JP3251744B2 - 交点追跡法による画像生成方法 - Google Patents
交点追跡法による画像生成方法Info
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Description
ーシング法)で画像を生成する方法に関するものであ
る。
野ではレイトレーシング法,Zバッファ法,スキャンラ
イン法などを用いて表示画像が生成されており、特にレ
イトレーシング法によれば、物体の影部分や光反射の部
分をよりリアルに表現することが可能となる。
2次曲面(例えば球,楕円体)を用いて表現された物体
の他に、ボクセル(霧などのように微小物体の群),メ
タボール(濃度が徐々に変化するもの)などを用いて表
現された物体も処理の対象となる。
計算する方法が物体の表現形式により異なるので、同一
の光線ベクトル上に表現形式の異なる物体が混在する画
像の場合、それらの計算を統一的に取り扱うことが困難
となる。
が霧状物体(ボクセル表現)で覆われる画像の場合、球
状物体が霧状物体から露出する画素部分については、光
線ベクトルが交差する点を計算し、計算された交点のう
ち視点から最も近いものを選択し、各画素の色を選択さ
れた交点における物体色とする内容の処理が行なわれ
る。
では、霧状物体を形成する各微小物体の色を視点側から
逐次加算(メタボール表現の物体では色が徐々に変化す
るので、物体色を積分)し、この加算結果を球状物体の
ものと加算することにより、画素色が求められる。
が3角形の集合に近似されて統一されてから、各画素の
色が算出されていた。
いては、画素色の積算時に物体の表現形式が3角形の集
合へ近似変換されるので、その際に変換誤差が発生し、
このため、生成される表示画像の品質低下を招いてい
た。
ものであり、その目的は、レイトレーシング法でより品
質の高い表示画像を生成することが可能となる方法を提
供することにある。
発明の方法が説明されており、同図において、第1発明
は、読み込まれた情報で示される全ての物体を外形が明
瞭な剛性物体と不明瞭な非剛性物体とに分類して各非剛
性物体を該物体が内包される最小寸の簡易形状で表現し
(ステップ100)、画素毎に光線ベクトルを設定して
各光線ベクトルが交差する物体(上述の剛性物体又は内
包する最小寸の簡易形状で表現された非剛性物体)を検
索し(ステップ102)、同一の光線ベクトルについて
検索された物体をベクトル進行の方向に沿って配列し
(ステップ104)、配列された物体と光線が交差する
点で仕切られた区間を光線ベクトル毎に定め、区間内に
存在する物体の表現形式を物体の配列順で各区間につい
て登録し(ステップ106)、光線ベクトル毎にベクト
ル進行の方向へ対象となる区間を変えながら物体の表現
形式と対応した色値を表現形式の登録順に積算して各画
素の色値を求める(ステップ108)、ことを特徴とし
ている。
情報で示される全ての物体を外形が明瞭な剛性物体と不
明瞭な非剛性物体とに分類し、各非剛性物体を該物体が
内包される最小寸の簡易形状で表現してから、全ての剛
性物体と非剛性物体とをメモリに格納し(ステップ10
0)、画素毎に光線ベクトルを設定して各光線ベクトル
が交差する物体(上述の剛性物体又は内包する最小寸の
簡易形状で表現された非剛性物体)をメモリ上で検索し
(ステップ102)、同一の光線ベクトルについて検索
された物体をベクトル進行の方向に沿って配列させて光
線ベクトル毎に設けられたバッファへ格納し、かつ、剛
性物体と非剛性物体とが競合するときには剛性物体を非
剛性物体に対し配列順序を優先させ(ステップ10
4)、配列された物体と光線が交差する点で仕切られた
区間を光線ベクトル毎に定め、各区間について区間内の
物体を配列順で他のバッファへ登録し(ステップ10
6)、光線ベクトル毎に他のバッファを物体の配列順に
アクセスして物体の表現形式と色値とが含まれる登録内
容を順に読み出し、読み出された情報で示される物体の
表現形式に応じ色値の積算を行ない、各光線ベクトルに
ついて得られた最終的な積算結果を該当の画素に関する
色の情報として出力する(ステップ108)、ことを特
徴としている。
ボクセル,メタボールのものとされた物体とを外形が明
瞭な剛性物体と不明瞭な非剛性物体とに各々分類し、非
剛性物体はこれを内包する最小寸の簡易な形状で表現す
る(これには平面や2次曲面のモデルを用いる)。
する物体を検索してベクトル進行の方向に配列し、各物
体を光線ベクトルが貫通する区間を設定し、区間内に存
在する物体の表現形式と対応した色値をベクトル基点の
側から逐次積算し、画素色の値を求める。
の物体(非剛性物体)が簡易な形状の物体とみなされて
外形が明瞭な通常の物体(剛性物体)と同様に取り扱わ
れるので、物体の表現形式を変換する処理が不要とな
り、したがって、表示画像の品質低下が回避される。
トを用いて説明されており、最初に物体情報が逐次読み
込まれる(ステップ200)。
情報で示された物体が外形の明瞭な剛性物体が不明瞭な
非剛性物体かを判断する処理が行なわれ(ステップ20
2)、剛性物体(例えば球,楕円体)の場合にはその情
報がメモリへ直ちに格納される(ステップ204)。
外形の不明瞭な非剛性物体(例えばボクセルやメタボー
ル)の場合には、その非剛性物体は同物体が内包される
