JP2825402B2 - 模様発生におけるアンチ・エリアシングの方法 - Google Patents
模様発生におけるアンチ・エリアシングの方法Info
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Description
置の模様発生部に関するものであり、ポリゴンに模様を
マッピングする際に発生するエリアシングの除去を行う
ものである。フライトシミュレータ等の各種訓練装置の
窓外視界映像発生装置に用いられる。
データベース上に格納され仮定された三次元の情景を構
成する多角形面上に必要な模様を付して、指定された視
点から見た二次元画像として表示を行なう方法がある。
情景を構成する多角形(「ポリゴン」という)面上の必
要な模様は、テクスチャと呼ばれ、複雑で不均一な色や
輝度のパターンを言う。各ポリゴンは、一枚一枚の平面
で構成され、データベース上の平面を視点から見た情景
になるように平行回転移動をして表示されるため、テク
スチャを与えない場合は、海面や地面などは単なる青あ
るいは茶色の平面として表示される。図2(a)にテク
スチャを与えない海面、図2(b)にテクスチャを与え
た海面の表示例を示す。
以下の理由による。
映像を実界に近いリアルなものとすることができる。
して飛行機、自動車等の訓練用シミュレータを構成した
場合、パイロット等の訓練者に速度感や距離感などをよ
り正確に与えることができる。
ずに発生させることができるため、ハードウェアの計算
量を減らせることができる、などである。
とは逆の経路で、CRT上の各画素を予めパターンがス
トアされているテクスチャメモリのアドレスへ対応させ
ることによっている。この操作を「マッピング」と呼
ぶ。
に応じて階層化した分解能を有するように複数備えら
れ、それを複数のメモリに予め格納される。図3にこの
ようなテクスチャを格納したメモリの構成(MIPマッ
プ)を示す。図3の例は模様Aと模様Bについて詳細度
レベル-0と詳細度レベル-1について表示したものであ
る。図に示すように、詳細度レベル-1の1ブロックは
詳細度レベル-0の1ブロックが覆う地域に対して4ブ
ロック分を覆っており、詳細度レベル-1でのテクスチ
ャは詳細度レベル-0の場合の半分の分解能を持つ。
能のテクスチャを得るため詳細度を計算する。この詳細
度は整数とは限らず小数となる。そのため、例えば詳細
度が5.4である場合、その整数部分の5とそれに1加
算した整数6とで連続する詳細度レベル例えば詳細度レ
ベル-5と詳細度レベル-6の双方を決定する。この詳細
度レベルに基づいてメモリから同一の模様について詳細
度の異なる2つの模様を読出し、これらを小数0.4に
応じて混合する。例えば模様Aについてレベル-5はメ
モリ・バンクjから読出し、レベル-6はメモリ・バン
クiから同時に読出す。このように読出した模様につい
て、小数部により混合して詳細度レベルの階層化による
模様の映像表示上の不連続性を補正する。
4は視点からスクリーンを通してブロックを見たときの
模式図である。視点EYEが所期の運動をしたと仮定
し、あるブロック上に位置し、そこからスクリーンSを
通して見るブロック内のポリゴン上の点Qについて考え
る。点Qが所属する詳細度レベル-0のエリア・ブロッ
クのブロック・アドレスを(kO,lO)、また、ブロッ
ク内アドレスを(mO,nO)とする。この時、Qは詳細
度レベル-iでは式(1)のようなブロック・アドレス
(ki,li)及びブロック内アドレス(mi,ni)とな
る。
のベクトルmは正規化したメモリ・アドレスであ
る。)、このLを用いて各パターンの詳細度Liを式
(3)のように計算する。
ーン上の座標である。
UM IN PARVO)マップ」によるアンチ・エリアシングの
技術では、同一の模様で詳細度レベルの連続する模様
は、物理的に分かれたメモリに配置する必要があった。
この制約は、メモリの構成が複雑になったり、該当する
テクセル(例えばR,G,B各8ビットの24ビットで
構成され、模様が付されるエリアの1単位分)をメモリ
より引くために用いるアドレスの計算が複雑になる等の
問題点があった。
するレベルの模様を格納するメモリを必要とする事無く
簡単なアンチ・エリアシングを提供することにある。
本発明に係る模様発生におけるアンチ・エリアシングの
方法は、デジタル画像発生において、ポリゴンにマッピ
ングする模様の振幅を、直流成分を基準に正負の振幅と
して予めメモリ内に保持し、対象とするポリゴンについ
てのサンプリング間隔Sとメモリに格納している模様の
中で優勢な空間周波数の波長LWとの比S/LWがナイキ
スト条件を満足しない範囲に関し単調減少である関数g
(0≦g(S/LW)≦1)を用いて前記メモリから読
出した前記振幅を変調するものである。
なわちサンプリング間隔Sが大きいときは模様の振幅を
小さくするように変調するから、コントラストを下げ
て、エリアシングを目立たなくする。
する。図5はサンプリング間隔により振幅が変調される
様子を説明する図である。図5(a)は二次元的広がり
を持つメモリに保持している模様の輝度値を示したもの
であり、y=一定についてx=p上の一部について示し
ている。直流成分tdは、メモリ上での輝度値の平均値
であり輝度値tpqは、直流成分tdを中心とする振幅値
を示す。図5(b)は、アンダ・サンプリング発生時に
輝度の振幅を補正(減ずる)していることを示す模式図
である。
位距離あたりその繰り返しがいくつあるかを示したもの
を空間周波数と定義する。ここで、 f=1個/cm=1Hz
考えると、この模様はフーリェの定理により空間周波数
の各種の高周波の重ね合わせからなるが、そのパワース
ペクトルが強い周波数を優先であると呼んでいる。
それをデジタル化するのに用いたサンプリング周波数f
sの2倍の周波数より高い場合をアンダ・サンプリング
状態と称する。この状態では、デジタル化したデータが
被サンプリング・データを正しく再現せず、映像であれ
ばモアレ縞が発生する。そのため、図5(b)に示すよ
うに、輝度値の振幅をアンダ・サンプリングの度合によ
り小さくしていて、輝度値の振幅が小さくなるため人の
目に感知させるのに必要な高周波成分が低くなり、模様
のコントラストが下がり、エリアシングが除去される。
このときの、輝度値の振幅の補正すなわち変調は式
(4)により行う。
散化データであることを示し、
(p,q)のテクセル値
れている、テクセル位置(p,q)のテクセル値であ
