JP3364343B2 - 動画像生成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３次元空間上に定義さ
れた物体の位置、形状、色、時間軸上での位置などの情
景データから、時間的に連続した複数のフレーム画像か
らなる２次元のグラフィックス動画像を光線追跡法を用
いて生成する動画像生成装置に関するものである。
れた物体の位置、形状、色、時間軸上での位置などの情
景データから、時間的に連続した複数のフレーム画像か
らなる２次元のグラフィックス動画像を光線追跡法を用
いて生成する動画像生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来のこの種の動画像生成装置の
構成を示すものであり、文献「画素選択型光線追跡法」
（電子情報通信学会論文誌'86/12 Vol.J69-D No.12 p19
43-p1952）に紹介されている。この文献では、画素間の
相関を利用することにより高速化を図る手法に関するも
のであり、以下に述べる画面中の画素のサンプリング間
隔値と補間判定閾値を使って高速化している。図７は上
記動画像生成装置における動画像生成時のフレーム番号
と生成時間の関係を示している。図６において、１は光
線追跡法を用いて入力されたフレーム番号Ｎの情景デー
タからフレーム番号Ｎのフレームの画像を生成する光線
追跡法による画像生成器、２は光線追跡法による画像生
成器１に与えるパラメータで、画面中の画素のサンプリ
ング間隔値を保持する画素サンプリング間隔値レジス
タ、３は同じく光線追跡法による画像生成器１に与える
パラメータで、画素サンプリング間隔値レジスタ２の値
でサンプリングされた画素間の画素の輝度を求める際
に、補間で求めるか、それとも光線追跡法により計算を
行って求めるかを判定するための補間判定閾値を保持す
る補間判定閾値レジスタである。
構成を示すものであり、文献「画素選択型光線追跡法」
（電子情報通信学会論文誌'86/12 Vol.J69-D No.12 p19
43-p1952）に紹介されている。この文献では、画素間の
相関を利用することにより高速化を図る手法に関するも
のであり、以下に述べる画面中の画素のサンプリング間
隔値と補間判定閾値を使って高速化している。図７は上
記動画像生成装置における動画像生成時のフレーム番号
と生成時間の関係を示している。図６において、１は光
線追跡法を用いて入力されたフレーム番号Ｎの情景デー
タからフレーム番号Ｎのフレームの画像を生成する光線
追跡法による画像生成器、２は光線追跡法による画像生
成器１に与えるパラメータで、画面中の画素のサンプリ
ング間隔値を保持する画素サンプリング間隔値レジス
タ、３は同じく光線追跡法による画像生成器１に与える
パラメータで、画素サンプリング間隔値レジスタ２の値
でサンプリングされた画素間の画素の輝度を求める際
に、補間で求めるか、それとも光線追跡法により計算を
行って求めるかを判定するための補間判定閾値を保持す
る補間判定閾値レジスタである。
【０００３】以上のように構成された従来の動画像生成
装置においては、画素サンプリング間隔値レジスタ２の
値と補間判定閾値レジスタ３の値を用いて、フレーム番
号Ｎの情景データから、光線追跡法による画像生成器１
でフレーム番号Ｎの生成画像を得る。
装置においては、画素サンプリング間隔値レジスタ２の
値と補間判定閾値レジスタ３の値を用いて、フレーム番
号Ｎの情景データから、光線追跡法による画像生成器１
でフレーム番号Ｎの生成画像を得る。
【０００４】ここで、光線追跡法の原理について図８を
用いて説明する。図８において、視点から発せられ、ス
クリーン上の座標（X 、Y ）の画素を通過する光線と交
差判定処理を行う。交差判定処理では、３次元空間上の
各物体それぞれとの交点を求める。図８の例では、物体
Ｓ１と交点Ｐ１で交差している。続いて、輝度計算処理
を行う。輝度計算処理では、物体Ｓ１の光の透過率、光
の反射率、表面色等の物体の表面属性と光源の強さ、色
や方向から、物体表面の輝度を求める。なお、生成され
る画像において、物体表面の色は光源の色や影のありな
しに影響され、情景データに設定された通りになるとは
かぎらない。物体Ｓ１が反射や透過の属性をもつ物体と
して定義されている場合は、先の交点Ｐ１から反射方向
と屈折方向にそれぞれあらたな光線を発生させ、３次元
空間上に定義された物体との交点を求める。図８の例で
は、反射方向の光線が物体Ｓ２と交点Ｐ２において交差
している。交点Ｐ２における物体表面の輝度を計算し、
先の交点Ｐ１の物体表面の輝度に加算し、画素（X 、Y
）の輝度とする。以上の処理をスクリーン上のすべて
の画素について行う。
用いて説明する。図８において、視点から発せられ、ス
クリーン上の座標（X 、Y ）の画素を通過する光線と交
差判定処理を行う。交差判定処理では、３次元空間上の
