JP3261832B2 - 画像生成装置 - Google Patents
画像生成装置Info
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- JP3261832B2 JP3261832B2 JP29697893A JP29697893A JP3261832B2 JP 3261832 B2 JP3261832 B2 JP 3261832B2 JP 29697893 A JP29697893 A JP 29697893A JP 29697893 A JP29697893 A JP 29697893A JP 3261832 B2 JP3261832 B2 JP 3261832B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３次元コンピュータグ
ラフィック（以下、３ＤＣＧという。）技術を利用して
作成された３ＤＣＧ画像に描画されている物体のエッジ
部を強調するための画像生成装置に関するものである。
ラフィック（以下、３ＤＣＧという。）技術を利用して
作成された３ＤＣＧ画像に描画されている物体のエッジ
部を強調するための画像生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、３次元形状データの集合として与
えられる物体の形状を視覚化する方法として、３ＤＣＧ
技術を利用する方法が知られている。この方法は、物体
の３次元形状データを２次元平面上に投影し、これによ
って形成される２次元の画像を２次元表示装置（ＣＲＴ
等）に表示することにより、３次元形状の可視化を行う
ものである。
えられる物体の形状を視覚化する方法として、３ＤＣＧ
技術を利用する方法が知られている。この方法は、物体
の３次元形状データを２次元平面上に投影し、これによ
って形成される２次元の画像を２次元表示装置（ＣＲＴ
等）に表示することにより、３次元形状の可視化を行う
ものである。
【０００３】この場合において、２次元の画像によって
３次元物体の形状を表すには、その現実感、すなわち、
立体感を付与する必要がある。２次元の画像への立体感
の付与は、２次元の画像の物体表面に模様付けおよび陰
影付けを実施することにより行われる。模様付けの方法
には、テクスチャマッピング法と呼ばれる方法があり、
この方法によれば、物体を構成する各面にテクスチャ画
像データを貼り込むことによって模様付けが行われる。
また、陰影付けは、３次元物体に対し、該３次元物体を
照射するための光源を設定し、３次元物体の各面につい
て、面の法線方向、光源の方向、光源からの光の強度、
平面の反射特性、視線方向等の条件から面の明るさを計
算することにより求められた陰影情報を上記模様付けと
同時に物体の各面に貼り込むことにより行われる。
３次元物体の形状を表すには、その現実感、すなわち、
立体感を付与する必要がある。２次元の画像への立体感
の付与は、２次元の画像の物体表面に模様付けおよび陰
影付けを実施することにより行われる。模様付けの方法
には、テクスチャマッピング法と呼ばれる方法があり、
この方法によれば、物体を構成する各面にテクスチャ画
像データを貼り込むことによって模様付けが行われる。
また、陰影付けは、３次元物体に対し、該３次元物体を
照射するための光源を設定し、３次元物体の各面につい
て、面の法線方向、光源の方向、光源からの光の強度、
平面の反射特性、視線方向等の条件から面の明るさを計
算することにより求められた陰影情報を上記模様付けと
同時に物体の各面に貼り込むことにより行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、物体が金属
やガラス等の光沢を有する材質よりなるものである場合
には、そのエッジ部、すなわち、隣接する２つの面の境
界線部分が、他の部分と比較して輝いて見えることが経
験上知られている。したがって、当該物体を３ＤＣＧ画
像によって表現する場合に、その表現をより写実的なも
のとするためには、エッジ部を特に強調した３ＤＣＧ画
像を生成する必要がある。
やガラス等の光沢を有する材質よりなるものである場合
には、そのエッジ部、すなわち、隣接する２つの面の境
界線部分が、他の部分と比較して輝いて見えることが経
験上知られている。したがって、当該物体を３ＤＣＧ画
像によって表現する場合に、その表現をより写実的なも
のとするためには、エッジ部を特に強調した３ＤＣＧ画
像を生成する必要がある。
【０００５】しかしながら、物体の３次元形状データ
は、通常、エッジ部のみを表現する面を有しないので、
エッジ部はあくまでも隣接する面が不連続に接触する境
界線として表現されるに過ぎず、光源をどのように設定
しても、エッジ部のみを輝かせることはできなかった。
また、最終的に生成される３ＤＣＧ画像の完成イメージ
を想定して、予めエッジ部のみに新たな定義面を設定し
ておくことも考えられるが、３ＤＣＧ画像として物体の
どのエッジ部がどのような形で表現されるかについて、
３ＤＣＧ画像を生成する前に想定するには、オペレータ
に相当の経験を要するという困難性があった。
は、通常、エッジ部のみを表現する面を有しないので、
エッジ部はあくまでも隣接する面が不連続に接触する境
界線として表現されるに過ぎず、光源をどのように設定
しても、エッジ部のみを輝かせることはできなかった。
