JP4383247B2 - 衝突検知方法及び衝突検知装置 - Google Patents
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Description
(1) 3次元モデルを内包する球、直方体など、データ量の少ない簡易なモデルで代替させ、ソフトウェアにより衝突判定の計算を行う。複雑な形状のモデルでは多数の球や直方体が必要となり処理時間がかかる。また、形状の精度にも限界がある。
(2) ツリー構造などを用いて3次元モデルを階層的に空間分割し、計算の対象となるモデルを減らしてソフトウェアにより衝突判定の計算を行う。複雑な形状のモデルでは階層が深くなり処理時間がかかる。
(3) 3次元モデルをZバッファ法によりラスタライズし、フレームバッファのZ値を読み出してソフトウェアにより衝突を判定する。高速なグラフィックスエンジンを利用すればラスタライズは短時間に処理できるが、対象となるモデルをラスタライズするたびにソフトウェア処理によりフレームバッファのZ値を読み出し、画素毎に判定する処理が必要となり、処理時間がかかる。
以上のように、従来の技術では、衝突検知処理を実時間で行うことはできなかった。
図1において、101は3次元モデルデータを格納する記憶装置、102は操作に従って3次元モデルの位置と姿勢及び仮想の視点の位置、視線方向及び視野角を操作するジョイスティック等からなる入出力手段である。103は前記入出力手段102と記憶装置101に接続して制御する制御装置である。1041〜1044は、CPUとメモリと3次元グラフィックスボードで構成するPC(コンピュータ)からなるラスタライザであり、3次元モデルの数に応じて設けられる。各ラスタライザ1041〜1044は、制御装置103とイーサネット(登録商標)などの通信手段で接続され、記憶装置101から読み出された3次元モデルデータに基づいて前記入出力手段102の操作に応じて仮想の視点から見て変化する3次元モデルの距離画像を生成する。距離画像は、仮想の視点からの距離データDa,Db,Dc,Ddからなり、3次元グラフィックスボードで計算し、距離画像をディジタルビデオ信号として生成し、同時に出力する。105は前記ラスタライザ1041〜1044からの画素毎の距離データDa,Db,Dc,Ddを同時に入力して並べ替える並列ソータ、106は演算処理部、107は、前記演算処理部106に含まれ、前記並列ソータ105で並び替えた距離データD0,D1,D2,D3の隣り合う2個の距離データの差分を求める差分算出手段、108は、前記演算処理部106に含まれ、前記差分算出手段107により求めた差分が0または所定の範囲の大きさであることにより画素毎に衝突を判定する衝突判定手段である。衝突を判定する前記所定の範囲の大きさである閾値は、前記制御装置103により予め設定されている。
それら視点、モデルの位置等のデータ、モデルデータは、モデル毎に各ラスタライザ1041〜1044のそれぞれに入力される。例えば、モデルA、B、C、Dのそれぞれのデータは、ラスタライザ1041,1042,1043,1044のそれぞれに入力され、保持される。各ラスタライザ1041〜1044は、入出力手段102の操作に応じた視点から見た各3次元モデルを構成するポリゴンまでの距離データを画素毎に計算して、距離画像を生成する(図2のP102)。
例えば、図3に示すように、組織A、組織B、組織C、メスDを仮想視点eから見た画像において、仮想視点eからメスDの刃先の点を通る直線を伸ばすとき、組織A、組織B、組織Cとこの直線との交点が存在すれば、仮想視点eから各交点までの距離データが算出される。なお、図3において、(i)は仮想視点eとメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Aと交わる点、(ii)は仮想視点eとメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Bと交わる点、及び、(iii)は仮想視点eとメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Cと交わる点である。仮想視点eから見た画像内において、前記メスDの刃先の点と交点群は、同一画素に対応しており、例えばラスタライザ1041〜1044がZバッファ法に基づいている場合、仮想視点eから前記メスDの刃先の点及び交点群までの距離データはZ値(またはデプス値ともいう)として得られる。各ラスタライザ1041〜1044は、画面の同一座標位置にある距離データDa,Db,Dc,Dd(便宜上各モデルからの距離データを1個として説明する)を順次1画素分毎に出力する。