各物体それぞれとの交点を求める。図８の例では、物体
Ｓ１と交点Ｐ１で交差している。続いて、輝度計算処理
を行う。輝度計算処理では、物体Ｓ１の光の透過率、光
の反射率、表面色等の物体の表面属性と光源の強さ、色
や方向から、物体表面の輝度を求める。なお、生成され
る画像において、物体表面の色は光源の色や影のありな
しに影響され、情景データに設定された通りになるとは
かぎらない。物体Ｓ１が反射や透過の属性をもつ物体と
して定義されている場合は、先の交点Ｐ１から反射方向
と屈折方向にそれぞれあらたな光線を発生させ、３次元
空間上に定義された物体との交点を求める。図８の例で
は、反射方向の光線が物体Ｓ２と交点Ｐ２において交差
している。交点Ｐ２における物体表面の輝度を計算し、
先の交点Ｐ１の物体表面の輝度に加算し、画素（X 、Y
）の輝度とする。以上の処理をスクリーン上のすべて
の画素について行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、図７に示すように、フレーム毎に画像
生成時間が長くなったり、短くなったりしていたため、
動画全体での画像生成時間が予測できなかった。そのた
め、一定の記録レートの記録媒体あるいは一定の伝送レ
ートの伝送路への適用に際し、多段のフレームバッファ
装置等を用意する必要があり、装置規模が大きくなって
いた。
ような構成では、図７に示すように、フレーム毎に画像
生成時間が長くなったり、短くなったりしていたため、
動画全体での画像生成時間が予測できなかった。そのた
め、一定の記録レートの記録媒体あるいは一定の伝送レ
ートの伝送路への適用に際し、多段のフレームバッファ
装置等を用意する必要があり、装置規模が大きくなって
いた。
【０００６】本発明は、かかる点に鑑み、ほぼ一定のフ
レーム画像の生成時間に制御することのできる光線追跡
法を用いた動画像生成装置を提供することを目的とす
る。
レーム画像の生成時間に制御することのできる光線追跡
法を用いた動画像生成装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、グラフィックス画像生成手段が、あらかじ
め決められた画素サンプリング間隔値に基づいてサンプ
リングされた計算対象の画素を光線追跡法を用いて計算
した後、サンプリングされた計算対象の画素間の画素に
ついては、徐々に画素サンプリング間隔値を狭めて、光
線追跡法の計算過程で得られる周囲の画素の相関情報を
用いて、補間して計算対象の画素の値を求めるか、また
はあらためて画素の輝度を光線追跡法を用いて計算する
かを判定するための補間判定閾値により、情景データか
らフレーム番号Ｎ（Ｎは整数）の２次元のグラフィック
ス画像を生成して出力するとともに、２次元のグラフィ
ックス画像の生成に要した生成時間を出力し、制御手段
が、フレーム番号Ｎのフレームの像生成時間に応じて、
フレーム番号（Ｎ＋１）のフレームの画像生成のための
画素サンプリング間隔値と補間判定閾値とを変化させる
ようにしたものである。
成するため、グラフィックス画像生成手段が、あらかじ
め決められた画素サンプリング間隔値に基づいてサンプ
リングされた計算対象の画素を光線追跡法を用いて計算
した後、サンプリングされた計算対象の画素間の画素に
ついては、徐々に画素サンプリング間隔値を狭めて、光
線追跡法の計算過程で得られる周囲の画素の相関情報を
用いて、補間して計算対象の画素の値を求めるか、また
はあらためて画素の輝度を光線追跡法を用いて計算する
かを判定するための補間判定閾値により、情景データか
らフレーム番号Ｎ（Ｎは整数）の２次元のグラフィック
ス画像を生成して出力するとともに、２次元のグラフィ
ックス画像の生成に要した生成時間を出力し、制御手段
が、フレーム番号Ｎのフレームの像生成時間に応じて、
フレーム番号（Ｎ＋１）のフレームの画像生成のための
画素サンプリング間隔値と補間判定閾値とを変化させる
ようにしたものである。
【０００８】
【作用】したがって本発明によれば、グラフィックス画
像生成手段と制御手段が、フレーム番号（Ｎ＋１）のフ
レームの画像生成を行った後、以下、同じように（Ｎ＋
２）、（Ｎ＋３）、・・・と時間的に連続した複数のフ
レームについて画像生成を行なうことにより、最終的に
２次元のグラフィックス動画像を得ることができる。
像生成手段と制御手段が、フレーム番号（Ｎ＋１）のフ
レームの画像生成を行った後、以下、同じように（Ｎ＋
２）、（Ｎ＋３）、・・・と時間的に連続した複数のフ
レームについて画像生成を行なうことにより、最終的に
２次元のグラフィックス動画像を得ることができる。
【０００９】
【実施例】（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例における動画像生成装置の
構成図を示すブロック図である。図１において、１０は
