JP2008090818A - 効率的にモーションブラー効果を提供する３次元グラフィックスレンダリング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モーションブラー効果を提供する３次元グラフィックスレンダリング方法及び装置を提供する。
【解決手段】 モーションブラー効果が適用される客体のアニメーション情報に基づいてこの客体のクローン客体を生成し、このように生成されたクローン客体を備える３次元グラフィックスデータをレンダリングする。累積バッファを使用しなくてもモーションブラー効果を提供できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、３次元グラフィックスレンダリング方法及び装置に係り、特に、モーションブラー効果を提供する３次元グラフィックスレンダリング方法及び装置に関する。

モーションブラー効果とは、ある客体が動くことでこの客体がかすんで見える効果を意味する。一般的に、３次元グラフィックスアニメーションは、秒当たり２５〜３０フレームの画像を連続的に出力するために、モーションブラー効果がない。ところが、実際にある客体が動けば、人間の目にはこの客体がかすんで見えるようになる。結局、モーションブラー効果が適用されない３次元グラフィックスアニメーションは人間の目に変に見える。したがって、３次元グラフィックスアニメーションが人間の目に穏やかで安らかに見えるようにするグラフィックス効果がモーションブラー効果である。

図１は、モーションブラー効果を提供する従来の３次元グラフィックスレンダリング装置の構成図である。図１を参照するに、従来の３次元グラフィックスレンダリング装置は、レンダリング部１１、第１累積バッファ１２、第２累積バッファ１３、平均算出部１４、バックバッファ１５、及びフロントバッファ１６で構成される。図１には、累積バッファを二つのみ図示したが、実際には、優秀なモーションブラー効果を奏するために、それ以上の多くの累積バッファが存在しうる。

レンダリング部１１は、３次元グラフィックスデータをバックバッファ１５にレンダリングし、３次元グラフィックスデータが表す動きそれぞれを累積バッファ１２及び１３それぞれにレンダリングする。平均算出部１４は、累積バッファ１２及び１３それぞれにレンダリングされたイメージの平均を算出し、その結果をバックバッファ１５に保存する。バックバッファ１５にいずれか一つの完成されたイメージの保存が完了すれば、フロントバッファ１６に保存されたイメージをバックバッファ１５に保存されたイメージに交替する。フロントバッファ１６に保存されたイメージは、ディスプレイ装置（図示せず）に出力される。

図２は、モーションブラー効果が適用されたイメージの一例を示す図である。多くの累積バッファを使用すれば、図２に示したように非常に穏やかなモーションブラー効果が奏される。

前記のように、従来の３次元グラフィックスレンダリング装置がモーションブラー効果を提供するためには、３次元グラフィックスデータが表す動きそれぞれを累積バッファ１２及び１３それぞれにレンダリングせねばならないために、多くの計算量が要求され、特に累積バッファ１２及び１３を維持するのに多くのメモリ資源が要求される。したがって、メモリ資源、計算能力などハードウェア資源が制限されたモバイル装置では、モーションブラー効果を提供し難いという問題点があった。

本発明が解決しようとする技術的課題は、メモリ資源、計算能力などハードウェア資源が制限されたモバイル装置でも効率的にモーションブラー効果を提供可能にする３次元グラフィックスレンダリング装置及び方法を提供するところにある。また、前記の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供するところにある。

本発明が解決しようとする技術的課題は、前記のような技術的課題に限定されず、さらに他の技術的課題が存在しうる。これは、当業者ならば、以下の記載から明確に理解できるであろう。

前記技術的課題を解決するための本発明によるレンダリング方法は、グラフィックスデータが表す所定の客体に関する情報に基づいて、前記所定の客体のクローン客体を生成するステップと、前記生成されたクローン客体を備える前記グラフィックスデータをレンダリングするステップとを含むことを特徴とする。

前記他の技術的課題を解決するために、本発明は、前記レンダリング方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。

前記さらに他の技術的課題を解決するための本発明によるレンダリング装置は、グラフィックスデータのうち、所定の客体に関する情報に基づいて前記所定の客体のクローン客体を生成する生成部と、前記生成されたクローン客体を備えるグラフィックスデータをレンダリングするレンダリング部とを備える。

