JP3515689B2

JP3515689B2 - 階層化ポリゴンデータを用いた３次元ポリゴン表示装置

Info

Publication number: JP3515689B2
Application number: JP14128998A
Authority: JP
Inventors: 正敏新井; 亮介宮田; 公一村上
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2004-04-05
Anticipated expiration: 2018-05-22
Also published as: JPH11339061A; US6201542B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示条件に応じた
ポリゴン数によりオブジェクトを描画する階層化ポリゴ
ンデータを用いた３次元ポリゴン表示装置に関する。特
に、オブジェクトに割り当てるポリゴン数の低減処理
（ポリゴンリダクション）を行う場合に、オブジェクト
の各部分ごとにポリゴンリダクションを行う割合を調整
し、テクスチャマッピングにおけるデータ量も低減でき
る階層化ポリゴンデータを用いた３次元ポリゴン表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のコンピュータシステムの高性能
化、マルチメディア処理技術の発達により、パーソナル
コンピュータ等においても高度な３次元（以下、３Ｄと
略記する）のコンピュータグラフィックス（以下、ＣＧ
と略記する）が処理できる環境が整いつつあり、３次元
ＣＧを処理するための専用のアクセラレータボードなど
も提供されつつある。

【０００３】ＣＧのデータ形式には様々なタイプがある
が、人工生物などのキャラクタやオブジェクトの動きを
伴うゲームなどにおいては、一般には、オブジェクトに
関するデータを主にポリゴンの形式で保持し、レンダリ
ングにあたっては生成したポリゴンメッシュにテクスチ
ャを貼り付けることにより高速な描画処理を行ってい
る。

【０００４】ポリゴン形式でデータを保持する場合、高
品質なＣＧ処理のためにはオブジェクトに割り当てるこ
とのできるポリゴン数が多い方が良い。しかしながら、
リアルタイムでポリゴンを表示する場合には表示できる
ポリゴン数に限界がある。例えば、現状のパーソナルコ
ンピュータをプラットフォームとしてリアルタイム処理
を行う場合には、１フレームあたり２,０００ポリゴン
程度にポリゴン数を抑える必要がある。しかし一方で、
ゲームなどに対するユーザの要望は高く、人工生物など
のキャラクタやオブジェクトの自然さ、描画の高品質化
が求められており、ユーザの要望に応えるにはモデル一
体あたり、最低でも１,０００〜１,５００ポリゴンを必
要となる。このため、複数のオブジェクトを同時に描画
することが困難となっている。一方、ゲームの内容は多
様化し、多数のオブジェクトが画面に現われ、仮想現実
まで踏み込んだシーンの複雑さのため、１フレーム中に
複数のオブジェクトを描画することが不可欠となってい
る。

【０００５】上記問題を解決する手段として、階層化ポ
リゴンデータを用いた３次元リアルタイム映像生成装置
が知られている。この装置において利用される階層化ポ
リゴンデータとは、オブジェクト表示の解像度、詳細度
のレベルに応じて階層を持ったポリゴンデータであり、
表示条件に応じて動的に階層レベルを遷移させることに
よりポリゴン数を増減させ、ポリゴンメッシュの頂点を
形成できることを特徴とする。階層化ポリゴンデータ
は、基本となる最も粗レベルの基本ポリゴンデータと基
本ポリゴンデータに対して相対的に記述された詳細ポリ
ゴンデータとからなる。

【０００６】上記の基本ポリゴンデータは、アニメータ
らがデザインしたオブジェクトモデルのオリジナルポリ
ゴンデータ（例えば１０,０００ポリゴン）から生成し
た最も粗レベルのポリゴンデータ（例えば２００ポリゴ
ン）であり、絶対座標の情報を持つ。一方、詳細ポリゴ
ンデータは、上記基本ポリゴン頂点を補間するように生
成した各階層レベルのポリゴンデータであり、階層レベ
ルと基本ポリゴンデータからの相対座標の情報を持つも
のである。

【０００７】階層化ポリゴンの特徴を図２０により簡単
に説明しておく。２０１は階層レベルがあるレベルであ
る階層化ポリゴンにより形成されたポリゴンメッシュ、
２０２は一段階粗いレベルに遷移した階層化ポリゴンに
より形成されたポリゴンメッシュ、２０３はさらに一段
階粗いレベルに遷移した階層化ポリゴンにより形成され
たポリゴンメッシュである。

【０００８】２０１は８個のポリゴン頂点Ｖ０〜Ｖ７を
持つ。ここで、データ量を低減するためにポリゴン頂点
の一部を潰して省略する（以下、縮退と呼ぶ）ことを考
える。例えば、縮退の規則として２点間の距離がある基
準距離Ｌ以内であるポリゴン頂点の一方を縮退する規則
を採用することとし、ある階層レベルの基準距離ＬをＬ
₁、次の詳細な階層レベルの基準距離をＬ₂とする。ポリ
ゴンメッシュ２０１は、図２０に示すように、Ｖ０・Ｖ
１間の距離Ｌ_V0V1が、Ｌ_V0V1＜Ｌ₁＜Ｌ₂であり、Ｖ２・
Ｖ５間の距離Ｌ_V2V5が、Ｌ₁＜Ｌ_V2V5＜Ｌ₂であるとす
る。

【０００９】まず、２０１の階層化ポリゴンデータから
一段階粗い階層レベルに遷移を説明する。現在の階層レ
ベルの基準距離ＬはＬ₁であるので、２点間の距離がＬ₁
以下であるポリゴン頂点Ｖ０とＶ１が縮退の対象とな
る。ポリゴンメッシュ２０２は、Ｖ０とＶ１を一つにま
とめることにより新しく生成されたポリゴン頂点をＶ０
としてＶ１を縮退したものであり、ポリゴン頂点数は７
個となっている。同様に、次の階層レベル生成は、基準
距離ＬがＬ₂であるので、Ｖ２とＶ５が縮退の対象と選
ばれた結果、Ｖ５が縮退され、ポリゴンメッシュ２０３
のポリゴン頂点数が６個となる。上記の階層化処理をオ
ブジェクト全体に適用して各階層レベルのポリゴンデー
タを得て、各レベル間の相対情報として記憶しておけ
ば、階層化ポリゴンデータの階層レベルを遷移させた場
合でも動的に各階層のポリゴンデータを補間、縮退する
ことができる。

【００１０】上記階層化ポリゴンデータを用いた３次元
リアルタイム映像生成装置は、ゲームの進行などのモー
ションデザインにおいて、オブジェクトの移動や変形は
この基本ポリゴンデータを更新することにより行い、シ
ーンごとの表示条件に従ってオブジェクトに割り当てた
ポリゴン数に応じて階層レベルを決定し、その階層レベ
ルの詳細ポリゴンデータにより基本ポリゴンデータを補
間して階層化ポリゴンデータを生成するものであった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術で述べ
たように、３次元ＣＧのリアルタイム処理のためにはポ
リゴンリダクション処理が必須の技術となるが、重要な
ことは、ユーザにポリゴンリダクションによる描画オブ
ジェクトの違和感を与えないことである。つまり、ポリ
ゴンリダクション処理において、オブジェクト形状のう
ちユーザの視認性の高い部分に配慮しつつ、見た目の劣
化を避ける必要がある。しかし、上記紹介した従来の３
次元リアルタイム映像装置では以下のような問題があっ
た。

【００１２】第一番目の問題として、オブジェクトにあ
る微小な突起物などはポリゴン頂点間の距離が短く、階
層レベルが高いレベル（詳細レベル）にあるのでポリゴ
ンリダクション処理の影響が先に大きく反映してしま
い、微小な突起物が潰れてしまう問題があった。例え
ば、微小な突起物がオブジェクトの歯であったり、指で
ある場合などは、たとえ微小部分であってもユーザの視
認性の高い部分であり、かかる部分が潰れることは見た
目が大きく劣化することとなる。かかる微小部分を潰さ
ないためには、詳細ポリゴンデータの階層化レベルを高
く保つ必要があり、オブジェクト全体のデータ量の低減
が達成できないという問題があった。

【００１３】第二番目の問題として、従来のポリゴンリ
ダクション処理はオブジェクト表面のポリゴンに対して
施すものであったため、オブジェクト内部に隠れている
部分のデータが低減されないという問題があった。つま
り、あるポリゴン数で表示されたオブジェクトから動的
にポリゴンリダクション処理を行う場合、外表面を形成
するポリゴンデータのみにポリゴンリダクション処理が
施され、内部の舌や歯などの部分には施されないことと
なり、ユーザから見える外表面部分のみが劣化してしま
うという問題があった。

【００１４】第三番目の問題として、従来のポリゴンリ
ダクション処理では、オブジェクトの外表面にあるポリ
ゴンデータにはすべて均等にポリゴンリダクション処理
が施されてしまうという問題があった。つまり、オブジ
ェクトの各部分ごとにポリゴンリダクション処理実行の
優先順位付けを行うことができないという問題があっ
た。例えば、オブジェクトが人工生物である場合、目の
部分はユーザの視認性が最も高い部分に属し、人工生物
が画面遠方に配置された場合でもアイコンタクトが重要
なウエイトを占めるため、目の部分はポリゴンリダクシ
ョン処理を施さないことが好ましい。

【００１５】第四番目の問題として、従来のポリゴンリ
ダクション処理では、テクスチャマッピング処理に関す
るデータ量が有効に低減できないという問題があった。
つまり、テクスチャデータはポリゴンの各頂点に対する
２次元のテクスチャ座標（ｕ，ｖ）を含むが、ポリゴン
リダクション処理により各頂点の３次元座標が移動する
こととなり、新たなポリゴン面が形成されるので、ポリ
ゴンリダクション処理過程の全てのレベルにおいて全て
の頂点についてテクスチャ座標値の処理が必要なり、デ
ータ処理量が増加してしまうという問題があった。

【００１６】第五番目の問題として、従来のテクスチャ
マッピングでは、すべてのポリゴン面ごとに対して各ポ
リゴン頂点のテクスチャ情報を持たせる必要があるとい
う問題があった。従来、テクスチャ情報は、ポリゴン面
ごとにそのすべての頂点に対する２次元のテクスチャ情
報を持たせていた。ポリゴン頂点数をｎとすると、形成
されるポリゴン面は平均して２ｎ個となる。ポリゴン面
を三角形とすると、１つのポリゴン面につき３点のポリ
ゴン頂点があるので、テクスチャ情報は３＊２ｎセッ
ト、つまり、６ｎセット必要となっていた。このテクス
チャ情報量を低減することも重要な改善点となる。

【００１７】本発明は、上記従来の３次元ポリゴン表示
装置のポリゴンリダクション処理における問題点に鑑
み、オブジェクトの各部分ごとにポリゴンリダクション
処理を施す割合を調整でき、オブジェクト内部に隠れた
部分にも適宜ポリゴンリダクション処理を実行でき、ま
た、テクスチャマッピング処理に関するデータ量を有効
に低減できる３次元ポリゴン表示装置を提供することを
目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明にかかる３次元ポリゴン表示装置は、オブジェ
クトの一部分を指定してオブジェクト部分に分割するオ
ブジェクト部分指定部と、前記オブジェクト部分指定部
により指定されたオブジェクト部分に対してポリゴンリ
ダクション処理が施される割合を調整するポリゴンリダ
クション調整・処理部とを備え、オブジェクトに対して
ポリゴンデータ数を減少させるポリゴンリダクション処
理を施す場合に前記オブジェクトの各部分ごとにポリゴ
ンデータ数を減少させる割合を設定できることを特徴と
する。