また、最終的に生成される３ＤＣＧ画像の完成イメージ
を想定して、予めエッジ部のみに新たな定義面を設定し
ておくことも考えられるが、３ＤＣＧ画像として物体の
どのエッジ部がどのような形で表現されるかについて、
３ＤＣＧ画像を生成する前に想定するには、オペレータ
に相当の経験を要するという困難性があった。
【０００６】さらに、全てのエッジ部に予め定義面を設
定しておくことも考えられるが、相当の手間を要すると
ともに、最終的な３ＤＣＧ画像において表現されないエ
ッジ部についても、定義面ごとに画像生成のための複雑
な演算を行わねばならず、演算処理に要する時間が増大
してしまうという不都合がある。
定しておくことも考えられるが、相当の手間を要すると
ともに、最終的な３ＤＣＧ画像において表現されないエ
ッジ部についても、定義面ごとに画像生成のための複雑
な演算を行わねばならず、演算処理に要する時間が増大
してしまうという不都合がある。
【０００７】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであって、ガラス、金属製等の物体のエッジ部を強
調して、表現力の豊かな３ＤＣＧ画像を簡易な構成によ
り生成することができる画像生成装置を提供することを
目的としている。
ものであって、ガラス、金属製等の物体のエッジ部を強
調して、表現力の豊かな３ＤＣＧ画像を簡易な構成によ
り生成することができる画像生成装置を提供することを
目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エッジ部を有する物体の３次元形状デー
タを２次元平面に投影するとともに、前記物体の各面を
照射する光源および視点を指定してレンダリングを施す
ことにより、前記３次元形状データに対応付けられた３
次元コンピュータグラフィック画像を２次元平面上に生
成する３ＤＣＧ画像生成手段と、生成された３次元コン
ピュータグラフィック画像に表された物体のエッジ部を
指定するエッジ部指定手段と、指定されたエッジ部に対
応する３次元形状データにおいてエッジ部近傍に新たな
定義面を設定する面設定手段と、設定された定義面に、
エッジ部からの距離に応じて漸次明度を変化させるグラ
デーション調の２次元テクスチャ画像を貼込むテクスチ
ャ貼込み手段設定と、設定された定義面を照射する前記
光源とは別個の光源を設定する光源設定手段と、設定さ
れた定義面の３次元形状データを２次元平面に投影する
とともに、前記視点および設定された光源に基づいてレ
ンダリングを施すエッジ部画像生成手段とを具備する画
像生成装置を提案している。
に、本発明は、エッジ部を有する物体の３次元形状デー
タを２次元平面に投影するとともに、前記物体の各面を
照射する光源および視点を指定してレンダリングを施す
ことにより、前記３次元形状データに対応付けられた３
次元コンピュータグラフィック画像を２次元平面上に生
成する３ＤＣＧ画像生成手段と、生成された３次元コン
ピュータグラフィック画像に表された物体のエッジ部を
指定するエッジ部指定手段と、指定されたエッジ部に対
応する３次元形状データにおいてエッジ部近傍に新たな
定義面を設定する面設定手段と、設定された定義面に、
エッジ部からの距離に応じて漸次明度を変化させるグラ
デーション調の２次元テクスチャ画像を貼込むテクスチ
ャ貼込み手段設定と、設定された定義面を照射する前記
光源とは別個の光源を設定する光源設定手段と、設定さ
れた定義面の３次元形状データを２次元平面に投影する
とともに、前記視点および設定された光源に基づいてレ
ンダリングを施すエッジ部画像生成手段とを具備する画
像生成装置を提案している。
【０００９】
【作用】本発明に係る画像生成装置によれば、３ＤＣＧ
画像生成手段の作動によって、物体の３次元形状データ
が２次元平面上に投影され、物体の各面を照射する光源
および視点が指定されてレンダリングが施されることに
より、３次元コンピュータグラフィック画像が２次元平
面上に生成される。この状態で、オペレータがエッジ部
指定手段を作動させて、３次元コンピュータグラフィッ
ク画像に表された物体のエッジ部を指定することによ
り、強調されるべきエッジ部が設定されるとともに、当
該エッジ部の３次元コンピュータグラフィック画像に対
応する物体の３次元形状データが指定される。
画像生成手段の作動によって、物体の３次元形状データ
が２次元平面上に投影され、物体の各面を照射する光源
および視点が指定されてレンダリングが施されることに
より、３次元コンピュータグラフィック画像が２次元平
面上に生成される。この状態で、オペレータがエッジ部
指定手段を作動させて、３次元コンピュータグラフィッ
ク画像に表された物体のエッジ部を指定することによ
り、強調されるべきエッジ部が設定されるとともに、当
該エッジ部の３次元コンピュータグラフィック画像に対
応する物体の３次元形状データが指定される。
【００１０】このようにして指定された３次元形状デー
タにおけるエッジ部近傍に、面設定手段の作動によって
新たな定義面を設定した後に、テクスチャ貼込み手段を
作動させることにより、当該定義面に、エッジ部から漸
次明度を変化させるグラデーション調の２次元テクスチ
ャ画像を貼込む。そして、該定義面に照射すべき光源を
光源設定手段の作動によって設定し、エッジ部画像生成
手段を作動させることにより、設定された光源および前
