JP2002032778A

JP2002032778A - フォグ視覚効果のレンダリング方法

Info

Publication number: JP2002032778A
Application number: JP2001145277A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Yoshinari; 龍也吉成
Original assignee: Square Co Ltd
Current assignee: Square Enix Co Ltd
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-01-31
Also published as: EP1156455A2

Abstract

(57)【要約】【課題】フォグ視覚効果のコンピュータグラフィック
スレンダリングの方法を提供する。【解決手段】フォグ視覚効果のコンピュータグラフィ
ックスレンダリングの方法は、シーン内のオブジェクト
を表すポリゴンをフォグの上にあるものと下にあるもの
とに分割する。そのオブジェクトのポリゴンがフォグよ
り上に広がる場合は、フォグカラーングをポリゴンに適
用しない。そのポリゴンが、フォグの内部に存在するか
または下に存在する場合、シーン内の視点からの距離に
関連してフォグカラーリングをブレンドする。この方法
を使うことによって、非常に写実的なフォグ視覚効果を
達成することができ、計算と描画コストは最少化でき
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、コンピュータディ
スプレイ上の３次元シーン内でのフォグ視覚効果（ｆｏ
ｇｖｉｓｕａｌｅｆｆｅｃｔ）のコンピュータグラ
フィックスレンダリング（ｃｏｍｐｕｔｅｒｇｒａｐ
ｈｉｃｓｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）の方法、および詳しく
はフォグ視覚効果が、シーン（ｓｃｅｎｅ）の視点によ
って変動する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】対話型のコンピュータゲームは、コンピ
ュータグラフィックスレンダリング技術によってシーン
を生成し、シーン内に表示されるアクションを制御する
入力装置上の、ゲームプレーヤからの入力を使用するこ
とによって、ＰＣおよびゲームコンソール上でプレイさ
れる。一般に、コンピュータグラフィックスレンダリン
グは、最終的な表示シーンにおいて、各ピクセルの色と
明度に対する計算処理を伴う。この計算の一部は、どの
ようなライティング（照明；lighting）がシーン内で使
用されるか、およびシーン内のオブジェクトがどのよう
に光を反射するか、または吸収するかに依存している。
たとえば、海洋のシーンでは、明るい陽が降り注ぐ日に
は、灰色の曇っている日とは異なる色を持つであろう。
日光または雲が存在することにより、海を明るい緑がか
った青と見るか、暗い灰色の緑として見るかが決定され
る。

【０００３】光源からの光のレンダリングは、シーン内
にある表面によって吸収され又は反射されるものを含
み、光源が発する光の要素（赤、緑、青の光）の量、お
よび／または、光源が、いろいろな方向に反射する入射
光のパーセンテージによって、光源に対する近似を求め
ることを含む。一般に、４種類の光源である、放射光、
周辺光、拡散光、鏡面反射光が、モデル化されている。
すべての４つの成分は、独立に計算され次いで加算され
る。放射光は、あるオブジェクトから発せられ、他のい
かなる光源によっても影響されることはない。周辺光
は、環境によって非常に多数回散乱されたために、それ
がすべての方向から来るように見える光源からのもので
ある。拡散光は、すべての方向に等しい表面を有する表
面から散乱されたもので、そのため眼がどこに位置して
いてもその明度が等しく見える。最後に、鏡面反射光
は、特定の方向から来て、表面から選択的な方向へ反射
する傾向を有する。光源は、単一の周波数分布を送り出
すが、周辺光、拡散光、鏡面反射光の成分は異なってい
ることがある。

