JP3980004B2

JP3980004B2 - インタラクティブ三次元場景照明方法及びそのシステム

Info

Publication number: JP3980004B2
Application number: JP2004036844A
Authority: JP
Inventors: 明▲ほう▼ 翁; 俊明蘇; 俊呈陳; 俊毅李
Original assignee: 財團法人資訊工業策進會
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2024-02-13
Also published as: JP2005228112A

Description

本発明は一種の場景照明方法及びそのシステムに係り、特に、三次元場景中において光影を発生するのに適用されるインタラクティブ三次元場景照明方法及びそのシステムに関する。

三次元ハードウエア像表示機能は不断に進化し、及び三次元ゲームはますます普及している。現在、三次元場景全体照明中の全体照明効果（ｇｌｏｂａｌｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）の品質に対する使用者の要求はますます高くなっており、例えば、三次元場景中の物品が光源（ｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅ）照射を受ける時、その現出する陰影効果により迫真度が決定される。

周知のシャドーＺバッファ（ｓｈａｄｏｗＺ−ｂｕｆｆｅｒ）光影生成技術は、幾何パターン中で光と影の立体画像を生成するのに用いられる。シャドーＺバッファ光影生成技術は二つのステップを具えている。第１ステップでは光源をカメラ（ｃａｍｅｒａ）と仮定して画像空間（ｉｍａｇｅｓｐａｃｅ）の正確度の下でサンプリングを行ない、各画素の深度値を計算する。第２ステップでは一般の像表示技術を利用してカメラをもとの視点に戻して視点から見える画像を生成する。そのうち、第１段階では通常カメラ像表示結果に伴い発生するＺバッファデータを保存してシャドーマップ（ｓｈａｄｏｗｍａｐ）、即ちいわゆる光線空間（ｌｉｇｈｔｓｐａｃｅ）となす。これにより、表示される画像がシャドーマップがカバーするシャドーエリア内にあるかを判断して適当な光影効果を形成できる。例えば、三次元空間中にあって、ある一点Ｐの像表示効果は可視の画像上では一つの画素として定義され、即ち、Ｐ点のスクリーン空間（ｓｃｒｅｅｎｓｐａｃｅ）中の座標（ｘ，ｙ，ｚ）を光線空間中の対応する座標（ｘ’，ｙ’，ｚ’）に変換し、続いて座標ｘ’及びｙ’をシャドーマップサーチのインデックスとして使用し、深度値を計算してｚ’値と比較する。もしｚ’値が深度値より大きければ、Ｐ点と光源の中間に、Ｐ点よりも光源に接近する別の物品が存在することを表し、即ちＰ点がこの別の物品に遮られていることを表す。これによりＰ点はシャドーエリア内に入り、これによりＰ点の画素の輝度を弱めて光影の効果を現出させなければならない。反対に、ｚ’値がこの深度値と等しければ、Ｐ点は遮られず完全な光源照射を受けることができることを表す。

しかし、シャドーＺバッファ技術は画像空間中において逐一各画素の光影効果を計算しなければならず、このため相当に資源を消費し、且つシステムに対して相当に大きな演算負荷を形成する。一般に、三次元場景の設計効果を予め観たい場合は、通常、数分間の計算と像表示時間を待たねば全体照明の画像効果を取得できず、また、三次元場景設計者が新たに場景の照明効果を調整する場合は、更に相当に長い計算と像表示時間を待たねばならない。これまでに、システム負荷を低減し可視画素のみに対して光影効果を計算する方法が提供されているが、それはその視点の光影効果を現出できるだけであり、全体全面の効果を現出できず、理想的ではない。このほか、シャドーＺバッファ技術の画素輝度を減衰させて光影効果を生成する方法は正確でなく、単純に概略値を使用して正確に対応エリアの輝度を減衰させることはできない。これから分かるように、周知の光影生成の三次元場景照明方法には多くの欠点があり改善の必要がある。

本発明の主要な目的は、一種のインタラクティブ三次元場景照明方法及びそのシステムを提供することにあり、それは、ランプで実際に照明する物理方法により場景の照明と光影効果をシュミレート計算し、これにより各ポリゴンが実際に受け取れる光源エネルギー量を計算し、これにより照明成像の品質を高める方法とシステムであるものとする。

