JPH01205277A - コンピユータグラフイツクス表示装置 - Google Patents
コンピユータグラフイツクス表示装置Info
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- JPH01205277A JPH01205277A JP62253681A JP25368187A JPH01205277A JP H01205277 A JPH01205277 A JP H01205277A JP 62253681 A JP62253681 A JP 62253681A JP 25368187 A JP25368187 A JP 25368187A JP H01205277 A JPH01205277 A JP H01205277A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
- G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は図形処理におけるモデリングおよび表示技術に
係り、特に三次元コンピュータグラフィックスに好適な
、コンピュータグラフィックス表示装置に関する。
係り、特に三次元コンピュータグラフィックスに好適な
、コンピュータグラフィックス表示装置に関する。
従来、三次元コンピュータグラフィックスでは。
情報処理学会論文誌、第２５巻、第６号（１９８４年）
第９４８頁において述べられているように、個々の物体
モデルが全空間の中で局所的な領域を占め、その領域が
重なり合うことが少ない性質を利用して１表示処理の高
速化を図っている。例えば表示しようとする物体モデル
について外接直方体を定め、空間内でモデルを探索する
処理を行なう際に、この外接直方体の内部のみに限定す
るという方法である。これにより物体モデルから離れた
領域をムダに探索する必要がなくなるので表示処理の高
速化が図れる。
第９４８頁において述べられているように、個々の物体
モデルが全空間の中で局所的な領域を占め、その領域が
重なり合うことが少ない性質を利用して１表示処理の高
速化を図っている。例えば表示しようとする物体モデル
について外接直方体を定め、空間内でモデルを探索する
処理を行なう際に、この外接直方体の内部のみに限定す
るという方法である。これにより物体モデルから離れた
領域をムダに探索する必要がなくなるので表示処理の高
速化が図れる。
また、同様の性質を利用した表示高速化手法として、特
開昭６０−７９４７７号公報では、スクリーン上で物体
を囲む矩形領域のみに探索を限定して表示を高速化して
いる。更に特開昭６１−１３９８９０号公報は、物体モ
デルの局所存在性の利用による深層範囲の限定と共に、
探索処理の均一性を利用した高速表示手法である。
開昭６０−７９４７７号公報では、スクリーン上で物体
を囲む矩形領域のみに探索を限定して表示を高速化して
いる。更に特開昭６１−１３９８９０号公報は、物体モ
デルの局所存在性の利用による深層範囲の限定と共に、
探索処理の均一性を利用した高速表示手法である。
一方、コンピュータグラフィックス１６−３（１９８２
年）第９頁から第１８頁（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈ
ｉｃｓ 、 Ｖｏｌ 、 １６ 、 Ｎａ ３ （１９
８２）ＰＰ９−１８）において論しられているシステム
においては、同一の物体に対して複数のモデルを割りあ
てることが可能となっており、オペレータが詳細度の異
なるモデルを作成した同一の物体に割りあて、スクリー
ン上の大きさにより、システムが必要な詳細度のモデル
を選択して表示させることが可能となっている。
年）第９頁から第１８頁（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈ
ｉｃｓ 、 Ｖｏｌ 、 １６ 、 Ｎａ ３ （１９
８２）ＰＰ９−１８）において論しられているシステム
においては、同一の物体に対して複数のモデルを割りあ
てることが可能となっており、オペレータが詳細度の異
なるモデルを作成した同一の物体に割りあて、スクリー
ン上の大きさにより、システムが必要な詳細度のモデル
を選択して表示させることが可能となっている。
上記従来技術のうち、物体モデルの局所存在性を利用し
た高速表示手法では１例えば物体モデルが視点から十分
に遠い領域に定義され、スクリーン上においても非常に
小さな範囲しか占めない場合においても、限定した領域
の内部について詳細に探索しているので、物体モデルが
視点が十分に近い場合に比較して、処理時間が短縮され
る割合は少ない。一方、詳細度が異なるモデルを表示で
きるシステムでは、物体モデルが十分遠い場合の処理は
高速化できるが、各モデルはオペレータが作成して割り
あてる作業が必要であり、同一物体に複数のモデルを作
成するため、オペレータの作業工数が大きい。
た高速表示手法では１例えば物体モデルが視点から十分
に遠い領域に定義され、スクリーン上においても非常に
小さな範囲しか占めない場合においても、限定した領域
の内部について詳細に探索しているので、物体モデルが
視点が十分に近い場合に比較して、処理時間が短縮され
る割合は少ない。一方、詳細度が異なるモデルを表示で
きるシステムでは、物体モデルが十分遠い場合の処理は
高速化できるが、各モデルはオペレータが作成して割り
あてる作業が必要であり、同一物体に複数のモデルを作
成するため、オペレータの作業工数が大きい。
本発明の目的は、オペレータが介在する頻度が少なく高
速なコンピュータグラフィック表示装置を提供すること
にある。
速なコンピュータグラフィック表示装置を提供すること
にある。
本発明の他の目的は１例えば視点から十分に遠い物体モ
デルは省略表示して処理の高速化を図り、かつ−度定義
したモデルから詳細度の異なるモデルをアルゴリズムに
より演算生成して表示される方法を提供することにある
。
デルは省略表示して処理の高速化を図り、かつ−度定義
したモデルから詳細度の異なるモデルをアルゴリズムに
より演算生成して表示される方法を提供することにある
。
上記目的は、コンピュータグラフィックス表示装置に於
いて、所望の次元数、所望のパラメータ数、所望のパラ
メータ量の少なくとも一つで構成される物体の第１の三
次元モデルを記憶する記憶部と、上記第１の三次元モデ
ルの次元数、パラメータ量のうちの少なくとも一つを変
えて、新たな第２の三次元モデルを計算生成する演算部
と、上記第２の三次元モデルを表示する表示部とを具備
することによって達成される。
いて、所望の次元数、所望のパラメータ数、所望のパラ
メータ量の少なくとも一つで構成される物体の第１の三
次元モデルを記憶する記憶部と、上記第１の三次元モデ
ルの次元数、パラメータ量のうちの少なくとも一つを変
えて、新たな第２の三次元モデルを計算生成する演算部
と、上記第２の三次元モデルを表示する表示部とを具備
することによって達成される。
入力した物体の第１の三次元モデルに対して。
パラメータ数または次元数を変えたものを物体の第２の
三次元モデルとして演算生成するので、入カニ数を増や
すことなく詳細度の異なるモデルを表示できる。
三次元モデルとして演算生成するので、入カニ数を増や
すことなく詳細度の異なるモデルを表示できる。
以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図は本発明の概略を示す図であって、第１図（ａ）
に示す様に三次元空間上に設定されている視点１から、
スクリーン２を通る光線５を追跡して、物体の第１の三
次元モデルとなる詳細モデル３および物体の第２の三次
元モデルとなる省略モデル４を、２次元スクリーン上に
表示させる方法を説明している。なお、これらはすべて
計算機上の数値モデルとして表現されているものであっ
て、実際には計算の結果として表示部となるＣＲＴ、液
晶、ＥＬ等の２次元デイスプレィの画面８上に詳細モデ
ルによる表示６（第１図（ｂ） ） 、あるいは省略モ
デルによる表示７（（第１図（Ｃ））のような表示画像
を得ることができる。
に示す様に三次元空間上に設定されている視点１から、
スクリーン２を通る光線５を追跡して、物体の第１の三
次元モデルとなる詳細モデル３および物体の第２の三次
元モデルとなる省略モデル４を、２次元スクリーン上に
表示させる方法を説明している。なお、これらはすべて
計算機上の数値モデルとして表現されているものであっ
て、実際には計算の結果として表示部となるＣＲＴ、液
晶、ＥＬ等の２次元デイスプレィの画面８上に詳細モデ
ルによる表示６（第１図（ｂ） ） 、あるいは省略モ
デルによる表示７（（第１図（Ｃ））のような表示画像
を得ることができる。
第１図（ｄ）は本発明を実現するためのハードウェア構
成である。入力装置１０００は、キーボードやタブレッ
ト等の装置で、モデル情報の入力や表示制御情報の入力
に使用される。計算機１００１は、本実施例によるアル
ゴリズムの実行、および入出力機器の制御を行なうもの
で、第１の記憶部となる詳細モデルの入力および定義部
と、省略モデルの生成を行なう演算部および省略モデル
を記憶する割りあてと、表示するモデルの選択部とから
構成される。デイスプレィ制御装置１００２は、計算機
からのディジタル信号をデイスプレィ用のアナログ信号
への変換、およびデイスプレィ装置１００３の制御を行
