JP2837584B2 - 地形データの作成方法 - Google Patents
地形データの作成方法Info
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- JP2837584B2 JP2837584B2 JP4187088A JP18708892A JP2837584B2 JP 2837584 B2 JP2837584 B2 JP 2837584B2 JP 4187088 A JP4187088 A JP 4187088A JP 18708892 A JP18708892 A JP 18708892A JP 2837584 B2 JP2837584 B2 JP 2837584B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、計算機の内部にモデル
化された３次元の地形データを、ディスプレイに表示す
るための方法で、景観シミュレーションなどの用途に適
したコンピュータ・グラフィックス技術に関する。
化された３次元の地形データを、ディスプレイに表示す
るための方法で、景観シミュレーションなどの用途に適
したコンピュータ・グラフィックス技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の地形データの表示方法について
は、例えば特開平３−７５６８２号公報記載のように、
格子状に一定の間隔で標高データを有し、該データに基
づき、これを、例えば三角形等の図形要素に変換して、
地形の画像を生成する方法がある。 また、かかる地形
画像を生成する手段としては、入力装置、表示装置、記
憶装置等を有して構成されるワークステーションシステ
ムがあった。
は、例えば特開平３−７５６８２号公報記載のように、
格子状に一定の間隔で標高データを有し、該データに基
づき、これを、例えば三角形等の図形要素に変換して、
地形の画像を生成する方法がある。 また、かかる地形
画像を生成する手段としては、入力装置、表示装置、記
憶装置等を有して構成されるワークステーションシステ
ムがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
て、地形を一定の間隔（例えば格子）でのみ、標高値の
データをサンプリングしていることになる。このため、
データが格納されている格子の交点（以下、「格子点」
あるいは「メッシュ点」とも称する）の間で、急激な高
度変化があるときには、地形を正確に表現できない場合
がある。また、このような場合でも、格子間隔を小さく
とるため分割数を大きくすれば、より正確な地形の表現
が可能であるが、この場合にはデータ量の著しい増加が
問題となる。
て、地形を一定の間隔（例えば格子）でのみ、標高値の
データをサンプリングしていることになる。このため、
データが格納されている格子の交点（以下、「格子点」
あるいは「メッシュ点」とも称する）の間で、急激な高
度変化があるときには、地形を正確に表現できない場合
がある。また、このような場合でも、格子間隔を小さく
とるため分割数を大きくすれば、より正確な地形の表現
が可能であるが、この場合にはデータ量の著しい増加が
問題となる。
【０００４】このため、データ量の増加を抑え、地形を
できるだけ正確に表示する方法の提供が期待されてい
た。
できるだけ正確に表示する方法の提供が期待されてい
た。
【０００５】そこで、本発明の目的は、データ量の増加
を抑え、地形をできるだけ正確に表示する方法を提供す
ることにある。
を抑え、地形をできるだけ正確に表示する方法を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、以下に示す手段が考えられる。第一の手段として、
地形の標高値のデータを、２次元平面を格子状に一定の
間隔で分割した格子の交点に対応して記憶させメッシュ
データを作成し、該メッシュデータに基づきディスプレ
イ画面に地形の表示を行なうコンピュータ・グラフィッ
クス表示方法において、地形の高度変化が不連続になる
部分を尾根線データとして定義し、前記メッシュデータ
に、尾根線データを付加することにより、地形表示のた
めの図形データを生成する地形データの作成方法が考え
られる。次に、第二の手段として、地形の標高値のデー
タを、２次元平面を格子状に一定の間隔で分割した格子
の交点に対応して記憶させメッシュデータを作成し、該
メッシュデータに基づきディスプレイ画面に地形の表示
を行なうコンピュータ・グラフィックス表示方法におい
て、地形の高度変化が不連続になる部分を尾根線データ
として定義し、尾根線データに基づき作成される表示線
分に対して、表示のための図形のデータのエッジ部分が
割り当てられるように、表示のための図形データを生成
する地形データの作成方法も考えられる。また、第一の
手段において、メッシュデータが記憶されている交点を
有して構成される格子が、ディスプレイ画面に投影され
る大きさを計算し、該大きさが、予め設定された値より
大きい部分については、メッシュデータと尾根線データ
を作成するため、格子を所定大きさ以下になるまで繰返
し分割し、該分割された格子を対象として、表示のため
の図形データを生成する地形データの作成方法も考えら
れる。さらに、第一の手段において、表示のための図形
データを生成する際に、第１に尾根線により格子内部を
分割した領域を求め、第２に当該領域を単位として三角
形への分割を行なって、当該三角形を表示の図形とする
地形データの作成方法も考えられる。加えて、第一の手
段において、ある図形の辺が他の図形の頂点と接してい
る部分をＴ頂点としてこれを検出し、当該Ｔ頂点は、三
角形の頂点となるように、三角形の作成に必要な頂点を
割り当てて、表示ための図形データを作成する地形デー
タの作成方法も考えられる。
に、以下に示す手段が考えられる。第一の手段として、
地形の標高値のデータを、２次元平面を格子状に一定の
間隔で分割した格子の交点に対応して記憶させメッシュ
