JP2634126B2 - グラフィックス表示方法および装置 - Google Patents

グラフィックス表示方法および装置

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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Image Generation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、材質データ(テクス
チャ)をグラフィックス技術を用いて生成する装置およ
び方法に関する。この発明は、コンピュータ・グラフィ
ックスによる画像生成において、その画質の向上を提供
するものである。
【0002】
【従来の技術】今までに発表されているテクスチャの生
成法として、次のようなものがある。 (1)手続き型テクスチャ 手続き型テクスチャは、ある関数、もしくはいくつかの
関数の組み合わせにより、テクスチャを生成する手法で
ある。具体的なアルゴリズムとしては、Perlinの"An Im
age Synthesizer", Computer Graphics, Vol.19, No.3,
pp.287-296, 1985、"Hypertexture", Computer Graphi
cs, Vol.23, No.3, pp.253-262, 1989を参照されたい。 (2)ソリッド・テクスチャ ソリッド・テクスチャは、3次元空間内にテクスチャを
生成させたものであり、2次元のテクスチャでは表現の
難しい、材木や大理石などの削りだした素材の表現を可
能にする手法である。具体的なアルゴリズムとしては、
Peacheyの "Solid Texture of Complex Surfaces", Com
puter Graphics, Vol.19, No.3, pp.279-286, 1985を参
照されたい。これらの手法で問題となる点は、データ入
力の方法と、対象テクスチャの初期検索の方法にある。
データ入力の方法に関して、従来の手法では数学関数だ
けに限られていた。本発明では、生成するテクスチャの
基本データである骨格線分を、数学関数のみならず、タ
ブレットなどの入力装置を用いて定義することも可能で
ある。対象テクスチャの初期検索の方法に関しては、従
来の手法では触れられていない。テクスチャの自動生成
には、多少なりとも計算時間を要するために、試行錯誤
的にテクスチャを生成している場合には、データ入力か
らテクスチャの出力までの時間の短縮が望まれる。ここ
で初期検索の要素があれば、一連の作業時間が大幅に短
縮されるのは明らかである。本発明では、テクスチャの
特徴量である骨格線分により、この初期検索を容易にし
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明は以上の事情
を考慮してなされたものであり、数学関数のみでなく、
タブレット等を用いて入力を行え、しかもテクスチャの
特徴を簡易に表示し簡単に初期検索を行えるテクスチャ
表示手法を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明では、以上の目
的を達成するために、骨格をなす線分を規定する情報を
記憶し、骨格をなす線分の位置座標ごとに、上記線分を
含む平面の所定の範囲内の各位置について、当該平面か
らの高さに対応する評価値を出力し、平面の各位置ごと
に、上記評価値出力手段により出力された評価値を累積
し、各累積された評価値を、対応する平面上の各位置の
高さとする三次元図形の表面をシェーディング処理し、
各ピクセルに対する輝度値を計算し、計算された上記輝
度値によりグラフィックス表示を行うようにする。この
ように骨格線分の情報と、これをどのように肉付けする
かの情報を別々にしたので、骨格線分の情報に手書き入
力のものを用いることもでき、また骨格情報を用いて初
期検索も行える。
【0005】
【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明を適用したテクスチャ生成
装置の概要を示すものである。このテクスチャ生成装置
では、テクスチャの特徴量である骨格線分と、骨格線分
に肉付けする関数(評価関数)との組み合わせでテクス
チャを生成している。この装置は、骨格線分指定ブロッ
ク1、ディジタル差分解析ブロック(Digital Differenc
e Analyzer, D.D.A)2、評価計算ブロック3、輝度値計
算ブロック4から構成される。これらブロックの入出力
としては、線列データ5、点列データ6、評価関数用パ
ラメータ7、テクスチャ・バッファ8およびフレーム・
バッファ9がある。各部の詳細については、後に説明す
る。各ブロックは、IBM RS/6000(米国イン
ターナショナル・ビジネス・マシーンズ社の商標)の管
理下で稼働するモジュールであり、これらブロックに対
する入出力は、IBM RS/6000のメモリ空間内
の1領域である。
【0006】(1)各ブロックの入出力 まず、各ブロックに対する入出力について説明する。入
出力には、線列データ5、点列データ6、評価関数用パ
ラメータ7、テクスチャ・バッファ8 およびフレーム
・バッファ9がある。 (a)線列データ5 線列データは、テクスチャの特徴量を表す各骨格線分の
データである。このデータは、各骨格線分を構成する各
線分の始終点の2次元座標値列Σ(x, y)と、その座標値