光線追跡法を用いて入力されたフレーム番号Ｎの情景デ
ータからフレーム番号Ｎのフレームの画像を生成すると
ともに、フレーム番号Ｎの画像の生成時間を出力する光
線追跡法による画像生成器、１１は１フレームの画像の
生成時間の閾値を保持する生成時間閾値レジスタ、１２
は光線追跡法による画像生成器１０に与えるパラメータ
で、画面中の画素のサンプリング間隔値を記憶する画素
サンプリング間隔値レジスタ、１３は同じく光線追跡法
による画像生成器１０に与えるパラメータで、サンプリ
ング間隔値でサンプリングされた画素間の画素の輝度を
求める際に、補間で求めるか、それとも光線追跡法によ
り計算を行って求めるかを判定するための補間判定閾値
を記憶する補間判定閾値レジスタ、１４は制御器であ
り、光線追跡法による画像生成器１０から出力されたフ
レーム番号Ｎの画像の生成時間と生成時間閾値レジスタ
１１の値を比較し、もしフレーム番号Ｎの画像の生成時
間が生成時間閾値レジスタ１１の値を超えていた場合、
フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の生成では、画素サンプ
リング間隔値レジスタ１２の値を大きくして画面全体中
の補間する画素の出現頻度を高くするとともに、補間判
定閾値レジスタ１３の値を大きくし、フレーム番号Ｎの
画像生成時に比べ、フレーム番号（Ｎ＋１）では、光線
追跡する画素に対し補間すべき画素が高い頻度で出現す
るように設定し、もしフレーム番号Ｎの画像の生成時間
が生成時間閾値レジスタ１１の値を超えていない場合、
フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の生成では、画素サンプ
リング間隔値レジスタ１２の値を小さくして画面全体中
の補間する画素の出現頻度を低くするとともに、補間判
定閾値レジスタ１３の値を小さくし、フレーム番号Ｎの
画像生成時に比べ、フレーム番号（Ｎ＋１）では、光線
追跡する画素に対し補間すべき画素が低い頻度で出現す
るように制御する。
構成図を示すブロック図である。図１において、１０は
光線追跡法を用いて入力されたフレーム番号Ｎの情景デ
ータからフレーム番号Ｎのフレームの画像を生成すると
ともに、フレーム番号Ｎの画像の生成時間を出力する光
線追跡法による画像生成器、１１は１フレームの画像の
生成時間の閾値を保持する生成時間閾値レジスタ、１２
は光線追跡法による画像生成器１０に与えるパラメータ
で、画面中の画素のサンプリング間隔値を記憶する画素
サンプリング間隔値レジスタ、１３は同じく光線追跡法
による画像生成器１０に与えるパラメータで、サンプリ
ング間隔値でサンプリングされた画素間の画素の輝度を
求める際に、補間で求めるか、それとも光線追跡法によ
り計算を行って求めるかを判定するための補間判定閾値
を記憶する補間判定閾値レジスタ、１４は制御器であ
り、光線追跡法による画像生成器１０から出力されたフ
レーム番号Ｎの画像の生成時間と生成時間閾値レジスタ
１１の値を比較し、もしフレーム番号Ｎの画像の生成時
間が生成時間閾値レジスタ１１の値を超えていた場合、
フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の生成では、画素サンプ
リング間隔値レジスタ１２の値を大きくして画面全体中
の補間する画素の出現頻度を高くするとともに、補間判
定閾値レジスタ１３の値を大きくし、フレーム番号Ｎの
画像生成時に比べ、フレーム番号（Ｎ＋１）では、光線
追跡する画素に対し補間すべき画素が高い頻度で出現す
るように設定し、もしフレーム番号Ｎの画像の生成時間
が生成時間閾値レジスタ１１の値を超えていない場合、
フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の生成では、画素サンプ
リング間隔値レジスタ１２の値を小さくして画面全体中
の補間する画素の出現頻度を低くするとともに、補間判
定閾値レジスタ１３の値を小さくし、フレーム番号Ｎの
画像生成時に比べ、フレーム番号（Ｎ＋１）では、光線
追跡する画素に対し補間すべき画素が低い頻度で出現す
るように制御する。
【００１０】以上のように構成された本実施例の動画像
生成装置について、以下その動作について説明する。フ
レーム番号Ｎの情景データを光線追跡法による画像生成
器１０に入力し、フレーム番号Ｎの生成画像とフレーム
番号Ｎの生成時間を出力する。フレーム番号Ｎの生成時
間を生成時間閾値レジスタ１１の生成時間閾値の初期値
と制御器１４において比較し、もしフレーム番号Ｎの画
像の生成時間が生成時間閾値レジスタ１１の値を超えて
いた場合、フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の生成では、
画素サンプリング間隔値レジスタ１２の値を大きくして
画面全体中の補間する画素の出現頻度を高くするととも