なう、そして表示部となるデイスプレィ装置１００３に
より画像を画面上に表示させることができる。尚、デイ
スプレィ装置は。
成である。入力装置１０００は、キーボードやタブレッ
ト等の装置で、モデル情報の入力や表示制御情報の入力
に使用される。計算機１００１は、本実施例によるアル
ゴリズムの実行、および入出力機器の制御を行なうもの
で、第１の記憶部となる詳細モデルの入力および定義部
と、省略モデルの生成を行なう演算部および省略モデル
を記憶する割りあてと、表示するモデルの選択部とから
構成される。デイスプレィ制御装置１００２は、計算機
からのディジタル信号をデイスプレィ用のアナログ信号
への変換、およびデイスプレィ装置１００３の制御を行
なう、そして表示部となるデイスプレィ装置１００３に
より画像を画面上に表示させることができる。尚、デイ
スプレィ装置は。
ホログラフィ等を用いた３次元デイスプレィでも良い。
ここで、第２図により本発明を計算機ソフトウェアによ
り実現した場合、の実施例の各部分の動作について説明
する。なおこれらはハードウェアによっても実現可能で
ある。
り実現した場合、の実施例の各部分の動作について説明
する。なおこれらはハードウェアによっても実現可能で
ある。
まずステップ１０１は表示のために必要な詳細モデルや
視野情報を入力するステップである。例えば詳細モデル
３が角か丸い直方体形状をしている場合には、第３図の
ように８個の球要素と１２個の円柱要素と６個の平面要
素から構成される。
視野情報を入力するステップである。例えば詳細モデル
３が角か丸い直方体形状をしている場合には、第３図の
ように８個の球要素と１２個の円柱要素と６個の平面要
素から構成される。
そしてこの詳細モデルを部品１と呼ぶことにすると、図
形構素の構成は第４図に示すような本構造で表現できる
。
形構素の構成は第４図に示すような本構造で表現できる
。
ここで、本実施例では、同図に示すようにあるシーンは
幾つかの物体から構成されているものとし、各物体はま
た幾つかの部品から構成され、更に各部品は幾つかの図
形要素から構成されているものとする。そして物体の階
層レベルを物体レベルと呼び、以下同様にして部品レベ
ルおよび図形要素レベルと呼ぶことにする。このように
詳細モデルの入力は、図形要素の集合として計算機上で
三次元モデルの形状を定義することである。一方、視野
情報の入力とは、第１図における視点１やスクリーン２
について三次元空間上の位置を定めることであり、例え
ばＸＹＺ座標値で入力する。更にスクリーンについては
、スクリーンの大きさや面の向きについても入力する。
幾つかの物体から構成されているものとし、各物体はま
た幾つかの部品から構成され、更に各部品は幾つかの図
形要素から構成されているものとする。そして物体の階
層レベルを物体レベルと呼び、以下同様にして部品レベ
ルおよび図形要素レベルと呼ぶことにする。このように
詳細モデルの入力は、図形要素の集合として計算機上で
三次元モデルの形状を定義することである。一方、視野
情報の入力とは、第１図における視点１やスクリーン２
について三次元空間上の位置を定めることであり、例え
ばＸＹＺ座標値で入力する。更にスクリーンについては
、スクリーンの大きさや面の向きについても入力する。
その他にはスクリーン上で何画素以上の大きさを占める
物体を詳細モデルで表示させるかを判断するため、詳細
モデル表示に必要な最小に大きさを入力する。要するに
本ステップ１０１では物体３次元形状モデル情報を詳細
モデル情報として入力し、更に表示させるための視点・
スクリーン位置等の視野情報も入力して、第１の記憶部
に記憶させるステップである。
物体を詳細モデルで表示させるかを判断するため、詳細
モデル表示に必要な最小に大きさを入力する。要するに
本ステップ１０１では物体３次元形状モデル情報を詳細
モデル情報として入力し、更に表示させるための視点・
スクリーン位置等の視野情報も入力して、第１の記憶部
に記憶させるステップである。
ステップ１０２は、ステップ１０１で入力された詳細モ
デルの情報に基づき、第４図の木構造データを探索する
ステップである。本実施例では、第４図の木構造の中で
部品レベルについて省略モデルを生成することとすると
、同図の木構造を探索して、例えば部品１のように、部
品レベルにあるものの検出を行なう。
デルの情報に基づき、第４図の木構造データを探索する
ステップである。本実施例では、第４図の木構造の中で
部品レベルについて省略モデルを生成することとすると
、同図の木構造を探索して、例えば部品１のように、部
品レベルにあるものの検出を行なう。
ステップ１０３は、入力された詳細モデルについて省略
モデルをアルゴリズムにより生成するステップである。
モデルをアルゴリズムにより生成するステップである。
ここで詳細モデルは第３図および第４図に示すような図
形要素の集合で定義されているものとする。そして省略
モデルとしては、詳細モデルの外接直方体を割りあてを
行なう。この外接直方体を生成するためには、第５図に
示すように、詳細モデルをＸＹＺ軸に投影させたときの
最大・最小値を求めればよい。同図ではＸ軸に投影した
ときの最大値をｘ＠＆１ｇ最小値をＸｍ１ｎとし、以下
同様にｙｍａｚ、’／ １Ｉｉｎｙ Ｚ ｍ＆！＋ Ｚ
ｍｔｎを求めている。これら最大・最小値から第６図
に示すような６つの平面の方程式、Ｘ ＝ｘｍａｘ、
Ｘ＝ｘｍｔｎ。
形要素の集合で定義されているものとする。そして省略
モデルとしては、詳細モデルの外接直方体を割りあてを
行なう。この外接直方体を生成するためには、第５図に
示すように、詳細モデルをＸＹＺ軸に投影させたときの
最大・最小値を求めればよい。同図ではＸ軸に投影した
ときの最大値をｘ＠＆１ｇ最小値をＸｍ１ｎとし、以下
同様にｙｍａｚ、’／ １Ｉｉｎｙ Ｚ ｍ＆！＋ Ｚ
ｍｔｎを求めている。これら最大・最小値から第６図
に示すような６つの平面の方程式、Ｘ ＝ｘｍａｘ、
Ｘ＝ｘｍｔｎ。
Ｙ ＝ｙｍａｘ、Ｙ＝ｙｍｔｒｙ Ｚ＝ Ｚｍａｘ、
Ｚ＝ Ｚａｌｎを生成する。これら６つの平面の方程式
によって構成される三次元モデルを省略モデルとして割
りあてる。入力されている詳細モデルは第３図に示すよ
うに合計２６個の図形要素で構成されており、各図形要
素はそれぞれ半径や長さ等のパラメータを持つ。一方、
生成された省略モデルでは、本実施例のような外接直方
体の場合には、前記６つの平面方程式を指定するための
６つのパラメータで記述できる。よって本ステップでは
詳細モデルのパラメータ数を減じている演算手段である
。また、詳細モデルにあった球要素や円柱要素のような
２次曲面を、この省略モデルでは含まないので、モデル
の次元数も減じている手段である。また、データ構造は
第４図に示した本構造を第７図のように変更する。ここ
で詳細モデル１は第３図における２６個の図形要素の集
合であり、省略モデル１は第６図に示した１個の外接直
方体である。即ち同一の部品に対して、詳細モデルと省
略モデルの２つのモデルを割りあてる。
Ｚ＝ Ｚａｌｎを生成する。これら６つの平面の方程式
によって構成される三次元モデルを省略モデルとして割
りあてる。入力されている詳細モデルは第３図に示すよ
うに合計２６個の図形要素で構成されており、各図形要
素はそれぞれ半径や長さ等のパラメータを持つ。一方、
生成された省略モデルでは、本実施例のような外接直方
体の場合には、前記６つの平面方程式を指定するための
６つのパラメータで記述できる。よって本ステップでは
詳細モデルのパラメータ数を減じている演算手段である
。また、詳細モデルにあった球要素や円柱要素のような
２次曲面を、この省略モデルでは含まないので、モデル
の次元数も減じている手段である。また、データ構造は
第４図に示した本構造を第７図のように変更する。ここ
で詳細モデル１は第３図における２６個の図形要素の集
合であり、省略モデル１は第６図に示した１個の外接直
方体である。即ち同一の部品に対して、詳細モデルと省
略モデルの２つのモデルを割りあてる。
ステップ１０４はスクリーン２上の各画素について、ス
テップ１０５〜１０８をくり返すことを意味している。
テップ１０５〜１０８をくり返すことを意味している。
スクリーン（画面）２は第１図に示すようにｍ Ｘ ｎ
の画素を持ち、通常はデイスプレィ１００３の表示解像
度に一致させる。従ってステップ１０８までをｍＸｎ回
くり返し処理することになる。
の画素を持ち、通常はデイスプレィ１００３の表示解像
度に一致させる。従ってステップ１０８までをｍＸｎ回
くり返し処理することになる。
ステップ１０５は第１図における光線５の方程式を決定
するステップである。ステップ１０１により、視野情報
が入力されており、視点位置やスクリーン位置および各
画素位置は既知である。光線は視点位置Ｐｖとスクリー
ン上の一つの画素位置Ｐｓを結ぶ直線であり、Ｐｖ、Ｐ
ｓの位置ベクトルをＰ ｖ 、 Ｐ ｓとすれば、ｔを
パラメータとして、ｔ （Ｐｓ−ＰＶ）として表わすこ
とができるｅ Ｐｖの位置は固定であるが、Ｐｓの位置
はスクリーン上のｍ Ｘ ｎ個の位置をとる。このよう
にして、ｍ×ｎ個の光線方程式を決定できる。
するステップである。ステップ１０１により、視野情報
が入力されており、視点位置やスクリーン位置および各
画素位置は既知である。光線は視点位置Ｐｖとスクリー
ン上の一つの画素位置Ｐｓを結ぶ直線であり、Ｐｖ、Ｐ