各ラスタライザ1041〜1044で生成された同一座標位置からの距離データDa,Db,Dc,Ddは、同時に並列ソータ105に取り入れられ、視点からの距離の順に並び替えられる(図2のP103)。
例えば、Dc≦Da≦Db≦Ddである場合、並列ソータ105は、小さい順に、D0(=Dc),D1(=Da),D2(=Db),D3(=Dd)に並び替え、これらを演算処理部106に出力する。
演算処理部106の差分算出手段107は、前記並列ソータ105からの距離データD0,D1,D2,D3の隣り合う2個の距離データの差分を求める(図2のP104)。
すなわち、差分出力のそれぞれには、例えば、差分D3−D2,D2−D1,D1−D0が出力される。
衝突判定手段108は、差分と予め設定されている閾値とを比較して、差分が0又は閾値内であるときは衝突と判定する(図2のP105)。
差分を取る距離データD0(=Dc),D1(=Da),D2(=Db),D3(=Dd)は、同一座標位置にある同一画素についてのデータであるから、これらの差分が0又は所定の閾値内であるときは、そのモデルの当該画素の点は視点から同一距離にあるもの、すなわち衝突あるいは接触していると判定する。衝突判定手段108は、衝突と判定した場合、衝突検知信号を出力する。必要により、衝突と判定された画素のスクリーン座標(X,Y)を出力する。
入出力手段102の操作によりモデルを移動させ、モデル同士が衝突するか、しないかを判定することができる。
図4において、401はそれぞれを識別する識別コードを付与した3次元モデルデータを格納する記憶装置、403は入出力手段402と記憶装置401に接続して制御する制御装置である。4041〜4044は、CPUとメモリと3次元グラフィックスボードで構成するPC(コンピュータ)からなるラスタライザであり、3次元モデルの数に応じて設けられる。各ラスタライザ4041〜4044は、制御装置403とイーサネット(登録商標)などの通信手段で接続され、記憶装置401から読み出された3次元モデルデータに基づいて前記入出力手段402の操作に応じて仮想の視点から見て変化する3次元モデルの画像を生成する。画像は、仮想の視点からの距離データDa,Db,Dc,Ddからなり、3次元グラフィックスボードで計算し、距離画像をディジタルビデオ信号として生成し、それぞれの距離データDa,Db,Dc,Ddを識別コードIa,Ib,Ic,Idとともに同時に出力する。405は前記ラスタライザ4041〜4044からの画素毎の距離データDa,Db,Dc,Ddと識別コードIa,Ib,Ic,Idを同時に入力して距離データの順序に従って識別コードとともに並べ替える並列ソータ、409は演算処理部406に含まれ、衝突判定手段408により衝突を判定されたモデルの識別コードを出力する衝突モデル識別コード出力手段である。
ジョイスティック等からなる入出力手段402を操作することにより、図示しない表示装置に入出力手段402に関連付けられた3次元モデル例えば手術用のメスがその操作量に従って仮定した環境の中、例えば臓器の近傍を移動変化する画像が表示される。入出力手段402の操作により、3次元モデルの位置と姿勢及び仮想の視点の位置、視線方向及び視野角が制御される(図5のP501)。
それら視点、モデルの位置等のデータ、及びモデルデータが、モデル毎に各ラスタライザ4041〜4044のそれぞれに入力される。各ラスタライザ4041〜4044は、入出力手段402の操作に応じた視点から見た各3次元モデルを構成するポリゴンまでの距離データDa,Db,Dc,Ddを画素毎に計算して、距離画像を生成するとともに、それぞれの距離画像に識別コードIa,Ib,Ic,Idを与えて出力する(図5のP502)。
例えば、図3に示すように、組織A、組織B、組織C、メスDを仮想視点eから見た画像において、仮想視点eからメスDの刃先の点を通る直線を伸ばすとき、組織A、組織B、組織Cとこの直線との交点が存在すれば、仮想視点eから各交点までの距離データが算出される。なお、図3において、(i)は仮想視点eとメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Aと交わる点、(ii)は仮想視点eとメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Bと交わる点、及び、(iii)は仮想視点eとメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Cと交わる点である。仮想視点eから見た画像内において、前記メスDの刃先の点と交点群は、同一画素に対応しており、例えばラスタライザ4041〜4044がZバッファ法に基づいている場合、仮想視点eから前記メスDの刃先の点及び交点群までの距離データはZ値(またはデプス値ともいう)として得られる。各ラスタライザ4041〜4044は、画面の同一座標位置にある距離データDa,Db,Dc,Dd(便宜上各モデルからの距離データを1個として説明する)を順次1画素毎に出力するとともに、その距離データが属する3次元モデルの識別コードIa,Ib,Ic,Idも出力する。
