JP2000348209A - ３次元グラフィックス表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元グラフィックス表示装置において、コ
ア領域を必ず投影画像中に表示することを目的とする。 【解決手段】 形状データ記憶部１０１に記憶された３
次元形状の形状データと仮想カメラデータ記憶部１０２
記憶されたカメラデータに基づき生成した２次元画像上
において、コア領域指定部１０３において指定されたコ
ア領域と、他の３次元形状との重なりを検出する重なり
形状検出部１０４と、重なり３次元形状が検出されると
この重なり３次元形状を移動し、重なり３次元形状とコ
ア領域とが重ならないように形状データ記憶部１０１に
記憶された形状データを補正する形状データ補正部１０
５を備える。この構成によれば、コア領域と他の３次元
形状との重なりが検出されると、重なり３次元形状が移
動され、よってコア領域の全てを表示した投影画像が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元座標で記述
された形状データに対して、特定のカメラ位置から見た
画像を２次元画面に表示する３次元グラフィックス表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータグラフィックス技術
の進歩により、３次元形状を全てポリゴンデータとして
予め保持し、特定の視点位置から特定の視点方向に向け
て仮想カメラを設定し、これら形状を見渡した画像を表
示する３次元グラフィックス装置が実現されている。ポ
リゴンデータは通常ポリゴンの頂点に対する３次元座標
値を少なくとも持っており、実際には３次元形状を有す
る物体であるが、ビデオ画像を表示するＣＲＴなどの表
示装置は２次元の表示画面しか持っていないため、上述
の仮想カメラから２次元の表示画面に投影した画像（以
下、投影画像と称す）で立体感を擬似的に表現する技法
が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、３
次元形状の特定の表面領域（以下、コア領域と称す）を
必ず投影画像中に表示したい場合に、以下のような課題
が生じる。 （１）コア領域と他の３次元形状とが重なり、コア領域
の一部又は全部を覆い隠すことがある。たとえば、図１
９のように、３次元形状の一例として３次元上の壁に城
を写した風景画の額縁が取り付けてあり、額縁の特定の
表面領域である、図中点線で囲んだ天守閣の部分をコア
領域と指定した場合を考えると、図２０のようにコア領
域に他の３次元形状（立方体）が重なりコア領域の一部
が隠れてしまうことがある。 （２）投影画像からコア領域の一部又は全部がはみ出る
ことがある。たとえば、図２０の画像の仮想カメラのア
ングルを変えると、図２１のようにコア領域が投影画像
からはみ出ることがある。

【０００４】本発明は、このような３次元グラフィック
ス表示装置において、コア領域を必ず投影画像中に表示
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の３次元グラフィ
ックス表示装置においては、形状データ記憶部に記憶さ
れている３次元形状の形状データと仮想カメラデータ記
憶部に記憶されているカメラデータに基づき生成した２
次元画像上において、コア領域指定部により指定された
コア領域と部分的または全面的に重なる３次元形状を検
出する重なり３次元形状検出部と、前記重なり３次元形
状検出部が検出した重なり３次元形状を移動し、重なり
３次元形状とコア領域指定部により指定されたコア領域
とが重ならないように前記形状データ記憶部に記憶され
ている形状データを補正する形状データ補正部を備える
こととしたものである。