ｓの位置ベクトルをＰ ｖ 、 Ｐ ｓとすれば、ｔを
パラメータとして、ｔ （Ｐｓ−ＰＶ）として表わすこ
とができるｅ Ｐｖの位置は固定であるが、Ｐｓの位置
はスクリーン上のｍ Ｘ ｎ個の位置をとる。このよう
にして、ｍ×ｎ個の光線方程式を決定できる。
ステップ１０６はステップ１０３において生成された各
省略モデルについて、ステップ１０７からステップ１０
８までを繰り返すことを示している。第８図に示すよう
に、通常は生成された省略モデルは複数であり１例えば
省略モデル４の他にも、省略モデルＡや省略モデルＢが
存在する。本ステップでは、ステップ１０４および１０
５で決定された一本の光線５について、これらすべての
省略モデルを第７図の木構造から検出して、ステップ１
０７，１０８のくり返し処理を行なう。
省略モデルについて、ステップ１０７からステップ１０
８までを繰り返すことを示している。第８図に示すよう
に、通常は生成された省略モデルは複数であり１例えば
省略モデル４の他にも、省略モデルＡや省略モデルＢが
存在する。本ステップでは、ステップ１０４および１０
５で決定された一本の光線５について、これらすべての
省略モデルを第７図の木構造から検出して、ステップ１
０７，１０８のくり返し処理を行なう。
ステップ１０７は、光線５が各省略モデルと交点を持つ
かどうかを判定する手段である。光線の方程式はステッ
プ１０５で決定された直線の式であり、省略モデルは第
６図にあるように６つの平面の式で記述されている。し
たがって、交点の判定は直線と平面の交差問題として求
めることができる。処理中の光線が、省略モデルの６つ
の平面の内側領域を通過する場合に、交点があったもの
と判定する。
かどうかを判定する手段である。光線の方程式はステッ
プ１０５で決定された直線の式であり、省略モデルは第
６図にあるように６つの平面の式で記述されている。し
たがって、交点の判定は直線と平面の交差問題として求
めることができる。処理中の光線が、省略モデルの６つ
の平面の内側領域を通過する場合に、交点があったもの
と判定する。
ステップ１０８はステップ１０７で交点が検出された場
合に省略モデルを表示させるステップである。交点が検
出されたということは、処理中の光線がスクリーン２上
にも省略モデルの像が投影されているということである
。そこで光線が通るスクリーン上の一画素に省略モデル
を表示させることになる。ただし、複数の交点があった
場合には、視点に最も近い交点を表示対象とする。スク
リーン上の全画素について、ステップ１０８までが終了
した時点で、第８図に示したように、スクリーン２上に
全ての省略モデルが投影・描画されていることになる。
合に省略モデルを表示させるステップである。交点が検
出されたということは、処理中の光線がスクリーン２上
にも省略モデルの像が投影されているということである
。そこで光線が通るスクリーン上の一画素に省略モデル
を表示させることになる。ただし、複数の交点があった
場合には、視点に最も近い交点を表示対象とする。スク
リーン上の全画素について、ステップ１０８までが終了
した時点で、第８図に示したように、スクリーン２上に
全ての省略モデルが投影・描画されていることになる。
ステップ１０９は、上記までのステップでスクリーン上
に描画された省略モデルを検出し、ステップ１１０〜１
１３をくり返すためのステップである。スクリーンは第
９図に示すように、ｍ Ｘ ｎの２次元配列としてデー
タを持っており、この配列データを検索して省略モデル
を検出する。
に描画された省略モデルを検出し、ステップ１１０〜１
１３をくり返すためのステップである。スクリーンは第
９図に示すように、ｍ Ｘ ｎの２次元配列としてデー
タを持っており、この配列データを検索して省略モデル
を検出する。
ステップ１１０は２次元スクリーン上に投影・描画され
た省略モデルの大きさを判定するステップである。例え
ば第９図に示すように、２つの省略モデルが投影・描画
されていたものとする。大きさを判定するためには、例
えば平面スクリーンの水平（ｕ）方向と垂直（Ｖ）方向
に投影された大きつ（ｕｌ、 ｖｔ） を基準とする
。このｕｌおよびｖｔの値が、ステップ１０１で入力さ
れている詳細モデル表示に必要な最小の大きさを上まわ
つているかどうかの判定を行なう。
た省略モデルの大きさを判定するステップである。例え
ば第９図に示すように、２つの省略モデルが投影・描画
されていたものとする。大きさを判定するためには、例
えば平面スクリーンの水平（ｕ）方向と垂直（Ｖ）方向
に投影された大きつ（ｕｌ、 ｖｔ） を基準とする
。このｕｌおよびｖｔの値が、ステップ１０１で入力さ
れている詳細モデル表示に必要な最小の大きさを上まわ
つているかどうかの判定を行なう。
ステップ１１１は、ステップ１１０においてスクリーン
に投影された大きさから、詳細モデル表示を行なうと判
定された省略モデルについて、モデルのデータを詳細モ
デルに切り換えて、各詳細モデルについてステップ１１
２および１１３をくり返し処理するためのステップであ
る。詳細モデルは例えば第３図に示すような通常は多数
の図形要素から構成されており、これらすべての図形要
素について、ステップ１１３までをくり返す。
に投影された大きさから、詳細モデル表示を行なうと判
定された省略モデルについて、モデルのデータを詳細モ
デルに切り換えて、各詳細モデルについてステップ１１
２および１１３をくり返し処理するためのステップであ
る。詳細モデルは例えば第３図に示すような通常は多数
の図形要素から構成されており、これらすべての図形要
素について、ステップ１１３までをくり返す。
ステップ１１２は、詳細モデルの図形要素についての交
点の判定手段であり、ステップ１０７の場合と同様にし
て、スクリーン上の各画素を通る光線方程式と図形要素
との交差判定を行なう。
点の判定手段であり、ステップ１０７の場合と同様にし
て、スクリーン上の各画素を通る光線方程式と図形要素
との交差判定を行なう。
ステップ１１３は、ステップ１１２において交点かある
と判定されて光線が、スクリーンを横切る位［ｐｓの画
素に対して、ステップ１０８と同様にして、詳細モデル
を表示させる手段である。
と判定されて光線が、スクリーンを横切る位［ｐｓの画
素に対して、ステップ１０８と同様にして、詳細モデル
を表示させる手段である。
以上のように、本実施例では入力された詳細モデルから
アルゴリズムによりパラメータ数あるいは次元数を減少
させた省略モデルを生成し、まず交点判定が容易な省略
モデルで表示を行ない、更にスクリーン上に大きく投影
されて詳細情報が必要なものについてのみ詳細モデルで
の表示を行なっている。従って、すべてを詳細モデルで
表示させる場合よりも、表示処理の高速化が可能であり
、なおかつ省略モデルは自動生成されるために手作業で
入力する必要がないという効果がある。
アルゴリズムによりパラメータ数あるいは次元数を減少
させた省略モデルを生成し、まず交点判定が容易な省略
モデルで表示を行ない、更にスクリーン上に大きく投影
されて詳細情報が必要なものについてのみ詳細モデルで
の表示を行なっている。従って、すべてを詳細モデルで
表示させる場合よりも、表示処理の高速化が可能であり
、なおかつ省略モデルは自動生成されるために手作業で
入力する必要がないという効果がある。
上記実施例では、スクリーン上に投影された時に大きい
物体に対して詳細モデルで表示させていたが、省略モデ
ルを表示したところで処理を打ち切り、詳細モデルを全
く表示させないこともできる。このためには、第２図に
おけるステップ１０８が終了した段階で処理を終了すれ
ばよい。すべての物体を省略モデルで表示させれば、表
示処理時間を高速化できるので、物体の概形をチエツク
する場合等に使用することができる。
物体に対して詳細モデルで表示させていたが、省略モデ
ルを表示したところで処理を打ち切り、詳細モデルを全
く表示させないこともできる。このためには、第２図に
おけるステップ１０８が終了した段階で処理を終了すれ
ばよい。すべての物体を省略モデルで表示させれば、表
示処理時間を高速化できるので、物体の概形をチエツク
する場合等に使用することができる。
また省略モデルから詳細モデルへの切り換え判定を、先
述のようにアルゴリズムによって行なうのではなく、オ
ペレータの判断によって決定することもできる。このた
めには、第２図におけるステップ１１０の手段をオペレ
ータとの対話処理に置き換えることで実現可能である。
述のようにアルゴリズムによって行なうのではなく、オ
ペレータの判断によって決定することもできる。このた
めには、第２図におけるステップ１１０の手段をオペレ
ータとの対話処理に置き換えることで実現可能である。
この対話処理とは、第９図のように平面スクリーン上に
描画された省略モデルをそのままデイスプレィ上に表示
させ、オペレータがデイスプレィを目視しながら、スタ
イラスペン等のポインティング装置により、詳細モデル
表示に切り換える省略モデルを指示することである。こ
のように対話処理により詳細モデルへの切り換えを指示
すれば、オペレータの意志により省略モデルを残してい
くことが可能であるので、意図的な省略表示が可能であ
る。
描画された省略モデルをそのままデイスプレィ上に表示
させ、オペレータがデイスプレィを目視しながら、スタ
イラスペン等のポインティング装置により、詳細モデル