【０００４】対話型の３Ｄゲーム（たとえばロールプレ
ーイングおよびシミュレーションゲーム等）において
は、遠近法の、ルックダウン式（ｌｏｏｋ−ｄｏｗｎ
ｔｙｐｅ）のシーンを表示する場合、地面の一部をフォ
グに覆わせること、およびそのフォグからの観察者の距
離とフォグの濃さとによって変動するように地表の地形
（ｇｒｏｕｎｄｆｅａｔｕｒｅ）を見ることができる
ということによって、非常に印象的で写実的な視覚的効
果を作り出すことができる。自然界においては、観察者
がフォグの層のはるか上にいる場合は、そのフォグの下
にあるオブジェクトは、すべて部分的か、全体的にその
フォグによって遮られ（着色され）ているように見え
る。しかしながら、そのフォグの層に視点が近くなる
と、オブジェクトは、フォグの濃さを一部表現しつつ、
そのオブジェクトの観察者からの距離に応じて、異なる
度合いに着色されているように見える。フォグカラーリ
ングは、また、観察者がフォグの内部にいるか、フォグ
の下にいるかに依存する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】周知の３Ｄグラフィッ
クスでフォグの効果を達成する１つの方法は、そのシー
ンの観察者の視点から、そのシーンのワールドマップ
（ｗｏｒｌｄｍａｐ）を構成するポリゴンの各頂点へ
の距離を計算し、次いで距離に比例してフォグの色をブ
レンドすることである。これは標準の光モデリング技術
であり、たとえば、「ＯｐｅｎＧＬＰｒｏｇｒａｍｍ
ｉｎｇＧｕｉｄｅ」３版、第６章の「Ｌｉｇｈｔｉｎ
ｇ」に記載されている。しかしながら、この方法のみを
使用すると、そのフォグの色がすべてのポリゴンに適用
される結果となり、フォグの濃さによって、またはフォ
グから離れているかその中にいるかの観察者の位置によ
って変化することのない「濃淡むらのある」（ｂｌｏｃ
ｋｙ）フォグの効果が得られてしまう。

【０００６】フォグの効果を達成する他の提案として
は、フォグの上部境界上に位置する半透明のポリゴンを
有するシーンの距離画像（ｄｅｐｔｈｍａｐ）を計算
することである。しかしながら、この方法は、観察者か
らの距離に依存するフォグの深さの変化が見えるように
はならず、フォグの深さは均一に見えてしまう。視点が
フォグの内部にある場合には、同様の手法はまた効果を
現さない。距離によってフォグの深さを変化させるため
に、各レイヤの最上部に積み重ねた、いくつかの半透明
なポリゴンを描画することによってこの手法は変更が可
能である。しかしながら、この方法では、境界が各レイ
ヤで不自然に現れて見え、さらにそれぞれのポリゴンの
上に、多くの大きなポリゴンを描画しなければならない
ため、コンピュータを使用した計算上、特に広い面積の
場合には強く現れてくる。半透明なポリゴンはまた、カ
メラアングルが移動するときは常に、ポリゴン平面は視
点のカメラアングルベクトルに対して直角であるよう
に、半透明なポリゴンのデータは再生成されるように配
置されなくてはならない。

【０００７】したがって、本発明の主要な目的は、フォ
グからの観察者の距離とそのフォグの濃さとによって写
実的に変動するような方法で、フォグによって地表の地
形が着色されるフォグ視覚効果をレンダリングする方法
を提供することである。本発明の特定の目的は、フォグ
のレンダリング法が、ＰＣまたはゲームコンソールでプ
レイする対話形式の３Ｄゲームで使用できるように、高
速でありかつコンピュータ計算で容易に達成できること
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、フォグ
視覚効果のコンピュータグラフィックスレンダリングの
方法は、あるシーン内のオブジェクトを表すポリゴン
を、フォグの上と下にあるオブジェクトに分割する。オ
ブジェクトのポリゴンがフォグより上に広がっている場
合は、フォグカラーリングはそのポリゴンに適用しな
い。ポリゴンがフォグの内部または下にある場合、フォ
グカラーリングは、シーン内の視点からのポリゴンの距
離に関連してブレンドされる。この方法を使うことによ
って、非常に写実的なフォグ視覚効果が達成でき、計算
と描画コストは最小化される。