各ラスタライザ4041〜4044で生成された同一座標位置からの距離データDa,Db,Dc,Ddと識別コードIa,Ib,Ic,Idは、同時に並列ソータ405に取り入れられ、視点からの距離の順に並び替えられ、このとき識別コードIa,Ib,Ic,Idも距離データの順序に従って並び替えられる(図5のP503)。
例えば、距離データについてDc≦Da≦Db≦Ddである場合、並列ソータ405は、小さい順に、D0(=Dc),D1(=Da),D2(=Db),D3(=Dd)に並び替え、これにともなって識別コードもI0(=Ic),I1(=Ia),I3(=Ib),I4(=Id)に並び替えて、これらを演算処理部406に出力する。
演算処理部406の差分算出手段407は、前記並列ソータ405からの距離データD0,D1,D2,D3の隣り合う2個の距離データの差分を求める(図5のP504)。
すなわち、差分出力のそれぞれには、例えば、差分D3−D2,D2−D1,D1−D0が出力される。
衝突判定手段408は、差分と予め設定されている閾値とを比較して、差分が0又は閾値内であるときは衝突と判定する(図5のP505)。
差分を取る距離データD0(=Dc),D1(=Da),D2(=Db),D3(=Dd)は、識別コードが同一のものについて対象とせず、それぞれ異なる3次元モデルのデータであり、かつ、同一座標位置にある同一画素についてのデータであるから、これらの差分が0又は所定の閾値内であるときは、そのモデルの当該画素の点は視点から同一距離にあるもの、すなわち衝突あるいは接触していると判定する。衝突判定手段408は、衝突と判定した場合、衝突検知信号を出力する。
衝突モデル識別コード出力手段409は、前記衝突判定手段408が衝突あるいは接触を判定したときの距離データの識別コードを得て、衝突している2以上のモデルの識別コードを出力する(図5のP506)。
入出力手段402の操作によりモデルを移動させ、モデル同士が衝突するか、しないかを判定することができる。衝突した場合は、識別コードによりモデルを特定することができる。
図6において、603は入出力手段602と記憶装置601に接続して制御するとともに、予め各3次元モデルに対しそれぞれの色と不透明度を指定し、衝突を判定された画素に予め定めた色を指定する制御装置である。6041〜6044は、CPUとメモリと3次元グラフィックスボードで構成するPC(コンピュータ)からなるラスタライザであり、3次元モデルの数に応じて設けられる。各ラスタライザ6041〜6044は、制御装置603とイーサネット(登録商標)などの通信手段で接続され、記憶装置601から読み出された3次元モデルデータに基づいて前記入出力手段602の操作に応じて仮想の視点から見て変化する3次元モデルの画像を生成する。画像は、仮想の視点からの距離データDa,Db,Dc,Ddからなり、制御装置603で指定された色と不透明度を備えており、3次元グラフィックスボードで計算し、距離画像をディジタルビデオ信号として生成し、それぞれの距離データDa,Db,Dc,Ddを色と不透明度のデータとともに同時に出力する。605は前記ラスタライザ6041〜6044からの画素毎の距離データDa,Db,Dc,Ddと色と不透明度のデータを同時に入力して距離データの順序に並べ替える並列ソータ、610は、演算処理部606に含まれ、前記並列ソータ605により並び替えた距離データの順及び色と不透明度に基づいて3次元モデルに対しアルファブレンディング合成による色計算をするアルファブレンディング手段、611は、衝突判定手段608により衝突を判定された画素に対して予め定めた色を優先的に選択する色選択手段である。以上により決定した画素の色が可視化画像として出力される。
ジョイスティック等からなる入出力手段602を操作することにより、3次元モデルの位置と姿勢及び仮想の視点の位置、視線方向及び視野角が制御される(図7のP701)。
それら視点、モデルの位置等のデータ、モデルデータが、モデル毎に各ラスタライザ6041〜6044のそれぞれに入力する。各ラスタライザ6041〜6044は、入出力手段602の操作に応じた視点から見た各3次元モデル表示及びこれらを構成するポリゴンまでの距離データDa,Db,Dc,Ddを画素毎に計算して、距離画像を生成して出力する(図7のP702)。
