JP2002063592A - 三次元画像生成装置、及び三次元画像生成方法 - Google Patents
三次元画像生成装置、及び三次元画像生成方法Info
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- JP2002063592A JP2002063592A JP2000251449A JP2000251449A JP2002063592A JP 2002063592 A JP2002063592 A JP 2002063592A JP 2000251449 A JP2000251449 A JP 2000251449A JP 2000251449 A JP2000251449 A JP 2000251449A JP 2002063592 A JP2002063592 A JP 2002063592A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均等な大きさ、適切な数のポリゴン数となる
ように極のある三次元形状物を生成する三次元画像生成
装置及び方法を提供する。 【解決手段】 テクスチャ画像11を取り込む画像取込
部1と、画像取込部1で取り込んだテクスチャ画像11
を貼り付けるための三次元形状物を生成する三次元形状
生成部3と、三次元形状生成部3で生成した三次元形状
物にテクスチャ画像をマッピングするためのマッピング
情報を生成するマッピング情報生成部5と、三次元形状
生成部3で生成した三次元形状物にテクスチャ画像11
をマッピングし、視点座標変換、透視変換を行って三次
元画像を生成するレンダリング部7とを備え、三次元形
状生成部3が、極付近でポリゴン分割数が少なく、極か
ら離れるにしたがってポリゴン分割数が多くなるように
三次元形状物を生成する。
ように極のある三次元形状物を生成する三次元画像生成
装置及び方法を提供する。 【解決手段】 テクスチャ画像11を取り込む画像取込
部1と、画像取込部1で取り込んだテクスチャ画像11
を貼り付けるための三次元形状物を生成する三次元形状
生成部3と、三次元形状生成部3で生成した三次元形状
物にテクスチャ画像をマッピングするためのマッピング
情報を生成するマッピング情報生成部5と、三次元形状
生成部3で生成した三次元形状物にテクスチャ画像11
をマッピングし、視点座標変換、透視変換を行って三次
元画像を生成するレンダリング部7とを備え、三次元形
状生成部3が、極付近でポリゴン分割数が少なく、極か
ら離れるにしたがってポリゴン分割数が多くなるように
三次元形状物を生成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元コンピュー
タ・グラフィックスの分野において、三次元形状物にテ
クスチャ画像を貼り付けて画像表示する三次元画像生成
装置、及びその方法に関するものである。
タ・グラフィックスの分野において、三次元形状物にテ
クスチャ画像を貼り付けて画像表示する三次元画像生成
装置、及びその方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】三次元コンピュータ・グラフィックスに
おいて、物体の三次元形状物はポリゴンを用いることに
より、コンピュータ上に表現される。物体の大きさ、位
置はポリゴンの頂点の三次元空間上の座標で表現され
る。また、物体表面の色柄、模様は、画素ごとに順次R
GB表色系の色成分として表現され、コンピュータ上に
テクスチャ画像として格納される。そして、物体表面の
位置とテクスチャ画像の位置とを対応付けるテクスチャ
座標が各ポリゴン頂点に算出され、物体を描画する際に
はこのテクスチャ座標を用いて格納されているテクスチ
ャから対応する画素を抽出する。さらに、視点、視線、
画角の情報を用いて三次元物体の視点座標変換、透視変
換を行い、テクスチャ画像を貼り付けて描画するレンダ
リングにより、三次元形状物を二次元平面に三次元画像
として描画することができる。
おいて、物体の三次元形状物はポリゴンを用いることに
より、コンピュータ上に表現される。物体の大きさ、位
置はポリゴンの頂点の三次元空間上の座標で表現され
る。また、物体表面の色柄、模様は、画素ごとに順次R
GB表色系の色成分として表現され、コンピュータ上に
テクスチャ画像として格納される。そして、物体表面の
位置とテクスチャ画像の位置とを対応付けるテクスチャ
座標が各ポリゴン頂点に算出され、物体を描画する際に
はこのテクスチャ座標を用いて格納されているテクスチ
ャから対応する画素を抽出する。さらに、視点、視線、
画角の情報を用いて三次元物体の視点座標変換、透視変
換を行い、テクスチャ画像を貼り付けて描画するレンダ
リングにより、三次元形状物を二次元平面に三次元画像
として描画することができる。
【0003】以下、従来の三次元画像生成方法につい
て、図面を参照しながら説明する。まず、矩形のテクス
チャ画像が、フレームバッファ、メモリ、ディスクなど
の記憶手段(図示せず)に取り込まれる。図11は、従
来の三次元コンピュータ・グラフィックスにおける三次
元形状物に対して、記憶手段に取り込まれたテクスチャ
画像を貼り付ける三次元画像生成方法を示すフローチャ
ートである。
て、図面を参照しながら説明する。まず、矩形のテクス
チャ画像が、フレームバッファ、メモリ、ディスクなど
の記憶手段(図示せず)に取り込まれる。図11は、従
来の三次元コンピュータ・グラフィックスにおける三次
元形状物に対して、記憶手段に取り込まれたテクスチャ
画像を貼り付ける三次元画像生成方法を示すフローチャ
ートである。
【0004】ステップS101において、記憶手段に格
納されたテクスチャ画像をマッピングするための三次元
形状物が、三次元形状モデラを用いて手作業で作成され
る。三次元形状物は、三次元形状モデラの機能により提
供される球や多面体を用いて作成され、テクスチャ画像
の有効範囲に応じて手作業で半球状に切り出される。
納されたテクスチャ画像をマッピングするための三次元
形状物が、三次元形状モデラを用いて手作業で作成され
る。三次元形状物は、三次元形状モデラの機能により提
供される球や多面体を用いて作成され、テクスチャ画像
の有効範囲に応じて手作業で半球状に切り出される。
【0005】図12は、ステップS101で生成された
三次元形状物の一例を示す図である。図12で示される
ように、三次元形状物は、天頂角、及び円周角を均等に
ポリゴン分割した形状として生成される。
三次元形状物の一例を示す図である。図12で示される
ように、三次元形状物は、天頂角、及び円周角を均等に
ポリゴン分割した形状として生成される。
【0006】ステップS102において、ステップS1
01で生成された三次元形状物に、記憶手段に格納され
たテクスチャ画像を割り当てる。このテクスチャ画像の
割り当ては、三次元形状物を構成するポリゴン頂点に三
次元形状モデラによりテクスチャ座標が生成されること
により行われる。
01で生成された三次元形状物に、記憶手段に格納され
たテクスチャ画像を割り当てる。このテクスチャ画像の
割り当ては、三次元形状物を構成するポリゴン頂点に三
次元形状モデラによりテクスチャ座標が生成されること
により行われる。
【0007】ステップS103において、ステップS1
02で生成したテクスチャ座標に対応するようにテクス
チャ画像をステップS101で生成した三次元形状物に
貼り付け、そのテクスチャ画像が貼り付けられた三次元
形状物に対して、視点座標変換と透視変換とを実行し、
モニタなどの画面に描画する。
02で生成したテクスチャ座標に対応するようにテクス
チャ画像をステップS101で生成した三次元形状物に
貼り付け、そのテクスチャ画像が貼り付けられた三次元
形状物に対して、視点座標変換と透視変換とを実行し、
モニタなどの画面に描画する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の三次元画像生成
方法では、極を持った曲面が機械的に生成されるため、
極付近ではポリゴン密度が高く、極から離れるにしたが
ってポリゴン密度が低くなり、ポリゴンの大きさが均等
でなくなる。そのポリゴン密度の低い領域では、テクス
チャ画像の貼り付けが荒くなる。これを防止するために
は、ポリゴン密度の低い領域でも適切なテクスチャ画像
の貼り付けを実現できるようにポリゴン分割を細かくす
ればよいが、そうすると、極付近ではポリゴン密度が必
要以上に高くなり、処理負担が増大し、かつ、三次元形
状物に関するデータ量が増大するという問題があった。
方法では、極を持った曲面が機械的に生成されるため、
極付近ではポリゴン密度が高く、極から離れるにしたが
ってポリゴン密度が低くなり、ポリゴンの大きさが均等
でなくなる。そのポリゴン密度の低い領域では、テクス
チャ画像の貼り付けが荒くなる。これを防止するために
は、ポリゴン密度の低い領域でも適切なテクスチャ画像
の貼り付けを実現できるようにポリゴン分割を細かくす
ればよいが、そうすると、極付近ではポリゴン密度が必
要以上に高くなり、処理負担が増大し、かつ、三次元形
状物に関するデータ量が増大するという問題があった。
【0009】また、従来の三次元画像生成方法では、三
次元形状物に対して貼り付けるテクスチャ画像は矩形画
像であり、画像中心からの距離と三次元形状物の極から
の天頂角の値とが、比例に近い関係を持っている円盤状
のテクスチャ画像を、極を持った三次元形状物に適切に
貼り付けることは困難であり、手作業で多くの修正をし
なければならなかった。
次元形状物に対して貼り付けるテクスチャ画像は矩形画
像であり、画像中心からの距離と三次元形状物の極から
の天頂角の値とが、比例に近い関係を持っている円盤状
のテクスチャ画像を、極を持った三次元形状物に適切に
貼り付けることは困難であり、手作業で多くの修正をし
なければならなかった。
【0010】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、三次元コンピュータ・グラフィック
スを用いて極が存在する三次元形状物にテクスチャ画像
をマッピングして描画する際に、均等な大きさで、適切
な数のポリゴンから構成される三次元形状物を生成し、
上述の円盤状のテクスチャ画像を極を持った三次元形状
物に適切に貼り付ける三次元画像生成装置及び方法を提
供することを目的とする。
されたものであり、三次元コンピュータ・グラフィック
スを用いて極が存在する三次元形状物にテクスチャ画像
をマッピングして描画する際に、均等な大きさで、適切
な数のポリゴンから構成される三次元形状物を生成し、
上述の円盤状のテクスチャ画像を極を持った三次元形状
物に適切に貼り付ける三次元画像生成装置及び方法を提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による三次元画像生成装置は、三次元形状物
にテクスチャ画像を貼り付けて三次元画像を描画する三
次元画像生成装置において、ポリゴンから構成される、
極を持った三次元形状物を生成する三次元形状生成部
と、前記三次元形状物と円盤状のテクスチャ画像とを対
応づけるマッピング情報を生成するマッピング情報生成
部と、前記マッピング情報を用いて前記三次元形状物に
前記テクスチャ画像を貼り付け、前記テクスチャ画像の
貼り付けられた前記三次元形状物を画像表示するレンダ