本発明によれば、モーションブラー効果が適用される客体のアニメーション情報に基づいてこの客体のクローン客体を生成し、このように生成されたクローン客体を備える３次元グラフィックスデータをレンダリングすることで、累積バッファを使用しなくてもモーションブラー効果を提供できる。結果的に、累積バッファを使用する従来の３次元グラフィックスレンダリング装置が優秀な計算能力及び多くのメモリ資源を備えねばならないという問題点が解決され、メモリ資源、計算能力などハードウェア資源が制限されたモバイル装置では、モーションブラー効果を提供できる。

以下では、図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。

図３は、本発明の望ましい一実施形態による３次元グラフィックスレンダリング装置の構成図である。図３を参照するに、本実施形態による３Ｄグラフィックスレンダリング装置は、データ分析部３１、クローン客体生成部３２、透明度設定部３３、レンダリング部３４、及び出力部３５で構成される。前記のように、モーションブラー効果とは、ある客体が動くことでこの客体がかすんで見える効果を意味する。ところが、３次元グラフィックスデータの視点、例えば、カメラが動く場合に、該当する動画にモーションブラー効果を付与するためには、累積バッファ１２及び１３が必要であるが、カメラは固定されており、客体が動く場合に、該当する動画にモーションブラー効果を付与するためには、累積バッファ１２及び１３が必ずしも必要ではない。前者の場合は、動画を構成するフレームそれぞれのイメージが完全に変わるが、後者の場合は、動画を構成するフレームそれぞれのイメージのうち背景は同一であり、客体の位置、方向などのみ変わる。したがって、動画を構成するフレームのうち、いずれか一つのフレーム上で経時的にモーションブラー効果が適用される客体のクローン客体を生成し、このクローン客体に対して適切な透明度を設定してレンダリングすることで、累積バッファ１２及び１３を使用して獲得されたイメージと同一ないし類似したイメージを獲得できる。本実施形態による３Ｄグラフィックスレンダリング装置は、このようなアイディアを具体的に具現した装置である。

データ分析部３１は、３次元グラフィックスデータを入力され、このように入力された３次元グラフィックスデータを分析する。また、データ分析部３１は、このような分析によって、３次元グラフィックスデータからモーションブラー効果が適用される客体に関する情報を検出する。ここで、モーションブラー効果が適用される客体に関する情報は、この客体の幾何学的情報、質感情報、及びこのような情報の変化を表すアニメーション情報で構成される。すなわち、データ分析部３１は、３次元グラフィックスデータの分析結果に基づいて、３次元グラフィックスデータが表す客体のうち、モーションブラー効果が適用されるほどの動きがある客体に関する情報を検出する。

クローン客体生成部３２は、データ分析部３１により検出された情報のうち、モーションブラー効果が適用される客体のアニメーション情報を利用して、この客体のクローン客体を生成する。ここで、クローン客体生成部３２により生成されるクローン客体の数は、図１に図示された累積バッファ１２及び１３の数に該当する。したがって、クローン客体生成部３２により生成されるクローン客体の数が多ければ多いほどモーションブラー効果は増大し、結果的に人間の目にさらに柔らかく、かつ速度感のあるように見える。このようなクローン客体の数はユーザーにより設定されてもよく、本実施形態が適用されるモバイル装置などのハードウェア資源及びモーションブラー効果が適用される客体の特性によって自動的に設定されてもよい。

より詳細に説明すれば、クローン客体生成部３２は、モーションブラー効果が適用される客体のアニメーション情報が表す時間区間で、少なくとも二つ以上の視点を決定する。例えば、モーションブラー効果が適用される客体のアニメーション情報が表す時間区間が０〜１ならば、クローン客体生成部３２は、この時間区間０〜１で０．３及び０．７を選択できる。また、クローン客体生成部３２は、このように決定された二つ以上の視点に該当するアニメーション情報を利用して、モーションブラー効果が適用される客体のクローン客体を生成する。前記の例で、クローン客体生成部３２は、この０．３及び０．７に該当するアニメーション情報、すなわち、０．３及び０．７に該当する位置値、方向値、色相値などを利用して、０．３及び０．７に該当する二つのクローン客体を生成する。このように生成されたクローン客体は、本来の客体と同じ情報を持っているが、アニメーションの値のみ異なるために、本来の客体のクローン客体であるといえる。