【００１９】かかる構成により、ポリゴンリダクション
処理において、形状が細かく、視認性の高いオブジェク
ト部分への影響が低減でき、ポリゴン数を低減しても見
た目の劣化が少ない３次元ポリゴン表示装置を提供する
ことができる。

【００２０】次に、前記ポリゴンリダクション調整・処
理部が、前記オブジェクト部分指定部により指定された
オブジェクト部分を拡大するオブジェクト部分拡大部
と、前記拡大されたオブジェクト部分に対してポリゴン
リダクション処理を行うポリゴンリダクション実行部
と、前記ポリゴンリダクション処理されたオブジェクト
部分を前記拡大前の元の大きさに縮小するオブジェクト
部分縮小部と、前記元の大きさに縮小されたオブジェク
ト部分を前記オブジェクトの元の位置へ納めて合成する
オブジェクト合成部とを備え、ポリゴンリダクション処
理実行前にオブジェクト部分の大きさを拡大しておくこ
とによりポリゴンリダクション処理が施される割合を調
整することが好ましい。

【００２１】かかる構成により、形状が細かく、視認性
の高いオブジェクト部分を拡大してポリゴンリダクショ
ン処理がかかる割合を調整でき、ポリゴン数を低減して
も見た目の劣化が少ない３次元ポリゴン表示装置を提供
することができる。

【００２２】次に、前記ポリゴンリダクション調整・処
理部が、ポリゴンリダクション処理を行うポリゴンリダ
クション実行部と、前記ポリゴンリダクション実行部に
より低減されるポリゴンデータの間引き率を設定するポ
リゴンリダクション率指定部とを備え、前記オブジェク
ト部分指定部により指定されたオブジェクト部分に対し
て前記ポリゴンリダクション率指定部により間引き率を
個別に設定してポリゴンリダクション処理が施される割
合を調整することが好ましい。

【００２３】かかる構成により、形状が細かく、視認性
の高いオブジェクト部分の間引き率を抑えることにより
ポリゴンリダクション処理がかかる割合を調整でき、ポ
リゴン数を低減しても見た目の劣化が少ない３次元ポリ
ゴン表示装置を提供することができる。

【００２４】次に、前記ポリゴンリダクション調整・処
理部が、指定されたオブジェクト部分を移動させて再配
置するオブジェクト部分移動調整部と、ポリゴンリダク
ション処理を行うポリゴンリダクション実行部と、前記
オブジェクト部分を前記オブジェクトの元の位置へ納め
て合成するオブジェクト合成部とを備え、前記オブジェ
クト部分指定部により、他のオブジェクト部分に包含さ
れ、内部に存在する内部オブジェクト部分を指定し、前
記オブジェクト部分移動調整部により、前記指定された
内部オブジェクト部分をオブジェクトの外部に移動して
再配置し、前記ポリゴンリダクション実行部により、前
記再配置後のオブジェクトに対してポリゴンリダクショ
ン処理を施すことにより、内部に隠れたオブジェクト部
分に対してもポリゴンリダクション処理を実行すること
ができる。

【００２５】次に、前記ポリゴンリダクション調整・処
理部が、オブジェクトの形状を変形させるオブジェクト
部分変形調整部と、ポリゴンリダクション処理を行うポ
リゴンリダクション実行部と、前記オブジェクト部分を
前記オブジェクトの元の位置へ納めて合成するオブジェ
クト合成部とを備え、前記オブジェクト部分指定部によ
り、内部に他のオブジェクト部分を包含する包含オブジ
ェクト部分を指定し、前記オブジェクト部分変形調整部
により、前記包含オブジェクト部分を変形して前記包含
されている内部オブジェクト部分を外表面に露出させ、
前記ポリゴンリダクション実行部により、前記変形後の
オブジェクトに対してポリゴンリダクション処理を施す
ことにより、内部に隠れたオブジェクト部分に対しても
ポリゴンリダクション処理を実行することができる。

【００２６】次に、前記３次元ポリゴン表示装置は、ポ
リゴンリダクション処理前のポリゴン頂点に関する座標
とテクスチャ情報を保持し、ポリゴンリダクション処理
後のポリゴン頂点に関するテクスチャ情報を生成するテ
クスチャ情報調整部を備え、前記テクスチャ情報調整部
は、前記ポリゴンリダクション調整・処理部によるポリ
ゴンリダクション処理後のポリゴン頂点の座標を取得
し、ポリゴンリダクション処理前後のポリゴン頂点の座
標を比較するポリゴン頂点比較部と、前記座標比較の結
果、一致するポリゴン頂点に対しては、保持しているテ
クスチャ情報をそのまま割り付け、一致せず縮退・移動
があったポリゴン頂点に対しては、縮退・移動前のもっ
とも近い座標を持つポリゴン頂点に対するテクスチャ情
報を流用して割り当てるテクスチャ情報割り付け部とを
備えることが好ましい。

【００２７】かかる構成により、テクスチャ情報のデー
タ量を低減することができ、ポリゴンリダクション処理
によりポリゴン頂点が縮退・移動しても近似的にテクス
チャ情報を生成できるので見た目の劣化が少ない３次元
ポリゴン表示装置が提供できる。

【００２８】次に、前記３次元ポリゴン表示装置は、ポ
リゴンリダクション処理前のポリゴン頂点に関する座標
とテクスチャ情報を保持し、ポリゴンリダクション処理
後のポリゴン頂点に関するテクスチャ情報を生成するテ
クスチャ情報調整部を備え、前記テクスチャ情報調整部
は、前記ポリゴンリダクション調整・処理部によるポリ
ゴンリダクション処理後のポリゴン頂点の座標を取得
し、ポリゴンリダクション処理前後のポリゴン頂点の座
標を比較するポリゴン頂点比較部と、前記座標比較の結
果、一致するポリゴン頂点に対しては、保持しているテ
クスチャ情報をそのまま割り付け、一致せず縮退・移動
があったポリゴン頂点に対しては、周囲のポリゴン頂点
との間においてテクスチャ情報の変化は距離に比例する
として縮退・移動距離に応じた変化分を補正した値をテ
クスチャ情報として割り当てるテクスチャ情報割り付け
部とを備えることが好ましい。

【００２９】かかる構成により、テクスチャ情報のデー
タ量を低減することができ、ポリゴンリダクション処理
によりポリゴン頂点が縮退・移動しても周囲のポリゴン
頂点に対するテクスチャ情報を利用して当該テクスチャ
情報を生成できるので見た目の劣化が少ない３次元ポリ
ゴン表示装置が提供できる。

【００３０】また、本発明にかかる３次元ポリゴン表示
装置で用いる階層化ポリゴンデータを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体は、前記階層化ポリゴンデ
ータのテクスチャ情報に関するデータ構造が、３次元ポ
リゴンの一部を仮想的に切断して２次元に展開した各ポ
リゴン頂点に対するテクスチャ情報を持つ構造となって
いることを特徴とする。

【００３１】かかる構成により、ｎ個のポリゴン頂点か
らなる３次元ポリゴンのテクスチャ情報としてｎ個分の
テクスチャ情報と切断により増加したポリゴン頂点α個
分のテクスチャ情報を持つこととなり、従来必要とされ
ていた６ｎ個分のテクスチャ情報を、ｎ＋α個分のテク
スチャ情報とすることができ、データ量を低減すること
ができる。

【００３２】前記記録媒体に記録された階層化ポリゴン
データを用いる３次元ポリゴン表示装置は、テクスチャ
マッピング処理の実行のための前記２次元に展開した各
ポリゴン頂点から形成されるポリゴン面の特定において
各ポリゴン頂点間のベクトルの外積を計算し、外積値が
正となるポリゴン頂点の組み合わせからなるポリゴン面
のみを表のポリゴン面と判別するポリゴン面表裏判定部
を備え、前記階層化ポリゴンデータからオブジェクトの
生成にあたり、前記切断され、複数のポリゴン頂点に分
かれたポリゴン頂点に関してポリゴン面を正しく形成す
ることを特徴とする。

【００３３】かかる構成により、２次元に展開したポリ
ゴン頂点から正しいポリゴン面を特定することができ、
正しくテクスチャマッピング処理することができる。次
に、前記記録媒体に記録された階層化ポリゴンデータを
用いる３次元ポリゴン表示装置は、テクスチャマッピン
グ処理の実行のための前記２次元に展開した各ポリゴン
頂点から形成されるポリゴン面の特定において、形成さ
れるポリゴン面の高さと幅の合計値を計算し、複数形成
されるポリゴン面の候補に対してもっとも高さと幅の合
計値が小さくなるポリゴン面を正しいポリゴン面と判別
するポリゴン面判定部を備え、前記階層化ポリゴンデー
タからオブジェクトの生成にあたり、前記切断され、複
数のポリゴン頂点に分かれたポリゴン頂点に関してポリ
ゴン面を正しく形成することを特徴とする。

【００３４】かかる構成により、２次元に展開したポリ
ゴン頂点から正しいポリゴン面を特定することができ、
正しくテクスチャマッピング処理することができる。次
に、本発明にかかる階層化ポリゴンデータを用いた３次
元ポリゴン表示装置を実現する処理プログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、オブジェク
トの一部分を指定してオブジェクト部分に分割するオブ
ジェクト部分指定処理ステップと、前記オブジェクト部
分指定処理ステップにより指定されたオブジェクト部分
に対してポリゴンリダクション処理が施される割合を調
整して実行するポリゴンリダクション調整処理ステップ
とを備え、オブジェクトに対してポリゴンデータ数を減
少させるポリゴンリダクション処理を施す場合に、前記
オブジェクトの各部分ごとにポリゴンデータ数を減少さ
せる割合を設定できることを特徴とする処理プログラム
を記録したことを特徴とする。

【００３５】かかる構成により、コンピュータを用い
て、ポリゴンリダクション処理において、形状が細か
く、視認性の高いオブジェクト部分への影響が低減で
き、ポリゴン数を低減しても見た目の劣化が少ない３次
元ポリゴン表示装置を実現することができる。

【００３６】次に、前記記録媒体に記録された処理プロ
グラムは、ポリゴンリダクション処理前のポリゴン頂点
に関する座標とテクスチャ情報を保持し、ポリゴンリダ
クション処理後のポリゴン頂点に関するテクスチャ情報
を生成するテクスチャ情報調整処理ステップを備え、前
記テクスチャ情報調整処理ステップは、前記ポリゴンリ
ダクション調整処理ステップによるポリゴンリダクショ
ン処理後のポリゴン頂点の座標を取得し、ポリゴンリダ
クション処理前後のポリゴン頂点の座標を比較するポリ
ゴン頂点比較処理ステップと、前記座標比較の結果、一
致するポリゴン頂点に対しては、保持しているテクスチ
ャ情報をそのまま割り付け、一致せず縮退・移動があっ
たポリゴン頂点に対しては、縮退・移動前のもっとも近
い座標を持つポリゴン頂点に対するテクスチャ情報を流
用して割り当てるテクスチャ情報割り付け処理ステップ
とを備えることが好ましい。

