JP2020135162A - マッピング装置、マッピング方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

マッピング装置、マッピング方法およびコンピュータプログラム Download PDF

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JP2020135162A JP2019025083A JP2019025083A JP2020135162A JP 2020135162 A JP2020135162 A JP 2020135162A JP 2019025083 A JP2019025083 A JP 2019025083A JP 2019025083 A JP2019025083 A JP 2019025083A JP 2020135162 A JP2020135162 A JP 2020135162A
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Abstract

【課題】 球面を平面にマッピングする場合、あるいは、平面を球面にマッピングする場合における計算の高速化を図ることができ、かつ、マッピングの密度むらを抑制する技術を提供する。【解決手段】 マッピング装置27は、マッピング部28を備えている。マッピング部28は、球体の球面を正多面体の表面にマッピングし、さらに、正多面体の表面を正方平面にマッピングした状態となるような変換式に従って、マッピング対象の球面を矩形平面にマッピングする。【選択図】 図6

Description

本発明は、球面を平面に、又は、平面を球面にマッピングする技術に関する。
球面を平面にマッピングする手法の一つとして、キューブマッピングと呼ばれる手法がある。キューブマッピングでは、図7に表されるような球面30が、当該球面30を囲む立方体31の6つの正方平面32にマッピングされる。図7には、キューブマッピングによる球面30と6つの正方平面32とのマッピング関係の一例が点により表されている。換言すれば、図7には、キューブマッピングによりマッピングを行った場合におけるマッピング密度の一例が点の分布により表されている。
球面を平面にマッピングする別の手法の一つとして、スフィアマッピングと呼ばれる手法がある。スフィアマッピングは、地図投影法での正距円筒図法と同様である。つまり、スフィアマッピングでは、球面上における点の位置を表す緯度と経度をそれぞれ平面に設定された二次元直交座標系のx座標とy座標に置き換えることにより、球面上の点が平面にマッピングされる。図8には、スフィアマッピングによる球面34と矩形平面35とのマッピング関係の一例が点により表されている。換言すれば、図8には、スフィアマッピングによりマッピングを行った場合におけるマッピング密度の一例が点の分布により表されている。
球面を平面にマッピングするさらに別の手法の一つとして、パース・クインカンシャル図法と呼ばれる手法がある。パース・クインカンシャル図法は、地図投影法の一種であり、球面上の地図を正方平面に投影する手法である。パース・クインカンシャル図法では、楕円積分を含むマッピング計算を利用したマッピングが行われる。図9には、パース・クインカンシャル図法による球面37と正方平面38とのマッピング関係の一例が点により表されている。換言すれば、図9には、パース・クインカンシャル図法によりマッピングを行った場合におけるマッピング密度の一例が点の分布により表されている。
なお、特許文献1には、次のようなマッピング手法が開示されている。特許文献1におけるマッピング手法では、球面が、当該球面を取り囲む正四面体の4つの三角平面にマッピングされ、これらを展開して一列に並べることにより平行四辺形とされ、さらにこれを剪断変形して図10に表されるような矩形41とされる。図10には、特許文献1におけるマッピング手法による球面40と正方平面41とのマッピング関係の一例が点により表されている。換言すれば、図10には、特許文献1におけるマッピング手法によりマッピングを行った場合におけるマッピング密度の一例が点の分布により表されている
また、特許文献2には、広画角画像を平面画像に変換するに際して、平面画像の最大半画角に応じて、変換方式を切り替える手法が開示されている。
特開2007−141079号公報 特開2013−57993号公報
キューブマッピングによって球面を平面にマッピングする場合には、球面30を図7に表されるような6つの正方平面32にマッピングするために、計算において、6つの場合分けが行われる。場合分けは処理速度などの処理性能に悪影響を与えるという問題がある。
スフィアマッピングによって球面を平面にマッピングする場合には、計算において場合分けは無いが、逆三角関数を用いるために、計算を行うプロセッサの負荷が大きく処理速度が遅くなるという問題がある。また、スフィアマッピングによって平面を球面にマッピングする場合に、図8に表されるような球面34の極に特異点があり、特異点に近付くとマッピングの密度が急激に密になるという問題もある。