本発明の別の目的は、一種のインタラクティブ三次元場景照明方法及びそのシステムを提供することにあり、それは、三次元グラフィックスチップの演算機能を周知の光源の発射する光束が場景中に照射されたか否かを判断する演算プロセスの代わりに利用することで、大幅に演算効率を高める方法とシステムであるものとする。

請求項１の発明は、インタラクティブ三次元場景照明方法において、
（Ａ）三次元場景をキャプチャするステップ、
（Ｂ）この三次元場景を複数のポリゴンに転化し、且つ各ポリゴンは三つの頂点を線で結んでなるものとするステップ、
（Ｃ）各ポリゴンに専属識別コードを賦与し、且つ各専属識別コードを専属カラーに対応させて、各ポリゴンが対応する専属カラーを決定するステップ、
（Ｄ）光源を画像キャプチャ装置に模し、並びにフラットシェーディング技術を使用して画像キャプチャ装置の光源に対応する座標部分より、各種専属カラーが割り当てられた三次元場景に対して像表示を行ない、一組の画像を取得し、この（Ｄ）のステップにおいて、単位長の直方体を使用して光源を該直方体中に於いて照射を行なった結果をシュミレートするステップ、
（Ｅ）該画像中の各専属画像に対応する分布を分析して計算により各ポリゴンの受け取った光源照射量に変換するステップであって、
（Ｅ１）画像中の全ての専属カラーを分析するステップ、
（Ｅ２）これら専属カラーを対応する専属識別コードに変換して該専属識別コードのポリゴンを取得するステップ、
（Ｅ３）各ポリゴンの受光エリアを前記直方体上に投影した投影面積を計算するステップ、
（Ｅ４）該ポリゴンと該直方体間の距離、投影比例、及び両者間に形成される立体夾角に基づき、該ポリゴンの受光エリアの実際面積を計算するステップ、
（Ｅ５）該ポリゴンの微分面積が受け取る光源照射量を計算するステップ、
を包含するステップ、
（Ｆ）各頂点が平均して受け取る光源照射量を計算するステップ、
（Ｇ）画像キャプチャ装置を現在の視点とシュミレートし、スムースシェーディング技術を使用してポリゴン及び頂点が受け取った光源照射量を整合させ、こうして現在視点より観察した三次元場景が光源照射後に発生する光源照射量効果及び像表示効果を現出するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、各ポリゴンは、
各頂点に一つの頂点インデックスが定義された、他のポリゴンとの共用の頂点インデックスのデータと、
各頂点に異なるポリゴンに関して異なった頂点インデックスが定義された、他のポリゴンと不共用の頂点インデックスのデータと、
を具えたことを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法としている。
請求項３の発明は、請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、専属カラーコードはＲＢＧＡの３２ビットアンサインドショート形式を採用することを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法としている。
請求項４の発明は、請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、専属カラーコードはＲＢＧ形式を採用することを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法としている。
請求項５の発明は、請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、（Ｄ）のステップで、該直方体の各面はｎ×ｎ個の格子に分割して各格子の面積を１／ｎ²とし、且つ該画像キャプチャ装置は該直方体の六面に対応する六枚の画像を取得することを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法としている。
請求項６の発明は、請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、（Ｅ３）のステップで、統計する全部でｋ個の画素とポリゴンの専属カラーが符合し、これにより該ポリゴンの受光エリアの投影面積は、

であることを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法としている。
請求項７の発明は、請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、（Ｅ４）のステップで、ポリゴンと直方体間の立体角度を（θ，Ψ）とすると、該ポリゴンの受光エリアの実際面積は、

であり、そのうち、ｄｉｓｔはポリゴンＡの重心から光源までの距離であることを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法としている。
請求項８の発明は、請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、（Ｅ５）のステップでポリゴンの微分面積が受け取る光源照射量は、

