JP2000251094A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
画像処理装置及び画像処理方法Info
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- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/10—Geometric effects
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T13/00—Animation
- G06T13/20—3D [Three Dimensional] animation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Generation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】アウトラインが描かれたアニメーションの平面
画のようなモデルを高速で生成する。 【解決手段】３次元座標空間にコンピュータグラフィッ
クスによりポリゴンモデルを生成する画像処理装置にお
いて、ポリゴンの法線ベクトルの向きが外側を向いた第
１のモデルと、該第１のモデルを内包し、ポリゴンの法
線ベクトルの向きが内側を向いた第２のモデルとを一体
のモデルとする。本発明によれば、ポリゴンの法線ベク
トルの向きにより、陰面処理においてポリゴンが表示さ
れるか否かが決定される。即ち、ポリゴンの法線ベクト
ルが視点方向の成分を含む場合は、そのポリゴンは表示
され、ポリゴンの法線ベクトルが視点と反対方向の成分
を含む場合は、そのポリゴンは表示されない。このた
め、第２のモデルは、第１のモデルのアウトラインとし
て表現される。
画のようなモデルを高速で生成する。 【解決手段】３次元座標空間にコンピュータグラフィッ
クスによりポリゴンモデルを生成する画像処理装置にお
いて、ポリゴンの法線ベクトルの向きが外側を向いた第
１のモデルと、該第１のモデルを内包し、ポリゴンの法
線ベクトルの向きが内側を向いた第２のモデルとを一体
のモデルとする。本発明によれば、ポリゴンの法線ベク
トルの向きにより、陰面処理においてポリゴンが表示さ
れるか否かが決定される。即ち、ポリゴンの法線ベクト
ルが視点方向の成分を含む場合は、そのポリゴンは表示
され、ポリゴンの法線ベクトルが視点と反対方向の成分
を含む場合は、そのポリゴンは表示されない。このた
め、第２のモデルは、第１のモデルのアウトラインとし
て表現される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータグラ
フィックスによる画像処理装置及び画像処理方法に関す
る。
フィックスによる画像処理装置及び画像処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータグラフィックスによる画像
処理においては、通常、３次元座標空間においてポリゴ
ンモデルを生成し、そのポリゴンモデルに陰面処理、シ
ェーディング処理等を行った後、そのモデルを２次元座
標に変換して背景画面に重ね合わせる。この場合、その
モデルを背景画面の中で目立たせるためには、モデルの
データに特殊な計算処理を行い、モデルの階調を単純化
したり、モデルにアウトラインを追加することが行われ
る。
処理においては、通常、３次元座標空間においてポリゴ
ンモデルを生成し、そのポリゴンモデルに陰面処理、シ
ェーディング処理等を行った後、そのモデルを２次元座
標に変換して背景画面に重ね合わせる。この場合、その
モデルを背景画面の中で目立たせるためには、モデルの
データに特殊な計算処理を行い、モデルの階調を単純化
したり、モデルにアウトラインを追加することが行われ
る。
【０００３】例えば、３Ｄ−ＣＧ映像を作成するための
ソフトウェアでは、３次元座標空間のポリゴンモデルを
２次元画面に投影し、投影モデルと背景画面の境界を計
算により検出し、その境界部分に指定した幅の線を描き
アウトラインを生成していた。
ソフトウェアでは、３次元座標空間のポリゴンモデルを
２次元画面に投影し、投影モデルと背景画面の境界を計
算により検出し、その境界部分に指定した幅の線を描き
アウトラインを生成していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の３
次元コンピュータグラフィックスにおいては、モデルに
アウトラインを生成する処理は、３次元座標空間のポリ
ゴンモデル間において、アウトラインを生成するべき箇
所を抽出し、その抽出した部分に指定した幅の線を描く
ことにより行われていた。このため、ポリゴンモデル間
のアウトライン作成箇所を認識する計算の負担が大きく
なり、モデルにアウトラインを生成する処理に時間がか
かっていた。
次元コンピュータグラフィックスにおいては、モデルに
アウトラインを生成する処理は、３次元座標空間のポリ
ゴンモデル間において、アウトラインを生成するべき箇
所を抽出し、その抽出した部分に指定した幅の線を描く
ことにより行われていた。このため、ポリゴンモデル間
のアウトライン作成箇所を認識する計算の負担が大きく
なり、モデルにアウトラインを生成する処理に時間がか
かっていた。
【０００５】しかしながら、例えば、コンピュータグラ
フィックスを利用したゲーム装置等では、遊戯者の操作
に応じてリアルタイムにモデルを変化させなければなら
ない。この場合、従来のアウトライン生成方法は、変化
するモデルの境界を計算により検出してアウトラインを
生成するため、その計算処理に時間がかかりすぎてしま
う。このため、遊戯者の操作に対するモデルの応答性を
重視するゲーム装置等では、モデルにアウトラインを生