記視点に基づいて新たな定義面に対するレンダリングが
施され、エッジ部を強調した新たな３次元コンピュータ
グラフィック画像が生成されることになる。
タにおけるエッジ部近傍に、面設定手段の作動によって
新たな定義面を設定した後に、テクスチャ貼込み手段を
作動させることにより、当該定義面に、エッジ部から漸
次明度を変化させるグラデーション調の２次元テクスチ
ャ画像を貼込む。そして、該定義面に照射すべき光源を
光源設定手段の作動によって設定し、エッジ部画像生成
手段を作動させることにより、設定された光源および前
記視点に基づいて新たな定義面に対するレンダリングが
施され、エッジ部を強調した新たな３次元コンピュータ
グラフィック画像が生成されることになる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る画像生成装置の一実施例
について図１ないし図８を参照して説明する。図１は、
本実施例に係る画像生成装置１の構成を表すブロック図
を示している。本実施例の画像生成装置１は、３ＤＣＧ
画像を生成する画像生成部（３ＤＣＧ画像生成手段）２
と、該画像生成部２により生成された３ＤＣＧ画像につ
いて、物体のエッジ部の３ＤＣＧ画像を調整するエッジ
部画像調整部３とを具備し、これら前記画像生成部２お
よび該エッジ部画像調整部３には、各部における３ＤＣ
Ｇ画像の生成過程、オペレータへの指示、案内、メニュ
ー画面等を表示するディスプレイ４が接続されている。
該ディスプレイ４は、画像メモリ（図示略）を有してお
り、生成過程の３ＤＣＧ画像等を表示・格納することが
できるようになっている。
について図１ないし図８を参照して説明する。図１は、
本実施例に係る画像生成装置１の構成を表すブロック図
を示している。本実施例の画像生成装置１は、３ＤＣＧ
画像を生成する画像生成部（３ＤＣＧ画像生成手段）２
と、該画像生成部２により生成された３ＤＣＧ画像につ
いて、物体のエッジ部の３ＤＣＧ画像を調整するエッジ
部画像調整部３とを具備し、これら前記画像生成部２お
よび該エッジ部画像調整部３には、各部における３ＤＣ
Ｇ画像の生成過程、オペレータへの指示、案内、メニュ
ー画面等を表示するディスプレイ４が接続されている。
該ディスプレイ４は、画像メモリ（図示略）を有してお
り、生成過程の３ＤＣＧ画像等を表示・格納することが
できるようになっている。
【００１２】前記画像生成部２は、物体の形状を複数の
平面を貼り合わせたもの（以下、３Ｄモデルという。）
として構成し、その３次元データを作成する３Ｄモデル
作成部５と、構成された３Ｄモデルを任意の２次元の平
面６（以下、投影平面６という。）上に投影するととも
に、投影された３Ｄモデルの各平面に対する光源Ｌ1等
を指定して陰影情報を計算することにより最終的な３Ｄ
ＣＧ画像を作成するレンダリング部７と、作成された３
ＤＣＧ画像を格納するレンダリング画像蓄積部８と、前
記３Ｄモデルの各平面と前記投影平面６に投影された各
平面とを対応付けて記憶する面ラベルバッファ９とを具
備している。
平面を貼り合わせたもの（以下、３Ｄモデルという。）
として構成し、その３次元データを作成する３Ｄモデル
作成部５と、構成された３Ｄモデルを任意の２次元の平
面６（以下、投影平面６という。）上に投影するととも
に、投影された３Ｄモデルの各平面に対する光源Ｌ1等
を指定して陰影情報を計算することにより最終的な３Ｄ
ＣＧ画像を作成するレンダリング部７と、作成された３
ＤＣＧ画像を格納するレンダリング画像蓄積部８と、前
記３Ｄモデルの各平面と前記投影平面６に投影された各
平面とを対応付けて記憶する面ラベルバッファ９とを具
備している。
【００１３】また、前記エッジ部画像調整部３は、前記
画像生成部２において生成された３ＤＣＧ画像を前記デ
ィスプレイ４上に表示した状態で、マウス１０によって
３ＤＣＧ画像中のエッジ部を指定するエッジ指定部（エ
ッジ部指定手段）１１と、指定された３ＤＣＧ画像のエ
ッジ部に基づいて該エッジ部近傍に新たな定義面１２を
設定する面設定部（面設定手段）１３と、設定された新
たな定義面１２にテクスチャ画像を貼込むテクスチャ貼
込み部１４と、設定された新たな定義面１２のみに照射
する別個の光源Ｌ2を設定する光源設定部（光源設定手
段）１５と、設定された光源Ｌ2および視点１６に基づ
いて新たな定義面１２にレンダリング処理を施す再レン
ダリング部（エッジ部画像生成手段）１７とを具備して
いる。
画像生成部２において生成された３ＤＣＧ画像を前記デ
ィスプレイ４上に表示した状態で、マウス１０によって
３ＤＣＧ画像中のエッジ部を指定するエッジ指定部（エ
ッジ部指定手段）１１と、指定された３ＤＣＧ画像のエ
ッジ部に基づいて該エッジ部近傍に新たな定義面１２を
設定する面設定部（面設定手段）１３と、設定された新
たな定義面１２にテクスチャ画像を貼込むテクスチャ貼
込み部１４と、設定された新たな定義面１２のみに照射
する別個の光源Ｌ2を設定する光源設定部（光源設定手
段）１５と、設定された光源Ｌ2および視点１６に基づ
いて新たな定義面１２にレンダリング処理を施す再レン
ダリング部（エッジ部画像生成手段）１７とを具備して
いる。
【００１４】前記３Ｄモデル作成部５は、３Ｄモデルを
作成する一般的なモデリング・システムであって、従来
より、種々の方法のものが提案されている。本実施例で
は、これらのモデリング・システムのうち任意のものを