【０００６】この本発明によれば、コア領域を必ず投影
画像中に表示する３次元グラフィックス表示装置が得ら
れる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、３次元形状の形状データを記憶する形状データ記憶
部と、３次元空間の仮想カメラのカメラ位置と注視点か
らなるカメラデータを記憶する仮想カメラデータ記憶部
と、前記形状データ記憶部に記憶されている３次元形状
の表面領域の、少なくともその一部をコア領域として指
定するコア領域指定部と、前記形状データ記憶部に記憶
されている形状データと前記仮想カメラデータ記憶部に
記憶されているカメラデータに基づき生成した２次元画
像上において、前記コア領域指定部により指定されたコ
ア領域と部分的または全面的に重なる３次元形状を検出
する重なり３次元形状検出部と、前記重なり３次元形状
検出部が検出した重なり３次元形状を移動し、重なり３
次元形状と前記コア領域指定部により指定されたコア領
域とが重ならないように前記形状データ記憶部に記憶さ
れている形状データを補正する形状データ補正部と、前
記形状データ補正部により補正された形状データ記憶部
の形状データと、前記仮想カメラデータ記憶部に記憶さ
れたカメラデータに基づき２次元画像を生成する画像生
成部とを備えることとしたものであり、コア領域と他の
３次元形状との重なりが検出されると、この重なり３次
元形状が移動され、コア領域の全てを表示した投影画像
が得られるという作用を有する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明であって、形状データ補正部を、仮想カメラのカ
メラ位置または注視点を移動し、重なり３次元形状検出
部が検出した重なり３次元形状とコア領域指定部により
指定されたコア領域とが重ならないように仮想カメラ記
憶部に記憶されているカメラデータを補正するカメラ補
正部に置換し、画像生成部は、形状データ記憶部に記憶
された形状データと、前記カメラ補正部により補正され
た仮想カメラデータ記憶部のカメラデータに基づき２次
元画像を生成することとしたものであり、コア領域と他
の３次元形状との重なりが検出されると、仮想カメラの
カメラ位置または注視点が移動され、コア領域の全てを
表示した投影画像が得られるという作用を有する。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明であって、形状データ補正部を、形状データ記憶
部に記憶された、重なり３次元形状検出部が検出した重
なり３次元形状の形状データを半透明のデータに補正す
る形状データ半透明処理部に置換し、画像生成部は、前
記形状データ半透明処理部により補正された形状データ
記憶部の形状データと、前記仮想カメラデータ記憶部に
記憶されたカメラデータに基づき２次元画像を生成する
こととしたものであり、コア領域と他の３次元形状との
重なりが検出されると、この重なり３次元形状の形状デ
ータが半透明データに補正され、コア領域の全てを表示
した投影画像が得られるという作用を有する。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明であって、形状データ補正部を、重なり３次元形
状検出部が検出した重なり３次元形状の形状データを形
状データ記憶部から削除する形状データ削除部に置換
し、画像生成部は、前記形状データ削除部により削除さ
れたデータを除く形状データ記憶部に記憶された形状デ
ータと、前記仮想カメラデータ記憶部に記憶されたカメ
ラデータに基づき２次元画像を生成することとしたもの
であり、コア領域と他の３次元形状との重なりが検出さ
れると、重なり３次元形状の形状データが削除され、コ
ア領域の全てを表示した投影画像が得られるという作用
を有する。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の発明であって、重なり３次元形状検出部を、形状デー
タ記憶部に記憶された形状データと仮想カメラデータ記
憶部に記憶されたカメラデータに基づき生成した２次元
画像に、コア領域指定部により指定されたコア領域が全
て包含されているかどうかを判定するコア領域検証部に
置換し、形状データ補正部を、前記コア領域検証部によ
りコア領域が２次元画像に全て包含されていないと判定
されたとき、仮想カメラのカメラ位置または注視点を移
動し、コア領域が２次元画像に全て包含されるように前
記仮想カメラデータ記憶部に記憶されているカメラデー
タを補正するカメラ領域補正部に置換し、画像生成部
は、形状データ記憶部に記憶された形状データと、前記
カメラ領域補正部により補正された仮想カメラデータ記
憶部のカメラデータに基づき２次元画像を生成すること
としたものであり、投影画像からコア領域の一部または
全部がはみ出ることが検出されると、仮想カメラのカメ
ラ位置または注視点が移動され、コア領域を包含する投
影画像が得られるという作用を有する。

【００１２】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
３次元グラフィック表示装置のブロック図である。本発
明の３次元グラフィック表示装置は、形状データ記憶部
１０１と、仮想カメラデータ記憶部１０２と、コア領域
指定部１０３と、重なり３次元形状検出部１０４と、形
状データ補正部１０５と、画像生成部１０６から構成さ
れている。