例えば、図3に示すように、組織A、組織B、組織C、メスDを仮想視点eから見た画像において、仮想視点eからメスDの刃先の点を通る直線を伸ばすとき、組織A、組織B、組織Cとこの直線との交点が存在すれば、仮想視点eから各交点までの距離データが算出される。なお、図3において、(i)は仮想視点とメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Aと交わる点、(ii)は仮想視点とメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Bと交わる点、及び、(iii)は仮想視点とメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Cと交わる点である。仮想視点eから見た画像内において、前記メスDの刃先の点と交点群は、同一画素に対応しており、例えばラスタライザ6041〜6044がZバッファ法に基づいている場合、仮想視点eから前記メスDの刃先の点及び交点群までの距離データはZ値(またはデプス値ともいう)として得られる。各ラスタライザ6041〜6044は、画面の同一座標位置にある距離データDa,Db,Dc,Dd(便宜上各モデルからの距離データを1個として説明する)を順次1画素毎に出力するとともに、その距離データが属する3次元モデルの色Ca,Cb,Cc,Cdと不透明度Oa,Ob,Oc,Odのデータも出力する。
各ラスタライザ6041〜6044で生成された同一座標位置からの距離データDa,Db,Dc,Ddと色Ca,Cb,Cc,Cdと不透明度Oa,Ob,Oc,Odのデータは、同時に並列ソータ605に取り入れられ、視点からの距離の順に並び替えられ、このとき色と不透明度のデータも距離データの順序に従って並び替えられる(図7のP703)。
例えば、距離データについてDc≦Da≦Db≦Ddである場合、並列ソータ605は、小さい順に、D0(=Dc),D1(=Da),D2(=Db),D3(=Dd)に並び替えて演算処理部606に出力する。
演算処理部606の差分算出手段607は、前記並列ソータ605からの距離データD0,D1,D2,D3の隣り合う2個の距離データの差分を求める(図7のP704)。
すなわち、差分出力のそれぞれには、例えば、差分D3−D2,D2−D1,D1−D0が出力される。
衝突判定手段608は、差分と予め設定されている閾値とを比較して、差分が0又は閾値内であるときは衝突と判定する(図7のP705)。
差分を取る距離データD0(=Dc),D1(=Da),D2(=Db),D3(=Dd)は、同一座標位置にある同一画素についてのデータであるから、これらの差分が0又は所定の閾値内であるときは、そのモデルの当該画素の点は視点から同一距離にあるもの、すなわち衝突あるいは接触していると判定する。衝突判定手段608は、衝突と判定した場合、衝突検知信号を出力する。
アルファブレンディング手段610は前記並列ソータ605により並び替えた距離データD0,D1,D2,D3の順及び色C0,C1,C2,C3と不透明度O0,O1,O2,O3のデータに基づいて3次元モデルに対しアルファブレンディング合成による色計算をする(図7のP706)。
色選択手段611は、衝突を判定された画素に対し制御装置603から優先的に指定する色を予め指定されており、衝突判定手段608から衝突を判定されたとき、前記アルファブレンディング手段610の出力ではなく、衝突した当該画素に前記指定された色を選択する(図7のP707)。
図8にアルファブレンディング合成と衝突している部分を指定色で表示する例を示す。
図8(a)は、アルファブレンディング合成をせず、図3の組織AとメスDのみが表示されている。
図8(b)は、アルファブレンディング合成により、組織Aを透過して組織Bが、また組織Aと組織Bを透過して組織Cが表示されている。また、メスDの刃と組織Aの接触している部分が指定色により強調表示されている。図8(b)では、指定色の強調は太線で表している。
図9において、903は入出力手段902と記憶装置901に接続して制御するとともに、衝突を判定された画素に予め定めた色と不透明度を指定する制御装置である。9041〜9044は、CPUとメモリと3次元グラフィックスボードで構成するPC(コンピュータ)からなるラスタライザであり、3次元モデルの数に応じて設けられる。各ラスタライザ9041〜9044は、制御装置903とイーサネット(登録商標)などの通信手段で接続され、記憶装置901から読み出された3次元モデルデータに基づいて前記入出力手段902の操作に応じて仮想の視点から見て変化する3次元モデルの画像を生成する。画像は、仮想の視点からの距離データDa,Db,Dc,Ddからなり、3次元グラフィックスボードで計算し、距離画像をディジタルビデオ信号として生成し、それぞれの距離データDa,Db,Dc,Ddを識別コードIa,Ib,Ic,Idとともに同時に出力する。