【００３７】かかる処理ステップにより、コンピュータ
において、テクスチャ情報のデータ量を低減することが
でき、ポリゴンリダクション処理によるポリゴン頂点が
縮退・移動しても近似的にテクスチャ情報を生成できる
ので見た目の劣化が少ない３次元ポリゴン表示装置が実
現できる。

【００３８】次に、前記記録媒体に記録された処理プロ
グラムは、ポリゴンリダクション処理前のポリゴン頂点
に関する座標とテクスチャ情報を保持し、ポリゴンリダ
クション処理後のポリゴン頂点に関するテクスチャ情報
を生成するテクスチャ情報調整処理ステップを備え、前
記テクスチャ情報調整処理ステップは、前記ポリゴンリ
ダクション調整処理ステップによるポリゴンリダクショ
ン処理後のポリゴン頂点の座標を取得し、ポリゴンリダ
クション処理前後のポリゴン頂点の座標を比較するポリ
ゴン頂点比較処理ステップと、前記座標比較の結果、一
致するポリゴン頂点に対しては、保持しているテクスチ
ャ情報をそのまま割り付け、一致せず縮退・移動があっ
たポリゴン頂点に対しては、周囲のポリゴン頂点との間
においてテクスチャ情報の変化は距離に比例するとして
縮退・移動距離に応じた変化分を補正した値をテクスチ
ャ情報として割り当てるテクスチャ情報割り付け処理ス
テップとを備えることが好ましい。

【００３９】かかる処理ステップにより、コンピュータ
において、テクスチャ情報のデータ量を低減することが
でき、ポリゴンリダクション処理によるポリゴン頂点が
縮退・移動しても周囲のポリゴン頂点に対するテクスチ
ャ情報を利用して当該テクスチャ情報を生成できるので
見た目の劣化が少ない３次元ポリゴン表示装置が実現で
きる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態にかかる
３次元ポリゴン表示装置について、図面を参照しながら
説明する。

【００４１】（実施形態１）実施形態１にかかる３次元
ポリゴン表示装置は、表示するオブジェクトを各部分に
切り分け、各オブジェクト部分ごとに対してポリゴンリ
ダクション処理を施す割合を変更・調整できることを特
徴とするものである。特に、本実施形態１では、その調
整方式として、ポリゴンリダクション処理実行前に各オ
ブジェクト部分ごとにそのサイズを変更し、サイズ変更
後の各オブジェクト部分に対して一律の割合でポリゴン
リダクション処理を施こすという方式を採用したもので
ある。本実施形態１では、例として、表示するオブジェ
クトを恐竜とし、恐竜の歯を微小突起部分として説明す
る。

【００４２】本実施形態１にかかる３次元ポリゴン表示
装置の全体構成の概略と本装置による処理流れの全体像
を図面を参照しつつ説明する。図１は、本装置の概略構
成図を示している。図２は、本装置による処理流れの全
体像を処理ステップとして表わしたものである。

【００４３】図１に示すように、本実施形態１にかかる
３次元ポリゴン表示装置は、大別して入力部１０、オブ
ジェクト部分指定部２０、ポリゴンリダクション調整・
処理部３０、出力部４０、制御部５０、階層化ポリゴン
データ格納部６０とを備えている。なお、図示していな
いが、システム全体の制御処理に必要なメモリ、デバイ
ス類は装備しているものとする。

【００４４】ここで入力部１０は、表示するオブジェク
ト名、オブジェクトの位置、姿勢、解像度などの表示オ
ブジェクトに関する情報が入力される部分である。オブ
ジェクト部分指定部２０は、オブジェクトの各オブジェ
クト部分を指定する部分である。ポリゴンリダクション
調整・処理部３０は、分割した各オブジェクト部分に対
するポリゴンリダクション処理を施す割合を調整する部
分である。

【００４５】ポリゴンリダクション調整・処理部３０
は、さらにオブジェクト拡大部３１とポリゴンリダクシ
ョン実行部３２とオブジェクト部分縮小部３３とオブジ
ェクト合成部３４とを備えている。オブジェクト拡大部
３１は、オブジェクト部分指定部２０により指定された
各オブジェクト部分ごとにその大きさを変更する部分で
ある。ポリゴンリダクション実行部３２は、オブジェク
ト拡大部３１により拡大された各オブジェクト部分に対
してポリゴンリダクション処理を行う部分である。オブ
ジェクト部分縮小部３３は、ポリゴンリダクション処理
したオブジェクト部分を拡大前の元の大きさに縮小する
部分である。オブジェクト合成部３４は、元の大きさに
縮小したオブジェクト部分を、分割前のオブジェクトの
元の位置へ納め、オブジェクトを再合成する部分であ
る。

【００４６】出力部４０は、ポリゴンリダクション処理
後のポリゴンデータを出力する部分で、出力されたポリ
ゴンデータはその後、テクスチャマッピングに関するデ
ータと併せてファイルに記録され、または、レンダリン
グシステム（図示せず）においてレンダリング処理され
る。

【００４７】階層化ポリゴンデータ格納部６０は、各オ
ブジェクトの階層化ポリゴンデータを格納しておく部分
である。階層化ポリゴンデータとは、従来技術において
説明したように、オブジェクト表示の解像度、詳細度の
レベルに応じた階層を持ったポリゴンデータであり、基
本となる最も粗レベルの基本ポリゴンデータと、基本ポ
リゴンデータに対して相対的に記述された詳細ポリゴン
データとからなる。

【００４８】本発明にかかる３次元ポリゴン表示装置の
処理の流れの全体像は以下の通りである。まず、入力部
１０から、表示するオブジェクト名、表示位置、解像度
などの表示オブジェクトに関するデータが入力される
（ステップＳ２０１）。ここで、上記データと併せて、
当該オブジェクトに割り当てることのできるポリゴンデ
ータ量に関する情報を入力しても良い。これは、例え
ば、あるシーンに登場するオブジェクトが複数ある場合
などで、各オブジェクトごとに対して割り当てるポリゴ
ンデータ量などの情報である。

【００４９】次に、制御部５０は、表示するオブジェク
トの位置、解像度などの情報から階層化ポリゴンデータ
のレベルを算出する（ステップＳ２０２）。表示位置が
手前である程、階層化ポリゴンデータは詳細レベルにな
り、また、解像度が高い程、階層化ポリゴンデータは詳
細レベルになる。なお、この値は自動的に算出しても良
いが、ユーザが独自に指定しても良い。

【００５０】次に、制御部５０は、オブジェクト名、階
層化レベルに基づいて階層化ポリゴンデータ格納部６０
から階層化ポリゴンデータを取得し、オブジェクトの姿
勢、変形の情報に従ってポリゴンデータを編集する（ス
テップＳ２０３）。ここでは、図３ａのように恐竜のオ
ブジェクトが生成される。

【００５１】次に、入力部１０から、表示オブジェクト
に関する更新データが入力される（ステップＳ２０
４）。ここでは、オブジェクトの位置が画面遠方へ更新
されたものとする。つまり、オブジェクトが縮小表示さ
れる処理が行われることを意味する。

【００５２】次に、ポリゴンリダクション処理を行う
（ステップＳ２０５〜ステップＳ２０９）。これは、オ
ブジェクトが縮小表示される場合、解像度を下げても見
た目の劣化がないためポリゴンデータ量を低減する処理
を行なうものである。

【００５３】このポリゴンリダクション処理にあたり、
オブジェクトの移動に応じて階層化ポリゴンの階層化レ
ベルを変更してポリゴンリダクション量を調整するが、
その調整方式としては、例えば、オブジェクト表示位置
と階層化レベルの相関を用いる方式があり、表示位置が
遠くなるほど階層化レベルを粗くするものがある。ま
た、当該オブジェクトに対する視野角と階層化レベルの
相関を用いる方式があり、オブジェクトに対する視野角
が小さくなるほど階層化ポリゴンデータの階層化レベル
を粗くするものである。これら相関は経験値により、ま
たは利用者の指定に応じてチューニングして定めれば良
い。

【００５４】ここで、オブジェクトを一体として階層化
ポリゴンデータのレベルを粗いレベルに変更してポリゴ
ンリダクションを実行すると問題が発生する。つまり、
歯、指など形状の細かい微小オブジェクト部分は階層化
ポリゴンの詳細レベルが高い部分であるため、これら微
小オブジェクト部分からポリゴンリダクションが実行さ
れ、視認性の高い重要な部分でありながら先に潰れてし
まう問題がある。

【００５５】そこで、本発明では以下の処理により、上
記問題を解決している。まずオブジェクト部分指定部２
０により、オブジェクトを各オブジェクト部分に分割す
る（ステップＳ２０５）。ここで、分割された各オブジ
ェクト部分をスケルトンデータとして扱う。ここでスケ
ルトンとは、通常の３次元ＣＧ処理において、関節など
で接続されたオブジェクトの動きを表現するための概念
である。

【００５６】次に、オブジェクト拡大部３１により各オ
ブジェクト部分を拡大して調整する（ステップ２０
６）。ここで、歯のオブジェクト部分はスケルトンデー
タとして扱われているので、スケルトンスケーリングに
より拡大することが可能である。以下に、拡大率の設定
について説明する。拡大率は対象であるオブジェクト部
分の視認性の高さ、重要度に応じて調整する。

【００５７】第１番目の設定方法は、本体オブジェクト
のうちの参照するオブジェクト部分（例えば、目）を指
定し、微小オブジェクト部分（例えば、歯）のポリゴン
を参照部分のポリゴンと同程度の大きさとして調整する
方法である。例えば、参照する目のオブジェクト部分は
複数のポリゴン群から形成されている。それらポリゴン
を面積順にソートし、ソート列の中央にあるポリゴン
（以下、中央ポリゴンと呼ぶ）の面積（Ｓｅ）を求め
る。つまり、面積Ｓｅは目を構成するポリゴンのほぼ平
均面積を表わす。次に、同様に、微小オブジェクト部分
である歯を形成するポリゴン群をソートし、中央ポリゴ
ンの面積（Ｓｄ）を求める。歯は目に比べて形状の変化
が細かく、面積Ｓｄは面積Ｓｅよりも小さいものとなっ
ている。この歯のポリゴンの細かさを目のポリゴンの粗
さまで拡大する。つまり、拡大率Ａを、Ａ＝Ｓｅ／Ｓｄ
として決定する。

【００５８】第２番目の設定方法は、ポリゴンリダクシ
ョン処理の各実行段階におけるリダクション対象となる
微小ポリゴンの中央ポリゴンの面積を求め、微小オブジ
ェクト部分がリダクション対象とならない大きさにまで
微小オブジェクト部分を拡大補正する調整方法である。