リング部とを備えたことを特徴とするものである。
め、本発明による三次元画像生成装置は、三次元形状物
にテクスチャ画像を貼り付けて三次元画像を描画する三
次元画像生成装置において、ポリゴンから構成される、
極を持った三次元形状物を生成する三次元形状生成部
と、前記三次元形状物と円盤状のテクスチャ画像とを対
応づけるマッピング情報を生成するマッピング情報生成
部と、前記マッピング情報を用いて前記三次元形状物に
前記テクスチャ画像を貼り付け、前記テクスチャ画像の
貼り付けられた前記三次元形状物を画像表示するレンダ
リング部とを備えたことを特徴とするものである。
【0012】また、本発明による三次元画像生成装置
は、前記三次元画像生成装置において、前記円盤状のテ
クスチャ画像が、該テクスチャ画像の中心からの距離と
前記三次元形状物の極からの天頂角とが比例関係を持っ
た距離角度変換射影画像であることを特徴とするもので
ある。
は、前記三次元画像生成装置において、前記円盤状のテ
クスチャ画像が、該テクスチャ画像の中心からの距離と
前記三次元形状物の極からの天頂角とが比例関係を持っ
た距離角度変換射影画像であることを特徴とするもので
ある。
【0013】また、本発明による三次元画像生成装置
は、前記三次元画像生成装置において、前記三次元形状
生成部が、前記三次元形状物の極から離れるにしたがっ
てポリゴン分割数が増加する三次元形状物を生成するこ
とを特徴とするものである。
は、前記三次元画像生成装置において、前記三次元形状
生成部が、前記三次元形状物の極から離れるにしたがっ
てポリゴン分割数が増加する三次元形状物を生成するこ
とを特徴とするものである。
【0014】また、本発明による三次元画像生成装置
は、前記三次元画像生成装置において、前記三次元形状
生成部が、極から所定の天頂角ごとに描かれた緯線を、
極から離れるにしたがって分割数が増加するように等分
割した分割点をポリゴンの頂点とする三次元形状物を生
成することを特徴とするものである。
は、前記三次元画像生成装置において、前記三次元形状
生成部が、極から所定の天頂角ごとに描かれた緯線を、
極から離れるにしたがって分割数が増加するように等分
割した分割点をポリゴンの頂点とする三次元形状物を生
成することを特徴とするものである。
【0015】また、本発明による三次元画像生成装置
は、前記三次元画像生成装置において、前記三次元形状
生成部が、テクスチャ画像の有効領域に対応する三次元
形状物のみを生成することを特徴とするものである。
は、前記三次元画像生成装置において、前記三次元形状
生成部が、テクスチャ画像の有効領域に対応する三次元
形状物のみを生成することを特徴とするものである。
【0016】また、本発明による三次元画像生成装置
は、前記三次元画像生成装置において、前記レンダリン
グ部が、三次元形状物にテクスチャ画像の有効領域に対
応する部分のみを貼り付け、前記テクスチャ画像が貼り
付けられた三次元形状物の部分のみを画像表示すること
を特徴とするものである。
は、前記三次元画像生成装置において、前記レンダリン
グ部が、三次元形状物にテクスチャ画像の有効領域に対
応する部分のみを貼り付け、前記テクスチャ画像が貼り
付けられた三次元形状物の部分のみを画像表示すること
を特徴とするものである。
【0017】また、本発明による三次元画像生成装置
は、前記三次元画像生成装置において、前記レンダリン
グ部は、外部からの画像を読み込み、該画像と前記テク
スチャ画像の貼り付けられた三次元形状物の三次元画像
とを合成した画像を生成することを特徴とするものであ
る。
は、前記三次元画像生成装置において、前記レンダリン
グ部は、外部からの画像を読み込み、該画像と前記テク
スチャ画像の貼り付けられた三次元形状物の三次元画像
とを合成した画像を生成することを特徴とするものであ
る。
【0018】また、本発明による三次元画像生成方法
は、三次元形状物にテクスチャ画像を貼り付けて三次元
画像を描画する三次元画像生成方法において、ポリゴン
から構成される、極を持った三次元形状物を生成する三
次元形状生成ステップと、前記三次元形状物と円盤状の
テクスチャ画像とを対応づけるマッピング情報を生成す
るマッピング情報生成ステップと、前記マッピング情報
を用いて前記三次元形状物に前記テクスチャ画像を貼り
付け、該テクスチャ画像の貼り付けられた前記三次元形
状物を画像表示するレンダリングステップとを備えたこ
とを特徴とするものである。
は、三次元形状物にテクスチャ画像を貼り付けて三次元
画像を描画する三次元画像生成方法において、ポリゴン
から構成される、極を持った三次元形状物を生成する三
次元形状生成ステップと、前記三次元形状物と円盤状の
テクスチャ画像とを対応づけるマッピング情報を生成す
るマッピング情報生成ステップと、前記マッピング情報
を用いて前記三次元形状物に前記テクスチャ画像を貼り
付け、該テクスチャ画像の貼り付けられた前記三次元形
状物を画像表示するレンダリングステップとを備えたこ
とを特徴とするものである。
【0019】また、本発明による三次元画像生成方法
は、前記三次元画像生成方法において、前記円盤状のテ
クスチャ画像が、該テクスチャ画像の中心からの距離と
前記三次元形状物の極からの天頂角とが比例関係を持っ
た距離角度変換射影画像であることを特徴とするもので
ある。
は、前記三次元画像生成方法において、前記円盤状のテ
クスチャ画像が、該テクスチャ画像の中心からの距離と
前記三次元形状物の極からの天頂角とが比例関係を持っ
た距離角度変換射影画像であることを特徴とするもので
ある。
【0020】また、本発明による三次元画像生成方法
は、前記三次元画像生成方法において、前記三次元形状
生成ステップで、前記三次元形状物の極から離れるにし
たがってポリゴン分割数が増加する三次元形状物を生成
することを特徴とするものである。
は、前記三次元画像生成方法において、前記三次元形状
生成ステップで、前記三次元形状物の極から離れるにし
たがってポリゴン分割数が増加する三次元形状物を生成
することを特徴とするものである。
【0021】また、本発明による三次元画像生成方法
は、前記三次元画像生成方法において、前記三次元形状
生成ステップで、極から所定の天頂角ごとに描かれた緯
線を、極から離れるにしたがって分割数が増加するよう
に等分割した分割点をポリゴンの頂点とする三次元形状
物を生成することを特徴とするものである。
は、前記三次元画像生成方法において、前記三次元形状
生成ステップで、極から所定の天頂角ごとに描かれた緯
線を、極から離れるにしたがって分割数が増加するよう
に等分割した分割点をポリゴンの頂点とする三次元形状
物を生成することを特徴とするものである。
【0022】また、本発明による三次元画像生成方法
は、前記三次元画像生成方法において、前記三次元形状
生成ステップで、テクスチャ画像の有効領域に対応する
三次元形状物のみを生成することを特徴とするものであ
る。
は、前記三次元画像生成方法において、前記三次元形状
生成ステップで、テクスチャ画像の有効領域に対応する
三次元形状物のみを生成することを特徴とするものであ
る。
【0023】また、本発明による三次元画像生成方法
は、前記三次元画像生成方法において、前記レンダリン
グステップで、三次元形状物にテクスチャ画像の有効領
域に対応する部分のみを貼り付け、前記テクスチャ画像
が貼り付けられた三次元形状の部分のみを画像表示する
ことを特徴とするものである。
は、前記三次元画像生成方法において、前記レンダリン
グステップで、三次元形状物にテクスチャ画像の有効領
域に対応する部分のみを貼り付け、前記テクスチャ画像
が貼り付けられた三次元形状の部分のみを画像表示する
ことを特徴とするものである。
【0024】また、本発明による三次元画像生成方法
は、前記三次元画像生成方法において、前記レンダリン
グステップで、前記三次元形状物以外の外部からの画像
を読み込み、該画像と前記テクスチャ画像の貼り付けら
れた三次元形状物の三次元画像とを合成した画像を生成
することを特徴とするものである。
は、前記三次元画像生成方法において、前記レンダリン
グステップで、前記三次元形状物以外の外部からの画像
を読み込み、該画像と前記テクスチャ画像の貼り付けら
れた三次元形状物の三次元画像とを合成した画像を生成
することを特徴とするものである。
【0025】また、本発明によるコンピュータ読み取り
可能な記録媒体は、ポリゴンから構成される、極を持っ
た三次元形状物を生成するステップと、前記三次元形状
物と円盤状のテクスチャ画像とを対応づけるマッピング
情報を生成するステップと、前記マッピング情報を用い
て前記三次元形状物に前記テクスチャ画像を貼り付け、
該テクスチャ画像の貼り付けられた前記三次元形状物を
画像表示するステップとをコンピュータに実行させるプ
ログラムを記録したものである。
可能な記録媒体は、ポリゴンから構成される、極を持っ
た三次元形状物を生成するステップと、前記三次元形状
物と円盤状のテクスチャ画像とを対応づけるマッピング
情報を生成するステップと、前記マッピング情報を用い
て前記三次元形状物に前記テクスチャ画像を貼り付け、
該テクスチャ画像の貼り付けられた前記三次元形状物を
画像表示するステップとをコンピュータに実行させるプ
ログラムを記録したものである。
【0026】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明の
実施の形態1による三次元画像生成装置について、図面
を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態1によ
る三次元画像生成装置の構成を示すブロック図である。
図1に示す三次元画像生成装置は、画像取込部1と、画
像保存部2と、三次元形状生成部3と、形状・座標保存
部4と、マッピング情報生成部5と、形状・座標調整部
6と、レンダリング部7と、画像出力部8と、設定保存
部9と、入力部10とを備える。
実施の形態1による三次元画像生成装置について、図面
を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態1によ
る三次元画像生成装置の構成を示すブロック図である。
図1に示す三次元画像生成装置は、画像取込部1と、画
像保存部2と、三次元形状生成部3と、形状・座標保存
部4と、マッピング情報生成部5と、形状・座標調整部
6と、レンダリング部7と、画像出力部8と、設定保存
部9と、入力部10とを備える。
【0027】画像取込部1は、テクスチャ画像11を取
り込み、取り込んだテクスチャ画像11の画像データを
画像保存部2に保存する。画像保存部2は、画像取込部
1から入力されたテクスチャ画像11のデータを保存す
る。
り込み、取り込んだテクスチャ画像11の画像データを
画像保存部2に保存する。画像保存部2は、画像取込部
1から入力されたテクスチャ画像11のデータを保存す
る。
【0028】図2は、画像保存部2に保存されたテクス
チャ画像データを示す図である。図2で示されるよう
に、テクスチャ画像データにおいて、それぞれの画素に
対応する色が保存される。なお、図2では明記されてい
ないが、各画素には、それぞれテクスチャ画像に固有の
座標系であるテクスチャ座標が対応している。三次元形
状生成部3は、画像保存部2に保存されたテクスチャ画