905は前記ラスタライザ9041〜9044からの画素毎の距離データDa,Db,Dc,Ddを同時に入力して距離データの順序に並べ替える並列ソータ、910は前記並列ソータ905により並び替えた距離データの順及び後述するルックアップテーブル912に指定される色と不透明度に基づいて3次元モデルに対しアルファブレンディング合成による色計算をするアルファブレンディング手段、911は、衝突判定手段908により衝突を判定された画素に対して予め定めた色を優先的に選択する色選択手段、912は、各3次元モデルに対し予め与えられた識別コードに対応付けられた色と不透明度を有するルックアップテーブル、913は、前記ルックアップテーブル912から前記並列ソータ905において並び替えた識別コードに対応する色と不透明度を読み出すテーブル検索手段である。
ジョイスティックからなる入出力手段902を操作することにより、3次元モデルの位置と姿勢及び仮想の視点の位置と視線方向が制御される(図10のP1001)。
それら視点、モデルの位置等のデータ、モデルデータが、モデル毎に各ラスタライザ9041〜9044のそれぞれに入力する。各ラスタライザ9041〜9044は、入出力手段902の操作に応じた視点から見た各3次元モデル表示及びこれらを構成するポリゴンまでの距離データDa,Db,Dc,Ddを画素毎に計算して、距離画像を生成するとともに、それぞれの距離画像に識別コードIa,Ib,Ic,Idを与えて出力する(図10のP1002)。
例えば、図3に示すように、組織A、組織B、組織C、メスDを仮想視点eから見た画像において、仮想視点eからメスDの刃先の点を通る直線を伸ばすとき、組織A、組織B、組織Cとこの直線との交点が存在すれば、仮想視点eから各交点までの距離データが算出される。なお、図3において、(i)は仮想視点eとメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Aと交わる点、(ii)は仮想視点eとメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Bと交わる点、及び、(iii)は仮想視点eとメスDの刃先を結ぶ直線を伸ばし、組織Cと交わる点である。仮想視点eから見た画像内において、前記メスDの刃先の点と交点群は、同一画素に対応しており、例えばラスタライザ9041〜9044がZバッファ法に基づいている場合、仮想視点eから前記メスDの刃先の点及び交点群までの距離データはZ値(またはデプス値ともいう)として得られる。各ラスタライザ9041〜9044は、画面の同一座標位置にある距離データDa,Db,Dc,Dd(便宜上各モデルからの距離データを1個として説明する)を順次1画素毎に出力するとともに、その距離データが属する3次元モデルの識別コードIa,Ib,Ic,Idも出力する。
各ラスタライザ9041〜9044で生成された同一座標位置からの距離データDa,Db,Dc,Ddと識別コードIa,Ib,Ic,Idは、同時に並列ソータ905に取り入れられ、視点からの距離の順に並び替えられ、このとき識別コードも距離データの順序に従って並び替えられる(図10のP1003)。
例えば、距離データについてDc≦Da≦Db≦Ddである場合、並列ソータ905は、小さい順に、D0(=Dc),D1(=Da),D2(=Db),D3(=Dd)に並び替え、これにともなって識別コードもI0(=Ic),I1(=Ia),I3(=Ib),I4(=Id)に並び替えて、これらを演算処理部906に出力する。
演算処理部906の差分算出手段907は、前記並列ソータ905からの距離データD0,D1,D2,D3の隣り合う2個の距離データの差分を求める(図10のP1004)。
すなわち、差分出力のそれぞれには、例えば、差分D3−D2,D2−D1,D1−D0が出力される。
衝突判定手段908は、差分と予め設定されている閾値とを比較して、差分が0又は閾値内であるときは衝突と判定する(図10のP1005)。
差分を取る距離データD0(=Dc),D1(=Da),D2(=Db),D3(=Dd)は、識別コードが同一のものについて対象とせず、それぞれ異なる3次元モデルのデータであり、かつ、同一座標位置にある同一画素についてのデータであるから、これらの差分が0又は所定の閾値内であるときは、そのモデルの当該画素の点は視点から同一距離にあるもの、すなわち衝突あるいは接触していると判定する。衝突判定手段908は、衝突と判定した場合、衝突検知信号を出力する。
テーブル検索手段913は、前記ルックアップテーブル912から識別コードに対応する色と不透明度を読み出しておく(図10のP1006)。
ルックアップテーブル912の色と不透明度は、制御装置903から予め指定されている。