表示に切り換える省略モデルを指示することである。こ
のように対話処理により詳細モデルへの切り換えを指示
すれば、オペレータの意志により省略モデルを残してい
くことが可能であるので、意図的な省略表示が可能であ
る。
詳細モデルへの切り換え方法としては、視点から省略モ
デルまでの距離を基準にして切り換えることもできる。
デルまでの距離を基準にして切り換えることもできる。
この場合のフローチャートを第１０図に示す。まずステ
ップ１０１では、詳細モデルと視野情報の他に、視点−
交点距離による切換設定値を入力する。以降ステップ１
０２より１０７までは前述のものと同一であるので説明
を省略する。ステップ２０１ではステップ１０７で求め
られた省略モデルと光線の交点位置をもとに視点−交点
間の距離を算出する。第８図に示すように、視点Ｐｖと
省略モデル上の交点Ｐ。は光線５上の２点であり、この
２点間距離は容易に求めることができる。ステップ２０
２は上記の視点−交点距離と、ステップ１０１により入
力された設定値とを大小比較する。設定値よりも算出し
た距離が大きい場合、即ち遠い場合には、ステップ２０
３によりスクリーン上のｐｓ（第８図）の位置の画素に
省略モデルを表示させる。一方、設定値よりも小さく、
即ち近い場合には、第２図におけるステップ１１１〜１
１３と同様にしてステップ２０４〜２０６によりＰｓの
位置の画素に詳細モデルを表示させる。このように視点
からの距離により、省略モデルから詳細モデルへの切り
換えを行なう場合には、すべてのモデルを一度省略モデ
ルとして表示させてから逐次詳細モデルに切り換えるの
でなく、ステップ２０２により省略モデルと詳細モデル
を分別しており、省略モデルの表示工数が少ないので、
処理の高速化が可能である。
ップ１０１では、詳細モデルと視野情報の他に、視点−
交点距離による切換設定値を入力する。以降ステップ１
０２より１０７までは前述のものと同一であるので説明
を省略する。ステップ２０１ではステップ１０７で求め
られた省略モデルと光線の交点位置をもとに視点−交点
間の距離を算出する。第８図に示すように、視点Ｐｖと
省略モデル上の交点Ｐ。は光線５上の２点であり、この
２点間距離は容易に求めることができる。ステップ２０
２は上記の視点−交点距離と、ステップ１０１により入
力された設定値とを大小比較する。設定値よりも算出し
た距離が大きい場合、即ち遠い場合には、ステップ２０
３によりスクリーン上のｐｓ（第８図）の位置の画素に
省略モデルを表示させる。一方、設定値よりも小さく、
即ち近い場合には、第２図におけるステップ１１１〜１
１３と同様にしてステップ２０４〜２０６によりＰｓの
位置の画素に詳細モデルを表示させる。このように視点
からの距離により、省略モデルから詳細モデルへの切り
換えを行なう場合には、すべてのモデルを一度省略モデ
ルとして表示させてから逐次詳細モデルに切り換えるの
でなく、ステップ２０２により省略モデルと詳細モデル
を分別しており、省略モデルの表示工数が少ないので、
処理の高速化が可能である。
物体のモデルの大きさそのものによっても、省略モデル
と詳細モデルの切り換えは可能である。
と詳細モデルの切り換えは可能である。
第１１図はこの方法を示すフローチャートである。
まずステップ１０１は、入力のステップであり、詳細モ
デルと視野情報の他に、モデルの大きさにより省略モデ
ルを生成するための設定値を入力する。ステップ１０２
は第２図と同じである。ステップ３０１は、第５図のよ
うにして詳細モデルの大きさを判定する手段であり、Ｘ
ＹＺの各軸方向へ投影させて、モデルの大きさを求める
。そしてステップ１０１で入力された設定値と比較して
。
デルと視野情報の他に、モデルの大きさにより省略モデ
ルを生成するための設定値を入力する。ステップ１０２
は第２図と同じである。ステップ３０１は、第５図のよ
うにして詳細モデルの大きさを判定する手段であり、Ｘ
ＹＺの各軸方向へ投影させて、モデルの大きさを求める
。そしてステップ１０１で入力された設定値と比較して
。
小さい場合にはステップ３０２により省略モデルを生成
する。さらにステップ３０２では、第１２図に示すよう
に、各物体または部品に対して省略モデルを成したら詳
細モデルとの置換を行なう。
する。さらにステップ３０２では、第１２図に示すよう
に、各物体または部品に対して省略モデルを成したら詳
細モデルとの置換を行なう。
つまり、詳細モデルか省略モデルのいずれか１つが部品
または物体に割りあてられる。ステップ１０４および１
０５は第２図と同しである。ステップ３０３は、第１２
図のデータ構造上で、物体または部品に対応するモデル
を検出し、以下ステップ３０４〜３０８までをくり返す
。ステップ３０４では割りあてられているモデルが詳細
モデルか省略モデルかを判定し、詳細モデルの場合には
ステップ３０５，３０６により表示処理をし、省略モデ
ルの場合にはステップ３０７，３０８により表示処理を
行なう。このように物体のモデルの大きさにより、省略
モデルへの切り換えを行なった場合には、モデルの形状
情報のみで省略モデルの割りあてを行なっているため、
視点位置とは独立に省略表示を行なうことができる。言
いかえると、視点位置に依らず、大きさの小さい物体だ
けを省略モデルとして表示させることができる。
または物体に割りあてられる。ステップ１０４および１
０５は第２図と同しである。ステップ３０３は、第１２
図のデータ構造上で、物体または部品に対応するモデル
を検出し、以下ステップ３０４〜３０８までをくり返す
。ステップ３０４では割りあてられているモデルが詳細
モデルか省略モデルかを判定し、詳細モデルの場合には
ステップ３０５，３０６により表示処理をし、省略モデ
ルの場合にはステップ３０７，３０８により表示処理を
行なう。このように物体のモデルの大きさにより、省略
モデルへの切り換えを行なった場合には、モデルの形状
情報のみで省略モデルの割りあてを行なっているため、
視点位置とは独立に省略表示を行なうことができる。言
いかえると、視点位置に依らず、大きさの小さい物体だ
けを省略モデルとして表示させることができる。
コンピュータ・グラフィックスでは、１フレームずつ作
成した静止画を３０フレ一ム／秒程度で連続表示させる
ことにより、動画表示を行なう。
成した静止画を３０フレ一ム／秒程度で連続表示させる
ことにより、動画表示を行なう。
この動画表示の際に、画面上で動いている物体について
のみ省略モデルに切り換えて表示させることができる。
のみ省略モデルに切り換えて表示させることができる。
第１３図は第３図および第４図に示した図形要素（円柱
）のモデル情報の内容を示した例である。同図において
、２ｈは円柱の長さ、２ｒは円柱の直径であり、これら
をプリミティブ情報と呼ぶ。また円柱の中心Ｐについて
原点Ｏからの位置を示すものがａＸｔ ａｙ、ａＺであ
り、円柱の向きを示す回転角がｏｘ、ｏｙ、Ｏｚであり
・これらを配置情報と呼ぶ。デイスプレィ、即ちスクリ
ーン上で物体が動く場合には、第一に配置情報がフレー
ム間で変化している場合であり、第二に視野情報が変化
している場合である。ここで第１４図により２画面上で
物体が動いている場合に省略モデルを表示させる方法に
ついて説明する。
）のモデル情報の内容を示した例である。同図において
、２ｈは円柱の長さ、２ｒは円柱の直径であり、これら
をプリミティブ情報と呼ぶ。また円柱の中心Ｐについて
原点Ｏからの位置を示すものがａＸｔ ａｙ、ａＺであ
り、円柱の向きを示す回転角がｏｘ、ｏｙ、Ｏｚであり
・これらを配置情報と呼ぶ。デイスプレィ、即ちスクリ
ーン上で物体が動く場合には、第一に配置情報がフレー
ム間で変化している場合であり、第二に視野情報が変化
している場合である。ここで第１４図により２画面上で
物体が動いている場合に省略モデルを表示させる方法に
ついて説明する。
ステップ４０１は、現在処理中のフレームの１フレーム
前の詳細モデル・視野情報等を入力するステップであり
、ステップ１０１にて現フレームの詳細モデル・視野情
報等を入力する。ステップ１０２は第２図の例と同様で
ある。ステップ４０２はモデルの動作を判定するステッ
プであり、ステップ４０１および１０１において入力さ
れた情報から配置情報および視野情報の変化を検出する
。
前の詳細モデル・視野情報等を入力するステップであり
、ステップ１０１にて現フレームの詳細モデル・視野情
報等を入力する。ステップ１０２は第２図の例と同様で
ある。ステップ４０２はモデルの動作を判定するステッ
プであり、ステップ４０１および１０１において入力さ
れた情報から配置情報および視野情報の変化を検出する
。
ここで動作があると判定された場合には、ステップ３０
２により第１２図のよ・うに詳細モデルを省略モデルと
置換する。以下のステップは第１１図の例と同様であり
、動作する物体だけを省略モデルで表示させることがで
きる。動画表示の場合では、デイスプレィ上で動作のあ
る物体を凝視することは困難であり、モデルの詳細情報
まで認識するこはできない。よって動作物体を省略表示
すると、映像品質の低下は少なくて、処理が高速化され
る効果がある。
２により第１２図のよ・うに詳細モデルを省略モデルと
置換する。以下のステップは第１１図の例と同様であり
、動作する物体だけを省略モデルで表示させることがで
きる。動画表示の場合では、デイスプレィ上で動作のあ
る物体を凝視することは困難であり、モデルの詳細情報