像を貼り付けるためのポリゴンから構成される三次元形
状物を生成し、その三次元形状物のデータを形状・座標
保存部4に保存する。
チャ画像データを示す図である。図2で示されるよう
に、テクスチャ画像データにおいて、それぞれの画素に
対応する色が保存される。なお、図2では明記されてい
ないが、各画素には、それぞれテクスチャ画像に固有の
座標系であるテクスチャ座標が対応している。三次元形
状生成部3は、画像保存部2に保存されたテクスチャ画
像を貼り付けるためのポリゴンから構成される三次元形
状物を生成し、その三次元形状物のデータを形状・座標
保存部4に保存する。
【0029】図3は、三次元形状生成部3の三次元形状
物の生成について説明するための図である。この図3を
用いて三次元形状物の生成について説明する。図3にお
いて、三次元形状生成部3は、三次元形状物としてポリ
ゴンから構成された球を生成するものとする。球には、
天頂801と、球の天頂角が90度である赤道803
と、赤道を挟んで天頂801の反対側の天頂である天頂
802とがある。なお、天頂801と天頂802とは、
生成される三次元形状物の極と一致するか、極の近傍と
なるようにする。ここで、“極”とは、三次元の球ある
いは楕円球の回転対称軸と、球の表面あるいは楕円球の
表面との交点のことをいう。なお、厳密な意味での回転
対称軸が求められない三次元形状物の場合には、その三
次元形状物の一部を切り出してその一部に対する回転対
称軸を求め、その回転対称軸と三次元形状物から切り出
した部分の表面との交点を極とする。また、三次元球の
場合には、表面上のいずれの点も極となり得るが、本実
施の形態1では、球の極のうち、天頂801、あるいは
天頂802の位置を極と呼ぶ。
物の生成について説明するための図である。この図3を
用いて三次元形状物の生成について説明する。図3にお
いて、三次元形状生成部3は、三次元形状物としてポリ
ゴンから構成された球を生成するものとする。球には、
天頂801と、球の天頂角が90度である赤道803
と、赤道を挟んで天頂801の反対側の天頂である天頂
802とがある。なお、天頂801と天頂802とは、
生成される三次元形状物の極と一致するか、極の近傍と
なるようにする。ここで、“極”とは、三次元の球ある
いは楕円球の回転対称軸と、球の表面あるいは楕円球の
表面との交点のことをいう。なお、厳密な意味での回転
対称軸が求められない三次元形状物の場合には、その三
次元形状物の一部を切り出してその一部に対する回転対
称軸を求め、その回転対称軸と三次元形状物から切り出
した部分の表面との交点を極とする。また、三次元球の
場合には、表面上のいずれの点も極となり得るが、本実
施の形態1では、球の極のうち、天頂801、あるいは
天頂802の位置を極と呼ぶ。
【0030】天頂801から赤道803までの間に存在
する一つのポリゴンの各頂点を、頂点810、頂点81
1、頂点812で表し、赤道803から頂点802まで
の間に存在する一つのポリゴンの各頂点を頂点813、
頂点814、頂点815で表す。これらのポリゴンの頂
点を、天頂801から赤道803に向かう天頂角をθと
し、赤道803回りの円周角をφとした極座標(θ、φ)
で表す。本実施の形態1による三次元形状物の生成で
は、極から所定の天頂角θ0ごとに描かれた緯線を、極
から離れるにしたがって、すなわち天頂角θが増加する
にしたがって分割数が順次増加するように等分割した分
割点をポリゴンの頂点として三次元形状物を生成する。
ここで、緯線とは、天頂角θが一定であり、円周角φが
0°〜360°まで変化するときに三次元形状物の表面
に描かれる曲線のことである。以下、三次元形状物の生
成の具体的な方法について説明する。
する一つのポリゴンの各頂点を、頂点810、頂点81
1、頂点812で表し、赤道803から頂点802まで
の間に存在する一つのポリゴンの各頂点を頂点813、
頂点814、頂点815で表す。これらのポリゴンの頂
点を、天頂801から赤道803に向かう天頂角をθと
し、赤道803回りの円周角をφとした極座標(θ、φ)
で表す。本実施の形態1による三次元形状物の生成で
は、極から所定の天頂角θ0ごとに描かれた緯線を、極
から離れるにしたがって、すなわち天頂角θが増加する
にしたがって分割数が順次増加するように等分割した分
割点をポリゴンの頂点として三次元形状物を生成する。
ここで、緯線とは、天頂角θが一定であり、円周角φが
0°〜360°まで変化するときに三次元形状物の表面
に描かれる曲線のことである。以下、三次元形状物の生
成の具体的な方法について説明する。
【0031】三次元形状生成部3は、天頂角方向の所定
の角度θ0、及び赤道周りの所定の角度φ0を設定保存部
9から読み取り、この(θ0、φ0)を用いて、 頂点810:((a−1)θ0、(b−1)φ0/(a−1))・・・(1) 頂点811:(aθ0、(b−1)φ0/a)・・・(2) 頂点812:(aθ0、bφ0/a)・・・(3) 頂点813:(aθ0、(b−1)φ0/(2k−a))・・・(4) 頂点814:(aθ0、bφ0/(2k−a))・・・(5) 頂点815:((a+1)θ0、(b−1)φ0/(2k−a−1))・・・(6) 頂点816:((a−1)θ0、(b−1)φ0/(a−1))・・・(7) 頂点817:((a−1)θ0、bφ0/(a−1))・・・(8) 頂点818:(aθ0、bφ0/a)・・・(9) 頂点819:(aθ0、bφ0/(2k−a))・・・(10) 頂点820:((a+1)θ0、(b−1)φ0/(2k−a−1))・・(11) 頂点821:((a+1)θ0、bφ0/(2k−a−1))・・・(12) のようにポリゴンの各頂点を算出する。式(1)〜
(3)で表されるポリゴン、及び式(7)〜(9)で表
されるポリゴンは、天頂角θが90度以下の領域のポリ
ゴンである。天頂角θが90度を超える領域のポリゴン
は、式(4)〜(6)で表されるポリゴン、及び式(1
0)〜(12)で表されるポリゴンである。ここで、k
は、90°/θ0となる整数である。また、φ0は、nφ
0=360°となる整数nが存在する角度である。
の角度θ0、及び赤道周りの所定の角度φ0を設定保存部
9から読み取り、この(θ0、φ0)を用いて、 頂点810:((a−1)θ0、(b−1)φ0/(a−1))・・・(1) 頂点811:(aθ0、(b−1)φ0/a)・・・(2) 頂点812:(aθ0、bφ0/a)・・・(3) 頂点813:(aθ0、(b−1)φ0/(2k−a))・・・(4) 頂点814:(aθ0、bφ0/(2k−a))・・・(5) 頂点815:((a+1)θ0、(b−1)φ0/(2k−a−1))・・・(6) 頂点816:((a−1)θ0、(b−1)φ0/(a−1))・・・(7) 頂点817:((a−1)θ0、bφ0/(a−1))・・・(8) 頂点818:(aθ0、bφ0/a)・・・(9) 頂点819:(aθ0、bφ0/(2k−a))・・・(10) 頂点820:((a+1)θ0、(b−1)φ0/(2k−a−1))・・(11) 頂点821:((a+1)θ0、bφ0/(2k−a−1))・・・(12) のようにポリゴンの各頂点を算出する。式(1)〜
(3)で表されるポリゴン、及び式(7)〜(9)で表
されるポリゴンは、天頂角θが90度以下の領域のポリ
ゴンである。天頂角θが90度を超える領域のポリゴン
は、式(4)〜(6)で表されるポリゴン、及び式(1
0)〜(12)で表されるポリゴンである。ここで、k
は、90°/θ0となる整数である。また、φ0は、nφ
0=360°となる整数nが存在する角度である。
【0032】式(1)〜(3)において、aは1から始
まりkまでの整数、bは1から始まりaまでの整数であ
る。式(7)〜(9)において、aは2から始まりkま
での整数、bは1から始まりa−1までの整数である。
式(4)〜(6)において、aはkから始まり2k−1
までの整数、bは1から始まり2k−aまでの整数であ
る。式(10)〜(12)において、aはkから始まり
2k−2までの整数、bは1から始まり2k−a−1ま
での整数である。
まりkまでの整数、bは1から始まりaまでの整数であ
る。式(7)〜(9)において、aは2から始まりkま
での整数、bは1から始まりa−1までの整数である。
式(4)〜(6)において、aはkから始まり2k−1
までの整数、bは1から始まり2k−aまでの整数であ
る。式(10)〜(12)において、aはkから始まり
2k−2までの整数、bは1から始まり2k−a−1ま
での整数である。
【0033】上記の説明におけるポリゴン分割におい
て、特にφ0=4×θ0となる場合には、ポリゴンの粒度
が適切なものとなる。式(1)〜(3)で表されるポリ
ゴンと、式(4)〜(6)で表されるポリゴンとでは、
ポリゴンの底が赤道803側となる。また、式(7)〜
(9)で表されるポリゴンと、式(10)〜(12)で
表されるポリゴンとでは、それぞれポリゴンの底が天頂
801側、天頂802側となる。式(1)においてa=
1の場合、頂点810のφの値は0とする。式(6)に
おいて(a+1)θ0=180°の場合、頂点815の
φの値は0とする。
て、特にφ0=4×θ0となる場合には、ポリゴンの粒度
が適切なものとなる。式(1)〜(3)で表されるポリ
ゴンと、式(4)〜(6)で表されるポリゴンとでは、
ポリゴンの底が赤道803側となる。また、式(7)〜
(9)で表されるポリゴンと、式(10)〜(12)で
表されるポリゴンとでは、それぞれポリゴンの底が天頂
801側、天頂802側となる。式(1)においてa=
1の場合、頂点810のφの値は0とする。式(6)に
おいて(a+1)θ0=180°の場合、頂点815の
φの値は0とする。
【0034】図3、及び式(1)〜(12)では、0≦
φ≦φ0の条件下におけるポリゴン分割を示した。φ0≦
φ≦2φ0では、式(1)〜(12)においてφの値に
φ0を加える。以下、同様に(n−1)φ0≦φ≦nφ0
では、φの値に(n−1)φ 0を加えるものとする。
φ≦φ0の条件下におけるポリゴン分割を示した。φ0≦
φ≦2φ0では、式(1)〜(12)においてφの値に
φ0を加える。以下、同様に(n−1)φ0≦φ≦nφ0
では、φの値に(n−1)φ 0を加えるものとする。
【0035】図4は、天頂801側から球を見た場合の
ポリゴン分割の一例を示す図である。図4で示されるよ
うに、天頂801から放射状にポリゴンが生成され、赤
道に近づくにつれ、ポリゴン数が増加する。
ポリゴン分割の一例を示す図である。図4で示されるよ
うに、天頂801から放射状にポリゴンが生成され、赤
道に近づくにつれ、ポリゴン数が増加する。
【0036】三次元形状生成部3は、このようにして式
(1)〜(12)を用いて算出した極座標表示のポリゴ
ン頂点座標を、 X=r(θ、φ)・sinθ・cosφ ・・・(13) Y=r(θ、φ)・cosθ ・・・(14) Z=r(θ、φ)・sinθ・sinφ ・・・(15) の変換式を用いて三次元直交座標表示に変換し、形状・
座標保存部4に保存する。式(13)〜(15)におい
て、r(θ、φ)は三次元楕円球の半径であり、入力部1
0から入力され、設定保存部9に保存された値が用いら
れる。r(θ、φ)がθ、φに関わらず一定の場合、三次
元形状物は球となる。三次元形状物が楕円球の場合、
θ、φに応じてr(θ、φ)が変化する。ここで、r