成する処理を行うことができなかった。
フィックスを利用したゲーム装置等では、遊戯者の操作
に応じてリアルタイムにモデルを変化させなければなら
ない。この場合、従来のアウトライン生成方法は、変化
するモデルの境界を計算により検出してアウトラインを
生成するため、その計算処理に時間がかかりすぎてしま
う。このため、遊戯者の操作に対するモデルの応答性を
重視するゲーム装置等では、モデルにアウトラインを生
成する処理を行うことができなかった。
【０００６】また、従来の方法では、モデルとカメラの
距離に関係なく、モデルと背景画面の境界部分に指定し
た幅の線を描いてアウトラインを生成していたので、ア
ウトラインの線幅によりモデルの遠近感を表現すること
ができなかった。
距離に関係なく、モデルと背景画面の境界部分に指定し
た幅の線を描いてアウトラインを生成していたので、ア
ウトラインの線幅によりモデルの遠近感を表現すること
ができなかった。
【０００７】そこで、本発明は、アウトラインが描かれ
た、アニメーションの平面画のようなモデルを高速で生
成することができる画像処理装置及び画像処理方法を提
供することを目的とする。
た、アニメーションの平面画のようなモデルを高速で生
成することができる画像処理装置及び画像処理方法を提
供することを目的とする。
【０００８】また、本発明は、モデルのアウトラインの
線幅を高速に変化させることができる画像処理装置及び
画像処理方法を提供することを目的とする。
線幅を高速に変化させることができる画像処理装置及び
画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、３次元座
標空間にコンピュータグラフィックスによりポリゴンモ
デルを生成する画像処理装置において、ポリゴンの法線
ベクトルの向きが外側を向いた第１のモデルと、該第１
のモデルを内包し、ポリゴンの法線ベクトルの向きが内
側を向いた第２のモデルとを一体のモデルとしたことを
特徴とする画像処理装置及び画像処理方法を提供するこ
とにより達成される。
標空間にコンピュータグラフィックスによりポリゴンモ
デルを生成する画像処理装置において、ポリゴンの法線
ベクトルの向きが外側を向いた第１のモデルと、該第１
のモデルを内包し、ポリゴンの法線ベクトルの向きが内
側を向いた第２のモデルとを一体のモデルとしたことを
特徴とする画像処理装置及び画像処理方法を提供するこ
とにより達成される。
【００１０】本発明によれば、ポリゴンの法線ベクトル
の向きにより、陰面処理においてポリゴンが表示される
か否かが決定される。即ち、ポリゴンの法線ベクトルが
視点方向の成分を含む場合は、そのポリゴンは表示さ
れ、ポリゴンの法線ベクトルが視点と反対方向の成分を
含む場合は、そのポリゴンは表示されない。このため、
第２のモデルは、第１のモデルのアウトラインとして表
現される。
の向きにより、陰面処理においてポリゴンが表示される
か否かが決定される。即ち、ポリゴンの法線ベクトルが
視点方向の成分を含む場合は、そのポリゴンは表示さ
れ、ポリゴンの法線ベクトルが視点と反対方向の成分を
含む場合は、そのポリゴンは表示されない。このため、
第２のモデルは、第１のモデルのアウトラインとして表
現される。
【００１１】しかも、本発明によれば、アウトラインは
３次元座標空間のポリゴンモデルを処理することにより
生成され、２次元画面に投影されたモデルと背景画面の
境界を検出する計算処理を必要としないため、極めて高
速にアウトラインを生成することができる。
３次元座標空間のポリゴンモデルを処理することにより
生成され、２次元画面に投影されたモデルと背景画面の
境界を検出する計算処理を必要としないため、極めて高
速にアウトラインを生成することができる。
【００１２】また、３次元座標空間のポリゴンモデルに
アウトラインを付加するので、特別の計算処理を行うこ
となくカメラに近いアウトラインは太く表示され、カメ
ラから遠いアウトラインは細く表示されるので、処理の
高速性を低下させずにモデルの遠近感を強調することが
できる。
アウトラインを付加するので、特別の計算処理を行うこ
となくカメラに近いアウトラインは太く表示され、カメ
ラから遠いアウトラインは細く表示されるので、処理の
高速性を低下させずにモデルの遠近感を強調することが
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。図１は、本発明の実施の形態
の画像処理装置のブロック図である。本実施の形態の画
像処理装置は、画像処理を高速に実行するために、ジオ
メトリ処理、レンダリング処理等を高速処理する複数の
プロセッサを有する。
て図面に従って説明する。図１は、本発明の実施の形態
の画像処理装置のブロック図である。本実施の形態の画
像処理装置は、画像処理を高速に実行するために、ジオ
メトリ処理、レンダリング処理等を高速処理する複数の
プロセッサを有する。
【００１４】ＣＰＵ１は、ブートＲＯＭ５から起動プロ
グラムを読み出し、システムメモリ３からシステムプロ
グラムを読み出して、画像処理装置の初期設定等を行
う。また、ＣＰＵ１は、ＣＤＲＯＭ４からアプリケーシ
ョンプログラムを読み出して、画像処理装置をアプリケ
ーションプログラムの管理下に置く。
グラムを読み出し、システムメモリ３からシステムプロ
グラムを読み出して、画像処理装置の初期設定等を行
う。また、ＣＰＵ１は、ＣＤＲＯＭ４からアプリケーシ
ョンプログラムを読み出して、画像処理装置をアプリケ
ーションプログラムの管理下に置く。
【００１５】ジオメトリプロセッサ２は、ポリゴンの３
次元座標データを高速に処理するプロセッサで、ＣＰＵ
１から送られてくるポリゴンの座標データにモデルの移
動、回転等に対する処理を行い、ポリゴンの法線ベクト