データを作成し、該メッシュデータに基づきディスプレ
イ画面に地形の表示を行なうコンピュータ・グラフィッ
クス表示方法において、地形の高度変化が不連続になる
部分を尾根線データとして定義し、前記メッシュデータ
に、尾根線データを付加することにより、地形表示のた
めの図形データを生成する地形データの作成方法が考え
られる。次に、第二の手段として、地形の標高値のデー
タを、２次元平面を格子状に一定の間隔で分割した格子
の交点に対応して記憶させメッシュデータを作成し、該
メッシュデータに基づきディスプレイ画面に地形の表示
を行なうコンピュータ・グラフィックス表示方法におい
て、地形の高度変化が不連続になる部分を尾根線データ
として定義し、尾根線データに基づき作成される表示線
分に対して、表示のための図形のデータのエッジ部分が
割り当てられるように、表示のための図形データを生成
する地形データの作成方法も考えられる。また、第一の
手段において、メッシュデータが記憶されている交点を
有して構成される格子が、ディスプレイ画面に投影され
る大きさを計算し、該大きさが、予め設定された値より
大きい部分については、メッシュデータと尾根線データ
を作成するため、格子を所定大きさ以下になるまで繰返
し分割し、該分割された格子を対象として、表示のため
の図形データを生成する地形データの作成方法も考えら
れる。さらに、第一の手段において、表示のための図形
データを生成する際に、第１に尾根線により格子内部を
分割した領域を求め、第２に当該領域を単位として三角
形への分割を行なって、当該三角形を表示の図形とする
地形データの作成方法も考えられる。加えて、第一の手
段において、ある図形の辺が他の図形の頂点と接してい
る部分をＴ頂点としてこれを検出し、当該Ｔ頂点は、三
角形の頂点となるように、三角形の作成に必要な頂点を
割り当てて、表示ための図形データを作成する地形デー
タの作成方法も考えられる。
【０００７】上記、方法を実施する装置として、例えば
以下に示す手段が考えられる。入力手段と表示手段と演
算処理手段とデータ記憶手段を有して構成される地形デ
ータ表示装置において、前記記憶手段は、地形の高度変
化が不連続になる部分のデータである尾根線データを記
憶する手段である地形データの作成装置が考えられる。
以下に示す手段が考えられる。入力手段と表示手段と演
算処理手段とデータ記憶手段を有して構成される地形デ
ータ表示装置において、前記記憶手段は、地形の高度変
化が不連続になる部分のデータである尾根線データを記
憶する手段である地形データの作成装置が考えられる。
【０００８】
【作用】以下、作用について説明する。メッシュデータ
は、地形の概略形状が表現できる。メッシュデータは、
地形の標高値のデータを、２次元平面を格子状に一定の
間隔で分割した格子の交点に対応して記憶させ作成す
る。次に、地形の高度変化が不連続になる部分を「尾根
線データ」とし、前記メッシュデータに、尾根線データ
を付加する。尾根線データは、地形の特徴的な部分を表
現するために用いられる。
は、地形の概略形状が表現できる。メッシュデータは、
地形の標高値のデータを、２次元平面を格子状に一定の
間隔で分割した格子の交点に対応して記憶させ作成す
る。次に、地形の高度変化が不連続になる部分を「尾根
線データ」とし、前記メッシュデータに、尾根線データ
を付加する。尾根線データは、地形の特徴的な部分を表
現するために用いられる。
【０００９】したがって、メッシュデータと尾根線デー
タの両者の組み合わせにより、良好な地形表示を可能と
する表示データを作成する。また、尾根線データは線状
に標高値を保持するデータなので、メッシュデータで、
格子間隔を小さくするよりも、データ量の増加は少な
い。
タの両者の組み合わせにより、良好な地形表示を可能と
する表示データを作成する。また、尾根線データは線状
に標高値を保持するデータなので、メッシュデータで、
格子間隔を小さくするよりも、データ量の増加は少な
い。
【００１０】以上のデータに基づき、地形を表示すれば
良い。
良い。
【００１１】また、メッシュデータが記憶されている交
点を有して構成される格子が、スクリーン上に投影され
る大きさを計算して、該大きさが、予め設定された値よ
り大きい部分については、メッシュデータと尾根線デー
タを作成するため、格子を所定大きさ以下になるまで繰
返し分割し、該分割された格子を対象として、表示のた
めの図形データを生成する処理を用いて良い。本処理に
よって、視点に近い領域では細かく、視点から遠い領域
では大きく格子が分割され、人間の間隔にあった地形表
示が行なえることになる。さらに、視点から遠い領域で
のデータ数増加の抑制も行なえる。なお、実際の図形表
示処理は、例えば以下のように行なう。すなわち、表示
のための図形データを生成する際に、第１に尾根線によ
り格子内部を分割した領域を求め、第２に当該領域を単
位として三角形への分割を行なって、当該三角形を表示
の図形とする処理を行なえば良い。
点を有して構成される格子が、スクリーン上に投影され
る大きさを計算して、該大きさが、予め設定された値よ
り大きい部分については、メッシュデータと尾根線デー
タを作成するため、格子を所定大きさ以下になるまで繰
返し分割し、該分割された格子を対象として、表示のた
めの図形データを生成する処理を用いて良い。本処理に
よって、視点に近い領域では細かく、視点から遠い領域
では大きく格子が分割され、人間の間隔にあった地形表
示が行なえることになる。さらに、視点から遠い領域で
のデータ数増加の抑制も行なえる。なお、実際の図形表
示処理は、例えば以下のように行なう。すなわち、表示
のための図形データを生成する際に、第１に尾根線によ
り格子内部を分割した領域を求め、第２に当該領域を単
位として三角形への分割を行なって、当該三角形を表示
の図形とする処理を行なえば良い。
【００１２】なお、尾根線データの付加により、新たに
Ｔ頂点が発生するため、これに対する処理が必要とな
る。「Ｔ頂点」とは、ある図形の辺が他の図形の頂点と
