JP2000339491A - 情報処理装置および方法、並びに媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 影を投影するためのポリゴンを指定すること
で、物体の影を高速に描画する。 【解決手段】 ポリゴン選択部２３は、ユーザの指令に
基づき、影が落ちる可能性のあるポリゴンＰｉを選択す
る。ポリゴン抽出部２４は、入力部２１からのポリゴン
のデータと、光源の位置に基づき、影が投影されるポリ
ゴンであるか否かを判定する。影判定部２２は、ポリゴ
ン選択部２３より選択されたポリゴンと、ポリゴン抽出
部２４より判定されたポリゴンに基づき、影判定を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置およ
び方法、並びに媒体に関し、特に、コンピュータグラフ
ィックスにおいて、物体の影を表現する場合、影を高速
に描画できるようにした情報処理装置および方法、並び
に媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータグラフィックスにおいて
は、物体を可能な限り現実の画像に近づけるため、物体
の影を生成する手法がいくつか提案されている。図1
は、従来のレイトレーシング法の原理を表している。所
定の画素のデータを生成するとき、あらかじめ設定され
た所定の位置に配置されているアイポイント１からスク
リーン２上の画素に向かう第１の光線（レイ）が想定さ
れる。第１のレイが、３次元座標空間上に配置されてい
る所定のポリゴン３に衝突したとすると、基本的に、そ
の点の画像がスクリーン２に描かれる。但し、その点か
ら、ライトソース（光源）６に向けて、逆にたどる、第
２のレイ（シャドウレイ）が想定され、シャドウレイ上
に影（シャドウ４）を作る遮蔽物体５がある場合、スク
リーン２上の画素は、シャドウレイに基づく影響を演算
することで補正される。そして、補正された結果が、ス
クリーン２上の対応する画素に反映される。一般には、
すべてのポリゴンにおいて、遮蔽物体５が、シャドウ４
とライトソース６の間に位置するか否かの交差判定が行
われる。

【０００３】図２は、従来の走査線単位法の原理を表し
ている。ライトソース６から光を照射したとき、ポリゴ
ン３上には、遮蔽物体５によるシャドウ４が形成され
る。スクリーン２の走査線上が１画素ずつスキャンさ
れ、各画素を通り抜けたレイとポリゴン３の平面上との
交点に、シャドウ４が存在するか否かが判定される。シ
ャドウ４が存在しない場合、何も行わず、シャドウ４が
存在する場合、ポリゴン３の持つ明るさ、および色に基
づいて、対応する画素が塗り潰される。この処理は、す
べての走査線について行うことにより、同時に、隠面消
去の処理も行われる。

【０００４】図３は、従来の２段階法の原理を表してい
る。第１段階として、同図の左側に示すようにポリゴン
３を光源から見たときの位置関係が考慮される。そし
て、光源から見たときにポリゴン３により隠されるスク
リーン２の領域がクリッピング領域１０として保持され
る。第２段階として、同図の右側に示すようにポリゴン
３を視点から見たときの位置関係が考慮される。そし
て、第１段階で保持されたクリッピング領域１０に対応
する領域の画像がシャドウ４として、スクリーン２上に
反映される。

【０００５】図４は、従来のシャドウポリゴン法の原理
を表している。光源からの光を、空間に配置されている
ポリゴン３に衝突させたとき、シャドウ４（シャドウボ
リューム（Shadow Volume））を作る遮蔽物体５がある
か否かが判定され、遮蔽物体５があると判定された場
合、図示せぬスクリーン上の各走査線を含む走査面とシ
ャドウ４（シャドウボリューム）との交差部分が求めら
れる。そして、その交差部分は、その走査線上で影とし
て描画される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】物体の影を描画する場
合、図1の例においては、全ての画素を通るレイと、レ
イに対する最近ポリゴンとの交点に対して、ライトソー
ス６と交点間を結ぶシャドウレイとすべてのポリゴンと
の交差判定をするため、演算時間が、画素数やポリゴン
の数に依存し、画素数やポリゴンの数が多くなると、演
算量が多くなる。

【０００７】図２または図３の例においては、ポリゴン
毎に演算が行われるため、演算時間がポリゴンの数に依
存し、ポリゴンの数が多い程、演算時間も増大する。さ
らに、図３の例は、クリッピング領域１０の保持の仕方
にも演算時間が依存する。