ルを計算し、更にクリッピング、視野変換等の処理を行
う。
次元座標データを高速に処理するプロセッサで、ＣＰＵ
１から送られてくるポリゴンの座標データにモデルの移
動、回転等に対する処理を行い、ポリゴンの法線ベクト
ルを計算し、更にクリッピング、視野変換等の処理を行
う。
【００１６】なお、本実施の形態の画像処理装置では、
後で詳述するように、レンダリングプロセッサ７におい
てモデルのレンダリング処理を行う前、即ち、３次元座
標空間のポリゴンモデルにおいてアウトラインの処理が
行われるため、極めて高速にアウトラインを生成するこ
とができる。
後で詳述するように、レンダリングプロセッサ７におい
てモデルのレンダリング処理を行う前、即ち、３次元座
標空間のポリゴンモデルにおいてアウトラインの処理が
行われるため、極めて高速にアウトラインを生成するこ
とができる。
【００１７】レンダリングプロセッサ７は、モデルのレ
ンダリングを高速に処理するプロセッサで、ジオメトリ
プロセッサ２から送られてくるポリゴンデータに対し
て、陰面処理及びシェーディング処理等を行う。なお、
本実施の形態の画像処理装置では、アウトラインの輝度
を設定は、レンダリングプロセッサ７において輝度パラ
メータを指定することにより高速に行われる。
ンダリングを高速に処理するプロセッサで、ジオメトリ
プロセッサ２から送られてくるポリゴンデータに対し
て、陰面処理及びシェーディング処理等を行う。なお、
本実施の形態の画像処理装置では、アウトラインの輝度
を設定は、レンダリングプロセッサ７において輝度パラ
メータを指定することにより高速に行われる。
【００１８】レンダリングプロセッサ７で処理されたモ
デルのデータは、１画面毎にグラフィックメモリ８に格
納され、それらのデータはビデオＤ／Ａコンバータ９で
映像信号に変換されて図示しないテレビジョンモニタ等
に表示される。
デルのデータは、１画面毎にグラフィックメモリ８に格
納され、それらのデータはビデオＤ／Ａコンバータ９で
映像信号に変換されて図示しないテレビジョンモニタ等
に表示される。
【００１９】オーディオプロセッサ１０は、ＣＤＲＯＭ
４から音楽データを読み出し、また、オーディオメモリ
１１から遊戯者の操作に応じた効果音等のデータを読み
出す。それらのオーディオデータは、オーディオＤ／Ａ
コンバータ１２でアナログ信号に変換され、図示しない
テレビジョンモニタ又はオーディオ装置に出力される。
４から音楽データを読み出し、また、オーディオメモリ
１１から遊戯者の操作に応じた効果音等のデータを読み
出す。それらのオーディオデータは、オーディオＤ／Ａ
コンバータ１２でアナログ信号に変換され、図示しない
テレビジョンモニタ又はオーディオ装置に出力される。
【００２０】バスアービタ６は、どのプロセッサにバス
の使用権を与えるかを決定するものである。即ち、本実
施の形態の画像処理装置は、ＣＰＵ１、レンダリングプ
ロセッサ７等の複数のプロセッサがバスを共用している
ため、例えば、ＣＰＵ１から送出されたデータが、レン
ダリングプロセッサ７から送出されたデータと衝突しな
いように、バスアービタ６によりバスの使用権が管理、
調停される。
の使用権を与えるかを決定するものである。即ち、本実
施の形態の画像処理装置は、ＣＰＵ１、レンダリングプ
ロセッサ７等の複数のプロセッサがバスを共用している
ため、例えば、ＣＰＵ１から送出されたデータが、レン
ダリングプロセッサ７から送出されたデータと衝突しな
いように、バスアービタ６によりバスの使用権が管理、
調停される。
【００２１】モデム１３は、電話回線を使用してデータ
を送受信するための変復調器で、図示しないモジュラー
ジャックに接続される。なお、図１においてバスアービ
タ６に接続されるペリフェラルには、図示しないコント
ローラ等のキー操作のためのスイッチのほか、バックア
ップメモリ、表示装置、ポインティングデバイス等、画
像処理装置あるいはコントローラに着脱可能なものも含
まれる。
を送受信するための変復調器で、図示しないモジュラー
ジャックに接続される。なお、図１においてバスアービ
タ６に接続されるペリフェラルには、図示しないコント
ローラ等のキー操作のためのスイッチのほか、バックア
ップメモリ、表示装置、ポインティングデバイス等、画
像処理装置あるいはコントローラに着脱可能なものも含
まれる。
【００２２】次に、本実施の形態の画像処理の１例につ
いて、図２に示すフローチャート、図３〜図１４に示す
表示及びデータ例により説明する。なお、図３〜図１４
の表示例では、各過程での処理を説明するために、各過
程を区分してモデルを生成し、２次元画面に投影して表
示しているが、実際の各過程の処理は３次元座標データ
のままであり、２次元画面に投影する処理は、全過程の
終了後にジオメトリプロセッサ２において行われる。
いて、図２に示すフローチャート、図３〜図１４に示す
表示及びデータ例により説明する。なお、図３〜図１４
の表示例では、各過程での処理を説明するために、各過
程を区分してモデルを生成し、２次元画面に投影して表
示しているが、実際の各過程の処理は３次元座標データ
のままであり、２次元画面に投影する処理は、全過程の
終了後にジオメトリプロセッサ２において行われる。
【００２３】図２のフローチャートに示すように、本実
施の形態の画像処理は、まずＣＰＵ１が、ＣＤＲＯＭ４
からモデルＡ（ゲームのキャラクタモデル等）のデータ
を読み出し（Ｓ１）、そのデータをジオメトリプロセッ
サ２に送ることにより開始される。ここでモデルＡは、
図３に示すように左右に角を持った球体で、ポリゴンＰ
１からポリゴンＰｎで構成されているとする。また、Ｃ
ＤＲＯＭ４から読み出されるモデルＡのデータは、図４
に示すように各ポリゴンの頂点の座標、法線ベクトル、