【００１３】まず、形状データ記憶部１０１について説
明する。３次元ＣＧキャラクタや物体などの３次元形状
の記述としては、種々のものがあるが、現在『ポリゴ
ン』と呼ばれる「頂点リストの集合」として記述する方
法が一般的である。各ポリゴン面を記述する方法も種々
のものがあるが、その面の表裏を区別するソリッドモデ
ルが一般的である。ポリゴンおよびソリッドモデルの詳
細な説明は、ＣＧ関連の専門書（たとえば、M.O'Rourke
“Principles of Three-Dimensional Computer Animati
on: Modeling, Rendering, and Animating with 3D Com
puter Graphics”邦訳、袋谷他訳「３次元コンピュータ
・アニメーションの原理。３Ｄコンピュータグラフィッ
クスによるモデリング、レンダリング、アニメーショ
ン」トッパン1997、以下これを文献１とする）に記載さ
れているので省略する。たとえば、図２に示す立方体の
３次元形状を記述すると、図３に示す通りポリゴンリス
トと頂点リストで記述できる。ポリゴンリストは、Ａ、
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの６つのポリゴンにより構成され
る。各ポリゴンは複数の頂点リスト（図２の立方体は各
ポリゴン４頂点）から構成する。面の表裏を示すために
外部から見て、右回りになるようにソートされている。
頂点リストの各頂点は、ｘ、ｙ、ｚの３次元の座標によ
り記述される（図２では、１、２、３、４、５、６、７
および８の８個の頂点）。形状記述はポリゴンリストと
頂点リストで記述される。形状記憶部１０１では、各３
次元形状単位で、形状記述が対応づけられ、３次元形状
のそれぞれのポリゴンリストと頂点リスト（形状デー
タ）が記憶される。本実施の形態では、ポリゴン単位の
ソリッドモデルの形状記述に基づき以下説明するが、３
次元形状の記述方法は特に限定しない。

【００１４】次に、仮想カメラデータ記憶部１０２につ
いて説明する。３次元形状を２次元の投影画像に変換す
る方式は種々ある。現在最も一般的なものは、仮想カメ
ラを設定し、そのカメラから見渡した写像を投影する透
視投影である。透視投影は、仮想カメラ位置（視点）に
近い物体ほど大きく、遠い物体ほど小さくみえる。３次
元空間内で平行な線分は、視点から遠ざかるほど線分の
間隔が狭くなる。透視投影の仮想カメラの設定方法も種
々あるが、本実施の形態では、カメラ位置とカメラの注
視点とを３次元座標で指定する方法を採用する。図４に
示す通り、カメラ位置（視点）Ｐｖと注視点Ｐｆを用い
て、形状ＡをベクトルＰｖＰｆに垂直な面を矩形として
クリッピングされた面Ｓｆ（以下、投影面と称す）に投
影した画像が投影画像となる。仮想カメラデータ記憶部
１０２には、このカメラ位置（視点）Ｐｖと注視点Ｐｆ
の３次元座標がカメラデータとして記憶される。本実施
の形態では、カメラ位置と注視点とを用いたカメラ設定
方法に基づき以下説明するが、カメラの設定方法は、特
に限定しない。

【００１５】次に、コア領域指定部１０３について説明
する。形状データ記憶部１０１に記憶されている３次元
形状のポリゴン面の一部または１つ以上のポリゴン面
（３次元形状の表面領域の少なくともその一部）をコア
領域として指定する。たとえば、図５に示すようにポリ
ゴン面Ａに対して４点（ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４）の３
次元座標を指定することにより、それらに囲まれる矩形
をコア領域として指定する。領域は、円、多角形であっ
ても同様に処理できる。指定方法についても、平面上の
特定の領域を指定できるものであれば、特に限定しな
い。