【００５９】まず、本体オブジェクト全体で実行回数を
カウントしつつポリゴンリダクション処理を実行する。
微小オブジェクト部分に影響が出始める実行回数（Ｓ）
と形状の体裁がなくなるまでの実行回数（Ｅ）を求め
る。次に、Ｓ回実行時点の歯の面積（ＳＳｄ）とＥ回実
行時点の歯の面積（ＥＳｄ）を求める。ポリゴンリダク
ション処理Ｓ回実行までは、主にポリゴン面積がＳＳｄ
以下の細かいポリゴンが次々とまとめられていく事を意
味し、ポリゴンリダクション処理Ｅ回実行までに、主に
ポリゴン面積がＥＳｄ以下の細かいポリゴンが次々とま
とめられていく事を意味する。従って、あらかじめ、中
央ポリゴンの面積Ｓｄが、面積ＥＳｄや、面積（ＳＳｄ
＋ＥＳｄ）／２などになるように歯のポリゴン群の拡大
率を設定しておけば、無調整では潰れる歯のポリゴン群
を潰さないように補正できる。よって、拡大率Ａを、Ａ
＝ＥＳｄ／Ｓｄ、または、Ａ＝｛（ＳＳｄ＋ＥＳｄ）／
２｝／Ｓｄなどで与える。

【００６０】第３番目の設定方法は、モデル作成時また
はアニメーション製作時における利用者による設定であ
る。モデル作成時に各オブジェクト部分に対して表示位
置と拡大率の相関を設定し、付属情報として与えてお
く。また、利用者からの拡大率の入力を入力部１０など
から受け付け、実際の表示結果を見たチューニングを可
能とする。

【００６１】上記紹介した各種の拡大率設定方法などに
より、例えば、歯のオブジェクト部分は視認性が高い重
要部分として図３ｂに示すように拡大（例えば４倍に拡
大）して調整する。

【００６２】次に、ポリゴンリダクション実行部３２に
よりポリゴンリダクション処理を行う（ステップＳ２０
７）。ここではオブジェクト表示位置に応じた階層化レ
ベルの相関に基づいて階層化レベルをシフトさせる。

【００６３】ここで、ポリゴンリダクション処理は、図
３ｂに示したように大きさを調整済みのオブジェクト部
分に対して一律の割合で行う。そのため、拡大されたオ
ブジェクト部分では、隣接する階層化ポリゴンデータ間
の距離が拡大率に応じて大きくなっており、これは、階
層化ポリゴンデータの詳細レベルがその分低くなってい
る（つまり、粗いレベルである）ことを意味する。つま
り、図３ｂの例では、歯のオブジェクト部分の拡大が充
分である場合には、ポリゴンリダクション処理は詳細な
部分から行われていくため、その影響がほとんど現われ
ず、恐竜の体部分に対して優先的にポリゴンリダクショ
ン処理が施されることとなる。

【００６４】次にオブジェクト部分縮小部３３により、
ステップＳ２０６において拡大した各オブジェクト部分
を元の大きさに戻す。（ステップＳ２０８）。拡大時と
同様、歯のオブジェクトをスケルトンスケーリングによ
り縮小することが可能である。

【００６５】次に、オブジェクト合成部３４により、ス
テップＳ２０５で分割した各オブジェクト部分を元の位
置に戻してオブジェクトを図３ｃのように再合成する
（ステップＳ２０９）。以上のステップＳ２０５〜Ｓ２
０９により、ポリゴンリダクション処理の割合がオブジ
ェクト部分単位で調整できる。

【００６６】制御部５０は、ポリゴンリダクション調整
・処理部３０からポリゴンリダクション処理済みの階層
化ポリゴンデータを受け取り、オブジェクト表示位置に
合わせたオブジェクトの編集処理を行い、階層化ポリゴ
ンデータをテクスチャデータなどとともに出力部４０か
ら出力する（ステップＳ２１０）。

【００６７】上記のステップＳ２０１〜ステップＳ２１
０を必要に応じて繰り返し処理をする。上記のシステム
構成および処理の流れにより、各オブジェクト部分ごと
にポリゴンリダクション処理によるポリゴンデータ量低
減の割合を変更・調整できることを特徴とする３次元ポ
リゴン表示装置が提供される。

【００６８】なおオブジェクト部分指定部２０によるオ
ブジェクト分割を踏まえ、アニメータなどのオブジェク
ト制作者がデザイン段階で切り分ける各オブジェクト部
分ごとにデータを生成しておくことが好ましい。

【００６９】（実施形態２）本実施形態２にかかる３次
元ポリゴン表示装置は、実施形態１と同様、表示するオ
ブジェクトを各部分に切り分け、各オブジェクト部分ご
とにポリゴンリダクション処理によるポリゴンデータ量
低減の割合を変更・調整できることを特徴とするもので
あるが、本実施形態２では、その調整方式として、各オ
ブジェクト部分ごとにポリゴンリダクション処理の割合
を個別に指定して調整するという方式を採用したもので
ある。例として、表示するオブジェクトを恐竜とし、恐
竜の歯を微小突起部分とし、恐竜の歯のオブジェクト部
分に対するポリゴンリダクション処理の割合がゼロであ
る場合、つまり歯に対してポリゴンリダクション処理を
実行しない指定をする場合を説明する。

【００７０】本実施形態２にかかる３次元ポリゴン表示
装置の全体構成の概略と本装置による処理流れの概略を
図面を参照しつつ説明する。図４は、本実施形態２にか
かる３次元ポリゴン表示装置の概略構成図を示してい
る。図４に示すように、本実施形態２は、実施形態１の
構成におけるポリゴンリダクション調整・処理部３０に
代え、ポリゴンリダクション調整・処理部３０ａを備え
た構成になっている。ポリゴンリダクション調整・処理
部３０ａを除いた各構成要素は、実施形態１で同じ番号
を付して説明した各構成要素と同様であるのでここでの
説明は省略し、ポリゴンリダクション調整・処理部３０
ａを中心に説明する。なお、実施形態１と同様、図示し
ていないが、システム全体の制御処理に必要なメモリ、
デバイス類などは装備している。

【００７１】ポリゴンリダクション調整・処理部３０ａ
は、ポリゴンリダクション率指定部３５と、ポリゴンリ
ダクション実行部３２と、オブジェクト合成部３４とを
備えている。ポリゴンリダクション率指定部３５は、オ
ブジェクト部分指定部２０で分割された各オブジェクト
部分に対して個別にポリゴンリダクション率を設定する
部分である。ここで、ポリゴンリダクション率は、通常
のポリゴンリダクション処理により低減されるポリゴン
量を“１”としたときの割合であり、“０．５”であれ
ば、ポリゴンリダクションされるポリゴン量が半分であ
り、“０”であれば、ポリゴンリダクション量が０、つ
まりポリゴンリダクションされないことを意味する。な
お、このポリゴンリダクション率の設定は、オブジェク
トのモデル作成時点において各オブジェクト部分ごとに
設定し、付加情報として保持・管理しておいても良い。

【００７２】ポリゴンリダクション実行部３２は、ポリ
ゴンリダクション率指定部３５による指定に基づいて各
オブジェクト部分に対してポリゴンリダクション処理を
行う部分である。オブジェクト合成部３４は、ポリゴン
リダクション処理後の分割されている各オブジェクト部
分を分割した元の位置へ納め、オブジェクトを再合成す
る部分である。

【００７３】図５によりポリゴンリダクション調整・処
理部３０ａの処理ステップを説明する。ポリゴンリダク
ション調整・処理部３０ａ以外の部分による処理ステッ
プは、実施形態１において図２をもって示した各処理ス
テップと同様のものであるので、ここでは省略する。

【００７４】まず、前提として、実施形態１で説明した
ように、オブジェクトに対する階層化ポリゴンデータ、
更新された表示位置、解像度、更新後の階層化レベルが
得られている。

【００７５】まずオブジェクト部分指定部２０により、
オブジェクトを各オブジェクト部分に分割する（ステッ
プＳ５０１）。ここでは図６ｂに示すように、恐竜は体
と歯のオブジェクト部分に分割される。

【００７６】次に、ポリゴンリダクション率指定部３５
により各オブジェクト部分に対して、その視認性の高
さ、重要性に応じてポリゴンリダクション率を指定する
（ステップＳ５０２）。ここでは、例として、恐竜の歯
に対してポリゴンリダクション率“０”、つまりポリゴ
ンリダクションしない指定をし、体はポリゴンリダクシ
ョン率“１”、つまり通常のポリゴンリダクション量と
する。指定したポリゴンリダクション率を、ポリゴンリ
ダクション実行部３２に渡す。

【００７７】また、階層化ポリゴンデータの付加情報と
して既にポリゴンリダクション率が与えられている場合
は、ポリゴンリダクション率指定部３５は、当該付加情
報であるポリゴンリダクション率を抽出してポリゴンリ
ダクション実行部３２に渡す。

【００７８】次に、ポリゴンリダクション実行部３２に
よりポリゴンリダクション処理を行う（ステップＳ５０
３〜ステップＳ５０４）。まず、ポリゴンリダクション
実行部３２は、ステップＳ２０７と同様、オブジェクト
の表示位置に対する階層化レベルの相関に基づき、現行
の階層化レベルを更新された表示位置に対応する階層化
レベルにシフトし、階層化レベルシフトによりポリゴン
リダクション対象となった詳細ポリゴンデータを抽出す
る（ステップＳ５０３）。

【００７９】次に、この抽出した詳細ポリゴンデータに
対して、設定されているポリゴンリダクション率に相当
する量を間引く処理を行う（ステップＳ５０４）。間引
きは階層化レベルの高いレベル（詳細レベル）のポリゴ
ンデータから優先的に行う。今は歯に対するポリゴンリ
ダクション率は“０”であるので歯の階層化ポリゴンデ
ータの間引きを行わず、体に対するポリゴンリダクショ
ン率は“１”であるので抽出された詳細ポリゴンデータ
を全て間引く。

【００８０】次に、オブジェクト合成部３４により、ス
テップＳ５０１で分割した各オブジェクト部分を元の位
置に戻してオブジェクトを図６ｃのように再合成する
（ステップＳ５０５）。

【００８１】制御部５０は、実施形態１と同様、ポリゴ
ンリダクション調整・処理部３０からポリゴンリダクシ
ョン処理済みの階層化ポリゴンデータを受け取り、オブ
ジェクト表示位置に合わせたオブジェクトの編集処理を
行い、階層化ポリゴンデータをテクスチャデータなどと
ともに出力部４０から出力する（ステップＳ５０６）。

【００８２】以上のステップＳ５０１〜ステップＳ５０
６により、ポリゴンリダクション処理の割合がオブジェ
クト部分単位で調整できる。上記に説明したように、各
オブジェクト部分ごとにポリゴンリダクション処理によ
るポリゴンデータ量低減の割合を変更・調整できること
を特徴とする３次元ポリゴン表示装置を提供することが
できる。