であり、そのうち、Ａ _lighting はポリゴン受光エリアの実際面積、Ａ _total は該ポリゴンの総面積、Ｎは該ポリゴンの法ベクトル、Ｌは光源が該ポリゴンの重心に照射するベクトル、Ｉは光源照射総量であることを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法としている。
請求項９の発明は、インタラクティブ三次元場景照明システムにおいて、該システムは三次元グラフィックスチップを配備し、該システムは、
三次元場景をキャプチャする手段、
この三次元場景を複数の、三つの頂点を線で結んでなる複数のポリゴンに転化する手段、
各ポリゴンに専属識別コードを賦与し、且つ各専属識別コードを専属カラーに対応させて、各ポリゴンが対応する専属カラーを決定する手段、
光源を画像キャプチャ装置に模し、並びにフラットシェーディング技術を使用して画像キャプチャ装置の光源に対応する座標部分より、各種専属カラーが割り当てられた三次元場景に対して像表示を行ない、一組の画像を取得するフラットシェーディング手段であって、単位長の直方体を使用して光源を該直方体中に於いて照射を行なった結果をシュミレートする、フラットシェーディング手段、
該画像中の各専属画像に対応する分布を分析して計算により各ポリゴンの受け取った光源照射量に変換する手段であって、まず、画像中の全ての専属カラーを分析し、これら専属カラーを対応する専属識別コードに変換して該専属識別コードのポリゴンを取得し、各ポリゴンの受光エリアを前記直方体上に投影した投影面積を計算し、該ポリゴンと該直方体間の距離、投影比例、及び両者間に形成される立体夾角に基づき、該ポリゴンの受光エリアの実際面積を計算し、該ポリゴンの微分面積が受け取る光源照射量を計算する手段、各頂点が平均して受け取る光源照射量を計算する手段、
画像キャプチャ装置を現在の視点とシュミレートし、スムースシェーディング技術を使用してポリゴン及び頂点が受け取った光源照射量を整合させ、こうして現在視点より観察した三次元場景が光源照射後に発生する光源照射量効果及び像表示効果を現出する成像手段、
以上の手段を具えたことを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明システムとしている。

本発明はランプで実際に照明する物理方法により場景の照明と光影効果をシュミレート計算し、これにより各ポリゴンが実際に受け取れる光源エネルギー量を計算し、これにより各ポリゴンが実際に受け取ることのできる光源エネルギーを計算し、幾何パターン内にあって生成する光影成像の品質を高めることができる。このほか、本発明は三次元グラフィックスチップの膨大な演算機能の補助を、周知の光源が発射する光束が場景中に照射されたか否かの演算プロセスの代わりに採用することで、大幅に演算効率を高めることができる。

本発明は一種のインタラクティブ三次元場景照明方法を提供する。それは、先ず三次元場景情報をキャプチャする。続いてこの三次元場景を複数のポリゴンに転化し、且つ各ポリゴンは三つの頂点（ｖｅｔｔｅｘ）を線で結んで形成する。さらに各ポリゴンに専属識別コード（ＩＤｎｕｍｂｅｒ）を賦与し、且つ各専属識別コードを専属カラーに対応させて、各ポリゴンが対応する専属カラーを決定する。その後、光源を画像キャプチャ装置に模してフラットシェーディング（ｆｌａｔｓｈａｄｉｎｇ）技術を使用して画像キャプチャ装置で光源に対応する座標部分より、各種専属カラーが割り当てられた三次元場景に対して像表示を行ない、一組の画像を取得する。これにより、画像中の各専属画像に対応する分布を分析することで、計算により各ポリゴンの受け取った光源照射量に変換できる。並びに各頂点が平均して受け取る光源照射量を計算した後、画像キャプチャ装置を現在の視点に戻し、さらにスムースシェーディング（ｓｍｏｏｔｈｓｈａｄｉｎｇ）技術を使用して上述のポリゴン及び頂点が受け取った光源照射量を整合させ、こうして現在視点より観察した三次元場景が光源照射後に発生する光源照射量効果及び像表示効果を現出することができる。