に、補間判定閾値レジスタ１３の値を大きくし、フレー
ム番号Ｎの画像生成時に比べ、フレーム番号（Ｎ＋１）
では、光線追跡法する画素に対し補間すべき画素が高い
頻度で出現するように設定し、もしフレーム番号Ｎの画
像の生成時間が生成時間閾値レジスタ１１の値を超えて
いない場合、フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の生成で
は、画素サンプリング間隔値レジスタ１２の値を小さく
して画面全体中の補間する画素の出現頻度を低くすると
ともに、補間判定閾値レジスタ１３の値を小さくし、フ
レーム番号Ｎの画像生成時に比べ、フレーム番号（Ｎ＋
１）では、光線追跡する画素に対し補間すべき画素が低
い頻度で出現するように設定し、光線追跡法により画像
生成器１０でフレーム番号（Ｎ＋１）のフレームの画像
生成を行ない、順次、（Ｎ＋２），（Ｎ＋３），・・・
とフレーム画像の生成を行い、動画像を得る。
生成装置について、以下その動作について説明する。フ
レーム番号Ｎの情景データを光線追跡法による画像生成
器１０に入力し、フレーム番号Ｎの生成画像とフレーム
番号Ｎの生成時間を出力する。フレーム番号Ｎの生成時
間を生成時間閾値レジスタ１１の生成時間閾値の初期値
と制御器１４において比較し、もしフレーム番号Ｎの画
像の生成時間が生成時間閾値レジスタ１１の値を超えて
いた場合、フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の生成では、
画素サンプリング間隔値レジスタ１２の値を大きくして
画面全体中の補間する画素の出現頻度を高くするととも
に、補間判定閾値レジスタ１３の値を大きくし、フレー
ム番号Ｎの画像生成時に比べ、フレーム番号（Ｎ＋１）
では、光線追跡法する画素に対し補間すべき画素が高い
頻度で出現するように設定し、もしフレーム番号Ｎの画
像の生成時間が生成時間閾値レジスタ１１の値を超えて
いない場合、フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の生成で
は、画素サンプリング間隔値レジスタ１２の値を小さく
して画面全体中の補間する画素の出現頻度を低くすると
ともに、補間判定閾値レジスタ１３の値を小さくし、フ
レーム番号Ｎの画像生成時に比べ、フレーム番号（Ｎ＋
１）では、光線追跡する画素に対し補間すべき画素が低
い頻度で出現するように設定し、光線追跡法により画像
生成器１０でフレーム番号（Ｎ＋１）のフレームの画像
生成を行ない、順次、（Ｎ＋２），（Ｎ＋３），・・・
とフレーム画像の生成を行い、動画像を得る。
【００１１】図２はフレーム番号と各フレームの生成時
間との関係を示した図であり、横軸にフレーム番号を取
り、縦軸に各フレーム画像の生成時間を取っている。従
来の生成時間値に対し、本実施例による生成時間値は、
ほぼ生成時間閾値レジスタ１１の値近傍に収束している
ことが分かる。
間との関係を示した図であり、横軸にフレーム番号を取
り、縦軸に各フレーム画像の生成時間を取っている。従
来の生成時間値に対し、本実施例による生成時間値は、
ほぼ生成時間閾値レジスタ１１の値近傍に収束している
ことが分かる。
【００１２】以上のように、本実施例によれば、動画像
生成に対し生成時間の変動を軽減でき、一定の記録レー
トの記録媒体あるいは一定の伝送レートの伝送路への適
用に際し、多段のフレームバッファ装置等を用意する必
要がなくなり、装置規模の小さい動画像生成装置を実現
することができる。
生成に対し生成時間の変動を軽減でき、一定の記録レー
トの記録媒体あるいは一定の伝送レートの伝送路への適
用に際し、多段のフレームバッファ装置等を用意する必
要がなくなり、装置規模の小さい動画像生成装置を実現
することができる。
【００１３】（実施例２）
図３は本発明の第２の実施例における動画像生成装置の
構成を示すブロック図、図４は本実施例における光線追
跡法による画像生成器の処理の流れを示すフロー図であ
る。図３において、３０は光線追跡法を用いて入力され
たフレーム番号Ｎの情景データからフレーム番号Ｎのフ
レームの画像を生成するとともに、フレーム番号Ｎの画
像の生成時間を出力する光線追跡法による画像生成器、
３１は１フレームの画像の生成時間の閾値を保持する生
成時間閾値レジスタ、３２は光線追跡法による画像生成
器３０に与えるパラメータで、画面中の画素のサンプリ
ング間隔値を記憶する画素サンプリング間隔値レジス
タ、３３は同じく光線追跡法による画像生成器３０に与
えるパラメータで、サンプリング間隔値でサンプリング
された画素間の画素の輝度を求める際に、補間で求める
か、それとも光線追跡法により計算を行って求めるかを
判定するための補間判定閾値を記憶する補間判定閾値レ
ジスタ、３５は第１の情景データ群の生成時間を記憶す
るサンプルフレーム生成時間記憶部、３６は動画を構成
する全フレームの情景データから指定されたフレーム間