用いることができ、１つのモデリング・システムに限定
されるものではない。
作成する一般的なモデリング・システムであって、従来
より、種々の方法のものが提案されている。本実施例で
は、これらのモデリング・システムのうち任意のものを
用いることができ、１つのモデリング・システムに限定
されるものではない。
【００１５】前記レンダリング部７は、物体の表面色お
よび３Ｄモデルの各面に貼り込むべきテクスチャ画像を
指定するとともに、３Ｄモデルに対する光源Ｌ1等を設
定し、これらを投影平面６に透視投影することにより、
３Ｄモデルを視覚化するものである。
よび３Ｄモデルの各面に貼り込むべきテクスチャ画像を
指定するとともに、３Ｄモデルに対する光源Ｌ1等を設
定し、これらを投影平面６に透視投影することにより、
３Ｄモデルを視覚化するものである。
【００１６】レンダリング処理としては、まず、図２に
示すように、３Ｄモデルの各面に対して貼り込むべきテ
クスチャ画像上の各画素を透視投影によって投影平面６
上の各画素に対応付ける。これにより、テクスチャ画像
の各画素値も投影平面の各画素に対応付けられる。次
に、透視投影された図形の各画素の表示色を、前記各画
素値に基づいて求める。表示色は視点１６への反射光の
強さで表され、光源Ｌ1からの入力光の強さ、環境光の
強さ、環境光の反射率、拡散反射率、鏡面反射率、鏡面
反射の分散を近似する指数、面の法線方向の単位ベクト
ル、視点１６方向の単位ベクトル、鏡面反射方向の単位
ベクトル等によって算出される。
示すように、３Ｄモデルの各面に対して貼り込むべきテ
クスチャ画像上の各画素を透視投影によって投影平面６
上の各画素に対応付ける。これにより、テクスチャ画像
の各画素値も投影平面の各画素に対応付けられる。次
に、透視投影された図形の各画素の表示色を、前記各画
素値に基づいて求める。表示色は視点１６への反射光の
強さで表され、光源Ｌ1からの入力光の強さ、環境光の
強さ、環境光の反射率、拡散反射率、鏡面反射率、鏡面
反射の分散を近似する指数、面の法線方向の単位ベクト
ル、視点１６方向の単位ベクトル、鏡面反射方向の単位
ベクトル等によって算出される。
【００１７】この場合において、拡散反射率、環境光の
反射率等が、投影平面６の各画素に対応するテクスチャ
画像の画素値によって決定される。そして、求められた
各平面の表示色は、投影平面６を構成する各画素の色と
して、画像メモリに登録されることになる。また、透視
投影にあたっては、視点１６から見て手前に位置する面
が後に位置する面を消去する、いわゆる隠面処理を行
う。隠面処理の方法としては、一般的なＺバッファ・ア
ルゴリズム等を使用する。
反射率等が、投影平面６の各画素に対応するテクスチャ
画像の画素値によって決定される。そして、求められた
各平面の表示色は、投影平面６を構成する各画素の色と
して、画像メモリに登録されることになる。また、透視
投影にあたっては、視点１６から見て手前に位置する面
が後に位置する面を消去する、いわゆる隠面処理を行
う。隠面処理の方法としては、一般的なＺバッファ・ア
ルゴリズム等を使用する。
【００１８】前記レンダリング画像蓄積部８は、上記３
ＤＣＧ情報を記憶するためのメモリである。なお、これ
をハードディスクもしくは光磁気ディスク等の記憶媒体
としてもよい。
ＤＣＧ情報を記憶するためのメモリである。なお、これ
をハードディスクもしくは光磁気ディスク等の記憶媒体
としてもよい。
【００１９】前記面ラベルバッファ９は、投影平面６と
同じ解像度を有するバッファメモリであって、投影平面
６の各画素にどの面が投影されているかを識別するため
の面ラベルを格納するようになっている。ここで、面ラ
ベルは、３Ｄモデルの表面を構成する各面に予めユニー
クに割り振られている整数である。面ラベルバッファ９
の内容は、隠面処理により投影平面６を書き直すときに
同時に書き直すことで、投影平面６の内容に一致させら
れるようになっている。
同じ解像度を有するバッファメモリであって、投影平面
６の各画素にどの面が投影されているかを識別するため
の面ラベルを格納するようになっている。ここで、面ラ
ベルは、３Ｄモデルの表面を構成する各面に予めユニー
クに割り振られている整数である。面ラベルバッファ９
の内容は、隠面処理により投影平面６を書き直すときに
同時に書き直すことで、投影平面６の内容に一致させら
れるようになっている。
【００２０】前記面設定部１３は、エッジ指定部１１に
よってディスプレイ４上で指定された物体の３ＤＣＧ画
像のエッジ部に基づいて、前記面ラベルバッファ９を参
照することにより、該エッジ部の画素に対応する面ラベ
ルを検索し、以下の手順にしたがって、３Ｄモデル上の
エッジ部近傍に新たな定義面１２を設定するようになっ
ている。すなわち、例えば、図３および図４に示すよう
に、エッジ部を構成している２つの面Ｓ1・Ｓ2のうち、
それぞれの面Ｓ1・Ｓ2について、任意の基準点Ｏを設定
して該基準点Ｏからエッジ部までの距離をＸとする。そ
して、基準点Ｏから新たに設定する定義面１２までの距
離ａと新たな定義面１２の幅ｂとを距離Ｘに対する割合
で設定することによって、新たな定義面１２を設定する
ようになっている。また、面設定部１３においては、元
の面Ｓ1・Ｓ2の画像情報、例えば、反射率、表面属性、
法線ベクトル等を新たな定義面１２に引き渡すようにな
っている。
