JP2511771B2 - 画像メモリ式画像生成装置 - Google Patents
画像メモリ式画像生成装置Info
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- JP2511771B2 JP2511771B2 JP4216741A JP21674192A JP2511771B2 JP 2511771 B2 JP2511771 B2 JP 2511771B2 JP 4216741 A JP4216741 A JP 4216741A JP 21674192 A JP21674192 A JP 21674192A JP 2511771 B2 JP2511771 B2 JP 2511771B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は画像メモリ式画像生成
装置に関し、特に、コンピュータグラフィックスで物体
を三次元モデルで定義し、利用者の視点位置を計測し
て、視点からスクリーンを通して見た画像を生成表示
し、高視野，高精細，立体視，運動視などを用いて遠隔
地にいる人々があたかも同一空間にいるかのような感覚
を提供することのできるような臨場感通信会議システム
に応用できる画像メモリ式画像生成装置に関する。
装置に関し、特に、コンピュータグラフィックスで物体
を三次元モデルで定義し、利用者の視点位置を計測し
て、視点からスクリーンを通して見た画像を生成表示
し、高視野，高精細，立体視，運動視などを用いて遠隔
地にいる人々があたかも同一空間にいるかのような感覚
を提供することのできるような臨場感通信会議システム
に応用できる画像メモリ式画像生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータグラフィックスで物体を三
次元モデルで定義し、高品質な画像を生成する場合、物
体をきめ細かくサンプリングし、光源計算を行なって陰
影表示などをすることにより、非常にリアルな画像を生
成することができる。さらに、ステレオ表示，運動視表
示を行なうことにより、表示画像の立体感はより高くな
る。このような高品質の画像を生成する場合、表示モデ
ルの頂点数の増加により、レンダリング処理，投影変換
処理などの計算量が増加し、処理時間が増える傾向にあ
る。
次元モデルで定義し、高品質な画像を生成する場合、物
体をきめ細かくサンプリングし、光源計算を行なって陰
影表示などをすることにより、非常にリアルな画像を生
成することができる。さらに、ステレオ表示，運動視表
示を行なうことにより、表示画像の立体感はより高くな
る。このような高品質の画像を生成する場合、表示モデ
ルの頂点数の増加により、レンダリング処理，投影変換
処理などの計算量が増加し、処理時間が増える傾向にあ
る。
【０００３】前述の臨場感通信会議システムでは、高品
質な画像を高速に生成表示することが望まれており、計
算機の処理速度の向上，光源計算などの各種処理の高速
アルゴリズムの開発，視覚特性を利用した頂点を削除し
たモデルの作成，表示などの研究が進められている。
質な画像を高速に生成表示することが望まれており、計
算機の処理速度の向上，光源計算などの各種処理の高速
アルゴリズムの開発，視覚特性を利用した頂点を削除し
たモデルの作成，表示などの研究が進められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹木の
ような複雑な物体に対しては、画像の高品質さを保った
まま表示モデルの頂点を削除するには限界があり、頂点
数が多いため高速な画像生成が困難となる。樹木につい
ては、三次元モデルを平行投影した画像をテクスチャ画
像として登録しておき、交差した平面に張付ける手法が
提案されているが、視点方向によっては、画像の歪みが
発生するという問題点がある。
ような複雑な物体に対しては、画像の高品質さを保った
まま表示モデルの頂点を削除するには限界があり、頂点
数が多いため高速な画像生成が困難となる。樹木につい
ては、三次元モデルを平行投影した画像をテクスチャ画
像として登録しておき、交差した平面に張付ける手法が
提案されているが、視点方向によっては、画像の歪みが
発生するという問題点がある。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、樹
木などのように複雑で頂点数の多いモデルを、高品質に
高速で画像生成して表示できるような画像メモリ式画像
生成装置を提供することである。
木などのように複雑で頂点数の多いモデルを、高品質に
高速で画像生成して表示できるような画像メモリ式画像
生成装置を提供することである。
【０００６】この発明の他の目的は、運動視表示におい
て、視点を移動させた場合に画像がなめらかに変化し、
あらゆる視点方向から見ても歪みのない画像を表示でき
るような画像メモリ式画像生成装置を提供することであ
る。
て、視点を移動させた場合に画像がなめらかに変化し、
あらゆる視点方向から見ても歪みのない画像を表示でき
るような画像メモリ式画像生成装置を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明はコンピュータ
グラフィックで物体または景観を３次元モデルで定義
し、視点位置に応じた画像を計算し、画像メモリに蓄積
する画像メモリ式画像生成装置であって、観察者の視点
位置を検出する視点位置検出手段と、観察者の視点およ
びその周辺の複数の位置から見たそれぞれの投影画像の
うち、その観察者が抽出する確率の高い画像を予め記憶