色、透明度等のデータであるとする。なお、頂点座標
は、モデルＡの重心を原点としたローカル座標系の値で
ある。
施の形態の画像処理は、まずＣＰＵ１が、ＣＤＲＯＭ４
からモデルＡ（ゲームのキャラクタモデル等）のデータ
を読み出し（Ｓ１）、そのデータをジオメトリプロセッ
サ２に送ることにより開始される。ここでモデルＡは、
図３に示すように左右に角を持った球体で、ポリゴンＰ
１からポリゴンＰｎで構成されているとする。また、Ｃ
ＤＲＯＭ４から読み出されるモデルＡのデータは、図４
に示すように各ポリゴンの頂点の座標、法線ベクトル、
色、透明度等のデータであるとする。なお、頂点座標
は、モデルＡの重心を原点としたローカル座標系の値で
ある。
【００２４】図５は、モデルＡの１つのポリゴンＰｋを
取り出した場合を示す。ポリゴンＰｋは頂点Ｖｋ１〜Ｖ
ｋ４で構成され、頂点Ｖｋ１〜Ｖｋ４には法線ベクトル
ｎｋ１〜ｎｋ４が付属する。なお、モデルＡは、モデル
Ａの外部から見られることを前提としているため、各頂
点の法線ベクトルはモデルＡの外側に向かう方向にな
る。また、ポリゴンＰｋの法線ベクトルｎｋは、各頂点
の法線ベクトルｎｋ１〜ｎｋ４の例えばベクトル平均に
より求める。
取り出した場合を示す。ポリゴンＰｋは頂点Ｖｋ１〜Ｖ
ｋ４で構成され、頂点Ｖｋ１〜Ｖｋ４には法線ベクトル
ｎｋ１〜ｎｋ４が付属する。なお、モデルＡは、モデル
Ａの外部から見られることを前提としているため、各頂
点の法線ベクトルはモデルＡの外側に向かう方向にな
る。また、ポリゴンＰｋの法線ベクトルｎｋは、各頂点
の法線ベクトルｎｋ１〜ｎｋ４の例えばベクトル平均に
より求める。
【００２５】次に、ジオメトリプロセッサ２は、３次元
座標空間において、モデルＡよりひとまわり大きいモデ
ルＢを作成する（Ｓ２）。図６は、モデルＡを一定の比
率αで拡大したモデルＢのデータを示す。この場合、モ
デルＡの各ポリゴンの頂点座標は、モデルＡの重心を原
点としたローカル座標系の値になっているので、モデル
Ｂの各ポリゴンの頂点座標は、モデルＡの頂点座標をα
倍した値になる。なお、後で説明するように、モデルＡ
を一定の比率αで拡大せずに、モデルＡの一部の拡大率
を異ならせてもよい。例えば、モデルＡの角の部分の拡
大率を大きくすれば、角の部分を強調することができ
る。
座標空間において、モデルＡよりひとまわり大きいモデ
ルＢを作成する（Ｓ２）。図６は、モデルＡを一定の比
率αで拡大したモデルＢのデータを示す。この場合、モ
デルＡの各ポリゴンの頂点座標は、モデルＡの重心を原
点としたローカル座標系の値になっているので、モデル
Ｂの各ポリゴンの頂点座標は、モデルＡの頂点座標をα
倍した値になる。なお、後で説明するように、モデルＡ
を一定の比率αで拡大せずに、モデルＡの一部の拡大率
を異ならせてもよい。例えば、モデルＡの角の部分の拡
大率を大きくすれば、角の部分を強調することができ
る。
【００２６】次に、モデルＢをモデルＡに重ね合わせる
（Ｓ３）。即ち、ジオメトリプロセッサ２は、モデルＢ
とモデルＡの向きを変えずに、ワールド座標系でモデル
Ｂの重心をモデルＡの重心に一致させる。このようにモ
デルＢをモデルＡに重ねた状態を図７に示す。
（Ｓ３）。即ち、ジオメトリプロセッサ２は、モデルＢ
とモデルＡの向きを変えずに、ワールド座標系でモデル
Ｂの重心をモデルＡの重心に一致させる。このようにモ
デルＢをモデルＡに重ねた状態を図７に示す。
【００２７】この場合、モデルＢをモデルＡに重ねる処
理は、実際には、ジオメトリプロセッサ２において、モ
デルＢのデータをモデルＡのデータにリンクさせること
である。即ち、モデルＢのデータは、モデルＡのデータ
と所定の関係により結合されるので、例えば、モデルＡ
がワールド座標空間において移動すると、モデルＢもモ
デルＡと連動して移動する。
理は、実際には、ジオメトリプロセッサ２において、モ
デルＢのデータをモデルＡのデータにリンクさせること
である。即ち、モデルＢのデータは、モデルＡのデータ
と所定の関係により結合されるので、例えば、モデルＡ
がワールド座標空間において移動すると、モデルＢもモ
デルＡと連動して移動する。
【００２８】なお、図７では、モデルＢの重心とモデル
Ａの重心を一致させる例を示したが、モデルＢの重心は
モデルＡの重心と所定の関係を有すればよい。例えば、
モデルＢの重心をモデルＡの重心より少し上に位置させ
ることにより、モデルＡの上部のアウトラインが太くな
り、モデルＡの上部を強調することができる。
Ａの重心を一致させる例を示したが、モデルＢの重心は
モデルＡの重心と所定の関係を有すればよい。例えば、
モデルＢの重心をモデルＡの重心より少し上に位置させ
ることにより、モデルＡの上部のアウトラインが太くな
り、モデルＡの上部を強調することができる。
【００２９】次に、ジオメトリプロセッサ２は、モデル
Ａ及びモデルＢをポリゴンモデルとし、モデルＢのポリ
ゴンの法線ベクトルを逆方向にする（Ｓ４）。ポリゴン
の法線ベクトルの向きは、レンダリングプロセッサ７に
おける陰面処理において、そのポリゴンを表示するか否
かを決定する。即ち、レンダリングプロセッサ７は、ポ
リゴンの法線ベクトルが視点方向の成分を含む場合にそ
のポリゴンを表示し、ポリゴンの法線ベクトルが視点と
反対方向の成分を含む場合は、そのポリゴンを表示しな
い。これにより、モデルＢはモデルＡのアウトラインと
して機能するようになる。
Ａ及びモデルＢをポリゴンモデルとし、モデルＢのポリ
ゴンの法線ベクトルを逆方向にする（Ｓ４）。ポリゴン
の法線ベクトルの向きは、レンダリングプロセッサ７に
おける陰面処理において、そのポリゴンを表示するか否
かを決定する。即ち、レンダリングプロセッサ７は、ポ
リゴンの法線ベクトルが視点方向の成分を含む場合にそ
のポリゴンを表示し、ポリゴンの法線ベクトルが視点と