透明度設定部３３は、クローン客体生成部３２により生成されたクローン客体の数に基づいて、クローン客体生成部３２により生成されたクローン客体それぞれの透明度αを設定する。例えば、透明度設定部３３は、モーションブラーが適用される客体の透明度αをクローン客体生成部３２により生成されたクローン客体の数で割り、このように割られた結果値を、クローン客体生成部３２により生成されたクローン客体それぞれの透明度αの値に設定する。透明度設定部３３の役割は、クローン客体生成部３２により生成された二つ以上のクローン客体それぞれに透明度を付与することによって、このクローン客体に対するレンダリング結果が累積バッファ１２及び１３を利用したレンダリング結果と同一ないし類似した効果を奏するようにするところにその目的がある。

一般的に、透明度αの値は、０から１までの範囲に分布する。ここで、αの値が０ならば完全透明色を表し、αの値が１ならば完全不透明色を表す。一般的にモーションブラー効果が適用される客体は、不透明客体、すなわち、αの値が１である客体である。したがって、透明度設定部３３は、クローン客体の透明度α値の和が１になるようにクローン客体それぞれの透明値を設定する。前記の例のように、二つのクローン客体が生成された場合ならば、透明度設定部３３は、二つのクローン客体それぞれの透明度αを０．５に設定する。

レンダリング部３４は、透明度設定部３３により設定された透明度を持つクローン客体を備える３次元グラフィックスデータをバックバッファ３５１にレンダリングする。より詳細に説明すれば、レンダリング部３４は、透明度設定部３３により設定された透明度を持つクローン客体を備える３次元グラフィックスデータを透明客体と不透明客体とに分離し、不透明客体に分離された客体をまずレンダリングし、次いで透明客体に分離された客体をレンダリングする。特に、レンダリング部３４は、３次元グラフィックスデータの視点、例えば、カメラから遠い順に透明客体をレンダリングする。このように、不透明客体と透明客体とを効果的にレンダリングする方法については、韓国特許出願２００４−００２７１５４に詳細に記載されている。結局、レンダリング部３４は、透明度設定部３３により設定された透明度を持つクローン客体を順にバックバッファ３５１にレンダリングすることで、モーションブラー効果が現れる。バックバッファ３５１にレンダリングされた結果のうち、クローン客体が互いに重なる部分の透明度αは、次の式（１）によって計算されうる。

Ａｌｐｈａｃ＝Ａｌｐｈａ ａ＋Ａｌｐｈａ ｂ＊（１−Ａｌｐｈａ ａ） （１）
前記例のように、二つのクローン客体それぞれの透明度αが０．５に設定された場合ならば、クローン客体が互いに重なる部分の透明度αは、０．５＋０．５＊（１−０．５）＝０．７５になる。

ところが、図１に図示された累積バッファ１２及び１３を使用した従来の３次元グラフィックスレンダリング装置は、本実施形態のように、二つのクローン客体に透明度を付与した後にレンダリングするのではなく、累積バッファ１２及び１３それぞれに保存されたレンダリング結果に該当するイメージの平均を算出するために、不透明客体が互いに重ならない部分の透明度αは、本実施形態のように（不透明客体の透明度）／（累積バッファの数）、すなわち、１／２＝０．５になるが、不透明客体が互いに重なる部分の透明度αは、（不透明客体の透明度の和）／（累積バッファの数）、すなわち、２／２＝１になる。したがって、不透明客体が互いに重なる部分の透明度αは若干変わる。ただし、累積バッファ１２及び１３を使用した従来のモーションブラー効果にさらに近接可能にするために、透明度設定部３３は、前記の結果値に所定の加重値などを付加してクローン客体それぞれの透明度を設定できることを、当業者ならば理解できるであろう。

出力部３５は、レンダリング部３４でのレンダリング結果に該当するイメージをＣＲＴ（陰極線管）モニター、ＬＣＤ（液晶表示）モニターのようなディスプレイ装置（図示せず）に出力する。出力部３５は、出力画面を構成するフレームに該当するイメージを柔らかく交替するために、バックバッファ３５１とフロントバッファ３５２とを備える。すなわち、出力部３５は、フロントバッファ３５２に保存されたイメージをディスプレイ装置に出力し、その間にレンダリング部３４は、３次元グラフィックスデータをバックバッファ３５１にレンダリングする。レンダリング部３４によるバックバッファ３５１へのレンダリングが完了すれば、すなわち、バックバッファ３５１にレンダリング部３４でのレンダリングによって一つのイメージが完成されて保存されれば、出力部３５は、フロントバッファ３５２に保存されたイメージをバックバッファ３５１に保存されたイメージに交替する。