パース・クインカンシャル図法によって球面を平面にマッピングする場合には、計算において場合分けは無いが、楕円積分を用いるために、計算を行うプロセッサの負荷が大きく処理速度が遅くなるという問題がある。また、パース・クインカンシャル図法によって平面を球面にマッピングする場合に、特異点が4つあり、特異点に近付くにつれてマッピング密度が密になるという問題もある。
本発明は上記課題を解決するために考え出された。すなわち、本発明の主な目的は、球面を平面にマッピングする場合、あるいは、平面を球面にマッピングする場合における計算の高速化を図ることができ、かつ、マッピングの密度むらを抑制する技術を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係るマッピング装置の一態様は、
球体の球面を正多面体の表面にマッピングし、さらに、正多面体の表面を正方平面にマッピングした状態となるような変換式に従って、マッピング対象の球面を矩形平面にマッピングするマッピング部
を備える。
また、本発明に係るマッピング方法の一態様は、
球体の球面を正多面体の表面にマッピングし、さらに、正多面体の表面を正方平面にマッピングした状態となるような変換式に従って、マッピング対象の球面を矩形平面にマッピングする。
さらに、本発明に係るコンピュータプログラムの一態様は、
球体の球面を正多面体の表面にマッピングし、さらに、正多面体の表面を正方平面にマッピングした状態となるような変換式に従って、マッピング対象の球面を矩形平面にマッピングする処理をコンピュータに実行させる。
本発明によれば、球面を平面にマッピングする場合、あるいは、平面を球面にマッピングする場合における計算の高速化を図ることができ、かつ、マッピングの密度むらを抑制できる。
本発明に係る第1実施形態のマッピング装置の構成を説明するブロック図である。 第1実施形態のマッピング装置によるマッピング処理を模式的に表す図である。 第1実施形態においてマッピング処理に利用する計算式について説明する図である。 マッピング部における球面から矩形平面へのマッピング処理に係る動作例を表すフローチャートである。 マッピング部における矩形平面から球面へのマッピング処理に係る動作例を表すフローチャートである。 本発明に係るその他の実施形態を説明するブロック図である。 関連技術の一つを説明する図である。 関連技術の別の一つを説明する図である。 関連技術のさらに別の一つを説明する図である。 関連技術のさらにまた別の一つを説明する図である。
以下に、本発明に係る実施形態を図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明に係る第1実施形態のマッピング装置の構成を表すブロック図である。第1実施形態のマッピング装置1は、コンピュータ装置であり、ハードウェア構成として、通信IF(Interface)3と、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ4と、記憶部5と、入出力IF(Interface)6とを備えている。これら通信IF3とプロセッサ4と記憶部5と入出力IF6はバス7によって相互に情報通信が可能な状態で接続されている。
通信IF3は、インターネットやLAN(local Area Network)等の情報通信網を介して外部装置と情報をやり取りするインターフェース機能を備えている。マッピング装置1は、通信IF3の機能により、例えば画像供給装置15に情報通信網を介して接続し、画像供給装置15から画像を受信することができる。画像供給装置15は、画像を生成する機能を備えた装置であり、その例を挙げると、静止画や動画を撮影できるカメラや、描画機能を備えたコンピュータ装置が挙げられる。
入出力IF6は、周辺機器(キーボードやマウスやタッチパネル等の入力装置や、表示装置16など)と、情報通信網を介さずに直接的に情報をやり取りするインターフェース機能を備えている。
記憶部5は、データやコンピュータプログラム(プログラム)8を記憶する記憶媒体である。コンピュータ装置に内蔵される記憶媒体には様々な種類があり、処理速度などを考慮して適宜に選択された種類の記憶媒体が記憶部5としてマッピング装置1に備えられる。また、マッピング装置1に備えられる記憶媒体は1つとは限らず、複数種の記憶媒体がマッピング装置1に備えられてもよいが、ここでは、複数の記憶媒体がマッピング装置1に備えられている場合においても、まとめて記憶部5として説明する。
プロセッサ4は、記憶部5に記憶されているプログラム8を読み出して実行することにより、様々な機能を備えることができる構成を備えている。第1実施形態では、プロセッサ4は、図1に表されているようなマッピング部10と制御部11の機能を備えている。
マッピング部10は、図2に表されるような球体の球面20を半球面ずつ正方平面21,22に下式(1)あるいは下式(2)に表されるマッピング演算式に従ってマッピングする機能を備えている。