よってディスプレイ４上で指定された物体の３ＤＣＧ画
像のエッジ部に基づいて、前記面ラベルバッファ９を参
照することにより、該エッジ部の画素に対応する面ラベ
ルを検索し、以下の手順にしたがって、３Ｄモデル上の
エッジ部近傍に新たな定義面１２を設定するようになっ
ている。すなわち、例えば、図３および図４に示すよう
に、エッジ部を構成している２つの面Ｓ1・Ｓ2のうち、
それぞれの面Ｓ1・Ｓ2について、任意の基準点Ｏを設定
して該基準点Ｏからエッジ部までの距離をＸとする。そ
して、基準点Ｏから新たに設定する定義面１２までの距
離ａと新たな定義面１２の幅ｂとを距離Ｘに対する割合
で設定することによって、新たな定義面１２を設定する
ようになっている。また、面設定部１３においては、元
の面Ｓ1・Ｓ2の画像情報、例えば、反射率、表面属性、
法線ベクトル等を新たな定義面１２に引き渡すようにな
っている。
【００２１】前記テクスチャ貼込み部１４は、新たな定
義面１２に貼込むべき２次元テクスチャ画像を複数格納
しておくテクスチャ格納部１４ａを具備し、オペレータ
が、意図する輝き方に合致したものを適宜選択すること
ができるようになっている。そして、選択された２次元
テクスチャ画像が、テクスチャマッピング法によって、
３Ｄモデル上に設定された定義面上に貼込まれるように
なっている。２次元テクスチャ画像としては、例えば、
図５に示すように、貼込むべき定義面の幅方向に沿っ
て、明度が滑らかに変化するグラデーション調のものを
想定している。図中、符号ａ、ｂ、ｃは縦方向に明度の
変化する２次元テクスチャ画像を示し、符号ｄ、ｅ、ｆ
は横方向に明度の変化する２次元テクスチャ画像を示し
ている。
義面１２に貼込むべき２次元テクスチャ画像を複数格納
しておくテクスチャ格納部１４ａを具備し、オペレータ
が、意図する輝き方に合致したものを適宜選択すること
ができるようになっている。そして、選択された２次元
テクスチャ画像が、テクスチャマッピング法によって、
３Ｄモデル上に設定された定義面上に貼込まれるように
なっている。２次元テクスチャ画像としては、例えば、
図５に示すように、貼込むべき定義面の幅方向に沿っ
て、明度が滑らかに変化するグラデーション調のものを
想定している。図中、符号ａ、ｂ、ｃは縦方向に明度の
変化する２次元テクスチャ画像を示し、符号ｄ、ｅ、ｆ
は横方向に明度の変化する２次元テクスチャ画像を示し
ている。
【００２２】前記光源設定部１５は、上記面設定部１３
によって定義された定義面１２を照射するための光源Ｌ
2を前記光源Ｌ1とは別に、下記手順によって設定するよ
うになっている。すなわち、図６に示すように、視点位
置Ｅ、新たな面Ｍおよび面Ｍ上の任意の定点Ｐを用い、
新たな光源Ｌ2の位置Ｌを仮定して、面Ｍの法線ベクト
ルＰＨと視点ベクトルＥＰと光源ベクトルＬＰとを定義
することとし、視点ベクトルＥＰと法線ベクトルＰＨと
がなす角度と、光源ベクトルＬＰと法線ベクトルＰＨと
がなす角度とが等しくなるように、光源Ｌ2の位置Ｌを
設定することとしている。また、光源Ｌ2の色・種類・
面Ｍまでの距離は、意図する完成イメージによって任意
に設定することできるようになっている。
によって定義された定義面１２を照射するための光源Ｌ
2を前記光源Ｌ1とは別に、下記手順によって設定するよ
うになっている。すなわち、図６に示すように、視点位
置Ｅ、新たな面Ｍおよび面Ｍ上の任意の定点Ｐを用い、
新たな光源Ｌ2の位置Ｌを仮定して、面Ｍの法線ベクト
ルＰＨと視点ベクトルＥＰと光源ベクトルＬＰとを定義
することとし、視点ベクトルＥＰと法線ベクトルＰＨと
がなす角度と、光源ベクトルＬＰと法線ベクトルＰＨと
がなす角度とが等しくなるように、光源Ｌ2の位置Ｌを
設定することとしている。また、光源Ｌ2の色・種類・
面Ｍまでの距離は、意図する完成イメージによって任意
に設定することできるようになっている。
【００２３】前記再レンダリング部１７は、新たに設定
された定義面１２と光源Ｌ2とに基づいてレンダリング
処理を行い、新たな定義面１２の３ＤＣＧ画像を生成す
るようになっている。この場合に、レンダリング処理に
先立って、フォンのモデルにより鏡面反射成分を計算す
るようになっている。すなわち、フォンのモデルは粗い
表面の鏡面反射モデルとして広く使用されているもので
あって、図７に示すように、反射光の輝度が、正反射方
向で最大となり、正反射方向と角度αをなす方向で次式
（１）によって求められるようになっている。 Ｉs＝Ｉiγs（θ）ｃｏｓnα （１） ここで、 Ｉs：反射光の輝度 Ｉi：入射光の輝度 θ ：入射角 γs（θ）：反射係数 ｎ ：光沢の輝き係数 である。
された定義面１２と光源Ｌ2とに基づいてレンダリング
処理を行い、新たな定義面１２の３ＤＣＧ画像を生成す
るようになっている。この場合に、レンダリング処理に
先立って、フォンのモデルにより鏡面反射成分を計算す
るようになっている。すなわち、フォンのモデルは粗い
表面の鏡面反射モデルとして広く使用されているもので
あって、図７に示すように、反射光の輝度が、正反射方
向で最大となり、正反射方向と角度αをなす方向で次式
（１）によって求められるようになっている。 Ｉs＝Ｉiγs（θ）ｃｏｓnα （１） ここで、 Ｉs：反射光の輝度 Ｉi：入射光の輝度 θ ：入射角 γs（θ）：反射係数 ｎ ：光沢の輝き係数 である。
【００２４】このように構成された画像生成装置１によ