【００１６】次に、重なり３次元形状検出部１０４につ
いて説明する。形状記憶部１０１に記憶された３次元形
状データと仮想カメラデータ記憶部１０２に記憶された
カメラデータ（カメラ位置、注視点）に基づき生成され
る、投影面に投影する投影画像（２次元画像）におい
て、コア領域指定部１０３において指定されたコア領域
と部分的または全面的に重なる３次元形状を検出する。
検出方式は種々のものが考えられるが、本実施の形態で
はその一例を以下に説明する。図６において、カメラ位
置（視点）Ｐｖ、注視点Ｐｆ、投影面Ｓｆとして、「形
状Ｓｃの一部に設定されたコア領域Ｒｃ（たとえば、図
１９の風景画の額縁の天守閣の部分）」と「形状Ｓｂ
（たとえば、図２０の立方体）」との重なり検出をする
場合を例にとり説明する。 （１）図７に示す通り、カメラ位置Ｐｖと形状Ｓｃのコ
ア領域Ｒｃを決定する４点（ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４）
とを結びビューボリューム平面としてＳ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４，Ｓ５を定義する。 （２）形状Ｓｂの各ポリゴン面（図２の図形同様に６つ
のポリゴン面をもつ）とコアビューボリューム平面（Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）との面の交差関係を検証
する。検証方式は種々存在し公知である。たとえば、中
前、西田著「３次元コンピュータグラフィックス」昭晃
堂（以下、文献２という）／ｐｐ１０８−１１２に記載
された「３次元クリッピング」の方式がある。 （３）（２）の検証の結果、一つ以上の面の交差が確認
できた場合、その形状（たとえば上記形状Ｓｂ）を「重
なり３次元形状」として検出する。

【００１７】次に、形状補正部１０５について説明す
る。重なり検出部１０４が重なり３次元形状を検出した
場合、その形状を、重ならない位置へ移動させる。移動
方式は種々考えられる。たとえば、図８のように重なり
３次元形状Ｓｂの任意のポリゴン面と、任意のコアビュ
ーボリューム平面Ｓ３とが接するように移動させる方式
がある。移動方式については、コアビューボリュームの
４角錐外へ形状を移動する方式であれば、特に限定しな
い。

【００１８】次に、画像生成部１０６について説明す
る。図４に示す通り仮想カメラデータ記憶部１０２に記
憶されたカメラ位置Ｐｖおよび注視点Ｐｆ（カメラデー
タ）と形状データ記憶部１０１に記憶された形状データ
（重なり３次元形状が検出された場合は形状データ補正
部１０５により補正された形状データ）に基づき、形状
データ記憶部１０１に記憶された３次元形状を、ベクト
ルＰｖＰｆに垂直な投影面Ｓｆに投影した投影画像（２
次元画像）に生成する。

【００１９】上記構成による作用を説明する。形状デー
タ記憶部１０１に、各３次元形状のポリゴンリストと頂
点リスト（形状データ）が記憶され、仮想カメラデータ
記憶部１０２にカメラ位置と注視点（カメラデータ）が
記憶されている状態で、コア領域指定部１０３により３
次元形状のコア領域が指定されると、重なり３次元形状
検出部１０４により、前記形状記憶部１０１に記憶され
た３次元形状データと仮想カメラデータ記憶部１０２に
記憶されたカメラデータ（カメラ位置、注視点）に基づ
き生成される、投影面に投影する投影画像（２次元画
像）において、コア領域指定部１０３において指定され
たコア領域と部分的または全面的に重なる３次元形状の
有無が検出される。

【００２０】重なり検出部１０４により重なり３次元形
状が検出された場合、形状データ補正部１０５によりそ
の重なり３次元形状が移動され、コア領域と重ならない
ように形状データ記憶部１０１に記憶された形状データ
が補正される。そして、画像生成部１０６により、仮想
カメラ記憶部１０２に記憶されたカメラデータと、形状
データ記憶部１０１に記憶された形状データ（重なり３
次元形状が検出された場合は形状データ補正部１０５に
より補正された形状データ）に基づき、形状データ記憶
部１０１に記憶された３次元形状が、２次元画像に生成
される。

【００２１】上記作用により、図２０に示すように図中
点線で囲んだコア領域（天守閣の部分）と他の３次元形
状（立方体）とが重なり、コア領域の一部または全部を
覆い隠す場合でも、図２２に示すように重なり３次元形
状（他の３次元形状）を移動させることにより、コア領
域の全てを表示した投影画像を得ることができる。 （実施の形態２）図９は本発明の実施の形態２における
３次元グラフィックス表示装置のブロック図である。

【００２２】本実施の形態２では、実施の形態１の形状
データ補正部１０５をカメラ補正部２０１に置換し、画
像生成部１０６は、形状データ記憶部１０１に記憶され
た形状データと、カメラ補正部２０１により補正された
仮想カメラデータ記憶部１０２のカメラデータに基づき
２次元画像を生成している。カメラ補正部２０１につい
て説明する。

