JP2015507804A

JP2015507804A - 分散型画像生成システム

Info

Publication number: JP2015507804A
Application number: JP2014550769A
Authority: JP
Inventors: エルカン・オクヤン
Original assignee: Aselsan Elektronik Sanayi ve Ticaret AS
Current assignee: Aselsan Elektronik Sanayi ve Ticaret AS
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2015-03-12
Also published as: EP2801029A1; WO2013102798A1; KR20140110053A; US20150302550A1

Abstract

本発明は、画像生成システム（１）に関する。該システムは一群のジェネレータ（４）をコントロールして３次元的な環境から２次元的な画像をレンダリングする。ここでは、ホスト（２）とジェネレータ（４）との間の通信が確立されている。このシステム（１）は、光学パラメータ、運動するエンティティの位置、運動するエンティティの方向性、視点の位置、視点の方向性、エンティティおよび地形の素材の特性等といった３次元合成環境に関するデータを含んだメッセージを生成する少なくとも１つのホスト装置（略してホスト）（２）と、ホスト装置（２）から供されたデータを、それらの和が３次元合成環境の一部もしくは全てを表す２次元画像群を規定するように、部分的または全体的に変更する少なくとも１つのインタフェース（３）と、インタフェース（３）によって変更されたデータに基づいて、３次元合成環境の２次元的表現を生成する少なくとも１つのジェネレータ（４）と、を原則として備える。

Description

本発明は、３次元的な環境から２次元的な画像をレンダリングする画像生成システムに関する。

視覚シミュレーションとは、ユーザにある環境との相互作用をもたらすべくリアルなグラフィカル表現を生成すること、と定義づけすることができる。視覚シミュレーションの１つの典型例は、シーン生成と称される、３次元的な環境から画像を生成することである。シーン生成器（シーン・ジェネレータ）は、３次元合成環境が存在するコンピュータ・ゲームで動作し、多くの画像が生成され、ユーザの、コンピュータ・モニタ上での観察に供される。効率的にかつ高速にこれらの画像を生成するために、グラフィック・プロセッサが用いられる。

シーン・ジェネレータは、通例、２つの主要な構成要素を有する。つまり、ホスト装置（略してホスト）と、イメージ・ジェネレータ（略してジェネレータ）である。ホスト装置は、イメージ・ジェネレータを制御する構成要素である。イメージ・ジェネレータは、シーン・ジェネレータの馬車馬となる構成要素である。この構成要素は、ホスト装置のコマンドに従って３次元的な環境のグラフィカルな表現を生成する。

システムの正確な実行のためにはホストとジェネレータとの間の通信が確立される必要がある。当該確立のためには、２通りの方法がある。１つは、ホストおよびジェネレータを単一のコンピュータ・アプリケーションとして実装する方法であり、もう１つは、ネットワーク、共有メモリ等を用いてホストとジェネレータとの間の通信線を実装する方法である。ホストは、ユーザからの入力を受けて、あるいは、自動化された方法で、ジェネレータを制御することができる。

しかしながら、ホストとジェネレータを用いて単一の画像を生成するのではなしに、ホストと一群のジェネレータ群を用いて、互いに異なる複数の画像を同期的に生成することを要求するコンピュータ・アプリケーションが存在する可能性がある。この場合に、並列的かつ同期的な手法で画像を生成する点に、技術的課題が存在する。

技術水準として知られたカナダ特許出願公開第２６７６０５０号は、並列グラフィック・レンダリング・システム、および、タスク・ベースのオブジェクト分割の方法を開示する。該特許文献には、単一の画像を生成するタスクを複数の部分に分割すること、および、これらの部分を、異なるジェネレータへ送って該画像を形成すること、が記載されている。

カナダ特許出願公開第２６７６０５０号

本発明の目的は、３次元的な環境から２次元的な画像をレンダリングすることができる画像生成システムの提供である。

本発明のもう一つの目的は、単一のホストの制御下、ジェネレータ群を並列で動作させることができ、かつ、同期的に、複数の画像を生成できる画像生成システムの提供である。

本発明の別の目的は、外部からの入力を受け付けるのに必要なインタフェースを持たないホスト（例えば、クローズ・ソース（closed source）のホスト）を、ホストの内部動作を変更させることなしに、外部からの入力を受け付けるホストに変える画像生成システムの提供である。