【０００９】本発明の他の目的、特徴、利点について、
以下の図を参照しつつさらに詳細に記述する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下の記述において、本発明のフ
ォグ視覚効果のレンダリング法は、高性能のＰＣまたは
ゲームコンソールで一般的に使用される、コンピュータ
グラフィックスのレンダリング機能に関連して説明を行
う。高性能ゲームコンソールの例は、カリフォルニア州
サンノゼのＳｏｎｙＣｏｒｐ．より提供されるＰｌａ
ｙＳｔａｔｉｏｎ２（登録商標）すなわち、「ＰＳ２」
ゲームコンソールであり、これは、あるシーンのオブジ
ェクトを表すデータから、「オン−ザ−フライ（on-the
-fly）」で（リアルタイムで）写実的な３次元（３Ｄ）
のシーンを生成することができる。先進のゲームコンソ
ールは、高速の３Ｄイメージ処理およびレンダリング用
ハードウェアを介して実行される、限られた数のレンダ
リングルーチンを有するソフトウェアコマンドレイヤを
使用する。多種多様な機能を実行するように設計された
典型的ＰＣのＣＰＵに比べ、ＰＳ２の処理のコア部は、
ＣＰＵと、主な機能が非常に速やかにかつ効果的に３Ｄ
の世界をシミュレートすることであるＤＳＰプロセッサ
との組み合わせである。ＤＳＰプロセッサは、非常に大
量の入力データを取り入れ、反復的でループ構造の計算
を実行し、非常に大量の出力データを生み出す。速度お
よび処理能力は、ディジタル信号処理の核心である。Ｐ
Ｓ２のグラフィックス・シンセサイザ（ＧＳ）は、プロ
セッサのコア部によって生成された表示リストを取り込
み、表示画像をレンダリングする。典型的な表示リスト
は、シーンのワールドマップを構成する要素ポリゴンの
頂点を描き、ポリゴン面のシェーディングを行い、次い
で、そのポリゴンのビットマップをレンダリングし、こ
れをそのシーンの全体的な表示画像に合成する命令を含
む。

【００１１】図１（ａ）には、オブジェクト（Ｏｂｊｅ
ｃｔ）ＡおよびＢが、フォグと共にあるシーンに現れる
様子を示す。フォグの上部境界の上に現れているオブジ
ェクトの部分を、アッパー・ポリゴン（ＵｐｐｅｒＰ
ｏｌｙｇｏｎ）と名付け、一方フォグの内部に現れてい
るオブジェクトの部分を、ロアー・ポリゴン（Ｌｏｗｅ
ｒＰｏｌｙｇｏｎ）と名付ける。図１（ｂ）では、本
発明の方法は第１に、シーン内の観察者の視点が、フォ
グより上かまたは内部にあるかどうかという、Ｏｎ／Ｏ
ｆｆ動作の決定を必要とする。視点がフォグの上（Ａｂ
ｏｖｅ−ｔｈｅ−Ｆｏｇ）である場合、フォグより上に
広がるオブジェクトの部分のビューには、フォグの色を
ブレンドしないが（実線）、一方フォグの内部およびフ
ォグより下のオブジェクトの部分のビューには、フォグ
の色をブレンドする（点線）。他方、視点がフォグの内
部（Ｗｉｔｈｉｎ−ｔｈｅ−Ｆｏｇ）である場合、フォ
グより上に広がるオブジェクトの部分のビュー、ならび
にフォグの内部およびフォグより下にあるビューには、
フォグの色をブレンドする（点線）。

【００１２】図２においては、オブジェクトへのフォグ
の色のカラーブレンド法を図示する。またここにおいて
は単純化のためにオブジェクトとして地面を使用する
（スペクトル光によって特徴を表したオブジェクトに対
しては、オブジェクトの色はより複雑であろう）。フォ
グの色は、一般的に白である。最も単純な方式では、フ
ォグの色（点線によって表示）は、視点からのオブジェ
クト（またはオブジェクトの部分）への距離に直接的で
かつ直線的に比例して、地面テクスチャカラー（ｇｒｏ
ｕｎｄｔｅｘｔｕｒｅｃｏｌｏｒ）（破線によって
表示）とブレンドされる。このように、視点が地面の近
くにある場合、地面は、高い割合の地面テクスチャカラ
ーと、低い割合のフォグの色とのブレンドで着色される
ことになる。逆に、視点が地面よりはるか上にある場
合、地面は低い割合の地面テクスチャカラーと、高い割
合のフォグの色とのブレンドで着色されることになる。
このブレンド法により、視点とオブジェクトとの間のフ
ォグの深さによって、オブジェクトのフォグカラーリン
グを変動させる効果を達成することができる。

【００１３】フォグの色のブレンドは、また、たとえば
昼間、日没、および夜等の１日の中の異なる時刻に依存
して行われてもよい。この方法は、上述のように、１日
のそれぞれの時刻のフォグの色を変化させ、それぞれの
フォグの色をオブジェクトのワールドマップのポリゴン
とブレンドすることによって実行する。