【００２３】重なり検出部１０４が重なり３次元形状を
検出した場合、仮想カメラデータ記憶部１０２に記憶さ
れたカメラ位置または注視点（カメラデータ）を移動す
ることにより、コア領域指定部１０３により指定された
コア領域に他の３次元形状が重ならないようにする。補
正方法は種々考えられる。たとえば、図１０のように、
重なり検出部１０４で面の重なりが検出されたコアビュ
ーボリューム面Ｓ５をｙ軸方向の負方向へ押し下げるよ
うな移動がある。図１１のように、カメラ位置をＰｖ’
に移動させることにより実現できる。補正方式について
は、形状と重ならないように、コアビューボリュームを
移動又は変形するようにカメラ位置または注視点を補正
する方式であれば、特に限定しない。

【００２４】この構成により、重なり検出部１０４によ
り重なり３次元形状Ｓｂ（図１０）が検出された場合、
カメラ補正部２０１によりカメラ位置または注視点が移
動され、コア領域Ｒｃに形状Ｓｂが重ならないように、
コアビューボリュームが移動または変形される（図１
１）。そして、画像生成部１０６により、仮想カメラ記
憶部１０２に記憶されたカメラデータ（重なり３次元形
状が検出された場合はカメラ補正部２０１により補正さ
れたカメラデータ）と形状データ記憶部１０１に記憶さ
れた形状データに基づき、形状データ記憶部１０１に記
憶された３次元形状が、２次元画像に生成される。

【００２５】上記作用により、図２０に示すように図中
点線で囲んだコア領域（天守閣の部分）と他の３次元形
状（立方体）とが重なり、コア領域の一部または全部を
覆い隠す場合でも、図２３に示すように仮想カメラのカ
メラ位置または注視点（カメラデータ）を補正すること
により、コア領域の全てを表示した投影画像を得ること
ができる。 （実施の形態３）図１２は本発明の実施の形態３におけ
る３次元グラフィックス表示装置のブロック図である。

【００２６】本実施の形態３では、実施の形態１の形状
データ補正部１０５を形状データ半透明処理部３０１に
置換し、画像生成部１０６は、形状データ半透明処理部
３０１により補正された形状データ記憶部１０１の形状
データと仮想カメラデータ記憶部１０２に記憶されたカ
メラデータに基づき２次元画像を生成している。形状デ
ータ半透明処理部３０１について説明する。

【００２７】重なり検出部１０４が重なり３次元形状を
検出した場合、形状データ記憶部１０１に記憶された重
なり３次元形状の形状データを、半透明の形状データに
補正し、コア領域が投影面に表示されるようにする。半
透明処理については、種々の方式が考えられる。たとえ
ば、文献２のｐｐ１６４−１６６に示された方式があ
る。半透明処理方式については、重なり３次元形状が透
けてコア領域が少しでも見えるように補正する方式であ
れば、特に限定しない。

【００２８】上記構成により、重なり検出部１０４によ
り重なり３次元形状が検出された場合、形状データ半透
明処理部３０１によりその重なり３次元形状の形状デー
タが、半透明に処理される。そして、画像生成部１０６
により、仮想カメラ記憶部１０２に記憶されたカメラデ
ータと形状データ記憶部１０１に記憶された形状データ
（重なり３次元形状が検出された場合は形状データ半透
明処理部３０１により補正された形状データ）に基づ
き、形状データ記憶部１０１に記憶された形状が、２次
元画像に生成される。

【００２９】上記作用により、図２０に示すように図中
点線で囲んだコア領域（天守閣の部分）と他の３次元形
状（立方体）とが重なり、コア領域の一部または全部を
覆い隠す場合でも、図２４に示すように重なり３次元形
状を半透明にすることにより、コア領域の全てを表示し
た投影画像を得ることができる。 （実施の形態４）図１３は本発明の実施の形態４におけ
る３次元グラフィックス表示装置のブロック図である。