(θ、φ)は、数値演算に用いることのできる十分大きな
値を用いる。
(1)〜(12)を用いて算出した極座標表示のポリゴ
ン頂点座標を、 X=r(θ、φ)・sinθ・cosφ ・・・(13) Y=r(θ、φ)・cosθ ・・・(14) Z=r(θ、φ)・sinθ・sinφ ・・・(15) の変換式を用いて三次元直交座標表示に変換し、形状・
座標保存部4に保存する。式(13)〜(15)におい
て、r(θ、φ)は三次元楕円球の半径であり、入力部1
0から入力され、設定保存部9に保存された値が用いら
れる。r(θ、φ)がθ、φに関わらず一定の場合、三次
元形状物は球となる。三次元形状物が楕円球の場合、
θ、φに応じてr(θ、φ)が変化する。ここで、r
(θ、φ)は、数値演算に用いることのできる十分大きな
値を用いる。
【0037】図5は、形状・座標保存部4に保存された
ポリゴン頂点座標を示す図である。図5で示されるよう
に、三次元直交座標表示のポリゴン頂点座標は、1から
始まる整数のINDEXに対応づけられて形状・座標保
存部4に保存される。また、後のマッピング情報として
のテクスチャ座標の生成に用いるため、ポリゴン頂点座
標の極座標表示の天頂角と円周角の値も保存される。
ポリゴン頂点座標を示す図である。図5で示されるよう
に、三次元直交座標表示のポリゴン頂点座標は、1から
始まる整数のINDEXに対応づけられて形状・座標保
存部4に保存される。また、後のマッピング情報として
のテクスチャ座標の生成に用いるため、ポリゴン頂点座
標の極座標表示の天頂角と円周角の値も保存される。
【0038】また、形状・座標保存部4には、各ポリゴ
ンを構成するポリゴン頂点に対応したINDEXを示す
ポリゴンリストも保存される。このポリゴンリストは、
例えば、(1、4、5)のように、一つのポリゴンを特
定する3つのINDEXの組からなり、このようなIN
DEXの組を三次元形状物を構成するポリゴン数だけ持
っている。なお、ポリゴンが三角形以上の角数からなる
面の場合は、一つのポリゴンは、3以上のINDEXの
組により特定される。
ンを構成するポリゴン頂点に対応したINDEXを示す
ポリゴンリストも保存される。このポリゴンリストは、
例えば、(1、4、5)のように、一つのポリゴンを特
定する3つのINDEXの組からなり、このようなIN
DEXの組を三次元形状物を構成するポリゴン数だけ持
っている。なお、ポリゴンが三角形以上の角数からなる
面の場合は、一つのポリゴンは、3以上のINDEXの
組により特定される。
【0039】マッピング情報生成部5は、形状・座標保
存部4に保存された三次元形状物の各ポリゴン頂点に対
して、画像保存部2に保存されたテクスチャ画像の座標
であるテクスチャ座標をマッピング情報として生成す
る。
存部4に保存された三次元形状物の各ポリゴン頂点に対
して、画像保存部2に保存されたテクスチャ画像の座標
であるテクスチャ座標をマッピング情報として生成す
る。
【0040】図6は、極を持つ三次元形状物に対して貼
り付けるテクスチャ画像の一例を示す図である。図6で
示されるテクスチャ画像は、その有効領域が最内周90
1から最外周902の間にある。一般に、極を持った三
次元形状物に対して貼り付けるテクスチャ画像は、画像
中心908からの距離と、三次元形状物の極からの天頂
角の値とが、比例関係を持っているテクスチャ画像を用
いると便利である。なお、この比例関係を持っているテ
クスチャ画像とは、必ずしも厳密な意味においての比例
関係を有しているものに限らず、多少の誤差を有し、画
像中心908からの距離と、三次元形状物の極からの天
頂角の値とが比例に近い関係を持っているテクスチャ画
像であってもよい。また、本実施の形態1では、このよ
うな比例に近い関係を持った円盤状のテクスチャ画像を
距離角度変換射影画像と呼び、この距離角度変換射影画
像を極を持った三次元形状物に射影(マッピング)する
ことを距離角度変換射影と呼ぶことにする。以下、テク
スチャ画像として、距離角度変換射影画像を用いた場合
について説明する。
り付けるテクスチャ画像の一例を示す図である。図6で
示されるテクスチャ画像は、その有効領域が最内周90
1から最外周902の間にある。一般に、極を持った三
次元形状物に対して貼り付けるテクスチャ画像は、画像
中心908からの距離と、三次元形状物の極からの天頂
角の値とが、比例関係を持っているテクスチャ画像を用
いると便利である。なお、この比例関係を持っているテ
クスチャ画像とは、必ずしも厳密な意味においての比例
関係を有しているものに限らず、多少の誤差を有し、画
像中心908からの距離と、三次元形状物の極からの天
頂角の値とが比例に近い関係を持っているテクスチャ画
像であってもよい。また、本実施の形態1では、このよ
うな比例に近い関係を持った円盤状のテクスチャ画像を
距離角度変換射影画像と呼び、この距離角度変換射影画
像を極を持った三次元形状物に射影(マッピング)する
ことを距離角度変換射影と呼ぶことにする。以下、テク
スチャ画像として、距離角度変換射影画像を用いた場合
について説明する。
【0041】また、テクスチャ画像の位置を示すテクス
チャ座標は、図6に示すようにテクスチャ画像11の中
心908が、テクスチャUV座標で(0.5,0.5)とな
り、鎖線903、904、905、906で示した部分
が、V=1.0、V=0.0、U=0.0、U=1.0となるように
定義する。このように定義されたテクスチャ座標を用い
て、 U=0.5・C1(θ、φ)・cos(φ)+0.5 ・・・(16) V=0.5・C2(θ、φ)・sin(φ)+0.5 ・・・(17) のように各ポリゴン頂点に対してテクスチャ座標を生成
する。式(16)〜(17)において、θ、φは、三次
元形状物の生成に用いた天頂角、円周角であり、係数C
1(θ,φ)、C2(θ,φ)は、天頂角θと円周角φと画
像中心からの距離の関係を表し、テクスチャ座標を生成
するための係数である。テクスチャ座標を生成するテク
スチャ座標生成データは、入力部10から入力され、設
定保存部9に保存されたものを用いる。
チャ座標は、図6に示すようにテクスチャ画像11の中
心908が、テクスチャUV座標で(0.5,0.5)とな
り、鎖線903、904、905、906で示した部分
が、V=1.0、V=0.0、U=0.0、U=1.0となるように
定義する。このように定義されたテクスチャ座標を用い
て、 U=0.5・C1(θ、φ)・cos(φ)+0.5 ・・・(16) V=0.5・C2(θ、φ)・sin(φ)+0.5 ・・・(17) のように各ポリゴン頂点に対してテクスチャ座標を生成
する。式(16)〜(17)において、θ、φは、三次
元形状物の生成に用いた天頂角、円周角であり、係数C
1(θ,φ)、C2(θ,φ)は、天頂角θと円周角φと画
像中心からの距離の関係を表し、テクスチャ座標を生成
するための係数である。テクスチャ座標を生成するテク
スチャ座標生成データは、入力部10から入力され、設
定保存部9に保存されたものを用いる。
【0042】図7は、設定保存部9に保存されたテクス
チャ座標生成データを示す図である。図7で示されるよ
うに、離散的な値の天頂角θ、及び円周角φに対して、
それぞれ係数C1とC2とが対応づけられている。係数
C1(θ,φ)、C2(θ,φ)は、天頂角が0の場合は0
となり、テクスチャ画像の最外周となる場合に1とな
る。また、テクスチャ画像の画像中心908からの距離
と天頂角θとが比例する場合では、Cを定数とすると、
C1(θ、φ)=C2(θ、φ)=C×θの関係となる。こ
のように、C1(θ,φ)とC2(θ,φ)とを(θ,φ)の
関数で与えることができる場合には、図7で示されるテ
クスチャ座標生成データは不要であり、設定保存部9に
は、テクスチャ座標生成データの代りにC1(θ,φ)と
C2(θ,φ)との関数が保存される。
チャ座標生成データを示す図である。図7で示されるよ
うに、離散的な値の天頂角θ、及び円周角φに対して、
それぞれ係数C1とC2とが対応づけられている。係数
C1(θ,φ)、C2(θ,φ)は、天頂角が0の場合は0
となり、テクスチャ画像の最外周となる場合に1とな
る。また、テクスチャ画像の画像中心908からの距離
と天頂角θとが比例する場合では、Cを定数とすると、
C1(θ、φ)=C2(θ、φ)=C×θの関係となる。こ
のように、C1(θ,φ)とC2(θ,φ)とを(θ,φ)の
関数で与えることができる場合には、図7で示されるテ
クスチャ座標生成データは不要であり、設定保存部9に
は、テクスチャ座標生成データの代りにC1(θ,φ)と
C2(θ,φ)との関数が保存される。
【0043】マッピング情報生成部5は、形状・座標保
存部4に保存されている図5で示されるポリゴン頂点座
標を参照し、その極座標を読み出して式(16)〜(1
7)に代入し、それぞれのポリゴン頂点に対するテクス
チャ座標を生成して、ポリゴン頂点座標に対応づけて形
状・座標保存部4に保存する。
存部4に保存されている図5で示されるポリゴン頂点座
標を参照し、その極座標を読み出して式(16)〜(1
7)に代入し、それぞれのポリゴン頂点に対するテクス
チャ座標を生成して、ポリゴン頂点座標に対応づけて形
状・座標保存部4に保存する。
【0044】図8は、形状・座標保存部4に保存された
テクスチャ座標を示す図である。図8で示されるよう
に、テクスチャ座標は、それぞれのポリゴン頂点に対応
づけられている。なお、テクスチャ座標の生成に用いる
係数C1,C2の値が、図7で示されるテクスチャ座標
生成データに記述している極座標(θ、φ)の値の間とな
る場合には、その間を補間して係数C1,C2の値を算
出する。極座標(θ、φ)が、テクスチャ座標生成データ
の範囲を超える場合は、外挿補間を用いる。
テクスチャ座標を示す図である。図8で示されるよう
に、テクスチャ座標は、それぞれのポリゴン頂点に対応
づけられている。なお、テクスチャ座標の生成に用いる
係数C1,C2の値が、図7で示されるテクスチャ座標
生成データに記述している極座標(θ、φ)の値の間とな
る場合には、その間を補間して係数C1,C2の値を算
出する。極座標(θ、φ)が、テクスチャ座標生成データ
の範囲を超える場合は、外挿補間を用いる。
【0045】形状・座標調整部6は、三次元形状生成部
3において生成され、形状・座標保存部4に保存された
三次元形状物の調整を行う。また、マッピング情報生成
部5において三次元形状物の各ポリゴン頂点に生成され
たテクスチャ座標の調整も行う。そのテクスチャ座標の
調整は、テクスチャ座標に線形変換を実行することによ
り行う。例えば、
3において生成され、形状・座標保存部4に保存された
三次元形状物の調整を行う。また、マッピング情報生成
部5において三次元形状物の各ポリゴン頂点に生成され
たテクスチャ座標の調整も行う。そのテクスチャ座標の
調整は、テクスチャ座標に線形変換を実行することによ
り行う。例えば、
【数1】 で示されるように、テクスチャ座標(U,V)に対して
所定の値を加減し、また、係数を乗じる。なお、テクス
チャ座標に対する線形演算は、レンダリング部7で三次
元形状物にテクスチャ画像をマッピングする際に行って
もよい。式(18)において、変換前のテクスチャ座標
を(U、V)で表し、変換後のテクスチャ座標を(U1、
V1)で表している。また、係数A、B、C、Dはテク
スチャ座標の回転、拡大・縮小を定める係数であり、係
