JP4779479B2 - 物体の三次元形状データの削減装置および削減方法 - Google Patents
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Description
処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力し、これを格納する処理前データ格納手段と、
物体の周囲を囲う包囲体の三次元形状データである包囲体データを設定する包囲体データ設定手段と、
物体の外部、かつ、包囲体の内部の位置に光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、物体および包囲体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、物体各部の輝度を演算する輝度演算手段と、
処理前データのうち、輝度演算手段により求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除し、残りのデータを処理後データとして出力するデータ削除手段と、
を設けるようにしたものである。
処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力し、これを格納する処理前データ格納手段と、
物体の内部の位置に光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、物体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、物体各部の輝度を演算する輝度演算手段と、
処理前データのうち、輝度演算手段により求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除し、残りのデータを処理後データとして出力するデータ削除手段と、
を設けるようにしたものである。
処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力し、これを格納する処理前データ格納手段と、
処理前データによって示される物体が配置された三次元仮想空間に、直接もしくは間接的に互いに光が行き来できる空間上での連続領域からなる視点配置可能領域を設定する視点配置可能領域設定手段と、
物体の周囲を囲う包囲体の三次元形状データである包囲体データを設定する包囲体データ設定手段と、
視点配置可能領域に属し、かつ、包囲体の内部の位置に、光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、物体および包囲体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、物体各部の輝度を演算する輝度演算手段と、
処理前データのうち、輝度演算手段により求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除し、残りのデータを、視点配置可能領域を示すデータとともに、処理後データとして出力するデータ削除手段と、
を設けるようにしたものである。
処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力し、これを格納する処理前データ格納手段と、
処理前データによって示される物体が配置された三次元仮想空間に、物体内部に位置する領域であって当該領域の内部では光が自由に行き来できるが外部への行き来が阻害された領域として、視点配置可能領域を設定する視点配置可能領域設定手段と、
視点配置可能領域内に、光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、物体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、物体各部の輝度を演算する輝度演算手段と、
処理前データのうち、輝度演算手段により求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除し、残りのデータを、視点配置可能領域を示すデータとともに、処理後データとして出力するデータ削除手段と、
を設けるようにしたものである。
視点配置可能領域設定手段に、三次元仮想空間上の指示点をオペレータから入力する機能をもたせ、入力した指示点の空間位置に対して直接もしくは間接的に互いに光が行き来できる空間上での連続領域を視点配置可能領域として設定するようにしたものである。
輝度演算手段が、視点配置可能領域設定手段によって入力された指示点位置に、光源を設定するようにしたものである。
データ削除手段が、削除するか否かの判定に用いる輝度のしきい値を0に設定し、輝度が0となる部分に関するデータを削除するようにしたものである。
処理前データ格納手段が、物体の三次元形状データをポリゴンの集合体として入力し、これを格納する機能を有し、
輝度演算手段が、個々のポリゴンを1つの単位面として取り扱い、個々の単位面ごとに輝度を求める演算を行い、
データ削除手段が、求められた輝度が所定のしきい値以下となる単位面を構成するポリゴンのデータを削除するようにしたものである。
処理前データ格納手段が、物体の三次元形状データをポリゴンの集合体として入力し、これを格納する機能を有し、
輝度演算手段が、個々のポリゴンを複数の単位面に分割し、個々の単位面ごとに輝度を求める演算を行い、
データ削除手段が、求められた輝度が所定のしきい値以下となる単位面のみから構成されるポリゴンのデータを削除するようにしたものである。