接している部分をいい、これに適切な処理を施さなけれ
ば、図形間にすきまが生じてしまう。この場合、Ｔ頂点
を検出し、当該Ｔ頂点は、三角形の頂点となるように、
三角形の作成に必要な頂点を割り当てて、表示ための図
形データを作成するように処理すれば良い。以上の処理
を行なうことにより、データ量を抑えて、高精度な地形
表示ができることになる。
Ｔ頂点が発生するため、これに対する処理が必要とな
る。「Ｔ頂点」とは、ある図形の辺が他の図形の頂点と
接している部分をいい、これに適切な処理を施さなけれ
ば、図形間にすきまが生じてしまう。この場合、Ｔ頂点
を検出し、当該Ｔ頂点は、三角形の頂点となるように、
三角形の作成に必要な頂点を割り当てて、表示ための図
形データを作成するように処理すれば良い。以上の処理
を行なうことにより、データ量を抑えて、高精度な地形
表示ができることになる。
【００１３】
【実施例】まず、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。図１は、本発明の概略として、尾根線データ２
が付加されて、メッシュデータ１とともに表示データ３
が作成された様子を表している。メッシュデータは、一
定の間隔で地形の標高値のデータを記録したもので、同
図では、２次元平面が格子に分割され、各格子点におい
て、その点における高度が、データとして記憶されてい
るものとする。一方、「尾根線データ」とは、高度変化
の不連続な部分を線で結んで表現したもので、いわゆる
山の尾根に相当する部分である。もちろん、同様に谷に
相当する部分を谷線として定義することも可能である
が、以下の処理では尾根と谷を区別する必要はないの
で、本発明においては、谷線をも含めて尾根線と呼ぶこ
とにする。また、尾根線データも、尾根線が通過する所
定の点での標高値のデータを記録しているものとする。
さらに、尾根線の定義の際の条件として、尾根線同志が
交差することはないものとする。なお、この尾根線に関
するデータの入力方法は、例えば航空測量によるステレ
オ写真から、オペレータが、尾根線を認識して定義して
いく方法等が考えられる。 本発明では、メッシュデー
タに、尾根線データを付加し、これらのデータにより地
形を表現する。そして、ディスプレイ等に表示するため
の表示データは、最終的には「三角形」の集合体で表現
することになる。このとき、尾根線が三角形のエッジに
なり、尾根線形状が現われるように三角形の割当てを行
なう処理を施す。
明する。図１は、本発明の概略として、尾根線データ２
が付加されて、メッシュデータ１とともに表示データ３
が作成された様子を表している。メッシュデータは、一
定の間隔で地形の標高値のデータを記録したもので、同
図では、２次元平面が格子に分割され、各格子点におい
て、その点における高度が、データとして記憶されてい
るものとする。一方、「尾根線データ」とは、高度変化
の不連続な部分を線で結んで表現したもので、いわゆる
山の尾根に相当する部分である。もちろん、同様に谷に
相当する部分を谷線として定義することも可能である
が、以下の処理では尾根と谷を区別する必要はないの
で、本発明においては、谷線をも含めて尾根線と呼ぶこ
とにする。また、尾根線データも、尾根線が通過する所
定の点での標高値のデータを記録しているものとする。
さらに、尾根線の定義の際の条件として、尾根線同志が
交差することはないものとする。なお、この尾根線に関
するデータの入力方法は、例えば航空測量によるステレ
オ写真から、オペレータが、尾根線を認識して定義して
いく方法等が考えられる。 本発明では、メッシュデー
タに、尾根線データを付加し、これらのデータにより地
形を表現する。そして、ディスプレイ等に表示するため
の表示データは、最終的には「三角形」の集合体で表現
することになる。このとき、尾根線が三角形のエッジに
なり、尾根線形状が現われるように三角形の割当てを行
なう処理を施す。
【００１４】次に、図２のフローチャート１により、本
発明による処理を詳細に説明する。まず、ステップ１０
１は、高度データを入力する。該ステップでの処理の詳
細を、さらに図３のフローチャート２に示す。図３にお
いて、まずステップ１０１１にて、メッシュデータを入
力する。例えば、格子点上での標高値のデータをデータ
ファイル等から入力する処理を行なう。ステップ１０１
２では、尾根線データを入力し、尾根線の平面位置と標
高値のデータ等を、ファイル等から入力する。ステップ
１０１３では、尾根線データを「メッシュ補正」する。
この補正方法を図８に示す。同図の黒三角で示す点が、
尾根線の標高値のデータが入力された点で、通常はメッ
シュデータのメッシュ間隔とは一致しない。そこで、後
の処理を容易にするために、メッシュの格子上を横切る
平面位置を算出し、この点を尾根点として定義する。標
高値も同様に、例えば、前後の点での標高値のデータの
線形補間により求める。こうして求めた尾根点を結んだ
ものが、「メッシュ補正」後の尾根線データとなり、以
後このデータを使用する。図２のステップ１０２では、
以下のステップを各視点位置について繰り返すことを示
している。従来のＣＧ（Computer Graphics：コンピュ
ータグラフィックス）技術において、複雑な形状を表示
するときには、表示時の条件に適応させて、必要最小限
の表示データを保持する方法が知られている。例えば、
ある曲面を表示するときには、これを四辺形の集合に分
割して近似し、この四辺形を３次元表示のデータとす
る。
発明による処理を詳細に説明する。まず、ステップ１０
１は、高度データを入力する。該ステップでの処理の詳
細を、さらに図３のフローチャート２に示す。図３にお
いて、まずステップ１０１１にて、メッシュデータを入
力する。例えば、格子点上での標高値のデータをデータ
ファイル等から入力する処理を行なう。ステップ１０１
２では、尾根線データを入力し、尾根線の平面位置と標
高値のデータ等を、ファイル等から入力する。ステップ
１０１３では、尾根線データを「メッシュ補正」する。