り、金属等の材質よりなる物体の３ＤＣＧ画像を生成す
る手順について、図８に示すフローチャートに基づい
て、以下に説明する。まず、画像生成部２の３Ｄモデル
作成部５を作動させ（ステップ１）、複数の平面からな
る３Ｄモデルを構築する。そして、レンダリング部７を
作動させることによって物体の各部についてのレンダリ
ング処理を施しつつ（ステップ２）、生成された３ＤＣ
Ｇ画像をレンダリング画像蓄積部８に格納し（ステップ
３）、かつ、３ＤＣＧ画像の各画素に対応する３Ｄモデ
ルの面ラベルを面ラベルバッファ９に格納する（ステッ
プ４）。
り、金属等の材質よりなる物体の３ＤＣＧ画像を生成す
る手順について、図８に示すフローチャートに基づい
て、以下に説明する。まず、画像生成部２の３Ｄモデル
作成部５を作動させ（ステップ１）、複数の平面からな
る３Ｄモデルを構築する。そして、レンダリング部７を
作動させることによって物体の各部についてのレンダリ
ング処理を施しつつ（ステップ２）、生成された３ＤＣ
Ｇ画像をレンダリング画像蓄積部８に格納し（ステップ
３）、かつ、３ＤＣＧ画像の各画素に対応する３Ｄモデ
ルの面ラベルを面ラベルバッファ９に格納する（ステッ
プ４）。
【００２５】この後に、エッジ部画像調整部３のエッジ
指定部１１のマウス１０によってディスプレイ４上の３
ＤＣＧ画像において物体のエッジ部を指定し（ステップ
５）、指定されたエッジ部近傍についての３Ｄモデル上
の定義面１２の生成および該定義面１２における反射率
の設定および各画像情報の設定を行う（ステップ６）。
次いで、テクスチャ貼込み部１４を作動させることによ
り、テクスチャ格納部１４ａに格納されている２次元テ
クスチャ画像を適宜選択し、上記にて生成された定義面
１２に貼込む（ステップ７）。また、このようにして設
定された定義面１２に照射する光源Ｌ2を光源設定部１
５の作動によって設定し（ステップ８）、設定された定
義面１２、光源Ｌ2および画像情報に基づいて再レンダ
リング部１７を作動させる（ステップ８）。これによ
り、エッジ部近傍の新たな３ＤＣＧ画像が生成され、元
の３ＤＣＧ画像と入れ替えて（ステップ９）、ディスプ
レイ４に表示することにより、エッジ部分に輝きを表現
した３ＤＣＧ画像が生成されることになる。
指定部１１のマウス１０によってディスプレイ４上の３
ＤＣＧ画像において物体のエッジ部を指定し（ステップ
５）、指定されたエッジ部近傍についての３Ｄモデル上
の定義面１２の生成および該定義面１２における反射率
の設定および各画像情報の設定を行う（ステップ６）。
次いで、テクスチャ貼込み部１４を作動させることによ
り、テクスチャ格納部１４ａに格納されている２次元テ
クスチャ画像を適宜選択し、上記にて生成された定義面
１２に貼込む（ステップ７）。また、このようにして設
定された定義面１２に照射する光源Ｌ2を光源設定部１
５の作動によって設定し（ステップ８）、設定された定
義面１２、光源Ｌ2および画像情報に基づいて再レンダ
リング部１７を作動させる（ステップ８）。これによ
り、エッジ部近傍の新たな３ＤＣＧ画像が生成され、元
の３ＤＣＧ画像と入れ替えて（ステップ９）、ディスプ
レイ４に表示することにより、エッジ部分に輝きを表現
した３ＤＣＧ画像が生成されることになる。
【００２６】したがって、本実施例の画像生成装置１に
よれば、物体のエッジ部を表現するための新たな定義面
１２を特別に設け、該定義面１２を照射する光源Ｌ2を
設定することにより、金属、ガラス等の材質よりなる物
体のエッジ部を強調して、より写実的な３ＤＣＧ画像を
生成することができる。この場合にあって、エッジ部を
強調するために、明度が漸次変化するグラデーション調
の２次元テクスチャ画像によってエッジ部の明度を模様
として貼込むので、複雑な演算処理が不要となり、処理
時間を大幅に短縮することができる。
よれば、物体のエッジ部を表現するための新たな定義面
１２を特別に設け、該定義面１２を照射する光源Ｌ2を
設定することにより、金属、ガラス等の材質よりなる物
体のエッジ部を強調して、より写実的な３ＤＣＧ画像を
生成することができる。この場合にあって、エッジ部を
強調するために、明度が漸次変化するグラデーション調
の２次元テクスチャ画像によってエッジ部の明度を模様
として貼込むので、複雑な演算処理が不要となり、処理
時間を大幅に短縮することができる。
【００２７】また、このような３ＤＣＧ画像を、物体の
３ＤＣＧ画像からエッジ部の３ＤＣＧ画像をディスプレ
イ４上で選択し、当該エッジ部の３ＤＣＧ画像のみを生
成して合成する方法で作成するので、３Ｄモデルの作成
にあたって、完成イメージを想定したモデリングを実施
する必要がなく、オペレータの経験を要しないという利
点がある。しかも、必要な部分の３ＤＣＧ画像のみを生
成して入れ替えるので、３ＤＣＧ画像の生成に要する演
算処理の無駄を回避することができる。
３ＤＣＧ画像からエッジ部の３ＤＣＧ画像をディスプレ
イ４上で選択し、当該エッジ部の３ＤＣＧ画像のみを生
成して合成する方法で作成するので、３Ｄモデルの作成
にあたって、完成イメージを想定したモデリングを実施
する必要がなく、オペレータの経験を要しないという利
点がある。しかも、必要な部分の３ＤＣＧ画像のみを生
成して入れ替えるので、３ＤＣＧ画像の生成に要する演
算処理の無駄を回避することができる。