Figure 2020135162

Figure 2020135162
なお、式(1)、式(2)におけるx,y,zは、球体の中心位置から球面20の点までのベクトルを三次元直交座標系を利用して表すベクトル成分である。また、|x|,|y|,|z|は、ベクトル成分の大きさ(絶対値)を表している。さらに、u,vは、正方平面21,22におけるマッピング位置を表す二次元直交座標系の座標を表している。さらにまた、ここでは、w=0は、マッピング対象の正方平面が図2に表されている球体の上側に位置する正方平面21であることを表し、w=1は、マッピング対象の正方平面が図2に表されている球体の下側に位置する正方平面22であることを表している。さらに、max(|x|,|y|)は、|x|の値が|y|の値以上である場合には、|x|の値を採用し、|x|の値が|y|の値未満である場合には、|y|の値を採用することを表している。式(1)、式(2)に含まれている絶対値やmax()は、プロセッサによって、顕わな場合分け無しに容易かつ高速に演算処理できるので、式(1)、式(2)のようなマッピング演算式を利用したマッピング処理は、プロセッサの負荷の抑制を図ることができる。
マッピング部10は、式(1)と式(2)のうちの予め選択された一方を利用する。式(1)と式(2)の違いは、z座標が零である球面上の点を正方平面21,22の何れにマッピングするかが異なるだけである。また、z座標が零である球面上の点がマッピングされる一方側の正方平面では、−1≦u≦1かつ−1≦v≦1が成り立ち、境界が含まれる。他方側の正方平面では、−1<u<1かつ−1<v<1が成り立ち、境界が含まれない。
式(1)、式(2)に表されるマッピング演算式を利用したマッピング処理は、球面を、図3に表されるような正八面体25の表面にマッピングし、さらに、その正八面体25の表面を、2つの正方平面21,22にマッピングしたことに相当する。正方平面21,22は、正八面体25の2つの頂点を通る直線に垂直な平面である。図3の例では、正八面体25の上側半分の表面が正方平面21にマッピングされ、正八面体25の下側半分の表面が正方平面22にマッピングされる。
第1実施形態では、上記のように、球面を正方平面にマッピングする際に、一旦、球面から正多面体の表面にマッピングし、さらに、正多面体の表面から正方平面にマッピングするというような段階を踏んだマッピング処理に相当するマッピング処理を行っている。このようなマッピング処理は、マッピング先においてマッピングの密度むらを抑制することができるという効果を得ることができる。なお、正多面体として、正八面体を採用している理由は、正四面体よりも球体に近く、かつ、マッピング処理が煩雑になることを防止できる適宜な正多面体であるからである。
さらに、本発明者は、マッピング処理の簡素化を図って計算の高速化を促進すべく、上述したような段階的なマッピング処理を行わなくとも、簡単に上記同様なマッピングができるように式(1)、式(2)に表されるマッピング演算式を導き出した。
すなわち、式(1)、式(2)を利用して球面を正方平面にマッピングすることは、計算の高速化を図ることができ、かつ、マッピングの密度むらを抑制できるという効果を得ることができる。
さらに、式(1)、式(2)を利用したマッピングは、一対一対応のマッピングとなる。このことを次に説明する。
マッピング密度Dは、球面上の微小面の面積がマッピング先で何倍の面積になるかという観点で表すと、マッピング手法によらずに下式(3)により表すことができる。