列の大きさNで表現される。すなわち線列データ5は大
きさがNの配列で表現されている。 (b)点列データ6 点列データは、線列データからDDAを介して生成され
る座標値列である。つまり、各線分上に存在する点列を
意味し、2次元座標値列Σ(x,y)と、その座標値列の大
きさMで表現される。すなわち点列データ6は大きさが
Mの配列で表現される。 (c)評価関数用パラメータ7 評価関数用パラメータは、骨格線分に肉付けする関数の
ためのパラメータであり、各関数に固有のデータとなっ
ている。 (d)テクスチャ・バッファ8 テクスチャ・バッファ8は、生成されたテクスチャ・デ
ータを格納する。バッファ8は、テクスチャの凹凸属性
を格納する領域と、色情報を格納する領域の2つの領域
から構成される。凹凸属性とは、すなわち、各点におけ
る表面の変位量を値として持つ。色情報に関しては、色
成分を赤、緑、青(R、G、B)の3成分に分けて、各
8ビットの情報量を持たせる。バッファ8のサイズは、
指定されたテクスチャのサイズにより決定される。 (e)フレーム・バッファ9 フレーム・バッファは、後述する輝度値の計算結果を格
納する。1画素当たりの各色情報(R、G、B)には、
8ビットの記憶要領が必要とされる。バッファ9のサイ
ズは、指定されたテクスチャのサイズにより決定され
る。
【0007】(2)ブロック 次に、各ブロックについて説明する。 (a)骨格線分指定ブロック1 骨格線分指定ブロック1では、数学関数またはタブレッ
トなどの図形入力装置を用いて、骨格線分5を入力す
る。 (b)ディジタル差分解析ブロック2 ディジタル差分解析(D.D.A)とは、直線をラスタ化する
ために広く用いられている手法である。具体的なアルゴ
リズムはBresenhamの"Algorithm for ComputerControlo
f a Digital Plotter," IBM System Journal, Vol.4, p
p.25-30, 1965を参照されたい。D.D.A を用いることに
より、要求される直線上の点列6(ラスタ化されている
ので、正確な意味では必ずしも直線上の点列ではない)
を順次求めることができる。 (c)評価計算ブロック3 骨格線分に肉付けする関数である評価関数には、その代
表的なものとして、次のような例が挙げられる。評価関
数による肉付けに際しては、図2に示すように各関数に
おける位置パラメータcx,cyを、D.D.Aを介して得られる
骨格線分上の点列6の各点に対応させるものとする。点
列6の各点ごとに対象範囲内の点における評価値を求
め、テクスチャ・バッファ8を用いて対象範囲内の点ご
とに評価値を累積していく。 ・半球 Hemisphere(cx, cy, zmin, zmax, radius)
(図3参照) 中心の座標が(cx, cy, 0)、半径がradiusで与えられる
球の表面上で、zmin〜zmax (zmin < zmax) の範囲の値
をとる関数である。zminの値が負の場合は凹の形状が、
正の場合は凸の形状が得られる。 ・ピラミッド Pyramid(cx, cy, lx, ly, height)
(図4参照) 中心の座標が(cx, cy, 0)、底面が長さlx, lyで作られ
る長方形で、高さが heightのピラミッドの表面上の値
をとる関数である。heightの値が負の場合は凹の形状
が、正の場合は凸の形状が得られる。 ・染み出し Stain(cx, cy, attack, decay) (図
5参照) 指数関数 Z(r) := attack・exp(-decay・r) を、点(c
x, cy, 0)を中心に、Z軸周りに回転させてできる曲面の
表面上の値をとる関数である。attackの値が負の場合は
凹の形状が、正の場合は凸の形状が得られる。これらの
関数により求められる評価値の累積値を、凹凸情報とし
てテクスチャ・バッファ8内の凹凸属性領域に、もしく
は得られる累積値を色情報に変換して、テクスチャ・バ
ッファ8内の色属性領域に格納する。図6は線分が始点
(10,10)、終点(15,18)で、半径5.0の
半球を評価関数とする場合を、例にして累積値が決定さ
れていく様子を示す。図6では、はじめに点(10,1
0)で評価が行われ、この評価につぎの点(11,1
1)の評価が加算されている。以下同様に点列(11,
12)、(12,13)...(15,18)と評価が
加算される。 (d)輝度値計算ブロック4 輝度値計算ブロック4は生成されたテクスチャ・データ
を画像化するモジュールである。テクスチャの輝度値を
計算する際に、テクスチャ表面の法線ベクトルを求める
必要がある。テクスチャ表面の各法線ベクトルは、図7
に示すように、テクスチャ・バッファの凹凸属性から求
める。バッファ内の点A((i,j)番目)における法
線ベクトルは、その右隣の点B((i+1, j)番目)
と下の点C((i,j+1)番目)の3点で張られる△A
BCの面の法線に対応させる。点A、B、Cの各点におけ
る座標値を、(x, y, za), (x+1, y, zb), (x, y+1, z
c)とすると、△ABCの法線ベクトル(L, M, N)は、連
立方程式(1)を解くことにより得られる。 L・x + M・y + N・za + D = 0 L(x+1) + M・y + N・zb + D = 0 (1) L・x + M(y+1) + N・zc + D = 0 したがって、 (L, M, N) = (za - zb, za - zc, 1.0)