【０００８】図４の例においては、空間面を確保するた
めに新たなデータ容量が必要となるため、ポリゴンの数
が多い程、全体的なデータ量が莫大になる。さらに、全
体的なデータ量は、光源の数に依存する。

【０００９】このように、従来より提案されている図１
乃至図４の方法では、処理時間がポリゴンの数に依存し
ており、ポリゴンの数が増えた場合に処理時間の増加を
抑えることができない課題があった。

【００１０】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、影を投影するポリゴンを指定することによ
り、物体の影を高速に描画することを可能にするもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の情報処
理装置は、他の物体の影を投影するポリゴンを指定する
指定手段と、指定手段により指定されたポリゴンに対し
て投影する、他の物体の影を演算する演算手段と、演算
手段が演算した影を描画する描画手段とを備えることを
特徴とする。

【００１２】請求項２に記載の情報処理方法は、他の物
体の影を投影するポリゴンを指定する指定ステップと、
指定ステップにより指定されたポリゴンに対して投影す
る、他の物体の影を演算する演算ステップと、演算ステ
ップが演算した影を描画する描画ステップとを備えるこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載の媒体のプログラムは、他
の物体の影を投影するポリゴンを指定する指定ステップ
と、指定ステップにより指定されたポリゴンに対して投
影する、他の物体の影を演算する演算ステップと、演算
ステップが演算した影を描画する描画ステップとを含む
ことを特徴とする。

【００１４】請求項１に記載の情報処理装置、請求項２
に記載の情報処理方法、および請求項３に記載の媒体に
おいては、影を投影する物体が指定され、指定された物
体に対する影が演算される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる情報処理装
置の実施の形態について、図面を参照しながら説明す
る。最初に、本発明の原理について図５と図６を参照し
て説明する。図５は、影判定を行うポリゴンを指定する
場合の原理を表している。ユーザは、ライトソース１１
からの光が、オブジェクト（物体）１２を照射したと
き、影が落ちる可能性があるポリゴン（物体）を指定す
る。この例では、図中、ハッチングを施したポリゴンＰ
１,Ｐ２が影を投影するポリゴンとして指定されてい
る。この場合、シャドウ１３の演算は、指定されたポリ
ゴンＰ１,Ｐ２に対してのみ行われる。

【００１６】図６は、指定（仮定）されたバウンディン
グデータから影を生成する原理を表している。ユーザ
は、影を投影するポリゴンＰ３を指定したとき、さら
に、ライトソース１１からの光に基づき、オブジェクト
１２によりポリゴンＰ３上に形成されるシャドウ１３の
形状を定型化する（実際の影とは異なる簡単な形状とす
る）ための形状（バウンディングデータの種類）を指定
する。この例では、バウンディングスフィア１４が指定
されている。アイポイント１５からスクリーン１６を介
して観察したときのシャドウ１３の形状は、実際のオブ
ジェクト１２ではなく、バウンディングスフィア１４を
基に演算される。

【００１７】上述したようにすることで、より迅速な描
画が可能となる。

【００１８】次に、本発明を適用した情報処理装置の構
成について、図７を参照して説明する。入力部２１は、
オブジェクト１２を表現する３次元座標（x,y,z）から
なるポリゴンのデータを読み込み、そのポリゴンのデー
タを影判定部２２、ポリゴン選択部２３、ポリゴン抽出
部２４、およびポリゴン群選択部２５に出力する。ポリ
ゴン選択部２３は、入力部２１から入力されたポリゴン
のデータから、ユーザの指令に基づき、影が落ちる可能
性のある（影を投影するための演算対象とする）ポリゴ
ンＰｉを選択し、影判定部２２に出力する。ポリゴン抽
出部２４は、入力部２１から入力されたポリゴンのデー
タと、ライトソース１１の位置に基づき、そのポリゴン
が、影が投影されるポリゴンであるか否かを判定し、そ
の判定結果を影判定部２２に出力する。

【００１９】ここで、ポリゴン選択部２３で選択された
結果、またはポリゴン抽出部２４で判定された結果であ
る「影判定が必要」または「影判定は不要」という情報
は、各ポリゴンに対応するバッファに、「１」（影判定
を必要とする）、または「０」（影判定を必要としな
い）という形式（フラグ）で保持される。