本発明はまたインタラクティブ三次元場景照明システムを提供し、それは三次元グラフィックスチップを配備し、これにより上述の三次元場景照明方法を実行する。

図１は本実施例の実施環境表示図である。図１の三次元場景１中で物体３が光源２照射を受けた後に現出する陰影３１効果の計算については図２のフローチャートを参照されたい。本実施例では、まず、計算したい三次元場景１の情報をキャプチャするステップ（ステップＳ２０１）で、ポリゴン（ｐｏｌｙｇｏｎ）を使用して記述した場景を構築する（ステップＳ２０２）。図３は、四つのポリゴンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分けられ、各ポリゴンは三つの頂点が線で結ばれてなり、且つ場景中のどのポリゴンの記述も二種類の異なる形式の頂点インデックス情報を具え、それは、その他のポリゴンと共用可能である頂点インデックス情報と、その他のポリゴンと共用されない頂点インデックス情報である。図３の三次元場景の例では、そのポリゴンの記述データは以下の二種類の形式を具備しなければならない：
形式一（その他のポリゴンと共用可能である頂点インデックス情報）：
頂点アレイ：

インデックスアレイ：

形式二（その他のポリゴンと不共用の頂点インデックス情報）：
頂点アレイ：

インデックスアレイ：

続いて、各ポリゴンに対して専属カラーコードを設定し（ステップＳ２０３）、即ち、まず、各ポリゴンに専属識別コードを賦与し、その後、一対一の可逆変換のプログラムにより、専属識別コードを専属カラーコードに変換する。本実施例では、専属カラーコードにＲＢＧＡ（ｒｅｄ，ｂｌｕｅ，ｇｒｅｅｎ，ａｌｐｈａ）の３２ビットアンサインドショート３２ビット；ｕｎｓｉｇｎｅｄｓｈｏｒｔ３２ｂｉｔｓ）形式を採用する。そのうち、本実施例は（２５５，２５５，２５５，２５５）を背景カラーとして指定し、これによりポリゴン使用に定義を与えない。当然、専属カラーコードは実際の応用によりＲＢＧ形式、或いは任意のその他のポリゴンの識別に用いられ得る形式を応用することができる。その後、さらに各ポリゴンに割り当てた専属カラーコードを上述の形式二中の各ポリゴンを組成する各頂点に与え、カラー設定完成後、以下の延伸形式が形成される：

さらに、光源を画像キャプチャ装置、例えばカメラに模し、並びにフラットシェーディング技術を使用して画像キャプチャ装置で光源が対応する座標部分にあって、各種の専属カラーが割り当てられた三次元場景に対して像表示を行ない、一組の画像を取得する（ステップＳ２０４）。本実施例では光源を開放式発光体と仮定し、これにより、光源のエネルギー量は中心点より周囲に向けて均一に発散する。こうして、一つの単位長の直方体を設計することにより光源の照射をシュミレートできる。即ち、直方体（全部で六面を有する）の各面を分割してｎ×ｎの格子となし、且つ各格子の面積を１／ｎ² となし、その後、画像キャプチャ装置が立方体の中心部分に設置されたと仮定し、直方体の各面の各格子を画像キャプチャ装置の視平面上の画素（ｐｉｘｅｌ）と同じとする。これにより、本実施例は以下の六組の画像キャプチャパラメータを獲得することができる。

これにより、本発明の画像キャプチャ装置は光源座標部分に架設し、上述の設定したパラメータ値に基づき、フラットシェーディング及び形式二のポリゴンのデータを使用して像表示し、並びに最後の像表示の結果を記録する。
その後、画像中の各専属カラーコードに対応する分布を分析し、計算により各ポリゴンの微分面積が受け取った光源照射量に変換する（ステップＳ２０５）。図４のフローチャートも参照されたい。これはステップＳ２０５の過程を詳細に説明するものであり、本実施例では、先ず６組のパラメータの像表示の結果より全ての画素のカラーブンプを統計する（ステップＳ４０１）。続いて、出現したカラーを対照表で変換して各ポリゴンが対応する専属識別コードとなし（ステップＳ４０２）、こうして各ポリゴンが実際に光源照射を受けるエリアの直方体上への投射の面積の大きさを知る（ステップＳ４０３）。例えば、統計結果中、全部でｋ個の画素のカラーがＲＢＧＡ（０，０，０，２２５）であれば、対照表で変換してＲＢＧＡ（０，０，０，２２５）は図３のポリゴンＡを代表すると知ることができ、並びにポリゴンＡが受ける光源照射のエリアの直方体上の投影面積は、

