JP2004272766A - 輪郭強調描画装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プリミティブの裏面を検索すると、そのプリミティブの裏面のデプス値から増分値dZを減算することにより、そのプリミティブの裏面を視点側にずらして、そのプリミティブの内側に輪郭を付加し、その輪郭を付加したプリミティブを描画する。これにより、描画対象であるプリミティブのサイズを大きくすることなく、そのプリミティブに輪郭を付加することができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、オブジェクトの輪郭を強調して、そのオブジェクトをセルアニメーション調に描画する輪郭強調描画装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータによる3次元グラフィックスは、一般的に、実際に近いリアルな画像生成を追及しているが、リアル性を実現するのではなく、マンガやアニメ調の画像を3DCGにより生成したいという要求がある。
この要求に対しては、従来のセル画のように2次元の絵を何枚も用意するのではなく、表示対象を3次元オブジェクトとして作り上げ、これをマンガやアニメ調の絵で表示することで対処している。
【0003】
2次元調の絵を3次元グラフィックスにより作り出すという要求に対して、3次元モデルの輪郭を強調するシルエットレンダリングという輪郭強調描画手法がある。
この輪郭強調描画手法を実現する従来の輪郭強調描画装置は、視点から見て裏面と表面により作られる辺を検出し、この辺を輪郭として強調することにより実現している。ただし、この輪郭強調描画手法を実現するには、複数の面間の結合状態を解析し、この結合状態を参照して、どの辺が輪郭線であるかを判別する必要があり、複雑な処理を実施する必要があった。
【0004】
以下の特許文献1に開示されている輪郭強調描画装置は、複数の面間の結合状態から輪郭線になる辺を判別するのではなく、描画対象であるオブジェクトの裏面を法線方向にずらし、そのずらした部分を面よりも暗い色で描画することにより輪郭線描画を行うようにしている。
この場合、視点からみて裏面となる面を法線方向にずらして新しい面を作成することになるが、その裏面の法線は視点と逆方向であるため、新しい面は裏面よりも法線方向に大きなオブジェクトになる。このため、透視投影により投影面に投影した場合、元の裏面よりもずらした裏面は大きなものとして描画され、大きくはみ出した部分が強調された輪郭となる。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−83315公報(段落番号[0043]から[0052]、図8)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の輪郭強調描画装置は以上のように構成されているので、オブジェクトの裏面を法線方向にずらして、そのオブジェクトに輪郭を付加すると、オブジェクトのサイズが大きくなり、隣接するオブジェクトの輪郭線が相互に重なり合うことが増えてしまうなどの課題があった。
【0007】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、描画対象であるオブジェクトのサイズを大きくすることなく、そのオブジェクトに輪郭を付加することができる輪郭強調描画装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る輪郭強調描画装置は、裏面検索手段により検索されたオブジェクトの裏面を所定のずらし量だけ視点側にずらして、そのオブジェクトの内側に輪郭を付加し、その輪郭を付加したオブジェクトを描画するようにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による輪郭強調描画装置を示す構成図であり、図において、CPU1は装置全体を制御し、3次元オブジェクトデータをジオメトリエンジン2に転送する。ジオメトリエンジン2は描画対象である三角形や直線などのプリミティブ(オブジェクト)に対して回転、拡大縮小や平行移動などの座標変換を実施するとともに、ライティング計算などによる色計算やクリップ処理を実施し、スクリーン座標系における座標や色をレンダリングコントローラ3に設定する。なお、ジオメトリエンジン2は3次元オブジェクトデータを参照して、視点から見えないプリミティブの裏面を検索する裏面検索手段と、その裏面検索手段により検索されたプリミティブの裏面を所定のずらし量だけ視点側にずらして、そのプリミティブの内側に輪郭を付加する輪郭付加手段とを備えている。
【0010】