本発明のさらに別の目的は、連続した画像生成の際に、画像生成の処理で取得した結果に基づいて画像生成のパラメータをアップデートする画像生成システムの提供である。

本発明の目的を達成すべく開発された画像生成システムを添付の図面に例示する。図中に示された構成要素には、参照数字が与えられている。

光学パラメータ、運動するエンティティの位置、運動するエンティティの方向性、視点の位置、視点の方向性、エンティティおよび地形の素材の特性といった３次元合成環境に関するデータを含んだメッセージを生成する少なくとも１つのホスト装置（略してホスト）（２）を有する画像生成システム（１）であって、
ホスト装置（２）から供されたメッセージを、それらの和が３次元合成環境の一部もしくは全てを表す２次元画像群を規定するように、部分的または全体的に変更する少なくとも１つのインタフェース（３）と、
インタフェース（３）によって変更されたメッセージに基づいて、３次元合成環境の２次元的表現を生成する少なくとも１つのジェネレータ（４）と、
を特徴とする画像生成システム（１）。

画像生成システムの実施形態の概略図である。画像生成システムの別の実施形態の概略図である。画像生成システムの別の実施形態の概略図である。

本発明にかかる画像生成システム（１）は、
−光学パラメータ、運動するエンティティの位置、運動するエンティティの方向性、視点の位置、視点の方向性、エンティティおよび地形の素材の特性等といった３次元合成環境に関するデータを含んだメッセージを生成する少なくとも１つのホスト装置（略してホスト）（２）と、
−ホスト装置（２）から供されたメッセージを、それらの和が３次元合成環境の一部もしくは全てを表す２次元画像群を規定するように、部分的または全体的に変更する少なくとも１つのインタフェース（３）と、
−インタフェース（３）によって変更されたメッセージに基づいて、３次元合成環境の２次元的表現を生成する少なくとも１つのジェネレータ（４）と、
−ジェネレータ（４）によって生成された画像を処理し、画像中における関心のあるオブジェクト（objects of interest）の位置、動きベクトル等といった特性を決定することができる少なくとも１つの画像処理部（５）、
を有する。

本発明の画像生成方法（１）においては、ホスト（２）が、光学パラメータ、運動するエンティティの位置、運動するエンティティの方向性、視点の位置、視点の方向性、エンティティおよび地形の素材の特性等といった３次元合成環境に関するデータを含んだメッセージを生成し、これらメッセージを、インタフェース（３）へ送る。上記と異なるデータでも、画像を規定することに用いられるデータは、データ・アレイと称される。インタフェース（３）は、ホスト（２）から来るメッセージを、インタフェース（３）が制御するジェネレータ（４）の数および特性に基づき、もしくは、必要に応じ、変更し、異なるデータ・アレイからメッセージ・セットを形成する。そして、インタフェース（３）は、メッセージ・セットに含まれる各メッセージを、異なるジェネレータ（４）へ送る。各ジェネレータ（４）は、インタフェース（３）から受け取ったデータに基づいて、３次元合成環境を処理し、ジェネレータ（４）へ送信されたデータに対応する２次元的な表現を生成する。本実施形態においては、各ジェネレータ（４）の動作パラメータは、インタフェース（３）が、ホスト（２）により生成されたパラメータに基づいて、決定する。これにより、各ジェネレータ（４）は、異なるパラメータを用いて動作する。そして、ジェネレータ（４）により生成された画像は、画像処理部（５）へ転送される。画像処理部（５）は、受け取った画像を処理し、画像中における関心のあるオブジェクトの位置、動きベクトル等といった特性を決定する。画像処理部（１０）が画像を処理した後、インタフェース（３）は、画像処理部（５）の結果に基づいて、ホスト（２）によって生成された画像生成のパラメータをアップデートする。

本発明の画像生成システム（１）においては、インタフェース（３）は、ジェネレータ（３）に対してはホスト（２）のように振る舞い、ホスト（２）に対してはジェネレータ（４）のように振る舞う。換言すれば、ジェネレータ（４）は、インタフェース（３）によって送信されたデータを、恰もホスト（２）によってダイレクトに送られたかのように、処理し、ホスト（２）は、インタフェース（３）によって送信されたデータを、恰もジェネレータ（４）によってダイレクトに送られたかのように、処理する。