図４は、本発明の望ましい一実施形態による３次元グラフィックスレンダリング方法の構成図である。図４を参照するに、本実施形態による３次元グラフィックスレンダリング方法は、図３に図示された３次元グラフィックスレンダリング装置で、時系列的に処理されるステップで構成される。したがって、以下省略された内容であっても、図３に図示された３次元グラフィックスレンダリング装置に関して以上で記述された内容は、本実施形態による３次元グラフィックスレンダリング方法にも適用される。

４１ステップで、３次元グラフィックスレンダリング装置は、３次元グラフィックスデータを入力され、このように入力された３次元グラフィックスデータを分析することによって、３次元グラフィックスデータからモーションブラー効果が適用される客体に関する情報を検出する。

４２ステップで、３次元グラフィックスレンダリング装置は、４１ステップで検出された情報のうち、モーションブラー効果が適用される客体のアニメーション情報を利用して、この客体のクローン客体を生成する。

４３ステップで、３次元グラフィックスレンダリング装置の透明度設定部３３は、クローン客体生成部３２により生成されたクローン客体の数に基づいて、クローン客体生成部３２により生成されたクローン客体それぞれの透明度αを設定する。

４４ステップで、３次元グラフィックスレンダリング装置は、４３ステップで設定された透明度を持つクローン客体を備える３次元グラフィックスデータをバックバッファ３５１にレンダリングする。

４５ステップで、３次元グラフィックスレンダリング装置は、４４ステップでのレンダリング結果に該当するイメージを、ＣＲＴモニター、ＬＣＤモニターのようなディスプレイ装置（図示せず）に出力する。

図５は、図４に図示された４２ステップの詳細フローチャートである。図５を参照するに、図４に図示された４２ステップは、図３に図示されたクローン客体生成部３２で、時系列的に処理されるステップで構成される。

５１ステップで、クローン客体生成部３２は、モーションブラー効果が適用される客体のアニメーション情報が表す時間区間で、少なくとも二つ以上の視点を決定する。

５２ステップで、クローン客体生成部３２は、５１ステップで決定された視点のうち、いずれか一つの視点に該当するアニメーション情報を利用して、この視点に該当するクローン客体を生成する。

５３ステップで、クローン客体生成部３２は、５１ステップで決定された視点すべてに対してクローン客体の生成が完了したかを確認し、その結果、完了したならば４３ステップに進み、完了していなければ、５２ステップに戻る。

一方、前述した本発明の実施形態は、コンピュータで実行できるプログラムで作成可能であり、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用して、前記プログラムを動作させる汎用ディジタルコンピュータで具現できる。また、前述した本発明の実施形態で使われたデータの構造は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にいろいろな手段を通じて記録されうる。

前記コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）及びキャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）のような記録媒体を含む。

これまで本発明について、その望ましい実施形態を中心に説明した。当業者ならば本発明が本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で変形された形態に具現されうるということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に現れており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差異点は本発明に含まれていると解釈されねばならない。特に、以上では、本発明を３次元グラフィックスデータを中心に説明したが、本発明が２次元グラフィックスデータにも適用されうるということを、当業者ならば理解できるであろう。

本発明は、グラフィック関連の技術分野に好適に用いられる。

モーションブラー効果を提供する従来の３次元グラフィックスレンダリング装置の構成図である。 モーションブラー効果が適用されたイメージの一例を示す図である。 本発明の望ましい一実施形態による３次元グラフィックスレンダリング装置の構成図である。 本発明の望ましい一実施形態による３次元グラフィックスレンダリング方法の構成図である。 図４に図示された４２ステップの詳細フローチャートである。

符号の説明

３１ データ分析部
３２ クローン客体生成部
３３ 透明度設定部
３４ レンダリング部
３５ 出力部
３５１ バックバッファ
３５２ フロントバッファ

Claims (19)