【００２０】ポリゴン群選択部２５は、入力部２１から
入力されたポリゴンのデータに基づき、影の形状を簡単
にしたいポリゴン群を、ユーザからの指令に対応して選
択し、バウンディングデータ指定部２６に出力する。バ
ウンディングデータ指定部２６は、ポリゴン群選択部２
５により選択されたポリゴン群に対応するバウンディン
グデータ（Bounding Data）の種類を、ユーザの指定に
対応して指定する。この例では、球（以下、スフィア
（Sphere）と称する）または立方体（以下、ボックス
（Box）と称する）の２種類のいずれかが指定され、バ
ウンディングデータ生成部２７に出力される。バウンデ
ィングデータ生成部２７は、バウンディングデータ指定
部２６により指定されたバウンディングスフィア、また
はバウンディングボックスから、対応するバウンディン
グデータを生成し、影判定部２２に出力する。すなわ
ち、バウンディングデータ生成部２７では、ポリゴン群
選択部２５で選択されたポリゴン群を、簡単なポリゴン
に置き換えるためのデータが生成されることになる。

【００２１】影判定部２２は、入力部２１、ポリゴン選
択部２３、ポリゴン抽出部２４、およびバウンディング
データ生成部２７からの入力に基づき、影判定を行った
後、データを合成し、レンダリング部２８に出力する。

【００２２】レンダリング部２８は、影判定されたデー
タに基づき、例えば、レイトレーシング法等でレンダリ
ングし、その結果を、フレームバッファ２９に出力す
る。

【００２３】フレームバッファ２９は、レンダリングさ
れたデータを、一旦記憶した後、CRT（Cathode Ray Tub
e）等の表示装置３０に出力し、描画させる。また、レ
ンダリング結果は、テープ、またはディスク等の記録媒
体に記録させてもよい。

【００２４】次に、図７の情報処理装置における影判定
処理について、図８のフローチャートを参照して説明す
る。ステップＳ１において、入力部２１は、オブジェク
ト１２を表現する３次元座標（x,y,z）からなるポリゴ
ンのデータを読み込む。

【００２５】次に、ユーザの指令に対応して、ステップ
Ｓ２とＳ３のいずれか一方の処理が行われる。ステップ
Ｓ２において、ポリゴン選択部２３は、ステップＳ１で
読み込まれたポリゴンのデータに基づき、影が落ちる可
能性のあるポリゴン、すなわち影判定を行うポリゴン
を、ユーザの指令に対応して選択する。ステップＳ３に
おいて、ポリゴン抽出部２４は、ステップＳ１で読み込
まれたポリゴンのデータと、ライトソース１１の位置デ
ータに基づき、影判定を行うポリゴンを抽出する。ここ
で、影判定が必要であるという情報は、各ポリゴンが持
つバッファに、「１」または「０」という形式で保持さ
れる。

【００２６】ここで、影判定を行うポリゴンを光源を考
慮して抽出する処理の詳細について、図９のフローチャ
ートを参照して説明する。ステップＳ２１において、ポ
リゴン抽出部２４は、ステップＳ１で読み込まれたポリ
ゴンのデータとライトソース１１の位置に基づき、所定
の注目ポリゴンの３個の頂点とライトソース１１を結ぶ
直線が、他のポリゴンと交差するか否かを判定し、注目
ポリゴンとライトソース１１を結ぶ３本の直線が、他の
どのポリゴンとも交差しないと判定した場合、ステップ
Ｓ２２に進む。

【００２７】ステップＳ２２において、ポリゴン抽出部
２４は、その注目ポリゴンは影ではない（その注目ポリ
ゴンには、影は投影されない）と決定する。

【００２８】ステップＳ２５において、ポリゴン抽出部
２４は、ステップＳ２２の判定結果から、「影ではな
い」という情報を注目ポリゴンに付加する。

【００２９】また、ステップＳ２１において、ポリゴン
抽出部２４は、３本の直線のうち、１つまたは２つが、
他のポリゴンと交差すると判定した場合、ステップＳ２
３に進む。