まで認識するこはできない。よって動作物体を省略表示
すると、映像品質の低下は少なくて、処理が高速化され
る効果がある。
これまでの実施例では、詳細モデルと省略モデルの切り
換えをあるフレームを境にして瞬間的に行なっていたが
、モデルの透過率を定義し、これを第３のモデルとして
少しずつ変化させながら切り換えを行なうことができる
。例えば、第１図において第１フレームでの表示像が詳
細モデルによる表示６のようであったとする。第２フレ
ームからこの物体が動作を開始して、省略モデルにより
表示に切り換えられるが、完全に切り換えが終了するの
は第４フレームとする。この第１〜４フレーム間で、第
１５図（ａ）に示すように詳細モデルの透過率は０％、
３３％、６６％、１００％と変化し、一方省略モデルは
１００％、６６％。
換えをあるフレームを境にして瞬間的に行なっていたが
、モデルの透過率を定義し、これを第３のモデルとして
少しずつ変化させながら切り換えを行なうことができる
。例えば、第１図において第１フレームでの表示像が詳
細モデルによる表示６のようであったとする。第２フレ
ームからこの物体が動作を開始して、省略モデルにより
表示に切り換えられるが、完全に切り換えが終了するの
は第４フレームとする。この第１〜４フレーム間で、第
１５図（ａ）に示すように詳細モデルの透過率は０％、
３３％、６６％、１００％と変化し、一方省略モデルは
１００％、６６％。
３３％、０％と変化する。要するに、詳細モデルは次第
に薄くなるように表示され、省略モデルは次第に濃くな
るように表示される。なお、ここで透過率とは光線が物
体を透過する割合を示す数で。
に薄くなるように表示され、省略モデルは次第に濃くな
るように表示される。なお、ここで透過率とは光線が物
体を透過する割合を示す数で。
透過率Ｏ％が物体が完全に見える状態で、１００％が完
全に見えない状態とする。第１５図（ｂ）はこの方法を
示すフローチャートである。ステップ４０１および１０
１は第１４図の場合と同様である。ステップ５０１は、
既に動作を開始している物体についての透過率情報を入
力するステップで。
全に見えない状態とする。第１５図（ｂ）はこの方法を
示すフローチャートである。ステップ４０１および１０
１は第１４図の場合と同様である。ステップ５０１は、
既に動作を開始している物体についての透過率情報を入
力するステップで。
詳細および省略モデルの現フレームでの透過率を入力す
る。ステップ１０２からステップ３０３までは第１４図
の場合と同様である。ステップ３０５以降は光線とモデ
ルの交点判定および表示のための手段である。まずステ
ップ５０２は省略モデルの有無を検出する。例えば第７
図における部品１のように、ひとつの物体または部品に
対して詳細モデル以外に省略モデルも割りあてられてい
るものの検出を行なう。省略モデルの割りあてがない物
体については、ステップ５０３により詳細モデルを通常
表示させる。一方省略モデルの割りあてがある場合には
、まずステップ５０４において詳細モデルの透過表示を
行ない１次にステップ５０５において省略モデルの透過
表示を重ね書きする。
る。ステップ１０２からステップ３０３までは第１４図
の場合と同様である。ステップ３０５以降は光線とモデ
ルの交点判定および表示のための手段である。まずステ
ップ５０２は省略モデルの有無を検出する。例えば第７
図における部品１のように、ひとつの物体または部品に
対して詳細モデル以外に省略モデルも割りあてられてい
るものの検出を行なう。省略モデルの割りあてがない物
体については、ステップ５０３により詳細モデルを通常
表示させる。一方省略モデルの割りあてがある場合には
、まずステップ５０４において詳細モデルの透過表示を
行ない１次にステップ５０５において省略モデルの透過
表示を重ね書きする。
重ね書きとは、一画素の色を両者の透過率の割合に応じ
て混色して表示させることである。例えば詳細モデルの
透過率をＡ、詳細モデルの表示色を０１とし、省略モデ
ルの透過率を（１＝Ａ）、表示色をＣ２とすると、透過
表示色Ｃは、Ｃ＝Ａ−Ｃｓ＋ （Ｉ Ａ）Ｃｚ のように計算して求める。このようにして詳細モデルか
ら省略モデルへの切り換えを透過率を変化させながら行
なうことにより１両者がオーバラップしながら切り換え
ることができるので、スムーズな動画表示が可能である
。
て混色して表示させることである。例えば詳細モデルの
透過率をＡ、詳細モデルの表示色を０１とし、省略モデ
ルの透過率を（１＝Ａ）、表示色をＣ２とすると、透過
表示色Ｃは、Ｃ＝Ａ−Ｃｓ＋ （Ｉ Ａ）Ｃｚ のように計算して求める。このようにして詳細モデルか
ら省略モデルへの切り換えを透過率を変化させながら行
なうことにより１両者がオーバラップしながら切り換え
ることができるので、スムーズな動画表示が可能である
。
詳細モデルから省略モデルへの段階的な切り換え方法と
して、詳細モデルを次第に変形させて省略モデルに一致
させながら表示を行なうことができる。例えば、第１６
図に示すように、詳細モデルが円柱形状を、省略モデル
が直方体形状をしているものとする。ここで、円柱から
直方体へ順次変形させるために、それぞれのモデル上に
対応点を定める。例えば、同図に示すように詳細モデル
についてはＰ１〜Ｐｓａを、省略モデルにはＰ’ｔ〜Ｐ
′１６を定めて、対応点とする。第１７図は第１６図の
上面図であり、詳細モデルと省略モデルから、変形途中
の補間モデルを生成する方法を説明する図である。いま
、生成する補則モデルが詳細モデルと省略モデルのちょ
うど中間であるとすると、補間モデルの対応点Ｑ１〜Ｑ
δを求めるには。
して、詳細モデルを次第に変形させて省略モデルに一致
させながら表示を行なうことができる。例えば、第１６
図に示すように、詳細モデルが円柱形状を、省略モデル
が直方体形状をしているものとする。ここで、円柱から
直方体へ順次変形させるために、それぞれのモデル上に
対応点を定める。例えば、同図に示すように詳細モデル
についてはＰ１〜Ｐｓａを、省略モデルにはＰ’ｔ〜Ｐ
′１６を定めて、対応点とする。第１７図は第１６図の
上面図であり、詳細モデルと省略モデルから、変形途中
の補間モデルを生成する方法を説明する図である。いま
、生成する補則モデルが詳細モデルと省略モデルのちょ
うど中間であるとすると、補間モデルの対応点Ｑ１〜Ｑ
δを求めるには。
線分ＰＩＰ’ １から線分ＰａＰ’ ａまでの中点を順
次求めればよい。この方法のフローチャートを第１８図
に示す。ステップ４０１および１０１は第１５図の例と
同様である。ステップ６０１は対応点情報を入力するス
テップであり、第１６図に示すように詳細モデルと省略
モデルが存在している場合に、各々の対応点を定める。
次求めればよい。この方法のフローチャートを第１８図
に示す。ステップ４０１および１０１は第１５図の例と
同様である。ステップ６０１は対応点情報を入力するス
テップであり、第１６図に示すように詳細モデルと省略
モデルが存在している場合に、各々の対応点を定める。
ステップ１０２から５０３までは第１５図の例と同様で
ある。ステップ６０２は詳細モデルと省略モデルの間の
形状を持つ補間モデルを生成するステップであり、第１
７図に示すようにして生成する。そしてステップ６０３
において、生成された補間モデルを表示させる。このよ
うに詳細モデルから順次変形させながら省略モデルに切
り換えることにより、瞬間的な切り換えを防止すること
ができるため、スムーズな動画表示を行なうことが可能
である。
ある。ステップ６０２は詳細モデルと省略モデルの間の
形状を持つ補間モデルを生成するステップであり、第１
７図に示すようにして生成する。そしてステップ６０３
において、生成された補間モデルを表示させる。このよ
うに詳細モデルから順次変形させながら省略モデルに切
り換えることにより、瞬間的な切り換えを防止すること
ができるため、スムーズな動画表示を行なうことが可能
である。
詳細モデルから省略モデルを生成するのではなく、三次
元の省略モデルをまず形状データとして定義し、物体の
光線に対する透過性を記述した透過率データはマツピン
グデータとして２次元のテーブル形式で記憶し、形状モ
デルにマツピングデータを貼りつける手段により詳細モ
デルを定義して、表示を行なうことも可能である。第１
９図に示すように、三次元形状データとして省略モデル
を定義する。例えば同図の例では、省略モデルの４頂点
Ｐｚ＝Ｐｉの座標値（ＸＬ、 ｙｔ、 ｚｔ）〜（ｘａ
＋ｙａ、 Ｚ４）で定義している。また透過率データは
同図のような分布を持つ２次元のデータであり、例えば
斜線部では透過率が１００％、斜線部具外では０％とす
る。ここでマツピング手段により、省略モデルに透過率
データを貼り付けるためには、省略モデルと透過率デー
タの対応関係を定めておく必要がある。例えば本実施例
では、透過率データの４すみの点Ｍ １ ” Ｍ ａは
省略モデルの４頂点Ｐ１〜Ｐ４にそれぞれ対応するもの
とする。頂点以外の点の対応関係は、頂点からの位置で
内挿して求める。第２０図は本実施例を説明するための
フローチャートである。ステップ１０１では、詳細モデ
ルと視野情報を入力する。本ステップにおいては、詳細
モデル情報は省略モデルと透過率データおよび両者の対
応関係であり、これらすべてを入力する。本実施例では
、詳細モデルと省略モデルの切り換えは視点からの距離
を基準に行なっている。しかし前述のように詳細モデル