この補正方法を図８に示す。同図の黒三角で示す点が、
尾根線の標高値のデータが入力された点で、通常はメッ
シュデータのメッシュ間隔とは一致しない。そこで、後
の処理を容易にするために、メッシュの格子上を横切る
平面位置を算出し、この点を尾根点として定義する。標
高値も同様に、例えば、前後の点での標高値のデータの
線形補間により求める。こうして求めた尾根点を結んだ
ものが、「メッシュ補正」後の尾根線データとなり、以
後このデータを使用する。図２のステップ１０２では、
以下のステップを各視点位置について繰り返すことを示
している。従来のＣＧ（Computer Graphics：コンピュ
ータグラフィックス）技術において、複雑な形状を表示
するときには、表示時の条件に適応させて、必要最小限
の表示データを保持する方法が知られている。例えば、
ある曲面を表示するときには、これを四辺形の集合に分
割して近似し、この四辺形を３次元表示のデータとす
る。
【００１５】コンピュータグラフィックスの分野では、
これらの表示データを２次元のスクリーン上に投影して
画像を生成する。投影時には、スクリーン上の各画素の
位置で、表示データがサンプリングされて、表示すべき
図形が定まる。このとき、各四辺形が、例えばスクリー
ン上で１／２画素以下の大きさになるように曲面を分割
すれば、サンプリング時のナイキスト限界（元の連続図
形を再現するのに、最低必要な分割の大きさ）を超えて
いるため、四辺形近似を用いても、完全な曲面を表現で
きる。このように、スクリーン上に投影した大きさによ
り、表示図形の分割度を変更する手法は、「適応型分
割」と称されており、詳しくは例えば、ＡＣＭコンピュ
ータ グラフィックス第２１巻、第４号、１９８７年７
月発行（ＡＣＭ Computer Graphics,Vokume 21,Number
4,July 1987）第９７頁等に記載されている。即ち、Ｃ
Ｇ（Computer Graphic）のアニメーションを制作する際
に、視点位置が変更される度に、図示されたメッシュ
（格子）分割以下の処理を行なう。ステップ１０３での
メッシュ分割の処理の詳細を、図４のフローチャート３
および図９に示す。まず、図４のステップ１０３１で
は、メッシュ分割はスクリーン上で、メッシュが十分に
小さくなるまで、繰り返し行なわれることを示してい
る。図９に示すように、メッシュデータは、最終的には
ディスプレイのスクリーン上に、透視投影されて表示さ
れる。ただし、同図では説明のため高度データを無視し
た図形としている。ここで、視点位置が同図のような位
置にあるとすると、透視投影では、視点に近い部分は大
きく表示され、視点に遠い部分は小さく表示される。し
たがって、スクリーン上で小さく表示されるものまで、
同じ精度で表示データを準備する必要はない。そこで、
視点から遠い領域ではメッシュ点を間引いて、視点変更
に対応させて、いわゆる「適応型分割」したメッシュデ
ータを用意する。同様に尾根線データについても、視点
から遠い尾根点は間引きを行なう。図４のステップ１０
３２では、１つのメッシュ（格子）を４つに再分割して
いくことを示している。これは、画像処理の分野で「Ｑ
ｕａｄ Ｔｒｅｅ」と呼ぶ画像記述手法の分割方法と同
様のもので、メッシュをｘおよびｙ方向の中点で再帰的
に４分割する方法である。ステップ１０３３では、メッ
シュの４隅のメッシュ点の位置を、スクリーン上に透視
投影する処理を示している。この透視投影の変換方程式
は、一般に良く知られており、例えば「応用グラフィッ
クス」（アスキー社刊、Ｐ６４）等に示されているよう
に、ｘ’＝ｘ／ｚ、およびｙ’＝ｙ／ｚなる式を用いて
変換処理を行なっている。ここで、ｘ’およびｙ’は、
スクリーン上での位置、ｘ、ｙ、ｚは、空間内で格子点
が定義されている位置を表す。かかる変換によって、格
子点がスクリーン上に投影される位置がわかるので、次
のステップ１０３４では、メッシュが投影される大きさ
を算出する。ここでメッシュの大きさは、例えば投影さ
れたメッシュ点の対角線の長さの値を計算して判定する
ことが考えられる。この値が、予めユーザが指定したし
きい値よりも大きいときには、再度４分割が行なわれる
ことになる。図２のステップ１０４では、以下のステッ
プにて行なわれる処理を、メッシュ分割後の各メッシュ
（格子）について、繰り返すことを示している。ステッ
プ１０５の頂点検出のステップでの、処理の詳細を図５
のフローチャート４および図１０に示す。まず、図５の
ステップ１０５１では、メッシュ点の座標を検出する。
例えば、メッシュ分割したときの情報から、当該メッシ
ュが、ｘ＝ｘ１、ｘ＝ｘ２、ｙ＝ｙ１、およびｙ＝ｙ２
で囲まれた領域であるとする。次に、すでに入力したメ
ッシュデータの中から、４つのメッシュ点に対応する標
高値のデータの取り出しをも行なう。次のステップ１０
５２では、尾根点の座標を検出する。尾根線について
も、そのｘおよびＹ座標値から、上記領域を通過するも
のを特定できるので、同様に標高値のデータの取り出し
を行なう。次に、ステップ１０５３では、いわゆるＴ頂
点の座標を検出する。「Ｔ頂点」とは、あるポリゴン
（多角形）の辺が、他のポリゴンの頂点と接している部
分である。周知のように、かかるＴ頂点をそのまま三角
形等の表示データに変換すると、スキャンコンバージョ
ン時の誤差により、表示時にその部分で三角形間に隙間
が生じ、図形がいびつになる可能性がある。この現象を
回避するために、Ｔ頂点は、いわゆるポリゴンの角点で
はないが、頂点として扱う必要がある。本発明のような
場合では、Ｔ頂点の発生原因は２種類ある。第一は、メ
ッシュ分割によるもので、第二は、尾根線データの付加
によるものである。ここで、図１１にメッシュ分割によ
るＴ頂点発生のパターンを示す。メッシュ分割時には、
隣接するメッシュ間で、メッシュの分割度が異なるとき
に、Ｔ頂点を生じる。例えば、ある分割レベルにおい
て、さらに再分割の対象となる４個のメッシュの中で、
１個から３個のメッシュだけを再分割するようなケース