【００８３】（実施形態３）本実施形態３にかかる３次
元ポリゴン表示装置は、オブジェクトの外表面の部分の
みならず、内部に隠れたオブジェクト部分（以下、内部
オブジェクト部分と呼ぶ）に対してもポリゴンリダクシ
ョン処理を施すことができることを特徴とするものであ
る。ポリゴンリダクション処理はオブジェクトの外表面
に対して施され、内部オブジェクト部分に対しては施さ
れないという問題点を解決するものである。本実施形態
３では、その処理方式として、オブジェクトを各オブジ
ェクト部分ごとに分け、内部オブジェクト部分を外部に
取り出した後、ポリゴンリダクション処理を施すという
方式を採用したものである。例として、表示するオブジ
ェクトを恐竜とし、恐竜の歯を内部オブジェクト部分と
して説明する。

【００８４】本実施形態３にかかる３次元ポリゴン表示
装置の全体構成の概略と本装置による処理流れの概略を
図面を参照しつつ説明する。図７は、本実施形態３にか
かる３次元ポリゴン表示装置の概略構成図を示してい
る。図７に示すように、本実施形態３は、実施形態１の
構成におけるポリゴンリダクション調整・処理部３０に
代え、ポリゴンリダクション調整・処理部３０ｂを備え
た構成になっている。ポリゴンリダクション調整・処理
部３０ｂを除いた各構成要素は、実施形態１で同じ番号
を付して説明した各構成要素と同様であるのでここでの
説明は省略し、ポリゴンリダクション調整・処理部３０
ｂを中心に説明する。なお、実施形態１と同様、図示し
ていないが、システム全体の制御処理に必要なメモリ、
デバイス類などは装備している。

【００８５】ポリゴンリダクション調整・処理部３０ｂ
はオブジェクト部分指定部２０と、オブジェクト部分移
動調整部３６と、ポリゴンリダクション実行部３２と、
オブジェクト合成部３４とを備えている。オブジェクト
部分移動調整部３６は、オブジェクト部分指定部２０で
指定された各オブジェクト部分の相対位置関係を調整し
て重ならないように再配置する部分であり、内部オブジ
ェクトを包含しているオブジェクト（以下、包含オブジ
ェクトと呼ぶ）の外部に取り出して再配置する。つま
り、図９ｂに示すように歯を体から取り出して配置す
る。

【００８６】ポリゴンリダクション実行部３２は、各オ
ブジェクト部分に対してポリゴンリダクション処理を行
う部分であり、オブジェクト合成部３４は、ポリゴンリ
ダクション処理後の分割されている各オブジェクト部分
を分割した元の位置へ納め、オブジェクトを再合成する
部分である。

【００８７】図８によりポリゴンリダクション調整・処
理部３０ｂの処理ステップを説明する。ポリゴンリダク
ション調整・処理部３０ｂ以外の部分による処理ステッ
プは、実施形態１において図２をもって示した各処理ス
テップと同様のものであるので、ここでは省略する。

【００８８】まず、前提として、実施形態１で説明した
ように、オブジェクトに対する階層化ポリゴンデータ、
更新された表示位置、解像度、更新後の階層化レベルが
得られている。

【００８９】まずオブジェクト部分指定部２０により、
オブジェクトを各オブジェクト部分に分割する（ステッ
プＳ８０１）。次に、オブジェクト部分移動調整部３６
により各オブジェクト部分の位置が重ならないように再
配置する（ステップＳ８０２）。ここでは、図９ｂに示
すように恐竜の体に隠れている歯の内部オブジェクト部
分が外部に取り出される。

【００９０】次に、ポリゴンリダクション実行部３２
は、ステップＳ８０２において再配置された各オブジェ
クト部分に対して、実施形態１のステップＳ２０７と同
様、オブジェクトの表示位置に対する階層化レベルの相
関に基づき、現行の階層化レベルを更新された表示位置
に対応する階層化レベルにシフトし、ポリゴンリダクシ
ョン対象となった詳細ポリゴンデータを削除する（ステ
ップＳ８０３）。

【００９１】次に、オブジェクト部分移動調整部３６に
より、再び外部に取り出した内部オブジェクト部分を元
の位置に再移動する（ステップ８０４）。続いて、オブ
ジェクト合成部３４により、ステップＳ８０１で分割し
た各オブジェクト部分を元の位置に戻してオブジェクト
を図９ｃのように再合成する（ステップＳ８０５）。

【００９２】制御部５０は、実施形態１と同様、ポリゴ
ンリダクション調整・処理部３０からポリゴンリダクシ
ョン処理済みの階層化ポリゴンデータを受け取り、オブ
ジェクト表示位置に合わせたオブジェクトの編集処理を
行い、階層化ポリゴンデータをテクスチャデータなどと
ともに出力部４０から出力する（ステップＳ８０６）。

【００９３】以上のステップＳ８０１〜ステップＳ８０
６により、オブジェクトの内部に隠れたオブジェクト部
分に対してもポリゴンリダクション処理が施すことがで
きる。

【００９４】以上、内部に隠れた各オブジェクト部分に
対してもポリゴンリダクション処理を施すことができる
３次元ポリゴン表示装置を提供することができる。（実施形態４）本実施形態４にかかる３次元ポリゴン表
示装置は、実施形態３と同様、オブジェクトの外表面の
部分のみならず、内部オブジェクト部分に対してもポリ
ゴンリダクション処理を施すことができることを特徴と
するものである。本実施形態４では、その処理方式とし
て、オブジェクトを各オブジェクト部分ごとに分け、内
部オブジェクト部分が外表面に出るように包含オブジェ
クトを変形した後、ポリゴンリダクション処理を施すと
いう方式を採用したものである。例として、表示するオ
ブジェクトを恐竜とし、恐竜の歯を内部オブジェクト部
分、包含オブジェクトを恐竜の頭部として説明する。

【００９５】本実施形態４にかかる３次元ポリゴン表示
装置の全体構成の概略と本装置による処理流れの概略を
図面を参照しつつ説明する。図１０は、本実施形態４に
かかる３次元ポリゴン表示装置の概略構成図を示してい
る。図１０に示すように、本実施形態４は、実施形態１
の構成におけるポリゴンリダクション調整・処理部３０
に代え、ポリゴンリダクション調整・処理部３０ｃを備
えた構成になっている。ポリゴンリダクション調整・処
理部３０ｃを除いた各構成要素は、実施形態１で同じ番
号を付して説明した各構成要素と同様であるのでここで
の説明は省略し、ポリゴンリダクション調整・処理部３
０ｃを中心に説明する。なお、実施形態１と同様、図示
していないが、システム全体の制御処理に必要なメモ
リ、デバイス類などは装備している。

【００９６】ポリゴンリダクション調整・処理部３０ｃ
はオブジェクト部分指定部２０と、オブジェクト部分変
形調整部３７と、ポリゴンリダクション実行部３２と、
オブジェクト合成部３４とを備えている。オブジェクト
部分変形調整部３７は、オブジェクト部分指定部２０で
指定された各オブジェクト部分が外表面に出るように各
オブジェクト部分を変形して調整する部分であり、例え
ば、図１２ｂに示すように恐竜の口を開け、歯を外表面
に出すように変形する処理を行う。

【００９７】ポリゴンリダクション実行部３２は、各オ
ブジェクト部分に対してポリゴンリダクション処理を行
う部分であり、オブジェクト合成部３４は、ポリゴンリ
ダクション処理後の分割されている各オブジェクト部分
を分割した元の位置へ納め、オブジェクトを再合成する
部分である。

【００９８】図１１によりポリゴンリダクション調整・
処理部３０ｃの処理ステップを説明する。ポリゴンリダ
クション調整・処理部３０ｃ以外の部分による処理ステ
ップは、実施形態１において図２をもって示した各処理
ステップと同様のものであるので、ここでは省略する。

【００９９】まず、前提として、実施形態１で説明した
ように、オブジェクトに対する階層化ポリゴンデータ、
更新された表示位置、解像度、更新後の階層化レベルが
得られている。

【０１００】まずオブジェクト部分指定部２０により、
オブジェクトを各オブジェクト部分に分割する（ステッ
プＳ１１０１）。次に、オブジェクト部分変形調整部３
７により、内部に隠れた内部オブジェクト部分が外表面
に出るように包含オブジェクトを変形する（ステップＳ
１１０２）。ここでは、図１２ｂに示すように恐竜の口
を開け、中に隠れている歯のオブジェクト部分を外表面
に出す。

【０１０１】次に、ポリゴンリダクション実行部３２
は、ステップＳ１１０２において変形された各オブジェ
クト部分に対して、実施形態１のステップＳ２０７と同
様、オブジェクトの表示位置に対する階層化レベルの相
関に基づき、現行の階層化レベルを更新された表示位置
に対応する階層化レベルにシフトし、階層化レベルシフ
トによりポリゴンリダクション対象となった詳細ポリゴ
ンデータを削除する（ステップＳ１１０３）。

【０１０２】次に、オブジェクト部分変形調整部３７に
より、再び変形したオブジェクト部分の形を元に戻す
（ステップ１１０４）。ここでは、図１２ｃに示すよう
に恐竜の口を閉じる。

【０１０３】続いて、オブジェクト合成部３４により、
ステップＳ１１０１で分割した各オブジェクト部分を元
の位置に戻してオブジェクトを図１２ｃのように再合成
する（ステップＳ１１０５）。

【０１０４】制御部５０は、実施形態１と同様、ポリゴ
ンリダクション調整・処理部３０からポリゴンリダクシ
ョン処理済みの階層化ポリゴンデータを受け取り、オブ
ジェクト表示位置に合わせたオブジェクトの編集処理を
行い、階層化ポリゴンデータをテクスチャデータなどと
ともに出力部４０から出力する（ステップＳ１１０６）
以上のステップＳ１１０１〜ステップＳ１１０６によ
り、オブジェクトの内部に隠れたオブジェクト部分に対
してもポリゴンリダクション処理が施すことができる。

【０１０５】以上、内部に隠れた各オブジェクト部分に
対してもポリゴンリダクション処理を施すことができる
３次元ポリゴン表示装置を提供することができる。（実施形態５）実施形態５にかかる３次元ポリゴン表示
装置は、テクスチャマッピングに必要とされるデータ量
を低減したことを特徴としたものである。本実施形態５
では、ポリゴンリダクション処理を実行してポリゴン頂
点数を低減した後、新たに形成されるポリゴン面に対し
て、ポリゴンリダクション処理前のポリゴン面に対する
テクスチャ情報を流用・補間することにより近似表現し
てテクスチャ情報に関するデータ処理量を低減させるも
のである。

【０１０６】実施形態５にかかる３次元ポリゴン表示装
置の全体構成の概略と本装置による処理流れの概略を図
面を参照しつつ説明する。図１３は本実施形態５にかか
る３次元ポリゴン表示装置の全体構成の概略図である。
図１３に示すように、実施形態１の構成に加え、さら
に、テクスチャ情報調整部７０を備えた構成になってい
る。テクスチャ情報調整部７０を除いた各構成要素は、
実施形態１で同じ番号を付した各構成要素と同様である
のでここでの説明は省略し、テクスチャ情報調整部７０
を中心に説明する。なお、実施形態１と同様、図示して
いないが、システム全体の制御処理に必要なコントロー
ラ、メモリなどは装備している。