処理前データ格納手段が、物体の三次元形状データを、所定の関数およびこの関数で用いられるパラメータ値によって表現されるパラメトリック曲面の集合体として入力し、これを格納する機能を有し、
輝度演算手段が、個々のパラメトリック曲面を複数の単位面に分割もしくは近似し、個々の単位面ごとに輝度を求める演算を行い、
データ削除手段が、求められた輝度が所定のしきい値以下となる単位面のみから構成されるパラメトリック曲面のデータを削除するようにしたものである。
輝度演算手段が、個々の単位面ごとに、光源もしくは他の単位面から受け取るエネルギーおよび他の単位面へと放出するエネルギーをそれぞれ計算し、両者の差を蓄積エネルギーとし、個々の単位面についての蓄積エネルギーを当該単位面の輝度とする演算を行うようにしたものである。
輝度演算手段に、
第j番目の単位面から放出された全エネルギーBjのうち、第i番目の単位面に到達するエネルギーの占める割合を示すフォームファクタFijを、「第i番目の単位面から第j番目の単位面へのフォームファクタ」として、全n個の単位面のすべての組み合わせについて予め計算する機能と、
第i番目の単位面から放出されるエネルギーBiを、当該第i番目の単位面自身から生成され放出される成分Ei、当該第i番目の単位面の反射率ρi、第j番目の単位面から放出される全エネルギーBjを用いて、
Bi=Ei+ρi・Σj=1〜nFij・Bj
なる式で求める機能と、
をもたせ、光源から発せられた照明光のエネルギーが各単位面で繰り返し反射される現象のシミュレーションを、フォームファクタおよび上記式を用いて実行するようにしたものである。
輝度演算手段が、光源を1つの単位面として取り扱い、
第j番目の単位面から放出された全エネルギーBjのうち、第i番目の単位面に到達するエネルギーの占める割合を示すフォームファクタFijを、「第i番目の単位面から第j番目の単位面へのフォームファクタ」として、全n個の単位面のすべての組み合わせについて予め計算する処理と、
全単位面について、第1の値をもつ判定フラグを初期値として設定する処理と、
光源を構成する単位面の判定フラグを第2の値に変える処理と、
判定フラグが第1の値から第2の値に変化したばかりの単位面を着目単位面として抽出し、着目単位面へのフォームファクタが0でなく、かつ、自分自身の判定フラグが第1の値である単位面についての判定フラグを第2の値に変える作業を、着目単位面が抽出されなくなるまで繰り返し実行する処理と、
判定フラグが第1の値のままである単位面に対して、所定のしきい値以下となる輝度を与える処理と、
を行うようにしたものである。
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力する処理前データ入力ステップと、
包囲体データ設定手段が、物体の周囲を囲う包囲体の三次元形状データである包囲体データを設定する包囲体データ設定ステップと、
輝度演算手段が、物体の外部、かつ、包囲体の内部の位置に設定された光源から発せられた照明光のエネルギーが、物体および包囲体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、物体各部の輝度を演算する輝度演算ステップと、
データ削除手段が、処理前データのうち、輝度演算ステップにより求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除するデータ削除ステップと、
データ削除手段が、データ削除ステップの後に残ったデータを、処理後データとして出力するデータ出力ステップと、
を行うようにしたものである。
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力する処理前データ入力ステップと、
輝度演算手段が、物体の内部の位置に設定された光源から発せられた照明光のエネルギーが、物体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、物体各部の輝度を演算する輝度演算ステップと、
データ削除手段が、処理前データのうち、輝度演算ステップにより求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除するデータ削除ステップと、
データ削除手段が、データ削除ステップの後に残ったデータを、処理後データとして出力するデータ出力ステップと、
を行うようにしたものである。
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力する処理前データ入力ステップと、
視点配置可能領域設定手段が、オペレータの指示に基づいて、処理前データによって示される物体が配置された三次元仮想空間に、直接もしくは間接的に互いに光が行き来できる空間上での連続領域からなる視点配置可能領域を設定する視点配置可能領域設定ステップと、
包囲体データ設定手段が、物体の周囲を囲う包囲体の三次元形状データである包囲体データを設定する包囲体データ設定ステップと、
輝度演算手段が、視点配置可能領域に属し、かつ、包囲体の内部の位置に、光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、物体および包囲体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、物体各部の輝度を演算する輝度演算ステップと、