【００３０】本実施の形態４では、実施の形態１の形状
データ補正部１０５を形状データ削除部４０１に置換
し、画像生成部１０６は、形状データ削除部４０１によ
り削除されたデータを除く形状データ記憶部１０１に記
憶された形状データと仮想カメラデータ記憶部１０２に
記憶されたカメラデータに基づき２次元画像を生成して
いる。

【００３１】形状データ削除部４０１は、重なり検出部
１０４が重なり３次元形状を検出した場合、重なり３次
元形状の形状データを形状データ記憶部１０１から削除
する。上記構成により、重なり検出部１０４により重な
り３次元形状が検出された場合、形状データ削除部４０
１により形状データ記憶部１０１に記憶された重なり３
次元形状の形状データが削除される。

【００３２】そして、画像生成部１０６により、仮想カ
メラ記憶部１０２に記憶されたカメラデータと形状デー
タ記憶部１０１に記憶された形状データ（重なり３次元
形状が検出された場合は形状データ削除部４０１により
削除されたデータを除く形状データ）に基づき、形状デ
ータ記憶部１０１に記憶された形状が、２次元画像に生
成される。

【００３３】上記作用により、図２０に示すように図中
点線で囲んだコア領域（天守閣の部分）と他の３次元形
状（立方体）とが重なり、コア領域の一部または全部を
覆い隠す場合でも、図１９のように重なり３次元形状を
消去することにより、コア領域の全てを表示した投影画
像を得ることができる。 （実施の形態５）図１４は本発明の実施の形態５におけ
る３次元グラフィックス表示装置のブロック図である。

【００３４】本実施の形態５では、実施の形態１の重な
り３次元形状検出部１０４をコア領域検証部５０１に置
換し、形状データ補正部１０５をカメラ領域補正部５０
２に置換し、画像生成部１０６は、形状データ記憶部１
０１に記憶された形状データと、カメラ領域補正部５０
２により補正された仮想カメラデータ記憶部１０２のカ
メラデータに基づき２次元画像を生成している。

【００３５】まず、コア領域検証部５０１について説明
する。指定されたコア領域の全領域が、投影面に投影さ
れ投影画像（形状データ記憶部１０１に記憶された形状
データと仮想カメラデータ記憶部１０２に記憶されたカ
メラデータに基づき生成した２次元画像）に含まれてい
るかを検証する。検証方式としては種々考えられる。検
証方法の一例を以下に説明する。図１５において、カメ
ラ位置Ｐｖ、注視点Ｐｆ、投影面Ｓｆとして、形状Ｓｂ
の一部に設定されたコア領域Ｒｃを検証する場合を例に
とり説明する。図１６に示す通り、カメラ位置Ｐｖとコ
ア領域Ｒｃを決定する４点（ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４）
とを直線で結び、各直線を延長し投影面Ｓｆとの交差判
定を行う。投影面Ｓｆと交差しない直線が１つでもある
場合、「投影画像にコア領域が未包含」と判定する。逆
に、全ての直線が投影面と交差する場合は、「投影画像
にコア領域が包含」と判定する。

【００３６】次に、カメラ領域補正部５０２について説
明する。コア領域検証部５０１が「投影画像にコア領域
が未包含」と判定した場合に、仮想カメラのカメラ位置
または注視点を移動し、投影画像にコア領域が包含され
るように、仮想カメラデータ記憶部１０２のカメラデー
タを補正する。補正方式は種々ある。補正方法の一例を
以下に示す。 （１）図１７に示す通り、投影面Ｓｆを含みクリッピン
グされていない面Ｓｐを定義する。 （２）カメラ位置Ｐｖとコア領域Ｒｃを決定する４点
（ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４）とを直線で結び延長させ
て、面Ｓｐとの交差する点（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４）
を求める。この点で定義されるコア投影面をＳｄとす
る。 （３）面Ｓｆとコア投影面Ｓｄとの包含関係を検証し、
面Ｓｆに包含されていない点ｄ１，ｄ３，ｄ４を検出す
る。 （４）（３）で検出した点ｄ１、ｄ３、ｄ４が面Ｓｆに
包含するために必要な平行移動成分を算出する。ここで
は、各頂点から最寄りの面Ｓｆの頂点ｆ１との差分ベク
トル（ｄ１−ｆ１、ｄ３−ｆ１、ｄ４−ｆ１）を算定す
る。各差分ベクトルのｘ、ｙ、ｚの個々の最大値を差分
ベクトルとして算出する。 （５）図１８に示す通り（４）で算出した差分ベクトル
に基づきカメラ位置をＰｖ’に移動させる。