アルファブレンディング手段910は前記並列ソータ905により並び替えた距離データD0,D1,D2,D3の順及び前記テーブル検索手段913がルックアップテーブル912から識別コードに対応して読み出した色と不透明度のデータに基づいて3次元モデルに対しアルファブレンディング合成による色計算をする(図10のP1007)。
色選択手段911は、衝突を判定された画素に対し制御装置903から優先的に指定する色を予め指定されており、衝突判定手段908から衝突を判定されたとき、前記アルファブレンディング手段910の出力ではなく、衝突した当該画素に前記指定された色を選択する(図10のP1008)。
図8にアルファブレンディング合成と衝突している部分を指定色で表示する例を示す。
図8(a)は、アルファブレンディング合成をせず、図3の組織AとメスDのみが表示されている。
図8(b)は、アルファブレンディング合成により、組織Aを透過して組織Bが、また組織Aと組織Bを透過して組織Cが表示されている。また、メスDの刃と組織Aの接触している部分が指定色により強調表示されている。図8(b)では、指定色の強調は太線で表している。
入出力手段902の操作によりモデルを移動させ、モデル同士が衝突するか、しないかを判定することができる。衝突した場合は、識別コードによりモデルを特定することができる。
図11は、図1、図4、図6及び図9に用いる演算処理部106,406,606,906の部分を示し、他の構成部分を省略したものであり、図12は、図2のP105、図5のP505、図7のP705、図10のP1005とそれぞれにおける各過程の後方との間に位置する過程である。図11において、1113は、前記演算処理部106,406,606,906に含まれるカウンタである。
カウンタ1113は、画面ごとの処理の開始時にクリアし、衝突判定手段108(408,608,908)により画素毎に衝突を判定されたときはインクリメントし、衝突していないときは値を保持して、画像内の衝突している画素数をカウントする(図12のP1201)。
画面ごとの処理の終了時にカウント値を出力する(図12のP1202)。
衝突箇所が複数、あるいは例えば、メスが臓器内部まで入り臓器表面とメスとが連続して接触している場合にも、複数画素について衝突が発生していて、これをカウントして、接触箇所の数あるいは接触範囲の大きさを知ることができる。
また、ポリゴンで表現した3次元モデルに加えて、ステレオ写真測量やX線コンピュータトモグラフィ等の手法により計測された3次元画像データやボリュームデータを本発明の3次元モデルとして扱うことができ、本発明を利用することができる。
Claims (12)
- 2個以上の3次元モデル画像データを対象とし、モデル間の衝突を検知する方法であって、
制御手段が、操作に従って仮想の視点の位置、視線方向、視野角、3次元モデルの位置、姿勢、大きさ、形状のいずれかあるいは複数を制御する制御過程と、
ラスタライザ群が、前記制御手段による制御過程により制御され仮想の視点から見た各3次元モデルを距離データからなる距離画像として生成する複数のラスタライズ過程と、
並列ソータが、前記ラスタライザ群によるラスタライズ過程により生成した距離画像をもとに3次元モデルデータを画素毎に視点からの距離の順に並び替える並び替え過程と、
差分算出手段が、前記並列ソータによる並び替え過程により並び替えた各距離データの隣り合う2個の距離データの差分を求める差分算出過程と、
衝突判定手段が、前記差分算出手段による差分算出過程により求めた差分が0または所定の範囲の大きさであることにより画素毎に衝突を判定する衝突判定過程とからなることを特徴とする衝突検知方法。 - 2個以上の3次元モデル画像データを対象とし、モデル間の衝突を検知する装置であって、
操作に従って仮想の視点の位置、視線方向、視野角、3次元モデルの位置、姿勢、大きさ、形状のいずれかあるいは複数を制御する制御手段と、
仮想の視点から見た各3次元モデルを距離データからなる距離画像として生成するラスタライザ群と、
前記ラスタライザ群により生成した距離画像をもとに3次元モデルデータを画素毎に視点からの距離の順に並び替える並列ソータと、
前記並列ソータにより並び替えた各距離データの隣り合う2個の距離データの差分を求める差分算出手段と、
前記差分算出手段により求めた差分が0または所定の範囲の大きさであることにより画素毎に衝突を判定する衝突判定手段とからなることを特徴とする衝突検知装置。 - それぞれの3次元モデルを識別する識別コードを与えられた、2個以上の3次元モデル画像データを対象とし、モデル間の衝突を検知する方法であって、
制御手段が、操作に従って仮想の視点の位置、視線方向、視野角、3次元モデルの位置、姿勢、大きさ、形状のいずれかあるいは複数を制御する制御過程と、