データ削除手段が、処理前データのうち、輝度演算ステップにより求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除するデータ削除ステップと、
データ削除手段が、データ削除ステップの後に残ったデータを、視点配置可能領域を示すデータとともに、処理後データとして出力するデータ出力ステップと、
を行うようにしたものである。
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力する処理前データ入力ステップと、
視点配置可能領域設定手段が、オペレータの指示に基づいて、処理前データによって示される物体が配置された三次元仮想空間に、物体内部に位置する領域であって当該領域の内部では光が自由に行き来できるが外部への行き来が阻害された領域として、視点配置可能領域を設定する視点配置可能領域設定ステップと、
輝度演算手段が、視点配置可能領域内に、光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、物体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、物体各部の輝度を演算する輝度演算ステップと、
データ削除手段が、処理前データのうち、輝度演算ステップにより求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除するデータ削除ステップと、
データ削除手段が、データ削除ステップの後に残ったデータを、視点配置可能領域を示すデータとともに、処理後データとして出力するデータ出力ステップと、
を行うようにしたものである。
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データとして、当該物体の設計に用いたCADデータを入力するようにしたものである。
輝度演算ステップにおいて、輝度演算手段が、処理前データを複数の単位面の集合体として認識し、光源を1つの単位面として認識し、
第j番目の単位面から放出された全エネルギーBjのうち、第i番目の単位面に到達するエネルギーの占める割合を示すフォームファクタFijを、「第i番目の単位面から第j番目の単位面へのフォームファクタ」として、全n個の単位面のすべての組み合わせについて予め計算する段階と、
全単位面について、第1の値をもつ判定フラグを初期値として設定する段階と、
光源を構成する単位面の判定フラグを第2の値に変える段階と、
判定フラグが第1の値から第2の値に変化したばかりの単位面を着目単位面として抽出し、着目単位面へのフォームファクタが0でなく、かつ、自分自身の判定フラグが第1の値である単位面についての判定フラグを第2の値に変える作業を、着目単位面が抽出されなくなるまで繰り返し実行する段階と、
判定フラグが第1の値のままである単位面に対して、所定のしきい値以下となる輝度を与える段階と、
を行うようにしたものである。
処理前データ格納手段が、処理前データ入力ステップで、処理前データを、所定の関数およびこの関数で用いられるパラメータ値によって表現されるパラメトリック曲面の集合体として入力するようにし、
輝度演算ステップで、輝度演算手段が、個々のパラメトリック曲面を複数の単位面に分割もしくは近似する処理を行い、個々の単位面ごとに輝度を求める演算を行うようにし、
データ削除手段が、コンピュータが、求められた輝度が所定のしきい値以下となる単位面のみから構成されるパラメトリック曲面のデータを削除するようにしたものである。
データを削除するか否かの判定に用いる輝度のしきい値を0に設定し、輝度が0となる部分に関するデータを削除するようにしたものである。
はじめに、本発明の基本原理を説明する。いま、図1に示すような三次元仮想空間を考える。この三次元仮想空間内には、部屋Rが定義され、その中に複数の物体が配置されている。すなわち、床面中央には、テーブル10、花瓶20、花30が置かれており、部屋の左壁付近には、戸棚下部40および戸棚上部50が置かれている。これら戸棚は断面図で示されており、戸棚下部40内には、透明な瓶41および缶詰42が配置され、戸棚上部50内には、透明な瓶51および缶詰52が配置されている。ここで、戸棚上部50の前面には、ガラス戸Gが嵌め込まれているため、瓶51および缶詰52は室内から観察可能な状態になっているが、戸棚下部40は不透明な扉によって仕切られているため、瓶41および缶詰42は、この状態では、室内から観察できない状態になっているものとする。
上述したように、本発明の基本原理に従ってデータの削減を行うには、まず、視点配置可能領域を設定し、処理対象となる物体の三次元形状データのうち、この視点配置可能領域外の部分を削除する、という処理を行えばよい。
続いて、上述した基本原理に基づく本発明の基本手順を説明する。本発明の目的は、物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行うことにある。そこで、ここでは、図7に示すような単純な構造をもった物体60の三次元形状データが、処理対象となるデータとして与えられたときに、所定の視点配置条件を定めることにより、不要となるデータを削除する処理を行うことを考える。
ここでは、図11の流れ図におけるステップS5の輝度計算の具体的な方法を述べる。既に述べたとおり、この輝度計算は、大域照明モデルを用いて行われ、物体表面を多数の単位面(通常、パッチと呼ばれている)の集合体として把握し、個々の単位面どうしの光の相互反射を考慮した輝度計算が行われる。
Bi=Ei+ρi・Σj=1〜nFij・Bj