隔で情景データを読み出すためのフレーム間隔値を記憶
するフレーム間隔値レジスタ、３７は情景データ供給器
であり、前記フレーム間隔値レジスタ３６に記憶された
値に従って時間軸方向に全フレームの情景データから第
１の情景データ群として情景データをサンプリングし、
光線追跡法による画像生成器３０に情景データを供給し
た後、残りのフレームの情景データを第２の情景データ
群として供給する。３４は制御器であり、第１の情景デ
ータ群を入力として、光線追跡法による画像生成器３０
から出力されたフレーム番号Ｎの画像の生成時間をサン
プルフレーム生成時間記憶部３５に記憶し、続いて第２
の情景データ群の画像生成について、サンプルフレーム
生成時間記憶部３５に記憶された生成時間を参照して、
生成時間閾値レジスタ３１の値を比較し、もしフレーム
番号Ｎの画像の生成時間が生成時間閾値レジスタ３１の
値を超えていた場合、フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の
生成では、画素サンプリング間隔値レジスタ３２の値を
大きくして画面全体中の補間する画素の出現頻度を高く
するとともに、補間判定閾値レジスタ３３の値を大きく
し、フレーム番号Ｎの画像生成時に比べ、フレーム番号
（Ｎ＋１）では、光線追跡する画素に対し補間すべき画
素が高い頻度で出現するように設定し、もしフレーム番
号Ｎの画像の生成時間が生成時間閾値レジスタ３１の値
を超えていない場合、フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の
生成では、画素サンプリング間隔値レジスタ３２の値を
小さくして画面全体中の補間する画素の出現頻度を低く
するとともに、補間判定閾値レジスタ３３の値を小さく
し、フレーム番号Ｎの画像生成時に比べ、フレーム番号
（Ｎ＋１）では、光線追跡する画素に対し補間すべき画
素が低い頻度で出現するように制御する。
構成を示すブロック図、図４は本実施例における光線追
跡法による画像生成器の処理の流れを示すフロー図であ
る。図３において、３０は光線追跡法を用いて入力され
たフレーム番号Ｎの情景データからフレーム番号Ｎのフ
レームの画像を生成するとともに、フレーム番号Ｎの画
像の生成時間を出力する光線追跡法による画像生成器、
３１は１フレームの画像の生成時間の閾値を保持する生
成時間閾値レジスタ、３２は光線追跡法による画像生成
器３０に与えるパラメータで、画面中の画素のサンプリ
ング間隔値を記憶する画素サンプリング間隔値レジス
タ、３３は同じく光線追跡法による画像生成器３０に与
えるパラメータで、サンプリング間隔値でサンプリング
された画素間の画素の輝度を求める際に、補間で求める
か、それとも光線追跡法により計算を行って求めるかを
判定するための補間判定閾値を記憶する補間判定閾値レ
ジスタ、３５は第１の情景データ群の生成時間を記憶す
るサンプルフレーム生成時間記憶部、３６は動画を構成
する全フレームの情景データから指定されたフレーム間
隔で情景データを読み出すためのフレーム間隔値を記憶
するフレーム間隔値レジスタ、３７は情景データ供給器
であり、前記フレーム間隔値レジスタ３６に記憶された
値に従って時間軸方向に全フレームの情景データから第
１の情景データ群として情景データをサンプリングし、
光線追跡法による画像生成器３０に情景データを供給し
た後、残りのフレームの情景データを第２の情景データ
群として供給する。３４は制御器であり、第１の情景デ
ータ群を入力として、光線追跡法による画像生成器３０
から出力されたフレーム番号Ｎの画像の生成時間をサン
プルフレーム生成時間記憶部３５に記憶し、続いて第２
の情景データ群の画像生成について、サンプルフレーム
生成時間記憶部３５に記憶された生成時間を参照して、
生成時間閾値レジスタ３１の値を比較し、もしフレーム
番号Ｎの画像の生成時間が生成時間閾値レジスタ３１の
値を超えていた場合、フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の
生成では、画素サンプリング間隔値レジスタ３２の値を
大きくして画面全体中の補間する画素の出現頻度を高く
するとともに、補間判定閾値レジスタ３３の値を大きく
し、フレーム番号Ｎの画像生成時に比べ、フレーム番号
（Ｎ＋１）では、光線追跡する画素に対し補間すべき画
素が高い頻度で出現するように設定し、もしフレーム番
号Ｎの画像の生成時間が生成時間閾値レジスタ３１の値
を超えていない場合、フレーム番号（Ｎ＋１）の画像の
生成では、画素サンプリング間隔値レジスタ３２の値を
小さくして画面全体中の補間する画素の出現頻度を低く
するとともに、補間判定閾値レジスタ３３の値を小さく
し、フレーム番号Ｎの画像生成時に比べ、フレーム番号
（Ｎ＋１）では、光線追跡する画素に対し補間すべき画
素が低い頻度で出現するように制御する。