【０１０７】図１４によりテクスチャ情報調整部７０の
処理ステップを説明する。テクスチャ情報調整部７０以
外の部分による処理ステップは、実施形態１において図
２をもって示した各処理ステップと同様のものであるの
で、ここでは省略する。

【０１０８】まず、前提として、図１５に示すように、
ポリゴンリダクション調整・処理部３０のポリゴンリダ
クション処理により、階層化ポリゴンの頂点が低減され
る。ポリゴンリダクション処理後のデータがテクスチャ
情報調整部７０に入力される（ステップＳ１４０１）。
また、テクスチャ情報調整部７０には、ポリゴンリダク
ション処理前のテクスチャ情報が保持されている次に、
テクスチャ情報調整部７０は、ポリゴンリダクション処
理前後の頂点の座標を比較する（ステップＳ１４０
２）。比較の結果、ポリゴンリダクション処理前後で座
標の一致、不一致を検出する（ステップＳ１４０３）。

【０１０９】一致する頂点、つまり、縮退・移動がなか
ったポリゴン頂点に対しては、保持しているテクスチャ
情報をそのまま適用する（ステップＳ１４０４）。一致
しない頂点、つまり、縮退・移動があったポリゴン頂点
に対しては、保持しているテクスチャ情報のうち、縮退
する前のテクスチャ情報を割り当てる（ステップＳ１４
０５）。これは、ポリゴンリダクション処理によりポリ
ゴン頂点の一部が縮退して移動したとしても、縮退前の
ポリゴン頂点のテクスチャ情報をそのまま流用しても、
見た目の劣化が大きくないという性質を利用したもので
ある。

【０１１０】この様子を図１５を用いて説明する。１５
０にポリゴンリダクション前のポリゴン頂点がＶ０〜Ｖ
７で示されている。各ポリゴン頂点は２次元のテクスチ
ャ情報（Ｕ，Ｖ）を持っており、例えばＶ０は（Ｕ_V0，
Ｖ_V0）を持っている。今、ポリゴンは８面のポリゴン面
で形成されている。

【０１１１】１５１にポリゴンリダクション処理後のポ
リゴン頂点がＶ０’〜Ｖ７’で示されている。ポリゴン
リダクション処理によりＶ０とＶ１が縮退され、Ｖ０’
となっている。ポリゴンは６面のポリゴン面で形成され
ている。

【０１１２】ポリゴン頂点Ｖ２’〜Ｖ７’はポリゴンリ
ダクション処理前後で座標の移動はないので、テクスチ
ャ情報は同じものが適用できる。一方、Ｖ０’について
は、一致する座標はないので、ポリゴンリダクション処
理前のポリゴン頂点のうち、縮退前の頂点が選択され
る。ここではＶ０が選ばれたとすると、Ｖ０’のテクス
チャ情報（Ｕ_V0’，Ｖ_V0’）は、（Ｕ_V0，Ｖ_V0）として
与えられる。

【０１１３】ポリゴンリダクション処理とは逆の階層化
レベルを上げる、つまり、より詳細なレベルにする場合
の処理は、上記ポリゴンリダクション処理とは逆方向の
処理を行う。つまり、Ｖ２〜Ｖ７とＶ２’〜Ｖ７’の位
置が一致しているのでテクスチャ情報はそのまま
（Ｕ_V2’，Ｖ_V2’）〜（Ｕ_V7’，Ｖ_V7’）が適用され、
Ｖ０とＶ１に対してもっとも近いＶ０’の（Ｕ_V0’，Ｖ
_V0’）が適用される。

【０１１４】以上の構成により、ポリゴンリダクション
処理によるポリゴン頂点の移動があった場合でも、テク
スチャ情報に関するデータ処理量を低減させることがで
きる。

【０１１５】（実施形態６）実施形態６にかかる３次元
ポリゴン表示装置は、実施形態５と同様、テクスチャマ
ッピングに必要とされるデータ量を低減したことを特徴
としたものである。本実施形態６では、ポリゴンリダク
ション処理を実行してポリゴン頂点数を低減した後、縮
退移動したポリゴン頂点のテクスチャ情報の平均値を割
り当てることにより近似表現してテクスチャ情報に関す
るデータ処理量を低減させるものである。

【０１１６】実施形態６にかかる３次元ポリゴン表示装
置の全体構成は実施形態５で示した図１３と同様である
が、実施形態５に比べ、テクスチャ情報調整部７０によ
る処理が異なっている。

【０１１７】テクスチャ情報調整部７０は、ポリゴンリ
ダクション前後の頂点の座標を比較する。一致する頂
点、つまり、移動がなかったポリゴン頂点に対しては、
保持しているテクスチャ情報をそのまま適用する。一致
しない頂点、つまり、移動があったポリゴン頂点に対し
ては、ポリゴンリダクション処理前のポリゴン頂点のう
ち、周囲の縮退したポリゴン頂点に対するテクスチャ情
報の平均値を計算して割り当てる。これは、ポリゴンリ
ダクション処理によりポリゴン頂点の一部が縮退した場
合、縮退したポリゴン頂点のテクスチャ情報の平均値が
縮退後のポリゴン頂点のテクスチャ情報と近いという性
質を利用したものである。

【０１１８】この様子を実施形態５と同様に図１５を用
いて説明する。１５０にポリゴンリダクション処理前の
ポリゴン頂点がＶ０〜Ｖ７で示されている。各ポリゴン
頂点は２次元のテクスチャ情報（Ｕ，Ｖ）を持ってお
り、例えばＶ０は（Ｕ_V0，Ｖ_V0）を持っている。今、ポ
リゴンは８面のポリゴン面で形成されている。

【０１１９】１５１にポリゴンリダクション処理後のポ
リゴン頂点がＶ０’〜Ｖ７’で示されている。ポリゴン
リダクション処理によりＶ０とＶ１が縮退され、Ｖ０’
となっている。ポリゴンは６面のポリゴン面で形成され
ている。

【０１２０】ポリゴン頂点Ｖ２’〜Ｖ７’はポリゴンリ
ダクション処理前後で座標の移動はないので、テクスチ
ャ情報は同じものが適用される。一方、Ｖ０’について
は、一致する座標はないので、ポリゴンリダクション処
理前のポリゴン頂点のうち、縮退したＶ０とＶ１が選択
され、その平均値が計算される。つまり、Ｖ０’のテク
スチャ情報（Ｕ_V0’，Ｖ_V0’）は、（（Ｕ_V0＋Ｕ_V1）／
２，（Ｖ_V0＋Ｖ_V1）／２）として与えられる。

【０１２１】ポリゴンリダクション処理とは逆の階層化
レベルを上げる、つまり、より詳細なレベルにする場合
の処理は、実施形態５と同様の処理を行う。つまり、図
１５に示すように、Ｖ２〜Ｖ７とＶ２’〜Ｖ７’の位置
が一致しているのでテクスチャ情報はそのまま
（Ｕ_V2’，Ｖ_V2’）〜（Ｕ_V7’，Ｖ_V7’）が適用され、
Ｖ０とＶ１に対してもっとも近いＶ０’の（（Ｕ_V0＋Ｕ
_V1）／２，（Ｖ_V0＋Ｖ_V1）／２）が適用される。

【０１２２】以上の構成により、ポリゴンリダクション
処理によるポリゴン頂点の移動があった場合でも、テク
スチャ情報に関するデータ処理量を低減させることがで
きる。

【０１２３】（実施形態７）実施形態７にかかる３次元
ポリゴン表示装置は、実施形態５または６と同様、テク
スチャマッピングに必要とされるデータ量を低減したこ
とを特徴としたものである。本実施形態６では、ポリゴ
ンリダクション処理を実行してポリゴン頂点数を低減し
た後、新たな頂点のテクスチャ情報を、周囲の縮退した
ポリゴン頂点のテクスチャ情報から生成するもので、距
離に比例した合成値とするものである。

【０１２４】実施形態７にかかる３次元ポリゴン表示装
置の全体構成は実施形態５で示した図１３と同様である
が、実施形態５に比べ、テクスチャ情報調整部７０によ
る処理が異なっている。

【０１２５】テクスチャ情報調整部７０は、ポリゴンリ
ダクション前後の頂点の座標を比較する。一致する頂
点、つまり、移動がなかったポリゴン頂点に対しては、
保持しているテクスチャ情報をそのまま適用する。一致
しない頂点、つまり、縮退移動があったポリゴン頂点に
対しては、ポリゴンリダクション処理前のポリゴン頂点
のうち、周囲の縮退したポリゴン頂点に対するテクスチ
ャ情報から距離に比例した合成値を計算して割り当て
る。これは、縮退された部分のオブジェクトのテクスチ
ャの変化の割合が近似的に一様であるという性質を利用
し、縮退した周囲のポリゴン頂点のテクスチャ情報から
の変化差分を距離に応じて補正した値を与えるものであ
る。

【０１２６】この様子を実施形態５と同様に図１５を用
いて示す。１５０にポリゴンリダクション処理前のポリ
ゴン頂点がＶ０〜Ｖ７で示されている。各ポリゴン頂点
は２次元のテクスチャ情報（Ｕ，Ｖ）を持っており、例
えばＶ０は（Ｕ_V0，Ｖ_V0）を持っている。１５１にポリ
ゴンリダクション処理後のポリゴン頂点がＶ０’〜Ｖ
７’で示されている。ポリゴンリダクション処理により
Ｖ０とＶ１が縮退され、Ｖ０’となっている。

【０１２７】ポリゴン頂点Ｖ２’〜Ｖ７’はポリゴンリ
ダクション処理前後で座標の移動はないので、テクスチ
ャ情報は同じものが適用される。一方、Ｖ０’について
は、一致する座標はないので、ポリゴンリダクション処
理前のポリゴン頂点のうち、周囲の縮退したポリゴン頂
点として、Ｖ０とＶ１が選択される。

【０１２８】まず、Ｖ０、Ｖ１のそれぞれからのＶ０’
の距離をＤ_V0、Ｄ_V1とすると、

【０１２９】

【数１】Ｄ_V0＝［(Ｘ_V0’−Ｘ_V0)²＋(Ｙ_V0’−Ｙ_V0)²＋
(Ｚ_V0’−Ｚ_V0)²］^1/2 Ｄ_V1＝［(Ｘ_V0’−Ｘ_V1)²＋(Ｙ_V0’−Ｙ_V1)²＋(Ｚ_V0’
−Ｚ_V1)²］^1/2 このＤ_V0とＤ_V1を使って、Ｖ０、Ｖ１のそれぞれからの
Ｖ０’までの距離の比をそれぞれＤＤ_V0、ＤＤ_V1とする
と、

【０１３０】

【数２】ＤＤ_V0＝Ｄ_V0／（Ｄ_V0＋Ｄ_V1）ＤＤ_V1＝Ｄ_V1／（Ｄ_V0＋Ｄ_V1）距離比に応じたテクスチャ情報合成値Ｕ_V0’，Ｖ_V0’
は、以下の（数３）で与えられる。