【００３０】ステップＳ２３において、ポリゴン抽出部
２４は、その注目ポリゴンは影判定が必要と決定する。

【００３１】ステップＳ２５において、ポリゴン抽出部
２４は、ステップＳ２３の判定結果から、「影判定が必
要」という情報を注目ポリゴンに付加する。

【００３２】また、ステップＳ２１において、ポリゴン
抽出部２４は、３本の直線の、すべてが、いずれかのポ
リゴンと交差すると判定した場合、ステップＳ２４に進
む。

【００３３】ステップＳ２４において、ポリゴン抽出部
２４は、その注目ポリゴンは影である（その注目ポリゴ
ンには、影が投影される）と決定する。

【００３４】ステップＳ２５において、ポリゴン抽出部
２４は、ステップＳ２４の判定結果から、「影である」
という情報を注目ポリゴンに付加する。

【００３５】ステップＳ２６において、ポリゴン抽出部
２４は、全てのポリゴンに、ステップＳ２２乃至Ｓ２４
で判定された情報が付加されているか否かを判定し、全
てのポリゴンに情報がまだ付加されていないと判定され
た場合、ステップＳ２１に戻り、上述した処理を繰り返
し実行する。全てのポリゴンに情報が付加されている場
合、ポリゴン抽出処理は終了される。

【００３６】図８に戻って、ステップＳ４において、ポ
リゴン群選択部２５は、ユーザがステップＳ２で影判定
を行うものとして指定したポリゴン群の中から、影の形
状を簡単にしたいポリゴン群をユーザの指定に対応して
選択する。

【００３７】ステップＳ５において、バウンディングデ
ータ指定部２６は、ステップＳ４で選択されたポリゴン
群の中から、バウンディングデータの種類として、スフ
ィアまたはボックスのいずれかを、ユーザの指令に対応
して指定する。

【００３８】ステップＳ６において、バウンディングデ
ータ生成部２７は、ステップＳ５で指定されたバウンデ
ィングスフィアまたはバウンディングボックスに対応す
るバウンディングデータを生成する。

【００３９】バウンディングデータを生成する処理につ
いて以下に説明する。まず、バウンディングスフィアを
生成する処理について、図１０のフローチャートを参照
して説明する。ステップＳ３１において、バウンディン
グデータ生成部２７は、ポリゴン群に包含されている各
ポリゴンの３頂点の平均座標を求める。

【００４０】ステップＳ３２において、バウンディング
データ生成部２７は、ステップＳ３１で求められた各ポ
リゴンの３頂点の平均座標から、さらに平均を求め、そ
れをバウンディングスフィアの中心座標とする。

【００４１】ステップＳ３３において、バウンディング
データ生成部２７は、ステップＳ３２で求められたバウ
ンディングスフィアの中心座標から、一番遠いポリゴン
の頂点を求め、その距離をバウンディングスフィアの半
径とする。

【００４２】ステップＳ３４において、バウンディング
データ生成部２７は、ステップＳ３２で求められた中心
座標と、ステップＳ３３で求められた半径を、バウンデ
ィングスフィアのデータとする。

【００４３】次に、バウンディングボックスを生成する
処理について、図１１のフローチャートを参照して説明
する。ステップＳ４１において、バウンディングデータ
生成部２７は、ポリゴン群に包含されている各ポリゴン
の３頂点の平均座標を求める。

【００４４】ステップＳ４２において、バウンディング
データ生成部２７は、ステップＳ４１で求められた各ポ
リゴンの３頂点の平均座標から、さらに平均を求め、そ
れをバウンディングボックスの基準座標とする。

【００４５】ステップＳ４３において、バウンディング
データ生成部２７は、ステップＳ４２で求められたバウ
ンディングボックスの基準座標から、ポリゴンの各頂点
までの距離のうち、ｘ軸方向の最大値と最小値、ｙ軸方
向の最大値と最小値、およびｚ軸方向の最大値と最小値
を、各々求める。

【００４６】ステップＳ４４において、バウンディング
データ生成部２７は、ステップＳ４３で求められた６個
の値を次のようにして組み合わせて得られる８個の座標
のそれぞれを、バウンディングボックスの頂点とし、そ
れをバウンディングボックスのデータとする。なお、記
号＋は、ｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸の各座標値に対して、
基準座標のｘ軸座標値、ｙ軸座標値、またはｚ軸座標値
を、それぞれ加算することを意味する。