レンダリングコントローラ3はジオメトリエンジン2により輪郭が付加されたプリミティブの色情報をフレームメモリ4に設定するとともに、そのプリミティブの奥行情報であるデプス値をデプスメモリ5に設定することにより、そのプリミティブを表示ディスプレイ上のピクセルに展開して描画する。なお、レンダリングコントローラ3は描画手段を構成している。
図2はこの発明の実施の形態1による輪郭強調描画装置の処理内容を示すフローチャートである。
【0011】
次に動作について説明する。
輪郭強調描画装置は、例えば、パソコンやPDAや携帯電話などに搭載されるが、CPU1は、例えば、パソコンから3次元オブジェクトデータが与えられると、その3次元オブジェクトデータをジオメトリエンジン2に転送する(ステップST1)。
【0012】
ジオメトリエンジン2は、CPU1から3次元オブジェクトデータを受けると、その3次元オブジェクトデータを構成するプリミティブデータ(例えば、3次元オブジェクトであるプリミティブを構成するポリゴンデータの他、そのプリミティブの色情報やデプス値を含んでいる)の座標変換を実施する(ステップST2)。即ち、モデル座標系のプリミティブデータを表示ディスプレイにおけるスクリーン座標系のプリミティブデータに変換する。
【0013】
ジオメトリエンジン2は、モデル座標系のプリミティブデータをスクリーン座標系のプリミティブデータに変換すると、そのスクリーン座標系のプリミティブデータを参照して、視点から見えないプリミティブの裏面を検索する(ステップST3)。
例えば、描画対象のプリミティブが図3に示すような6角柱である場合、図3(b)のように、6角柱を真上から見たときの頂点A,Dより右側にある全ての面をプリミティブの裏面として検索する。
【0014】
ここで、プリミティブの面が表面であるのか、裏面であるのかの判定は、次のようにして行う。
例えば、プリミティブの面の一部を構成するポリゴン(三角形)の3頂点を例えば半時計周りに取り出し、その3頂点をV0,V1,V2として、ベクトルV0V1とベクトルV0V2による外積を求める。そして、その外積が正値であれば、そのポリゴンは、プリミティブの表面の一部を構成していると判定し、その外積が負値であれば、そのポリゴンは、プリミティブの裏面の一部を構成していると判定する。
【0015】
ジオメトリエンジン2は、上記のようにして、プリミティブの裏面を検索すると、そのプリミティブの裏面のデプス値から増分値dZ(所定のずらし量)を減算することにより、そのプリミティブの裏面を視点側にずらす処理(図3(b)において、プリミティブの裏面を左方向にずらす処理)を実施する(ステップST4)。
これにより、6角柱の頂点A,Dにおいて、裏面が表面よりも手前側にでる箇所(図3(b)において、丸で囲まれている部分)が生じて、表面と裏面が重なるため、その重なり部分が強調されて輪郭線となる。
【0016】
なお、この実施の形態1では、プリミティブに輪郭を付加するために、スクリーン座標系においてデプス値を変化させているが、XY座標値を変化させていないので、プリミティブのサイズが大きくなることはなく、図4(b)に示すように、プリミティブの内側に輪郭が付加される。因みに、従来例のように、オブジェクトの裏面を法線方向にずらして、そのオブジェクトに輪郭を付加すると、図4(a)に示すように、プリミティブの外側に輪郭が付加されて、プリミティブのサイズが大きくなる。
【0017】
レンダリングコントローラ3は、ジオメトリエンジン2がプリミティブの内側に輪郭を付加すると、そのプリミティブの色情報をフレームメモリ4に設定するとともに、そのプリミティブの奥行情報であるデプス値をデプスメモリ5に設定することにより、そのプリミティブを表示ディスプレイ上のピクセルに展開して描画する(ステップST5)。
即ち、プリミティブの表面と裏面を表示ディスプレイ上に描画する。
【0018】
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、プリミティブの裏面を検索すると、そのプリミティブの裏面のデプス値から増分値dZを減算することにより、そのプリミティブの裏面を視点側にずらして、そのプリミティブの内側に輪郭を付加し、その輪郭を付加したプリミティブを描画するように構成したので、描画対象であるプリミティブのサイズを大きくすることなく、そのプリミティブに輪郭を付加することができる効果を奏する。
【0019】
なお、従来例のように、視点座標系において面を拡大したり、平行移動したりする場合には、行列の積算演算が必要であり、ジオメトリエンジン2の座標変換処理において、モデル行列や視野変換行列が変更する度に、並行移動行列を積算する必要がある。また、裏面と表面が切り替わる度に、行列を積算し直すか、入れ替える必要がある。
しかし、この実施の形態1の演算量は、Z座標に対する減算演算のみであって、裏面と表面の切り替わりでもZ座標に対して減算を行うか否かの選択のみであり、処理の高速化も実現することができる。
【0020】
実施の形態2.
