータグラフィック画像
において、該３次元コンピュータグラフィック画像に描
かれた物体の任意の面の２次元画像データを貼り替える
画像生成装置であって、前記レンダリングによって生成される物体の陰影情報の
みを格納する陰影情報格納手段と、前記３次元コンピュータグラフィック画像に表された物
体の任意の面を指定する面指定手段と、指定された面に貼り込まれている２次元画像データと同
じ２次元画像データが貼り込まれているすべての面を検
索する検索手段と、指定された面に貼り込むべき新たな２次元画像データを
指定する画像指定手段と、該画像指定手段によって指定された新たな２次元画像デ
ータに前記陰影情報格納手段に格納されている陰影情報
を付加したものを、前記検索手段によって検索されたす
べての面に貼り込む画像貼込手段とを具備することを特
徴とする画像生成装置。