本発明の実施形態においては、本発明による画像生成システム（１）は、少なくとも２つのジェネレータ（４）を備える。その少なくとも１つは、（図においてＭで示される）マスター・ジェネレータであり、少なくとも１つは、（図においてＳで示される）スレーブ・ジェネレータ（４）である。本実施形態においては、マスター・ジェネレータ（４）によって送られたメッセージは、インタフェース（３）によりホスト（２）へ送信され、他方、スレーブ・ジェネレータ（４）によって送られたメッセージは、インタフェース（３）により廃棄される（ディスカードされる（discarded））。本実施形態においては、ジェネレータ（４）によって処理される必要のあるメッセージは、インタフェース（３）によってジェネレータ（４）へ転送される。しかしながら、マスター・ジェネレータ（４）によって生成されたメッセージのみが、ホスト（２）へ転送される。本実施形態においては、ホスト（２）とジェネレータ（４）との間の通信は全て、インタフェース（３）を介して行われる。本実施形態においては、マスター・ジェネレータ（４）によって生成されインタフェース（３）によって送信された同期信号により、ジェネレータ（４）相互の同期的な動作が可能になっている。これらの信号は、ジェネレータ（４）によって生成されホスト（２）へ送られるネットワーク・パケット、共有メモリ・パケット等といったパケットの形式を備えていることが好ましい。これらの信号は、ホスト（２）へ伝送され、画像の生成がおよそ完了しており新たな画像のための生成パラメータが送られるべきである旨を示唆している。ジェネレータ（４）間での同期は、マスター・ジェネレータ（４）から来る同期信号をホスト（２）へ送信することにより確保される。よって、ホスト（２）からジェネレータ（４）へのメッセージの伝送は、マスター・ジェネレータ（４）の信号によって同期的な手法で実現される。

インタフェース（３）によって変更されジェネレータ（４）へ送信されるメッセージは、光学パラメータ、運動するエンティティの位置、運動するエンティティの方向性、視点の位置、視点の方向性、エンティティおよび地形の素材の特性等といったデータを含んでよく、また、それらに限定されない。各ジェネレータ（４）へ送信されることになるメッセージを変更することで、各ジェネレータが異なる画像を生成することができるようになる。例えば、水平線を見ることができる、３次元合成環境における視点の方向性を変更することで、ジェネレータが該水平線を含む視野（a field of view）を生成しつつ、別のジェネレータ（４）が空を含む視野を生成し、さらに別のジェネレータが大地（the earth）を含む視野を生成することが可能になる。

本発明の好適な実施形態においては、ホスト装置（２）からジェネレータ（４）へ送信されるべきパラメータが、インタフェース（３）によって、画像処理部（５）により生成される出力に基づいて、アップデートされる。換言すれば、連続的な画像生成の際、画像生成のパラメータは、生成された画像にかかる処理で得られた結果に基づいて、アップデートされる。

本発明にかかる画像生成システム（１）では、様々な実施の形態を開発することが可能である。本発明は、上記の例に限定されず、本発明は、基本的に、クレームに規定されたとおりである。

１画像生成システム
２ホスト装置
３インタフェース
４ジェネレータ
５画像処理部

Claims

光学パラメータ、運動するエンティティの位置、運動するエンティティの方向性、視点の位置、視点の方向性、エンティティおよび地形の素材の特性といった３次元合成環境に関するデータを含んだメッセージを生成する少なくとも１つのホスト装置（略してホスト）（２）を有する画像生成システム（１）であって、
前記ホスト装置（２）から供されたメッセージを、それらの和が前記３次元合成環境の一部もしくは全てを表す２次元画像群を規定するように、部分的または全体的に変更する少なくとも１つのインタフェース（３）と、
前記インタフェース（３）によって変更されたメッセージに基づいて、前記３次元合成環境の２次元的表現を生成する少なくとも１つのジェネレータ（４）と、
を特徴とする画像生成システム（１）。
マスター・ジェネレータ（４）であって、そのメッセージが前記インタフェース（３）によって前記ホスト（２）へ送信される、マスター・ジェネレータ（４）と、
少なくとも１つのスレーブ・ジェネレータ（４）であって、そのメッセージが前記インタフェース（３）によって前記ホスト（２）へ送信されない、スレーブ・ジェネレータ（４）と、
を特徴とする請求項１に記載の画像生成システム（１）。
前記マスター・ジェネレータ（４）は、前記ジェネレータ（４）相互の同期的動作を可能とする同期信号を生成し、
前記信号は、前記インタフェース（３）によって送信される、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像生成システム（１）。
前記インタフェース（３）は、前記ホスト（２）に対してはジェネレータ（４）のように振る舞い、前記ジェネレータ（４）に対してはホスト（２）のように振る舞う、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の画像生成システム（１）。
前記ジェネレータ（４）によって生成された画像を処理し、当該画像中における関心のあるオブジェクトの位置、動きベクトル等といった特性を決定することができる少なくとも１つの画像処理部（５）、
を特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像生成システム（１）。
前記インタフェース（３）は、前記ホスト装置（２）によって生成され前記ホスト装置（２）から前記ジェネレータ（４）へ送信されようとしているパラメータを、前記画像処理部（５）により生成された出力に基づいて、アップデートする、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の画像生成システム（１）。