する画像記憶手段と、観察者の視点が移動したとき、画
像記憶手段に記憶されている視点移動方向と反対の端の
視点画像を破棄し、画像記憶手段に記憶されている視点
移動方向の端の視点画像の視点移動方向に隣接する視点
画像を計算して画像記憶手段に蓄積する制御手段とを備
えて構成される。
グラフィックで物体または景観を３次元モデルで定義
し、視点位置に応じた画像を計算し、画像メモリに蓄積
する画像メモリ式画像生成装置であって、観察者の視点
位置を検出する視点位置検出手段と、観察者の視点およ
びその周辺の複数の位置から見たそれぞれの投影画像の
うち、その観察者が抽出する確率の高い画像を予め記憶
する画像記憶手段と、観察者の視点が移動したとき、画
像記憶手段に記憶されている視点移動方向と反対の端の
視点画像を破棄し、画像記憶手段に記憶されている視点
移動方向の端の視点画像の視点移動方向に隣接する視点
画像を計算して画像記憶手段に蓄積する制御手段とを備
えて構成される。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【作用】この発明にかかる画像メモリ式画像生成装置
は、観察者の視点およびその周辺の複数の位置から見た
それぞれの投影画像を予め記憶しておき、観察者の視点
位置を検出する毎に、対応する投影画像を選択すること
により、視点の動きに対してリアルタイムで画像変化さ
せることが可能となる。また、表示物体のモデルの頂点
数に関係なく同じ処理速度で画像表示が可能となり、限
られた大きさの視点周辺領域内にある複数の位置に対応
する投影画像を生成することにより、メモリ容量を少な
くできる。さらに、視点の移動に伴って、新たに視点周
辺に対応する画像を生成することにより、あらゆる位置
から見た画像を生成できる。
は、観察者の視点およびその周辺の複数の位置から見た
それぞれの投影画像を予め記憶しておき、観察者の視点
位置を検出する毎に、対応する投影画像を選択すること
により、視点の動きに対してリアルタイムで画像変化さ
せることが可能となる。また、表示物体のモデルの頂点
数に関係なく同じ処理速度で画像表示が可能となり、限
られた大きさの視点周辺領域内にある複数の位置に対応
する投影画像を生成することにより、メモリ容量を少な
くできる。さらに、視点の移動に伴って、新たに視点周
辺に対応する画像を生成することにより、あらゆる位置
から見た画像を生成できる。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の概略ブロック図
である。図１において、ｘｙｚ座標系１０１によって三
次元世界座標系が定義され、この三次元世界座標系にお
いて、スクリーン１０２と表示モデル１０３と磁界発生
部１０４の三次元位置が求められる。磁界発生部１０４
は観察者１０５の視点位置を検出するための磁界を発生
し、この磁界を検出するために、観察者の頭部に磁気セ
ンサ１０６が装着される。この磁気センサ１０６は磁界
発生部１０４からの磁界を検出することにより、観察者
１０５の視点位置をリアルタイムで求めることができ
る。磁気センサ１０６の検出出力は制御部１０７を介し
て画像生成部１０８に与えられる。なお、図１に示した
例では、磁気センサを用いて観察者１０５の視点位置を
検出するようにしているが、これに限定されるものでは
ない。
である。図１において、ｘｙｚ座標系１０１によって三
次元世界座標系が定義され、この三次元世界座標系にお
いて、スクリーン１０２と表示モデル１０３と磁界発生
部１０４の三次元位置が求められる。磁界発生部１０４
は観察者１０５の視点位置を検出するための磁界を発生
し、この磁界を検出するために、観察者の頭部に磁気セ
ンサ１０６が装着される。この磁気センサ１０６は磁界
発生部１０４からの磁界を検出することにより、観察者
１０５の視点位置をリアルタイムで求めることができ
る。磁気センサ１０６の検出出力は制御部１０７を介し
て画像生成部１０８に与えられる。なお、図１に示した
例では、磁気センサを用いて観察者１０５の視点位置を
検出するようにしているが、これに限定されるものでは
ない。
【００１３】画像生成部１０８は観察者１０５の視点位
置からスクリーン１０２を通して見た透視投影画像を作
成するものであり、作成した投影画像をスクリーン１０
２に表示する。画像生成部１０８は、現在の視点位置に
対応する画像を生成表示すると、次にその視点の周辺か
ら見た透視投影画像を生成する。
置からスクリーン１０２を通して見た透視投影画像を作
成するものであり、作成した投影画像をスクリーン１０
２に表示する。画像生成部１０８は、現在の視点位置に
対応する画像を生成表示すると、次にその視点の周辺か
ら見た透視投影画像を生成する。
【００１４】図２は図１に示した画像生成部のブロック
図である。図２において、画像生成部１０８は視点情報
入力部２０１と投影画像生成部２０２と表示画像選択制
御部２０３と画像メモリ部２０４と表示画像出力部２０
５とを含む。図１に示したように、磁気センサ１０６に
よって検出された三次元位置情報が制御部１０７を介し
て視点情報入力部２０１に入力され、投影画像生成部２
０２と表示画像選択部２０３に転送される。投影画像生
成部２０２は、たとえばコンピュータグラフィックによ
って構成され、与えられた視点情報を基にして、現在の
視点位置およびその周辺位置より見た投影画像を生成
し、生成した画像データを画像メモリ部２０４に書込
む。画像メモリ部２０４のメモリ容量が大きければ予め
画像を記憶できる視点の周辺領域も大きくなる。表示画