上記実施の形態1では、ジオメトリエンジン2が視点から見えないプリミティブの裏面を検索し、そのプリミティブの裏面を視点側にずらして、プリミティブの内側に輪郭を付加し、レンダリングコントローラ3が輪郭のあるプリミティブを描画するものについて示したが、即ち、描画対象であるプリミティブ(3次元オブジェクト)の全ての面の3次元オブジェクトデータがCPU1から転送されることを前提とし、最初に、ジオメトリエンジン2がプリミティブの輪郭強調処理を実施してから、レンダリングコントローラ3がプリミティブの表面と裏面を表示ディスプレイ上に描画するものについて示したが、例えば、CPU1からプリミティブを構成する1つの面毎に、3次元オブジェクトデータが転送されるような場合には、次のようにしてもよい。
【0021】
即ち、ジオメトリエンジン2は、モデル座標系のプリミティブデータをスクリーン座標系のプリミティブデータに変換すると、そのスクリーン座標系のプリミティブデータがプリミティブの裏面に係るデータであるのか、そのプリミティブの表面に係るデータであるのかを判定する。
この判定方法は、上記実施の形態1と同様のため説明を省略する。
【0022】
ジオメトリエンジン2は、そのプリミティブデータがプリミティブの表面に係るデータである場合、そのプリミティブデータをそのままレンダリングコントローラ3に出力するが、そのプリミティブデータがプリミティブの裏面に係るデータである場合、上記実施の形態1と同様にして、そのプリミティブデータに含まれているデプス値から増分値dZを減算し、減算処理後のプリミティブデータをレンダリングコントローラ3に出力する。
【0023】
レンダリングコントローラ3は、ジオメトリエンジン2からプリミティブデータを受けると、そのプリミティブデータにしたがってプリミティブの表面又は裏面を表示ディスプレイ上に描画する。
ジオメトリエンジン2は、レンダリングコントローラ3がプリミティブの表面又は裏面を描画すると、他の面のプリミティブデータが残されていれば、上記と同様の処理を繰り返し実行する。
これにより、上記実施の形態1と同様に、描画対象であるプリミティブのサイズを大きくすることなく、そのプリミティブに輪郭を付加することができる効果を奏する。
【0024】
実施の形態3.
上記実施の形態1では、ジオメトリエンジン2が搭載されているものについて示したが、図5に示すように、ジオメトリエンジン2が搭載されていない場合、上記実施の形態1におけるジオメトリエンジン2の処理をCPU1が実行するようにしてもよく、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
したがって、図5の構成の輪郭強調描画装置では、CPU1が輪郭強調処理を実施することになる。
【0025】
実施の形態4.
上記実施の形態1では、ジオメトリエンジン2が輪郭強調処理を実施し、上記実施の形態3では、CPU1が輪郭強調処理を実施するものについて示したが、レンダリングコントローラ3が輪郭強調処理を実施するようにしてもよく、上記実施の形態1,3と同様の効果を奏することができる。
なお、この場合、ジオメトリエンジン2は搭載されていても、搭載されていなくてもよい。
【0026】
実施の形態5.
図6はこの発明の実施の形態5による輪郭強調描画装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。色指定部6はプリミティブの裏面の色指定を受け付ける色指定手段を構成している。
【0027】
上記実施の形態1では、レンダリングコントローラ3がプリミティブデータに含まれているプリミティブの色情報にしたがってプリミティブを描画するものについて示したが、例えば、ユーザがキーボードやマウスを操作して、プリミティブの裏面の色を指定すると、色指定部6がプリミティブの裏面の色指定を受け付けるようにしてもよい。
これにより、レンダリングコントローラ3がプリミティブを描画する際、そのプリミティブの輪郭の色は、色指定部6により受け付けられたプリミティブの裏面の色になるので、ユーザが輪郭の色を任意に指定できるようになる。
【0028】
実施の形態6.
図7はこの発明の実施の形態6による輪郭強調描画装置を示す構成図であり、図において、図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。ずらし量設定部7はずらし量である増分値dZの設定を受け付けるずらし量設定手段を構成している。
【0029】
上記実施の形態1では、ジオメトリエンジン2がプリミティブの裏面のデプス値から所定の増分値dZを減算することにより、そのプリミティブの裏面を視点側にずらすものについて示したが、例えば、ユーザがキーボードやマウスを操作して、その増分値dZを指定すると、ずらし量設定部7がその増分値dZの設定を受け付けるようにしてもよい。
これにより、ジオメトリエンジン2がプリミティブの裏面を視点側にずらす際、ユーザにより設定された増分値dZだけずらすことになるので、ユーザが輪郭の幅を任意に設定できるようになる。
【0030】
実施の形態7.