数E、Fはテクスチャ座標の平行移動を定める係数であ
る。係数A、B、C、D、E、Fは、入力部10により
形状・座標調整部6に入力された値が用いられる。
所定の値を加減し、また、係数を乗じる。なお、テクス
チャ座標に対する線形演算は、レンダリング部7で三次
元形状物にテクスチャ画像をマッピングする際に行って
もよい。式(18)において、変換前のテクスチャ座標
を(U、V)で表し、変換後のテクスチャ座標を(U1、
V1)で表している。また、係数A、B、C、Dはテク
スチャ座標の回転、拡大・縮小を定める係数であり、係
数E、Fはテクスチャ座標の平行移動を定める係数であ
る。係数A、B、C、D、E、Fは、入力部10により
形状・座標調整部6に入力された値が用いられる。
【0046】レンダリング部7は、形状・座標保存部4
に保存された三次元形状物に対して、画像保存部2に保
存されたテクスチャ画像を張り付け、視点座標変換と、
透視変換とを実行して三次元形状物を2次元に描画した
三次元画像を生成する。このテクスチャ画像の貼り付け
においては、テクスチャ画像は、三次元形状物の内側に
貼り付けられる。すなわち、レンダリング部7が半球の
三次元形状物にテクスチャ画像を貼り付けた場合には、
プラネタリウムで円天井に映像が投影されたような、テ
クスチャ画像の貼り付けられた三次元形状物が構成され
る。三次元画像の生成に用いる視点位置、注視点位置、
描画する画角などは、入力部10から入力され設定保存
部9に保存された値を用いる。
に保存された三次元形状物に対して、画像保存部2に保
存されたテクスチャ画像を張り付け、視点座標変換と、
透視変換とを実行して三次元形状物を2次元に描画した
三次元画像を生成する。このテクスチャ画像の貼り付け
においては、テクスチャ画像は、三次元形状物の内側に
貼り付けられる。すなわち、レンダリング部7が半球の
三次元形状物にテクスチャ画像を貼り付けた場合には、
プラネタリウムで円天井に映像が投影されたような、テ
クスチャ画像の貼り付けられた三次元形状物が構成され
る。三次元画像の生成に用いる視点位置、注視点位置、
描画する画角などは、入力部10から入力され設定保存
部9に保存された値を用いる。
【0047】また、レンダリング部7に奥行き情報付画
像が入力されれば、テクスチャ画像をマッピングした三
次元形状物と奥行き情報付画像とに対して、画素ごとに
奥行き比較を行い、奥行きが小さい、つまり手前の画像
を残す画像描画を行う。また、前景カメラ12を用い
て、前景となる物体や人物などの映像を撮影し、この映
像に奥行き値を加えることで、テクスチャ画像11を貼
り付けた極を持つ三次元形状物に対して、前景カメラ1
2で撮影した映像を合成することができる。画像出力部
8は、レンダリング部7で生成した画像を、モニタ画
面、プリンタ等に出力する。
像が入力されれば、テクスチャ画像をマッピングした三
次元形状物と奥行き情報付画像とに対して、画素ごとに
奥行き比較を行い、奥行きが小さい、つまり手前の画像
を残す画像描画を行う。また、前景カメラ12を用い
て、前景となる物体や人物などの映像を撮影し、この映
像に奥行き値を加えることで、テクスチャ画像11を貼
り付けた極を持つ三次元形状物に対して、前景カメラ1
2で撮影した映像を合成することができる。画像出力部
8は、レンダリング部7で生成した画像を、モニタ画
面、プリンタ等に出力する。
【0048】設定保存部9は、入力部10から入力され
たデータ等を保存する。設定保存部9には、例えば、図
7で示されるテクスチャ座標生成データや、三次元形状
生成部3での三次元形状物の生成に用いられるθ0、
φ0、あるいはレンダリング部7において用いられる視
点座標の値などが保存される。入力部10には、設定保
存部9に保存されるデータ等が入力される。入力部10
としては、例えば、キーボードや、三次元画像生成装置
の外部からのデータ入力等を受け付けるインターフェー
スなどがある。
たデータ等を保存する。設定保存部9には、例えば、図
7で示されるテクスチャ座標生成データや、三次元形状
生成部3での三次元形状物の生成に用いられるθ0、
φ0、あるいはレンダリング部7において用いられる視
点座標の値などが保存される。入力部10には、設定保
存部9に保存されるデータ等が入力される。入力部10
としては、例えば、キーボードや、三次元画像生成装置
の外部からのデータ入力等を受け付けるインターフェー
スなどがある。
【0049】図9は、図1の三次元画像生成装置を、C
PU21を用いて実現した場合のハードウエア構成を示
す図である。図9において、CPU21には、画像取込
部1や入力部10に相当する入力手段22と、画像出力
部8に相当する出力手段23と、画像保存部2や形状・
座標保存部4、設定保存部9に相当するメモリ24、及
びファイル機器25とがバス26を介して接続されてい
る。
PU21を用いて実現した場合のハードウエア構成を示
す図である。図9において、CPU21には、画像取込
部1や入力部10に相当する入力手段22と、画像出力
部8に相当する出力手段23と、画像保存部2や形状・
座標保存部4、設定保存部9に相当するメモリ24、及
びファイル機器25とがバス26を介して接続されてい
る。
【0050】入力手段22には、テクスチャ座標生成デ
ータ、マッピング調整のパラメータ、テクスチャ画像、
他の三次元画像生成装置の画像出力結果が入力され、入
力されたデータ等は、ファイル機器25あるいはメモリ
24に保存される。ファイル機器25は、テクスチャ画
像、テクスチャ座標生成データ、ポリゴン頂点座標、本
実施の形態1による三次元画像生成方法を順次実行する
三次元画像生成プログラムを保存する。
ータ、マッピング調整のパラメータ、テクスチャ画像、
他の三次元画像生成装置の画像出力結果が入力され、入
力されたデータ等は、ファイル機器25あるいはメモリ
24に保存される。ファイル機器25は、テクスチャ画
像、テクスチャ座標生成データ、ポリゴン頂点座標、本
実施の形態1による三次元画像生成方法を順次実行する
三次元画像生成プログラムを保存する。
【0051】CPU21は、ファイル機器25に保存さ
れている三次元画像生成プログラムを解釈し、順次、テ
クスチャ画像をマッピングする三次元形状物を生成し、
その三次元形状物にテクスチャ画像を貼り付け、三次元
画像生成し、他の三次元画像生成装置の出力結果と合成
し、ファイル機器25に画像生成結果として保存する
か、あるいは出力手段23に出力する。メモリ24に
は、三次元画像生成する際に、三次元形状物、テクスチ
ャ画像、三次元画像生成した結果が保存される。出力手
段23は、ファイル機器25あるいはメモリ24に保存
された、三次元画像生成した結果を出力するものであ
る。
れている三次元画像生成プログラムを解釈し、順次、テ
クスチャ画像をマッピングする三次元形状物を生成し、
その三次元形状物にテクスチャ画像を貼り付け、三次元
画像生成し、他の三次元画像生成装置の出力結果と合成
し、ファイル機器25に画像生成結果として保存する
か、あるいは出力手段23に出力する。メモリ24に
は、三次元画像生成する際に、三次元形状物、テクスチ
ャ画像、三次元画像生成した結果が保存される。出力手
段23は、ファイル機器25あるいはメモリ24に保存
された、三次元画像生成した結果を出力するものであ
る。
【0052】このように、図9で示される、CPU21
を用いた装置に三次元画像生成方法を実現するプログラ
ムを記録した記録媒体を供給し、その装置のCPU21
が該記録媒体に格納されたプログラムを読み出し実行す
ることによっても、三次元画像生成装置を実現すること
ができる。
を用いた装置に三次元画像生成方法を実現するプログラ
ムを記録した記録媒体を供給し、その装置のCPU21
が該記録媒体に格納されたプログラムを読み出し実行す
ることによっても、三次元画像生成装置を実現すること
ができる。
【0053】なお、プログラムを記録する記録媒体とし
ては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハー
ドディスク、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディス
ク、CD−ROM、DVD−RAM、磁気テープ、不揮
発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
ては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハー
ドディスク、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディス
ク、CD−ROM、DVD−RAM、磁気テープ、不揮
発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
【0054】次に、三次元画像生成装置の動作、及び三
次元画像生成方法について説明する。まず、ポリゴンか
ら構成される三次元形状物に貼り付けるテクスチャ画像
11を画像取込部1により取り込み、画像保存部2に保
存する。また、予め作成されたテクスチャ座標生成デー
タや三次元形状物の生成に用いられる(θ0、φ0)、ある
いはレンダリングにおいて用いられる視点座標などは、
入力部10により入力され、設定保存部9に保存され
る。
次元画像生成方法について説明する。まず、ポリゴンか
ら構成される三次元形状物に貼り付けるテクスチャ画像
11を画像取込部1により取り込み、画像保存部2に保
存する。また、予め作成されたテクスチャ座標生成デー
タや三次元形状物の生成に用いられる(θ0、φ0)、ある
いはレンダリングにおいて用いられる視点座標などは、
入力部10により入力され、設定保存部9に保存され
る。
【0055】図10は、三次元画像生成方法を示すフロ
ーチャートである。ステップS11において、三次元形
状生成部3は、テクスチャ画像11を貼り付けるべきポ
リゴンから構成される三次元形状物を式(1)〜(1
2)を用いて生成する。そして、式(13)〜(15)
を用いて、極座標から三次元直交座標に変換し、その生
成した三次元直交座標のポリゴン頂点座標とポリゴンリ
ストとを形状・座標保存部4に保存する。
ーチャートである。ステップS11において、三次元形
状生成部3は、テクスチャ画像11を貼り付けるべきポ
リゴンから構成される三次元形状物を式(1)〜(1
2)を用いて生成する。そして、式(13)〜(15)
を用いて、極座標から三次元直交座標に変換し、その生
成した三次元直交座標のポリゴン頂点座標とポリゴンリ
ストとを形状・座標保存部4に保存する。
【0056】なお、必要であれば、図6で示されるテク
スチャ画像として有効な部分を取り込んだときに、領域
907に外接する直線903、904、905、906
を用いてテクスチャ画像のトリミングを行ってもよい。
トリミングの指定方法の例として、図6で示されるよう
に、テクスチャ画像と直線903、904、905、9
06とをモニタなどに描画し、マウス、キーボードなど
を用いて、直線903、904、905、906を左
右、上下に移動させ、有効な領域として用いる領域90
7に接するようにする方法がある。あるいは、取り込ん
だテクスチャ画像の有効な領域907を移動、あるいは
拡大・縮小させ、直線903、904、905、906
