JP4265791B2 - 法線マップデータ生成方法、描画処理方法および描画処理装置 - Google Patents
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Description
法線ベクトルで記述される法線マップデータを、一旦高度データの形式で記述される高度マップデータへと変換する逆変換ステップと、変形の内容を高度データの形式で記述する変形高度データを高度マップデータへ合成し、修正高度マップデータを生成する合成ステップと、修正高度マップデータを法線ベクトルで記述される修正法線マップデータへ変換する変換ステップと、修正法線マップデータを保存する保存ステップと、を実行させる。
図3は、第1の実施形態に係るバンプマップデータ生成方法のフローチャートを示す。図4は、第1の実施形態に係るバンプマップデータ生成方法を模式的に示した図である。図3および図4において、互いに対応する工程には同一の符号が付されている。
S160において行われる処理は、S120、あるいはS140の処理と順番が入れ替わってもよい。
第2の実施形態では、第1の実施形態に係るバンプマップデータ生成方法を用い、バンプマップデータを記述する法線ベクトルを量子化することによって高速な描画処理を行い、またメモリ消費量の低減を実現するための方法について説明する。
図7は、量子化された基準法線ベクトルとインデックスIDの対応を示すVQテーブルおよびCLUTの内容を示す図である。
図9は、第2の実施形態に係る描画処理装置100の構成図である。描画処理装置100は、3次元オブジェクトのモデル情報をもとに表示装置に表示するための描画データを生成するものであり、必要に応じて3次元オブジェクトの表面に擬似的な凹凸をもたせるためにバンプマッピング処理を行う。このバンプマッピング処理により、第1、第2の実施形態で説明したオブジェクトの形状の変形が擬似的に表現される。
バンプマッピング処理部106は、法線データマッピング部108、法線ベクトル置換部110、輝度値取得部112、修正バンプマップデータ生成部200を含む。
このようにして量子化された量子化バンプマップデータBMqは、必要に応じて法線データ記憶部116に保存しておく。
修正バンプマップデータ生成部200は、バンプマップデータ取得部202、逆変換部204、合成部206、変形データ取得部208、変換部210を含む。
変形データ取得部208は、ジオメトリ処理部102から出力されるオブジェクトの変形内容を示すデータを受け取り、高度データ形式で記述される変形処理の内容に対応した変形高度データMDhを生成する。
変換部210は、修正高度バンプマップデータMBMhのデータ形式を、高度データ形式から法線データの形式へと変換した修正法線バンプマップデータMBMnを、法線ベクトル置換部110へと出力する。
逆変換部204は、初期法線バンプマップデータBMnを高度データ形式の初期高度バンプマップデータBMhに変換する。
この変形データMDは、変形データ取得部208により高度データ形式の変形高度データMDhに変換され合成部206へ出力される。合成部206は、これらの初期高度バンプマップデータBMhと変形高度データMDhを合成して、修正高度バンプマップデータMBMhを生成する。修正高度バンプマップデータMBMhは、変換部210によって法線データ形式の修正法線バンプマップデータMBMnに変換される。
第1、第2の実施形態では、高度データ形式で変形処理を行い、法線データ形式に再度変換することによりバンプマップデータを生成したが、以下の第3の実施形態では、変形処理を法線データ形式で行う。
S480で行われる合成処理は、ベクトルの和を計算することによって行うことができる。この合成処理においては、初期法線バンプマップデータBMnと、変形法線データMDnを、係数m、nを用いて重み付けを行って合成してもよい。重み付けして合成した結果得られる修正法線バンプマップデータMBMnは、MBMn=m×MDn+n×BMnで与えられる。
第4の実施形態に係るバンプマップデータ生成方法は、第2の実施形態と同様に法線バンプマップを記述する法線ベクトルを量子化することにより、高速な描画処理を行うものである。このために、第2の実施形態と同様に、予め基準法線ベクトルを用意しておき、各基準法線ベクトルについて輝度値αを計算し、CLUTに保存に保存しておく。