1. （ａ）グラフィックスデータが表す所定の客体に関する情報に基づいて、前記所定の客体のクローン客体を生成するステップと、
   （ｂ）前記生成されたクローン客体を備える前記グラフィックスデータをレンダリングするステップと、を含むことを特徴とするレンダリング方法。
2. 前記所定の客体は、前記グラフィックスデータが表す客体のうち、モーションブラー効果が適用される客体であることを特徴とする請求項１に記載のレンダリング方法。
3. （ｃ）前記生成されたクローン客体それぞれの透明度を設定するステップをさらに含み、
   前記（ｂ）ステップは、前記設定された透明度を持つクローン客体を備える３次元グラフィックスデータをレンダリングすることを特徴とする請求項１に記載のレンダリング方法。
4. 前記（ｃ）ステップは、前記生成されたクローン客体の数に基づいて前記生成されたクローン客体それぞれの透明度を設定することを特徴とする請求項３に記載のレンダリング装置。
5. 前記（ａ）ステップは、
   （ａ１）前記抽出された客体のアニメーション情報が表す時間区間で、少なくとも二つ以上の視点を決定するステップと、
   （ａ２）前記決定された視点のうち、いずれか一つの視点に該当するアニメーション情報に基づいて、前記所定の客体のクローン客体を生成するステップと、を含み、
   前記（ａ２）ステップは、前記決定された視点の数ほど反復されることを特徴とする請求項１に記載のレンダリング方法。
6. 前記（ｂ）ステップは、前記生成されたクローン客体を備える３次グラフィックスデータが表す客体を透明客体と不透明客体とに分離し、前記不透明客体に分離された客体をまずレンダリングし、次いで、前記透明客体で分離された客体をレンダリングすることを特徴とする請求項１に記載のレンダリング方法。
7. 前記レンダリング結果に該当するイメージを出力するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のレンダリング方法。
8. グラフィックスデータが表す所定の客体に関する情報に基づいて、前記所定の客体のクローン客体を生成するステップと、
   前記生成されたクローン客体を備える前記グラフィックスデータをレンダリングするステップと、を含むことを特徴とするレンダリング方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
9. グラフィックスデータのうち、所定の客体に関する情報に基づいて前記所定の客体のクローン客体を生成する生成部と、
   前記生成されたクローン客体を備えるグラフィックスデータをレンダリングするレンダリング部と、を備えることを特徴とするレンダリング装置。
10. 前記所定の客体は、前記グラフィックスデータが表す客体のうち、モーションブラー効果が適用される客体であることを特徴とする請求項９に記載のレンダリング装置。
11. 前記生成されたクローン客体それぞれの透明度を設定する設定部をさらに備え、
    前記レンダリング部は、前記設定された透明度を持つクローン客体を備える３次元グラフィックスデータをレンダリングすることを特徴とする請求項９に記載のレンダリング装置。
12. 前記設定部は、前記生成されたクローン客体の数に基づいて前記生成されたクローン客体それぞれの透明度を設定することを特徴とする請求項１１に記載のレンダリング装置。
13. 前記生成部は、前記所定の客体のアニメーション情報が表す時間区間で少なくとも二つ以上の視点を決定し、前記決定された視点に該当するアニメーション情報に基づいて前記所定の客体のクローン客体を生成することを特徴とする請求項１２に記載のレンダリング装置。
14. 前記レンダリング部は、前記生成されたクローン客体を備える３次グラフィックスデータが表す客体を透明客体と不透明客体とに分離し、前記不透明客体に分離された客体を先ずレンダリングし、前記透明客体に分離された客体を次にレンダリングすることを特徴とする請求項１３に記載のレンダリング装置。
15. 前記レンダリング部でのレンダリング結果に該当するイメージをディスプレイ装置に出力する出力部をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のレンダリング装置。
16. モーションブラー効果を提供する３次元グラフィックスレンダリング方法において、
    （ａ）３次元グラフィックスデータから検出されたモーションブラー効果が適用される客体の情報を利用して、前記客体のクローン客体を生成するステップと、
    （ｂ）前記生成されたクローン客体の数に基づいて、前記生成されたクローン客体それぞれの透明度αを設定するステップと、を含むことを特徴とする方法。
17. 前記生成されたクローン客体を備える３次元グラフィックスデータをレンダリングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記レンダリング結果に該当するイメージを出力するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記（ａ）ステップは、
    （ａ１）前記抽出された客体のアニメーション情報が表す時間区間で、少なくとも二つ以上の視点を決定するステップと、
    （ａ２）前記決定された視点のうちいずれか一つの視点に該当するアニメーション情報に基づいて、前記所定の客体のクローン客体を生成するステップと、を含み、
    前記（ａ２）ステップは、前記決定された視点の数ほど反復されることを特徴とする請求項１６に記載のレンダリング方法。