に接する方法もある。
スチャ画像として有効な部分を取り込んだときに、領域
907に外接する直線903、904、905、906
を用いてテクスチャ画像のトリミングを行ってもよい。
トリミングの指定方法の例として、図6で示されるよう
に、テクスチャ画像と直線903、904、905、9
06とをモニタなどに描画し、マウス、キーボードなど
を用いて、直線903、904、905、906を左
右、上下に移動させ、有効な領域として用いる領域90
7に接するようにする方法がある。あるいは、取り込ん
だテクスチャ画像の有効な領域907を移動、あるいは
拡大・縮小させ、直線903、904、905、906
に接する方法もある。
【0057】また、三次元形状生成部3は、入力部10
からの入力により、予め設定保存部9に保存されている
テクスチャ画像11の有効領域を読み取り、そのテクス
チャ画像11の有効領域のうち、最も天頂に近い天頂角
にas×θ0が等しくなるようなasをaの開始値と
し、最も天頂から遠い位置の天頂角にae×θ0が等し
くなるようなaeをaの終了値として、三次元形状物を
生成する。すなわち、ここで生成される三次元形状物
は、テクスチャ画像の有効領域に対応した全球の一部を
切り取った三次元形状物となる。ここで、as、aeが
整数とならない場合は、それに最も近い整数をとる。
からの入力により、予め設定保存部9に保存されている
テクスチャ画像11の有効領域を読み取り、そのテクス
チャ画像11の有効領域のうち、最も天頂に近い天頂角
にas×θ0が等しくなるようなasをaの開始値と
し、最も天頂から遠い位置の天頂角にae×θ0が等し
くなるようなaeをaの終了値として、三次元形状物を
生成する。すなわち、ここで生成される三次元形状物
は、テクスチャ画像の有効領域に対応した全球の一部を
切り取った三次元形状物となる。ここで、as、aeが
整数とならない場合は、それに最も近い整数をとる。
【0058】ステップS12において、マッピング情報
生成部5は、設定保存部9に保存されたテクスチャ座標
生成データを参照して式(16)〜(17)を用いることに
より、形状・座標保存部4に保存された三次元形状物を
構成する各ポリゴン頂点に対してテクスチャ座標を生成
し、ポリゴン頂点座標の値に対応づけて形状・座標保存
部4に保存する。
生成部5は、設定保存部9に保存されたテクスチャ座標
生成データを参照して式(16)〜(17)を用いることに
より、形状・座標保存部4に保存された三次元形状物を
構成する各ポリゴン頂点に対してテクスチャ座標を生成
し、ポリゴン頂点座標の値に対応づけて形状・座標保存
部4に保存する。
【0059】ステップS13において、レンダリング部
7は、形状・座標保存部4に保存された三次元形状物に
テクスチャ座標を用いて画像保存部2に保存されたテク
スチャ座標を貼り付け、設定保存部9から取り込んだ視
点、注視点、画角を用いて、視点座標変換と透視変換と
を実行し、三次元表示し、表示結果を画像出力部8に出
力する。
7は、形状・座標保存部4に保存された三次元形状物に
テクスチャ座標を用いて画像保存部2に保存されたテク
スチャ座標を貼り付け、設定保存部9から取り込んだ視
点、注視点、画角を用いて、視点座標変換と透視変換と
を実行し、三次元表示し、表示結果を画像出力部8に出
力する。
【0060】また、他の三次元画像生成装置から入力さ
れた奥行き付画像、あるいは前景カメラ12からの映像
がある場合には、その画像、あるいは映像を読み込み、
ステップS11で生成された三次元形状物に対するレン
ダリング結果と奥行き比較して手前にあるものを残し、
その結果を画像出力部8に出力する。例えば、テクスチ
ャ画像がどこかの風景画像であり、前景カメラ12によ
り人物の映像を撮影し、その人物の映像をテクスチャ画
像としての風景画像の手前に配置することにより、まる
で、その人物がその風景の場所に行っているかのような
映像を得ることができる。
れた奥行き付画像、あるいは前景カメラ12からの映像
がある場合には、その画像、あるいは映像を読み込み、
ステップS11で生成された三次元形状物に対するレン
ダリング結果と奥行き比較して手前にあるものを残し、
その結果を画像出力部8に出力する。例えば、テクスチ
ャ画像がどこかの風景画像であり、前景カメラ12によ
り人物の映像を撮影し、その人物の映像をテクスチャ画
像としての風景画像の手前に配置することにより、まる
で、その人物がその風景の場所に行っているかのような
映像を得ることができる。
【0061】ステップS14において、画像出力部8
は、レンダリング部7から入力された三次元画像を、モ
ニタ(図示せず)に出力し、必要であればハードディス
クドライブやメモリなどのデータ記録装置(図示せ
ず)、あるいはプリンタ(図示せず)のような外部接続
機器などに出力する。モニタに三次元画像が出力される
ことにより、ユーザは、三次元形状物と、その三次元形
状物に対するレンダリング結果とを確認することができ
る。
は、レンダリング部7から入力された三次元画像を、モ
ニタ(図示せず)に出力し、必要であればハードディス
クドライブやメモリなどのデータ記録装置(図示せ
ず)、あるいはプリンタ(図示せず)のような外部接続
機器などに出力する。モニタに三次元画像が出力される
ことにより、ユーザは、三次元形状物と、その三次元形
状物に対するレンダリング結果とを確認することができ
る。
【0062】ステップS15において、ユーザは、モニ
タに表示された三次元形状物を確認し、その三次元形状
物が適切なものであるか否かを判断する。そして、適切
でない場合には、ステップS17に進み、三次元形状物
が適切なものであれば、ステップS16に進む。
タに表示された三次元形状物を確認し、その三次元形状
物が適切なものであるか否かを判断する。そして、適切
でない場合には、ステップS17に進み、三次元形状物
が適切なものであれば、ステップS16に進む。
【0063】ステップS16において、ユーザは、モニ
タに表示されたレンダリングの結果を確認し、そのレン
ダリングの結果が適切なものであるか否かを判断する。
そして、適切でない場合には、ステップS18に進み、
レンダリングの結果が適切なものであれば、三次元画像
生成処理は終了となる。
タに表示されたレンダリングの結果を確認し、そのレン
ダリングの結果が適切なものであるか否かを判断する。
そして、適切でない場合には、ステップS18に進み、
レンダリングの結果が適切なものであれば、三次元画像
生成処理は終了となる。
【0064】ステップS17において、形状・座標調整
部6は、形状・座標保存部4に保存された三次元形状
物、すなわち三次元形状物を構成するポリゴンの頂点座
標に対して、特定のポリゴン頂点座標を変更する部分的
な補正や、全てのポリゴン頂点を回転させる回転行列を
全てのポリゴン頂点に作用させる全体的な補正などを行
い、その補正した結果を形状・座標保存部4に保存す
る。そして、ステップS12に進む。
部6は、形状・座標保存部4に保存された三次元形状
物、すなわち三次元形状物を構成するポリゴンの頂点座
標に対して、特定のポリゴン頂点座標を変更する部分的
な補正や、全てのポリゴン頂点を回転させる回転行列を
全てのポリゴン頂点に作用させる全体的な補正などを行
い、その補正した結果を形状・座標保存部4に保存す
る。そして、ステップS12に進む。
【0065】ステップS18において、形状・座標調整
部6は、形状・座標保存部4に保存された特定のテクス
チャ座標を変更する部分的な補正や、全てのテクスチャ
座標を変更する、式(18)に示したようなテクスチャ座
標の線形演算を行う全体的な補正などを行う。そして、
ステップS13に進む。
部6は、形状・座標保存部4に保存された特定のテクス
チャ座標を変更する部分的な補正や、全てのテクスチャ
座標を変更する、式(18)に示したようなテクスチャ座
標の線形演算を行う全体的な補正などを行う。そして、
ステップS13に進む。
【0066】以上のように、本実施の形態1による三次
元画像生成装置、及び三次元画像生成方法によれば、三
次元コンピュータ・グラフィックスを用いて極が存在す
る三次元形状物にテクスチャ画像をマッピングして描画
する三次元画像生成装置において、極付近でのポリゴン
分割数が少なく、極から離れるにしたがってポリゴン分
割数が多くなる三次元形状物を生成する三次元形状生成
部3と、設定保存部9に保存されたテクスチャ座標生成
データを用いてテクスチャ座標を生成するマッピング情
報生成部5とを備えたことで、極を持った三次元形状物
に対して均等な大きさで、適切な数のポリゴンから構成
される三次元形状物を生成することができ、また、画像
中心からの距離と三次元形状物の極からの天頂角の値と
が比例に近い関係を持っている円盤状のテクスチャ画像
である距離角度変換射影画像を、極を持った三次元形状
物に適切に貼り付けるためのテクスチャ座標を生成する
ことができる。これにより、ポリゴン密度が必要以上に
高くなることによる処理負担を軽減することができ、三
次元形状物に関するデータ量の軽減を実現することがで
きる。
元画像生成装置、及び三次元画像生成方法によれば、三
次元コンピュータ・グラフィックスを用いて極が存在す
る三次元形状物にテクスチャ画像をマッピングして描画
する三次元画像生成装置において、極付近でのポリゴン
分割数が少なく、極から離れるにしたがってポリゴン分
割数が多くなる三次元形状物を生成する三次元形状生成
部3と、設定保存部9に保存されたテクスチャ座標生成
データを用いてテクスチャ座標を生成するマッピング情
報生成部5とを備えたことで、極を持った三次元形状物
に対して均等な大きさで、適切な数のポリゴンから構成
される三次元形状物を生成することができ、また、画像
中心からの距離と三次元形状物の極からの天頂角の値と
が比例に近い関係を持っている円盤状のテクスチャ画像
である距離角度変換射影画像を、極を持った三次元形状
物に適切に貼り付けるためのテクスチャ座標を生成する
ことができる。これにより、ポリゴン密度が必要以上に
高くなることによる処理負担を軽減することができ、三
次元形状物に関するデータ量の軽減を実現することがで
きる。
【0067】なお、本実施の形態1で説明した三次元画
像生成装置は、図9で示されるようにプログラム制御に
よるソフトウエアで構成してもよく、あるいは、専用の
ハードウエアを用いて構成してもよい。また、画像取込
部1は、テクスチャ画像11を取り込むとしたが、画像
取込部1が動画である映像を取り込み、その映像の所定
のフレーム画像をテクスチャ画像として用いてもよい。
像生成装置は、図9で示されるようにプログラム制御に
よるソフトウエアで構成してもよく、あるいは、専用の
ハードウエアを用いて構成してもよい。また、画像取込
部1は、テクスチャ画像11を取り込むとしたが、画像
取込部1が動画である映像を取り込み、その映像の所定
のフレーム画像をテクスチャ画像として用いてもよい。
【0068】また、本実施の形態1では、テクスチャ画
像は図6で示されるような円盤状のものとしたが、その
円盤状のテクスチャ画像は、図6に示されるように厳密
な意味での円形でなくても、楕円形であったり、やや矩
形に近い形、あるいは少し歪んでいるものであってもよ
い。
像は図6で示されるような円盤状のものとしたが、その
円盤状のテクスチャ画像は、図6に示されるように厳密