となる。このようにして得られた法線ベクトルを用い
て、従来のシェーディング技法により輝度情報を求め
る。
【0008】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、骨格線分の生成と、骨格線分の肉付けとからテクス
チャ情報を生成するようにしている。そして骨格線分は
数学的関数として与えられなくても、単に位置情報が与
えられればよいので、肉付けには単に骨格線分の位置情
報と、タブレット等を用いて複雑な線分を採用できる。
また肉付け前の骨格線分を利用して初期検索を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を全体として示すブロック図
である。
【図2】 評価関数による骨格線分への肉付けの様子を
示す図である。
【図3】 評価関数の例(半球)を示す図である。
【図4】 評価関数の例(ピラミッド)を示す図であ
る。
【図5】 評価関数の例(染み出し)を示す図である。
【図6】 評価関数による肉付けの仕方を示す図であ
る。
【図7】 テクスチャ表面の法線ベクトルの求め方を示
す図である。
【符号の説明】
1・・・骨格線分指定ブロック、2・・・ディジタル差
分解析ブロック、3・・・評価計算ブロック、4・・・
輝度値計算ブロック、5・・・線列データ、6・・・点
列データ、7・・・評価関数用パラメータ、8・・・テ
クスチャ・バッファ8、9・・・およびフレーム・バッ
ファ9。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】骨格をなす線分を規定する情報を記憶する
    手段と、 上記骨格をなす線分の位置座標ごとに、上記線分を含む
    平面の所定の範囲内の各位置について、当該平面からの
    高さに対応する評価値を出力する評価値出力手段と、 上記平面の各位置ごとに、上記評価値出力手段により出
    力された評価値を累積する手段と、 各累積された評価値を、対応する上記平面上の各位置の
    高さとする三次元図形の表面をシェーディング処理し、
    各ピクセルに対する輝度値を計算する計算手段と、 計算された上記輝度値によりグラフィックス表示する手
    段とを有するグラフィックス表示装置。
  2. 【請求項2】上記計算手段が、上記累積された評価値に
    対応する色情報を各位置に割り当て、上記3次元図形の
    表面についてシェーディング処理を行い、各ピクセルに
    対する輝度値を計算することを特徴とする請求項1記載
    のグラフィックス表示装置。
  3. 【請求項3】上記骨格をなす線分を規定する情報は手書
    き入力および数学関数の一方又は双方により生成される
    請求項1又は2のいずれか記載のグラフィック表示装
    置。
  4. 【請求項4】骨格をなす線分の位置座標ごとに、上記線
    分を含む平面の所定の範囲内の各位置について、当該平
    面からの高さに対応する評価値を出力する評価値出力ス
    テップと、 上記平面の各位置ごとに、上記評価値出力ステップで出
    力された評価値を累積するステップと、 各累積された評価値を対応する、上記平面上の各位置の
    高さとする三次元図形の表面をシェーディング処理し、
    各ピクセルに対する輝度値を計算する計算ステップと、 計算された上記輝度値によりグラフィックス表示するス
    テップとを有するグラフィックス表示方法。
  5. 【請求項5】上記計算ステップが、上記累積された評価
    値に対応する色情報を各位置に割り当て、上記3次元図
    形の表面についてシェーディング処理を行い、各ピクセ
    ルに対する輝度値を計算するステップを含むことを特徴
    とする請求項4記載のグラフィックス表示方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050026410A (ko) * 2002-07-26 2005-03-15 가부시키가이샤 시마세이키 세이사쿠쇼 자동재단기의 티칭처리장치
CN103765413B (zh) * 2011-06-30 2018-02-16 谷歌公司 渲染跟随线条的文本图像
US8400453B2 (en) 2011-06-30 2013-03-19 Google Inc. Rendering a text image following a line
US8760451B2 (en) 2011-06-30 2014-06-24 Google Inc. Rendering a text image using texture map character center encoding with character reference encoding
US11030793B2 (en) * 2019-09-29 2021-06-08 Snap Inc. Stylized image painting
CN112017185B (zh) * 2020-10-30 2021-02-05 平安科技(深圳)有限公司 病灶分割方法、装置及存储介质

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4586038A (en) * 1983-12-12 1986-04-29 General Electric Company True-perspective texture/shading processor
