JP4960119B2 - ポイント基盤のレンダリング装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、スプラッティングに係り、さらに詳細には、ポイントモデルが投影された生成された各ポイントごとに球（または、半球）形状のスプラットを生成することによって、そのポイントモデルのレンダリングを行うポイント基盤のレンダリング装置及び方法に関する。

映像データのレンダリングとは、映像データの視覚化、すなわち、映像データが視覚的に認識されるように、その映像データを処理することを意味する。本明細書上で言及する‘ポイントモデル’は、そのような映像データの一例である。

ポイントの組み合わせで構成され、３次元形状を有するモデルであるポイントモデルをレンダリングする方案には、複数の多角形を適切に組み合わせすることによりレンダリングを行うポリゴン基盤レンダリング法と、ポイントモデルが投影されて生成された各ポイントごとに、四角形や円のような平面的スプラットを生成することによりレンダリングを行うポイント基盤のレンダリング法とがある。

従来のポリゴン基盤レンダリング法は、複数の多角形の生成及び組み合わせに長時間がかかるので、ポイントモデルのデータサイズが大きいほど、またはポイントモデルの形状が複雑になるほど、多角形の生成及び組み合わせのための演算量が急激に増加して、レンダリング速度が顕著に低下するという問題点を有する。

また、従来のポイント基盤のレンダリング法は、ポイントモデルが投影されて生成されたポイントを視点で近いポイント順に整列し、その整列順に、四角形や円のような平面的スプラットを生成するので、一つのスプラットで他の一つのスプラットによって覆われた部分の画素情報は、いずれも損失されるという問題点がある。一方、このようにスプラットが覆われれば、スプラットの形状が鱗のような形状に見える、いわゆる、スケール効果（ｓｃａｌｅ ｅｆｆｅｃｔ）が発生し、これは、レンダリングされたポイントモデルの美観を阻害する。さらに、従来のポイント基盤のレンダリング法によれば、視点が移動する場合、その投影されて生成されたポイントが再整列され、それにより、スプラットで画素情報が損失される部分が変わる。結局、従来のポイント基盤のレンダリング法によれば、レンダリングされたポイントモデルの画質が視点によって大きく低下しうる。

図１Ａ及び図１Ｂは、前記の従来のポイント基盤のレンダリング法の問題点を説明する参考図である。

図１Ａの（ａ）は、ポイントモデルが投影されて生成されたポイント１１０、１１２、１１４を示し、図１Ａの（ｂ）は、四角形のスプラット１２０、１２２、１２４を示し、図１Ａの（ｃ）は、円形のスプラット１３０、１３２、１３４を示す。ここで、識別番号１２０（または、１３０）で表記された平面的スプラットは、識別番号１１０で表記されたポイントのスプラットであり、識別番号１２２（または、１３２）で表記された平面的スプラットは、識別番号１１２で表記されたポイントのスプラットであり、識別番号１２４（または、１３４）で表記された平面的スプラットは、識別番号１１４で表記されたポイントのスプラットである。図１Ａの（ｂ）及び（ｃ）に示すように、従来のポイント基盤のレンダリング法によれば、一つのスプラット１２２（または１３２）で他の一つのスプラット１２４（または１３４）で覆われた部分の画素情報は、全て損失され、レンダリングされたポイントモデルの美観は、スケール効果によって阻害される。

一方、図１Ｂに示すように、視点が識別番号１４０で表記された視点である場合、いかなるスプラットによっても覆われていないスプラットは、識別番号１３４で表記されたスプラットであり、画素情報が損失された部分は、識別番号１３０及び１３２で表記されたスプラットの上位部分である。一方、視点が識別番号１４２で表記された視点である場合、いかなるスプラットによっても覆われていないスプラットは、識別番号１３２で表記されたスプラットであり、画素情報が損失された部分は、識別番号１３０で表記されたスプラットの上位部分と識別番号１３４で表記されたスプラットの下位部分とである。また、視点が識別番号１４４で表記された視点である場合、いかなるスプラットによっても覆われていないスプラットは、識別番号１３０で表記されたスプラットであり、画素情報が損失された部分は、識別番号１３２及び１３４で表記されたスプラットの下位部分である。結局、図１Ｂを参照するに、レンダリングされたポイントモデルの画質が視点によって変化しうる。

本発明が解決しようとする技術的課題は、ポイントモデルが投影されて生成された各ポイントごとに球（または、半球）形状のスプラットを生成することによって、そのポイントモデルをレンダリングするポイント基盤のレンダリング装置を提供するところにある。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、ポイントモデルが投影されて生成された各ポイントごとに球（または、半球）形状のスプラットを生成することによって、そのポイントモデルをレンダリングするポイント基盤のレンダリング方法を提供するところにある。

本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、ポイントモデルが投影されて生成された各ポイントごとに球（または、半球）形状のスプラットを生成することによって、そのポイントモデルをレンダリングするコンピュータプログラムを保存するコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供するところにある。

前記課題を達成するために、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置は、与えられたポイントモデルを投影して複数のレンダリングポイントを生成する投影部と、前記レンダリングポイントごとに、予め設定された解像度に相応して半径を演算する半径演算部と、前記演算された半径を有する半球または球形のスプラットを前記レンダリングポイントごとに生成するスプラット生成部と、一の前記スプラットから該スプラットと他の一の前記スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記スプラットを更新するスプラット更新部と、を備え、前記スプラット更新部は、前記重なる部分に係る、一の前記スプラットの部分の深さと他の一の前記スプラットの部分の深さとを比較し、前記深さが小さい方の前記部分を除去することによって、前記スプラットを更新することを特徴とすることが望ましい。

前記課題を達成するために、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置は、与えられたポイントモデルを投影して複数のレンダリングポイントを生成する投影部と、予め設定された解像度に相応して体積を演算する半径演算部と、前記演算された体積を有する立体的スプラットを前記レンダリングポイントごとに生成するスプラット生成部と、一の前記立体的スプラットから該立体的スプラットと他の一の前記立体的スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記立体的スプラットを更新するスプラット更新部と、を備え、前記スプラット更新部は、前記重なる部分に係る、一の前記立体的スプラットの部分の深さと他の一の前記立体的スプラットの部分の深さとを比較し、前記深さが小さい方の前記部分を除去することによって、前記立体的スプラットを更新することを特徴とすることが望ましい。

前記他の課題を達成するために、本発明によるポイント基盤のレンダリング方法は、投影部が、入力さ与えられたポイントモデルを投影して、複数のピクセルから構成される画面の一のピクセルに表示される複数のレンダリングポイントを複数生成する（ａ）段階と、半径演算部が、生成された前記レンダリングポイントに対して予め設定された解像度に相応して半径を演算する（ｂ）段階と、スプラット生成部が、前記画面に表示される、前記演算された半径を有する半球または球形のスプラットを生成する（ｃ）段階と、スプラット更新部が、一の前記スプラットから該スプラットと他の一の前記スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記スプラットを更新する（ｄ）段階とからなり、前記スプラットを更新する段階において、前記重なる部分に係る、一の前記スプラットの部分の深さと他の一の前記スプラットの部分の深さとを比較し、前記深さが小さい方の前記部分を除去することによって、前記スプラットを更新し、前記（ｂ）及び（ｃ）段階は、前記レンダリングポイントごとに行われることが望ましい。

前記他の課題を達成するために、本発明によるポイント基盤のレンダリング方法は、投影部が、入力さ与えられたポイントモデルを投影して、複数のピクセルから構成される画面の一のピクセルに表示される複数のレンダリングポイントを複数生成する（ａ）段階と、半径演算部が、生成された前記レンダリングポイントに対して予め設定された解像度に相応して体積を求める（ｂ）段階と、スプラット生成部が、前記画面に表示される、前前記求められた体積を有する立体的スプラットを生成する（ｃ）段階と、スプラット更新部が、一の前記立体的スプラットから該立体的スプラットと他の一の前記立体的スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記立体的スプラットを更新する（ｄ）段階とからなり、前記立体的スプラットを更新する段階において、前記重なる部分に係る、一の前記立体的スプラットの部分の深さと他の一の前記立体的スプラットの部分の深さとを比較し、前記深さが小さい方の前記部分を除去することによって、前記立体的スプラットを更新し、前記（ｂ）及び（ｃ）段階は、前記レンダリングポイントごとに行われることが望ましい。

前記さらに他の課題を達成するために、本発明によるコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、入力さ与えられたポイントモデルを投影して、複数のピクセルから構成される画面の一のピクセルに表示される複数のレンダリングポイントを複数生成する（ａ）段階と、生成された前記レンダリングポイントに対して予め設定された解像度に相応して半径を演算する（ｂ）段階と、前記画面に表示される、前記演算された半径を有する半球または球形のスプラットを生成する（ｃ）段階と、一の前記スプラットから該スプラットと他の一の前記スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記スプラットを更新する（ｄ）段階とを行うコンピュータプログラムを保存することが望ましい。

本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法によれば、ポイントモデルが投影されて生成された各ポイントごとに球（または、半球）形のスプラットが生成されることによって、そのポイントモデルがレンダリングされるので、従来の平面スプラッティングを利用したポイント基盤のレンダリング法と違って、スケール効果が発生せず、それにより、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法は、レンダリング映像の画質を改善する効果を有する。また、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法は、スプラットの形状が球または半球であるので、従来の平面スプラッティングを利用したポイント基盤のレンダリング法と違って、レンダリングされた結果が視点に影響を受けず、それにより、視点が移動しても画質が一定のレンダリング映像を提供する効果を有する。さらに、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法は、予め設定された解像度に相応して演算された半径を有するスプラットを利用してレンダリング映像を生成するので、複数の多角形を適切に組み合わせすることでレンダリング映像を生成する従来のポリゴン基盤レンダリング法と違って、レンダリングを迅速に行う効果も有する。

本発明とその動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及びその添付図面を説明する内容を参照せねばならない。

以下、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法を添付した図面を参照して説明する。

図２は、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置を説明する一実施形態のブロック図であって、データ入力部２１０、解像度選択部２２０、深さ演算部２３０、及びスプラッティング部２４０からなる。

データ入力部２１０は、ポイントモデルを入力端子ＩＮ１を介して入力する。ここで、ポイントモデルは、前述したように、ポイントの組み合わせにより構成される。以下、ポイントモデルをなすポイントをイメージポイントと称する。このようなイメージポイントは、３次元データを有し、それにより、ポイントモデルは、３次元形状を有する。

イメージポイントのデータフォーマットは多様でありうる。シンプルテクスチャー（ＳＴ：Ｓｉｍｐｌｅ Ｔｅｘｔｕｒｅ）フォーマット、ポイントクラウド（ＰＣ：Ｐｏｉｎｔ Ｃｌｏｕｄ）フォーマットは、そのようなデータフォーマットの一例である。ここで、シンプルテクスチャーフォーマットとは、イメージポイントのデータを色相情報及び深さ情報として表現するフォーマットを意味する。このとき、色相情報は、イメージポイントの色相に関する情報を意味し、深さ情報とは、視点とイメージポイントとの距離に関する情報を意味する。一方、ポイントクラウドフォーマットとは、イメージポイントのデータを色相情報及び幾何情報として表現するフォーマットを意味する。このとき、色相情報は、イメージポイントの色相に関する情報を意味し、幾何情報は、イメージポイントの位置に関する情報を意味する。

ポイントクラウドフォーマットは、イメージポイントの望ましいデータフォーマットである。したがって、データ入力部２１０は、イメージポイントのデータフォーマットがポイントクラウドフォーマットではない場合に、これをポイントクラウドフォーマットに変換することが望ましい。このために、データ入力部２１０は、入力したイメージポイントのデータフォーマットがポイントクラウドフォーマットであるか否かを検査する。この場合、その入力したイメージポイントのデータフォーマットがポイントクラウドフォーマットではないと検査されれば、データ入力部２１０は、その入力したイメージポイントのデータフォーマットをポイントクラウドフォーマットに変換する。一方、その入力したイメージポイントのデータフォーマットがポイントクラウドフォーマットであると検査されれば、データ入力部２１０は、その入力したイメージポイントをそのまま出力する。

解像度選択部２２０は、イメージポイントの解像度を複数の有効解像度のうちから選択する。このとき、解像度選択部２２０は、イメージポイントの解像度をイメージポイントの深さ別に選択できる。ここで、イメージポイントの深さとは、視点からイメージポイントまでの距離を意味する。例えば、有効解像度には、ＬＯＤ（Ｌｅｖｅｌ Ｏｆ Ｄｅｔａｉｌ）１ないし４があり、解像度選択部２２０は、イメージポイントの深さが０以上２５未満である時はＬＯＤ１の解像度を選択し、イメージポイントの深さが２５以上５０未満である時はＬＯＤ２の解像度を選択し、イメージポイントの深さが５０以上７５未満である時はＬＯＤ３の解像度を選択し、イメージポイントの深さが７５以上１００以下である時はＬＯＤ４の解像度を選択しうる。ここで、解像度は、ＬＯＤ１＞ＬＯＤ２＞ＬＯＤ３＞ＬＯＤ４であり、深さが１００であるイメージポイントは、視点から最も離隔されたイメージポイントを意味する。

また、解像度選択部２２０は、イメージポイントの解像度を視点別に異なって選択できる。例えば、ａ視点では、視点から近いイメージポイントであるほどイメージポイントの解像度が高く設定される一方、ｂ視点では、視点から遠いイメージポイントであるほどイメージポイントの解像度が高く設定されうる。

深さ演算部２３０は、それぞれのイメージポイントごとにイメージポイントの深さを演算する。

スプラッティング部２４０は、ポイントモデルを所定の画面上に投影する。このとき、スプラッティング部２４０は、ポイントモデルをなすイメージポイントのいずれも投影するか、またはポイントモデルの一部分だけを投影できる。本明細書において、画面は、視点に垂直であり、視点から所定の距離ほど離隔された平面を意味する。レンダリングポイントを含むレンダリングされたポイントモデルは、このような画面に表示される。一方、そのような投影により、画面には複数のレンダリングポイントが生成される。すなわち、レンダリングポイントとは、イメージポイントが投影された結果を意味する。したがって、イメージポイントは、３次元データを有するに反して、レンダリングポイントは、２次元データを有する。また、レンダリングポイントは、イメージポイントが有する色相情報及び位置情報を有している。一方、画面は、複数のピクセルから構成され、一つのレンダリングポイントは、一つのピクセルに表示される。一つのレンダリングポイントは、一つのピクセルの全領域に表示されるか、または一つのピクセルの一部領域に表示されうる。一方、一つのピクセルには、一つのレンダリングポイントのみ表示されるか、複数のレンダリングポイントが表示されうる。

スプラッティング部２４０は、レンダリングポイントごとに、立体的スプラッティングを行い、遂行結果を出力端子ＯＵＴ１を介して出力する。すなわち、スプラッティング部２４０は、レンダリングポイントごとに、立体的スプラットを生成する。ここで、スプラットとは、レンダリングポイントの視覚化、すなわち、レンダリングのために生成された客体を意味する。本明細書において、スプラットの形状は、従来のポイント基盤のレンダリング法と違って立体的である。説明の便宜上、本発明によるスプラットの形状は、球形または半球形と仮定する。以下、球スプラッティングは、球形のスプラットを生成することを意味し、半球スプラッティングは、半球形のスプラットを生成することを意味する。

スプラッティングを行うスプラッティング部２４０の動作を具体的に開示すれば、次の通りである。Ｂというイメージポイントが投影されて生成されたＡというレンダリングポイントのスプラットを生成するために、スプラッティング部２４０は、レンダリングポイントＡの解像度に反比例する体積を演算し、演算された体積を有する立体的スプラットをそのレンダリングポイントＡのスプラットとして生成する。例えば、スプラッティング部２４０は、レンダリングポイントＡの解像度に反比例する半径を演算し、中心がレンダリングポイントであり、半径がその演算された半径である球または半球形のスプラットをそのレンダリングポイントＡのスプラットとして生成する。このような、レンダリングポイントＡの解像度は、イメージポイントＢの解像度である。

スプラッティング部２４０で生成されたスプラットは、出力端子ＯＵＴ１を介して、液晶パネルのような‘画面’が設けられたディスプレイ装置に入力されて表示される。

図３は、図２に示す解像度選択部２２０の動作を説明する参考図である。ここで、識別番号３１０または３２０は、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置に与えられたポイントモデルがレンダリングされた結果、すなわち、レンダリング映像を示し、識別番号３３０は、レンダリング映像が表示される画面を表す。

図３を参照するに、解像度選択部２２０は、視点から近いレンダリング映像３１０が視点から遠いレンダリング映像３２０より解像度が高いように、イメージポイントの解像度を選択するか、視点から遠いレンダリング映像３２０が視点から近いレンダリング映像３１０より解像度が高いように、イメージポイントの解像度を選択することができる。

図４は、図２に示す深さ演算部２３０の動作を説明する参考図である。図４を参照するに、深さｄ１とは、視点４１０とイメージポイント４２０との距離を意味し、深さｄ２とは、視点４１０とイメージポイント４３０との距離を意味する。この場合、深さ演算部２３０は、深さｄ１と深さｄ２とを演算する。

図５Ａ及び図５Ｂは、図２に示すスプラッティング部２４０の動作を説明する参考図である。

具体的に、図５Ａの（ａ）は、イメージポイント５１０、５１２、５１４を示す図であり、図５Ａの（ｂ）は、レンダリングポイント５１１、５１３、５１５と各レンダリングポイントのスプラット５２０、５２２、５２４とを示す図である。

ここで、レンダリングポイント５１１は、イメージポイント５１０が投影された結果であり、レンダリングポイント５１３は、イメージポイント５１２が投影された結果であり、レンダリングポイント５１５は、イメージポイント５１４が投影された結果である。

まず、スプラッティング部２４０は、レンダリングポイント５１１、５１３、５１５ごとに、球形のスプラット５２０、５２２、５２４を生成する。ただし、スプラット５２２、５２４の間に重なる部分が存在する場合、スプラッティング部２４０は、一つのスプラット５２２から他の一つのスプラット５２４に含まれる部分を除去することによって、スプラット５２２の形状を球形から図５Ａの（ｂ）に示すように更新する。これと共に、スプラッティング部２４０は、他の一つのスプラット５２４から一つのスプラット５２２に含まれる部分を除去することによって、スプラット５２４の形状を球形から図５Ａの（ｂ）に示すように更新する。

一方、図５Ｂの（ａ）は、ポイントモデル５３０を示す図であり、図５Ｂの（ｂ）は、レンダリング映像５３５と視点５４０とを示す図であり、図５Ｂの（ｃ）は、レンダリング映像５３５と視点５４２とを示す図である。ここで、レンダリング映像５３５は、前述したように、ポイントモデル５３０がレンダリングされた結果を意味する。具体的に、レンダリング映像５３５は、ポイントモデル５３０をなすそれぞれのイメージポイントが投影されて生成されたそれぞれのレンダリングポイントごとに、球形のスプラットを生成した結果を意味する。

スプラットの覆われる部分が視点の移動によって変わるので、画質が視点によって変化しうる従来のポイント基盤のレンダリング法と違って、スプラッティング部２４０は、球または半球形のスプラットを生成するので、レンダリング映像５３５の画質が視点に影響を受けない。すなわち、図５Ｂの（ｂ）及び（ｃ）に示すように、視点が識別番号５４０で表記された視点から識別番号５４２で表記された視点に変更されても、レンダリング映像５３５の画質は変わらない。

図６の（ａ）及び（ｂ）は、本発明によるスプラットの形状は、球形と半球形とがいずれも可能であることを説明する図である。図示されているように、本発明によるスプラット６１０、６２０が有しうる形状の一例は、視点６１５で球と観測される形状である。ここで、球と観測される形状は、スプラット６１０のように球形であるか、スプラット６２０のように半球形でありうる。

図７は、図２に示すスプラッティング部２４０の本発明の望ましい一実施形態（２４０Ａ）を説明するブロック図であって、投影部７１０、半径演算部７２０、テンプレート保存部７３０、スプラット生成部７４０、及びスプラット更新部７５０からなる。

投影部７１０は、入力端子ＩＮ２を介して入力されたポイントモデルを投影して複数のレンダリングポイントを生成する。ここで、入力端子ＩＮ２は、入力端子ＩＮ１に該当する。

半径演算部７２０は、レンダリングポイントごとに、そのレンダリングポイントに対して予め設定された解像度に相応して半径を演算する。具体的に、半径演算部７２０は、レンダリングポイントごとに、そのレンダリングポイントに対して予め設定された解像度に反比例する半径を演算する。ここで、そのレンダリングポイントに対して予め設定された解像度は、そのレンダリングポイントに対応するイメージポイントに対して予め設定された解像度を意味し、これは、前述したように、視点及びそのイメージポイントの深さに相応して予め設定される。すなわち、そのレンダリングポイントに対して予め設定された解像度は、図２に示す解像度選択部２２０で選択された解像度を意味する。

テンプレート保存部７３０は、半径をアドレスとしてテンプレートを保存する。本明細書において、テンプレートとは、スプラットを具現する客体を意味する。このようなテンプレートは、画面上で所定数のサブピクセルを占める。ここで、サブピクセルは、ピクセルであるか、画面にピクセルより小さなサイズに設けられる領域でありうる。このとき、テンプレートに含まれるそれぞれのサブピクセルは、画素情報を有する。ここで、画素情報は、サブピクセルの色相に関する情報である色相情報とサブピクセルの深さに関する情報である深さ情報とを含む。

スプラット生成部７４０は、レンダリングポイントごとに、中心がそのレンダリングポイントであり、半径が半径演算部７２０で演算された半径である半球または球形のスプラットを生成する。このために、スプラット生成部７４０は、テンプレート検索部７４２及びテンプレート割当部７４４からなりうる。ここで、テンプレート検索部７４２は、半径演算部７２０で演算された半径をアドレスとして有するテンプレートをテンプレート保存部７３０に保存されたテンプレートから検索する。また、テンプレート割当部７４４は、その検索されたテンプレートをそのレンダリングポイントのスプラットとして出力する。

スプラット更新部７５０は、スプラット生成部７４０で生成されたスプラットの間に重なる部分が存在する場合、一つのスプラットから他の一つのスプラットに含まれる部分を除去することによって、スプラットの形状を更新する。

図８の（ａ）〜（ｃ）は、テンプレートを説明する参考図である。図８に示すテンプレートは、本発明によるスプラットの形状が半球である場合の可能なテンプレートの一例である。具体的に、図８の（ａ）は、半球の半径が２[無単位]である場合のテンプレート８１０であり、図８の（ｂ）は、半球の半径が２．５である場合のテンプレート８２０であり、図８の（ｃ）は、半球の半径が３である場合のテンプレート８３０である。

図８の（ａ）に示すように、一つのテンプレート８１０は、画面上で１６個のサブピクセルを占める。このとき、各サブピクセルは、各ピクセル固有の深さ情報を有する。例えば、スプラットの形状が半球であるので、１６個のピクセルのうち角部に存在するサブピクセルの深さは、０[無単位」である。また、１６個のサブピクセルそれぞれの深さのうち、最も深いサブピクセルは、１６個のサブピクセルのうち中央部に存在する４個のサブピクセルである。このとき、その中央部に存在するサブピクセルが有する深さ情報は、レンダリングポイントに対応するイメージポイントの深さに関する情報である。一方、一つのテンプレート８１０に含まれたあらゆるサブピクセルのうち、深さ情報を有するあらゆるサブピクセルの色相情報は、レンダリングポイントの色相情報と同一である。

図８の（ｂ）に示すように、一つのテンプレート８２０は、画面上で２５個のサブピクセルを占める。この場合、２５個のサブピクセルのうち角部に存在するサブピクセルの深さは０である。また、２５個のサブピクセルそれぞれの深さのうち、最も深いサブピクセルは、２５個のサブピクセルのうち中央部に存在するサブピクセルである。このとき、その中央部に存在するサブピクセルが有する深さ情報は、レンダリングポイントに対応するイメージポイントの深さに関する情報である。一方、一つのテンプレート８２０に含まれたあらゆるサブピクセルのうち、深さ情報を有するあらゆるサブピクセルの色相情報は、レンダリングポイントの色相情報と同一である。

また、図８の（ｃ）に示すように、一つのテンプレート８３０は、画面上で３６個のサブピクセルを占める。この場合、３６個のサブピクセルのうち角部に存在するサブピクセルの深さは０である。また、３６個のサブピクセルそれぞれの深さのうち、最も深いサブピクセルは、３６個のサブピクセルのうち中央部に存在する４個のサブピクセルである。このとき、その中央部に存在するサブピクセルが有する深さ情報は、レンダリングポイントに対応するイメージポイントの深さに関する情報である。一方、一つのテンプレート８３０に含まれたあらゆるサブピクセルのうち、深さ情報を有するあらゆるサブピクセルの色相情報は、レンダリングポイントの色相情報と同一である。

図９は、図７に示すスプラット更新部７５０の動作を説明する参考図である。示すように、スプラット９１０、９２０の間に重なる部分が存在する場合、スプラット更新部７５０は、一つのスプラット９１０から他の一つのスプラット９２０に含まれる部分を除去する。これと共に、スプラット更新部７５０は、一つのスプラット９２０から他の一つのスプラット９１０に含まれる部分を除去する。

このために、スプラット更新部７５０は‘画面上で同じサブピクセルに表示される’一つのスプラット９１０の一部分９５０と他の一つのスプラット９２０の一部分９４０それぞれの深さを比較し、このうち深さが小さな一部分９４０を除去することによって、スプラット９２０を更新する。同様に、スプラット更新部７５０は、‘画面上で同じサブピクセルに表示される’他の一つのスプラット９２０の一部分９７０と一つのスプラット９１０の一部分９６０それぞれの深さを比較し、このうち深さが小さな一部分９６０を除去することによって、スプラット９１０を更新する。ここで、一部分の深さとは、一部分と視点９３０との距離を意味する。

図１０は、本発明によるポイント基盤のレンダリング方法を説明する一実施形態のフローチャートであって、視点及びイメージポイントの深さ別に解像度を選択し、イメージポイントごとに深さを求め、立体的スプラットを生成する段階（第１０１０〜１０４０段階）から構成される。

まず、データ入力部２１０は、イメージポイントのデータフォーマットがポイントクラウドフォーマットではない場合、イメージポイントのデータフォーマットをポイントクラウドフォーマットに変換する（第１０１０段階）。

第１０１０段階後に、解像度選択部２２０は、‘視点’及び‘イメージポイントの深さ’別に解像度を選択し（第１０２０段階）、深さ演算部２３０は、イメージポイントごとに深さを演算する（第１０３０段階）。

第１０３０段階後に、スプラッティング部２４０は、ポイントモデルを投影して生成されたレンダリングポイントごとに半球または球形のスプラットを生成する（第１０４０段階）。

図１１は、図１０に示す第１０４０段階の本発明による望ましい一実施形態（１０４０Ａ）のフローチャートであって、ポイントモデルが投影されて生成された各ポイントごとに、球（または、半球）形のスプラットを生成することによって、そのポイントモデルをレンダリングする段階（第１１１０〜１１５０段階）からなる。

まず、投影部７１０は、ポイントモデルを投影して複数のレンダリングポイントを生成し（第１１１０段階）、半径演算部７２０は、そのレンダリングポイントごとに、第１０２０段階で選択された解像度に反比例する半径を演算する（第１１２０段階）。

第１１２０段階後に、テンプレート検索部７４２は、第１１２０段階で演算された半径に対応するテンプレートを予め設けられたテンプレートから検索し（第１１３０段階）、テンプレート割当部７４４は、第１１３０段階で検索されたテンプレートをそのレンダリングポイントのスプラットとして利用する（第１１４０段階）。

このような、第１１２０ないし第１１４０段階は、第１１１０段階で生成されたレンダリングポイントごとに行われる。

一方、第１１４０段階で生成されたスプラットの間に重なる部分が存在する場合、スプラット更新部７５０は、一つのスプラットから他の一つのスプラットに含まれる部分を除去することによって、スプラットの形状を更新する（第１１５０段階）。

図１２の（ａ）〜（ｃ）は、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第１参考図である。具体的に、図１２の（ａ）は、四角形の平面スプラットを生成する従来のポイント基盤のレンダリング法によりレンダリングされた映像１２１０の一例を示す図であり、図１２の（ｂ）は、円形の平面スプラットを生成する従来のポイント基盤のレンダリング法によりレンダリングされた映像１２２０の一例を示す図であり、図１２の（ｃ）は、球または半球形の立体的スプラットを生成する本発明によるポイント基盤のレンダリング装置によりレンダリングされた映像１２３０の一例を示す図である。図示されているように、図１２の（ａ）から（ｃ）に行くほど、スケール効果は除去され、かつ画質は改善される。

図１３の（ａ）及び（ｂ）は、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第２参考図である。具体的に、図１３の（ａ）は、四角形の平面スプラットを生成する従来のポイント基盤のレンダリング法によりレンダリングされた映像１３１０と、そのうち一部映像１３２０を拡大させた映像１３３０との一例を示す図であり、図１３の（ｂ）は、球または半球形の立体的スプラットを生成する従来のポイント基盤のレンダリング法によりレンダリングされた映像１３４０と、そのうち一部映像１３５０を拡大させた映像１３６０との一例を示す図である。図示されているように、図１３の（ａ）から（ｂ）に行くほど、スケール効果は除去され、かつ画質は改善される。

図１４の（ａ）及び（ｂ）は、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第３参考図である。具体的に、識別番号１４１０は、ポイントモデルを含む映像、すなわち、レンダリングしようとする３次元映像の一例を示し、識別番号１４３０は、その３次元映像１４１０の一部映像１４２０を四角形の平面スプラットを生成する、従来のポイント基盤のレンダリング法によってレンダリングした結果を示し、識別番号１４４０は、その３次元映像１４１０の一部映像１４２０を球または半球形の立体的スプラットを生成する、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置によってレンダリングした結果を示す。図示されているように、識別番号１４４０で表記された映像の画質が識別番号１４３０で表記された映像の画質より優れている。

図１５の（ａ）及び（ｂ）は、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第４参考図である。具体的に、識別番号１５１０は、ポイントモデルを含む映像、すなわち、レンダリングしようとする３次元映像の一例を示し、識別番号１５３０は、その３次元映像１５１０の一部映像１５２０を四角形の平面スプラットを生成する、従来のポイント基盤のレンダリング法によってレンダリングした結果を示し、識別番号１５４０は、その３次元映像１５１０の一部映像１５２０を球または半球形の立体的スプラットを生成する、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置によってレンダリングした結果を示す。図示されているように、識別番号１５４０で表記された映像の画質が識別番号１５３０で表記された映像の画質より優れている。

図１６は、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第５参考図である。具体的に、識別番号１６１０は、ポイントモデルを含む映像、すなわち、レンダリングしようとする３次元映像の一例を示し、識別番号１６２０は、その３次元映像１６１０を四角形の平面スプラットを生成する、従来のポイント基盤のレンダリング法によってレンダリングした結果を示し、識別番号１６３０は、その３次元映像１６１０を球または半球形の立体的スプラットを生成する、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置によってレンダリングした結果を示す。図示されているように、識別番号１６３０（特に、識別番号１６３５）で表記された映像の画質が識別番号１６２０（特に、識別番号１６２５）で表記された映像の画質より優れている。

図１７Ａないし図１７Ｃは、本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第６参考図である。具体的に、図１７Ａは、従来のポリゴン基盤レンダリング法によってレンダリングされた映像の一例を示し、図１７Ｂは、四角形の平面スプラットを生成する従来のポイント基盤のレンダリング法によってレンダリングされた映像の一例を示し、図１７Ｃは、球または半球形のスプラットを生成する本発明によるレンダリング装置によってレンダリングされた映像の一例を示す。図示されているように、図１７Ｃの画質が図１７Ａ及び図１７Ｂの画質より優れている。

本発明は、また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムにより読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがあり、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが保存されて実行されうる。

以上、図面及び明細書で最適の実施例が開示された。ここで特定の用語が使われたが、これは単に本発明を説明するための目的として使われたものに過ぎず、意味限定や特許請求の範囲上に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲の技術的思想により決定されなければならない。

本発明は、３次元映像のグラフィック関連の技術分野に好適に用いられる。

従来のポイント基盤のレンダリング法を説明する参考図である。 従来のポイント基盤のレンダリング法を説明する参考図である。 本発明によるポイント基盤のレンダリング装置を説明するブロック図である。 図２に示す解像度選択部の動作を説明する参考図である。 図２に示す深さ演算部の動作を説明する参考図である。 図２に示すスプラッティング部の動作を説明する参考図である。 図２に示すスプラッティング部の動作を説明する参考図である。 本発明によるスプラットの形状は、球形と半球形のいずれも可能であることを説明する図である。 図２に示すスプラッティング部の本発明の望ましい一実施形態を説明するブロック図である。 テンプレートを説明する参考図である。 図７に示すスプラット更新部の動作を説明する参考図である。 本発明によるポイント基盤のレンダリング方法を説明するフローチャートである。 図１０に示す第１０４０段階の本発明による望ましい一実施形態（１０４０Ａ）のフローチャートである。 本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第１参考図である。 本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第２参考図である。 本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第３参考図である。 本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第４参考図である。 本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第５参考図である。 本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第６参考図である。 本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第６参考図である。 本発明によるポイント基盤のレンダリング装置及び方法の効果を説明する第６参考図である。

符号の説明

２１０ データ入力部
２２０ 解像度選択部
２３０ 深さ演算部
２４０ スプラッティング部
３１０、３２０、５３５ レンダリング映像
３３０ 画面
４１０、５４０、５４２、６１５、９３０ 視点
４２０、４３０、５１０、５１２、５１４ イメージポイント
５１１、５１３、５１５ レンダリングポイント
５２０、５２２、５２４、６１０、６２０、９１０、９２０ スプラット
５３０ ポイントモデル
７１０ 投影部
７２０ 半径演算部
７３０ テンプレート保存部
７４０ スプラット生成部
７４２ テンプレート検索部
７４４ テンプレート割当部
７５０ スプラット更新部
８１０、８２０、８３０ テンプレート
９４０、９５０、９６０、９７０ スプラットの一部分
ｄ１、ｄ２ 距離
ＩＮ１、ＩＮ２ 入力端子
ＯＵＴ１ 出力端子

Claims (11)

1. 与えられたポイントモデルを投影して複数のレンダリングポイントを生成する投影部と、
   前記レンダリングポイントごとに、予め設定された解像度に相応して半径を演算する半径演算部と、
   前記演算された半径を有する半球または球形のスプラットを前記レンダリングポイントごとに生成するスプラット生成部と、
   一の前記スプラットから該スプラットと他の一の前記スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記スプラットを更新するスプラット更新部と、
   を備え、
   前記スプラット更新部は、前記重なる部分に係る、一の前記スプラットの部分の深さと他の一の前記スプラットの部分の深さとを比較し、前記深さが小さい方の前記部分を除去することによって、前記スプラットを更新する
   ことを特徴とするポイント基盤のレンダリング装置。
2. 前記スプラット生成部は、
   半径をアドレスとしてテンプレートを保存するテンプレート保存部と、
   前記演算された半径をアドレスとして有するテンプレートを前記保存されたテンプレートから検索するテンプレート検索部と、
   前記検索されたテンプレートを前記スプラットとして出力するテンプレート割当部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のポイント基盤のレンダリング装置。
3. 前記ポイント基盤のレンダリング装置は、
   前記ポイントモデルをなすイメージポイントそれぞれの深さを演算する深さ演算部をさらに備え、
   前記半径演算部は、前記イメージポイントの深さ別に予め設定された解像度に相応して前記半径を演算することを特徴とする請求項１に記載のポイント基盤のレンダリング装置。
4. 前記半径演算部は、
   視点及びイメージポイントの深さ別に予め設定された解像度に相応して前記半径を演算することを特徴とする請求項１に記載のポイント基盤のレンダリング装置。
5. 前記半径演算部は、
   前記レンダリングポイントごとに、予め設定された解像度に反比例する前記半径を演算することを特徴とする請求項１に記載のポイント基盤のレンダリング装置。
6. 与えられたポイントモデルを投影して複数のレンダリングポイントを生成する投影部と、
   予め設定された解像度に相応して体積を演算する半径演算部と、
   前記演算された体積を有する立体的スプラットを前記レンダリングポイントごとに生成するスプラット生成部と、
   一の前記立体的スプラットから該立体的スプラットと他の一の前記立体的スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記立体的スプラットを更新するスプラット更新部と、
   を備え、
   前記スプラット更新部は、前記重なる部分に係る、一の前記立体的スプラットの部分の深さと他の一の前記立体的スプラットの部分の深さとを比較し、前記深さが小さい方の前記部分を除去することによって、前記立体的スプラットを更新する
   ことを特徴とするポイント基盤のレンダリング装置。
7. （ａ）投影部が、入力されたポイントモデルを投影して、複数のピクセルから構成される画面の一のピクセルに表示されるレンダリングポイントを複数生成する段階と、
   （ｂ）半径演算部が、生成された前記レンダリングポイントに対して予め設定された解像度に相応して半径を演算する段階と、
   （ｃ）スプラット生成部が、前記画面に表示される、前記演算された半径を有する半球または球形のスプラットを生成する段階と、
   （ｄ）スプラット更新部が、一の前記スプラットから該スプラットと他の一の前記スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記スプラットを更新する段階と、
   を含み、
   前記スプラットを更新する段階において、前記重なる部分に係る、一の前記スプラットの部分の深さと他の一の前記スプラットの部分の深さとを比較し、前記深さが小さい方の前記部分を除去することによって、前記スプラットを更新し、
   前記（ｂ）及び（ｃ）段階は、前記レンダリングポイントごとに行われる
   ことを特徴とするポイント基盤のレンダリング方法。
8. 前記（ｄ）段階は、
   （ｄ１）前記一つのスプラットの画素と前記他の一つのスプラットの画素とが同じ領域に表示されるか否かを判断する段階と、
   （ｄ２）前記一つのスプラットの画素と前記他の一つのスプラットの画素とが同じ領域に表示されると判断されれば、前記一つのスプラットの画素が前記他の一つのスプラットの画素より深いか否かを判断する段階と、
   （ｄ３）前記一つのスプラットの画素が前記他の一つのスプラットの画素より深いと判断されれば、前記一つのスプラットの画素が有する情報を除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項７に記載のポイント基盤のレンダリング方法。
9. 前記（ａ）段階は、
   （ａ１）前記演算された半径に相応するテンプレートを予め設けられたテンプレートから検索する段階と、
   （ａ２）前記検索されたテンプレートを前記スプラットとして利用する段階と、を含むことを特徴とする請求項７に記載のるポイント基盤のレンダリング方法。
10. （ａ）投影部が、入力されたポイントモデルを投影して、複数のピクセルから構成される画面の一のピクセルに表示されるレンダリングポイントを複数生成する段階と、
    （ｂ）半径演算部が、生成された前記レンダリングポイントに対して予め設定された解像度に相応して体積を求める段階と、
    （ｃ）スプラット生成部が、前記画面に表示される、前記求められた体積を有する立体的スプラットを生成する段階と、
    （ｄ）スプラット更新部が、一の前記立体的スプラットから該立体的スプラットと他の一の前記立体的スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記立体的スプラットを更新する段階と、
    を含み、
    前記立体的スプラットを更新する段階において、前記重なる部分に係る、一の前記立体的スプラットの部分の深さと他の一の前記立体的スプラットの部分の深さとを比較し、前記深さが小さい方の前記部分を除去することによって、前記立体的スプラットを更新し、
    前記（ｂ）及び（ｃ）段階は、前記レンダリングポイントごとに行われる
    ことを特徴とするポイント基盤のレンダリング方法。
11. （ａ）入力されたポイントモデルを投影して、複数のピクセルから構成される画面の一のピクセルに表示されるレンダリングポイントを複数生成する段階と、
    （ｂ）生成された前記レンダリングポイントに対して予め設定された解像度に相応して半径を演算する段階と、
    （ｃ）前記画面に表示される、前記演算された半径を有する半球または球形のスプラットを生成する段階と、
    （ｄ）一の前記スプラットから該スプラットと他の一の前記スプラットとの間の重なる部分を除去することによって前記スプラットを更新する段階と、
    を含み、
    前記スプラットを更新する段階において、前記重なる部分に係る、一の前記スプラットの部分の深さと他の一の前記スプラットの部分の深さとを比較し、前記深さが小さい方の前記部分を除去することによって、前記スプラットを更新し、
    前記（ｂ）及び（ｃ）段階は、前記レンダリングポイントごとに行われる
    ことを特徴とするポイント基盤のレンダリング方法を行うコンピュータプログラムを保存するコンピュータで読み取り可能な記録媒体。