【００１４】以上のように構成された本実施例の動画像
生成装置について、以下その動作について説明する。動
画を構成する全フレームのデータをフレーム間隔値レジ
スタ３６に記録された値に基づきサンプリングして第１
の情景データ群とし、残りの情景データを第２の情景デ
ータ群とする。第１の情景データ群について、フレーム
番号Ｎの情景データを光線追跡法による画像生成器３０
に入力し、フレーム番号Ｎの生成画像とフレーム番号Ｎ
の生成時間を出力し、フレーム番号Ｎの生成時間をサン
プルフレーム生成時間記憶部３５に記憶する。続いて、
第２の情景データ群について、第１の情景データ群で得
られた生成時間を参照して、生成時間閾値レジスタ３１
の生成時間閾値の初期値と制御器３４において比較し、
もしフレーム番号Ｎの画像の生成時間が生成時間閾値レ
ジスタ３１の値を超えていた場合、フレーム番号（Ｎ＋
１）の画像の生成では、画素サンプリング間隔値レジス
タ３２の値を大きくして画面全体中の補間する画素の出
現頻度を高くするとともに、補間判定閾値レジスタ３３
の値を大きくし、フレーム番号Ｎの画像生成時に比べ、
フレーム番号（Ｎ＋１）では、光線追跡する画素に対し
補間すべき画素が高い頻度で出現するように設定し、も
しフレーム番号Ｎの画像の生成時間が生成時間閾値レジ
スタ３１の値を超えていない場合、フレーム番号（Ｎ＋
１）の画像の生成では、画素サンプリング間隔値レジス
タ３２の値を小さくして画面全体中の補間する画素の出
現頻度を低くするとともに、補間判定閾値レジスタ３３
の値を小さくし、フレーム番号Ｎの画像生成時に比べ、
フレーム番号（Ｎ＋１）では、光線追跡する画素に対し
補間すべき画素が低い頻度で出現するように設定し、光
線追跡法により画像生成器３０でフレーム番号（Ｎ＋
１）のフレームの画像生成を行ない、順次（Ｎ＋２）、
（Ｎ＋３）・・・とフレーム画像の生成を行ない、動画
像を得る。
生成装置について、以下その動作について説明する。動
画を構成する全フレームのデータをフレーム間隔値レジ
スタ３６に記録された値に基づきサンプリングして第１
の情景データ群とし、残りの情景データを第２の情景デ
ータ群とする。第１の情景データ群について、フレーム
番号Ｎの情景データを光線追跡法による画像生成器３０
に入力し、フレーム番号Ｎの生成画像とフレーム番号Ｎ
の生成時間を出力し、フレーム番号Ｎの生成時間をサン
プルフレーム生成時間記憶部３５に記憶する。続いて、
第２の情景データ群について、第１の情景データ群で得
られた生成時間を参照して、生成時間閾値レジスタ３１
の生成時間閾値の初期値と制御器３４において比較し、
もしフレーム番号Ｎの画像の生成時間が生成時間閾値レ
ジスタ３１の値を超えていた場合、フレーム番号（Ｎ＋
１）の画像の生成では、画素サンプリング間隔値レジス
タ３２の値を大きくして画面全体中の補間する画素の出
現頻度を高くするとともに、補間判定閾値レジスタ３３
の値を大きくし、フレーム番号Ｎの画像生成時に比べ、
フレーム番号（Ｎ＋１）では、光線追跡する画素に対し
補間すべき画素が高い頻度で出現するように設定し、も
しフレーム番号Ｎの画像の生成時間が生成時間閾値レジ
スタ３１の値を超えていない場合、フレーム番号（Ｎ＋
１）の画像の生成では、画素サンプリング間隔値レジス
タ３２の値を小さくして画面全体中の補間する画素の出
現頻度を低くするとともに、補間判定閾値レジスタ３３
の値を小さくし、フレーム番号Ｎの画像生成時に比べ、
フレーム番号（Ｎ＋１）では、光線追跡する画素に対し
補間すべき画素が低い頻度で出現するように設定し、光
線追跡法により画像生成器３０でフレーム番号（Ｎ＋
１）のフレームの画像生成を行ない、順次（Ｎ＋２）、
（Ｎ＋３）・・・とフレーム画像の生成を行ない、動画
像を得る。
【００１５】図５はフレーム番号と各フレームの生成時
間との関係を示した図で、横軸のｍ、２ｍ、３ｍ・・・
は第１の情景データ群としてサンプリングされたフレー
ムの番号を示し、縦軸に各フレーム画像の生成時間を取
っている。従来の生成時間値に対し、本実施例による生
成時間値は、ほぼ生成時間閾値レジスタ３１の値近傍に
収束していることが分かる。
間との関係を示した図で、横軸のｍ、２ｍ、３ｍ・・・
は第１の情景データ群としてサンプリングされたフレー
ムの番号を示し、縦軸に各フレーム画像の生成時間を取
っている。従来の生成時間値に対し、本実施例による生
成時間値は、ほぼ生成時間閾値レジスタ３１の値近傍に
収束していることが分かる。
【００１６】以上のように、本実施例によれば、動画像
生成に対し生成時間の変動を軽減でき、一定の記録レー
トの記録媒体あるいは一定の伝送レートの伝送路への適
用に際し、多段のフレームバッファ装置等を用意する必
要がなくなり、装置規模の小さい動画像生成装置を実現
することができる。
生成に対し生成時間の変動を軽減でき、一定の記録レー
トの記録媒体あるいは一定の伝送レートの伝送路への適