なる式で表すことができる。ここで、Eiは、この第i番目の単位面自身から生成され放出される成分であり、光源となる単位面以外についてはEi=0である。ρiは、この第i番目の単位面の反射率であり、Bjは、第j番目の単位面から放出される全エネルギーである。したがって、上式におけるΣj=1〜nFij・Bjなる項は、自分(第i番目の単位面)以外のすべての単位面から放出されたエネルギーのうち、自分宛に届くエネルギーの合計ということになり、全入射エネルギーということになる。この全入射エネルギーに、自分に固有の反射率ρiを乗じ、自分の生成するエネルギーEiを加えたものが、自分が放出する全エネルギーBiということになる。
続いて、本発明に係る三次元形状データの削減装置の構成および動作を説明する。図24は、この削減装置の基本構成を示すブロック図である。この削減装置の基本機能は、処理前データDbeforeとして与えられた物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行い、処理後に残ったデータを処理後データDafterとして出力することである。
Bi=Ei+ρi・Σj=1〜nFij・Bj
なる式で求めるようにし、光源から発せられた照明光のエネルギーが各単位面で繰り返し反射される現象のシミュレーションを、フォームファクタおよび上記式を用いて実行することにより、物体各部に位置する単位面についての輝度が求められる。
最後に、本発明のいくつかの変形例を述べておく。
これまで述べてきた実施形態では、各単位面の輝度が0か、0でないかを判定し、輝度が0の単位面に関するデータを削除するという処理を行っていた。これは、輝度が0でない単位面には、設定した光源からの光がわずかであっても到達しているのであるから、当該単位面は、視点に対して何らかの影響を与えることになる、という論理に基づくものである。しかしながら、視点に対する影響が極めて小さな単位面については、削除しても重大な影響が生じることがないのも事実である。
前述した実施形態では、視点配置可能領域の設定処理が必須となっていたが、「視点配置可能領域を常に物体の外部の領域とする」という運用や、「視点配置可能領域を常に物体の内部の領域とする」という運用を行い、視点配置可能領域を固定する取り扱いを行うのであれば、視点配置可能領域の設定処理は必ずしも必要ではない。たとえば、前述したように、CADを用いて設計された時計について、カタログに収録するための二次元画像を作成するという用途のみを考えた場合、処理後データDafterの利用形態は、視点を時計外部に設定したレンダリングを行う形態に限定されるであろう。このような利用形態を前提とする場合であれば、「視点配置可能領域は常に物体の外部」ということになるので、図11に示す流れ図におけるステップS2の視点配置可能領域の設定処理は不要になり、図24に示す装置における視点配置可能領域設定手段120も不要になる。また、図11に示す流れ図のステップS7や、図24に示す装置におけるデータ削除手段150では、処理後データに、視点配置可能領域を示すデータを添付する必要はなくなる。
上述の実施形態では、大域照明モデルを用いた輝度演算として、最も一般的なラジオシティ法に準じた方法を述べたが、本発明における照明シミュレーションは、大域照明モデルを前提としたシミュレーションであれば、必ずしもラジオシティ法に準じた方法を用いる必要はない。たとえば、大域照明モデルを用いた別なシミュレーションの手法として、拡散反射成分だけでなく鏡面反射成分も考慮した取り扱いを行うフォトンマッピング法なども知られているが、本発明を実施する上では、もちろん、このフォトンマッピング法を用いて輝度計算を行ってもかまわない。
20…花瓶
30…花
40…戸棚下部
41…瓶
42…缶詰
50…戸棚上部
51…瓶
52…缶詰
60…物体
65,66…残存部
70…包囲体
80…物体
81,82…空洞部
110…処理前データ格納手段
120…視点配置可能領域設定手段
130…包囲体データ作成手段
140…輝度演算手段
150…データ削除手段
C1〜C3…パラメトリック曲面
Dbefore…処理前データ
Dafter…処理後データ
E1〜E6…視点
G…ガラス戸
L,L1,L2…光源
P1〜P33…単位面
R…部屋(包囲体)
S1〜S17…流れ図の各ステップ
SP1〜SP5…光学的閉領域
t0〜t6…輝度演算処理の各時点
Claims (22)
- 物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行う装置であって、
処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力し、これを格納する処理前データ格納手段と、
前記物体の周囲を囲う包囲体の三次元形状データである包囲体データを設定する包囲体データ設定手段と、
前記物体の外部、かつ、前記包囲体の内部の位置に光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、前記物体および前記包囲体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、前記物体各部の輝度を演算する輝度演算手段と、
前記処理前データのうち、前記輝度演算手段により求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除し、残りのデータを処理後データとして出力するデータ削除手段と、
を備えることを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行う装置であって、
処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力し、これを格納する処理前データ格納手段と、
前記物体の内部の位置に光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、前記物体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、前記物体各部の輝度を演算する輝度演算手段と、
前記処理前データのうち、前記輝度演算手段により求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除し、残りのデータを処理後データとして出力するデータ削除手段と、
を備えることを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行う装置であって、
処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力し、これを格納する処理前データ格納手段と、
前記処理前データによって示される物体が配置された三次元仮想空間に、直接もしくは間接的に互いに光が行き来できる空間上での連続領域からなる視点配置可能領域を設定する視点配置可能領域設定手段と、
前記物体の周囲を囲う包囲体の三次元形状データである包囲体データを設定する包囲体データ設定手段と、
前記視点配置可能領域に属し、かつ、前記包囲体の内部の位置に、光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、前記物体および前記包囲体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、前記物体各部の輝度を演算する輝度演算手段と、
前記処理前データのうち、前記輝度演算手段により求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除し、残りのデータを、前記視点配置可能領域を示すデータとともに、処理後データとして出力するデータ削除手段と、
を備えることを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行う装置であって、
処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力し、これを格納する処理前データ格納手段と、
前記処理前データによって示される物体が配置された三次元仮想空間に、前記物体内部に位置する領域であって当該領域の内部では光が自由に行き来できるが外部への行き来が阻害された領域として、視点配置可能領域を設定する視点配置可能領域設定手段と、
前記視点配置可能領域内に、光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、前記物体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、前記物体各部の輝度を演算する輝度演算手段と、
前記処理前データのうち、前記輝度演算手段により求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除し、残りのデータを、前記視点配置可能領域を示すデータとともに、処理後データとして出力するデータ削除手段と、
を備えることを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項3または4に記載の削減装置において、
視点配置可能領域設定手段が、三次元仮想空間上の指示点をオペレータから入力する機能を有し、前記指示点の空間位置に対して直接もしくは間接的に互いに光が行き来できる空間上での連続領域を視点配置可能領域として設定することを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項5に記載の削減装置において、
輝度演算手段が、視点配置可能領域設定手段によって入力された指示点位置に、光源を設定することを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の削減装置において、
データ削除手段が、削除するか否かの判定に用いる輝度のしきい値を0に設定し、輝度が0となる部分に関するデータを削除することを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の削減装置において、
処理前データ格納手段が、物体の三次元形状データをポリゴンの集合体として入力し、これを格納する機能を有し、
輝度演算手段が、個々のポリゴンを1つの単位面として取り扱い、個々の単位面ごとに輝度を求める演算を行い、
データ削除手段が、求められた輝度が所定のしきい値以下となる単位面を構成するポリゴンのデータを削除することを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の削減装置において、
処理前データ格納手段が、物体の三次元形状データをポリゴンの集合体として入力し、これを格納する機能を有し、
輝度演算手段が、個々のポリゴンを複数の単位面に分割し、個々の単位面ごとに輝度を求める演算を行い、
データ削除手段が、求められた輝度が所定のしきい値以下となる単位面のみから構成されるポリゴンのデータを削除することを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の削減装置において、
処理前データ格納手段が、物体の三次元形状データを、所定の関数およびこの関数で用いられるパラメータ値によって表現されるパラメトリック曲面の集合体として入力し、これを格納する機能を有し、
輝度演算手段が、個々のパラメトリック曲面を複数の単位面に分割もしくは近似し、個々の単位面ごとに輝度を求める演算を行い、
データ削除手段が、求められた輝度が所定のしきい値以下となる単位面のみから構成されるパラメトリック曲面のデータを削除することを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項8〜10のいずれかに記載の削減装置において、
輝度演算手段が、個々の単位面ごとに、光源もしくは他の単位面から受け取るエネルギーおよび他の単位面へと放出するエネルギーをそれぞれ計算し、両者の差を蓄積エネルギーとし、個々の単位面についての蓄積エネルギーを当該単位面の輝度とする演算を行うことを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項8〜10のいずれかに記載の削減装置において、
輝度演算手段が、
第j番目の単位面から放出された全エネルギーBjのうち、第i番目の単位面に到達するエネルギーの占める割合を示すフォームファクタFijを、「第i番目の単位面から第j番目の単位面へのフォームファクタ」として、全n個の単位面のすべての組み合わせについて予め計算する機能と、
第i番目の単位面から放出されるエネルギーBiを、当該第i番目の単位面自身から生成され放出される成分Ei、当該第i番目の単位面の反射率ρi、第j番目の単位面から放出される全エネルギーBjを用いて、
Bi=Ei+ρi・Σj=1〜nFij・Bj
なる式で求める機能と、
を備え、光源から発せられた照明光のエネルギーが各単位面で繰り返し反射される現象のシミュレーションを、前記フォームファクタおよび前記式を用いて実行することを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項8〜10のいずれかに記載の削減装置において、
輝度演算手段が、光源を1つの単位面として取り扱い、
第j番目の単位面から放出された全エネルギーBjのうち、第i番目の単位面に到達するエネルギーの占める割合を示すフォームファクタFijを、「第i番目の単位面から第j番目の単位面へのフォームファクタ」として、全n個の単位面のすべての組み合わせについて予め計算する処理と、
全単位面について、第1の値をもつ判定フラグを初期値として設定する処理と、
光源を構成する単位面の判定フラグを第2の値に変える処理と、
判定フラグが第1の値から第2の値に変化したばかりの単位面を着目単位面として抽出し、前記着目単位面へのフォームファクタが0でなく、かつ、自分自身の判定フラグが第1の値である単位面についての判定フラグを第2の値に変える作業を、着目単位面が抽出されなくなるまで繰り返し実行する処理と、
判定フラグが第1の値のままである単位面に対して、所定のしきい値以下となる輝度を与える処理と、
を行う機能を有することを特徴とする物体の三次元形状データの削減装置。 - 請求項1〜13のいずれかに記載の削減装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
- 物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行う方法であって、
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力する処理前データ入力ステップと、
包囲体データ設定手段が、前記物体の周囲を囲う包囲体の三次元形状データである包囲体データを設定する包囲体データ設定ステップと、
輝度演算手段が、前記物体の外部、かつ、前記包囲体の内部の位置に設定された光源から発せられた照明光のエネルギーが、前記物体および前記包囲体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、前記物体各部の輝度を演算する輝度演算ステップと、
データ削除手段が、前記処理前データのうち、前記輝度演算ステップにより求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除するデータ削除ステップと、
前記データ削除手段が、前記データ削除ステップの後に残ったデータを、処理後データとして出力するデータ出力ステップと、
を有することを特徴とする物体の三次元形状データの削減方法。 - 物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行う方法であって、
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力する処理前データ入力ステップと、
輝度演算手段が、前記物体の内部の位置に設定された光源から発せられた照明光のエネルギーが、前記物体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、前記物体各部の輝度を演算する輝度演算ステップと、
データ削除手段が、前記処理前データのうち、前記輝度演算ステップにより求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除するデータ削除ステップと、
前記データ削除手段が、前記データ削除ステップの後に残ったデータを、処理後データとして出力するデータ出力ステップと、
を有することを特徴とする物体の三次元形状データの削減方法。 - 物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行う方法であって、
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力する処理前データ入力ステップと、
視点配置可能領域設定手段が、オペレータの指示に基づいて、前記処理前データによって示される物体が配置された三次元仮想空間に、直接もしくは間接的に互いに光が行き来できる空間上での連続領域からなる視点配置可能領域を設定する視点配置可能領域設定ステップと、
包囲体データ設定手段が、前記物体の周囲を囲う包囲体の三次元形状データである包囲体データを設定する包囲体データ設定ステップと、
輝度演算手段が、前記視点配置可能領域に属し、かつ、前記包囲体の内部の位置に、光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、前記物体および前記包囲体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、前記物体各部の輝度を演算する輝度演算ステップと、
データ削除手段が、前記処理前データのうち、前記輝度演算ステップにより求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除するデータ削除ステップと、
前記データ削除手段が、前記データ削除ステップの後に残ったデータを、前記視点配置可能領域を示すデータとともに、処理後データとして出力するデータ出力ステップと、
を有することを特徴とする物体の三次元形状データの削減方法。 - 物体の三次元形状データについて、視点配置条件を定めることにより、当該条件下で利用する限りは不要となるデータを削除する処理を行う方法であって、
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データを、処理前データとして入力する処理前データ入力ステップと、
視点配置可能領域設定手段が、オペレータの指示に基づいて、前記処理前データによって示される物体が配置された三次元仮想空間に、前記物体内部に位置する領域であって当該領域の内部では光が自由に行き来できるが外部への行き来が阻害された領域として、視点配置可能領域を設定する視点配置可能領域設定ステップと、
輝度演算手段が、前記視点配置可能領域内に、光源を設定し、この光源から発せられた照明光のエネルギーが、前記物体の各部で繰り返し反射することを考慮した照明シミュレーションを実施し、前記物体各部の輝度を演算する輝度演算ステップと、
データ削除手段が、前記処理前データのうち、前記輝度演算ステップにより求められた輝度が所定のしきい値以下となる部分に関するデータを削除するデータ削除ステップと、
前記データ削除手段が、前記データ削除ステップの後に残ったデータを、前記視点配置可能領域を示すデータとともに、処理後データとして出力するデータ出力ステップと、
を有することを特徴とする物体の三次元形状データの削減方法。 - 請求項15〜18のいずれかに記載の削減方法において、
処理前データ格納手段が、処理対象となる物体の三次元形状データとして、当該物体の設計に用いたCADデータを入力するようにしたことを特徴とする物体の三次元形状データの削減方法。 - 請求項15〜19のいずれかに記載の削減方法において、
輝度演算ステップにおいて、輝度演算手段が、処理前データを複数の単位面の集合体として認識し、光源を1つの単位面として認識し、
第j番目の単位面から放出された全エネルギーBjのうち、第i番目の単位面に到達するエネルギーの占める割合を示すフォームファクタFijを、「第i番目の単位面から第j番目の単位面へのフォームファクタ」として、全n個の単位面のすべての組み合わせについて予め計算する段階と、
全単位面について、第1の値をもつ判定フラグを初期値として設定する段階と、
光源を構成する単位面の判定フラグを第2の値に変える段階と、
判定フラグが第1の値から第2の値に変化したばかりの単位面を着目単位面として抽出し、前記着目単位面へのフォームファクタが0でなく、かつ、自分自身の判定フラグが第1の値である単位面についての判定フラグを第2の値に変える作業を、着目単位面が抽出されなくなるまで繰り返し実行する段階と、
判定フラグが第1の値のままである単位面に対して、所定のしきい値以下となる輝度を与える段階と、
を行うことを特徴とする物体の三次元形状データの削減方法。 - 請求項15〜20のいずれかに記載の削減方法において、
処理前データ格納手段が、処理前データ入力ステップで、処理前データを、所定の関数およびこの関数で用いられるパラメータ値によって表現されるパラメトリック曲面の集合体として入力するようにし、
輝度演算ステップで、輝度演算手段が、個々のパラメトリック曲面を複数の単位面に分割もしくは近似する処理を行い、個々の単位面ごとに輝度を求める演算を行うようにし、
データ削除手段が、データ削除ステップで、求められた輝度が所定のしきい値以下となる単位面のみから構成されるパラメトリック曲面のデータを削除することを特徴とする物体の三次元形状データの削減方法。 - 請求項15〜21のいずれかに記載の削減方法において、
データを削除するか否かの判定に用いる輝度のしきい値を0に設定し、輝度が0となる部分に関するデータを削除することを特徴とする物体の三次元形状データの削減方法。
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