と省略モデルの切り換えには幾つかの方式があり、いず
れの切り換え方式とも本実施例では組み合わせ可能であ
る。ステップ１０４以降は第１０図の場合とほぼ同様で
あるが、ステップ２０４以降の詳細モデルについてのく
り返し処理は、第１９図に示したように省略モデルと透
過率データの一個ずつに対して処理されるものである。
元の省略モデルをまず形状データとして定義し、物体の
光線に対する透過性を記述した透過率データはマツピン
グデータとして２次元のテーブル形式で記憶し、形状モ
デルにマツピングデータを貼りつける手段により詳細モ
デルを定義して、表示を行なうことも可能である。第１
９図に示すように、三次元形状データとして省略モデル
を定義する。例えば同図の例では、省略モデルの４頂点
Ｐｚ＝Ｐｉの座標値（ＸＬ、 ｙｔ、 ｚｔ）〜（ｘａ
＋ｙａ、 Ｚ４）で定義している。また透過率データは
同図のような分布を持つ２次元のデータであり、例えば
斜線部では透過率が１００％、斜線部具外では０％とす
る。ここでマツピング手段により、省略モデルに透過率
データを貼り付けるためには、省略モデルと透過率デー
タの対応関係を定めておく必要がある。例えば本実施例
では、透過率データの４すみの点Ｍ １ ” Ｍ ａは
省略モデルの４頂点Ｐ１〜Ｐ４にそれぞれ対応するもの
とする。頂点以外の点の対応関係は、頂点からの位置で
内挿して求める。第２０図は本実施例を説明するための
フローチャートである。ステップ１０１では、詳細モデ
ルと視野情報を入力する。本ステップにおいては、詳細
モデル情報は省略モデルと透過率データおよび両者の対
応関係であり、これらすべてを入力する。本実施例では
、詳細モデルと省略モデルの切り換えは視点からの距離
を基準に行なっている。しかし前述のように詳細モデル
と省略モデルの切り換えには幾つかの方式があり、いず
れの切り換え方式とも本実施例では組み合わせ可能であ
る。ステップ１０４以降は第１０図の場合とほぼ同様で
あるが、ステップ２０４以降の詳細モデルについてのく
り返し処理は、第１９図に示したように省略モデルと透
過率データの一個ずつに対して処理されるものである。
ステップ２０５の交点判定手段では、交点が透過率１０
０％の部分にあったときには、光線がモデルを通過する
ので、交点はないものとして処理される。一方、交点が
透過率Ｏ％の部分にあったときには交点があったものと
して処理する。これらの処理により、第２１図に示すよ
うに、デイスプレィ上に詳細モデルによる表示と省略モ
デルによる表示を得ることができる。このように、省略
モデルに透過率データをマツピングさせて詳細モデルを
定義することにより、透過率が１００％の部分は光線が
透過するので、見かけ上は物体が表示されないため、複
雑な物体の外形線を透過率分布だけで表現することがで
き、少ない形状データで複雑な物体の記述が可能である
。また、透過率データの利用／非利用により、詳細モデ
ルと省略モデルの切り換えが可能であり１重要性の低い
物体については省略して表示することにより処理の高速
化が可能である。
０％の部分にあったときには、光線がモデルを通過する
ので、交点はないものとして処理される。一方、交点が
透過率Ｏ％の部分にあったときには交点があったものと
して処理する。これらの処理により、第２１図に示すよ
うに、デイスプレィ上に詳細モデルによる表示と省略モ
デルによる表示を得ることができる。このように、省略
モデルに透過率データをマツピングさせて詳細モデルを
定義することにより、透過率が１００％の部分は光線が
透過するので、見かけ上は物体が表示されないため、複
雑な物体の外形線を透過率分布だけで表現することがで
き、少ない形状データで複雑な物体の記述が可能である
。また、透過率データの利用／非利用により、詳細モデ
ルと省略モデルの切り換えが可能であり１重要性の低い
物体については省略して表示することにより処理の高速
化が可能である。
省略モデルに透過率データと色データをマツピング処理
することによっても、詳細モデル表示することができる
。第１９図に示した省略モデルと透過率データに、更に
第２２図に示す色データを加える。この色データは透過
率データと同様に２次元のテーブル形式であり、同様に
省略モデルとの対応点Ｍ’ｌ〜Ｍ’４を定める。そして
第２０図と同様の処理を行なって、第２３図に示すよう
に、デイスプレィ８上に詳細モデルによる表示あるいは
省略モデルによる表示を得ることができる。このように
色データを更に追加することにより、物体の複雑な模様
も２次元のデータとして登録できるので、より精密な詳
細モデル表示を得ることができる。
することによっても、詳細モデル表示することができる
。第１９図に示した省略モデルと透過率データに、更に
第２２図に示す色データを加える。この色データは透過
率データと同様に２次元のテーブル形式であり、同様に
省略モデルとの対応点Ｍ’ｌ〜Ｍ’４を定める。そして
第２０図と同様の処理を行なって、第２３図に示すよう
に、デイスプレィ８上に詳細モデルによる表示あるいは
省略モデルによる表示を得ることができる。このように
色データを更に追加することにより、物体の複雑な模様
も２次元のデータとして登録できるので、より精密な詳
細モデル表示を得ることができる。
省略モデルに透過率データと色データと更に法線データ
を加えて、詳細モデル表示を得ることもできる。第２４
図は追加する法線データの概念を示す図であり、物体上
の法線ベクトルの分布が２次元テーブル形式で格納され
ているものである。
を加えて、詳細モデル表示を得ることもできる。第２４
図は追加する法線データの概念を示す図であり、物体上
の法線ベクトルの分布が２次元テーブル形式で格納され
ているものである。
透過率データや色データと同様にして対応点Ｍ″１〜Ｍ
″４を定めて、省略モデルとの対応関係を定める。光源
ベクトルと法線ベクトルの内積計算を行なって表示色を
決定する際に、物体の法線を計算するのではなく、デー
プル上の法線データをそのまま利用する。すると第２４
図のように、実際に格納されている法線データは（ｂ）
のようであり、省略モデルの形状は平面であるが、光源
ベクトルとの内積計算により表示を決定すると（ａ）の
ような表面を持つように表示される。第２５図は、省略
モデルに透過率データと色データと法線データを付加し
て、詳細モデルとして表示させた例である。また省略モ
デルによる表示例は第２１図の場合と同様である法線デ
ータは２次元のテーブル形式であり多様な法線の分布を
定義できるので、複雑な表面の凹凸を持つ物体を詳細モ
デルとして表示することができる。
″４を定めて、省略モデルとの対応関係を定める。光源
ベクトルと法線ベクトルの内積計算を行なって表示色を
決定する際に、物体の法線を計算するのではなく、デー
プル上の法線データをそのまま利用する。すると第２４
図のように、実際に格納されている法線データは（ｂ）
のようであり、省略モデルの形状は平面であるが、光源
ベクトルとの内積計算により表示を決定すると（ａ）の
ような表面を持つように表示される。第２５図は、省略
モデルに透過率データと色データと法線データを付加し
て、詳細モデルとして表示させた例である。また省略モ
デルによる表示例は第２１図の場合と同様である法線デ
ータは２次元のテーブル形式であり多様な法線の分布を
定義できるので、複雑な表面の凹凸を持つ物体を詳細モ
デルとして表示することができる。
省略モデルに透過率データと色データと法線データと更
に頂点法線データを与えて、詳細モデル表示を得ること
もできる。第２６図は頂点法線ベクトルＮ１〜Ｎ４を、
４つの頂点Ｐ１〜Ｐ４に与えた例であり、外側に拡がる
向きに指定して、この平面と曲面のように陰影付けして
表示させる例である。第２７図は曲面のように表示され
る理由を示す図である。いま（ａ）に示すようにＮ１と
Ｎ４のベクトルの補間からＮ４を算出し、同様にＮ２と
Ｎ３からＮ＾′を算出する。そして、Ｎ＾とＮ＾′から
更にベクトルの補間を行なって、省略モデル内の法線ベ
クトルを求める。この結果（ｂ）に示すように省略モデ
ル上の全法線が補間により求められる。光源ベクトルと
の内積計算にこの法線ベクトルを使用すれば、デイスプ
レィ上で表示輝度が滑らかに変化し１曲面のように表示
される。また、この補間による法線と第２４図（ｂ）に
示した２次元テーブル上の放線データをベクトル加算し
て表示させると、（Ｃ）のように形状データとしては平
面であっても、曲面上に更に凹凸のある物体を詳細モデ
ルとして表示することができる。
に頂点法線データを与えて、詳細モデル表示を得ること
もできる。第２６図は頂点法線ベクトルＮ１〜Ｎ４を、
４つの頂点Ｐ１〜Ｐ４に与えた例であり、外側に拡がる
向きに指定して、この平面と曲面のように陰影付けして
表示させる例である。第２７図は曲面のように表示され
る理由を示す図である。いま（ａ）に示すようにＮ１と
Ｎ４のベクトルの補間からＮ４を算出し、同様にＮ２と
Ｎ３からＮ＾′を算出する。そして、Ｎ＾とＮ＾′から
更にベクトルの補間を行なって、省略モデル内の法線ベ
クトルを求める。この結果（ｂ）に示すように省略モデ
ル上の全法線が補間により求められる。光源ベクトルと
の内積計算にこの法線ベクトルを使用すれば、デイスプ
レィ上で表示輝度が滑らかに変化し１曲面のように表示
される。また、この補間による法線と第２４図（ｂ）に