【００４７】 （＋ｘ方向最大値，＋ｙ方向最大値，＋ｚ方向最大値） （＋ｘ方向最大値，＋ｙ方向最小値，＋ｚ方向最大値） （＋ｘ方向最小値，＋ｙ方向最大値，＋ｚ方向最大値） （＋ｘ方向最小値，＋ｙ方向最小値，＋ｚ方向最大値） （＋ｘ方向最大値，＋ｙ方向最大値，＋ｚ方向最小値） （＋ｘ方向最大値，＋ｙ方向最小値，＋ｚ方向最小値） （＋ｘ方向最小値，＋ｙ方向最大値，＋ｚ方向最小値） （＋ｘ方向最小値，＋ｙ方向最小値，＋ｚ方向最小値） 図８に戻って、ステップＳ７において、影判定部２２
は、入力部２１から入力されたポリゴンデータに基づい
て、視線と視点に最も近いポリゴン（最近ポリゴン）と
の交点（以下、計算点と称する）を求める。

【００４８】ステップＳ８において、影判定部２２は、
ステップＳ７で求められた計算点が、ステップＳ２また
はステップＳ３の処理でバッファに保持された「影判定
が必要」であるか否かの情報（「０」または「１」）に
基づいて、その計算点が影判定を行うポリゴン（フラグ
が「１」のポリゴン）であるか否かを判定し、影判定を
行うと判定した場合、ステップＳ９に進む。

【００４９】ステップＳ９において、影判定部２２は、
ステップＳ７で求められた計算点とライトソース１１と
を直線で結び、のシャドウレイを導出する。

【００５０】ステップＳ１０において、影判定部２２
は、ステップＳ９で導出されたシャドウレイと各ポリゴ
ンとの交差判定、またはステップＳ６で生成されたバウ
ンディングデータとの交差判定をすることにより、影判
定を行う。

【００５１】影判定の処理について、図１２のフローチ
ャートを参照して説明する。ステップＳ５１において、
影判定部２２は、ステップＳ９で導出されたシャドウレ
イと、ステップＳ６で求められたバウンディングデータ
が、交差するか否かを判定し、シャドウレイと交差する
バウンディングデータが存在すると判定した場合、ステ
ップＳ５２に進む。

【００５２】ステップＳ５２において、影判定部２２
は、ステップＳ５１でシャドウレイと交差すると判定さ
れたバウンディングデータの属性が、それが透明体であ
るということを示しているか否かを判定し、透明体であ
る場合、ステップＳ５３に進む。

【００５３】また、影判定部２２は、ステップＳ５１に
おいて、シャドウレイと交差するバウンディングデータ
が存在しないと判定した場合にも、ステップＳ５３に進
む。

【００５４】ステップＳ５３において、影判定部２２
は、バウンディングデータに包含されていないポリゴン
が、シャドウレイと交差するポリゴンが存在するか否か
を判定し、シャドウレイと交差するポリゴンが存在する
と判定した場合、ステップＳ５４に進む。

【００５５】ステップＳ５４において、影判定部２２
は、ステップＳ５３で交差すると判定されたポリゴン
が、透明体であるか否かを判定し、透明体であると判定
した場合、ステップＳ５５に進む。

【００５６】また、ステップＳ５３において、シャドウ
レイと交差するポリゴンが存在しないと判定された場合
にも、処理はステップＳ５５に進む。

【００５７】ステップＳ５５において、影判定部２２
は、ステップＳ５４で透明体であると判定されたポリゴ
ン、または、ステップＳ５３でシャドウレイと交差しな
いと判定されたポリゴンを、「影ではない」と判定す
る。

【００５８】また、ステップＳ５４において、ステップ
Ｓ５３でシャドウレイに交差すると判定されたポリゴン
が、透明体ではないと判定された場合、処理はステップ
Ｓ５６に進む。

【００５９】さらに、ステップＳ５２において、ステッ
プＳ５１でシャドウレイと交差すると判定されたバウン
ディングデータが、透明体ではないと判定された場合に
も、処理はステップＳ５６に進む。

【００６０】ステップＳ５６において、影判定部２２
は、ステップＳ５４で透明体ではないと判定されたポリ
ゴン、または、ステップＳ５２で透明体ではないと判定
されたバウンディングデータを、「影である」と判定す
る。

【００６１】さらに、図８のステップＳ１０の影判定の
他の例について、図１３のフローチャートを参照して説
明する。ステップＳ６１において、影判定部２２は、ス
テップＳ９で導出されたシャドウレイとステップＳ６で
求められたバウンディングデータが、交差するか否かを
判定し、シャドウレイと交差するバウンディングデータ
が存在すると判定した場合、処理をステップＳ６２に進
める。