【００１４】このレンダリング方法を、オブジェクトが
異なる物理的な素材の境界内に浸漬しているような、他
のシーン環境たとえば水中に見えているオブジェクトに
適用することもまた可能である。この方法は、水をシミ
ュレートする青い色等の素材の色を使うことによって達
成することができる。次いで、オン／オフ動作の決定
と、カラーブレンドのステップを適用すると、浸漬して
いる素材の中にあるオブジェクトの外観に類似した視覚
的効果が達成される。

【００１５】図３においては、フォグ視覚効果のレンダ
リングを実行する計算ステップを記述している。特に明
記しない限り、すべての変数は、０．０と１．０の間の
値をとるものとする。あるシーンのワールドマップは、
一般的に以下のデータから成る。

【００１６】頂点データ：これは、３Ｄワールドマップ
を構成する１組のポリゴンを表す。各ポリゴンは、３つ
の頂点（ｘ、ｙ、ｚ座標によって表示する）とポリゴン
の表面の方位を表す法線ベクトルによって定義されてい
る。

【００１７】テクスチャデータ：これは、実際のテクス
チャマップイメージと、ポリゴンの各頂点の間のテクス
チャＵＶ座標に対するマッピングデータからなってい
る。

【００１８】気象データ：以下のデータは、ワールドマ
ップの各地域と１日の時刻に対して定義される。

【００１９】Ｇ_up、フォグより上におけるフォグブレンド係数Ｇ_down、フォグの内部でのフォグブレンド係数Ｔ_up、フォグより上における土地／地面ブレンド係数Ｔ_down、フォグの内部での土地／地面ブレンド係数ＦＯＧ_up、フォグより上におけるフォグの色、Ｒ、Ｇ、
Ｂ成分で定義ＦＯＧ_down、フォグの内部でのフォグの色、Ｒ、Ｇ、Ｂ
成分で定義１日における時刻：昼間、日没／日の出、夜間

【００２０】これらの値の間で補間を行うことによっ
て、地域と１日の時刻の間での移行効果を作り出すこと
が可能となる。シーンの各ディスプレイフレームに対し
て、フォグブレンド係数は、ｙ_wの率に応じて決め、ｙ_w
は、ワールド座標内の視点の垂直軸座標に従って１．０
から０．０まで変化するパラメータである。

【００２１】Ｇ_up＝Ｇ_up＊ｙ_w Ｇ_down＝Ｇ_down＊ｙ_w Ｔ_up＝Ｔ_up＊ｙ_w Ｔ_down＝Ｔ_down＊ｙ_w

【００２２】このステップは、視点が上昇するにつれ
て、フォグの色の寄与を増大させる効果を生み出す。

【００２３】ポリゴンの各頂点のフォグの色は、次いで
以下の一連のステップを使用して計算する。１．ポリゴンの３つの頂点の（ワールド座標内の）Ｘ、
Ｙ、Ｚ座標を取得する。２．頂点のスクリーンスペース変換（ｓｃｒｅｅｎｓ
ｐａｃｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）をスクリー
ン座標に適用する。３．ポリゴンの３つの頂点のＸ、Ｙ、Ｚ座標（スクリー
ン座標内の）を保管する。４．頂点の法線ベクトルを取得する。５．法線ベクトルに基づいて、３つの頂点の光の輝度
（ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ）Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を計算す
る。光の輝度は、光と法線ベクトルのドット積（すなわ
ち標準ランベルト拡散ライティング）をとることによっ
て計算できる。６．ポリゴンがフォグより上にある場合、Ｇ＝Ｇ_upとす
る。そうでない場合はＧ _down。７．ポリゴンがフォグより上にある場合、Ｔ＝Ｔ_upとす
る。そうでない場合は、Ｔ_down。８．ポリゴンがフォグより上にある場合、ＦＯＧ＝ＦＯ
Ｇ_upとする。そうでない場合は、ＦＯＧ_down。９．土地テクスチャのライティング値とフォグの色を、
視点から離れてより遠くなり、フォグの色がより深くな
るにつれて、土地テクスチャがより暗くなるように、以
下の計算を用いて修正する。１０．Ｆｏｇ_Tは、土地ポリゴンの最終的なフォグブレンド係
数であるＦｏｇ_Gは、フォグポリゴンの最終的なフォグブレンド
係数であるｚ_Sは、スクリーン座標内での頂点のＺ座標であり、こ
こにおいてｚ_Sはスクリーンの表面では０．０であり、
距離によって増加する。Ｆｏｇ_T＝ｚ_S＋Ｔを求めるＦｏｇ_Tを、その値が０．０と１．０の間となるように
固定する。Ｌ_V＝Ｌ_V＊（１−Ｆｏｇ_T）を求める。Ｌ_Vを、頂点の最
終的な土地ライティング値として保管する。これは、距
離によって土地ライティングを暗くする。Ｆｏｇ_G＝ｚ_S＋Ｇを求める。Ｆｏｇ_Gを、その値が０．０と１．０の間となるように
固定する。ＦＯＧ_V＝ＦＯＧ＊Ｆｏｇ_Gを求める。ＦＯＧ_Vを、頂点の最終的なフォグカラー値として保管
する。これは、距離によって（フォグの寄与を増大さ
せ）フォグを暗くする。１１．すべての頂点に対して繰り返す。１２．すべてのポリゴンに対して繰り返す。