用に際し、多段のフレームバッファ装置等を用意する必
要がなくなり、装置規模の小さい動画像生成装置を実現
することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の動画像生
成装置は、動画生成に対し生成時間の変動を軽減でき、
一定の記録レートの記録媒体あるいは一定の伝送レート
の伝送路への適用に際し、多段のフレームバッファ装置
等を用意する必要がなくなり、装置規模が小さくでき、
その実用的効果は大きい。
成装置は、動画生成に対し生成時間の変動を軽減でき、
一定の記録レートの記録媒体あるいは一定の伝送レート
の伝送路への適用に際し、多段のフレームバッファ装置
等を用意する必要がなくなり、装置規模が小さくでき、
その実用的効果は大きい。
【図１】本発明の第１の実施例における動画像生成装置
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施例における動画像生成時の
フレーム番号と生成時間の関係を示す特性図
フレーム番号と生成時間の関係を示す特性図
【図３】本発明の第２の実施例における動画像生成装置
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第２の実施例における動作を示すフロ
ー図
ー図
【図５】本発明の第２の実施例における動画像生成時の
フレーム番号と生成時間の関係を示す特性図
フレーム番号と生成時間の関係を示す特性図
【図６】
従来の動画像生成装置の構成を示すブロック図
【図７】
従来の動画像生成装置の動画像生成時のフレー
ム番号と生成時間の関係を示す特性図
ム番号と生成時間の関係を示す特性図
【図８】
光線追跡法の原理を示す模式図
１０、３０ 光線追跡法による画像生成器
１１、３１ 生成時間閾値レジスタ
１２、３２ 画素サンプリング間隔値レジスタ
１３、３３ 補間判定閾値レジスタ
１４、３４ 制御器
３５ サンプルフレーム生成時間記憶部
３６ フレーム間隔値レジスタ
３７ 情景データ供給器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06T 1/00
G06T 11/00 - 17/50
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 ３次元空間上に定義された物体の位置、
形状、色、時間軸上での位置などの情景データから時間
的に連続した複数のフレーム画像からなる２次元のグラ
フィックス動画像を光線追跡法を用いて生成する動画像
生成装置であって、１フレームの画像を生成する時間の
閾値を記憶する生成時間閾値記憶手段と、画面中のサン
プリング間隔を記憶する画素サンプリング間隔値記憶手
段と、前記画素サンプリング間隔値記憶手段に記憶され
た値でサンプリングされた画素間の画素の輝度を求める
際に、補間で求めるかそれとも光線追跡法により計算を
行って求めるかを判定するための補間判定閾値を記憶す
る補間判定閾値記憶手段と、前記画素サンプリング間隔
記憶手段の記憶する値に基づいてサンプリングされた計
算対象の画素を前記光線追跡法を用いて計算した後、前
記サンプリングされた計算対象の画素間の画素について
は、徐々に前記画素サンプリング間隔値記憶手段に記憶
された値を狭めてサンプリングする画素を選択し、あら
たにサンプリングされた画素については、前記補間判定
閾値記憶手段に記憶された値により、前記光線追跡法の
計算過程で得られる周囲の画素の相関情報を用いて、補
間して計算対象の画素の値を求めるか、またはあらため
て画素の輝度を前記光線追跡法を用いて計算するかを判
定して画素の輝度を決定し、すべての画素の輝度を決定
することにより、前記情景データからフレーム番号Ｎ
（Ｎは整数）の２次元のグラフィックス画像およびその
画像生成に要した生成時間を出力するグラフィックス画
像生成手段と、フレーム番号Ｎのフレームの前記生成時
間に応じて、フレーム番号（Ｎ＋１）のフレームの画像
生成のための前記画素サンプリング間隔値記憶手段の記
憶する値と前記補間判定閾値記憶手段の記憶する値とを
前記生成時間閾値記憶手段の記憶する値に沿うように変
化させる制御手段とを備えた動画像生成装置。 - 【請求項２】 ３次元空間上に定義された物体の位置、
形状、色、時間軸上での位置などの情景データから時間
的に連続した複数のフレーム画像からなる２次元のグラ
フィックス動画像を光線追跡法を用いて生成する装置で
あって、動画を構成する全フレームの情景データから指
定されたフレーム間隔で情景データを読み出すためのフ
レーム間隔値を記憶するフレーム間隔値記憶手段と、全
フレームの情景データのうち、前記フレーム間隔値記憶
手段の値によりサンプリングされたフレームの情景デー
タである第１の情景データ群を出力した後、残りのフレ
ームの情景データである第２の情景データ群を出力する