示した２次元テーブル上の放線データをベクトル加算し
て表示させると、（Ｃ）のように形状データとしては平
面であっても、曲面上に更に凹凸のある物体を詳細モデ
ルとして表示することができる。
また、マツピングデータとして格納する値としては、上
記の他にも反射係数等の光学的特性も入力することが可
能である。これにより、表面上で光学的特性が変化して
いる物体も表示することができる。
記の他にも反射係数等の光学的特性も入力することが可
能である。これにより、表面上で光学的特性が変化して
いる物体も表示することができる。
単一の省略モデルに、透過率データや色データや法線デ
ータを付与するのではなく、複数の図形要素を持つ省略
モデルにもこれらデータを付与できる。第２８図に示す
例では、省略モデルは６つの平面要素の集合体であり、
頂点はＰ１〜Ｐ１２の１２個を持つ。このような省略モ
デルの場合には。
ータを付与するのではなく、複数の図形要素を持つ省略
モデルにもこれらデータを付与できる。第２８図に示す
例では、省略モデルは６つの平面要素の集合体であり、
頂点はＰ１〜Ｐ１２の１２個を持つ。このような省略モ
デルの場合には。
それぞれの頂点に対応させる対応点を二次元テーブル形
式のデータの中で定めればよく、同図の場合ではＭｔ〜
Ｍｔｚ、Ｍ’ １〜Ｍ’ １２．Ｍ’ １”Ｍ’ ｉｉ
を指定することである。このようにして、対応関係さえ
指定すれば、省略モデルおよび詳細モデルの表場は第２
図に示すようなフローチャートにより実現できる。この
ようにして、第２９図に示すように、デイスプレィ上に
詳細モデルによる表示および省略モデルによる表示を得
ることができる。
式のデータの中で定めればよく、同図の場合ではＭｔ〜
Ｍｔｚ、Ｍ’ １〜Ｍ’ １２．Ｍ’ １”Ｍ’ ｉｉ
を指定することである。このようにして、対応関係さえ
指定すれば、省略モデルおよび詳細モデルの表場は第２
図に示すようなフローチャートにより実現できる。この
ようにして、第２９図に示すように、デイスプレィ上に
詳細モデルによる表示および省略モデルによる表示を得
ることができる。
詳細モデルから省略モデルを生成し、表示する際に、同
一の物体に１つの省略モデルを割りあてるのではなく、
詳細度の異なる複数の省略モデルを割りあて表示させる
こともできる。第３０図に示す例では、部品１に対して
ｎ個の省略モデルと詳細モデルを割りあてている。ここ
で、詳細モデルからパラメータ数または次元数を減らし
て省略モデルを生成するが、パラメータ数または次元数
の最も少ないものを第１省略モデルと呼び、以下第２．
・・・、第ｎ省略モデルと呼ぶことにする。第３１図は
詳細度の異なる省略モデルを割りあて、表示させる方法
を示すフローチャートである。まずステップ７０１では
、詳細モデルと視野情報の他に切換設定値を入力する。
一の物体に１つの省略モデルを割りあてるのではなく、
詳細度の異なる複数の省略モデルを割りあて表示させる
こともできる。第３０図に示す例では、部品１に対して
ｎ個の省略モデルと詳細モデルを割りあてている。ここ
で、詳細モデルからパラメータ数または次元数を減らし
て省略モデルを生成するが、パラメータ数または次元数
の最も少ないものを第１省略モデルと呼び、以下第２．
・・・、第ｎ省略モデルと呼ぶことにする。第３１図は
詳細度の異なる省略モデルを割りあて、表示させる方法
を示すフローチャートである。まずステップ７０１では
、詳細モデルと視野情報の他に切換設定値を入力する。
これは、表示させる省略モデルを指定するための値で１
本実施例のように視点からの距離により切換えを行なう
場合では、設定値１〜ｎまでのｎ個所の距離値を指示す
る。この切換設定値は視点から遠い順に設定値１゜設定
値２．・・・設定値ｎとする。ステップ１０４および１
０５は第２０図の例と同様である。ステップ７０２は最
もパラメータまたは次元数の少ない第１省略モデルにつ
いて、以下のステップを繰り返すことを意味している。
本実施例のように視点からの距離により切換えを行なう
場合では、設定値１〜ｎまでのｎ個所の距離値を指示す
る。この切換設定値は視点から遠い順に設定値１゜設定
値２．・・・設定値ｎとする。ステップ１０４および１
０５は第２０図の例と同様である。ステップ７０２は最
もパラメータまたは次元数の少ない第１省略モデルにつ
いて、以下のステップを繰り返すことを意味している。
ステップ７０２およびステップ１０７は第２０図の例と
同様である。ステップ７０３はステップ２０１において
求められた視点−交点距離とステップ７０１において入
力された切換設定値との比較を行うステップである。
同様である。ステップ７０３はステップ２０１において
求められた視点−交点距離とステップ７０１において入
力された切換設定値との比較を行うステップである。
視点から最も遠い設定値１より更に遠くの距離にある物
体についてはステップ７０４に第１省略モデルで表示す
る。設定値１と設定値２の間の距離にある物体は、ステ
ップ７０５により第２省略モデルと光線の交点を調べ、
交点があればこれを表示する。設定値ｎより近い物体は
、ステップ７０５により光線との交点を調べ、交点があ
れば詳細モデルを表示する。いまここでｎ＝２であると
し、第２省略モデルを第５図および第６図のようにして
生成される詳細モデルの外接直方体とする。すると、こ
の第２省略モデルから第１省略モデルを生成できる。即
ち第３２図に示すように、点Ｃを中心として半径ｒの外
接球を生成して第１省略モデルとする。このとき点Ｃは
外接直方体の重心であり、半径ｒは外接直方体の対角線
の１７２の長さである。外接球は一つの２次方程式で記
述されており、６つの平面方程式で記述する外接直方体
よりもパラメータ数を減少させている。このようにして
、ある省略モデルより更にパラメータまたは次元数の少
ない省略モデルを割り当て、表示させることにより、重
要性の低い物体は更に簡略化して表示できるので、表示
時間の高速化に効果がある。
体についてはステップ７０４に第１省略モデルで表示す
る。設定値１と設定値２の間の距離にある物体は、ステ
ップ７０５により第２省略モデルと光線の交点を調べ、
交点があればこれを表示する。設定値ｎより近い物体は
、ステップ７０５により光線との交点を調べ、交点があ
れば詳細モデルを表示する。いまここでｎ＝２であると
し、第２省略モデルを第５図および第６図のようにして
生成される詳細モデルの外接直方体とする。すると、こ
の第２省略モデルから第１省略モデルを生成できる。即
ち第３２図に示すように、点Ｃを中心として半径ｒの外
接球を生成して第１省略モデルとする。このとき点Ｃは
外接直方体の重心であり、半径ｒは外接直方体の対角線
の１７２の長さである。外接球は一つの２次方程式で記
述されており、６つの平面方程式で記述する外接直方体
よりもパラメータ数を減少させている。このようにして
、ある省略モデルより更にパラメータまたは次元数の少
ない省略モデルを割り当て、表示させることにより、重
要性の低い物体は更に簡略化して表示できるので、表示
時間の高速化に効果がある。
詳細モデルから第１〜第ｎ省略モデルを生成する方法と
して、図形の分割数を変化させることによっても可能で
ある。第３３図に示す例では、詳細モデルは円柱形状で
あり、これを円周方向に直線で分割して１６角柱とした
ものが第２省略モデルである。そして第２省略モデルの
分割数を減じて、８角柱としたものを第１省略モデルと
する。
して、図形の分割数を変化させることによっても可能で
ある。第３３図に示す例では、詳細モデルは円柱形状で
あり、これを円周方向に直線で分割して１６角柱とした
ものが第２省略モデルである。そして第２省略モデルの
分割数を減じて、８角柱としたものを第１省略モデルと
する。
第１省略モデルは第２省略モデルより平面数が少なく、
少ないパラメータで記述させているので、これを重要性
の低い物体に割り当てれば、表示時間の高速化が可能で
ある。分割数を距離や大きさなどの評価関数により自動
的に設定することができ、あらかじめ省略モデルをデー
タとして保存しておく必要はなく、データのコンパクト
が図れる。
少ないパラメータで記述させているので、これを重要性
の低い物体に割り当てれば、表示時間の高速化が可能で
ある。分割数を距離や大きさなどの評価関数により自動
的に設定することができ、あらかじめ省略モデルをデー
タとして保存しておく必要はなく、データのコンパクト
が図れる。
次元数を減らして、さらに詳細度の低い省略モデルを演
算して割り当てる方法として、完全な２次元図形を用い
ることもできる。例えば第３４図に示すように三次元の
第２省略モデルがスクリーン上に投影した状態で外接図
形を求め、これを第１省略モデルとして割りあてる。こ
のように２次元図形を割りあてれば、表示処理は極めて
簡易になるので、表示時間の高速化が可能である。
算して割り当てる方法として、完全な２次元図形を用い
ることもできる。例えば第３４図に示すように三次元の
第２省略モデルがスクリーン上に投影した状態で外接図
形を求め、これを第１省略モデルとして割りあてる。こ
のように２次元図形を割りあてれば、表示処理は極めて
簡易になるので、表示時間の高速化が可能である。
以上の例では、省略モデルは詳細モデルから、アルゴリ
ズムにより自動生成させるものであったが、省略モデル
が部品間をまたがって定義されるような場合には、オペ
レータが予め指示を与えて表示させるようにすることも