ラスタライザ群が、前記制御手段による制御過程により制御され仮想の視点から見た各3次元モデルを距離データからなる距離画像として生成するとともに、それぞれの距離画像に3次元モデルデータを識別する識別コードを与える複数のラスタライズ過程と、
並列ソータが、前記ラスタライザ群によるラスタライズ過程により生成し識別コードが与えられた距離画像をもとに当該距離画像及び識別コードとともに3次元モデルデータを画素毎に視点からの距離の順に並び替える並び替え過程と、
差分算出手段が、前記並列ソータによる並び替え過程により並び替えた各距離データの隣り合う2個の距離データの差分を求める差分算出過程と、
衝突判定手段が、前記差分算出手段による差分算出過程により求めた差分が0または所定の範囲の大きさであることにより画素毎に衝突を判定する衝突判定過程と、
衝突モデル識別コード出力手段が、前記衝突判定手段による衝突判定過程により衝突を判定されたモデルの識別コードを出力する衝突モデル識別コード出力過程と
からなることを特徴とする衝突検知方法。 - それぞれの3次元モデルを識別する識別コードを与えられた、2個以上の3次元モデル画像データを対象とし、モデル間の衝突を検知する装置であって、
操作に従って仮想の視点の位置、視線方向、視野角、3次元モデルの位置、姿勢、大きさ、形状のいずれかあるいは複数を制御する制御手段と、
仮想の視点から見た各3次元モデルを距離データからなる距離画像として生成するとともに、それぞれの距離画像に3次元モデルデータを識別する識別コードを与えるラスタライザ群と、
前記ラスタライザ群により生成し識別コードが与えられた距離画像をもとに当該距離画像及び識別コードとともに3次元モデルデータを画素毎に視点からの距離の順に並び替える並列ソータと、
前記並列ソータにより並び替えた各距離データの隣り合う2個の距離データの差分を求める差分算出手段と、
前記差分算出手段により求めた差分が0または所定の範囲の大きさであることにより画素毎に衝突を判定する衝突判定手段と、
前記衝突判定手段により衝突を判定されたモデルの識別コードを出力する衝突モデル識別コード出力手段と
からなることを特徴とする衝突検知装置。 - それぞれの色と不透明度を与えられた、2個以上の3次元モデル画像データを対象とし、モデル間の衝突を検知する方法であって、
制御手段が、操作に従って仮想の視点の位置、視線方向、視野角、3次元モデルの位置、姿勢、大きさ、形状のいずれかあるいは複数を制御する制御過程と、
ラスタライザ群が、前記制御手段による制御過程により制御され仮想の視点から見た各3次元モデルを距離データからなる距離画像及び色と不透明度を含む2次元画像として生成する複数のラスタライズ過程と、
並列ソータが、前記ラスタライザ群による前記ラスタライズ過程により生成した距離画像をもとに色と不透明度とともに3次元モデルデータを画素毎に視点からの距離の順に並び替える並び替え過程と、
差分算出手段が、前記並列ソータによる前記並び替え過程により並び替えた各距離データの隣り合う2個の距離データの差分を求める差分算出過程と、
衝突判定手段が、前記差分算出手段による前記差分算出過程により求めた差分が0または所定の範囲の大きさであることにより画素毎に衝突を判定する衝突判定過程と、
アルファブレンディング手段が、前記並列ソータによる並び替え過程により並び替えた順及び色と不透明度に基づいて3次元モデルに対しアルファブレンディング合成による色計算をするアルファブレンディング過程と、
色選択手段が、前記衝突判定手段による衝突判定過程により衝突を判定された画素に対して予め定めた色を優先的に選択する色選択過程と
からなることを特徴とする衝突検知方法。 - それぞれの色と不透明度を与えられた、2個以上の3次元モデル画像データを対象とし、モデル間の衝突を検知する装置であって、
操作に従って仮想の視点の位置、視線方向、視野角、3次元モデルの位置、姿勢、大きさ、形状のいずれかあるいは複数を制御する制御手段と、
仮想の視点から見た各3次元モデルを距離データからなる距離画像及び色と不透明度を含む2次元画像として生成するラスタライザ群と、
前記ラスタライザ群により生成した距離画像をもとに色と不透明度とともに3次元モデルデータを画素毎に視点からの距離の順に並び替える並列ソータと、
前記並列ソータにより並び替えた各距離データの隣り合う2個の距離データの差分を求める差分算出手段と、
前記差分算出手段により求めた差分が0または所定の範囲の大きさであることにより画素毎に衝突を判定する衝突判定手段と、
前記並列ソータにより並び替えた順及び色と不透明度に基づいて3次元モデルに対しアルファブレンディング合成による色計算をするアルファブレンディング手段と、
前記衝突判定手段により衝突を判定された画素に対して予め定めた色を優先的に選択する色選択手段と