【００３７】上記構成により、コア領域検証部５０１に
より投影画像にコア領域が未包含かどうかが判定され、
未包含と判定されると、カメラ領域補正部５０２によ
り、投影画像にコア領域が包含されるように仮想カメラ
データ記憶部１０２に記憶されたカメラデータが補正さ
れる。上記作用により、図２１に示すに投影画像から、
図１９に点線で囲むコア領域（天守閣の部分）の一部ま
たは全部がはみ出る場合でも、図２５のように仮想カメ
ラに記憶されたカメラデータを補正することにより、コ
ア領域を包含する投影画像を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コア領域
と他の３次元形状とが重なり、コア領域の一部または全
部を覆い隠す場合でも、コア領域の全てを表示した投影
画像を得ることができるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における３次元グラフィ
ックス表示装置のブロック図である。

【図２】同３次元グラフィックス表示装置における立方
体の形状を示す図である。

【図３】同３次元グラフィックス表示装置における形状
記憶部の３次元形状記述を表す図である。

【図４】同３次元グラフィックス表示装置における仮想
カメラと投影面との関係を示す図である。

【図５】同３次元グラフィックス表示装置におけるコア
領域指定部のコア領域の指定方法を示す図である。

【図６】同３次元グラフィックス表示装置における重な
り検出部の処理を説明する図である。

【図７】同３次元グラフィックス表示装置におけるコア
領域のビューボリュームを示す図である。

【図８】同３次元グラフィックス表示装置における形状
補正部が形状を移動させた図である。

【図９】本発明の実施の形態２における３次元グラフィ
ックス表示装置のブロック図である。

【図１０】同３次元グラフィックス表示装置における重
なり３次元形状とコア領域のビューボリュームとが重な
る場合を示す図である。

【図１１】同３次元グラフィックス表示装置におけるカ
メラ補正部のカメラ位置の移動を示す図である。

【図１２】本発明の実施の形態３における３次元グラフ
ィックス表示装置のブロック図である。

【図１３】本発明の実施の形態４における３次元グラフ
ィックス表示装置のブロック図である。

【図１４】本発明の実施の形態５における３次元グラフ
ィックス表示装置のブロック図である。

【図１５】同３次元グラフィックス表示装置における仮
想カメラと、コア領域と、投影面との関係を示す図であ
る。

【図１６】同３次元グラフィックス表示装置におけるコ
ア領域検証部のコア領域と投影面との包含関係判別処理
を示す図である。

【図１７】同３次元グラフィックス表示装置におけるコ
ア領域と投影面との包含関係を示す図である。

【図１８】同３次元グラフィックス表示装置におけるカ
メラ領域補正部がカメラ位置を補正したことを示す図で
ある。

【図１９】コア領域指定部が指定するコア領域を示す２
次元画像図である。

【図２０】コア領域と重なり３次元形状とを示す２次元
画像図である。

【図２１】コア領域が投影面からはみ出たことを示す２
次元画像図である。

【図２２】実施の形態１の形状補正部が重なり３次元形
状を移動させた２次元画像図である。

【図２３】実施の形態２の仮想カメラ補正部がカメラ位
置を補正した２次元画像図である。

【図２４】実施の形態３の形状データ半透明処理部が重
なり３次元形状を半透明にした２次元画像図である。

【図２５】実施の形態５のカメラ領域補正部がカメラ位
置を補正した２次元画像図である。

【符号の説明】

１０１ 形状データ記憶部 １０２ 仮想カメラデータ記憶部 １０３ コア領域指定部 １０４ 重なり３次元形状検出部 １０５ 形状データ補正部 １０６ 画像生成部 ２０１ カメラ補正部 ３０１ 形状データ半透明処理部 ４０１ 形状データ削除部 ５０１ コア領域検証部 ５０２ カメラ領域補正部 Ｐｖ，Ｐｖ’ カメラ位置（視点） Ｐｆ 注視点 Ｓｆ 投影面 Ｓｃ，Ｓｂ ３次元形状 Ｓｄ コア投影面 Ｒｃ コア領域 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５ ビューボリューム面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青柳 早苗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大久保 晴代 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 田中 直樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5B050 BA09 EA19 EA27 5C061 AA06 AA21 AB08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元形状の形状データを記憶する形状