像選択部２０３は、画像メモリ部２０４の中から、現在
の視点位置に対応する画像を検索し、表示画像出力部２
０５に検索した画像データを転送する。表示画像出力部
２０５はスクリーン１０２に画像を写し出す。
図である。図２において、画像生成部１０８は視点情報
入力部２０１と投影画像生成部２０２と表示画像選択制
御部２０３と画像メモリ部２０４と表示画像出力部２０
５とを含む。図１に示したように、磁気センサ１０６に
よって検出された三次元位置情報が制御部１０７を介し
て視点情報入力部２０１に入力され、投影画像生成部２
０２と表示画像選択部２０３に転送される。投影画像生
成部２０２は、たとえばコンピュータグラフィックによ
って構成され、与えられた視点情報を基にして、現在の
視点位置およびその周辺位置より見た投影画像を生成
し、生成した画像データを画像メモリ部２０４に書込
む。画像メモリ部２０４のメモリ容量が大きければ予め
画像を記憶できる視点の周辺領域も大きくなる。表示画
像選択部２０３は、画像メモリ部２０４の中から、現在
の視点位置に対応する画像を検索し、表示画像出力部２
０５に検索した画像データを転送する。表示画像出力部
２０５はスクリーン１０２に画像を写し出す。
【００１５】図３は視点と視点の周辺領域に対応する投
影画像を生成する概略を示す図であり、図４は視点の周
辺領域を示す図である。
影画像を生成する概略を示す図であり、図４は視点の周
辺領域を示す図である。
【００１６】図３において、視点および視点周辺の領域
３０１において、ｖ（０，０，０）を現在の視点位置と
する。視点が移動して新たな視点となる可能性のある周
辺の位置としてｖ（ｌ，ｍ，ｎ）を設定する。視点ｖ
（ｌ，ｍ，ｎ）より、スクリーン１０２を通して表示モ
デル１０３を見た透視投影画像群３０２が図２に示した
画像メモリ部２０４に記憶される。予め画像を生成する
視点周辺の領域の形状，大きさは固定であるので、視点
が移動すると、視点の周辺領域も移動するので、図４に
示すように、移動前後で周辺領域の差分部分に対応する
画像のみ生成し、他の部分はそのまま用いることにより
画像生成の処理時間の短縮化を図ることができる。
３０１において、ｖ（０，０，０）を現在の視点位置と
する。視点が移動して新たな視点となる可能性のある周
辺の位置としてｖ（ｌ，ｍ，ｎ）を設定する。視点ｖ
（ｌ，ｍ，ｎ）より、スクリーン１０２を通して表示モ
デル１０３を見た透視投影画像群３０２が図２に示した
画像メモリ部２０４に記憶される。予め画像を生成する
視点周辺の領域の形状，大きさは固定であるので、視点
が移動すると、視点の周辺領域も移動するので、図４に
示すように、移動前後で周辺領域の差分部分に対応する
画像のみ生成し、他の部分はそのまま用いることにより
画像生成の処理時間の短縮化を図ることができる。
【００１７】図４に示す領域内の視点に対応する投影画
像が図２の画像メモリ部２０４に記憶されている。視点
の周辺領域は、図４（ａ）から図４（ｂ）に示すように
移動し、視点の移動前後で共通の視点周辺領域４０１内
の点については、画像生成処理は行なわず、新たに視点
周辺部となる部分４０３のみの点について画像生成処理
を行ない、視点周辺領域の範囲外となる領域４０４の点
に対応する画像は消去する。
像が図２の画像メモリ部２０４に記憶されている。視点
の周辺領域は、図４（ａ）から図４（ｂ）に示すように
移動し、視点の移動前後で共通の視点周辺領域４０１内
の点については、画像生成処理は行なわず、新たに視点
周辺部となる部分４０３のみの点について画像生成処理
を行ない、視点周辺領域の範囲外となる領域４０４の点
に対応する画像は消去する。
【００１８】また、視点周辺の領域を平面に限定し、す
なわち、図３のｖ（ｌ，ｍ，ｏ）の点に対応する画像の
みを生成し、画面に垂直方向の視点移動に対しては、画
像の拡大，縮小で対応することが可能な対象について
は、より画像生成の高速化を図ることができる。
なわち、図３のｖ（ｌ，ｍ，ｏ）の点に対応する画像の
みを生成し、画面に垂直方向の視点移動に対しては、画
像の拡大，縮小で対応することが可能な対象について
は、より画像生成の高速化を図ることができる。
【００１９】なお、画像メモリ部２０４に視点周辺の画
像を細かく記憶しておき、表示画像選択部２０３で左目
の視点および右目の視点のそれぞれに対応する投影画像
を選択すれば容易にステレオ視を実現できる。
像を細かく記憶しておき、表示画像選択部２０３で左目
の視点および右目の視点のそれぞれに対応する投影画像
を選択すれば容易にステレオ視を実現できる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、観察
者の視点およびその周辺の複数の位置から見た投影画像
を予め記憶しておき、観察者の視点位置に応じて、対応
の投影画像を選択して表示することにより、頂点数が多
いモデルでも滑らかな画像変化を提供することが可能と
なる。また、予め画像を生成する領域を統計的に解析し
て設定した視点周辺だけに限定することにより、メモリ
容量を少なくできる。また、視点移動に伴って、視点の
周辺領域が移動することにより発生した差分部分の位置
だけに対応する画像を生成することにより、計算コスト
を下げることができかつあらゆる視点方向（上下，左
右，斜め）方向から見た画像を生成できる。さらに、視
点周辺に対応する画像を生成する順序を視点移動を予測
して決めておけば、さらに視点移動に対応して効率よく
画像生成が可能となる。
者の視点およびその周辺の複数の位置から見た投影画像
を予め記憶しておき、観察者の視点位置に応じて、対応