でＴ頂点が発生する。その発生のパターンは、同図のよ
うに４パターンある。従って、Ｔ頂点の座標検出は、メ
ッシュ分割した際の構造を調べることにより可能であ
る。一方、Ｔ頂点が、尾根線データを付加したことによ
り発生する場合について、図８に示す。すなわち、尾根
線の始点と終点の部分において、隣接するメッシュ（格
子）に対してＴ頂点を生じさせることになる。従って、
隣接するメッシュ上において、尾根線の始点、または、
終点の有無をチェックすることで、Ｔ頂点の座標検出が
可能である。
これらの表示データを２次元のスクリーン上に投影して
画像を生成する。投影時には、スクリーン上の各画素の
位置で、表示データがサンプリングされて、表示すべき
図形が定まる。このとき、各四辺形が、例えばスクリー
ン上で１／２画素以下の大きさになるように曲面を分割
すれば、サンプリング時のナイキスト限界（元の連続図
形を再現するのに、最低必要な分割の大きさ）を超えて
いるため、四辺形近似を用いても、完全な曲面を表現で
きる。このように、スクリーン上に投影した大きさによ
り、表示図形の分割度を変更する手法は、「適応型分
割」と称されており、詳しくは例えば、ＡＣＭコンピュ
ータ グラフィックス第２１巻、第４号、１９８７年７
月発行（ＡＣＭ Computer Graphics,Vokume 21,Number
4,July 1987）第９７頁等に記載されている。即ち、Ｃ
Ｇ（Computer Graphic）のアニメーションを制作する際
に、視点位置が変更される度に、図示されたメッシュ
（格子）分割以下の処理を行なう。ステップ１０３での
メッシュ分割の処理の詳細を、図４のフローチャート３
および図９に示す。まず、図４のステップ１０３１で
は、メッシュ分割はスクリーン上で、メッシュが十分に
小さくなるまで、繰り返し行なわれることを示してい
る。図９に示すように、メッシュデータは、最終的には
ディスプレイのスクリーン上に、透視投影されて表示さ
れる。ただし、同図では説明のため高度データを無視し
た図形としている。ここで、視点位置が同図のような位
置にあるとすると、透視投影では、視点に近い部分は大
きく表示され、視点に遠い部分は小さく表示される。し
たがって、スクリーン上で小さく表示されるものまで、
同じ精度で表示データを準備する必要はない。そこで、
視点から遠い領域ではメッシュ点を間引いて、視点変更
に対応させて、いわゆる「適応型分割」したメッシュデ
ータを用意する。同様に尾根線データについても、視点
から遠い尾根点は間引きを行なう。図４のステップ１０
３２では、１つのメッシュ（格子）を４つに再分割して
いくことを示している。これは、画像処理の分野で「Ｑ
ｕａｄ Ｔｒｅｅ」と呼ぶ画像記述手法の分割方法と同
様のもので、メッシュをｘおよびｙ方向の中点で再帰的
に４分割する方法である。ステップ１０３３では、メッ
シュの４隅のメッシュ点の位置を、スクリーン上に透視
投影する処理を示している。この透視投影の変換方程式
は、一般に良く知られており、例えば「応用グラフィッ
クス」（アスキー社刊、Ｐ６４）等に示されているよう
に、ｘ’＝ｘ／ｚ、およびｙ’＝ｙ／ｚなる式を用いて
変換処理を行なっている。ここで、ｘ’およびｙ’は、
スクリーン上での位置、ｘ、ｙ、ｚは、空間内で格子点
が定義されている位置を表す。かかる変換によって、格
子点がスクリーン上に投影される位置がわかるので、次
のステップ１０３４では、メッシュが投影される大きさ
を算出する。ここでメッシュの大きさは、例えば投影さ
れたメッシュ点の対角線の長さの値を計算して判定する
ことが考えられる。この値が、予めユーザが指定したし
きい値よりも大きいときには、再度４分割が行なわれる
ことになる。図２のステップ１０４では、以下のステッ
プにて行なわれる処理を、メッシュ分割後の各メッシュ
（格子）について、繰り返すことを示している。ステッ
プ１０５の頂点検出のステップでの、処理の詳細を図５
のフローチャート４および図１０に示す。まず、図５の
ステップ１０５１では、メッシュ点の座標を検出する。
例えば、メッシュ分割したときの情報から、当該メッシ
ュが、ｘ＝ｘ１、ｘ＝ｘ２、ｙ＝ｙ１、およびｙ＝ｙ２
で囲まれた領域であるとする。次に、すでに入力したメ
ッシュデータの中から、４つのメッシュ点に対応する標
高値のデータの取り出しをも行なう。次のステップ１０
５２では、尾根点の座標を検出する。尾根線について
も、そのｘおよびＹ座標値から、上記領域を通過するも
のを特定できるので、同様に標高値のデータの取り出し
を行なう。次に、ステップ１０５３では、いわゆるＴ頂
点の座標を検出する。「Ｔ頂点」とは、あるポリゴン
（多角形）の辺が、他のポリゴンの頂点と接している部
分である。周知のように、かかるＴ頂点をそのまま三角
形等の表示データに変換すると、スキャンコンバージョ
ン時の誤差により、表示時にその部分で三角形間に隙間
が生じ、図形がいびつになる可能性がある。この現象を
回避するために、Ｔ頂点は、いわゆるポリゴンの角点で
はないが、頂点として扱う必要がある。本発明のような
場合では、Ｔ頂点の発生原因は２種類ある。第一は、メ
ッシュ分割によるもので、第二は、尾根線データの付加
によるものである。ここで、図１１にメッシュ分割によ
るＴ頂点発生のパターンを示す。メッシュ分割時には、
隣接するメッシュ間で、メッシュの分割度が異なるとき
に、Ｔ頂点を生じる。例えば、ある分割レベルにおい
て、さらに再分割の対象となる４個のメッシュの中で、
１個から３個のメッシュだけを再分割するようなケース
でＴ頂点が発生する。その発生のパターンは、同図のよ
うに４パターンある。従って、Ｔ頂点の座標検出は、メ
ッシュ分割した際の構造を調べることにより可能であ
る。一方、Ｔ頂点が、尾根線データを付加したことによ
り発生する場合について、図８に示す。すなわち、尾根
線の始点と終点の部分において、隣接するメッシュ（格
子）に対してＴ頂点を生じさせることになる。従って、
隣接するメッシュ上において、尾根線の始点、または、
終点の有無をチェックすることで、Ｔ頂点の座標検出が
