JP2831218B2 - Image generation device - Google Patents

Image generation device

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JP2831218B2
JP2831218B2 JP33819992A JP33819992A JP2831218B2 JP 2831218 B2 JP2831218 B2 JP 2831218B2 JP 33819992 A JP33819992 A JP 33819992A JP 33819992 A JP33819992 A JP 33819992A JP 2831218 B2 JP2831218 B2 JP 2831218B2
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intersecting
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、装置内に数値データと
して設定されている3次元情報から現実感のある立体的
な2次元画像を光線追跡法で生成する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for generating a realistic three-dimensional two-dimensional image from three-dimensional information set as numerical data in the apparatus by a ray tracing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の装置では高画質の画像を
生成するためには時間がかかるという問題を解決するた
めに、図5の装置が考えられていた。まず、図2を用い
て光線追跡木を説明する。図2(a)は光線追跡経路の
一例であり、図2(b)は図2(a)の光線追跡経路に
対応した光線追跡木である。光線追跡法においては視点
から発した光線を反射屈折を計算して追跡する。この追
跡の過程で、追跡している光線が物体表面に到達すると
きに光線は反射あるいは屈折をともなう場合が考えら
れ、光線は物体との交点で最大2つに分かれ、いくつか
の物体と衝突する。この過程を2分木で表わしたものが
光線追跡木である。この光線追跡木のノードは光線が反
射あるいは屈折させられる物体を表わし、ブランチは反
射あるいは屈折した光線のつながりを表わす。たとえ
ば、図2(a)のように、光線が反射あるいは屈折した
とする。図中の201は視点、202,203,204
は物体である。視点201から発した光線が物体A20
2と交差し、その反射光は拡散物体203と交差し、屈
折光は物体Cと交差し、物体Cと交差した光線はさらに
反射されたとする。このとき、光線追跡木は、図2
(b)のようになる。図中の205,206,207は
光線追跡木のノードである。光線がはじめに交差した物
体である物体A202が根205に入り、根205の下
のノード206に物体A202での反射光が交差した物
体B203が入り、根205の下のノード207には物
体A202での屈折光が交差した物体C207が入る。
そして、光線追跡木の各ノードには光線がぶつかった物
体名の他にもその交点が影になっているのかどうかの情
報も持たせることができる。光線追跡の履歴データは光
線追跡木によって表現される。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to solve the problem that it takes time to generate a high-quality image in this type of apparatus, the apparatus shown in FIG. 5 has been considered. First, a ray tracing tree will be described with reference to FIG. FIG. 2A is an example of a ray tracing path, and FIG. 2B is a ray tracing tree corresponding to the ray tracing path in FIG. In the ray tracing method, rays emitted from a viewpoint are traced by calculating catadioptric refraction. In the course of this tracing, when the tracing light beam reaches the object surface, the light beam may be reflected or refracted, and the light beam splits up to two at the intersection with the object and collides with some objects I do. A ray tracing tree represents this process as a binary tree. The nodes of the ray tracing tree represent the objects to which the rays are reflected or refracted, and the branches represent the connection of the reflected or refracted rays. For example, it is assumed that a light ray is reflected or refracted as shown in FIG. 201 in the figure is a viewpoint, 202, 203, 204
Is an object. The ray emitted from the viewpoint 201 is the object A20
2, the reflected light intersects with the diffusing object 203, the refracted light intersects with the object C, and the light beam intersecting with the object C is further reflected. At this time, the ray tracing tree is shown in FIG.
(B). Reference numerals 205, 206, and 207 in the figure denote nodes of a ray tracing tree. An object A202, which is an object whose rays first intersect, enters the root 205, a node 206 below the root 205 enters an object B203 where the light reflected by the object A202 intersects, and a node 207 below the root 205 enters the object A202. The object C207 in which the refracted light of the light crosses enters.
Each node of the ray tracing tree can have information on whether or not the intersection is a shadow, in addition to the name of the object on which the ray hits. The ray tracing history data is represented by a ray tracing tree.