Figure 2020135162
式(3)におけるθ,ψは極座標成分であり、三次元直交座標系におけるx成分、y成分、z成分とは次のような関係がある。

Figure 2020135162
また、式(3)におけるu,vは、正方平面におけるマッピング位置を表す二次元直交座標系の座標を表している。さらに、式(3)におけるAは、マッピング先の2つの正方平面の総面積を表し、正規化のための成分である。
ここで、マッピング密度Dを表す式(3)に、式(1)と式(4)に基づいた次のような式を代入し、これにより、θとψについての一次偏微分が共に0になる条件を求める。

Figure 2020135162
求まる条件は、次のように表される。

Figure 2020135162
この条件の下では、マッピング密度Dは極小値Dminとなり、次の値になる。

Figure 2020135162
また、マッピング密度Dの偏微分が不連続になる条件を求めると,次のようになる。

Figure 2020135162
つまり、マッピング密度Dは次の範囲になる。

Figure 2020135162
式(7)および式(9)により、マッピング密度Dのとりうる範囲は次のようになる。

Figure 2020135162
すなわち、マッピング密度Dの最小値は約0.354であって零でなく、かつ、マッピング密度Dの最大値は約2.828であって有限である。これは、式(1)、式(2)を利用したマッピングが一対一対応のマッピングであることを表している。
次に、式(1)、式(2)を利用したマッピングが、マッピングの密度むらを抑制できるという効果を得ることができることを説明する。
密度むらの指標となるマッピング密度Dの標準偏差σは、マッピング手法によらずに次のように表すことができる。

Figure 2020135162
式(11)においても、前述したと同様に、θ,ψは極座標成分を表している。また、Dは、マッピング密度Dを表している。
密度むらが大きくなるにつれ、マッピング密度Dの標準偏差σも大きくなる。式(1)、式(2)を利用したマッピングでは、標準偏差σは約0.0395となる。これに対し、特異点があるマッピングでは、マッピング密度Dの標準偏差σは無限に発散する。また、特許文献1に表されているような四面体マッピングでは、マッピング密度Dの標準偏差σは約0.0675である。さらに、キューブマッピングでは、マッピング密度Dの標準偏差σは約0.0312である。つまり、第1実施形態における式(1)、式(2)を利用したマッピングは、マッピングの密度むらが小さいとされるキューブマッピングと同程度にマッピングの密度むらを小さくできる。
なお、式(1)、式(2)は、式(12)のように書き改めることができる。

Figure 2020135162

式(12)を利用する場合には、プロセッサにおいて、式(1)、式(2)におけるwの計算(つまり、場合分け)が不要である。また、式(1)、式(2)を利用したマッピングでは、球面を2つの正方平面21,22にマッピングしているのに対し、式(12)を利用したマッピングでは、正方平面21,22を合わせた1つの矩形平面に球面をマッピングする。
式(12)におけるsignbit(z)は、zの値に応じて、マッピング対象が、正方平面21,22を合わせた矩形平面において、正方平面21に対応する部分と正方平面22に対応する部分との何れの部分であるかを表す成分である。signbit(z)は式(13)のように表すことができる。

Figure 2020135162

式(13)において、signbit(z)=0は、マッピング対象が矩形平面における正方平面21に対応する部分であることを表し、signbit(z)=1は、マッピング対象が矩形平面における正方平面22に対応する部分であることを表している。
f関数とg関数は、マッピング先のマッピング領域が矩形領域となる関数であれば何れの関数でもよく、限定されないが、具体例として、次のような関数を採用することができる。

Figure 2020135162
式(14)におけるrにはx/nを代入し、sにはy/nを代入し、tにはsignbit(z)を代入する。x,y,z,nは、それそれ、式(1)、式(2)におけるx,y,z,nと同じ変数を表している。
このような関数を採用する場合には、マッピング先の矩形領域は、−2≦u≦2、−1≦v≦1の矩形領域となり、矩形領域内で連続なマッピングとなる。ただし、厳密には、境界の半分はマッピング先に含まれない。その理由は、マッピング領域である矩形領域が、境界を含む正方領域と境界を含まない正方領域をu方向に並べて結合したものであるからである。
また、f関数とg関数として、式(14)におけるtを、1−tに置き換えたものや、r,sの正負の符号を逆にしたものや、f関数とg関数を互いに入れ替えたものなどが考えられる。
さらにまた、式(12)におけるf関数およびg関数として、式(15)に表される関数を採用してもよい。