可能である。
【００１６】図２のステップ１０６では、各メッシュ
（格子）をポリゴンに分割する処理を行なう。その処理
の詳細を図６のフローチャートおよび図１２に示す。図
６のステップ１０６１では、当該メッシュに尾根線が存
在するか否かを判定する。尾根線がなければ、特に処理
をしない。ステップ１０６２では、ポリゴン分割を処理
を、メッシュ内の尾根線について、繰り返すことを示し
ている。なお、本発明での「ポリゴン」の意味は、尾根
線によってメッシュ内を区切った領域を指したものであ
る。従って、一般的にはこれらのポリゴンの頂点は、同
一平面上にはなく、真の多角形ではない。図１２を用い
て、メッシュ内を尾根線が２本通過する場合を例にと
り、ポリゴン分割の処理法を説明する。ステップ１０６
３では、各尾根線毎にポリゴンを２つの領域に、再分割
する処理を行なう。まず、尾根線１だけが通過している
ケースについて考えると、メッシュ内はポリゴン１とポ
リゴン２の、２つの領域に分割される。次に、尾根線２
が通過すると、ポリゴン２の内部だけが、さらに２つに
再分割されて、ポリゴン２−１とポリゴン２−２に分け
られる。以後の処理において、各ポリゴンに属する頂点
を調べておく必要があるので、その処理をステップ１０
６４にて行なう。この方法は、その頂点が、尾根線で区
切られる２つの領域の、どちらに属するかを調べて判定
する。例えば図１２の例では、メッシュ点１およびメッ
シュ点３は、尾根線１に関して、ｘ、ｙ座標での原点と
同じ側にある。即ち、ポリゴン１の頂点である。また、
メッシュ点２、メッシュ点４、尾根点３、尾根点４、お
よびＴ頂点１は、原点と反対側に存在するので、ポリゴ
ン２の頂点である。さらに、尾根点１および尾根点２
は、尾根線１上の点なので、ポリゴン１とポリゴン２の
両者の頂点である。このようにして、メッシュからポリ
ゴンへの分割と、それに属する頂点を決定することがで
きる。
（格子）をポリゴンに分割する処理を行なう。その処理
の詳細を図６のフローチャートおよび図１２に示す。図
６のステップ１０６１では、当該メッシュに尾根線が存
在するか否かを判定する。尾根線がなければ、特に処理
をしない。ステップ１０６２では、ポリゴン分割を処理
を、メッシュ内の尾根線について、繰り返すことを示し
ている。なお、本発明での「ポリゴン」の意味は、尾根
線によってメッシュ内を区切った領域を指したものであ
る。従って、一般的にはこれらのポリゴンの頂点は、同
一平面上にはなく、真の多角形ではない。図１２を用い
て、メッシュ内を尾根線が２本通過する場合を例にと
り、ポリゴン分割の処理法を説明する。ステップ１０６
３では、各尾根線毎にポリゴンを２つの領域に、再分割
する処理を行なう。まず、尾根線１だけが通過している
ケースについて考えると、メッシュ内はポリゴン１とポ
リゴン２の、２つの領域に分割される。次に、尾根線２
が通過すると、ポリゴン２の内部だけが、さらに２つに
再分割されて、ポリゴン２−１とポリゴン２−２に分け
られる。以後の処理において、各ポリゴンに属する頂点
を調べておく必要があるので、その処理をステップ１０
６４にて行なう。この方法は、その頂点が、尾根線で区
切られる２つの領域の、どちらに属するかを調べて判定
する。例えば図１２の例では、メッシュ点１およびメッ
シュ点３は、尾根線１に関して、ｘ、ｙ座標での原点と
同じ側にある。即ち、ポリゴン１の頂点である。また、
メッシュ点２、メッシュ点４、尾根点３、尾根点４、お
よびＴ頂点１は、原点と反対側に存在するので、ポリゴ
ン２の頂点である。さらに、尾根点１および尾根点２
は、尾根線１上の点なので、ポリゴン１とポリゴン２の
両者の頂点である。このようにして、メッシュからポリ
ゴンへの分割と、それに属する頂点を決定することがで
きる。
【００１７】図２のステップ１０７では、以下のステッ
プにおける処理を各ポリゴンについて、繰り返すことを
意味している。ステップ１０８では、各ポリゴンを、表
示のための三角形に分割する処理である。この処理の詳
細を図７のフローチャート６および図１３に示す。図７
のステップ１０８１では、当該ポリゴンについて、Ｔ頂
点の有無を判定する処理である。ポリゴンに所属する全
ての頂点は、すでに求められているので、この中からＴ
頂点を検出する。図１３のポリゴン２−１のように、Ｔ
頂点が存在する場合には、ステップ１０８２にて、この
Ｔ頂点を始点としてセットする。また、ポリゴン１のよ
うに、Ｔ頂点が存在しない場合では、ステップ１０８３
にて、尾根点またはメッシュ点を始点として処理をす
る。次に、ステップ１０８４にて、始点と左右の隣接す
る２点以外の頂点を終点とする。さらに、ステップ１０
８５にて、始点と全ての終点を結ぶことにより、三角形
への分割処理が行なわれる。ここで、尾根線は、互いに
交差しないという条件があるので、生成されるポリゴン
は、いわゆる凸ポリゴンである。凸ポリゴンでは、ある
頂点を始点とし、隣接点を除く残りの頂点を終点とし、
始点と終点とを全て結ぶことで三角形分割が可能であ
る。ただし、Ｔ頂点が存在する場合については、これを
優先的に始点とする。かかる処理を行なわないと、例え
ば、Ｔ頂点の隣接点を始点に選んだ場合では、Ｔ頂点に
は三角形の頂点が割り当てされず、地形表示時に隙間の
発生等の問題が生じることになる。
プにおける処理を各ポリゴンについて、繰り返すことを
意味している。ステップ１０８では、各ポリゴンを、表
示のための三角形に分割する処理である。この処理の詳
細を図７のフローチャート６および図１３に示す。図７
のステップ１０８１では、当該ポリゴンについて、Ｔ頂
点の有無を判定する処理である。ポリゴンに所属する全
ての頂点は、すでに求められているので、この中からＴ
頂点を検出する。図１３のポリゴン２−１のように、Ｔ
頂点が存在する場合には、ステップ１０８２にて、この
Ｔ頂点を始点としてセットする。また、ポリゴン１のよ
うに、Ｔ頂点が存在しない場合では、ステップ１０８３
にて、尾根点またはメッシュ点を始点として処理をす