【0003】次に、図5を参照して従来の画像生成装置
の構成と動作を説明する。図5は従来の画像生成装置の
構成図である。まず装置の各構成要素について説明する
と、図中の501は通常の光線追跡を行う光線追跡部で
ある。502は各画素の値を記憶する画像メモリであ
る。503は光線追跡木を記憶する光線追跡木メモリで
ある。504は計算画素の近傍の4画素の光線追跡木の
交差物体が、前記4画素の光線追跡木の間で一致してい
るかどうかを検査する4木の交差物体一致検査部であ
る。505は前記4画素の光線追跡木の交差物体以外の
情報と画像メモリ504に記憶されている前記4画素の
値の類似性を検査するその他の類似性検査部である。5
06は全体の処理の流れを制御する制御部である。50
7は交差物体の探索を省略して光線追跡を行う高速光線
追跡部である。508は前記4画素の値を補間すること
によって前期計算画素の値を計算する補間部である。
Next, the configuration and operation of a conventional image generating apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional image generation device. First, each component of the apparatus will be described. In the figure, reference numeral 501 denotes a ray tracing unit that performs ordinary ray tracing. An image memory 502 stores the value of each pixel. A ray tracing tree memory 503 stores the ray tracing tree. Reference numeral 504 denotes a four-tree intersection object matching inspection unit that checks whether or not the intersection object of the four-pixel ray tracing tree near the calculation pixel matches the four-pixel ray tracing tree. Reference numeral 505 denotes another similarity inspection unit for inspecting the similarity between information other than the intersection object of the four-pixel ray tracing tree and the value of the four pixels stored in the image memory 504. 5
Reference numeral 06 denotes a control unit that controls the overall processing flow. 50
Reference numeral 7 denotes a high-speed ray tracing unit that performs ray tracing by omitting a search for an intersecting object. An interpolation unit 508 calculates the value of the calculated pixel by interpolating the values of the four pixels.

【0004】従来の装置は、はじめに光線追跡部501
で光線追跡法によって適当な間隔で画素の値を計算し画
像メモリ502にその値を記憶し、光線追跡の過程で得
られた交差物体等の情報を光線追跡木メモリ503に記
憶する。つぎに、それらの中間に位置する画素の値を計
算するが、そのときにはまず、その画素の近傍のすでに
値が求まっている4画素の計算過程で得られた4個の光
線追跡木を光線追跡木メモリ503から取り出し、4木
の交差物体一致検査部504で4個の光線追跡木の交差
物体が一致しているかどうかを検査する。もし一致して
いなければ制御部506は、計算画素の値を光線追跡部
501で計算し、計算した値を画像メモリ502に、光
線追跡の過程で得られた交差物体等の情報を光線追加木
メモリ503に記憶する。もし4個の光線遺跡木の交差
物体が一致していれば、4個の光線追跡木をさらに画像
メモリ502に記憶されている輝度値と合わせてその他
の類似性検査部505で類似性を検査する。もし、交差
物体以外に類似性が無ければ、計算画素の値を高速光線
追跡部507で計算し、計算した値を画像メモリ502
に、光線追跡の過程で得られた交差物体等の情報を光線
追跡木メモリ503に記憶する。もし、交差物体以外に
も類似性が有れば、補間部508で計算し、計算した値
を画像メモリ502に、前記4個の光線追跡木と同じ情
報を光線追跡木メモリ503に記憶する。以上の処理を
未計算の画素がなくなるまで繰り返すことにより、画像
を生成する。
[0004] A conventional apparatus firstly includes a ray tracing unit 501.
The pixel value is calculated at an appropriate interval by the ray tracing method, and the calculated value is stored in the image memory 502. Information such as the intersection object obtained in the ray tracing process is stored in the ray tracing tree memory 503. Next, the value of the pixel located in the middle of them is calculated. At that time, first, the four ray tracing trees obtained in the process of calculating the four pixels in the vicinity of the pixel whose values have already been obtained are ray-traced. It is taken out from the tree memory 503, and a four-tree intersection object matching inspection unit 504 checks whether the four ray-tracing tree intersection objects match. If they do not match, the control unit 506 calculates the value of the calculated pixel by the ray tracing unit 501, and stores the calculated value in the image memory 502 and the information such as the intersecting object obtained in the process of ray tracing. It is stored in the memory 503. If the intersections of the four ray trace trees match, the four ray tracing trees are further combined with the luminance values stored in the image memory 502 to check the similarity by the other similarity check unit 505. I do. If there is no similarity other than the intersection object, the value of the calculated pixel is calculated by the high-speed ray tracing unit 507, and the calculated value is stored in the image memory 502.