な意味での円形でなくても、楕円形であったり、やや矩
形に近い形、あるいは少し歪んでいるものであってもよ
い。
【0069】また、三次元形状生成部3における三次元
形状物のポリゴン分割において、本実施の形態1では、
三角形のポリゴンに分割する場合について示したが、こ
れは一例であって、例えば、任意の多角形にポリゴン分
割してもよく、同様の効果が得られる。
形状物のポリゴン分割において、本実施の形態1では、
三角形のポリゴンに分割する場合について示したが、こ
れは一例であって、例えば、任意の多角形にポリゴン分
割してもよく、同様の効果が得られる。
【0070】また、本実施の形態1では、三次元形状生
成部3の生成する三次元形状物が、全球の一部を三次元
形状物として生成する場合を例に説明したが、三次元形
状物は任意の形状でもよく、天頂角がテクスチャ画像と
して有効となる範囲に収まるような三次元形状物を用い
ることができる。テクスチャ画像が楕円に近ければ、三
次元形状物として楕円球を生成してもよく、テクスチャ
画像の特性に応じた三次元形状物の生成を行う。
成部3の生成する三次元形状物が、全球の一部を三次元
形状物として生成する場合を例に説明したが、三次元形
状物は任意の形状でもよく、天頂角がテクスチャ画像と
して有効となる範囲に収まるような三次元形状物を用い
ることができる。テクスチャ画像が楕円に近ければ、三
次元形状物として楕円球を生成してもよく、テクスチャ
画像の特性に応じた三次元形状物の生成を行う。
【0071】また、本実施の形態1では、三次元形状生
成部3がテクスチャ画像の有効領域に対してのみ三次元
形状物を生成するとしたが、これは一例であって、例え
ば、三次元形状生成部3は、全球や楕円球などの三次元
形状物を生成し、レンダリング部7が、三次元形状物に
テクスチャ画像の有効領域に対応する部分のみを貼り付
け、テクスチャ画像の無効領域、すなわちテクスチャ画
像の有効領域外に対しては、テクスチャ画像の貼り付け
を行なわず、前記テクスチャ画像が貼り付けられた三次
元形状物の部分のみを画像表示するようにしてもよい。
成部3がテクスチャ画像の有効領域に対してのみ三次元
形状物を生成するとしたが、これは一例であって、例え
ば、三次元形状生成部3は、全球や楕円球などの三次元
形状物を生成し、レンダリング部7が、三次元形状物に
テクスチャ画像の有効領域に対応する部分のみを貼り付
け、テクスチャ画像の無効領域、すなわちテクスチャ画
像の有効領域外に対しては、テクスチャ画像の貼り付け
を行なわず、前記テクスチャ画像が貼り付けられた三次
元形状物の部分のみを画像表示するようにしてもよい。
【0072】また、本実施の形態1におけるθ0、φ
0は、それぞれ、kθ0=90°、nφ0=360°とな
る整数k、及び整数nが存在するとしたが、本実施の形
態1の本質は、天頂角θが同じ値となる個所にポリゴン
頂点を生成することであり、上記の式をみたすk及びn
は整数でなくてもよい。なお、本実施の形態1では、上
述のように天頂角θが同じ値となる個所にポリゴン頂点
を生成することとしたが、極から離れるにしたがってポ
リゴン分割数が増加するのであれば、天頂角θが同じ値
となる個所にポリゴン頂点を生成しなくてもよい。
0は、それぞれ、kθ0=90°、nφ0=360°とな
る整数k、及び整数nが存在するとしたが、本実施の形
態1の本質は、天頂角θが同じ値となる個所にポリゴン
頂点を生成することであり、上記の式をみたすk及びn
は整数でなくてもよい。なお、本実施の形態1では、上
述のように天頂角θが同じ値となる個所にポリゴン頂点
を生成することとしたが、極から離れるにしたがってポ
リゴン分割数が増加するのであれば、天頂角θが同じ値
となる個所にポリゴン頂点を生成しなくてもよい。
【0073】また、本実施の形態1では、設定保存部9
に保存されたテクスチャ画像の有効領域を用いてその有
効領域に対応した三次元形状物を三次元形状生成部3が
生成するとしたが、テクスチャ画像の有効領域が、テク
スチャ画像を取り込むごとに個別に設定され、その設定
された有効領域を用いて三次元形状生成部3が有効領域
に対応した三次元形状物を生成してもよい。
に保存されたテクスチャ画像の有効領域を用いてその有
効領域に対応した三次元形状物を三次元形状生成部3が
生成するとしたが、テクスチャ画像の有効領域が、テク
スチャ画像を取り込むごとに個別に設定され、その設定
された有効領域を用いて三次元形状生成部3が有効領域
に対応した三次元形状物を生成してもよい。
【0074】また、本実施の形態1では、図5で示され
るポリゴン頂点座標とポリゴンリストとが形状・座標保
存部4に保存されることとしたが、これは一例であっ
て、例えば、ポリゴンごとに当該ポリゴンの頂点座標が
形状・座標保存部4に保存されるようにしてもよい。こ
の場合には、ポリゴンごとにポリゴン頂点座標が保存さ
れているため、ポリゴンリストは不要である。このポリ
ゴン頂点座標にテクスチャ座標を生成するときには、テ
クスチャ座標もポリゴンごとに当該ポリゴンの頂点座標
に対応づけて保存される。
るポリゴン頂点座標とポリゴンリストとが形状・座標保
存部4に保存されることとしたが、これは一例であっ
て、例えば、ポリゴンごとに当該ポリゴンの頂点座標が
形状・座標保存部4に保存されるようにしてもよい。こ
の場合には、ポリゴンごとにポリゴン頂点座標が保存さ
れているため、ポリゴンリストは不要である。このポリ
ゴン頂点座標にテクスチャ座標を生成するときには、テ
クスチャ座標もポリゴンごとに当該ポリゴンの頂点座標
に対応づけて保存される。
【0075】また、本実施の形態1ではマッピング情報
生成部5が各ポリゴン頂点にマッピング情報としてのテ
クスチャ座標を生成するとしたが、これは一例であっ
て、例えば、マッピング情報生成部5が各ポリゴン頂点
に対応するテクスチャ座標をマッピング情報としての関
数として生成してもよい。
生成部5が各ポリゴン頂点にマッピング情報としてのテ
クスチャ座標を生成するとしたが、これは一例であっ
て、例えば、マッピング情報生成部5が各ポリゴン頂点
に対応するテクスチャ座標をマッピング情報としての関
数として生成してもよい。
【0076】また、図6で示されるテクスチャ画像とし
ての距離角度変換射影画像の最内周901は、画像中心
908と同一、つまり天頂角が0度となってもよい。ま
た、図5、及び図8で示されるように、形状・座標保存
部4には、ポリゴン頂点座標と極座標との両方が保存さ
れるとしたが、いずれか一方のみが形状・座標保存部4
に保存され、保存されなかった座標が必要な場合には、
保存されている座標から算出してもよい。
ての距離角度変換射影画像の最内周901は、画像中心
908と同一、つまり天頂角が0度となってもよい。ま
た、図5、及び図8で示されるように、形状・座標保存
部4には、ポリゴン頂点座標と極座標との両方が保存さ
れるとしたが、いずれか一方のみが形状・座標保存部4
に保存され、保存されなかった座標が必要な場合には、
保存されている座標から算出してもよい。
【0077】また、本実施の形態1では、取り込むテク
スチャ画像の形状が図6で示されるような形状に設定さ
れており、設定保存部9に保存されているテクスチャ画
像の有効領域等を用いて三次元形状物の生成、マッピン
グ情報の生成、及びレンダリングとを行うとしたが、取
り込むテクスチャ画像の形状が毎回異なる場合には、テ
クスチャ画像の取り込み毎に有効領域の設定などを行
い、その設定によって三次元形状物の生成等を行う構成
としてもよい。
スチャ画像の形状が図6で示されるような形状に設定さ
れており、設定保存部9に保存されているテクスチャ画
像の有効領域等を用いて三次元形状物の生成、マッピン
グ情報の生成、及びレンダリングとを行うとしたが、取
り込むテクスチャ画像の形状が毎回異なる場合には、テ
クスチャ画像の取り込み毎に有効領域の設定などを行
い、その設定によって三次元形状物の生成等を行う構成
としてもよい。
【0078】また、本実施の形態1では、レンダリング
部7が三次元形状物の内側にテクスチャ画像を張りつけ
るとしたが、レンダリング部7は、三次元形状物の外側
にテクスチャ画像を貼り付けてもよい。
部7が三次元形状物の内側にテクスチャ画像を張りつけ
るとしたが、レンダリング部7は、三次元形状物の外側
にテクスチャ画像を貼り付けてもよい。
【0079】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の三次元画像生成装置、及びその方法によれば、三次元
コンピュータ・グラフィックスを用いて極が存在する三
次元形状物にテクスチャ画像をマッピングして描画する
際に、極付近でのポリゴン分割数が少なく、極から離れ
るにしたがってポリゴン分割数が多くなる三次元形状物
を生成し、テクスチャ座標生成データを用いてテクスチ
ャ座標を生成することにより、均等なポリゴンの大きさ
で、かつ最適なポリゴン数である三次元形状物を生成す
ることができ、また、画像中心からの距離と三次元形状
物の極からの天頂角の値とが比例に近い関係を持ってい
る円盤状のテクスチャ画像である距離角度変換射影画像
を、極を持った三次元形状物に適切に貼り付けるための
テクスチャ座標を生成することができる。これにより、
ポリゴン密度が必要以上に高くなることによる処理負担
の増加を防止することができ、三次元形状物に関するデ
ータ量の軽減を実現することができる。
の三次元画像生成装置、及びその方法によれば、三次元
コンピュータ・グラフィックスを用いて極が存在する三
次元形状物にテクスチャ画像をマッピングして描画する
際に、極付近でのポリゴン分割数が少なく、極から離れ
るにしたがってポリゴン分割数が多くなる三次元形状物
を生成し、テクスチャ座標生成データを用いてテクスチ
ャ座標を生成することにより、均等なポリゴンの大きさ
で、かつ最適なポリゴン数である三次元形状物を生成す
ることができ、また、画像中心からの距離と三次元形状
物の極からの天頂角の値とが比例に近い関係を持ってい
る円盤状のテクスチャ画像である距離角度変換射影画像
を、極を持った三次元形状物に適切に貼り付けるための
テクスチャ座標を生成することができる。これにより、
ポリゴン密度が必要以上に高くなることによる処理負担
の増加を防止することができ、三次元形状物に関するデ
ータ量の軽減を実現することができる。
【0080】また、テクスチャ画像の有効な範囲に納ま
る三次元形状物を生成することにより、必要以上の三次
元形状物を生成することによるデータ量の増加を防止す
ることができる。
る三次元形状物を生成することにより、必要以上の三次
元形状物を生成することによるデータ量の増加を防止す
ることができる。
【0081】また、レンダリング部がテクスチャ画像の
有効領域に対応する三次元形状物のみを描画し、テクス
チャ画像の無効領域に対応する三次元形状物を描画しな
いことにより、データ量と、レンダリングにかかる時間
との削減を実現できる。
有効領域に対応する三次元形状物のみを描画し、テクス
チャ画像の無効領域に対応する三次元形状物を描画しな
いことにより、データ量と、レンダリングにかかる時間
との削減を実現できる。
【図1】本発明の実施の形態1による三次元画像生成装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態1による画像保存部に保存