JPS62251973A (ja) * 1986-04-25 1987-11-02 Sony Corp 曲面作成装置
JP2612260B2 (ja) * 1986-09-24 1997-05-21 ダイキン工業株式会社 テクスチヤマツピング装置
US4855934A (en) * 1986-10-03 1989-08-08 Evans & Sutherland Computer Corporation System for texturing computer graphics images
JPS63271290A (ja) * 1987-04-30 1988-11-09 株式会社日立製作所 文字パタ−ン生成方式
US4985855A (en) * 1987-08-24 1991-01-15 International Business Machines Corp. Method for producing installation instructions for three dimensional assemblies
US5381519A (en) * 1987-12-04 1995-01-10 Evans & Sutherland Computer Corp. System for line interpolation for computer graphics displays
US5361386A (en) * 1987-12-04 1994-11-01 Evans & Sutherland Computer Corp. System for polygon interpolation using instantaneous values in a variable
US5265197A (en) * 1988-12-23 1993-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Geometric modeling apparatus
US5175806A (en) * 1989-03-28 1992-12-29 Computer Design, Inc. Method and apparatus for fast surface detail application to an image
US4985854A (en) * 1989-05-15 1991-01-15 Honeywell Inc. Method for rapid generation of photo-realistic imagery
JP3024145B2 (ja) * 1989-07-12 2000-03-21 株式会社日立製作所 テクスチャマッピング方法
US5109479A (en) * 1989-09-07 1992-04-28 Amp-Akzo Corporation Method of designing three dimensional electrical circuits
JPH03118628A (ja) * 1989-09-29 1991-05-21 Meidensha Corp 画像入力装置
JPH03246681A (ja) * 1990-02-23 1991-11-05 Seiko Epson Corp 画像生成装置
US5224208A (en) * 1990-03-16 1993-06-29 Hewlett-Packard Company Gradient calculation for texture mapping
EP0449478A3 (en) * 1990-03-29 1992-11-25 Microtime Inc. 3d video special effects system
US5179638A (en) * 1990-04-26 1993-01-12 Honeywell Inc. Method and apparatus for generating a texture mapped perspective view
DE69122557T2 (de) * 1990-06-29 1997-04-24 Philips Electronics Nv Bilderzeugung
US5333245A (en) * 1990-09-07 1994-07-26 Modacad, Inc. Method and apparatus for mapping surface texture
US5230039A (en) * 1991-02-19 1993-07-20 Silicon Graphics, Inc. Texture range controls for improved texture mapping
US5469535A (en) * 1992-05-04 1995-11-21 Midway Manufacturing Company Three-dimensional, texture mapping display system

Also Published As

Publication number Publication date
US6441826B1 (en) 2002-08-27
EP0583088A2 (en) 1994-02-16
JPH0696231A (ja) 1994-04-08
EP0583088A3 (ja) 1994-04-06

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