Next, information such as the intersection object obtained in the ray tracing process is stored in the ray tracing tree memory 503. If there is similarity other than the intersection object, the interpolating unit 508 calculates the calculated value, and stores the calculated value in the image memory 502 and the same information as the four ray tracing trees in the ray tracing tree memory 503. An image is generated by repeating the above processing until there are no uncalculated pixels.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この装置で
は、計算画素の近傍の4画素の光線追跡過程での交差物
体の情報の一部分でも一致しなければ、一致している部
分については交差物体が前記近傍の4画素と同じである
と推定できるにも関わらず、交差物体の探索を行う光線
追跡を行うという欠点があった。また、前記4画素の光
線追跡過程での交差物体の情報のうち、前記4画素で異
なっている部分が、グループAとグループBの2グルー
プに分かれる場合は、前記計算画素の光線追跡過程では
グループAかグループBのどちらかの交差物体と同じで
ある可能性があるにも関わらず、交差物体の探索を行う
光線追跡を行うという欠点があった。以上の2つの欠点
のために、光線追跡処理の中の交差物体の検索に要する
時間が極めて長くかかったために画像生成時間が極めて
長くかかった。本発明は前記従来の問題に留意し、交差
物体の探索を省略し、高速に画像を生成する画像生成装
置を提供することを目的とする。
However, in this apparatus, if even a part of the information of the intersecting object in the ray tracing process of the four pixels near the calculation pixel does not match, the intersecting object is determined for the coincident part. There is a drawback that ray tracing for searching for an intersecting object is performed although it can be estimated that the same is the same as the four neighboring pixels. In a case where a part different in the four pixels in the information of the intersecting object in the ray tracing process of the four pixels is divided into two groups, a group A and a group B, in the ray tracing process of the calculation pixels, There is the disadvantage of performing ray tracing to search for the intersecting object, although it may be the same as the intersecting object in either A or group B. Due to the above two drawbacks, the time required to search for an intersecting object in the ray tracing process was extremely long, and the image generation time was extremely long. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image generation apparatus that generates an image at high speed, omitting the search for an intersecting object, while paying attention to the conventional problem.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、計算画素の近傍の4画素の光線追跡過程
での交差物体の情報を部分的に比較する手段を備え、前
記4画素の光線追跡過程での交差物体の情報の部分的な
一致を検出し、もし一部分でも一致していれば、前記計
算画素の交差物体も前記一部分に対応する光線追跡過程
では前記近傍の4画素と同じであると推定し、交差物体
の探索を省略して光線追跡を高速に行う。
In order to achieve the above object, the present invention comprises means for partially comparing information of an intersecting object in a ray tracing process of four pixels in the vicinity of a calculation pixel. In the ray tracing process of the pixels, the partial coincidence of the information of the intersecting objects is detected, and if even part of the information coincides, the intersecting objects of the calculated pixels also correspond to the four pixels in the ray tracing process corresponding to the part. Is assumed to be the same as above, and the ray tracing is performed at high speed by omitting the search for the intersecting object.

【0007】また、前記4画素の光線追跡過程での交差
物体の情報のうち、前記4画素間で異なっている部分に
ついても、何個のグループに分かれるかを調べ、もしグ
ループAとグループBの2グループに分かれるならば、
前記計算画素の光線追跡過程において、前記4画素で交
差物体の情報が同じであるところまでは交差物体の探索
を省略し、その後1回の交差物体の探索を行う光線追跡
を行い、このときの交差物体がグループAにおける対応
する光線追跡過程での交差物体とグループBにおける対
応する光線追跡過程での交差物体とのどちらかと同じで
ないかを調べる。もし、グループA(あるいはグループ
B)における対応する光線追跡過程での交差物体と同じ
ならば、以降の光線追跡過程でも光線はグループA(あ
るいはグループB)と同じ物体と交差すると推測し、交
差物体の探索を省略する。もし、グループAにおける対
応する光線追跡過程での交差物体でもグループBにおけ
る対応する光線追跡過程での交差物体でもない物体と交
差した場合は、以下の光線追跡過程は、交差物体の探索
を行う光線追跡によって行うようになし、光線追跡を高
速に行う。
[0007] In addition, among the information of the intersecting object in the ray tracing process of the four pixels, it is checked how many groups are divided into the portions different among the four pixels. If you are divided into two groups,
In the ray tracing process of the calculated pixel, the search for the intersecting object is omitted until the information of the intersecting object is the same in the four pixels, and then the ray tracing for searching the intersecting object once is performed. It is determined whether the intersecting object is not the same as the intersecting object in the corresponding ray tracing process in group A or the intersecting object in the corresponding ray tracing process in group B. If it is the same as the intersecting object in the corresponding ray tracing process in group A (or group B), it is assumed that the ray intersects the same object in group A (or group B) in the subsequent ray tracing process, and The search for is omitted. If it intersects an object that is neither a crossing object in the corresponding ray tracing process in group A nor a crossing object in the corresponding ray tracing process in group B, the following ray tracing process will Ray tracing is performed at high speed by tracing.