反対方向の成分を含む場合は、そのポリゴンを表示しな
い。これにより、モデルＢはモデルＡのアウトラインと
して機能するようになる。
【００３０】このことを図８と図９により、モデルＡと
モデルＢを簡略化して説明する。図８（１）は、ポリゴ
ンの法線ベクトルが外側を向いた球状のモデルＡが、モ
デルＡより一回り大きく、かつポリゴンの法線ベクトル
が内側を向いた球状のモデルＢに内包される場合を示
す。
モデルＢを簡略化して説明する。図８（１）は、ポリゴ
ンの法線ベクトルが外側を向いた球状のモデルＡが、モ
デルＡより一回り大きく、かつポリゴンの法線ベクトル
が内側を向いた球状のモデルＢに内包される場合を示
す。
【００３１】図８（２）は、モデルＢの外部にある視点
１５からモデルＡ及びモデルＢを見た場合に、表示の対
象になるポリゴンを示す。モデルＡの法線ベクトルは外
側を向いているので、法線ベクトルに視点方向の成分を
含むポリゴン、即ち、視点に近い側の半球部分１６が対
象になり、法線ベクトルに視点と反対方向の成分を含む
ポリゴン、即ち、視点から遠い側の半球部分１７は対象
にならない。
１５からモデルＡ及びモデルＢを見た場合に、表示の対
象になるポリゴンを示す。モデルＡの法線ベクトルは外
側を向いているので、法線ベクトルに視点方向の成分を
含むポリゴン、即ち、視点に近い側の半球部分１６が対
象になり、法線ベクトルに視点と反対方向の成分を含む
ポリゴン、即ち、視点から遠い側の半球部分１７は対象
にならない。
【００３２】一方、モデルＢの法線ベクトルは内側を向
いているので、法線ベクトルに視点方向の成分を含むポ
リゴン、即ち、視点から遠い側の半球部分１８が対象に
なり、法線ベクトルに視点と反対方向の成分を含むポリ
ゴン、即ち、視点に近い側の半球部分１９は対象になら
ない。
いているので、法線ベクトルに視点方向の成分を含むポ
リゴン、即ち、視点から遠い側の半球部分１８が対象に
なり、法線ベクトルに視点と反対方向の成分を含むポリ
ゴン、即ち、視点に近い側の半球部分１９は対象になら
ない。
【００３３】図９（１）は、モデルＢの外部にある視点
１５から、モデルＡ及びモデルＢを見た場合に表示され
るポリゴンを示す。モデルＡは、法線ベクトルに視点方
向の成分を含む視点に近い側の半球部分１６が表示さ
れ、モデルＢは、視点から遠い側の半球部分１８から視
点１５に対してモデルＡの裏側になる部分を除いた部分
２０、２１が表示される。
１５から、モデルＡ及びモデルＢを見た場合に表示され
るポリゴンを示す。モデルＡは、法線ベクトルに視点方
向の成分を含む視点に近い側の半球部分１６が表示さ
れ、モデルＢは、視点から遠い側の半球部分１８から視
点１５に対してモデルＡの裏側になる部分を除いた部分
２０、２１が表示される。
【００３４】図９（２）は、視点１５からモデルＡ及び
モデルＢを見た場合の２次元スクリーン座標系の表示例
である。図９（２）に示すように、モデルＡは通常の表
示の通り視点に近い側のポリゴンが表示され、モデルＢ
はモデルＡの外側の部分のみが表示されるので、モデル
ＢはモデルＡのアウトラインとして表示される。
モデルＢを見た場合の２次元スクリーン座標系の表示例
である。図９（２）に示すように、モデルＡは通常の表
示の通り視点に近い側のポリゴンが表示され、モデルＢ
はモデルＡの外側の部分のみが表示されるので、モデル
ＢはモデルＡのアウトラインとして表示される。
【００３５】図１０は、図７に示したモデルＡ及びモデ
ルＢに上記の処理を行った場合の表示例である。なお、
レンダリングプロセッサ７は、陰面処理を行ったモデル
に対して、光源による陰影を付加するシェーディング処
理を行うが、図１０は、シェーディング処理によりモデ
ルＡ、モデルＢ共に光源の影響を受ける状態（ランバー
ト状態）にした表示例である。
ルＢに上記の処理を行った場合の表示例である。なお、
レンダリングプロセッサ７は、陰面処理を行ったモデル
に対して、光源による陰影を付加するシェーディング処
理を行うが、図１０は、シェーディング処理によりモデ
ルＡ、モデルＢ共に光源の影響を受ける状態（ランバー
ト状態）にした表示例である。
【００３６】前述のように、モデルＡはポリゴンの法線
ベクトルが外側を向いているので、通常の表示と同様に
モデルＡの視点側のポリゴンが表示され、視点と反対側
のポリゴンが陰面として表示されない。一方、モデルＢ
は、ポリゴンの法線ベクトルが内側を向いているので、
通常の表示とは逆に視点と反対側のポリゴンが表示さ
れ、視点側のポリゴンは陰面として表示されない。ま
た、モデルＢの視点と反対側のポリゴンであっても、モ
デルＡの裏側のポリゴンは通常の陰面処理により表示さ
れない。この結果、モデルＢは、モデルＡのアウトライ
ンに近づいた表現になる。
ベクトルが外側を向いているので、通常の表示と同様に
モデルＡの視点側のポリゴンが表示され、視点と反対側
のポリゴンが陰面として表示されない。一方、モデルＢ
は、ポリゴンの法線ベクトルが内側を向いているので、
通常の表示とは逆に視点と反対側のポリゴンが表示さ
れ、視点側のポリゴンは陰面として表示されない。ま
た、モデルＢの視点と反対側のポリゴンであっても、モ
デルＡの裏側のポリゴンは通常の陰面処理により表示さ
れない。この結果、モデルＢは、モデルＡのアウトライ
ンに近づいた表現になる。
【００３７】なお図１０においては、画面上方に光源が
あるとしてシェーディング処理を行っているので、モデ
ルＡは、光源に向いた上面の輝度が高く、光源と反対側
の下面の輝度は低い。一方、モデルＢのポリゴンの法線
ベクトルは内側を向いているので、モデルＢはモデルＡ
にかぶせた「お碗」のようになり、モデルＢの上部は光
源からの光が当たらず輝度が低くなり、モデルＢの下部
は光源からの光が少し当たり、幾分明るくなる。