【００６２】ステップＳ６２において、影判定部２２
は、ステップＳ６１でシャドウレイと交差すると判定さ
れたバウンディングデータが、透明体であるか否かを判
定し、透明体であると判定した場合、処理をステップＳ
６３に進める。

【００６３】ステップＳ６３において、影判定部２２
は、シャドウレイと交差するポリゴンが存在するか否か
を判定し、シャドウレイと交差するポリゴンが存在する
と判定した場合、処理をステップＳ６４に進める。

【００６４】ステップＳ６４において、影判定部２２
は、ステップＳ６３で交差すると判定したポリゴンが、
透明体であるか否かを判定し、透明体であると判定した
場合、処理をステップＳ６５に進める。

【００６５】また、ステップＳ６３において、影判定部
２２は、シャドウレイと交差するポリゴンが存在しない
と判定した場合、処理をステップＳ６５に進める。

【００６６】ステップＳ６５において、影判定部２２
は、ステップＳ６４で透明体であると判定されたポリゴ
ン、または、ステップＳ６２で透明体であると判定され
たバウンディングデータを、「半影である」と判定す
る。半影であると判定された場合、ライトソース１１か
らの光は、所定の透過率で透過される。なお、この透過
率は、ユーザにより、バウンディングデータ、またはポ
リゴンに、予め設定される。

【００６７】また、ステップＳ６２において、影判定部
２２は、ステップＳ６１でシャドウレイと交差すると判
定したバウンディングデータが、透明体でないと判定し
た場合、処理をステップＳ６６に進める。

【００６８】同様に、ステップＳ６４において、影判定
部２２は、ステップＳ６３で交差すると判定されたポリ
ゴンが、透明体でないと判定した場合、処理をステップ
Ｓ６６に進める。

【００６９】ステップＳ６６において、影判定部２２
は、ステップＳ６２で透明体でないと判定されたバウン
ディングデータ、またはステップＳ６４で透明体でない
と判定されたポリゴンを、「影である」と判定する。

【００７０】また、ステップＳ６１において、影判定部
２２は、シャドウレイと交差するバウンディングデータ
が存在しないと判定した場合、処理をステップＳ６７に
進める。

【００７１】ステップＳ６７において、影判定部２２
は、バウンディングデータに包含されていないポリゴン
が、シャドウレイと交差するか否かを判定し、シャドウ
レイと交差するポリゴンが存在すると判定した場合、処
理をステップＳ６８に進める。

【００７２】ステップＳ６８において、影判定部２２
は、ステップＳ６７でシャドウレイと交差すると判定さ
れたポリゴンが、透明体であるか否かを判定し、透明体
であると判定した場合、処理をステップＳ６５に進め
る。

【００７３】上述したように、ステップＳ６５におい
て、影判定部２２は、ステップＳ６８で透明体であると
判定したポリゴンを、「半影である」と判定する。

【００７４】また、ステップＳ６７において、シャドウ
レイと交差するポリゴンが存在しないと判定した場合、
処理はステップＳ６９に進められる。

【００７５】ステップＳ６９において、影判定部２２
は、ステップＳ６７でシャドウレイと交差しないと判定
したポリゴンを、「影ではない」と判定する。

【００７６】また、ステップＳ６８において、影判定部
２２は、ステップＳ６７でシャドウレイと交差すると判
定したポリゴンが、透明体ではないと判定した場合、処
理をステップＳ６６に進める。

【００７７】ステップＳ６６において、影判定部２２
は、ステップＳ６８で透明体ではないと判定したポリゴ
ンを、「影である」と判定する。

【００７８】図８に戻って、ステップＳ１１において、
レンダリング部２８は、以上のようにして影判定された
結果に基づいたデータをレンダリングする。なお、図１
３を適用した場合、「半影である」と判定されたときの
レンダリングは、上述したようにして設定された透過率
のパラメータを基にして行われる。

【００７９】また、ステップＳ８において、影判定部２
２は、ステップＳ７で求められた計算点が、影判定を行
うポリゴンに属していないと判定された場合、処理をス
テップＳ１２に進める。

【００８０】ステップＳ１２において、影判定部２２
は、そのポリゴンを、「影ではない」と判定する。

【００８１】ステップＳ１１において、レンダリング部
２８は、ステップＳ１２で「影ではない」と判定された
結果に基づいたデータをレンダリングし、すべてのレン
ダリングが完了すると、フローチャートの処理は終了さ
れる。