情景データ供給手段と、１フレームの画像を生成する時
間の閾値を記憶する生成時間閾値記憶手段と、画面中の
サンプリング間隔を記憶する画素サンプリング間隔値記
憶手段と、前記画素サンプリング間隔値記憶手段に記憶
された値でサンプリングされた画素間の画素の輝度を求
める際に、補間で求めるかそれとも光線追跡法により計
算を行って求めるかを判定するための補間判定閾値を記
憶する補間判定閾値記憶手段と、前記第１の情景データ
群と前記第２の情景データ群について、前記画素サンプ
リング間隔記憶手段の記憶する値に基づいてサンプリン
グされた計算対象の画素を前記光線追跡法を用いて計算
した後、前記サンプリングされた計算対象の画素間の画
素については、徐々に前記画素サンプリング間隔値記憶
手段に記憶された値を狭めてサンプリングする画素を選
択し、あらたにサンプリングされた画素については、前
記補間判定閾値記憶手段に記憶された値により、前記光
線追跡法の計算過程で得られる周囲の画素の相関情報を
用いて、補間して計算対象の画素の値を求めるか、また
はあらためて画素の輝度を前記光線追跡法を用いて計算
するかを判定して画素の輝度を決定し、すべての画素の
輝度を決定することにより、前記情景データからフレー
ム番号Ｎ（Ｎは整数）の２次元のグラフィックス画像お
よびその画像生成に要した生成時間を出力するグラフィ
ックス画像生成手段と、第１の情景データ群の生成時間
を記憶するサンプルフレーム生成時間記憶手段と、フレ
ーム番号Ｎのフレームの前記生成時間に応じて、フレー
ム番号（Ｎ＋１）のフレームの画像生成のための前記画
素サンプリング間隔値記憶手段の記憶する値と前記補間
判定閾値記憶手段の記憶する値とを、前記サンプルフレ
ーム生成時間記憶手段に記憶された第１の情景データ群
のサンプルフレームの生成時間を参照して、前記生成時
間閾値記憶手段の記憶する値に沿うように変化させる制
御手段とを備えた動画像生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31634394A JP3364343B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 動画像生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31634394A JP3364343B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 動画像生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08171654A JPH08171654A (ja) | 1996-07-02 |
| JP3364343B2 true JP3364343B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=18076063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31634394A Expired - Fee Related JP3364343B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 動画像生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364343B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102159262B1 (ko) * | 2014-03-14 | 2020-09-23 | 삼성전자 주식회사 | 레이 트레이싱에서의 오류 교차점 제거 방법 및 장치 |
| KR102370617B1 (ko) * | 2015-04-23 | 2022-03-04 | 삼성전자주식회사 | 적응적 샘플링을 수행하여 영상을 처리하는 방법 및 장치. |
| JP2024070286A (ja) * | 2021-03-24 | 2024-05-23 | ソニーグループ株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム |
| CN116402935B (zh) * | 2023-03-28 | 2024-01-19 | 北京拙河科技有限公司 | 一种基于光线追踪算法的图像合成方法及装置 |
-
1994
- 1994-12-20 JP JP31634394A patent/JP3364343B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08171654A (ja) | 1996-07-02 |
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