Figure 2020135162
式(15)におけるrにはx/nを代入し、sにはy/nを代入し、tにはsignbit(z)を代入する。x,y,z,nは、それそれ、式(1)、式(2)におけるx,y,z,nと同じ変数を表している。
ただし、式(15)を採用した場合には、z座標が零である球面上の点に対応する正方平面のマッピング位置においてマッピングが不連続となる。
さらにまた、f関数とg関数として、式(15)におけるtの正負符号を逆にしたものや、r,sの正負の符号を逆にしたものや、f関数とg関数を互いに入れ替えたものなどが考えられる。
第1実施形態における図1に示されるマッピング部10は、球面を矩形平面にマッピングする機能に加えて、さらに、その逆変換を行う機能をも備えている。例えば、マッピング部10は、式(16)に従って、正方平面21,22を球体の球面にマッピングする。

Figure 2020135162
なお、式(16)において、式(1)、式(2)と同様に、x,y,zは、球体の中心位置から球面20の点までのベクトルを三次元直交座標系を利用して表すベクトル成分である。また、u,vは、正方平面21,22におけるマッピング位置を表す二次元直交座標系の座標を表している。さらに、|u|,|v|は、u,vの絶対値を表している。さらにまた、ここでは、w=0は、正方平面が図2に表されている球体の上側に位置する正方平面21であることを表し、w=1は、正方平面が図2に表されている球体の下側に位置する正方平面22であることを表している。さらに、max(|u|,|v|)は、|u|の値が|v|の値以上である場合には、|u|の値を採用し、|u|の値が|v|の値未満である場合には、|v|の値を採用することを表している。
また、式(16)は、式(12)と同様に書き改めることができる。この場合に、f関数およびg関数として式(14)に表される関数を採用する場合には、マッピング部10が矩形平面を球面にマッピングする処理(逆変換処理)に利用する数式は式(17)のように表すことができる。

Figure 2020135162
さらに、式(12)と同様な書式を利用し、かつ、f関数およびg関数として式(15)に表される関数を採用する場合には、マッピング部10が正方平面を球面にマッピングする処理(逆変換処理)に利用する数式は、下式(18)のように表すことができる。ただし、式(18)は、z座標が零である球面上の位置が、図2における上側の正方平面21に対応しているという条件の下での式である。