【0008】[0008]

【作用】上記本発明の画像生成装置は、計算画素の近傍
の4画素の光線追跡過程での交差物体の情報の一部が一
致していないときでも、前記4画素の光線追跡過程での
交差物体が一致している部分については、前記計算画素
の交差物体は前記一致している部分と同じであると推定
し、交差物体の探索を省略する。また一致していない部
分についても、1回の交差物体の探索を行う光線追跡を
行い、それ以降の光線追跡過程では交差物体の探索を省
略できる場合には省略し、光線追跡を高速に行う。
The image generating apparatus according to the present invention, even when a part of the information of the intersecting object in the ray tracing process of the four pixels in the vicinity of the calculation pixel does not match, does not intersect in the ray tracing process of the four pixels. For the part where the objects match, the intersection object of the calculation pixel is estimated to be the same as the matching part, and the search for the intersection object is omitted. In addition, ray tracing for searching for an intersecting object is performed for a part that does not match, and in the subsequent ray tracing process, if the search for an intersecting object can be omitted, ray tracing is performed at high speed.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例の画像生成装置につ
いて図面を用いて説明する。はじめに、4個の光線追跡
木の一致部分と不一致部分、そして不一部分のグループ
分けについて図3の光線追跡木を用いて説明する。図3
は4個の光線追跡木の例を示す説明図である。光線追跡
木B301、光線追跡木C302、光線追跡木D30
3、光線追跡木E304を比較すると、部分木B30
5、部分木C306、部分木D307、部分木E308
は同じであるので、一致部分という。部分木BB309
と部分木CC310と部分木DD311と部分木EE3
12とでは一致しないので、部分木BB309と部分木
CC310と部分木DD311と部分木EE312とを
不一致部分という。不一致部分に関して、部分木CC3
10と部分木DD311と部分木EE312とは同じで
あるので1グループとし、残った不一致部である部分木
BB309はひとつで1グループとすることができるの
で、この場合不一致部分は2グループに分かれるとい
う。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an image generating apparatus according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the grouping of the coincident part, the non-coincidence part, and the partial part of the four ray tracing trees will be described using the ray tracing tree of FIG. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of four ray tracing trees. Ray tracing tree B301, ray tracing tree C302, ray tracing tree D30
3. Comparing the ray tracing tree E304, the subtree B30
5, partial tree C306, partial tree D307, partial tree E308
Are the same, so they are called matching parts. Partial tree BB309
, Partial tree CC310, partial tree DD311 and partial tree EE3
12, the subtree BB309, the subtree CC310, the subtree DD311 and the subtree EE312 are called non-coincidence parts. For the mismatched part, the subtree CC3
10 and the partial tree DD311 and the partial tree EE312 are the same, so they can be grouped together, and the remaining unmatched part, the partial tree BB309, can be grouped into one group. In this case, the unmatched part is divided into two groups. .

【0010】つぎに、本実施例の画像生成装置の構成を
説明する。図1は本実施例の画像生成装置の構成図であ
る。まず構成要素について説明すると、図中の101は
本実施例の画像生成装置の動作を制御する制御部であ
る。102は制御部101で指定された1画素の値を通
常の光線追跡で計算する光線追跡部である。103は制
御部101で指定された1画素の値を交差物体の探索を
省略して光線追跡を行う高速光線追跡部である。104
は制御部101で指定された1画素の値を近傍の4画素
の値を補間することにより計算する補間部である。10
5は1画素の値を交差物体の探索を一部省略した光線追
跡で計算する適応高速光線追跡部である。106は光線
追跡部102、高速光線追跡部103、補間部104お
よび適応高速光線追跡部105のいずれかによって計算
した画素の値を記憶する画像メモリである。107は計
算された画素の光線追跡過程で得られた交差物体等の情
報を表わす光線追跡木を記憶する光線追跡木メモリであ
る。108は計算画素の近傍の4画素の光線追跡木を光
線追跡木メモリから取り出し、4画素間で交差物体が完
全に一致しているかどうかを調べる4木の交差物体一致
検査部である。109は、前記4画素間で光線追跡木の
交差物体以外の情報と前記4画素の値により、前記4画
素が交差物体以外にも類似性があるかどうかを検査する
その他の類似性検査部である。110は前記4画素の光
線追跡木から、交差物体が一致している部分を検出する
交差物体一致部分検出部である。111は前記4画素の
光線追跡木の不一致部をグループ分けし、2グループに
分かれるかどうかを検査する不一致部グループ分離部で
ある。
Next, the configuration of the image generating apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of the image generating apparatus of the present embodiment. First, the components will be described. Reference numeral 101 in the figure denotes a control unit that controls the operation of the image generating apparatus according to the present embodiment. Reference numeral 102 denotes a ray tracing unit that calculates the value of one pixel specified by the control unit 101 by ordinary ray tracing. Reference numeral 103 denotes a high-speed ray tracing unit that performs ray tracing by omitting a search for an object that intersects the value of one pixel specified by the control unit 101. 104
Is an interpolation unit that calculates the value of one pixel specified by the control unit 101 by interpolating the values of four neighboring pixels. 10