【００２４】ライティング値の計算が終了すると、ポリ
ゴンを以下のステップを使用してレンダリングする、１．各頂点の保管してあるＸ、Ｙ、Ｚ座標（スクリーン
座標内で）を検索する。２．バックフェースカッティング（ｂａｃｋｆａｃｅ
ｃｕｔｔｉｎｇ）を適用する（視点からポリゴンの向き
が逸れている場合は、このポリゴンをスキップする）。３．Ｚ座標が視点の背後にある（見えていない）場合、
このポリゴンをスキップする。４．保管してある頂点のフォグの色ＦＯＧ_Vと土地ライ
ティング値Ｌ_Vを検索する。５．土地カラーが空白である場合（フォグが完全に土地
を覆っている）、土地のレンダリングをスキップする。６．フォグの色が空白の場合（フォグは完全に透明であ
る）、フォグのレンダリングをスキップする。７．頂点ライティング値とスクリーンＸ、Ｙ、Ｚ座標を
使用して、テクスチャで土地ポリゴンをレンダリングす
る。８．頂点のカラー値とスクリーンＸ、Ｙ、Ｚ座標を使
い、土地ポリゴンの上部に混合して、フォグポリゴンを
レンダリングする。９．すべてのポリゴンに対して繰り返す。１０．ポリゴンを合成して、フレームのシーン表示画像
を作り上げる。

【００２５】上記の手順において、シーンのポリゴン
は、第１のレンダリング段階中で、従来の方法でテクス
チャリングをしてレンダリングする。次いで、ポリゴン
はフォグのカラー値で第２の段階中でレンダリングし、
２つの段階の結果を全体として組み合わせる。結果は、
フォグカラーリングをシーンへ追加したものとなり、オ
ブジェクトから視点への距離（高さＺ）、１日の時刻、
視点がフォグより上にあるかまたはその内部にあるかど
うか、によって変動するものであり、これによって、フ
ォグのシーンに非常に写実性の高い効果を与える。

【００２６】前述の内容では、本発明による１つのフォ
グのレンダリングの基本的手法を記述したが、レンダリ
ングマシンの計算能力に依存して、および他の形式の視
覚的効果を作り出すために、他の手法、改良、パラメー
タ調整を使用することもできる。提案する若干の改良、
およびパラメータ微調整に関するさらなる解説を、付録
Ａに示す。

【００２７】本発明の原理に関する上記の記述が与えら
れれば、多くの他の修正と変形が考案され得るというこ
とは理解されたい。すべてのそのような修正と変形は、
特許請求の範囲において定義されるように、本発明の趣
旨および範囲の中にあると考慮されることを、意図する
ものである。

【００２８】付録Ａフォグ描画法の制限本発明のフォグ描画法は、物理的には正しくない。理想
的には、フォグの深さは、視点から頂点への距離のある
関数でなければならない。本発明で記述する方法におい
ては、観察者の高さと各ポリゴンの頂点のスクリーンス
ペースのｚ座標だけによって、フォグの深さが決定され
ている。これは、同じスクリーンスペースのｚ座標が与
えられる場合には、フォグの深さは、スクリーンの中央
の点とスクリーンの端の点では同じものとなることを意
味する。