   データ記憶部と、 ３次元空間の仮想カメラのカメラ位置と注視点からなる
   カメラデータを記憶する仮想カメラデータ記憶部と、 前記形状データ記憶部に記憶されている３次元形状の表
   面領域の、少なくともその一部をコア領域として指定す
   るコア領域指定部と、 前記形状データ記憶部に記憶されている形状データと前
   記仮想カメラデータ記憶部に記憶されているカメラデー
   タに基づき生成した２次元画像上において、前記コア領
   域指定部により指定されたコア領域と部分的または全面
   的に重なる３次元形状を検出する重なり３次元形状検出
   部と、 前記重なり３次元形状検出部が検出した重なり３次元形
   状を移動し、重なり３次元形状と前記コア領域指定部に
   より指定されたコア領域とが重ならないように前記形状
   データ記憶部に記憶されている形状データを補正する形
   状データ補正部と、 前記形状データ補正部により補正された形状データ記憶
   部の形状データと、前記仮想カメラデータ記憶部に記憶
   されたカメラデータに基づき２次元画像を生成する画像
   生成部とを備えることを特徴とする３次元グラフィック
   ス表示装置。
2. 【請求項２】 形状データ補正部を、仮想カメラのカメ
   ラ位置または注視点を移動し、重なり３次元形状検出部
   が検出した重なり３次元形状とコア領域指定部により指
   定されたコア領域とが重ならないように仮想カメラ記憶
   部に記憶されているカメラデータを補正するカメラ補正
   部に置換し、 画像生成部は、形状データ記憶部に記憶された形状デー
   タと、前記カメラ補正部により補正された仮想カメラデ
   ータ記憶部のカメラデータに基づき２次元画像を生成す
   ることを特徴とする請求項１記載の３次元グラフィック
   ス表示装置。
3. 【請求項３】 形状データ補正部を、形状データ記憶部
   に記憶された、重なり３次元形状検出部が検出した重な
   り３次元形状の形状データを半透明のデータに補正する
   形状データ半透明処理部に置換し、 画像生成部は、前記形状データ半透明処理部により補正
   された形状データ記憶部の形状データと、前記仮想カメ
   ラデータ記憶部に記憶されたカメラデータに基づき２次
   元画像を生成することを特徴とする請求項１記載の３次
   元グラフィックス表示装置。
4. 【請求項４】 形状データ補正部を、重なり３次元形状
   検出部が検出した重なり３次元形状の形状データを形状
   データ記憶部から削除する形状データ削除部に置換し、 画像生成部は、前記形状データ削除部により削除された
   データを除く形状データ記憶部に記憶された形状データ
   と、前記仮想カメラデータ記憶部に記憶されたカメラデ
   ータに基づき２次元画像を生成することを特徴とする請
   求項１記載の３次元グラフィックス表示装置。
5. 【請求項５】 重なり３次元形状検出部を、形状データ
   記憶部に記憶された形状データと仮想カメラデータ記憶
   部に記憶されたカメラデータに基づき生成した２次元画
   像に、コア領域指定部により指定されたコア領域が全て
   包含されているかどうかを判定するコア領域検証部に置
   換し、 形状データ補正部を、前記コア領域検証部によりコア領
   域が２次元画像に全て包含されていないと判定されたと
   き、仮想カメラのカメラ位置または注視点を移動し、コ
   ア領域が２次元画像に全て包含されるように前記仮想カ
   メラデータ記憶部に記憶されているカメラデータを補正
   するカメラ領域補正部に置換し、 画像生成部は、形状データ記憶部に記憶された形状デー
   タと、前記カメラ領域補正部により補正された仮想カメ
   ラデータ記憶部のカメラデータに基づき２次元画像を生
   成することを特徴とする請求項１記載の３次元グラフィ
   ックス表示装置。