【０１３１】

【数３】Ｕ_V0’＝ＤＤ_V0・Ｕ_V0＋ＤＤ_V1・Ｕ_V1 Ｖ_V0’＝ＤＤ_V0・Ｕ_V0＋ＤＤ_V1・Ｕ_V1 ポリゴンリダクション処理とは逆の階層化レベルを上げ
る、つまり、より詳細なレベルにする場合の処理は、
（数３）の逆の計算処理を行う。つまり、Ｖ２〜Ｖ７と
Ｖ２’〜Ｖ７’の位置が一致しているのでテクスチャ情
報はそのまま（Ｕ _V2’，Ｖ_V2’）〜（Ｕ_V7’，Ｖ_V7’）
が適用され、Ｖ０とＶ１に対してもっとも近いＶ０’の
テクスチャ情報から距離に比例した比で与える。

【０１３２】以上の構成により、ポリゴンリダクション
処理によるポリゴン頂点の移動があった場合でも、テク
スチャ情報に関するデータ処理量を低減させることがで
きる。

【０１３３】（実施形態８）実施形態８にかかる３次元
ポリゴン表示装置は、テクスチャマッピングに必要とさ
れるデータ量を低減したことを特徴としたものであり、
処理するテクスチャ情報の数自体を低減させ、テクスチ
ャ情報のデータ構造を改善したものである。

【０１３４】従来技術でも説明したように、テクスチャ
情報は、ポリゴン面ごとにそのすべての頂点に対する２
次元のテクスチャ情報を持たせるためポリゴン頂点数を
ｎとすると、形成されるポリゴン面の平均が２ｎ個とな
り、三角形ポリゴン面あたり３点のポリゴン頂点がある
のでテクスチャ情報は３＊２ｎセット、つまり、６ｎセ
ット必要となる。

【０１３５】本発明にかかる３次元ポリゴン表示装置
は、モデル作成時に３次元ポリゴンを仮想的に２次元に
展開し、展開した各ポリゴン頂点に対して１セットのテ
クスチャ情報を持たせることによりテクスチャ情報量を
低減するものである。これは、テクスチャ情報は各ポリ
ゴン面それぞれに独立して与える必要はなく、２次元平
面に連続したものとして展開して与えても良いという性
質を利用したものである。

【０１３６】つまり、本実施形態８にかかる３次元ポリ
ゴン表示装置のテクスチャ情報に関するデータ構造は、
ポリゴン頂点数をｎとし、展開時に切り離した線上のポ
リゴン頂点数をαとすると、（ｎ＋α）セットのテクス
チャ情報を持つこととなる。ここでｎが大きいときは、
αはｎに比べて充分小さいものとなり、テクスチャ情報
はｎセットとみなすことができる。結局、従来６ｎセッ
ト必要となっていたテクスチャ情報を、約ｎセットに低
減することができる。

【０１３７】図１６にその様子を示す。図１６ａに示す
３次元ポリゴンを２次元に展開したものを図１６ｂに示
す。図１６ａに示す３次元ポリゴンは、頂点数が２２個
ある。図１６ｂのように展開したとき、両端に切り離さ
れた切断線上には４つのポリゴン頂点があったので、合
計２６個のポリゴン頂点数となる。従来のデータ構造で
は、６６個のテクスチャ情報のセットが必要であった
が、本発明にかかる装置のデータ構造によれば、２６個
のテクスチャ情報のセットで良い。

【０１３８】（実施形態９）実施形態９にかかる３次元
ポリゴン表示装置は、実施形態８で示した改善したテク
スチャ情報のデータ構造を用いた３次元ポリゴン表示装
置をさらに改善した装置である。

【０１３９】通常、ポリゴン面を形成するとき、三角形
ポリゴン面である場合には、ポリゴン頂点は隣接する他
の２つのポリゴン頂点との間で三角ポリゴン面を形成す
る。しかし、展開した切断線に接していたポリゴン頂点
は両端に分割されているのでポリゴン頂点の組み合わせ
を決める際に混乱が生じる場合がある。本実施形態９の
３次元ポリゴン表示装置は、かかる点を改善したもので
ある。

【０１４０】図１７は、図１６ｂの３次元ポリゴンを２
次元に展開した図の一部を強調して表わしたものであ
る。いま、ポリゴン頂点Ｖ１とＶ２に注目する。正しく
は、ポリゴン頂点Ｖ０との間でポリゴン面Ｍ₁を形成す
るものであるが、ポリゴン頂点Ｖ０が分割され、Ｖ０’
も存在するため、Ｖ１・Ｖ２・Ｖ０’のポリゴン面Ｍ
１’が選択される可能性がある。

【０１４１】上記問題を解決すべく、本発明にかかる３
次元ポリゴン表示装置は、次の２点の特徴を備えてい
る。第１番目の特徴は、ポリゴン面の表裏を判別するこ
とで正しいポリゴン面Ｍ１を決定する点である。ポリゴ
ン面の表裏決定手段として、ポリゴン頂点間のベクトル
の外積値を利用するポリゴン表裏判定部を備えている。

【０１４２】例えば、ポリゴン頂点が反時計回りに並ぶ
面をポリゴンの表と決めておく。テクスチャマッピング
の際に、図１７のように、ポリゴン面の候補がＭ₁と
Ｍ₁’の２つが挙がった場合に、ポリゴン表裏判定部
は、ポリゴン頂点間のベクトルの外積を求め、外積が正
である場合にはポリゴン頂点が反時計回りに並ぶ表の面
であることが判別できる。

【０１４３】つまり、ポリゴン面Ｍ₁の外積Ｐ₁と、ポリ
ゴン面Ｍ₁’の外積Ｐ₁’は、

【０１４４】

【数４】

【０１４５】ここで、Ｐ₁＞０であり、Ｐ₁’＜０である
ので、ポリゴン面Ｍ₁が表の面であることが判別でき、
テクスチャマッピングにおいてＭ₁を採用し、Ｍ₁’を除
外することができる。

【０１４６】第２番目の特徴は、ポリゴン面の高さと幅
により正しいポリゴン面Ｍ₁を決定する点である。これ
は特に、上記第１番目の特徴である外積値による決定が
できない場合に有効である。

【０１４７】図１８ａは、図１７と同様、図１６ｂの３
次元ポリゴンを２次元に展開した図の一部を強調して表
わしたものである。いま、ポリゴン頂点Ｖ２に注目す
る。隣接するＶ０とＶ１は２点とも切断線で分割され、
Ｖ０’とＶ１’が存在している。そのため、Ｖ２が形成
しうるポリゴン面は、Ｍ₁（Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２）、Ｍ
₂（Ｖ０’，Ｖ１，Ｖ２）、Ｍ₃（Ｖ０’，Ｖ１’，Ｖ
２）、Ｍ₄（Ｖ０，Ｖ１’，Ｖ２）の４面が候補として
挙がる。ここで、上記第１番目の特徴として説明したポ
リゴン表裏判定部の外積値による判別を適用すると、ポ
リゴン面Ｍ₁〜Ｍ₄の外積値Ｐ₁〜Ｐ₄は、それぞれ、Ｐ₁
＞０、Ｐ₂＞０、Ｐ₃＜０、Ｐ₄＜０となる。このためＭ₃
とＭ₄は除外できるが、Ｍ₁とＭ₂のいずれも正であるの
で一意に決定できない。

【０１４８】ここで、図１８ｂに示すように、Ｍ₁とＭ₂
のポリゴン面の高さと幅を比べる。例えば、ポリゴン面
の高さと幅の合計値をそれぞれ計算し、合計値を比較す
る。ポリゴン面は微小外表面を形成するものであるの
で、高さと幅の合計値の小さいポリゴン面Ｍ₁が正しい
ポリゴン面であることが判別できる。

【０１４９】以上の構成により、ポリゴン頂点を切断し
て両端に分割したテクスチャ情報のデータ構造を利用し
た場合でも、ポリゴン頂点の組み合わせを正しく決定す
ることができ、混乱が生じることがない。

【０１５０】（実施形態１１）本発明にかかる３次元ポ
リゴン表示装置は、上記に説明した構成を実現する処理
ステップを記述したプログラムをコンピュータ読み取り
可能な記録媒体に記録して提供することにより、各種コ
ンピュータを用いて構築することができる。本発明にか
かる３次元ポリゴン表示装置を実現する処理ステップを
備えたプログラムを記録した記録媒体は、図１９に図示
した記録媒体の例に示すように、ＣＤ−ＲＯＭ１０２や
フレキシブルディスク１０３等の可搬型記録媒体１０１
だけでなく、ネットワーク上にある記録装置内の記録媒
体１００や、コンピュータのハードディスクやＲＡＭ等
の記録媒体１０５のいずれであっても良く、プログラム
実行時には、プログラムはコンピュータ１０４上にロー
ディングされ、主メモリ上で実行される。

【０１５１】

【発明の効果】本発明にかかる３次元ポリゴン表示装置
によれば、ポリゴンリダクション処理において、形状が
細かく、視認性の高いオブジェクト部分への影響が低減
でき、ポリゴン数を低減しても見た目の劣化が少ない３
次元ポリゴン表示装置を提供することができる。

【０１５２】また、本発明にかかる３次元ポリゴン表示
装置によれば、ポリゴンリダクション処理によりポリゴ
ン頂点が縮退・移動しても近似的にテクスチャ情報を生
成できるので、テクスチャ情報のデータ量を低減し、か
つ、見た目の劣化が少ない３次元ポリゴン表示装置が提
供できる。

【０１５３】また、本発明にかかる３次元ポリゴン表示
装置によれば、２次元に展開したポリゴン頂点に対する
テクスチャ情報により正しいポリゴン面を特定してテク
スチャマッピング処理することができ、テクスチャ情報
のデータ量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１にかかる３次元ポリゴン
表示装置の概略構成図