である。
また、本実施例では、両者の距離と投影比例の換算により、ポリゴンＡが受ける光源照射のエリアの実際面積を以下のように計算する（ステップＳ４０４）。

そのうち、ｄｉｓｔはポリゴンＡの重心から光源までの距離、（θ，Ψ）はポリゴンＡと直方体の間の立体角度（ｓｏｌｉｄａｎｇｌｅ）である。
もし、（θ，Ψ）がいずれも０度であれば、ポリゴンＡが受ける光源照射のエリアの実際面積は以下のようになる。

最後に、以下の公式によりポリゴンＡの微分面積が受け取る光源照射量を計算する（ステップＳ４０５）。

そのうち、Ａ_total はポリゴンＡの総面積、ＮはポリゴンＡの法ベクトル、Ｌは光源がポリゴンＡの重心に照射するベクトル、Ｉは光源照射総量である。注意すべきことは、本実施例で運用するポリゴンの重心は必ずポリゴン内部にあるという特性であり、これによりポリゴンのエリア内の任意の点が実際に受け取る光源のエネルギー量を代表する、ということである。
最後の成像結果がスムースで均一な効果を現出するように、各頂点が平均して吸収する光源のエネルギー量を計算し、並びに最後の頂点カラーを生成する（ステップＳ２０６）。ポリゴンを使用した物件或いは場景のデータを記述する構造中には、常に多くの頂点が異なるポリゴンと共同で使用される。例えば、図３の頂点Ｖ５はポリゴンＢ，Ｃ，Ｄに共同で使用される。ただしこれらの頂点は異なるポリゴン上で不等量の光源エネルギー量を吸収しうる。このため像表示を更にスムースにし、且つ良好な光影効果を生成するため、本実施例では頂点が各異なるポリゴン上で吸収するエネルギーを平均し、その後、さらにこの平均吸収エネルギー量と頂点設定の材質を計算し、最終的なカラーと輝度を生成する。
最後に、画像キャプチャ装置を実際にこの三次元場景を観察する現在視点に戻し、並びにスムースシェーディング技術を使用して上述のポリゴン及び頂点について計算した光源照射量を整合し、現在視点より観察した三次元場景が光源照射後に発生する光影効果及び像表示効果を現出する（ステップＳ２０７）。

以上の実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の特許請求範囲に属するものとする。

本発明の実施例の実施環境表示図である。本発明の実施例のフローチャートである。本発明の実施例の、ポリゴンを使用した三次元場景記述の表示図である。本発明の実施例の、ポリゴンが受け取る光源照射量の計算のフローチャートである。