る。次に、ステップ１０８４にて、始点と左右の隣接す
る２点以外の頂点を終点とする。さらに、ステップ１０
８５にて、始点と全ての終点を結ぶことにより、三角形
への分割処理が行なわれる。ここで、尾根線は、互いに
交差しないという条件があるので、生成されるポリゴン
は、いわゆる凸ポリゴンである。凸ポリゴンでは、ある
頂点を始点とし、隣接点を除く残りの頂点を終点とし、
始点と終点とを全て結ぶことで三角形分割が可能であ
る。ただし、Ｔ頂点が存在する場合については、これを
優先的に始点とする。かかる処理を行なわないと、例え
ば、Ｔ頂点の隣接点を始点に選んだ場合では、Ｔ頂点に
は三角形の頂点が割り当てされず、地形表示時に隙間の
発生等の問題が生じることになる。
【００１８】図２のステップ１０９では、以下のステッ
プでの処理を、分割された各三角形について繰り返すこ
とを意味している。ステップ１１０では、生成された三
角形データをディスプレイ上に表示するためのレンダリ
ング処理を行なう。たとえば、一般に行なわれている、
Ｚバッファアルゴリズムにより三角形の陰面処理を行な
って、地形データをディスプレイ上に表示させることが
可能である。
プでの処理を、分割された各三角形について繰り返すこ
とを意味している。ステップ１１０では、生成された三
角形データをディスプレイ上に表示するためのレンダリ
ング処理を行なう。たとえば、一般に行なわれている、
Ｚバッファアルゴリズムにより三角形の陰面処理を行な
って、地形データをディスプレイ上に表示させることが
可能である。
【００１９】なお、上記の各種処理法は、例えば以下に
示すハードウエアにて実施される。
示すハードウエアにて実施される。
【００２０】例えば、入力手段と、表示手段と、演算処
理手段と、データ記憶手段を有して構成される地形デー
タ表示装置であり、前記入力手段は、地形の高度変化が
不連続になる部分を尾根線データ、メッシュデータ、各
種コマンド、処理プログラム等を入力する手段であり、
さらに、前記データ記憶手段は、尾根線データ、メッシ
ュデータ、処理プログラム、処理結果等を記憶する手段
である装置である。かかる装置は、市販のワークステー
ション、パーソナルコンピュ−タ等によって実現でき
る。以上説明してきたように、本発明によれば尾根線デ
ータを、新たに使用することにより、データの著しい増
加を抑制しながら、高精度な地形表示を可能にすること
が実現できる。また、視点変更に対応して、適応型でメ
ッシュおよび尾根線分割を行なうことによって、表示デ
ータを削減することができ、表示処理の高速化も図るこ
とができる効果もある。
理手段と、データ記憶手段を有して構成される地形デー
タ表示装置であり、前記入力手段は、地形の高度変化が
不連続になる部分を尾根線データ、メッシュデータ、各
種コマンド、処理プログラム等を入力する手段であり、
さらに、前記データ記憶手段は、尾根線データ、メッシ
ュデータ、処理プログラム、処理結果等を記憶する手段
である装置である。かかる装置は、市販のワークステー
ション、パーソナルコンピュ−タ等によって実現でき
る。以上説明してきたように、本発明によれば尾根線デ
ータを、新たに使用することにより、データの著しい増
加を抑制しながら、高精度な地形表示を可能にすること
が実現できる。また、視点変更に対応して、適応型でメ
ッシュおよび尾根線分割を行なうことによって、表示デ
ータを削減することができ、表示処理の高速化も図るこ
とができる効果もある。
【００２１】
【発明の効果】メッシュデータの間隔が粗くても、尾根
線データにより尾根や谷部を忠実に再現できるので、少
ないデータでもリアルな地形表現ができる効果がある。
また、視点変更に対応して、適応型でメッシュおよび尾
根線分割を行なって、表示データを削減し、表示処理の
高速化も図ることができる効果もある。
線データにより尾根や谷部を忠実に再現できるので、少
ないデータでもリアルな地形表現ができる効果がある。
また、視点変更に対応して、適応型でメッシュおよび尾
根線分割を行なって、表示データを削減し、表示処理の
高速化も図ることができる効果もある。
【図１】尾根線付きメッシュデータの説明図である。
【図２】本発明の実施例を説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図３】本発明の実施例を説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図４】本発明の実施例を説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図５】本発明の実施例を説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図６】本発明の実施例を説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図７】本発明の実施例を説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図８】メッシュデータと尾根線データの説明図であ
る。
る。
【図９】メッシュデータの適応型分割処理の説明図であ
る。
る。
【図１０】頂点の種類の説明図である。
【図１１】メッシュ分割によるＴ頂点発生のパターンの
説明図である。
説明図である。
【図１２】ポリゴン分割処理の説明図である。
【図１３】三角形分割処理の説明図である。
１…メッシュデータ、２…尾根線データ、３…表示デー
タ
タ
Claims (5)
- 【請求項１】地形の標高値のデータを、２次元平面を格
子状に一定の間隔で分割した格子の交点に対応して記憶
させメッシュデータを作成し、該メッシュデータに基づ
きディスプレイ画面に地形の表示を行なうコンピュータ
・グラフィックス表示方法において、地形の高度変化が
不連続になる部分を尾根線データとして定義し、前記メ
ッシュデータに、尾根線データを付加することにより、
地形表示のための図形データを生成することを特徴とす