あるとしてシェーディング処理を行っているので、モデ
ルＡは、光源に向いた上面の輝度が高く、光源と反対側
の下面の輝度は低い。一方、モデルＢのポリゴンの法線
ベクトルは内側を向いているので、モデルＢはモデルＡ
にかぶせた「お碗」のようになり、モデルＢの上部は光
源からの光が当たらず輝度が低くなり、モデルＢの下部
は光源からの光が少し当たり、幾分明るくなる。
【００３８】次に、モデルＢを光源の影響を受けない状
態（コンスタント状態）にする（Ｓ５）。この場合の表
示例を図１１に示す。図１１に示すように、モデルＢは
光源の影響を受けないので、光源及びカメラの位置に係
わらずどの部分も同じ輝度になり、モデルＡのアウトラ
インとして表示される。なお、モデルＢは、光源の影響
を受けない一定の輝度であればよく、黒色、青色等の単
一色で表示されるが、部分的に色を変えて奥行きのある
表示をすることもできる。
態（コンスタント状態）にする（Ｓ５）。この場合の表
示例を図１１に示す。図１１に示すように、モデルＢは
光源の影響を受けないので、光源及びカメラの位置に係
わらずどの部分も同じ輝度になり、モデルＡのアウトラ
インとして表示される。なお、モデルＢは、光源の影響
を受けない一定の輝度であればよく、黒色、青色等の単
一色で表示されるが、部分的に色を変えて奥行きのある
表示をすることもできる。
【００３９】次に、モデルＡを光源の影響を受けない状
態（コンスタント状態）にする（Ｓ６）。この場合の表
示例を図１２に示す。この場合は、モデルＡも光源の影
響を受けず、一定の輝度の色で塗りつぶしたようになる
ので、モデルＡとモデルＢが一体になったモデルは、コ
ンピュータグラフィックスの他のモデルとは異質な、線
画あるいはアニメーションのような特殊な表現になる。
態（コンスタント状態）にする（Ｓ６）。この場合の表
示例を図１２に示す。この場合は、モデルＡも光源の影
響を受けず、一定の輝度の色で塗りつぶしたようになる
ので、モデルＡとモデルＢが一体になったモデルは、コ
ンピュータグラフィックスの他のモデルとは異質な、線
画あるいはアニメーションのような特殊な表現になる。
【００４０】次に、レンダリングプロセッサ７は、モデ
ルＡとモデルＢの合体モデルを背景画面に重ね合わせる
（Ｓ７）。図１３（１）は、本実施の形態の画像処理に
より、アウトラインを付加したモデルを背景画面に重ね
合わせた表示例であり、図１３（２）は、比較のために
アウトラインのないモデルを背景画面に重ね合わせた表
示例である。図１３（１）に示すように、アウトライン
には背景からそのモデルを浮き立たせる役割があり、特
に、コンピュータグラフィックスによるゲーム装置にお
いては、３次元的に表現された背景画面の中に２次元的
に表現されたキャラクタモデルを置くことで、そのモデ
ルに極めて大きな注目度を持たせることができる。
ルＡとモデルＢの合体モデルを背景画面に重ね合わせる
（Ｓ７）。図１３（１）は、本実施の形態の画像処理に
より、アウトラインを付加したモデルを背景画面に重ね
合わせた表示例であり、図１３（２）は、比較のために
アウトラインのないモデルを背景画面に重ね合わせた表
示例である。図１３（１）に示すように、アウトライン
には背景からそのモデルを浮き立たせる役割があり、特
に、コンピュータグラフィックスによるゲーム装置にお
いては、３次元的に表現された背景画面の中に２次元的
に表現されたキャラクタモデルを置くことで、そのモデ
ルに極めて大きな注目度を持たせることができる。
【００４１】次に、本実施の形態の画像処理における特
殊効果について説明する。図１４は、モデルＡ、モデル
Ｂ共に光源の影響を受けない状態において、モデルの遠
近感が強調される場合の表示例である。即ち、モデルＢ
は、３次元座標空間においてモデルＡより一定の比率で
拡大されているので、ジオメトリプロセッサ２におい
て、通常の透視変換を行うことにより、カメラに近いア
ウトラインは太くなり、カメラから遠いアウトラインは
細くなる。
殊効果について説明する。図１４は、モデルＡ、モデル
Ｂ共に光源の影響を受けない状態において、モデルの遠
近感が強調される場合の表示例である。即ち、モデルＢ
は、３次元座標空間においてモデルＡより一定の比率で
拡大されているので、ジオメトリプロセッサ２におい
て、通常の透視変換を行うことにより、カメラに近いア
ウトラインは太くなり、カメラから遠いアウトラインは
細くなる。
【００４２】従って、本実施の形態の画像処理では、特
別の計算処理を行うことなく、カメラに近いアウトライ
ンは太く、カメラから遠いアウトラインは細くなるの
で、処理の高速性を低下させずにモデルの遠近感を強調
することができる。
別の計算処理を行うことなく、カメラに近いアウトライ
ンは太く、カメラから遠いアウトラインは細くなるの
で、処理の高速性を低下させずにモデルの遠近感を強調
することができる。
【００４３】図１５は、本実施の形態の画像処理におい
て、モデルＢの一部を変形した場合の表示例である。即
ち、図２のステップＳ２においてモデルＡよりひとまわ
り大きいモデルＢを作成する場合に、図１５の円３１で
示す部分の拡大率を他の部分より大きくした場合であ
る。このように、モデルＡの一部の拡大率を大きくする
ことで、モデルＡの強調したい部分のアウトラインを太
くすることができ、通常のモデルとは異なる誇張した感
じを表現することができる。
て、モデルＢの一部を変形した場合の表示例である。即
ち、図２のステップＳ２においてモデルＡよりひとまわ
り大きいモデルＢを作成する場合に、図１５の円３１で
示す部分の拡大率を他の部分より大きくした場合であ
る。このように、モデルＡの一部の拡大率を大きくする
ことで、モデルＡの強調したい部分のアウトラインを太
くすることができ、通常のモデルとは異なる誇張した感