Figure 2020135162
図1における制御部11は、装置動作を制御する機能を備え、例えば、マッピング部10にマッピング処理を要求する機能や、マッピング部10による算出結果(マッピング処理の結果)を指定された提供先に提供する機能を備える。例えば、マッピング装置1が監視システムのコンピュータ装置に組み込まれる場合が想定される。この場合には、制御部11は、画像供給装置15である防犯カメラから出力された撮影画像の情報をマッピング処理の要求と共にマッピング部10に供給する。なお、防犯カメラは、例えば、全球のパノラマ画像を撮影可能な全方位カメラであり、監視対象の範囲内を撮影できるように設置される。また、このような防犯カメラによる撮影画像を構成する各画素には、カメラの設置位置を中心にした極座標系の座標θ、ψを用いて画素位置を表す情報が関連付けられる。
防犯カメラの撮影画像を受信したマッピング部10によって、防犯カメラによる全球の撮影画像は、矩形平面にマッピングされる。マッピング部10により得られた矩形平面の画像は、防犯カメラによる撮影画像を無駄なく(空白なく)マッピングした画像であり、かつ、マッピング密度(換言すれば、画像情報の密度)のむらが小さく抑制された画像である。マッピング部10のマッピング処理により得られた画像は、例えば、制御部11の表示制御機能によって表示装置16に表示される。また、マッピング部10のマッピング処理により得られた画像は、例えば、監視対象の範囲内の異常を検知する画像解析に用いられる。マッピング部10のマッピング処理により得られた矩形の画像を利用した画像解析は、球面の画像を解析する場合に比べて、処理が容易になるという効果を得ることができる。さらに、マッピング部10による矩形平面の画像の情報は、記憶部5に格納される。さらに、マッピング部10による矩形平面の画像の情報は、情報通信網を介して他のコンピュータ装置に伝送されてもよい。さらに、マッピング装置1によるマッピング処理により得られた矩形画像は、駆動系を持つ装置の駆動制御に利用されてもよい。
マッピング装置1が組み込まれる装置の別の例として、調査結果やセンサ出力の分析結果などを表す画像をコンピュータグラフィックにより生成する機能を持つコンピュータ装置がある。このようなコンピュータ装置にマッピング装置1が組み込まれる場合には、コンピュータグラフィックで用いられるBRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function(双方向反射率分布関数))やBTDF((bidirectional transmittance distribution function)双方向透過率分布関数)において引数となる入射ベクトル、反射ベクトル、透過ベクトルを、それぞれ、マッピング部10によって矩形領域にマッピングすることが可能である。つまり、BRDFやBTDFの関数は、f(θi,ψi,θo,ψo,...)のように表される関数である。この関数におけるθi,ψiは入射方向を表す角度を表し、θo,ψoは放射方向を表す角度を表すことから、球面上の点とみることができる。これにより、マッピング部10は、BRDFやBTDFの関数における引数値をそれぞれマッピング処理によって変換することによって、超直方体を定義域とする関数に変換できる。このような変換後の関数はコンピュータにとって処理しやすい関数である。
次に、マッピング装置1におけるマッピング処理に係る動作例を図4、図5を利用して説明する。図4はマッピング装置1における球面から矩形平面へのマッピング処理に係る動作例を表すフローチャートである。
例えば、マッピング部10は、球面を矩形平面にマッピングするマッピング処理の開始を要求する指令を受け取ると(図4におけるステップS101)、処理対象の球面上の情報(点の位置)を読み取る(ステップS102)。その後、マッピング部10は、前述した式(1)あるいは式(2)を利用して、球面を矩形平面(正方平面21および正方平面22)にマッピングする(ステップS103)。つまり、マッピング部10は、マッピング先の矩形平面におけるマッピング位置を式(1)あるいは式(2)に従って算出する。然る後に、マッピング部10は、マッピング処理の結果を出力する(ステップS104)。出力先は、例えば、表示装置16や、記憶部5や、他のコンピュータ装置や、マッピング装置1が組み込まれるコンピュータ装置における他の機能部などの予め定められた出力先である。
図5はマッピング装置1における矩形平面から球面へのマッピング処理に係る動作例を表すフローチャートである。
例えば、マッピング部10は、矩形平面を球面にマッピングするマッピング処理の開始を要求する指令を受け取ると(図5におけるステップS201)、処理対象の矩形平面上の情報(点の位置)を読み取る(ステップS202)。その後、マッピング部10は、前述した式(16)を利用して、矩形平面(正方平面21、正方平面22)を球面にマッピングする(ステップS203)。つまり、マッピング部10は、マッピング先の球面におけるマッピング位置を式(16)に従って算出する。然る後に、マッピング部10は、マッピング処理の結果を出力する(ステップS204)。出力先は、例えば、表示装置16や、記憶部5や、他のコンピュータ装置や、マッピング装置1が組み込まれるコンピュータ装置における他の機能部などの予め定められた出力先である。
第1実施形態のマッピング装置1は、上述したように、式(1)あるいは式(2)等を利用して球面を矩形平面にマッピングし、また、式(16)等を利用して矩形平面を球面にマッピングする。このようなマッピング処理を行うことによって、マッピング装置1は、マッピング処理の計算の高速化を図ることができ、かつ、マッピングの密度むらを抑制できるという効果を得ることができる。
<その他の実施形態>
本発明は、第1実施形態に限定されることなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第1実施形態では、マッピング部10は、球体の全球面を2つの正方平面にマッピングする機能を備えている。これに対し、マッピング部10は、球体の半球面を1つの正方平面にマッピングする機能を備えていてもよい。この場合には、マッピング部10は、式(19)に従って、半球面を正方平面にマッピングする。