【００８２】フレームバッファ２９は、レンダリングさ
れた結果を一旦記憶するとともに、CRT等の表示装置３
０に出力し、描画させる。また、レンダリング結果は、
記録媒体に記録させてもよい。

【００８３】次に、本発明による影判定のシミュレーシ
ョン結果について以下に示す。任意に設定された１２３
個のポリゴン、画像サイズ６４０×４８０画素、並びに
バウンディングスフィアが１個選択されたときの影判定
のシミュレーション結果を以下に示す。これより、影を
落としたい、または落ちる可能性のあるポリゴンを選択
し、影判定を行うアルゴリズム（Select Polygon）
と、バウンディングデータを選択し、影判定を行うアル
ゴリズム（Use Bounding Data）を組み合わせること
で、影判定が高速に行われることが確認された。

【００８４】 Not Use Bounding Data Use Bounding Data Not Select Polygon ２２５．６１５秒 ８．１７５秒 Select Polygon ７３．１２５秒 ７．８１３秒 すなわち、いずれも使用しないとき、２２５．６１５秒
であったレンダリングが、ポリゴンを指定（選択）する
と、７３．１２５秒となり、バウンディングデータを使
用すると、８．１７５秒となり、両方を使用すると、
７．８１３秒となる。

【００８５】以上のように、影を落としたい、または落
ちる可能性のあるポリゴンを選択し、交差判定を行うア
ルゴリズム、およびバウンディングデータを選択し、交
差判定を行うアルゴリズムの一方、または両方を組み合
わせることで、影判定が行われる。これにより、オブジ
ェクトの影を描画するための演算は、全てのポリゴンに
おいて、交差判定を行う演算に比べ、速く実行すること
ができ、オブジェクトの影を高速に描画することが可能
となる。

【００８６】また、影を簡単にしたいポリゴンを選択し
てバウンディングデータを生成し、それを影判定に利用
することにより、影を簡単にしたいポリゴンは、簡略化
された影を作成することができ、影を簡単にしたくない
ポリゴンは、正確な影を作成することができ、影のクオ
リティのウエイト付けを、ユーザが決定することができ
る。

【００８７】さらに、シャドウレイと各ポリゴンの交差
判定、またはバウンディングデータとの交差判定を行う
場合、１つでも交差していると判定されると影であるこ
とが決定するので、その時点で交点におけるシャドウレ
イとポリゴンの交差判定を打ち切ることができる。従っ
て、全てのポリゴン、またはバウンディングデータとの
交差判定をする必要がない場合、判定を途中で打ち切る
ことで、効率のよい演算が可能となる。

【００８８】ところで、ある交差判定において、１つ前
の計算点の影判定で、交差するポリゴンまたはバウンデ
ィングデータが存在する場合、１つ前の計算点と現計算
点における影判定の情報を利用することで、交差判定が
行われる。なぜなら、１つ前の計算点と現計算点の位置
は、近い可能性が高く、計算点からの影判定の結果も同
じである可能性が高いからである。このように、影判定
においては、より効率の良い演算が可能となる。

【００８９】次に、図１４を参照して、上述した一連の
処理を実行するプログラムをコンピュータにインストー
ルし、コンピュータによって実行可能な状態とするため
に用いられる媒体について説明する。

【００９０】プログラムは、図１４（Ａ）に示すよう
に、パーソナルコンピュータ４１に内蔵されている記録
媒体としてのハードディスク４２や半導体メモリ４３に
予めインストールした状態でユーザに提供することがで
きる。

【００９１】あるいはまた、プログラムは、図１４
（Ｂ）に示すように、フロッピー（登録商標）ディスク
５１、CD-ROM（Compact Disk-Read Only Memory）５
２、ＭＯ（Magneto-Optical）ディスク５３、DVD（Digi
tal Versatile Disk）５４、磁気ディスク５５、または
半導体メモリ５６などの記録媒体に、一時的あるいは永
続的に格納し、パッケージソフトウエアとして提供する
ことができる。