図8はこの発明の実施の形態7による輪郭強調描画装置を示す構成図であり、図において、図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。ずらし量設定部8はプリミティブの裏面のデプス値に応じて増分値dZを設定するずらし量設定手段を構成している。
【0031】
上記実施の形態6では、ずらし量設定部7がユーザにより指定された増分値dZの設定を受け付けるものについて示したが、ずらし量設定部8がプリミティブの裏面のデプス値に応じて増分値dZを設定するようにしてもよい。
これにより、例えば、視点から遠くに位置するプリミティブの増分値dZを小さく設定して輪郭の幅を狭くし、視点から近くに位置するプリミティブの増分値dZを大きく設定して輪郭の幅を広げるなどの調整が可能になる。
【0032】
実施の形態8.
上記実施の形態6,7では、ずらし量設定部7,8が増分値dZを設定するものについて示したが、その際、プリミティブの頂点毎に、増分値dZを設定するようにしてもよい。
例えば、頂点Aの増分値dZを“3”、頂点Dの増分値dZを“5”に設定すれば、プリミティブの下側の輪郭の幅を上側の輪郭の幅より太くすることができる。したがって、プリミティブの形状等に応じて輪郭の幅を木目細かく設定することができるようになる。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、裏面検索手段により検索されたオブジェクトの裏面を所定のずらし量だけ視点側にずらして、そのオブジェクトの内側に輪郭を付加し、その輪郭を付加したオブジェクトを描画するように構成したので、描画対象であるオブジェクトのサイズを大きくすることなく、そのオブジェクトに輪郭を付加することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による輪郭強調描画装置を示す構成図である。
【図2】この発明の実施の形態1による輪郭強調描画装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図3】プリミティブのずらしを説明する説明図である。
【図4】プリミティブの輪郭を示す説明図である。
【図5】この発明の実施の形態3による輪郭強調描画装置を示す構成図である。
【図6】この発明の実施の形態5による輪郭強調描画装置を示す構成図である。
【図7】この発明の実施の形態6による輪郭強調描画装置を示す構成図である。
【図8】この発明の実施の形態7による輪郭強調描画装置を示す構成図である。
【符号の説明】
1 CPU、2 ジオメトリエンジン(裏面検索手段、輪郭付加手段)、3 レンダリングコントローラ(描画手段)、4 フレームメモリ、5 デプスメモリ、6 色指定部(色指定手段)、7,8 ずらし量設定部(ずらし量設定手段)。
Claims (6)
- 描画対象であるオブジェクトの3次元オブジェクトデータを参照して、視点から見えないオブジェクトの裏面を検索する裏面検索手段と、上記裏面検索手段により検索されたオブジェクトの裏面を所定のずらし量だけ視点側にずらして、そのオブジェクトの内側に輪郭を付加する輪郭付加手段と、上記輪郭付加手段により輪郭が付加されたオブジェクトを描画する描画手段とを備えた輪郭強調描画装置。
- 裏面検索手段は3次元オブジェクトデータがオブジェクトの裏面に係るデータであるのか、そのオブジェクトの表面に係るデータであるのかを判定し、輪郭付加手段は上記裏面検索手段がオブジェクトの裏面に係るデータであると判定すると、そのデータに含まれる奥行値から所定のずらし量だけ減算し、描画手段は上記裏面検索手段がオブジェクトの表面に係るデータであると判定すると、そのデータにしたがって描画し、上記裏面検索手段がオブジェクトの裏面に係るデータであると判定すると、上記輪郭付加手段による減算後のデータにしたがって描画することを特徴とする請求項1記載の輪郭強調描画装置。
- オブジェクトの裏面の色指定を受け付ける色指定手段を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の輪郭強調描画装置。
- ずらし量の設定を受け付けるずらし量設定手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の輪郭強調描画装置。
- オブジェクトの裏面の奥行値に応じてずらし量を設定するずらし量設定手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の輪郭強調描画装置。
- ずらし量設定手段は、オブジェクトの頂点毎に、ずらし量を設定することを特徴とする請求項4または請求項5記載の輪郭強調描画装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003065089A JP2004272766A (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 輪郭強調描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003065089A JP2004272766A (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 輪郭強調描画装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004272766A true JP2004272766A (ja) | 2004-09-30 |
Family
ID=33126197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003065089A Abandoned JP2004272766A (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 輪郭強調描画装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004272766A (ja) |
-
2003
- 2003-03-11 JP JP2003065089A patent/JP2004272766A/ja not_active Abandoned
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