Figure 2020135162
また、マッピング部10は、正方平面を半球面にマッピングする逆変換の機能を備えていてもよい。この場合には、マッピング部10は、式(20)を利用する。

Figure 2020135162
さらに、用途に応じて、球体の全球面を2つの正方平面にマッピングする機能が不要であると判断された場合には、マッピング部10は、その全球面に関するマッピングの機能が省略され、半球面を1つの正方平面にマッピングする機能が備えられていてよい。また、逆変換に関しても同様であり、マッピング部10は、2つの正方平面を球体の全球面にマッピングする機能が省略され、1つの正方平面を半球面にマッピングする機能が備えられていてもよい。
図6は本発明に係るその他の実施形態を説明するブロック図である。図6におけるマッピング装置27は、マッピング部28を備えている。マッピング部28は、球体の球面を正多面体の表面にマッピングし、さらに、正多面体の表面を正方平面にマッピングした状態となるような変換式に従って、マッピング対象の球面を矩形平面にマッピングする機能を備えている。
1,27 マッピング装置
10,28 マッピング部

Claims (7)

  1. 球体の球面を正多面体の表面にマッピングし、さらに、正多面体の表面を正方平面にマッピングした状態となるような変換式に従って、マッピング対象の球面を矩形平面にマッピングするマッピング部
    を備えるマッピング装置。
  2. 前記マッピング部は、マッピング対象が球体の全球面である場合には、全球面を半球面ずつ2つの正方平面にマッピングし、マッピング対象が球体の半球面である場合には、半球面を正方平面にマッピングする請求項1に記載のマッピング装置。
  3. 全球面を半球面ずつ2つの正方平面にマッピングする場合には、
    x,y,zが、球体の中心位置から球面の点までのベクトルを三次元直交座標系を利用して表すベクトル成分であり、|x|,|y|,|z|が、ベクトル成分の大きさ(絶対値)を表し、u,vが、正方平面におけるマッピング位置を表す二次元直交座標系の座標を表し、w=0が、マッピング対象の2つの正方平面のうちの一方を表し、w=1が、他方の正方平面を表し、max(|x|,|y|)が、|x|の値が|y|の値以上である場合には、|x|の値を採用し、|x|の値が|y|の値未満である場合には、|y|の値を採用することを表している場合に、
    前記変換式として、

    Figure 2020135162
    あるいは、

    Figure 2020135162
    が利用される請求項2に記載のマッピング装置。
  4. 全球面を半球面ずつ2つの正方平面にマッピングする場合には、
    x,y,zが、球体の中心位置から球面の点までのベクトルを三次元直交座標系を利用して表すベクトル成分であり、|x|,|y|,|z|が、ベクトル成分の大きさ(絶対値)を表し、u,vが、正方平面におけるマッピング位置を表す二次元直交座標系の座標を表し、f関数とg関数がそれぞれマッピング範囲が矩形領域となる関数を表している場合に、
    前記変換式として、

    Figure 2020135162
    が利用される請求項2に記載のマッピング装置。
  5. 前記マッピング部は、前記変換式に基づいた逆変換式により、矩形平面を球面にマッピングする機能をさらに備える請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載のマッピング装置。
  6. 球体の球面を正多面体の表面にマッピングし、さらに、正多面体の表面を正方平面にマッピングした状態となるような変換式に従って、マッピング対象の球面を矩形平面にマッピングするマッピング方法。
  7. 球体の球面を正多面体の表面にマッピングし、さらに、正多面体の表面を正方平面にマッピングした状態となるような変換式に従って、マッピング対象の球面を矩形平面にマッピングする処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
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