【００２９】フォグ描画法はまた、視点は、常にレンダ
リングする全シーンの上に存在するということ、すなわ
ち常に見下ろしているということを仮定している。

【００３０】しかし、これらの限界の双方とも、この特
定の実施における限界である。この決定は、景色のレン
ダリングと他の計算の間で、対象となるコンピュータ
（ソニープレイステーション）上で利用可能な計算能力
と、利用可能なＣＰＵ時間を釣り合わせる必要に基づい
て行われた。より強力な計算能力を有するハードウェ
ア、およびフォグに対するハードウェアのサポートがあ
れば、他のレンダリング法が使用可能である。たとえ
ば、ＯｐｅｎＧＬＡＰＩをサポートする多くの現在の
グラフィックスハードウェアは、フォグに対する加速さ
れたハードウェアサポートを有している。

【００３１】シーンを上下の領域に分割するという制限本発明で記述した方法は、景色の部分が、各頂点ごと
に、フォグの上にあるか下にあるかを判断する。ポリゴ
ンが描画されるとき、頂点の色はなめらかなシェーディ
ング効果（標準のグローシェーディング）を生み出すた
めに補間が行われる。これは、そのポリゴンのエッジ
が、フォグで覆われている領域と覆われていない領域の
境界線を交差することができないということを意味す
る。言い換えると、景色データは、その境界で物理的に
分割されなければならないということである。

【００３２】ポリゴンエッジがフォグの境界を横切る場
合、これによってエッジの１つの頂点はフォグ内にあ
り、他の頂点はフォグの外側にあるということが起きる
であろう。頂点のカラーがこのエッジ間で補間される場
合には、たとえその点がフォグの外側になければならな
いとしても、このポリゴンのある点はフォグの色でシェ
ーディングされるであろう。

【００３３】フォグの境界が静止している限り、景色の
データが前処理ステップとして分割することができるた
め、これは問題とはならない。しかし、将来の改良とし
て境界をアニメーション化することが要求される場合、
これは問題となる。

【００３４】現在多くの３Ｄグラフィックスハードウェ
アが、ピクセルごとのレベルで、三角形のシェーディン
グをプログラムする能力をサポートしている。このよう
なハードウェアが、景色のデータを分割しなければなら
ないようなことを要求せずに、動きのあるフォグの境界
をサポートし、フォグのレンダリング方法を機能強化す
るために使用されるであろう。

【００３５】パラメータの微調整標準のケースでは、Ｇ_upとＴ_upは、低いある数字（たと
えば０．１）に設定し、Ｇ_downとＴ_downは、高いある数
字（たとえば０．６）に設定する。景色の２つの領域の
間で、フォグの色の間に格差を生み出さないために、Ｆ
ＯＧ_upとＦＯＧ _downは通常同じ値に設定しなければなら
ない。これは、下の領域内で深いフォグの効果を、上の
領域内である程度のフォグの効果を生み出す。

【００３６】たとえば、Ｇ_downとＴ_downパラメータがこ
の値からＧ_upとＴ_upの値までアニメーションのいくつか
のフレームにわたってアニメーション化されたとしよ
う。これは、フォグのかかった日から晴れた日への天気
の移行の効果を生み出す。このようにパラメータを変え
ることは、他の効果を生み出すために使うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、あるシーンの視点がフォグ
の上部にあるかその中にあるときに適用される、本発明
の操作のコンセプトを図示している概要図である。