からなることを特徴とする衝突検知装置。 - それぞれの3次元モデルを識別する識別コードを与えられ、かつ、前記識別コードに対して色と不透明度を対応付けたテーブルを有し、2個以上の3次元モデル画像データを対象とし、モデル間の衝突を検知する方法であって、
制御手段が、操作に従って仮想の視点の位置、視線方向、視野角、3次元モデルの位置、姿勢、大きさ、形状のいずれかあるいは複数を制御する制御過程と、
ラスタライザ群が、前記制御手段による制御過程により制御され仮想の視点から見た各3次元モデルを距離データからなる距離画像として生成するとともに、それぞれの距離画像に3次元モデルデータを識別する識別コードを与える複数のラスタライズ過程と、
並列ソータが、前記ラスタライザ群によるラスタライズ過程により生成し識別コードが与えられた距離画像をもとに当該距離画像及び識別コードとともに3次元モデルデータを画素毎に視点からの距離の順に並び替える並び替え過程と、
差分算出手段が、前記並列ソータによる並び替え過程により並び替えた各距離データの隣り合う2個の距離データの差分を求める差分算出過程と、
衝突判定手段が、前記差分算出手段による差分算出過程により求めた差分が0または所定の範囲の大きさであることにより画素毎に衝突を判定する衝突判定過程と、
テーブル検索手段が、前記テーブルから前記並列ソータによる並び替え過程において並び替えた識別コードに対応する色と不透明度を得るテーブル検索過程と、
アルファブレンディング手段が、前記並列ソータによる並び替え過程により並び替えた順及び前記テーブル検索手段によるテーブル検索過程により決定された色と不透明度に基づいて3次元モデルに対しアルファブレンディング合成による色計算をするアルファブレンディング過程と、
色選択手段が、前記衝突判定手段による衝突判定過程により衝突を判定された画素に対して予め定めた色を優先的に選択する色選択過程と
からなることを特徴とする衝突検知方法。 - 請求項7記載の衝突検知方法において、さらに、衝突モデル識別コード出力手段が、衝突判定手段による衝突判定過程により衝突を判定されたモデルの識別コードを出力する衝突モデル識別コード出力過程を有することを特徴とする衝突検知方法。
- それぞれの3次元モデルを識別する識別コードを与えられ、かつ、前記識別コードに対して色と不透明度を対応付けたテーブルを有し、2個以上の3次元モデル画像データを対象とし、モデル間の衝突を検知する装置であって、
操作に従って仮想の視点の位置、視線方向、視野角、3次元モデルの位置、姿勢、大きさ、形状のいずれかあるいは複数を制御する制御手段と、
仮想の視点から見た各3次元モデルを距離データからなる距離画像として生成するとともに、それぞれの距離画像に3次元モデルデータを識別する識別コードを与えるラスタライザ群と、
前記ラスタライザ群により生成し識別コードが与えられた距離画像をもとに当該距離画像及び識別コードとともに3次元モデルデータを画素毎に視点からの距離の順に並び替える並列ソータと、
前記並列ソータにより並び替えた各距離データの隣り合う2個の距離データの差分を求める差分算出手段と、
前記差分算出手段により求めた差分が0または所定の範囲の大きさであることにより画素毎に衝突を判定する衝突判定手段と、
前記テーブルから前記並列ソータにおいて並び替えた識別コードに対応する色と不透明度を得るテーブル検索手段と、
前記並列ソータにより並び替えた順及び前記テーブル検索手段により決定された色と不透明度に基づいて3次元モデルに対しアルファブレンディング合成による色計算をするアルファブレンディング手段と、
前記衝突判定手段により衝突を判定された画素に対して予め定めた色を優先的に選択する色選択手段と
からなることを特徴とする衝突検知装置。 - 請求項9記載の衝突検知装置において、さらに、衝突判定手段により衝突を判定されたモデルの識別コードを出力する衝突モデル識別コード出力手段を備えたことを特徴とする衝突検知装置。
- 衝突判定過程において画素毎に衝突を判定されたときはインクリメントし、衝突していないときは値を保持して、画像内の衝突している画素数をカウンタによりカウントするカウント過程とカウント値出力手段がカウンタのカウント値を出力するカウント値出力過程を備えることを特徴とする請求項1又は請求項3又は請求項5又は請求項7又は請求項8のいずれか1に記載の衝突検知方法。
- 衝突判定手段により画素毎に衝突を判定されたときはインクリメントし、衝突していないときは値を保持して、画像内の衝突している画素数をカウントするカウンタとカウント値を出力するカウント値出力手段を備えたことを特徴とする請求項2又は請求項4又は請求項6又は請求項9又は請求項10のいずれか1に記載の衝突検知装置。
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