まず、量子化された基準法線ベクトルVqnのすべての組み合せについてベクトル和を予め計算した演算テーブルを作成しておく。この演算テーブルには、ベクトル合成の結果得られる法線ベクトルを量子化して基準法線ベクトルに置換し、そのインデックスとして保存しておく。たとえば、法線ベクトルを8ビットで量子化した場合、ベクトル和の組み合せは256×256通りあり、それぞれについて合成ベクトルを計算しておく。
つぎに、この変形量子化データMDqと、初期量子化バンプマップデータBMqを合成する(S480’)。この合成処理は、上述の演算テーブルを参照することによって行うことができる。この合成処理により得られた結果が、修正量子化バンプマップデータMBMqとなる(S500’)。
このように、量子化された基準法線ベクトルについて、ベクトル合成の演算テーブルを予め作成しておくことにより、量子化データを法線データ形式に変換し、再度量子化する必要がなくなるため、演算処理速度を上げることができる。
複数の基準法線ベクトルについては予め輝度値αが計算されており、CLUTに保存されている。したがって、こうして生成した修正量子化バンプマップデータMBMqによって凹凸が表現されたオブジェクト10’のシェーディング処理は、各ピクセルの法線ベクトルのインデックスを取得した後、カラールックアップテーブルCLUTを参照してその法線ベクトルに対応する輝度値αを取得し、この輝度値αを用いて各ピクセルの色を補正することにより行うことができる。
図13は、本実施の形態に係る描画処理方法を実現するための修正バンプマップデータ生成部200’の構成を示す図である。
バンプマップデータ取得部202は、法線データ記憶部116から、変形処理前のオブジェクトにマッピングされた量子化バンプマップデータBMqを取得する。バンプマップデータ取得部202は、VQテーブル121を参照して、インデックスから法線データの形式に変換し、初期法線バンプマップデータBMnを取得する。
合成部206は、バンプマップデータ取得部202から出力される初期法線バンプマップデータBMnと、変換部210から出力される変形法線データMDnを合成して修正法線バンプマップデータMBMnを生成し、法線ベクトル置換部110へ出力する。
たとえば、図5(b)に示すような、オブジェクトにマッピングする前の法線データMvに対して、実施形態で説明したバンプマップ生成方法を利用した変形処理を施し、生成されたバンプマップデータをオブジェクトにマッピングすることにより、変形処理後のバンプマップデータを生成してもよい。
この場合、実施形態で説明したようなオブジェクト単位での描画処理ではなく、ポリゴンの面を単位としてバンプマップデータ生成およびマッピング処理を行うことになる。
Claims (13)
- プロセッサが、法線ベクトルで記述される法線マップデータを、一旦高度データの形式で記述される高度マップデータへと変換する逆変換ステップと、
プロセッサが、変形の内容を高度データの形式で記述する変形高度データを前記高度マップデータへ合成し、修正高度マップデータを生成する合成ステップと、
プロセッサが、前記修正高度マップデータを法線ベクトルで記述される修正法線マップデータへ変換する変換ステップと、
前記修正法線マップデータをメモリに保存する保存ステップと、
を備えることを特徴とする法線マップデータ生成方法。 - プロセッサが、法線ベクトルで記述される法線マップデータを、一旦高度データの形式で記述される高度マップデータへと変換する逆変換ステップと、
プロセッサが、前記逆変換ステップで得られた前記高度マップデータを記述する高度データを変形の内容に対応させて修正し、修正高度マップデータを生成する変形ステップと、
プロセッサが、前記修正高度マップデータを法線ベクトルで記述される修正法線マップデータへ変換する変換ステップと、
前記修正法線マップデータをメモリに保存する保存ステップと、
を備えることを特徴とする法線マップデータ生成方法。 - 前記逆変換ステップに投入される前記法線マップデータを記述する法線ベクトルは量子化されており、前記保存ステップにおいて、プロセッサが前記修正法線マップデータを記述する法線ベクトルも量子化し、量子化された前記修正法線マップデータをメモリに保存することを特徴とする請求項1または2に記載の法線マップデータ生成方法。
- 量子化された法線ベクトルに対してそれぞれ、プロセッサにより予め輝度値を計算してメモリに保存しておき、