【００９２】さらに、プログラムは、図１４（Ｃ）に示
すように、ダウンロードサイト６１から、デジタル衛星
放送用の人工衛星６２を介して、パーソナルコンピュー
タ６３に無線で転送したり、ローカルエリアネットワー
ク、インターネットといったネットワーク７１を介し
て、パーソナルコンピュータ６３に有線で転送し、パー
ソナルコンピュータ６３おいて、内蔵するハードディス
クなどに格納させることができる。

【００９３】本明細書における媒体とは、これら全ての
媒体を含む広義の概念を意味するものである。

【００９４】パーソナルコンピュータ４１（パーソナル
コンピュータ６３もパーソナルコンピュータ４１と同様
に構成されており、その図示は省略する）は、例えば、
図１５に示すように、CPU（Central Processing Unit）
８１を内蔵している。CPU８１は、入出力インタフェー
ス８５を介して、ユーザから、キーボード、マウスなど
よりなる入力部８７から指令が入力されると、それに対
応して、図１４（Ａ）の半導体メモリ４３に対応するRO
M（Read Only Memory）８２に格納されているプログラ
ムを実行したり、あるいは、ハードディスク４２に格納
されているプログラムをRAM(Random Access Memory)８
３にロードして実行し、その処理結果を、例えば、入出
力インタフェース８５を介して、LCD（Liquid Crystal
Display）などよりなる表示部８６に出力する。

【００９５】なお、本明細書において、媒体により提供
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。

【００９６】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の情報処
理装置、請求項２に記載の情報処理方法、および請求項
３に記載の媒体によれば、影を投影するためのポリゴン
を指定するようにしたので、物体の影を高速に描画する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レイトレーシング法を説明する図である。

【図２】走査線単位法を説明する図である。

【図３】２段階法を説明する図である。

【図４】シャドウポリゴン法を説明する図である。

【図５】本発明の影を投影するポリゴンを指定する方法
を説明する図である。

【図６】本発明のバウンディングデータにより影を形成
する方法を説明する図である。

【図７】本発明を適用した情報処理装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図８】図７の情報処理装置の動作を説明するフローチ
ャートである。

【図９】図８のステップＳ３のポリゴンを選択する処理
の詳細を説明するフローチャートである。

【図１０】図８のステップＳ６のバウンディングデータ
を生成する処理の詳細を説明するフローチャートであ
る。

【図１１】図８のステップＳ６のバウンディングデータ
を生成する処理の詳細を説明する別のフローチャートで
ある。

【図１２】図８のステップＳ１０の影判定の処理を説明
するフローチャートである。

【図１３】図８のステップＳ１０の影判定の他の処理例
を説明するフローチャートである。

【図１４】媒体を説明する図である。

【図１５】図１４のパーソナルコンピュータ４１を説明
する図である。

【符号の説明】

１１ ライトソース, １２ オブジェクト， １３
シャドウ， １４バウンディングスフィア， １５
アイポイント， １６ スクリーン， ２１入力部，
２２影判定部， ２３ ポリゴン選択部， ２４ ポリ
ゴン抽出部， ２５ ポリゴン群選択部， ２６ バウ
ンディングデータ指定部， ２７バウンディングデータ
生成部， ２８ レンダリング部， ２９ フレームバ
ッファ， ３０表示装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体を表すポリゴンに、他の物体の影を
   投影する情報処理装置において、 前記他の物体の影を投影する前記ポリゴンを指定する指
   定手段と、 前記指定手段により指定された前記ポリゴンに対して投
   影する、前記他の物体の影を演算する演算手段と、 前記演算手段が演算した影を描画する描画手段とを含む
   ことを特徴とする情報処理装置。
2. 【請求項２】 物体を表すポリゴンに、他の物体の影を
   投影する情報処理装置の情報処理方法において、 前記他の物体の影を投影する前記ポリゴンを指定する指
   定ステップと、 前記指定ステップにより指定された前記ポリゴンに対し
   て投影する、前記他の物体の影を演算する演算ステップ
   と、 前記演算ステップが演算した影を描画する描画ステップ
   とを含むことを特徴とする情報処理方法。
3. 【請求項３】 物体を表すポリゴンに、他の物体の影を
   投影する情報処理装置に、 前記他の物体の影を投影する前記ポリゴンを指定する指
   定ステップと、 前記指定ステップにより指定された前記ポリゴンに対し
   て投影する、前記他の物体の影を演算する演算ステップ
   と、 前記演算ステップが演算した影を描画する描画ステップ
   とを含むことを特徴とするプログラムを実行させる媒
   体。