じを表現することができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ア
ウトラインが描かれたアニメーションの平面画のような
モデルを高速に生成し、また、モデルのアウトラインの
線幅を高速に変化させることができる画像処理装置及び
画像処理方法を提供することができる。
ウトラインが描かれたアニメーションの平面画のような
モデルを高速に生成し、また、モデルのアウトラインの
線幅を高速に変化させることができる画像処理装置及び
画像処理方法を提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態の画像処理装置のブロック
図である。
図である。
【図２】本発明の実施の形態の画像処理のフローチャー
トである。
トである。
【図３】本発明の実施の形態のモデルＡのワイヤフレー
ム図である。
ム図である。
【図４】本発明の実施の形態のモデルＡのデータであ
る。
る。
【図５】本発明の実施の形態のモデルＡのポリゴンＰｋ
の説明図である。
の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態のモデルＢのデータであ
る。
る。
【図７】本発明の実施の形態のモデルＡとモデルＢを重
ね合わせたワイヤフレーム図である。
ね合わせたワイヤフレーム図である。
【図８】本発明の実施の形態のアウトライン生成の説明
図（I）である。
図（I）である。
【図９】本発明の実施の形態のアウトライン生成の説明
図（II）である。
図（II）である。
【図１０】モデルＢの法線方向を逆にし、ランバート状
態にした表示例である。
態にした表示例である。
【図１１】モデルＢをコンスタント状態にした表示例で
ある。
ある。
【図１２】モデルＡもコンスタント状態にした表示例で
ある。
ある。
【図１３】本発明の実施の形態の表示例である。
【図１４】本発明の実施の形態における遠近感の表示例
である。
である。
【図１５】本発明の実施の形態のアウトラインの変形例
である。
である。
１ ＣＰＵ ２ ジオメトリプロセッサ ３ システムメモリ ４ ＣＤＲＯＭ ５ ブートＲＯＭ ６ バスアービタ ７ レンダリングプロセッサ ８ グラフィックメモリ ９ ビデオＤ／Ａコンバータ １０ オーディオップロセッサ １１ オーディオメモリ １２ オーディオＤ／Ａコンバータ １３ モデム
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月２５日（１９９９．８．２
５）
５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C001 BA00 BA06 BC00 BC06 BC10 CB01 CC02 5B050 BA07 EA12 EA19 EA21 EA28 EA29 FA02
Claims (18)
- 【請求項１】３次元座標空間にコンピュータグラフィッ
クスによりポリゴンモデルを生成する画像処理装置にお
いて、 記憶媒体から読み出した第１のモデルのデータから、該
第１のモデルを所定の比率で拡大した第２のモデルを生
成し、該第２のモデルのポリゴンの法線ベクトルの向き
を反転し、該第２のモデルに前記第１のモデルを内包さ
せるジオメトリ手段と、 該ジオメトリ手段により処理された前記第１及び第２の
モデルにレンダリング処理を行うレンダリング手段とを
有することを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記ジオメトリ手段は、前記第１及び第２のモデルの重
心又は各頂点データを所定の関係で結合することを特徴
とする画像処理装置。 - 【請求項３】請求項１において、 前記ジオメトリ手段は、前記第１のモデルを拡大する比
率を、前記第１のモデルの部分により異ならせることを
特徴とする画像処理装置。 - 【請求項４】請求項１において、 前記ジオメトリ手段は、前記第２のモデルのデータを前
記第１のモデルのデータにリンクさせることを特徴とす
る画像処理装置。 - 【請求項５】請求項１において、 前記レンダリング手段は、前記第２のモデルの輝度を一
定にすることを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項６】請求項１において、 前記レンダリング手段は、前記第２のモデルを単一色に
することを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項７】請求項５又は６において、 前記レンダリング手段は、前記第１のモデルの輝度を一
定にすることを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項８】仮想３次元空間に配置された立体モデルの
選択された表面を仮想カメラにて捉えた映像を表示装置
に表示する画像処理装置において、 前記立体モデルは、第１のモデルを前記第１のモデルを
所定比率で拡大した第２モデルに内包させて構成されて
おり、 前記第２のモデルに対面する前記第１のモデルの表面と
前記第１のモデルに対面する前記第２モデルの表面とが
選択されていることを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項９】請求項８において、 第１のモデルの重心又は頂点座標と第２のモデルの対応
する重心又は頂点座標とが所定の関係を有するように、
前記第１のモデルと第２のモデルとを配置することを特
徴とする画像処理装置。 - 【請求項１０】仮想３次元空間に配置された立体モデル
の選択された表面を仮想カメラにて捉えた映像を表示す
る画像処理装置において、 前記立体モデルは外縁を縁取るラインを有し、前記ライ