【図２】視点からの距離に依存して、あるシーン内のオ
ブジェクトの色と、フォグの色を混合する様子を図示し
ている図である。

【図３】本発明の適用方法の、計算のステップを図示し
ているフローチャートである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フォグを含むシーンのディスプレイビュ
ーに定義された視点から見られるときの、フォグ視覚効
果のコンピュータグラフィックスレンダリングの方法で
あって、（ａ）シーン中のオブジェクトを表すポリゴンを、フォ
グの上部境界の上のポリゴンと下のポリゴンとに分割す
るステップと、（ｂ）シーンのオブジェクトのポリゴンからシーンのデ
ィスプレイビュー内で定義された視点の間の距離を計算
するステップと、（ｃ）シーン内の視点からのオブジェクトのポリゴンの
距離に関連して、フォグの上部境界の内部または下のポ
リゴンに対して適用されるフォグカラーリングをブレン
ドするステップとを備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、オブジ
ェクトのポリゴンの各頂点に対するフォグカラーリング
のブレンドは、視点からのオブジェクトのポリゴンの頂
点の距離と直線的な関係にあることを特徴とする方法。
【請求項３】請求項１に記載の方法において、オブジ
ェクトのポリゴンの各頂点に対するフォグカラーリング
のブレンドは、オブジェクトのポリゴンの頂点の上にあ
る視点の垂直軸高さと直線的な関係にあることを特徴と
する方法。
【請求項４】請求項１に記載の方法において、フォグ
の上部境界の上のポリゴンに対して、予め定められたフ
ォグカラーリングを適用することを特徴とする方法。
【請求項５】請求項４に記載の方法において、フォグ
の上部境界の上のポリゴンに対して、フォグカラーリン
グを適用しないことを特徴とする方法。
【請求項６】請求項１に記載の方法において、天候デ
ータが、シーンの各領域、および１日の時刻に対して定
義されていることを特徴とする方法。
【請求項７】請求項６に記載の方法において、天候デ
ータは、Ｇ_up、フォグより上におけるフォグブレンド係数と、Ｇ_down、フォグの内部でのフォグブレンド係数と、Ｔ_up、フォグより上における土地／地面ブレンド係数
と、Ｔ_down、フォグの内部での土地／地面ブレンド係数と、ＦＯＧ_up、フォグより上におけるフォグカラーと、ＦＯＧ_down、フォグの内部でびフォグカラーとを備えた
ことを特徴とする方法。
【請求項８】請求項７に記載の方法において、フォグ
ブレンド係数は、シーンの地面レベルより上の視点の垂
直軸座標に応じて、１．０と０．０の間で変化するパラ
メータであるｙ_wの率に応じて決められることを特徴と
する方法。
【請求項９】請求項１に記載の方法において、シーン
のポリゴンを、第１のレンダリング段階におけるテクス
チャリングを用いてレンダリングし、次いで、第２のレ
ンダリング段階においてフォグカラー値をブレンドする
ことによりレンダリングし、２つの段階の結果を全体と
して組み合わせることを特徴とする方法。
【請求項１０】シーンのディスプレイビューに定義さ
れた視点から見るときの、光に対して透明な物質内に浸
漬されているオブジェクトの視覚効果のコンピュータグ
ラフィックスレンダリング方法であって、（ａ）シーン内のオブジェクトを表すポリゴンを、物質
の上部境界の上のポリゴンと下のポリゴンとに分割する
ステップと、（ｂ）シーン内のオブジェクトのポリゴンからシーンの
ディスプレイビュー内で定義された視点の間の距離を計
算するステップと、（ｃ）シーン内の視点からのオブジェクトのポリゴンの
距離に関連して、物質の上部境界の内部または下のポリ
ゴンに対して適用される浸漬によるカラーリングを、ブ
レンドするステップとを備えたことを特徴とする方法。
【請求項１１】請求項１０に記載の方法において、オ
ブジェクトのポリゴンの各頂点に対する浸漬によるカラ
ーリングのブレンドは、視点からのオブジェクトのポリ
ゴンの頂点の距離と直線的な関係にあることを特徴とす
る方法。
【請求項１２】請求項１０に記載の方法において、オ
ブジェクトのポリゴンの各頂点に対する浸漬によるカラ
ーリングのブレンドは、オブジェクトのポリゴンの頂点
の上の視点の垂直軸高さと直線的な関係にあることを特
徴とする方法。
【請求項１３】請求項１２に記載の方法において、物
質の上部境界の上のポリゴンに対して、予め定められた
浸漬によるカラーリングを適用することを特徴とする方
法。
【請求項１４】請求項１３に記載の方法において、物
質の上部境界の上のポリゴンに対して、浸漬によるカラ
ーリングを適用しないことを特徴とする方法。
【請求項１５】請求項１０に記載の方法において、浸
漬する物体は霧であることを特徴とする方法。
【請求項１６】請求項１０に記載の方法において、浸
漬する物体は水であることを特徴とする方法。