されたテクスチャ画像データを示す図である。
されたテクスチャ画像データを示す図である。
【図3】本発明の実施の形態1による三次元形状生成部
の三次元形状物の生成について説明するための図であ
る。
の三次元形状物の生成について説明するための図であ
る。
【図4】本発明の実施の形態1による天頂側から球を見
た場合のポリゴン分割の一例を示す図である。
た場合のポリゴン分割の一例を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態1による形状・座標保存部
に保存されたポリゴン頂点座標を示す図である。
に保存されたポリゴン頂点座標を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態1による極を持つ三次元形
状物に対して貼り付けるテクスチャ画像の一例を示す図
である。
状物に対して貼り付けるテクスチャ画像の一例を示す図
である。
【図7】本発明の実施の形態1による設定保存部に保存
されたテクスチャ座標生成データを示す図である。
されたテクスチャ座標生成データを示す図である。
【図8】本発明の実施の形態1による形状・座標保存部
に保存されたテクスチャ座標を示す図である。
に保存されたテクスチャ座標を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態1による三次元画像生成装
置を、CPUを用いて実現した場合のハードウエア構成
を示す図である。
置を、CPUを用いて実現した場合のハードウエア構成
を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態1による三次元画像生成
方法を示すフローチャートである。
方法を示すフローチャートである。
【図11】従来の三次元画像生成方法を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図12】従来のポリゴン分割された三次元形状物の一
例を示す図である。
例を示す図である。
1 画像取込部 2 画像保存部 3 三次元形状生成部 4 形状・座標保存部 5 マッピング情報生成部 6 形状・座標調整部 7 レンダリング部 8 画像出力部 9 設定保存部 10 入力部 11 テクスチャ画像 12 前景カメラ 21 CPU 22 入力手段 23 出力手段 24 メモリ 25 ファイル機器 26 バス 801、802 天頂 803 赤道 810〜815 頂点 901 再内周 902 最外周 908 画像中心
Claims (15)
- 【請求項1】 三次元形状物にテクスチャ画像を貼り付
けて三次元画像を描画する三次元画像生成装置におい
て、 ポリゴンから構成される、極を持った三次元形状物を生
成する三次元形状生成部と、 前記三次元形状物と円盤状のテクスチャ画像とを対応づ
けるマッピング情報を生成するマッピング情報生成部
と、 前記マッピング情報を用いて前記三次元形状物に前記テ
クスチャ画像を貼り付け、前記テクスチャ画像の貼り付
けられた前記三次元形状物を画像表示するレンダリング
部とを備えたことを特徴とする三次元画像生成装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の三次元画像生成装置にお
いて、 前記円盤状のテクスチャ画像が、該テクスチャ画像の中
心からの距離と前記三次元形状物の極からの天頂角とが
比例関係を持った距離角度変換射影画像であることを特
徴とする三次元画像生成装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の三次元画像生成
装置において、 前記三次元形状生成部が、前記三次元形状物の極から離
れるにしたがってポリゴン分割数が増加する三次元形状
物を生成することを特徴とする三次元画像生成装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の三次元画像生成装置にお
いて、 前記三次元形状生成部が、極から所定の天頂角ごとに描
かれた緯線を、極から離れるにしたがって分割数が増加
するように等分割した分割点をポリゴンの頂点とする三
次元形状物を生成することを特徴とする三次元画像生成
装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の三
次元画像生成装置において、 前記三次元形状生成部が、テクスチャ画像の有効領域に
対応する三次元形状物のみを生成することを特徴とする
三次元画像生成装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし4のいずれかに記載の三
次元画像生成装置において、 前記レンダリング部が、三次元形状物にテクスチャ画像
の有効領域に対応する部分のみを貼り付け、前記テクス
チャ画像が貼り付けられた三次元形状物の部分のみを画
像表示することを特徴とする三次元画像生成装置。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の三
次元画像生成装置において、 前記レンダリング部は、外部からの画像を読み込み、該
画像と前記テクスチャ画像の貼り付けられた三次元形状
物の三次元画像とを合成した画像を生成することを特徴
とする三次元画像生成装置。 - 【請求項8】 三次元形状物にテクスチャ画像を貼り付
けて三次元画像を描画する三次元画像生成方法におい
て、 ポリゴンから構成される、極を持った三次元形状物を生
成する三次元形状生成ステップと、 前記三次元形状物と円盤状のテクスチャ画像とを対応づ
けるマッピング情報を生成するマッピング情報生成ステ
ップと、 前記マッピング情報を用いて前記三次元形状物に前記テ
クスチャ画像を貼り付け、該テクスチャ画像の貼り付け
られた前記三次元形状物を画像表示するレンダリングス
テップとを備えたことを特徴とする三次元画像生成方
法。 - 【請求項9】 請求項8記載の三次元画像生成方法にお
いて、 前記円盤状のテクスチャ画像が、該テクスチャ画像の中
心からの距離と前記三次元形状物の極からの天頂角とが
比例関係を持った距離角度変換射影画像であることを特
徴とする三次元画像生成方法。 - 【請求項10】 請求項8または9記載の三次元画像生
成方法において、 前記三次元形状生成ステップで、前記三次元形状物の極
から離れるにしたがってポリゴン分割数が増加する三次
元形状物を生成することを特徴とする三次元画像生成方
法。 - 【請求項11】 請求項10記載の三次元画像生成方法
において、 前記三次元形状生成ステップで、極から所定の天頂角ご
とに描かれた緯線を、極から離れるにしたがって分割数
が増加するように等分割した分割点をポリゴンの頂点と
する三次元形状物を生成することを特徴とする三次元画
像生成方法。 - 【請求項12】 請求項8ないし11のいずれかに記載
の三次元画像生成方法において、 前記三次元形状生成ステップで、テクスチャ画像の有効
領域に対応する三次元形状物のみを生成することを特徴
とする三次元画像生成方法。 - 【請求項13】 請求項8ないし11のいずれかに記載
の三次元画像生成方法において、 前記レンダリングステップで、三次元形状物にテクスチ
ャ画像の有効領域に対応する部分のみを貼り付け、前記
テクスチャ画像が貼り付けられた三次元形状物の部分の
みを画像表示することを特徴とする三次元画像生成方
法。 - 【請求項14】 請求項8ないし13のいずれかに記載
の三次元画像生成方法において、 前記レンダリングステップで、前記三次元形状物以外の
外部からの画像を読み込み、該画像と前記テクスチャ画
像の貼り付けられた三次元形状物の三次元画像とを合成
した画像を生成することを特徴とする三次元画像生成方
法。 - 【請求項15】 ポリゴンから構成される、極を持った
三次元形状物を生成するステップと、 前記三次元形状物と円盤状のテクスチャ画像とを対応づ
けるマッピング情報を生成するステップと、 前記マッピング情報を用いて前記三次元形状物に前記テ
クスチャ画像を貼り付け、該テクスチャ画像の貼り付け
られた前記三次元形状物を画像表示するステップとをコ
ンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000251449A JP2002063592A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 三次元画像生成装置、及び三次元画像生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000251449A JP2002063592A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 三次元画像生成装置、及び三次元画像生成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002063592A true JP2002063592A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=18740855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000251449A Pending JP2002063592A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 三次元画像生成装置、及び三次元画像生成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002063592A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101001762B1 (ko) | 2008-11-14 | 2010-12-15 | 중앙대학교 산학협력단 | 다수의 슬레이브들의 타일드 디스플레이 제어 방법 및 타일드 디스플레이 시스템 |
JP2016528972A (ja) * | 2013-07-23 | 2016-09-23 | シロナ・デンタル・システムズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 3d輪郭データ収集及びう蝕検出のシステム、方法、並びにコンピュータプログラム |
-
2000
- 2000-08-22 JP JP2000251449A patent/JP2002063592A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101001762B1 (ko) | 2008-11-14 | 2010-12-15 | 중앙대학교 산학협력단 | 다수의 슬레이브들의 타일드 디스플레이 제어 방법 및 타일드 디스플레이 시스템 |
JP2016528972A (ja) * | 2013-07-23 | 2016-09-23 | シロナ・デンタル・システムズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 3d輪郭データ収集及びう蝕検出のシステム、方法、並びにコンピュータプログラム |
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