最小寸の簡易形状(例えば球やボックス)で表現されて
から(ステップ206)、この非剛性物体の情報がメモ
リに格納される(ステップ204)。
トを用いて説明されており、全ての画素について光線ベ
クトル(光線は視点から画素を通過する)が順に設定さ
れ(ステップ302)、光線ベクトルが設定される毎に
光線追跡の処理(ステップ302)が行なわれる。
はその画素の色を示す値が得られており、光線追跡の処
理が行なわれると、同処理で得られた画素色の値が出力
される(ステップ304)。
を用いて説明されており、この処理では光線ベクトルと
交差する物体を全て検出する処理(ステップ400)が
最初に行なわれる。
て検出する処理(ステップ400)がフローチャートを
用いて説明されており、物体が剛性物体か非剛性物体か
を判定する処理(ステップ500)が全ての物体につい
て繰り返される。
される毎にその種別が判別され(ステップ502)、同
物体に光線ベクトルが交差するか否かが判定される(ス
テップ504)。
ることが確認された場合にも、物体の種別がその都度判
別され(ステップ506)、同物体に光線ベクトルが交
差するか否かが判定される(ステップ508)。
合には同物体が光線バッファに登録され(ステップ51
0)、最後に同物体の種別(タイプ)が追加登録される
(ステップ512)。
の検出処理(ステップ400)が行なわれると、その物
体数がチェックされ(ステップ402)、0でない場合
には物体の並べ替え処理が開始される(ステップ40
4)。
トを用いて説明されており、光線バッファに登録された
物体から視点の位置に最も近い物体を検索して光線バッ
ファ先頭側へ移動する処理が繰り返される(ステップ6
00,602,604,606,608)。
点の位置に最も近い順にバッファ先頭の側から並べられ
る(光線バッファの先頭側へ移動された物体は検索の対
象から除外される)。
のときには剛性物体の配列順序が非剛性物体に対して優
先されており、また、非剛性物体の距離計算には簡易形
状が使用されている。
れると、図4において、それらの物体に光線ベクトルが
交差する点で仕切った区間を視点に近いものから区間バ
ッファへ格納する処理(ステップ406)が行なわれ
る。
録(ステップ408)し、色を決定(ステップ410)
する処理が全ての区間について繰り返される(ステップ
412)。
なわれており、同図(A)において、視点700の側か
ら引き出された光線ベクトル701上に3つの物体70
2B,702A,702Cが順に並んで存在しており、
区間t0,t1においては物体702A,702B,7
02Cが重なっている。
t1の区間光源2次バッファへ物体702B,702
A,702Cの情報(その実体を示すポインタ)がそれ
ら物体702B,702A,702Cの並び順で格納さ
れる。
用いて説明されており、この処理は視点に最も近い先頭
の区間から後尾の区間へ向かって対象の区間光源2次バ
ッファを変えながら進められる。
ッファの先頭から物体(の情報)が順に取り出され(ス
テップ800,802,814)、取り出された物体が
剛性物体か非剛性物体かが判別され(ステップ804,
806)、判別結果に応じた色値の積算処理(ステップ
808,810,812)が行なわれる(最終的に得ら
れた積算値はその画素の色を示す値として出力される・
・・図3_ステップ304)。
用される構造体が示されており、先頭の構造体メンバと
次の構造体メンバとに物体のタイプ(表現形式)とその
色(の値)とが各物体に共通する情報として各々格納さ
れる。
の先頭アドレスから一定量オフセットしたメンバ部分に
格納され、したがって、他の物体情報(頂点の座標,半
径など)が後続のメンバに格納されて構造体の大きさが
物体毎に異なる場合であっても、物体表現形式の種別を
判別する処理(図6_ステップ604,図8_ステップ
804,806)を簡略化してその処理の速度をさらに
高めることが可能となる。
てはには図10(A)に示された4バイト長のものが使
用されており、同図(B)のように、物体の表現形式と
対応したビットをセットすることにより、4バイト変数
で32種類の物体を一括して取り扱うことが可能とな
る。
ル表現やメタボール表現の非剛性物体が簡易な形状の物
体とみなされて外形が明瞭な通常の剛性物体と同様に取
り扱われる。したがって、表現形式の異なるこれらの物
体が同一の光線ベクトル上に存在する画像であっても、
物体の表現形式を変換して統一する処理が不要となり、
このため、画像の品質を高めることが可能となる。
頭側へ全ての物体に共通な物体情報が集められるので
(図9参照)、各物体の表現形式を効率良く判別してそ
の処理速度を高めることが可能となる。
同時に取り扱えることから(図10参照)、メモリ資源
も効率良く利用することが可能となる。
クセル表現やメタボール表現の物体が簡易な形状とされ
て他の通常の物体とみなされるので、表現形式の異なる
物体が混在する場合であっても、物体の表現形式を変換
して統一する処理を省略でき、このため、表示画像の品
質を高めることが可能となる。
である。
ある。
る。
である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 読み込まれた情報で示される全ての物体