Reference numeral 5 denotes an adaptive high-speed ray tracing unit that calculates the value of one pixel by ray tracing partially omitting the search for an intersecting object. An image memory 106 stores pixel values calculated by any of the ray tracing unit 102, the high-speed ray tracing unit 103, the interpolation unit 104, and the adaptive high-speed ray tracing unit 105. Reference numeral 107 denotes a ray tracing tree memory that stores a ray tracing tree that represents information of the intersection object and the like obtained in the ray tracing process of the calculated pixel. Reference numeral 108 denotes a four-tree intersection object matching inspection unit that extracts a ray tracing tree of four pixels in the vicinity of the calculation pixel from the ray tracing tree memory and checks whether the intersection objects of the four pixels completely match. Reference numeral 109 denotes another similarity check unit that checks whether or not the four pixels have similarities other than the crossing object, based on information other than the crossing object between the four pixels and the value of the four pixels. is there. Reference numeral 110 denotes an intersection object matching portion detection unit that detects a portion where the intersection objects match from the 4-pixel ray tracing tree. Numeral 111 denotes a non-coincidence part group separation unit that divides the non-coincidence part of the ray tracing tree of the four pixels into groups and checks whether it is divided into two groups.

【0011】上記各構成要素よりなる画像生成装置にお
いて、光線追跡部102、高速光線追跡部103、適応
高速光線追跡部105はそれぞれ、計算した画素の値を
画像メモリ106に出力すると同時に、光線追跡の過程
で得られた交差物体等の情報を光線追跡木メモリ107
に出力する。補間部104は計算した画素の値を画像メ
モリ106に出力すると同時に、制御部101を通して
その他の類似性検査部から送られてきた光線追跡木の情
報を光線追跡木メモリ107に出力する。4木の交差物
体一致検査部108は4画素の光線追跡木の交差物体が
一致するかどうか調べ、一致しているかどうかを制御部
101に出力すると同時に、一致している場合はその他
の類似性検査部109に、一致していない場合は交差物
体一致部分検出部110に前記4画素の光線追跡木を出
力する。その他の類似性検査部109は4木の交差物体
一致検査部から送れてきた光線追跡木と画像メモリから
取り出した前記4画素の値から交差物体以外の類似性の
有無を検査し、交差物体以外の類似性の有無を制御部1
01に出力すると同時に、前記4画素の光線追跡木と前
記4画素の値とを出力する。交差物体一致部分検出部1
10は4木の交差物体一致検査部から送られてきた前記
4画素の光線追跡木から交差物体の一致している部分の
情報を検出し、前記4画素の光線追跡木と検出した前記
一致している部分の情報とを不一致部分グループ分離部
111に出力する。不一致部分グループ分離部111は
交差物体一致部分検出部110から送られてきた前記4
画素の光線追跡木と前記一致している部分の情報とから
分かる不一致部分をグループ分けし、前記不一致部分が
2グループに分かれるかどうかと前記4画素の光線追跡
木の前記一致している部分の情報を制御部101に出力
すると同時に、もし前記不一致部が2グループに分かれ
る場合は前記2グループの光線追跡物体の情報も出力す
る。
In the image generating apparatus having the above-mentioned components, the ray tracing unit 102, the high-speed ray tracing unit 103, and the adaptive high-speed ray tracing unit 105 output the calculated pixel values to the image memory 106 and simultaneously execute the ray tracing. The information of the intersecting object and the like obtained in the process of
Output to The interpolating unit 104 outputs the calculated pixel values to the image memory 106 and, at the same time, outputs to the ray tracing tree memory 107 the information of the ray tracing tree sent from the other similarity checking units through the control unit 101. The four-tree intersection object matching inspection unit 108 checks whether or not the four-pixel ray-tracing tree intersection objects match, and outputs whether or not they match to the control unit 101. If they do not match, the inspection unit 109 outputs the four-pixel ray tracing tree to the intersection object matching portion detection unit 110. The other similarity inspection unit 109 inspects the ray tracing tree sent from the four tree intersection object matching inspection unit and the value of the four pixels extracted from the image memory for similarity other than the intersection object, Control unit 1 determines the similarity of
01, and at the same time, outputs the ray tracing tree of the four pixels and the value of the four pixels. Crossing object coincidence part detection unit 1
Numeral 10 detects information of a part where the intersection object matches from the four-pixel ray tracing tree sent from the four-tree intersection object matching inspection unit, and detects the coincidence detected with the four-pixel ray tracing tree. Is output to the mismatched part group separating unit 111. The unmatched part group separating unit 111 transmits the 4
Group the unmatched parts known from the pixel ray tracing tree and the information of the matching part, and determine whether the mismatched part is divided into two groups, and determine whether the matching part is the four-pixel ray tracing tree. At the same time as outputting the information to the control unit 101, if the mismatched part is divided into two groups, the information of the two groups of the ray tracing objects is also output.