符号の説明

１三次元場景２光源
３物体３１陰影
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄポリゴン

Claims

インタラクティブ三次元場景照明方法において、
（Ａ）三次元場景をキャプチャするステップ、
（Ｂ）この三次元場景を複数のポリゴンに転化し、且つ各ポリゴンは三つの頂点を線で結んでなるものとするステップ、
（Ｃ）各ポリゴンに専属識別コードを賦与し、且つ各専属識別コードを専属カラーに対応させて、各ポリゴンが対応する専属カラーを決定するステップ、
（Ｄ）光源を画像キャプチャ装置に模し、並びにフラットシェーディング技術を使用して画像キャプチャ装置の光源に対応する座標部分より、各種専属カラーが割り当てられた三次元場景に対して像表示を行ない、一組の画像を取得し、この（Ｄ）のステップにおいて、単位長の直方体を使用して光源を該直方体中に於いて照射を行なった結果をシュミレートするステップ、
（Ｅ）該画像中の各専属画像に対応する分布を分析して計算により各ポリゴンの受け取った光源照射量に変換するステップであって、
（Ｅ１）画像中の全ての専属カラーを分析するステップ、
（Ｅ２）これら専属カラーを対応する専属識別コードに変換して該専属識別コードのポリゴンを取得するステップ、
（Ｅ３）各ポリゴンの受光エリアを前記直方体上に投影した投影面積を計算するステップ、
（Ｅ４）該ポリゴンと該直方体間の距離、投影比例、及び両者間に形成される立体夾角に基づき、該ポリゴンの受光エリアの実際面積を計算するステップ、
（Ｅ５）該ポリゴンの微分面積が受け取る光源照射量を計算するステップ、
を包含するステップ、
（Ｆ）各頂点が平均して受け取る光源照射量を計算するステップ、
（Ｇ）画像キャプチャ装置を現在の視点とシュミレートし、スムースシェーディング技術を使用してポリゴン及び頂点が受け取った光源照射量を整合させ、こうして現在視点より観察した三次元場景が光源照射後に発生する光源照射量効果及び像表示効果を現出するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法。
請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、各ポリゴンは、
各頂点に一つの頂点インデックスが定義された、他のポリゴンとの共用の頂点インデックスのデータと、
各頂点に異なるポリゴンに関して異なった頂点インデックスが定義された、他のポリゴンと不共用の頂点インデックスのデータと、
を具えたことを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法。
請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、専属カラーコードはＲＢＧＡの３２ビットアンサインドショート形式を採用することを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法。
請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、専属カラーコードはＲＢＧ形式を採用することを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法。
請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、（Ｄ）のステップで、該直方体の各面はｎ×ｎ個の格子に分割して各格子の面積を１／ｎ² とし、且つ該画像キャプチャ装置は該直方体の六面に対応する六枚の画像を取得することを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法。
請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、（Ｅ３）のステップで、統計する全部でｋ個の画素とポリゴンの専属カラーが符合し、これにより該ポリゴンの受光エリアの投影面積は、

であることを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法。
請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、（Ｅ４）のステップで、ポリゴンと直方体間の立体角度を（θ，Ψ）とすると、該ポリゴンの受光エリアの実際面積は、

であり、そのうち、ｄｉｓｔはポリゴンＡの重心から光源までの距離であることを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法。
請求項１記載のインタラクティブ三次元場景照明方法において、（Ｅ５）のステップでポリゴンの微分面積が受け取る光源照射量は、

であり、そのうち、Ａ _lighting はポリゴン受光エリアの実際面積、Ａ _total は該ポリゴンの総面積、Ｎは該ポリゴンの法ベクトル、Ｌは光源が該ポリゴンの重心に照射するベクトル、Ｉは光源照射総量であることを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明方法。
インタラクティブ三次元場景照明システムにおいて、該システムは三次元グラフィックスチップを配備し、該システムは、
三次元場景をキャプチャする手段、
この三次元場景を複数の、三つの頂点を線で結んでなる複数のポリゴンに転化する手段、
各ポリゴンに専属識別コードを賦与し、且つ各専属識別コードを専属カラーに対応させて、各ポリゴンが対応する専属カラーを決定する手段、
光源を画像キャプチャ装置に模し、並びにフラットシェーディング技術を使用して画像キャプチャ装置の光源に対応する座標部分より、各種専属カラーが割り当てられた三次元場景に対して像表示を行ない、一組の画像を取得するフラットシェーディング手段であって、単位長の直方体を使用して光源を該直方体中に於いて照射を行なった結果をシュミレートする、フラットシェーディング手段、
該画像中の各専属画像に対応する分布を分析して計算により各ポリゴンの受け取った光源照射量に変換する手段であって、まず、画像中の全ての専属カラーを分析し、これら専属カラーを対応する専属識別コードに変換して該専属識別コードのポリゴンを取得し、各ポリゴンの受光エリアを前記直方体上に投影した投影面積を計算し、該ポリゴンと該直方体間の距離、投影比例、及び両者間に形成される立体夾角に基づき、該ポリゴンの受光エリアの実際面積を計算し、該ポリゴンの微分面積が受け取る光源照射量を計算する手段、各頂点が平均して受け取る光源照射量を計算する手段、
画像キャプチャ装置を現在の視点とシュミレートし、スムースシェーディング技術を使用してポリゴン及び頂点が受け取った光源照射量を整合させ、こうして現在視点より観察した三次元場景が光源照射後に発生する光源照射量効果及び像表示効果を現出する成像手段、
以上の手段を具えたことを特徴とする、インタラクティブ三次元場景照明システム。