を外形が明瞭な剛性物体と不明瞭な非剛性物体とに分類
して各非剛性物体を該物体が内包される最小寸の簡易形
状で表現し(ステップ100)、 画素毎に光線ベクトルを設定して各光線ベクトルが交差
する物体を検索し(ステップ102)、 同一の光線ベクトルについて検索された物体をベクトル
進行の方向に沿って配列し(ステップ104)、 配列された物体と光線が交差する点で仕切られた区間を
光線ベクトル毎に定め、区間内に存在する物体の表現形
式を物体の配列順で各区間について登録し(ステップ1
06)、 光線ベクトル毎にベクトル進行の方向へ対象となる区間
を変えながら物体の表現形式と対応した色値を表現形式
の登録順に積算して各画素の色値を求める(ステップ1
08)、 ことを特徴とした交点追跡法による画像生成方法。 - 【請求項2】 物体情報を読み込み、該情報で示される
全ての物体を外形が明瞭な剛性物体と不明瞭な非剛性物
体とに分類し、各非剛性物体を該物体が内包される最小
寸の簡易形状で表現してから、全ての物体をメモリに格
納し(ステップ100)、 画素毎に光線ベクトルを設定して各光線ベクトルが交差
する物体をメモリ上で検索し(ステップ102)、 同一の光線ベクトルについて検索された物体をベクトル
進行の方向に沿って配列させて光線ベクトル毎に設けら
れたバッファへ格納し、かつ、剛性物体と非剛性物体と
が競合するときには剛性物体を非剛性物体に対し配列順
序を優先させ(ステップ104)、 配列された物体と光線が交差する点で仕切られた区間を
光線ベクトル毎に定め、各区間について区間内の物体を
配列順で他のバッファへ登録し(ステップ106)、 光線ベクトル毎に他のバッファを物体の配列順にアクセ
スして物体の表現形式と色値とが含まれる登録内容を順
に読み出し、読み出された情報で示される物体の表現形
式に応じた色値の積算を行ない、各光線ベクトルについ
て得られた最終的な積算結果を該当の画素に関する色の
情報として出力する(ステップ108)、 ことを特徴とした交点追跡法による画像生成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29526793A JP3251744B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 交点追跡法による画像生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29526793A JP3251744B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 交点追跡法による画像生成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07146953A JPH07146953A (ja) | 1995-06-06 |
JP3251744B2 true JP3251744B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=17818386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29526793A Expired - Fee Related JP3251744B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 交点追跡法による画像生成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3251744B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11474036B2 (en) | 2018-09-20 | 2022-10-18 | Kurita Water Industries Ltd. | Flocculation state monitoring sensor |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP29526793A patent/JP3251744B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Theo van Walsum 外3名,ボリュームレンダリングとポリゴンの効果的なハイブリッドレンダリング,Eurographics Workshop on Visualization,In Scientific Computing,(2nd)Delft,p83−96 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11474036B2 (en) | 2018-09-20 | 2022-10-18 | Kurita Water Industries Ltd. | Flocculation state monitoring sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07146953A (ja) | 1995-06-06 |
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