【００２８】なお、本実施例においては、テクスチャ貼
込み部１４において、テクスチャ格納部１４ａに格納さ
れている２次元テクスチャ画像を適宜選択することとし
ているが、これに代えて、所望のグラデーション調の２
次元テクスチャ画像をディスプレイ４上において対話形
式によりその都度作成することとしてもよい。さらに、
金属あるいはガラス製の材質よりなる物体に限らず、光
沢のある他の材質よりなる物体の３ＤＣＧ画像を生成す
る場合に適用することも可能であり、その物体の形状も
特定されるものではない。
込み部１４において、テクスチャ格納部１４ａに格納さ
れている２次元テクスチャ画像を適宜選択することとし
ているが、これに代えて、所望のグラデーション調の２
次元テクスチャ画像をディスプレイ４上において対話形
式によりその都度作成することとしてもよい。さらに、
金属あるいはガラス製の材質よりなる物体に限らず、光
沢のある他の材質よりなる物体の３ＤＣＧ画像を生成す
る場合に適用することも可能であり、その物体の形状も
特定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の第１の手
段に係る画像生成装置は、エッジ部を有する物体の３次
元形状データを２次元平面に投影し、光源および視点を
指定してレンダリングを施すことにより、３次元コンピ
ュータグラフィック画像を生成する３ＤＣＧ画像生成手
段と、３次元コンピュータグラフィック画像上の物体の
エッジ部を指定するエッジ部指定手段と、そのエッジ部
に対応する３次元形状データにおいてエッジ部近傍に新
たな定義面を設定する面設定手段と、その定義面にグラ
デーション調の２次元テクスチャ画像を貼込むテクスチ
ャ貼込み手段と、定義面を照射する光源を設定する光源
設定手段と、定義面について３次元形状データの２次元
平面への投影および視点および光源に基づいてレンダリ
ングを施すエッジ部画像生成手段とを具備しているの
で、以下の効果を奏する。 物体のエッジ部のみについて新たな定義面を設ける
ので、特に金属やガラス等の材質よりなる物体のエッジ
部を強調して、より現実感のある３次元コンピュータグ
ラフィック画像を生成することができる。 強調すべきエッジ部の指定を一旦生成された物体の
３次元コンピュータグラフィック画像上において行うの
で、物体のモデリングに際して完成イメージを考慮する
必要がなく、現実感のある画像を容易に生成することが
できる。 指定したエッジ部のみについて再度のレンダリング
を施すので演算処理の無駄を防止することができる。 明度が漸次変化するグラデーション調の２次元テク
スチャ画像によってエッジ部の明度を模様として貼込む
ので、複雑な演算処理が不要となり、処理時間を大幅に
短縮することができる。
段に係る画像生成装置は、エッジ部を有する物体の３次
元形状データを２次元平面に投影し、光源および視点を
指定してレンダリングを施すことにより、３次元コンピ
ュータグラフィック画像を生成する３ＤＣＧ画像生成手
段と、３次元コンピュータグラフィック画像上の物体の
エッジ部を指定するエッジ部指定手段と、そのエッジ部
に対応する３次元形状データにおいてエッジ部近傍に新
たな定義面を設定する面設定手段と、その定義面にグラ
デーション調の２次元テクスチャ画像を貼込むテクスチ
ャ貼込み手段と、定義面を照射する光源を設定する光源
設定手段と、定義面について３次元形状データの２次元
平面への投影および視点および光源に基づいてレンダリ
ングを施すエッジ部画像生成手段とを具備しているの
で、以下の効果を奏する。 物体のエッジ部のみについて新たな定義面を設ける
ので、特に金属やガラス等の材質よりなる物体のエッジ
部を強調して、より現実感のある３次元コンピュータグ
ラフィック画像を生成することができる。 強調すべきエッジ部の指定を一旦生成された物体の
３次元コンピュータグラフィック画像上において行うの
で、物体のモデリングに際して完成イメージを考慮する
必要がなく、現実感のある画像を容易に生成することが
できる。 指定したエッジ部のみについて再度のレンダリング
を施すので演算処理の無駄を防止することができる。 明度が漸次変化するグラデーション調の２次元テク
スチャ画像によってエッジ部の明度を模様として貼込む
ので、複雑な演算処理が不要となり、処理時間を大幅に
短縮することができる。
【図１】本発明に係る画像生成装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図１の画像生成装置のレンダリング処理におけ
る透視投影を説明する図である。
る透視投影を説明する図である。
【図３】図１の画像生成装置によってＤＣＧ画像を生成
する物体の例を示す図である。
する物体の例を示す図である。
【図４】図１の画像生成装置の面指定手段による定義面
の設定方法を説明するための図である。
の設定方法を説明するための図である。
【図５】図１の画像生成装置のテクスチャ貼込み手段に
おいて使用されるグラデーション調の２次元テクスチャ
画像例を示す図である。
おいて使用されるグラデーション調の２次元テクスチャ
画像例を示す図である。
【図６】図１の画像生成装置の光源設定手段による光源
の設定方法を説明するための図である。
の設定方法を説明するための図である。
【図７】図１の画像生成装置のエッジ部画像生成手段に
よって輝度を計算するために使用するフォンのモデルを
説明するための図である。