【図２】実施形態１にかかる３次元ポリゴン表示装置
の処理流れの全体像を示したフローチャート

【図３】オブジェクト部分の拡大調整例を示す図

【図４】本発明の実施形態２にかかる３次元ポリゴン
表示装置の概略構成図

【図５】ポリゴンリダクション調整・処理部３０ａの
処理ステップを示したフローチャート

【図６】オブジェクト部分のポリゴンリダクション処
理の間引き率設定例を示す図

【図７】本発明の実施形態３にかかる３次元ポリゴン
表示装置の概略構成図

【図８】ポリゴンリダクション調整・処理部３０ｂの
処理ステップを示したフローチャート

【図９】内部に隠れたオブジェクト部分の外部への再
配置の例を示す図

【図１０】本発明の実施形態４にかかる３次元ポリゴ
ン表示装置の概略構成図

【図１１】ポリゴンリダクション調整・処理部３０ｃ
の処理ステップを示したフローチャート

【図１２】内部に隠れたオブジェクト部分を外表面に
露出する例を示す図

【図１３】本発明の実施形態５にかかる３次元ポリゴ
ン表示装置の概略構成図

【図１４】テクスチャ情報調整部７０の処理ステップ
を示したフローチャート

【図１５】階層化ポリゴン頂点の縮退・移動の例を示
す図

【図１６】３次元ポリゴンを２次元に展開した例を示
す図

【図１７】３次元ポリゴンを２次元に展開した図の一
部を強調した図

【図１８】外積値が複数ある場合を表わす図

【図１９】記録媒体の例

【図２０】階層化ポリゴンの特徴を示す図

【符号の説明】

１０入力部２０オブジェクト部分指定部３０ａ，３０ｂ，３０ｃポリゴンリダクション調整・
処理部３１オブジェクト拡大部３２ポリゴンリダクション実行部３３オブジェクト部分縮小部３４オブジェクト合成部３５ポリゴンリダクション率指定部３６オブジェクト部分移動調整部３７オブジェクト部分変形調整部４０出力部５０制御部６０階層化ポリゴンデータ格納部７０テクスチャ情報調整部１００回線先のハードディスク等の記録媒体１０１ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク等の可搬
型記録媒体１０２ＣＤ−ＲＯＭ１０３フレキシブルディスク１０４コンピュータ１０５コンピュータ上のＲＡＭ／ハードディスク等の
記録媒体

フロントページの続き (56)参考文献特開平８−16816（ＪＰ，Ａ) 特開平９−231401（ＪＰ，Ａ) 特開平５−266212（ＪＰ，Ａ) 特表2002−501639（ＪＰ，Ａ) 米国特許5602979（ＵＳ，Ａ) 米国特許5448686（ＵＳ，Ａ) 新藤義昭外３名，”形状簡略化による３次元形状モデルの描画速度制御の一技法”，情報処理学会論文誌，社団法人情報処理学会，1995年10月15日，第36 巻，第10号，ｐ．2452−2463 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 15/00 A63F 13/00 G06T 17/40 ＣＳＤＢ（日本国特許庁)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表示解像度に応じてオブジェクトのポリ
ゴンメッシュを形成する階層化ポリゴンデータを用いた
３次元ポリゴン表示装置であって、前記オブジェクトの一部分を指定してオブジェクト部分
に分割するオブジェクト部分指定部と、前記指定された
オブジェクト部分に対してポリゴンリダクション処理を
施す割合を調整して実行するポリゴンリダクション調整
・処理部とを備え、オブジェクトに対してポリゴンデー
タ数を減少させるポリゴンリダクション処理を施す場合
に、オブジェクトの各部分ごとにポリゴンデータ数を減
少させる割合を設定でき、前記ポリゴンリダクション調
整・処理部が、前記指定されたオブジェクト部分を拡大
するオブジェクト部分拡大部と、前記拡大されたオブジ
ェクト部分に対してポリゴンリダクション処理を行うポ
リゴンリダクション実行部と、前記ポリゴンリダクショ
ン処理されたオブジェクト部分を前記拡大前の元の大き
さに縮小するオブジェクト部分縮小部と、前記元の大き
さに縮小されたオブジェクト部分を前記オブジェクトの
元の位置へ納めて合成するオブジェクト合成部とを備
え、ポリゴンリダクション処理実行前にオブジェクト部
分の大きさを拡大しておくことによりポリゴンリダクシ
ョン処理が施される割合を調整することを特徴とする３
次元ポリゴン表示装置。
【請求項２】前記ポリゴンリダクション調整・処理部
が、ポリゴンリダクション処理を行うポリゴンリダクシ
ョン実行部と、前記ポリゴンリダクション実行部により
低減されるポリゴンデータの間引き率を指定するポリゴ
ンリダクション率指定部とを備え、前記オブジェクト部
分指定部により指定されたオブジェクト部分に対して前
記ポリゴンリダクション率指定部により間引き率を個別
に設定してポリゴンリダクション処理が施される割合を
調整する請求項１に記載の３次元ポリゴン表示装置。
【請求項３】前記ポリゴンリダクション調整・処理部
が、指定されたオブジェクト部分を移動させて再配置す
るオブジェクト部分移動調整部と、ポリゴンリダクショ
ン処理を行うポリゴンリダクション実行部と、前記オブ
ジェクト部分を前記オブジェクトの元の位置へ納めて合
成するオブジェクト合成部とを備え、前記オブジェクト部分指定部により、他のオブジェクト
部分に包含され、内部に存在する内部オブジェクト部分
を指定し、前記オブジェクト部分移動調整部により、前
記指定された内部オブジェクト部分をオブジェクトの外
部に移動して再配置し、前記ポリゴンリダクション実行
部により、前記再配置後のオブジェクトに対してポリゴ
ンリダクション処理を施すことにより、内部に隠れたオ
ブジェクト部分に対してもポリゴンリダクション処理を
実行する請求項１に記載の３次元ポリゴン表示装置。
【請求項４】前記ポリゴンリダクション調整・処理部
が、オブジェクトの形状を変形させるオブジェクト部分
変形調整部と、ポリゴンリダクション処理を行うポリゴ
ンリダクション実行部と、前記オブジェクト部分を前記
オブジェクトの元の位置へ納めて合成するオブジェクト
合成部とを備え、前記オブジェクト部分指定部により、内部に他のオブジ
ェクト部分を包含する包含オブジェクト部分を指定し、
前記オブジェクト部分変形調整部により、前記包含オブ
ジェクト部分を変形して前記包含されている内部オブジ
ェクト部分を外表面に露出させ、前記ポリゴンリダクシ
ョン実行部により、前記変形後のオブジェクトに対して
ポリゴンリダクション処理を施すことにより、内部に隠
れたオブジェクト部分に対してもポリゴンリダクション
処理を実行する請求項１に記載の３次元ポリゴン表示装
置。
【請求項５】ポリゴンリダクション処理前のポリゴン
頂点に関する座標とテクスチャ情報を保持し、ポリゴン
リダクション処理後のポリゴン頂点に関するテクスチャ
情報を生成するテクスチャ情報調整部を備え、前記テクスチャ情報調整部は、前記ポリゴンリダクショ
ン調整・処理部によるポリゴンリダクション処理後のポ
リゴン頂点の座標を取得し、ポリゴンリダクション処理
前後のポリゴン頂点の座標を比較するポリゴン頂点比較
部と、前記座標比較の結果、一致するポリゴン頂点に対
しては、保持しているテクスチャ情報をそのまま割り付
け、一致せず縮退・移動があったポリゴン頂点に対して
は、縮退・移動前のもっとも近い座標を持つポリゴン頂
点に対するテクスチャ情報を流用して割り当てるテクス
チャ情報割り付け部とを備えた請求項１に記載の３次元
ポリゴン表示装置。
【請求項６】ポリゴンリダクション処理前のポリゴン
頂点に関する座標とテクスチャ情報を保持し、ポリゴン
リダクション処理後のポリゴン頂点に関するテクスチャ
情報を生成するテクスチャ情報調整部を備え、前記テクスチャ情報調整部は、前記ポリゴンリダクショ
ン調整・処理部によるポリゴンリダクション処理後のポ
リゴン頂点の座標を取得し、ポリゴンリダクション処理
前後のポリゴン頂点の座標を比較するポリゴン頂点比較
部と、前記座標比較の結果、一致するポリゴン頂点に対
しては、保持しているテクスチャ情報をそのまま割り付
け、一致せず縮退・移動があったポリゴン頂点に対して
は、周囲のポリゴン頂点との間においてテクスチャ情報
の変化は距離に比例するとして縮退・移動距離に応じた
変化分を補正した値をテクスチャ情報として割り当てる
テクスチャ情報割り付け部とを備えた請求項１に記載の
３次元ポリゴン表示装置。
【請求項７】表示解像度に応じてオブジェクトのポリ
ゴンメッシュを形成する階層化ポリゴンデータを用いた
３次元ポリゴン表示装置を実現する処理プログラムを記
録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記オブジェクトの一部分を指定してオブジェクト部分
に分割するオブジェクト部分指定処理ステップと、前記
オブジェクト部分指定処理ステップにより指定されたオ
ブジェクト部分に対してポリゴンリダクション処理が施
される割合を調整して実行するポリゴンリダクション調
整処理ステップとを備え、オブジェクトに対してポリゴ
ンデータ数を減少させるポリゴンリダクション処理を施
す場合に、前記オブジェクトの各部分ごとにポリゴンデ
ータ数を減少させる割合を設定でき、前記ポリゴンリダ
クション調整処理ステップが、前記指定されたオブジェ
クト部分を拡大するオブジェクト部分拡大処理と、前記
拡大されたオブジェクト部分に対して行うポリゴンリダ
クション処理と、前記ポリゴンリダクション処理された
オブジェクト部分を前記拡大前の元の大きさに縮小する
オブジェクト部分縮小処理と、前記元の大きさに縮小さ
れたオブジェクト部分を前記オブジェクトの元の位置へ
納めて合成するオブジェクト合成処理とを含み、ポリゴ
ンリダクション処理実行前にオブジェクト部分の大きさ
を拡大しておくことによりポリゴンリダクション処理が
施される割合を調整することを特徴とする処理プログラ
ムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項８】ポリゴンリダクション処理前のポリゴン
頂点に関する座標とテクスチャ情報を保持し、ポリゴン
リダクション処理後のポリゴン頂点に関するテクスチャ
情報を生成するテクスチャ情報調整処理ステップを備
え、前記テクスチャ情報調整処理ステップは、前記ポリゴン
リダクション調整処理ステップによるポリゴンリダクシ
ョン処理後のポリゴン頂点の座標を取得し、ポリゴンリ
ダクション処理前後のポリゴン頂点の座標を比較するポ
リゴン頂点比較処理ステップと、前記座標比較の結果、
一致するポリゴン頂点に対しては、保持しているテクス
チャ情報をそのまま割り付け、一致せず縮退・移動があ
ったポリゴン頂点に対しては、縮退・移動前のもっとも
近い座標を持つポリゴン頂点に対するテクスチャ情報を
流用して割り当てるテクスチャ情報割り付け処理ステッ
プとを備えた請求項７に記載の記録媒体。
【請求項９】ポリゴンリダクション処理前のポリゴン
頂点に関する座標とテクスチャ情報を保持し、ポリゴン
リダクション処理後のポリゴン頂点に関するテクスチャ
情報を生成するテクスチャ情報調整処理ステップを備
え、前記テクスチャ情報調整処理ステップは、前記ポリゴン
リダクション調整処理ステップによるポリゴンリダクシ
ョン処理後のポリゴン頂点の座標を取得し、ポリゴンリ
ダクション処理前後のポリゴン頂点の座標を比較するポ
リゴン頂点比較処理ステップと、前記座標比較の結果、
一致するポリゴン頂点に対しては、保持しているテクス
チャ情報をそのまま割り付け、一致せず縮退・移動があ
ったポリゴン頂点に対しては、周囲のポリゴン頂点との
間においてテクスチャ情報の変化は距離に比例するとし
て縮退・移動距離に応じた変化分を補正した値をテクス
チャ情報として割り当てるテクスチャ情報割り付け処理
ステップとを備えた請求項７に記載の記録媒体。