る地形データの作成方法。 - 【請求項２】地形の標高値のデータを、２次元平面を格
子状に一定の間隔で分割した格子の交点に対応して記憶
させメッシュデータを作成し、該メッシュデータに基づ
きディスプレイ画面に地形の表示を行なうコンピュータ
・グラフィックス表示方法において、地形の高度変化が
不連続になる部分を尾根線データとして定義し、尾根線
データに基づき作成される表示線分に対して、表示のた
めの図形のデータのエッジ部分が割り当てられるよう
に、表示のための図形データを生成することを特徴とす
る地形データの作成方法。 - 【請求項３】請求項１記載の地形データの作成方法にお
いて、メッシュデータが記憶されている交点を有して構
成される格子が、ディスプレイ画面に投影される大きさ
を計算し、該大きさが、予め設定された値より大きい部
分については、メッシュデータと尾根線データを作成す
るため、格子を所定大きさ以下になるまで繰返し分割
し、該分割された格子を対象として、表示のための図形
データを生成することを特徴とする地形データの作成方
法。 - 【請求項４】請求項１記載の地形データの作成方法にお
いて、表示のための図形データを生成する際に、第１に
尾根線により格子内部を分割した領域を求め、第２に当
該領域を単位として三角形への分割を行なって、当該三
角形を表示の図形とすることを特徴とする地形データの
作成方法。 - 【請求項５】請求項１記載の地形データの作成方法にお
いて、ある図形の辺が他の図形の頂点と接している部分
をＴ頂点としてこれを検出し、当該Ｔ頂点は、三角形の
頂点となるように、三角形の作成に必要な頂点を割り当
てて、表示ための図形データを作成することを特徴とす
る地形データの作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187088A JP2837584B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 地形データの作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187088A JP2837584B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 地形データの作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636013A JPH0636013A (ja) | 1994-02-10 |
| JP2837584B2 true JP2837584B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=16199905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187088A Expired - Lifetime JP2837584B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 地形データの作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837584B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4541537B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2010-09-08 | パナソニック株式会社 | 描画装置 |
| JP4584567B2 (ja) * | 2003-11-06 | 2010-11-24 | 株式会社パスコ | 地物のエッジ抽出方法 |
| JP3853329B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2006-12-06 | 株式会社コナミデジタルエンタテインメント | ゲームプログラム及びゲーム装置 |
| JP4726179B2 (ja) * | 2004-06-23 | 2011-07-20 | 株式会社ジオ技術研究所 | 指向性ポリゴンの３次元表示データ生成方法 |
| JP2007041692A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 三次元地形データ制御装置及び三次元地形データ制御方法 |
| JP4551356B2 (ja) * | 2006-05-12 | 2010-09-29 | 株式会社日立製作所 | ３次元地図表示装置 |
| KR100819274B1 (ko) * | 2006-11-23 | 2008-04-02 | 삼성전자주식회사 | 3차원 포인트 데이터에서의 리지 선과 밸리 선 추출 방법 |
| JP5089453B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2012-12-05 | 株式会社コナミデジタルエンタテインメント | 画像処理装置、画像処理装置の制御方法及びプログラム |
| CN108127481B (zh) * | 2017-12-15 | 2019-11-29 | 北京理工大学 | 一种基于侧铣加工的工件表面形貌的预测方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2621220B2 (ja) * | 1987-09-07 | 1997-06-18 | スズキ株式会社 | 車載用地図表示装置 |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP4187088A patent/JP2837584B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0636013A (ja) | 1994-02-10 |
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