よって輝度を計算するために使用するフォンのモデルを
説明するための図である。
【図８】図１の画像生成装置による３ＤＣＧ画像の生成
手順を示すフローチャートである。
手順を示すフローチャートである。
Ｌ1・Ｌ2 光源 １ 画像生成装置 ２ 画像生成部（３ＤＣＧ画像生成手段） ６ 投影平面（２次元平面） １１ エッジ指定部（エッジ部指定手段） １２ 定義面 １３ 面指定部（面設定手段） １４ テクスチャ貼込み部（テクスチャ貼込み手段） １５ 光源設定部（光源設定手段） １７ 再レンダリング部（エッジ部画像生成手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−73340（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 15/00 300 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 エッジ部を有する物体の３次元形状デー
タを２次元平面に投影するとともに、前記物体の各面を
照射する光源および視点を指定してレンダリングを施す
ことにより、前記３次元形状データに対応付けられた３
次元コンピュータグラフィック画像を２次元平面上に生
成する３ＤＣＧ画像生成手段と、 生成された３次元コンピュータグラフィック画像に表さ
れた物体のエッジ部を指定するエッジ部指定手段と、 指定されたエッジ部に対応する３次元形状データにおい
てエッジ部近傍に新たな定義面を設定する面設定手段
と、 設定された定義面に、エッジ部からの距離に応じて漸次
明度を変化させるグラデーション調の２次元テクスチャ
画像を貼込むテクスチャ貼込み手段と、 設定された定義面を照射する前記光源とは別個の光源を
設定する光源設定手段と、 設定された定義面の３次元形状データを２次元平面に投
影するとともに、前記視点および設定された光源に基づ
いてレンダリングを施すエッジ部画像生成手段とを具備
することを特徴とする画像生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29697893A JP3261832B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 画像生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29697893A JP3261832B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 画像生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07152925A JPH07152925A (ja) | 1995-06-16 |
| JP3261832B2 true JP3261832B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=17840671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29697893A Expired - Fee Related JP3261832B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 画像生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261832B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3514945B2 (ja) | 1997-05-26 | 2004-04-05 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 画像作成方法および画像作成装置 |
| JP3549871B2 (ja) * | 2001-07-27 | 2004-08-04 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 描画処理装置及び方法、描画処理プログラムを記録した記録媒体、描画処理プログラム |
| JP5573316B2 (ja) | 2009-05-13 | 2014-08-20 | セイコーエプソン株式会社 | 画像処理方法および画像処理装置 |
| EP4123106A4 (en) * | 2020-03-16 | 2023-08-16 | FUJIFILM Corporation | IMAGE PROCESSING DEVICE, IMAGE PROCESSING METHOD AND IMAGE PROCESSING PROGRAM |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP29697893A patent/JP3261832B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07152925A (ja) | 1995-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011120 |
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