ンの太さは仮想カメラからの距離に従って変化している
ことを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項１１】３次元座標空間にコンピュータグラフィ
ックスによりポリゴンモデルを生成する画像処理方法に
おいて、 記憶媒体から読み出した第１のモデルのデータから、該
第１のモデルを所定の比率で拡大した第２のモデルを生
成し、該第２のモデルのポリゴンの法線ベクトルの向き
を反転し、該第２のモデルに前記第１のモデルを内包さ
せるジオメトリ処理と、 該ジオメトリ処理が行われた前記第１及び第２のモデル
にレンダリング処理を行うことを特徴とする画像処理方
法。 - 【請求項１２】請求項１１において、 前記ジオメトリ処理は、前記第１及び第２のモデルの重
心を所定の関係で結合することを特徴とする画像処理方
法。 - 【請求項１３】請求項１１において、 前記ジオメトリ処理は、前記第１のモデルを拡大する比
率を、前記第１のモデルの部分により異ならせることを
特徴とする画像処理方法。 - 【請求項１４】請求項１１において、 前記ジオメトリ処理は、前記第２のモデルのデータを前
記第１のモデルのデータにリンクさせることを特徴とす
る画像処理方法。 - 【請求項１５】請求項１１において、 前記レンダリング処理は、前記第２のモデルの輝度を一
定にすることを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項１６】請求項１１において、 前記レンダリング処理は、前記第２のモデルを単一色に
することを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項１７】請求項１５又は１６において、 前記レンダリング処理は、前記第１のモデルの輝度を一
定にすることを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項１８】３次元座標空間にコンピュータグラフィ
ックスによりポリゴンモデルを生成する画像処理プログ
ラムと、第１のモデルのデータとを格納する記憶媒体に
おいて、 該第１のモデルのデータから、該第１のモデルを所定の
比率で拡大した第２のモデルを生成し、該第２のモデル
のポリゴンの法線ベクトルの向きを反転し、該第２のモ
デルに前記第１のモデルを内包させるジオメトリ処理プ
ログラムと、 該ジオメトリ処理が行われた前記第１及び第２のモデル
にレンダリング処理を行うレンダリング処理プログラム
とを格納することを特徴とする記憶媒体。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05372699A JP3804328B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| US09/359,681 US6151026A (en) | 1999-03-02 | 1999-07-23 | Image processing apparatus and image processing method |
| DE60023970T DE60023970T2 (de) | 1999-03-02 | 2000-02-25 | Bildverarbeitungsgerät und -verfahren |
| EP00301528A EP1033682B1 (en) | 1999-03-02 | 2000-02-25 | Image processing apparatus and image processing method |
| KR1020000010030A KR100357269B1 (ko) | 1999-03-02 | 2000-02-29 | 이미지 처리 장치 및 방법과 저장 매체 |
| TW089103607A TW516004B (en) | 1999-03-02 | 2000-03-01 | Image processing apparatus and image processing method |
| CNB001037277A CN1143245C (zh) | 1999-03-02 | 2000-03-02 | 图像处理设备及图像处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05372699A JP3804328B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000251094A true JP2000251094A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3804328B2 JP3804328B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
ID=12950846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05372699A Expired - Lifetime JP3804328B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6151026A (ja) |
| EP (1) | EP1033682B1 (ja) |
| JP (1) | JP3804328B2 (ja) |
| KR (1) | KR100357269B1 (ja) |
| CN (1) | CN1143245C (ja) |
| DE (1) | DE60023970T2 (ja) |
| TW (1) | TW516004B (ja) |
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