【0012】つぎに、本実施例の画像生成装置の動作を
説明する。図4は本実施例の画像生成装置の動作を示す
フローチャートである。制御部101は、はじめに光線
追跡部102で光線追跡法によって適当な間隔で画素の
値を計算し画像メモリ106にその値を記憶し、光線追
跡の過程で得られた交差物体等の情報を光線追跡木メモ
リ107に記憶する(4a)。つぎに、それらの中間に
位置する画素Aの値を計算するが、まず、画素Aの近傍
のすでに値が求まっている画素B、画素C、画素D、画
素Eの4画素の計算過程で得られた4個の光線追跡木を
4木の交差物体一致検査部108が光線追跡木メモリ1
07から取り出し、4個の光線追跡木の交差物体が完全
に一致しているかどうかを検査する(4b)。もし一致
していなければ4木の交差物体一致部分検出部110で
4個の光線追跡木の交差物体が値から一致している部分
までを検出する(4f)。つづいて不一致部分グループ
分離部111が交差物体が前記4個の光線追跡木で一致
していない部分をグループ分けし、グループAとグルー
プBの2グループに分けることができるかを検査する
(4g)。そして適応高速光線追跡部105で前記4画
素の光線追跡木で一致している部分に対応する過程を交
差物体の探索を省略して光線追跡する(3h)。その続
きの光線追跡過程は、前記の4個の光線追跡木の不一致
部が2グループに分かれない場合(4i)は、交差物体
の探索を行う光線追跡を行う(4j)。もし前記の4個
の光線追跡木の不一致部が2グループに分かれる場合
(4i)は、一回交差物体の探索を行う光線追跡を行う
(4k)。この光線追跡過程での交差物体がもしグルー
プAもしくはグループBの対応する光線追跡過程での交
差物体と一致したなら(4m)、以降の光線追跡過程は
交差物体の探索を省略した光線追跡を行い(4n)、グ
ループAの対応する光線追跡過程での交差物体にもグル
ープBの対応する光線追跡過程での交差物体にもこの光
線追跡過程での交差物体が一致しない場合(4m)は、
以降の光線追跡過程は交差物体の探索を行う光線追跡を
行う(4p)。前記4個の光線追跡木の交差物体が完全
に一致していれば(4b)、その他の類似性検査部10
9で、前記4画素が交差物体以外に類似性があるかどう
かを検査する(4c)。もし、交差物体以外に類似性が
なければ(4c)、画素Aの値を高速光線追跡部103
で交差物体の探索を省略して光線追跡し計算する。も
し、交差物体以外に類似性があれば(4c)、補間部1
04で、画素B、画素C、画素Dの値を補間して計算す
る(4e)。以上の処理を未計算の画素がなくなるまで
繰り返すことにより、画像を生成する。
Next, the operation of the image generating apparatus of this embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the image generating apparatus according to the present embodiment. The control unit 101 first calculates the pixel values at appropriate intervals by the ray tracing method in the ray tracing unit 102, stores the values in the image memory 106, and converts the information such as the intersection object obtained in the ray tracing process into a ray. It is stored in the tracking tree memory 107 (4a). Next, the value of the pixel A located in the middle of them is calculated. First, the value of the pixel B, the pixel C, the pixel D, and the pixel E in the vicinity of the pixel A, whose values have already been obtained, is obtained. The four ray tracing trees obtained by the four tree intersecting object coincidence inspection unit 108 are stored in the ray tracing tree memory 1
07, it is checked whether the intersection objects of the four ray tracing trees are completely matched (4b). If they do not match, the intersection object coincidence part detection unit 110 of four trees detects from the value to the part where the intersection objects of the four ray tracing trees coincide (4f). Subsequently, the non-coincidence part group separation unit 111 divides the non-coincidence part of the intersection object by the four ray tracing trees into groups, and checks whether it can be divided into two groups, Group A and Group B (4g). . Then, the adaptive high-speed ray tracing unit 105 traverses the process corresponding to the matching part in the ray tracing tree of the four pixels by omitting the search for the intersecting object (3h). In the subsequent ray tracing process, if the unmatched portions of the four ray tracing trees are not divided into two groups (4i), ray tracing for searching for an intersecting object is performed (4j). If the unmatched portions of the four ray tracing trees are divided into two groups (4i), ray tracing is performed to search for an intersecting object once (4k). If the intersecting object in this ray tracing process coincides with the intersecting object in the corresponding ray tracing process of group A or group B (4 m), the following ray tracing process performs ray tracing without searching for the intersecting object. (4n), when the intersection object in the ray tracing process does not match the intersection object in the corresponding ray tracing process of the group A nor the corresponding intersection object in the corresponding ray tracing process of the group B (4m),