請求項3に記載の法線マップデータ生成方法により生成された前記修正法線マップデータにもとづいて、プロセッサがシェーディング処理する際に、前記修正法線マップデータを記述する量子化された法線ベクトルに対応するメモリ上の輝度値を参照し、参照された輝度値にもとづいてシェーディング処理を行うことを特徴とする描画処理方法。 - プロセッサが、変形の内容を高度データの形式で記述する変形高度データを、法線ベクトルで記述される変形法線データに変換する変換ステップと、
プロセッサが、前記変形法線データを、法線ベクトルで記述される法線マップデータに合成し、修正法線マップデータを生成する合成ステップと、
前記修正法線マップデータをメモリに保存する保存ステップと、
を備え、
前記合成ステップにおいてプロセッサは、前記変形法線データと前記法線マップデータを重み付けして加算することを特徴とする法線マップデータ生成方法。 - 前記合成ステップにおいて、前記変形高度データが示す形状が特徴的な領域について、前記変形高度データを変換して得られる前記変形法線データの重みを大きくすることを特徴とする請求項5に記載の法線マップデータ生成方法。
- 前記法線マップデータを記述する法線ベクトルは量子化されており、前記保存ステップにおいて、プロセッサが前記修正法線マップデータを記述する法線ベクトルも量子化し、量子化された前記修正法線マップデータをメモリに保存することを特徴とする請求項5に記載の法線マップデータ生成方法。
- 量子化された法線ベクトルに対してそれぞれ、プロセッサにより予め輝度値を計算してメモリに保存しておき、
請求項7に記載の法線マップデータ生成方法により生成された前記修正法線マップデータにもとづいて、プロセッサがシェーディング処理する際に、前記修正法線マップデータを記述する量子化された法線ベクトルに対応するメモリ上の輝度値を参照し、参照された輝度値にもとづいてシェーディング処理を行うことを特徴とする描画処理方法。 - 法線ベクトルで記述される法線マップデータを、一旦高度データの形式で記述される高度マップデータへと変換する逆変換部と、
変形の内容を高度データで記述する変形高度データを前記高度マップデータへ合成し、修正高度マップデータを生成する合成部と、
前記修正高度マップデータを法線ベクトルで記述される修正法線マップデータへ変換する変換部と、
前記修正法線マップデータを保存するメモリと、
を備えることを特徴とする描画処理装置。 - 変形の内容を高度データで記述する変形高度データを、法線ベクトルで記述される変形法線データに変換する変換部と、
前記変形法線データを、法線ベクトルで記述される法線マップデータに合成し、修正法線マップデータを生成する合成部と、
前記修正法線マップデータを保存するメモリと、
を備え、
前記合成部は、前記変形法線データと前記法線マップデータを重み付けして加算することを特徴とする描画処理装置。 - コンピュータに、
法線ベクトルで記述される法線マップデータを、一旦高度データの形式で記述される高度マップデータへと変換する逆変換ステップと、
変形の内容を高度データの形式で記述する変形高度データを前記高度マップデータへ合成し、修正高度マップデータを生成する合成ステップと、
前記修正高度マップデータを法線ベクトルで記述される修正法線マップデータへ変換する変換ステップと、
前記修正法線マップデータを保存する保存ステップと、
を実行させるためのプログラム。 - コンピュータに、
法線ベクトルで記述される法線マップデータを、一旦高度データの形式で記述される高度マップデータへと変換する逆変換ステップと、
前記逆変換ステップで得られた前記高度マップデータを記述する高度データを変形の内容に対応させて修正し、修正高度マップデータを生成する変形ステップと、
前記修正高度マップデータを法線ベクトルで記述される修正法線マップデータへ変換する変換ステップと、
前記修正法線マップデータを保存する保存ステップと、
を実行させるためのプログラム。 - コンピュータに、
変形の内容を高度データの形式で記述する変形高度データを、法線ベクトルで記述される変形法線データに変換する変換ステップと、
前記変形法線データを、前記変形法線データと法線ベクトルで記述される前記法線マップデータを重み付けして加算することにより、修正法線マップデータを生成する合成ステップと、
前記修正法線マップデータを保存する保存ステップと、
を実行させるためのプログラム。
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