り、二次元のメモリ上に、R,G,B(各8bit)の
強度を持つ。
勢な空間周波数の波長。この波長LWは、予めメモリに
格納する模様を二次元フーリェ変換しスペクトルの強い
ものを優勢な周波数として、この周波数の波長LWとし
て予めメモリに格納しておく。
衰値を求めるための関数 1≧g(S/LW)≧0 図5(d)に関数例を示す。
均輝度
「ナイキストの条件」を満たすS/LWに関しては、g*
(S/LW)=1なので、
図5(d)のように程度に応じて0に近づく。図5
(d)の関数を用いた場合は、S/LW>0.5でg
*(S/LW)は1より小さくなり、S/LW=1でg
*(S/LW)=0なので、
(c)である。g*(S/LW)は0≦g*(S/LW)≦
1である単調減少関数という条件を満足すれば、どのよ
うな関数でもよい。
値であり、式(5)により求める。
散化した模様
(p,q)より式(6)により求める。
オフラインの処理で発生しておく。
置の一実施例のブロック図であり、以下図に従って説明
する。1はサンプリング間隔およびアドレス計算回路、
2は乗算器、3はテーブル、4はテクスチャ・メモリ、
5はλメモリ、6は乗算器、7は加算器、8は直流成分
メモリである。
1は、視点の位置姿勢、マッビングするポリゴンの位置
姿勢およびマッピングされるテクスチャ・パターンのス
ケール等を用いて、幾何計算により、サンプリング間隔
Sおよびテクスチャ・メモリ4、λメモリ5のアドレス
Mx,Myを求める。
る1/LWの積をとる。テーブル3は、ROMまたはR
AMにより構成し、単調減少関数g(S/LW)を実行
するためのものである。テクスチャ・メモリ4は、テク
スチャ・パターンが格納されている二次元的広がりを持
つメモリである。
に対応し、それぞれの領域で優勢な空間周波数の波長の
逆数1/LWを保持するメモリである。テクスチャ・メ
モリ4とλメモリ5との対応を一対一でなく、一対(2
m)2とすることによりλメモリ5の削減を図ることが
可能である。この場合、ブロック(2m×2mピクセ
ル)で優勢な空間周波数の波長の逆がブロック単位にλ
メモリ5に格納される。
内容1/LWが乗算器2に送られS/LWが求められる。
同様にテクスチャ・メモリ4から、アドレスMx,Myで
示されたテクセル値tが選ばれて乗算器6に送られ、0
≦g(S/LW)≦1であるg(S/LW)との積がとら
れ加算器7に送られ、直流成分tdと加算が行われTと
なる。直流成分tdはオフラインで予め作られ直流成分
メモリ8に格納されている。
後段で用いられる。
リング間隔Sを用いて振幅を変調することにより、エリ
アシングの除去を行ったので、MIPマップのように、
連続するレベルの模様を格納するメモリをバンクとし
て、物理的に分ける必要がなくなった。また、メモリよ
りテクセル値を引く際に用いるアドレスの計算も単純に
なった。
幅の変調が連続的に行えるので、従来のMIPマップ法
には不可欠であった「レベル・ミックス回路」も不要と
なった。
ったアンチ・エリアシング処理が可能となった。
のブロック図である。
す図である。
きの模式図である。
リング間隔により振幅が変調される様子を説明する図で
ある。
回路 2 乗算器 3 テーブル 4 テクスチャ・メモリ 5 λメモリ 6 乗算器 7 加算器 8 直流成分メモリ
Claims (1)
- 【請求項1】 デジタル画像発生において、ポリゴンに
マッピングする模様の振幅を、直流成分を基準に正負の
振幅として予めメモリ内に保持し、対象とするポリゴン
についてのサンプリング間隔Sとメモリに格納している
模様の中で優勢な空間周波数の波長LWとの比S/LWが
ナイキスト条件を満足しない範囲に関し単調減少である
関数g(0≦g(S/LW)≦1)を用いて前記メモリ
から読出した前記振幅を変調することを特徴とする模様
発生におけるアンチ・エリアシングの方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23257292A JP2825402B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 模様発生におけるアンチ・エリアシングの方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23257292A JP2825402B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 模様発生におけるアンチ・エリアシングの方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0660190A JPH0660190A (ja) | 1994-03-04 |
JP2825402B2 true JP2825402B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=16941450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23257292A Expired - Fee Related JP2825402B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 模様発生におけるアンチ・エリアシングの方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2825402B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2874684B2 (ja) * | 1997-03-27 | 1999-03-24 | 日本電気株式会社 | プラグインユニットの放熱構造 |
US7692924B2 (en) | 2008-03-03 | 2010-04-06 | Nabtesco Corporation | Rack for housing a liquid-cooled electric unit |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP23257292A patent/JP2825402B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0660190A (ja) | 1994-03-04 |
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