In the subsequent ray tracing process, ray tracing for searching for an intersecting object is performed (4p). If the intersecting objects of the four ray tracing trees completely match (4b), the other similarity checking unit 10
At 9, it is checked whether the four pixels have similarities other than the intersection object (4c). If there is no similarity other than the intersecting object (4c), the value of the pixel A is calculated by the high-speed ray tracing unit 103.
The ray tracing and calculation are performed by omitting the search for the intersecting object. If there is similarity other than the intersection object (4c), the interpolation unit 1
At 04, the values of the pixels B, C and D are interpolated and calculated (4e). An image is generated by repeating the above processing until there are no uncalculated pixels.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば光線
追跡時に多大な計算を必要とする交差物体の探索を減ら
すことができ、反射屈折を考慮した画像を高速に生成す
る画像生成装置を実現することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the search for an intersecting object requiring a large amount of calculation at the time of ray tracing, and to generate an image at high speed in consideration of catadioptric refraction. Can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の画像生成装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an image generation apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】光線追跡経路の一例とその光線追跡経路に対応
した光線追跡木を示す説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a ray tracing path and a ray tracing tree corresponding to the ray tracing path;

【図3】4個の光線追跡木の例を示す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of four ray tracing trees.

【図4】本実施例の画像生成装置の動作を示すフローチ
ャート
FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the image generation apparatus according to the present embodiment.

【図5】従来の画像生成装置の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional image generation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 制御部 102 光線追跡部 103 高速光線追跡部 104 補間部 105 適応高速光線追跡部 106 画像メモリ 107 光線追跡木メモリ 108 4木の交差物体一致検査部 109 その他の類似性検査部 110 交差物体一致部分検出部 111 不一致部分グループ分離部 501 光線追跡部 502 画像メモリ 503 光線追跡木メモリ 504 4木の交差物体一致検査部 505 その他の類似性検査部 506 制御部 507 高速光線追跡部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Control part 102 Ray tracing part 103 High-speed ray tracing part 104 Interpolation part 105 Adaptive high-speed ray tracing part 106 Image memory 107 Ray tracing tree memory 108 Four tree intersection object coincidence inspection part 109 Other similarity inspection parts 110 Intersection object coincidence part Detecting unit 111 Non-coincidence part group separating unit 501 Ray tracing unit 502 Image memory 503 Ray tracing tree memory 504 Four-tree intersection object matching checking unit 505 Other similarity checking unit 506 Control unit 507 High-speed ray tracing unit

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光線追跡法によって適当な間隔で画素の
値を求め、それらの中間に位置する計算画素における交
差物体を前記計算画素の近傍のすでに値が求まっている
4画素の計算過程で得られる交差物体に関する光線追跡
の履歴データから推定することにより光線追跡過程の交
差物体の探索を省略できる場合は省略して画像中の全画
素の値を求める装置において、前記4画素の交差物体に
関する光線追跡の履歴データの一致している部分を検出
する検出手段と、前記計算画素の値を前記検出手段で検
出された履歴データに対応している光線追跡過程では交
差物体の探索を省略して、前記検出手段で検出された履
歴データに対応している光線追跡過程より後の光線追跡
過程では交差物体の探索を行い光線追跡を行う第1の適
応高速光線追跡手段とを備えた画像生成装置。
1. A pixel value is obtained at an appropriate interval by a ray tracing method, and an intersecting object in a calculation pixel located in the middle thereof is obtained in a calculation process of four pixels in the vicinity of the calculation pixel whose values have already been obtained. When it is possible to omit the search for the intersecting object in the ray tracing process by estimating from the ray tracing history data on the intersecting object to be obtained, the apparatus for obtaining the values of all pixels in the image is omitted. Detecting means for detecting a matching part of the tracking history data, and omitting the search for the intersecting object in the ray tracing process corresponding to the history data detected by the detection means, the value of the calculated pixel, A first adaptive high-speed ray tracing means for searching for an intersecting object and performing ray tracing in a ray tracing step subsequent to a ray tracing step corresponding to the history data detected by the detection means. An image generation device comprising:
【請求項2】 光線追跡法によって適当な間隔で画素の
値を求め、それらの中間に位置する計算画素における交
差物体を前記計算画素の近傍のすでに値が求まっている
4画素の計算過程で得られる交差物体に関する光線追跡
の履歴データから推定することにより光線追跡過程の交
差物体の探索を省略できる場合は省略して画像中の全画
素の値を求める装置において、前記4画素の交差物体に
関する光線追跡の履歴データの一致している部分を検出
する検出手段と、前記4画素の交差物体に関する光線追
跡の履歴データの異なっている部分をグループ分けする
グループ分離手段と、前記グループ分離手段によって分
けられた履歴データの異なっている部分がグループAと
グループBの2グループに分かれるときは、前記計算画
素の光線追跡過程において、前記検出手段で検出された
履歴データに対応している光線追跡過程では交差物体の
探索を省略して、前記検出手段で検出された履歴データ
に対応している光線追跡過程より後の光線追跡過程では
1回の交差物体の探索を行う光線追跡を行い、そのとき
の交差物体がもしグループAにおける対応する光線追跡
過程での交差物体と同じならば、前記計算画素の以降の
光線追跡過程での交差物体はグループAの交差物体と同
じであると推定し交差物体の探索を省略し、前記1回の
交差物体の探索を行う光線追跡を行ったときの交差物体
がもしグループBにおける対応する光線追跡過程での交
差物体と同じならば、前記計算画素の以降の光線追跡過
程での交差物体はグループBの交差物体と同じであると
推定し交差物体の探索を省略し、前記1回の交差物体の
探索を行う光線追跡を行ったときの交差物体がもしグル
ープAにおける対応する光線追跡過程での交差物体とも
グループBにおける対応する光線追跡過程での交差物体
とも違う場合は、前記計算画素の以降の光線追跡過程は
交差物体の探索を行う光線追跡を行う第2の適応高速光
線追跡手段とを備えた画像生成装置。
2. A pixel value is obtained at an appropriate interval by a ray tracing method, and an intersecting object in a calculation pixel located in the middle thereof is obtained in a calculation process of four pixels near the calculation pixel whose values have already been obtained. When it is possible to omit the search for the intersecting object in the ray tracing process by estimating from the ray tracing history data on the intersecting object to be obtained, the apparatus for obtaining the values of all pixels in the image is omitted. Detection means for detecting a matching portion of the tracking history data; group separation means for grouping different portions of the ray tracing history data relating to the four-pixel intersecting object; and group separation means. When the different portions of the history data are divided into two groups, group A and group B, the ray tracing process of the calculation pixel is performed. In the ray tracing process corresponding to the history data detected by the detecting means, the search for the intersecting object is omitted, and the ray tracing process corresponding to the history data detected by the detecting means is omitted. In the ray tracing process, ray tracing for searching for one intersecting object is performed. If the intersecting object at that time is the same as the intersecting object in the corresponding ray tracing process in group A, the ray tracing subsequent to the calculation pixel It is assumed that the intersecting objects in the process are the same as the intersecting objects of group A, and the search for the intersecting objects is omitted. If it is the same as the crossing object in the corresponding ray tracing process, it is assumed that the crossing object in the subsequent ray tracing process of the calculation pixel is the same as the crossing object of group B, and the search for the crossing object is omitted. If the intersecting object at the time of ray tracing for searching for the intersecting object twice is different from the intersecting object in the corresponding ray tracing process in group A and the intersecting object in the corresponding ray tracing process in group B, An image generating apparatus comprising: a second adaptive high-speed ray tracing unit that performs ray tracing for searching for an intersecting object in a ray tracing process after a calculation pixel.
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