の投影画像を選択して表示することにより、頂点数が多
いモデルでも滑らかな画像変化を提供することが可能と
なる。また、予め画像を生成する領域を統計的に解析し
て設定した視点周辺だけに限定することにより、メモリ
容量を少なくできる。また、視点移動に伴って、視点の
周辺領域が移動することにより発生した差分部分の位置
だけに対応する画像を生成することにより、計算コスト
を下げることができかつあらゆる視点方向（上下，左
右，斜め）方向から見た画像を生成できる。さらに、視
点周辺に対応する画像を生成する順序を視点移動を予測
して決めておけば、さらに視点移動に対応して効率よく
画像生成が可能となる。
【図１】この発明の一実施例の概略図である。
【図２】図１に示した画像生成部のブロック図である。
【図３】視点周辺に対応する投影画像を生成する方法を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図４】視点周辺の領域を示す図である。
１０２ スクリーン １０３ 表示モデル １０４ 磁界発生部 １０５ 観察者 １０６ 磁気センサ １０７ 制御部 １０８ 画像生成部 ２０１ 視点情報入力部 ２０２ 投影画像生成部 ２０３ 表示画像選択制御部 ２０４ 画像メモリ部 ２０５ 表示画像出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鉄谷 信二 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷 ５番地 株式会社エイ・ティ・アール通 信システム研究所内 (56)参考文献 特開 平２−96291（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−206880（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 コンピュータグラフィックで物体または
景観を３次元モデルで定義し、視点位置に応じた画像を
計算し、画像メモリに蓄積する画像メモリ式画像生成装
置であって、 前記観察者の視点位置を検出する視点位置検出手段、 前記観察者の視点およびその周辺の複数の位置から見た
それぞれの投影画像のうち、該観察者が抽出する確率の
高い画像を予め記憶する画像記憶手段、および 前記観察者の視点が移動したとき、前記画像記憶手段に
記憶されている視点移動方向と反対の端の視点画像を破
棄し、前記画像記憶手段に記憶されている視点移動方向
の端の視点画像の視点移動方向に隣接する視点画像を計
算して前記画像記憶手段に蓄積する制御手段を備えた、
画像メモリ式画像生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216741A JP2511771B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 画像メモリ式画像生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216741A JP2511771B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 画像メモリ式画像生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0668236A JPH0668236A (ja) | 1994-03-11 |
| JP2511771B2 true JP2511771B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=16693208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4216741A Expired - Fee Related JP2511771B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 画像メモリ式画像生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511771B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4215891B2 (ja) | 1999-02-19 | 2009-01-28 | 任天堂株式会社 | オブジェクト画像プリントサービスシステム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0296291A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表示装置 |
| JPH02206880A (ja) * | 1989-02-06 | 1990-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ３次元画像提示方法 |
-
1992
- 1992-08-14 JP JP4216741A patent/JP2511771B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0668236A (ja) | 1994-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960116 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |