JP5413081B2 - 画像表示方法および画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像を表示する画像表示方法および画像表示装置に関する。

従来、この種の画像表示方法としては、リアルタイムで３次元モデルをレンダリングしてディスプレイに表示するものや（例えば、特許文献１参照）、３次元モデルを予めレンダリングしてビットマップ画像を作成して保存しておきディスプレイの表示はビットマップ画像を読み込んで行なうものなどが提案されている。

特開平０７−１５２９２５号公報

前者の手法では、画面の表示周期よりも短い周期でレンダリング処理を行なう必要があるため、高い演算能力が要求される。したがって、用いるコンピューターによっては、演算能力に不足が生じ、レイトレーシングなどの高品質のレンダリングは行なうことができない。一方、後者の手法では、ビットマップ画像を表示するだけであるから、予め高品質のレンダリングを行なってビットマップ画像を作成しておくことにより、高品質の画像を表示することができるものの、現状では後から異なるテクスチャーに差し替えて使用することはできない。

本発明の画像表示方法および画像表示装置は、処理負担が少なく、高品質の３次元モデルのレンダリング画像を表示することを主目的とする。

本発明の画像表示方法および画像表示装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の画像表示方法は、
画像を表示する画像表示方法であって、
（ａ）座標毎に異なる階調値が設定された所定パターンをテクスチャーとして３次元モデルに貼り付けてレンダリングし、
（ｂ）該レンダリングによりビットマップ画像として得られたレンダリング済み画像を解析することにより該レンダリング済み画像の座標と前記所定パターンの座標との対応関係を設定して画像描画情報として保存し、
（ｃ）所望のテクスチャーを画像として表示する際には、前記保存した画像描画情報に基づいて前記レンダリング済み画像中に前記所望のテクスチャーを配置して表示する
ことを要旨とする。

この本発明の画像表示方法では、座標毎に異なる階調値が設定された所定パターンをテクスチャーとして３次元モデルに貼り付けてレンダリングし、レンダリングによりビットマップ画像として得られたレンダリング済み画像を解析することによりレンダリング済み画像の座標と所定パターンの座標との対応関係を設定して画像描画情報として保存し、所望のテクスチャーを画像として表示する際には保存した画像描画情報に基づいてレンダリング済み画像中に所望のテクスチャーを配置して表示する。したがって、３次元モデルをレンダリングした画像を所望のテクスチャーを差し替えて表示することができると共にリアルタイムで３次元モデルをレンダリングして表示するものに比して処理負担を少なくすることができる。ここで、画像の表示には、画像をフレーム単位で描画して動画像として表示するものが含まれる。

こうした本発明の画像表示方法において、前記ステップ（ｂ）は、前記レンダリング済み画像の各座標の階調値から対応する前記所定パターンの座標を特定することにより前記対応関係を導出するステップであるものとすることもできる。

また、本発明の画像表示方法において、前記所定パターンは、座標を２進数で表現したときにビット数に応じた複数のパターンに、それぞれ座標毎に対応するビットの値に応じた階調値が設定されてなるものとすることもできる。こうすれば、対応関係をより正確に設定することができる。この場合、前記２進数は、グレイコード（交番２進数）であるものとすることもできる。こうすれば、隣接する座標に移行する際に常に１ビットの変化しか生じないから、画像の階調値の誤差に起因して誤ったデータが取得されてしまうのを抑制することができる。

さらに、本発明の画像表示方法において、前記ステップ（ａ）は、前記所定パターンとして前記対応関係を設定するための対応関係設定用パターンに加えてさらに最小階調値でベタ塗りしてなる第１ベタ塗りパターンを前記３次元モデルに貼り付けてレンダリングし、前記ステップ（ｂ）は、前記レンダリング済み画像における前記第１ベタ塗りパターンの階調値であるバイアス値を前記画像描画情報として保存し、前記ステップ（ｃ）は、前記保存したバイアス値に基づいて前記所望のテクスチャーの階調値をオフセットすることにより前記レンダリング済み画像の階調値に変換して表示するものとすることもできる。こうすれば、３次元モデルのレンダリングによる効果のうち元のテクスチャーに依存しないものを反映させることができる。

また、本発明の画像表示方法において、前記ステップ（ａ）は、前記所定パターンとして前記対応関係を設定するための対応関係設定用パターンに加えてさらに最小階調値でベタ塗りしてなる第１ベタ塗りパターンと最大階調値でベタ塗りしてなる第２ベタ塗りパターンとを前記３次元モデルに貼り付けてそれぞれレンダリングし、前記ステップ（ｂ）は、前記レンダリング済み画像における前記第２ベタ塗りパターンの階調値と前記第１ベタ塗りパターンの階調値との偏差であるゲインを算出して前記画像描画情報として保存し、前記ステップ（ｃ）は、前記保存したゲインに基づいて前記所望のテクスチャーの階調値を前記レンダリング済み画像の階調値に変換して表示するものとすることもできる。こうすれば、３次元モデルのレンダリングによる効果のうち元のテクスチャーの階調値に影響を受けるものを反映させることができる。この態様の本発明の画像表示方法において、前記ステップ（ａ）は、前記ステップ（ｃ）で前記レンダリング済み画像に複数の所望のテクスチャーを配置して表示する場合には、前記配置する所望のテクスチャーの数だけ設けられたセット群であって各セットが１つの前記第２ベタ塗りパターンと前記配置するテクスチャーの数から値１を減じた数の前記第１ベタ塗りパターンとからなると共に各セット毎に前記３次元モデルに前記第２ベタ塗りパターンを貼り付ける箇所が異なる第１のセット群と、前記配置する所望のテクスチャーの数と同数の前記第１ベタ塗りパターンからなる１つの第２のセットとをそれぞれセット毎に前記３次元モデルに貼り付けてレンダリングし、前記ステップ（ｂ）は、前記第１のセット群を各セット毎にレンダリングすることにより得られる各レンダリング済み画像の階調値と前記第２のセットをレンダリングすることにより得られるレンダリング済み画像の階調値とを前記第１のセット群の各セット毎に比較することにより、前記３次元モデルにテクスチャーが貼り付けられた領域であるテクスチャー領域を特定し、該特定したテクスチャー領域に対して前記ゲインを算出するものとすることもできる。こうすれば、テクスチャー領域をより容易に特定することができる。

本発明の画像表示装置は、
画像を表示する画像表示装置であって、
座標毎に階調値が異なる所定パターンをテクスチャーとして３次元モデルに貼り付けてレンダリングすることによりビットマップ画像として得られたレンダリング済み画像の座標と前記所定パターンの座標との対応関係を記憶する記憶手段と、
所望のテクスチャーを画像として表示するときには、前記記憶手段に記憶された対応関係に基づいて前記レンダリング済み画像中に前記所望のテクスチャーを配置して表示する表示手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の画像表示装置では、座標毎に階調値が異なる所定パターンをテクスチャーとして３次元モデルに貼り付けてレンダリングすることによりビットマップ画像として得られたレンダリング済み画像の座標と所定パターンの座標との対応関係を記憶させておくことにより、所望のテクスチャーを画像として表示する際には記憶された画像描画情報に基づいてレンダリング済み画像中に所望のテクスチャーを配置して表示する。したがって、３次元モデルをレンダリングした画像を所望のテクスチャーを差し替えて表示することができると共にリアルタイムで３次元モデルをレンダリングして表示するものに比して処理負担を少なくすることができる。

画像表示方法に用いるコンピューター２０の構成の概略を示す構成図。 特殊テクスチャー生成処理の一例を示すフローチャート。 特殊テクスチャーの一例を示す説明図。 セット毎に特殊テクスチャーをレンダリングする様子を示す説明図。 レンダリング済み画像解析処理の一例を示すフローチャート。 バイアスBc,t(x,y)とゲインGc,t(x,y)を説明する説明図。 差し替え用テクスチャーの一例を示す説明図。 差し替え用テクスチャーのスライドショー表示の一例を示す説明図。 変形例の特殊テクスチャーを示す説明図。 変形例の特殊テクスチャーを用いてレンダリングする様子を示す説明図。 変形例の特殊テクスチャーを示す説明図。

次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である画像表示方法に用いるコンピューター２０とビューワー４０の構成の概略を示す構成図である。本実施形態のコンピューター２０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵや処理プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、グラフィックプロセッサー（ＧＰＵ）、ハードディスク（ＨＤＤ）、ディスプレイ２２などからなる汎用のコンピューターとして構成されており、その機能ブロックとしては、３次元モデリングデータ（以下、３Ｄモデルという）やこれに貼り付けるテクスチャーデータ（以下、テクスチャーという）などを記憶する記憶部３１と、３次元モデルに貼り付ける前処理用の特殊なテクスチャーを生成する特殊テクスチャー生成処理部３２と、３次元モデルをレンダリングしてビットマップ画像を生成するレンダリング処理部３４と、レンダリングにより得られたビットマップ画像としてのレンダリング済み画像を解析するレンダリング済み画像解析処理部３６と、を備える。

特殊テクスチャー生成処理部３２は、レンダリング処理部３４でレンダリングされる３Ｄモデルに貼り付ける所定パターンのテクスチャーを生成する処理部であり、具体的には、所定パターンとして、値０．０〜１．０の階調値範囲内で階調値が値１．０の白ベタのパターンや、階調値が値０．０の黒ベタのパターン，値０．０と値１．０の階調値が横方向に交互に現われる縦縞模様のパターン，値０．０と値１．０の階調値が縦方向に交互に現われる横縞模様のパターンを生成する。なお、これらの各パターンがもつ役割については後述する。

レンダリング処理部３４は、３Ｄレンダリング用のソフトウエアがコンピューター２０にインストールされることにより機能する処理部であり、３Ｄモデルに特殊テクスチャー生成処理部３２で生成されたテクスチャーを貼り付けてレンダリングすることにより所定のフレームレート（例えば、１秒間に３０回や６０回など）でフレーム単位にビットマップ画像を再生して動画を表示する。本実施形態では、光源からの光をたどりながらオブジェクト面の反射や光の屈折などを計算してレンダリングするレイトレーシング法を用いてレンダリング処理を行なうものとした。

レンダリング済み画像解析処理部３６は、レンダリング処理部３４により生成されたビットマップ画像（レンダリング済み画像）を解析することにより、所定パターンのテクスチャーに代えて写真などの所望の画像データを配置してレンダリング済み画像をビューワー４０側で表示できるようにするための画像描画情報を生成する。

本実施形態のビューワー４０は、コンピューター２０のレンダリング済み画像解析処理部３６で解析された結果としての画像描画情報を記憶する記憶部４１と、３Ｄモデルのレンダリング済み画像に所望のテクスチャーを配置して描画することにより表示する表示処理部４２と、写真などの画像データが記憶されたメモリーカード４６とのデータのやり取りを司るメモリーカードコントローラー４４と、を備える。このビューワー４０は、ユーザーからの指示によりメモリーカード４６に記憶されている複数の画像データを順次読み込むと共に読み込んだ画像データを画像描画情報を用いて３Ｄモデルのレンダリング済み画像に貼り付けて順次再生を行なうスライドショー表示を行なうことができるようになっている。

次に、こうして構成された本実施形態のコンピューター２０の特殊テクスチャー生成処理部３２，レンダリング済み画像解析処理部３６の動作や、ビューワー４０の表示処理部４２の動作について説明する。まず、特殊テクスチャー生成処理部３２の処理について説明する。図２は、特殊テクスチャー生成処理の一例を示すフローチャートである。

特殊テクスチャー生成処理では、まず、対象セット番号ｉを値１に初期化し（ステップＳ１００）、対象セット番号ｉに対してＲＧＢの色成分毎にｎ個の特殊テクスチャーを生成して（ステップＳ１１０）、対象セット番号ｉを値１だけインクリメントし（ステップＳ１２０）、対象セット番号ｉと値ｎとを比較して（ステップＳ１３０）、対象セット番号ｉが値ｎ以下のときにはステップＳ１１０に戻って次の対象セット番号ｉに対してｎ個の特殊テクスチャーを生成する処理を繰り返し、対象セット番号ｉが値ｎを超えたときには次の処理に進む。ここで、対象セット番号ｉが値１から値ｎまでの特殊テクスチャーの生成は、次式（１）に示すように、１番からｎ番までの対象テクスチャー番号ｊを１番から値１ずつシフトしながら対象テクスチャー番号ｊと対象セット番号ｉと比較し、両者が一致する対象テクスチャー番号ｊに対しては最小値０．０（黒）〜最大値１．０（白）の階調値範囲で全座標(x,y)に値１．０の階調値を設定することにより白ベタの特殊テクスチャーを生成し、両者が一致しない対象テクスチャー番号ｊに対しては全座標(x,y)に値０．０の階調値を設定することにより黒ベタの特殊テクスチャーを生成することにより行なわれる。ここで、式（１）中の「ｃ」は、画像データのＲＧＢ値の各色に対応する値を示し、「ｎ」は１画面に配置するテクスチャーの数を示し、「ｂ」はテクスチャーの座標を２進数で表わしたときのビット数を示し、「Tc,i,j(x,y)」は色成分ｃ，対象セット番号i，対象テクスチャー番号ｊにおける特殊テクスチャーの座標(x,y)の階調値を示す（以下、同じ）。

対象セット番号ｉが値１〜値ｎの特殊テクスチャーを生成すると、次に、対象セット番号ｉが値（ｎ＋１）の色成分毎のｎ個の特殊テクスチャーを生成し（ステップＳ１４０）、対象セット番号ｉを値１だけインクリメントする（ステップＳ１５０）。ここで、対象セット番号ｉが値（ｎ＋１）の特殊テクスチャーの生成は、次式（２）に示すように、１番からｎ番までのすべての対象テクスチャー番号ｊに対して全座標(x,y)に値０．０の階調値を設定することにより黒ベタの特殊テクスチャーを生成することにより行なわれる。

対象セット番号ｉが値（ｎ＋１）の特殊テクスチャーを生成すると、次に、対象セット番号ｉに対してテクスチャーの座標を交番２進数（グレイコード）表現としたときの第｛ｉ−（ｎ＋２）]ビットに対応する縦縞模様の色成分毎のｎ個の特殊テクスチャーを次式（３）により生成して（ステップＳ１６０）、対象セット番号ｉを値１だけインクリメントし（ステップＳ１７０）、対象セット番号ｉと値（ｎ＋ｂ＋１）とを比較し（ステップＳ１８０）、対象セット番号ｉが値（ｎ＋ｂ＋１）以下のときにはステップＳ１６０に戻って次の対象セット番号ｉに対してｎ個の特殊テクスチャーを生成する処理を繰り返し、対象セット番号ｉが値（ｎ＋ｂ＋１）を超えたときには次の処理に進む。ここで、式（３）中の「gray(a)」は数値ａのグレイコード（交番２進数符号）表現であり、「and(a,b)」はａとｂのビット毎の論理積を示す（以下、同じ）。（ｎ＋２）番から（ｎ＋ｂ＋１）番までの対象セット番号ｉは、それぞれテクスチャーの座標を２進数で表現したときに第０ビット（最上位ビット）から第（ｂ−１）ビット（最下位ビット）までの各ビットに対応しており、対象セット番号ｉに対応するビットの値が値１のときには値１．０（白）の階調値を設定し、対応するビットの値が値０のときには値０．０（黒）の階調値を設定することにより縦縞模様の特殊テクスチャーが生成される。本実施形態では、テクスチャーの座標を交番２進数で表現しており、例えば、テクスチャー数ｎが値３で座標が値１〜８の３ビット（ｂ＝３）とすると、対象セット番号ｉが第０ビット（最上位ビット）を示す値５の特殊テクスチャーとしてはｘ座標が値１〜４については黒の階調値が設定され値５〜８については白の階調値が設定され、対象セット番号ｉが第１ビットを示す値６の特殊テクスチャーとしてはｘ座標が値１，２については黒の階調値が設定され３〜６については白の階調値が設定され値７，８については黒の階調値が設定され、対象セット番号ｉが第２ビット（最下位ビット）を示す値７の特殊テクスチャーとしてはｘ座標が値１については黒の階調値が設定され値２，３については白の階調値が設定され値４，５については黒の階調値が設定され値６，７については白の階調値が設定され値８については黒の階調値が設定されることになる。

対象セット番号ｉが値（ｎ＋２）〜値（ｎ＋ｂ＋１）の特殊テクスチャーを生成すると、次に、対象セット番号ｉに対してテクスチャーのｙ座標を交番２進数表現としたときの第｛ｉ−（ｎ＋ｂ＋２）]ビットに対応する横縞模様の色成分毎のｎ個の特殊テクスチャーを次式（４）により生成して（ステップＳ１８５）、対象セット番号ｉを値１だけインクリメントし（ステップＳ１９０）、対象セット番号ｉと値（ｎ＋２ｂ＋１）とを比較し（ステップＳ１９５）、対象セット番号ｉが値（ｎ＋２ｂ＋１）以下のときにはステップＳ１８５に戻って次の対象セット番号ｉに対してｎ個の特殊テクスチャーを生成する処理を繰り返し、対象セット番号ｉが値（ｎ＋２ｂ＋１）を超えたときには、全ての特殊テクスチャーの生成が完了したとして、本ルーチンを終了する。（ｎ＋ｂ＋２）番から（ｎ＋２ｂ＋１）番までの対象セット番号ｉは、それぞれテクスチャーの座標を２進数で表現したときに第０ビット（最上位ビット）から第（ｂ−１）ビット（最下位ビット）までの各ビットに対応しており、対象セット番号ｉに対応するビットの値が値１のときには値１．０（白）の階調値を設定し、対応するビットの値が値０のときには値０．０（黒）の階調値を設定することにより横縞模様の特殊テクスチャーが生成される。本実施形態では、テクスチャーの座標をグレイコードで表現しており、例えば、テクスチャー数ｎが値３でｙ座標が値１〜８の３ビット（ｂ＝３）とすると、対象セット番号ｉが第０ビット（最上位ビット）を示す値８の特殊テクスチャーとしてはｙ座標が値１〜４については黒の階調値が設定され値５〜８については白の階調値が設定され、対象セット番号ｉが第１ビットを示す値９の特殊テクスチャーとしてはｙ座標が値１，２については黒の階調値が設定され値３〜６については白の階調値が設定され値７，８については黒の階調値が設定され、対象セット番号ｉが第２ビット（最下位ビット）を示す値１０の特殊テクスチャーとしてはｙ座標が値１については黒の階調値が設定され値２，３については白の階調値が設定され値４，５については黒の階調値が設定され値６，７については白の階調値が設定され値８については黒の階調値が設定されることになる。図３に、テクスチャー数ｎが値３で座標のビット数ｂが値３のときに生成される特殊テクスチャーの一覧を示す。

レンダリング処理部３４は、セット毎に、対応するｎ個の特殊テクスチャーを３次元モデルに貼り付けてレンダリング処理を行なう。図４にレンダリング処理の様子を示す。本実施形態では、３次元モデルを動画としてレンダリングし、テクスチャー数ｎが値３でビット数ｂが値３としたから、合計１０セット分のレンダリング処理が行なわれて１０セット分の動画が生成されることになる。この動画は、フレーム１〜Ｔまでの各フレーム毎に生成されたビットマップ画像（レンダリング済み画像）により構成される。

次に、レンダリング処理部３４により生成されたレンダリング済み画像を解析する処理について説明する。図５は、レンダリング済み画像解析処理部３６により実行されるレンダリング済み画像解析処理の一例を示すフローチャートである。

レンダリング済み画像解析処理では、まず、次式（５）に示すように各フレーム番号ｔ（＝１〜Ｔ）におけるレンダリング済み画像の座標(x,y)の変数It(x,y)を値０に初期化し（ステップＳ２００）、対象フレームｔにおけるセット番号１〜ｎのレンダリング済み画像中の白ベタ領域（座標）を特定して、この白ベタ領域の変数It(x,y)に対応するテクスチャー番号（＝対象セット番号ｉ）を設定する（ステップＳ２１０）。この処理は、次式（６）に示すように、対象セット番号ｉを１番からｎ番まで順次シフトしながら対象セット番号ｉのレンダリング済み画像の階調値（各色成分毎の階調値の総和）とセット番号（ｎ＋１）のレンダリング済み画像の階調値（各色成分毎の階調値の総和）とを比較することにより行なうことができる。ここで、式（５）中の「ｗ」はレンダリング済み画像の幅方向のサイズを示し、「ｈ」はレンダリング済み画像の高さ方向のサイズを示す。また、式（６）中の「Ac,i,t(x,y)」は色成分ｃ，セット番号ｉ（１〜ｎ），フレーム番号ｔにおけるレンダリング済み画像の座標(x,y)の階調値を示す（以下、同じ）。

続いて、次式（７）によりセット番号（ｎ＋１）のレンダリング済み画像の階調値をバイアスBc,t(x,y)として設定すると共に（ステップＳ２２０）、変数It(x,y)が値０でないレンダリング済み画像の座標(x,y)、即ち白ベタ領域について次式（８）によりゲインGc,t(x,y)を計算する（ステップＳ２３０）。ここで、式（８）中の「Ac,It(x,y),t(x,y)」は色成分ｃ，変数It(x,y)に格納されたセット番号ｉ，フレーム番号ｔにおけるレンダリング済み画像の座標(x,y)の階調値を示す。図６に、バイアスBc,t(x,y)とゲインGc,t(x,y)との関係を示す。３Ｄモデルにテクスチャーを貼り付けてレンダリングする場合、図示するように、元のテクスチャーの階調値に依存しないオフセット分がバイアスBc,t(x,y)に相当し、元のテクスチャーの階調値の変化に対するレンダリング済み画像の階調値の変化の傾きがゲインGc,t(x,y)に相当する。

そして、次式（９）によりテクスチャーのグレイコード表現の座標（X't(x,y)，Y't(x,y）)を値０に初期化し（ステップＳ２４０）、セット番号（ｎ＋２）〜（ｎ＋２ｂ＋１）のレンダリング済み画像の座標(x,y)とテクスチャーの座標（X't(x,y)，Y't(x,y）)との対応関係を設定する（ステップＳ２５０）。ここで、座標の対応関係は、次式（１０）により行なわれ、具体的には、セット番号ｉを１番からｎ番まで順次シフトしながらセット番号（ｉ＋ｎ＋１）のレンダリング済み画像の階調値Ac,i+n+1,t(x,y)からバイアスBc,t(x,y)を減じたもの（各色成分毎の総和）がセット番号ｉのレンダリング済み画像のゲインGc,t(x,y)を値２で割ったもの（各色成分毎の総和）よりも大きいか否か即ちセット番号（ｉ＋ｎ＋１）における白と黒の縦縞模様のパターンのうち座標(x,y)が白か否かを判定し白のときには交番２進数表現の座標X't(x,y)の対応する第（ｉ−１）ビットの値に値１を設定し、セット番号ｉを１番からｎ番まで順次シフトしながらセット番号（ｉ＋ｂ＋ｎ＋１）のレンダリング済み画像の階調値Ac,i+b+n+1,i(x,y)からバイアスBc,t(x,y)を減じたもの（各色成分毎の総和）がセット番号ｉのレンダリング済み画像のゲインGc,t(x,y)を値２で割ったもの（各色成分毎の総和）よりも大きいか否か即ちセット番号（ｉ＋ｂ＋ｎ＋１）における白と黒の横縞模様のパターンのうち座標(x,y)が白か否かを判定し白のときには座標Y't(x,y)の対応する第（ｉ−１）ビットの値を値１に設定することにより行なわれる。ここで、式（１０）中の「or(a,b)」はａとｂのビット毎の論理和を示す。

座標の対応関係を設定すると、グレイコード表現のテクスチャーの座標（X't(x,y)，Y't(x,y)）を次式（１１）を用いて復号化して復号化後座標（Xt(x,y)，Yt(x,y)）を算出し（ステップＳ２６０）、これまでの設定あるいは算出結果を画像描画情報として記憶部３１に保存し（ステップＳ２７０）、値１〜Ｔまでの全フレームについて処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ２８０）、全フレームについて処理が完了していないときには次のフレームを対象フレームｔに設定してステップＳ２１０に戻って処理を繰り返し、全フレームについて処理が完了したときに本処理を終了する。ここで、式（１１）中の「gray-1(a)」はグレイコードａを復号化した値を示し、「Xt(x,y)」はフレーム番号ｔのレンダリング済み画像の座標(x,y)に対応するテクスチャーのｘ座標を示し、「Ｙt(x,y)」はフレーム番号ｔのレンダリング済み画像の座標(x,y)に対応するテクスチャーのｙ座標を示す。なお、本実施形態では、座標（X't(x,y)，Y't(x,y）)の原点を(1,1)としているから、グレイコードを復号化した値に値１を加算している。画像描画情報としては、変数It(x,y)とバイアスBc,t(x,y)とゲインGc,t(x,y)と座標（Xt(c,y)，Ｙt(x,y)）とが含まれる。

ビューワー４０の表示処理部４２では、コンピューター２０のレンダリング処理部３４により生成されたレンダリング済み画像（ビットマップ画像）とレンダリング済み画像解析処理部３６により生成された画像描画情報とを予め記憶部４１に記憶させておけば、メモリーカード４６に記憶されている写真などの複数の画像データを差し替え用テクスチャーとして読み込むと共に次式（１２）を用いてレンダリング済み画像に合成して順次描画することにより、テクスチャーを差し替えながら３次元モデルのレンダリング済み画像を表示するスライドショー再生を行なうことができる。ここで、式（１２）中の「Uc,i(x,y)」は色成分ｃ，テクスチャー番号ｉにおける差し替え用テクスチャーの座標(x,y)の階調値（０．０〜１．０）を示し、「Pc,t(x,y)」は色成分ｃ，フレーム番号ｔにおける表示画像（レンダリング済み画像）の座標(x,y)の階調値（０．０〜１．０）を示す。式（１２）に示すように、表示画像の階調値Pc,t(x,y)の設定は、変数It(x,y)が値０でないテクスチャー配置領域に対しては表示画像の座標(x,y)に対応する差し替え用テクスチャーの座標（Xt(c,y)，Ｙt(x,y)）の階調値にゲインGc,t(x,y)を乗じてバイアスBc,t(x,y)を加えたものを設定し、変数It(x,y)が値０であるテクスチャー配置領域以外の領域に対してはバイアスBc,t(x,y)を設定することにより行なわれる。図７にテクスチャー番号が１〜３の３つの差し替え用テクスチャーを示し、図８にレンダリング済み画像に図７の差し替え用テクスチャーを配置して描画する様子を示す。

以上説明した実施例の画像表示方法によれば、コンピューター２０側では、座標(x,y)を２進数表現したときの各ビットの値に対応するｘ座標用の縦縞模様のパターンとｙ座標用の横縞模様のパターンとをテクスチャーとして３次元モデルに貼り付けてレンダリングし、レンダリングによりビットマップ画像として得られたレンダリング済み画像を解析することによりレンダリング済み画像の座標(x,y)とテクスチャーの座標（Xt(x,y)，Yt(x,y)）との対応関係を設定して画像描画情報として保存し、ビューワー４０側でレンダリング済み画像を用いて画像を表示するときには、予め記憶した画像描画情報によりテクスチャーの座標（Xt(x,y)，Yt(x,y)）の階調値に基づいて表示画像の座標(x,y)に描画するから、３次元モデルのレンダリング済み画像をテクスチャーを自由に差し替えて再生することができると共にリアルタイムで３次元モデルをレンダリングして表示するものに比して処理負担を少なくすることができる。しかも、ゲインGc,t(x,y)やバイアスBc,t(x,y)を用いてテクスチャーの階調値を変換して表示画像の階調値を設定するから、３次元モデルをレンダリングしたときの屈折光や鏡面反射，影などの影響も反映させることができる。さらに、座標の対応関係を特定するための特殊テクスチャーとして交番２進数に対応する縦縞模様のパターンと横縞模様のパターンとを形成するから、隣接する座標に移行する際には常に１ビットの変化となり、画像の階調値の誤差に起因して誤ったデータが取得されてしまうのを抑制することができる。

本実施形態では、座標(x,y)を２進数表現したときの各ビットの値に対応するｘ座標用の縦縞模様のパターンとｙ座標用の横縞模様のパターンとをテクスチャーとして用いて３次元モデルに貼り付けてレンダリングすると共にレンダリング結果を解析することにより画像描画情報を生成するものとしたが、用いるパターンはこれに限られず、ｘ座標方向（横方向）に濃淡（階調値）が徐々に変化するパターンとｙ座標方向（縦方向）に濃淡が徐々に変換するパターンとを用いるものとしてもよい。この場合、前述した式（３）により得られるセット番号（ｎ＋２）〜（ｎ＋ｂ＋１）の縦縞模様のパターンに代えて次式（１３）により得られるセット番号（ｎ＋２）の１つのパターンを用いると共に式（４）により得られるセット番号（ｎ＋ｂ＋２）〜（ｎ＋２ｂ＋１）の横縞模様のパターンに代えて次式（１３）により得られるセット番号（ｎ＋３）の１つのパターンを用いるものとすればよい。

式（１２）のパターンと式（１３）のパターンとを用いる場合、座標の対応関係の設定は、次式（１５）により求めることができる。図９に特殊テクスチャーの一例を示し、図１０に図９の特殊テクスチャーを３次元モデルに貼り付けてレンダリングする様子を示す。これにより、生成すべき特殊テクスチャーの数を減らすことができる。

本実施形態では、対象セット番号ｉが値（ｎ＋２）〜値（ｎ＋ｂ＋１）の縦縞模様パターンの特殊テクスチャーを座標を交番２進数表現したときに各ビットの値に対応するものとすると共に対象セット番号ｉが値（ｎ＋ｂ＋２）〜値（ｎ＋２ｂ＋１）の横縞模様パターンの特殊テクスチャーを座標を交番２進数表現したときの各ビットの値に対応するものとしたが、これらのパターンを、座標を一般の２進数表現したときに各ビットの値に対応するものとして生成するものとしてもよい。この場合の特殊テクスチャーの一例を図１１に示す。

本実施形態では、ビューワー４０により画像を再生するものとしたが、画像を再生できる機器であれば、液晶画面付きの携帯電話やプリンターなど如何なる機器を用いるものとしても構わない。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

２０ コンピューター、２２ ディスプレイ、３１ 記憶部、３２ 特殊テクスチャー生成処理部、３４ レンダリング処理部、３６ レンダリング済み画像解析処理部、４０ ビューワー、４１ 記憶部、４２ 表示処理部、４４ メモリーカードコントローラー、４６ メモリーカード。

Claims (9)

1. 画像を表示する画像表示方法であって、
   （ａ）座標毎に異なる階調値が設定された所定パターンをテクスチャーとして３次元モデルに貼り付けてレンダリングし、
   （ｂ）該レンダリングによりビットマップ画像として得られたレンダリング済み画像を解析することにより該レンダリング済み画像の座標と前記所定パターンの座標との対応関係を設定して画像描画情報として保存し、
   （ｃ）所望のテクスチャーを画像として表示する際には、前記保存した画像描画情報に基づいて前記レンダリング済み画像中に前記所望のテクスチャーを配置して表示する
   画像表示方法。
2. 前記ステップ（ｂ）は、前記レンダリング済み画像の各座標の階調値から対応する前記所定パターンの座標を特定することにより前記対応関係を導出するステップである請求項１記載の画像表示方法。
3. 前記所定パターンは、座標を２進数で表現したときにビット数に応じた複数のパターンに、それぞれ座標毎に対応するビットの値に応じた階調値が設定されてなる請求項１または２記載の画像表示方法。
4. 前記２進数は、グレイコード（交番２進数）である請求項３記載の画像表示方法。
5. 請求項１ないし４いずれか１項に記載の画像表示方法であって、
   前記ステップ（ａ）は、前記所定パターンとして前記対応関係を設定するための対応関係設定用パターンに加えてさらに最小階調値でベタ塗りしてなる第１ベタ塗りパターンを前記３次元モデルに貼り付けてレンダリングし、
   前記ステップ（ｂ）は、前記レンダリング済み画像における前記第１ベタ塗りパターンの階調値であるバイアス値を前記画像描画情報として保存し、
   前記ステップ（ｃ）は、前記保存したバイアス値に基づいて前記所望のテクスチャーの階調値をオフセットすることにより前記レンダリング済み画像の階調値に変換して表示する
   画像表示方法。
6. 請求項１ないし５いずれか１項に記載の画像表示方法であって、
   前記ステップ（ａ）は、前記所定パターンとして前記対応関係を設定するための対応関係設定用パターンに加えてさらに最小階調値でベタ塗りしてなる第１ベタ塗りパターンと最大階調値でベタ塗りしてなる第２ベタ塗りパターンとを前記３次元モデルに貼り付けてそれぞれレンダリングし、
   前記ステップ（ｂ）は、前記レンダリング済み画像における前記第２ベタ塗りパターンの階調値と前記第１ベタ塗りパターンの階調値との偏差であるゲインを算出して前記画像描画情報として保存し、
   前記ステップ（ｃ）は、前記保存したゲインに基づいて前記所望のテクスチャーの階調値を前記レンダリング済み画像の階調値に変換して表示する
   画像表示方法。
7. 請求項６記載の画像表示方法であって、
   前記ステップ（ａ）は、前記ステップ（ｃ）で前記レンダリング済み画像に複数の所望のテクスチャーを配置して表示する場合には、前記配置する所望のテクスチャーの数だけ設けられたセット群であって各セットが１つの前記第２ベタ塗りパターンと前記配置するテクスチャーの数から値１を減じた数の前記第１ベタ塗りパターンとからなると共に各セット毎に前記３次元モデルに前記第２ベタ塗りパターンを貼り付ける箇所が異なる第１のセット群と、前記配置する所望のテクスチャーの数と同数の前記第１ベタ塗りパターンからなる１つの第２のセットとをそれぞれセット毎に前記３次元モデルに貼り付けてレンダリングし、
   前記ステップ（ｂ）は、前記第１のセット群を各セット毎にレンダリングすることにより得られる各レンダリング済み画像の階調値と前記第２のセットをレンダリングすることにより得られるレンダリング済み画像の階調値とを前記第１のセット群の各セット毎に比較することにより、前記３次元モデルにテクスチャーが貼り付けられた領域であるテクスチャー領域を特定し、該特定したテクスチャー領域に対して前記ゲインを算出する
   画像表示方法。
8. 画像をフレーム単位で描画して動画像として表示する請求項１ないし７いずれか１項に記載の画像表示方法。
9. 画像を表示する画像表示装置であって、
   座標毎に階調値が異なる所定パターンをテクスチャーとして３次元モデルに貼り付けてレンダリングすることによりビットマップ画像として得られたレンダリング済み画像の座標と前記所定パターンの座標との対応関係を記憶する記憶手段と、
   所望のテクスチャーを画像として表示するときには、前記記憶手段に記憶された対応関係に基づいて前記レンダリング済み画像中に前記所望のテクスチャーを配置して表示する表示手段と、
   を備える画像表示装置。