できる。第３５図はオペレータ指示による省略モデルの
定義方法を示す図である。例えば、第３５図（ａ）のよ
うに物体１は部品１９部品２２部品３がＯＲ結合（Ｕと
表記）により定義されているものとし、詳細モデルとし
て同図のような３つの円柱を重ねた形状を持つものとす
る。このようにすべて詳細モデルで表現する状態を、 物体１＝部品ＩＵ部品２Ｕ部品３ のように記述する。次に第５図（ｂ）のように部品１の
みを省略モデルに切り換える場合には、物体１＝（部品
１）Ｕ部品２Ｕ部品３ のように、省略モデルに切り換える部品を（）で囲んで
指示する。同様にして第３５図（Ｑ）のように５部品１
と部品２を省略モデルにする場合には、 物体１＝（部品ＩＵ部品２）Ｕ部品３ であり、第３５図（ｄ）のようにすべてを省略モデルに
する場合では、 物体１＝（部品ＩＵ部品２Ｕ部品３） のように定義して、省略モデルの割りあてを行なう。本
実施例では、オペレータの指示により、省略モデルの割
りあてが可能であり、自動生成する場合よりもキメが細
かく、省略モデル割りあての制御が可能である。
ズムにより自動生成させるものであったが、省略モデル
が部品間をまたがって定義されるような場合には、オペ
レータが予め指示を与えて表示させるようにすることも
できる。第３５図はオペレータ指示による省略モデルの
定義方法を示す図である。例えば、第３５図（ａ）のよ
うに物体１は部品１９部品２２部品３がＯＲ結合（Ｕと
表記）により定義されているものとし、詳細モデルとし
て同図のような３つの円柱を重ねた形状を持つものとす
る。このようにすべて詳細モデルで表現する状態を、 物体１＝部品ＩＵ部品２Ｕ部品３ のように記述する。次に第５図（ｂ）のように部品１の
みを省略モデルに切り換える場合には、物体１＝（部品
１）Ｕ部品２Ｕ部品３ のように、省略モデルに切り換える部品を（）で囲んで
指示する。同様にして第３５図（Ｑ）のように５部品１
と部品２を省略モデルにする場合には、 物体１＝（部品ＩＵ部品２）Ｕ部品３ であり、第３５図（ｄ）のようにすべてを省略モデルに
する場合では、 物体１＝（部品ＩＵ部品２Ｕ部品３） のように定義して、省略モデルの割りあてを行なう。本
実施例では、オペレータの指示により、省略モデルの割
りあてが可能であり、自動生成する場合よりもキメが細
かく、省略モデル割りあての制御が可能である。
本発明の実施例によれば、画面の中で重要性の低い物体
を自動的に識別し、詳細モデルからパラメータ数または
次元数を減じた省略モデルを自動生成して表示すること
ができるので、表示の高速化について効果がある。例え
ば、三次元モデルと視線との交点を求める際には、モデ
ルを記述する関数と直線である視点との交点を求める問
題として処理されるが、高次関数と直線の交点は容易に
は求められずに多大の処理時間を要する。しかし次元数
を１次あるいは２次元にまで落したものを省略モデルと
すれば、このモデルと視線との交点は極めて容易に求め
ることができる。
を自動的に識別し、詳細モデルからパラメータ数または
次元数を減じた省略モデルを自動生成して表示すること
ができるので、表示の高速化について効果がある。例え
ば、三次元モデルと視線との交点を求める際には、モデ
ルを記述する関数と直線である視点との交点を求める問
題として処理されるが、高次関数と直線の交点は容易に
は求められずに多大の処理時間を要する。しかし次元数
を１次あるいは２次元にまで落したものを省略モデルと
すれば、このモデルと視線との交点は極めて容易に求め
ることができる。
また省略モデルへの切換の判別およびモデルの生成はす
べて自動的に行なわれるものであり、オペレータが介在
する必要がない。例えば、すべての物体に詳細モデルと
省略モデルを１つずつ定めるとすれば、省略モデルの自
動生成機能がない場合には、物体の２倍の数のモデルを
オペレータが入力する必要があるが、本発明の実施例で
は詳細モデルだけを入力すればよく、入カニ数の低減に
も効果がある。
べて自動的に行なわれるものであり、オペレータが介在
する必要がない。例えば、すべての物体に詳細モデルと
省略モデルを１つずつ定めるとすれば、省略モデルの自
動生成機能がない場合には、物体の２倍の数のモデルを
オペレータが入力する必要があるが、本発明の実施例で
は詳細モデルだけを入力すればよく、入カニ数の低減に
も効果がある。
本発明によれば、オペレータが介在する頻度が少なく、
高速なコンピュータゲラフックス表示装置を得ることが
できる。
高速なコンピュータゲラフックス表示装置を得ることが
できる。
第１図は本発明の一実施例の概略図、及びハードウェア
構成図、第２図は計算機アルゴリズムにより実現するた
めのフローチャート、第３図は詳細モデルを構成する図
形要素の説明図、第４図は図形要素の構成を示す木構造
図、第５図は詳細モデルから省略モデルを求める方法の
説明図、第６図は省略モデルを構成する平面の説明図、
第７図は省略モデルの割りあて後の構成を示す木構造図
。 第８図は省略モデルをスクリーン上に投影させる方法の
説明図、第９図はスクリーン上に投影させた省略モデル
の説明図、第１０図は視点−交点距離によりモデル切換
を行なった場合のフローチャート、第１１図は省略モデ
ルの大きさによりモデル切換を行なった場合のフローチ
ャート、第１２図は第１１図の場合のモデルの割りあて
を示す木構造図、第１３図は図形要素のモデル情報の説
明図、第１４図は動作物体についてモデル切換を行なっ
た場合のフローチャート、第１５・２図は透過率を変化
させながらモデル切換を行なった場合の説明図及びフロ
ーチャート、第１６図は詳細モデルと省略モデルの対応
点についての説明図、第１７図は第１６図の上面図で補
間モデルを生成する方法の説明図、第１８図は詳細モデ
ルを変形させながら省略モデルの切換える場合のフロー
チャート、第１９図は省略モデルと透過率データの説明
図、第２０図は省略モデルにマツピングにより透過率デ
ータ付与して詳細モデル表示を行う方法のフローチャー
ト、第２１図は第２０図の方法によりデイスプレィより
得られる詳細モデル及び省略モデルの表示の説明図、第
２２図は省略モデルのマツピングにより付与する色デー
タの説明図、第２３図は第１９図のデータに第２２図の
色データを付与した場合のデイスプレィ上の詳細モデル
及び省略モデルによる表示の説明図、第２４図は省略モ
デルへ付与する法線データの説明図、第２５図は第１９
図及び第２２図のデータに第２４図の法線データを付与
した場合のデイスプレィ上の詳細モデルによる表示の説
明図、第２６図は省略モデルへ付与する頂点法線の説明
図、第２７図は頂点法線の補間方法の説明図、第２８図
は省略モデルが複数の図形要素から構成される場合の説
明図、第２９図は第２８図のデータをデイスプレィ上に
表示させた場合の詳細モデルと省略モデルの説明図、第
３０図は単一の部品に詳細度の異なる複数の省略モデル
を割りあてた場合のデータ構成を示す木構造図、第３１
図は第３０図のデータを表示する方法のフローチャート
、第３２図は外接直方体による第２省略モデルから外接
球による第１省略モデルを生成する方法を示す説明図、
第３３図は詳細モデルから図形の分割数を制御して第２
省略モデル及び第１省略モデルを生成する方法を示す説
明図、第３４図は第２省略モデルから次元数を減じて第
１省略モデルを生成する方法の説明図、第３５図はオペ
レータ指示により詳細度の異なるモデルを割りあてる場
合の記述方法を示す説明図である。 １・・・視点、２・・・スクリーン、３・・・詳細モデ
ル、４・・・省略モデル、５・・・光線、６・・・詳細
モデルによる表示、７・・・省略モデルによる表示、８
・・・デイスプレィ画面。
構成図、第２図は計算機アルゴリズムにより実現するた
めのフローチャート、第３図は詳細モデルを構成する図
形要素の説明図、第４図は図形要素の構成を示す木構造
図、第５図は詳細モデルから省略モデルを求める方法の
説明図、第６図は省略モデルを構成する平面の説明図、
第７図は省略モデルの割りあて後の構成を示す木構造図
。 第８図は省略モデルをスクリーン上に投影させる方法の
説明図、第９図はスクリーン上に投影させた省略モデル
の説明図、第１０図は視点−交点距離によりモデル切換
を行なった場合のフローチャート、第１１図は省略モデ
ルの大きさによりモデル切換を行なった場合のフローチ
ャート、第１２図は第１１図の場合のモデルの割りあて
を示す木構造図、第１３図は図形要素のモデル情報の説
明図、第１４図は動作物体についてモデル切換を行なっ
た場合のフローチャート、第１５・２図は透過率を変化
させながらモデル切換を行なった場合の説明図及びフロ
ーチャート、第１６図は詳細モデルと省略モデルの対応
点についての説明図、第１７図は第１６図の上面図で補
間モデルを生成する方法の説明図、第１８図は詳細モデ
ルを変形させながら省略モデルの切換える場合のフロー
チャート、第１９図は省略モデルと透過率データの説明
図、第２０図は省略モデルにマツピングにより透過率デ
ータ付与して詳細モデル表示を行う方法のフローチャー
ト、第２１図は第２０図の方法によりデイスプレィより
得られる詳細モデル及び省略モデルの表示の説明図、第
２２図は省略モデルのマツピングにより付与する色デー
タの説明図、第２３図は第１９図のデータに第２２図の
色データを付与した場合のデイスプレィ上の詳細モデル
及び省略モデルによる表示の説明図、第２４図は省略モ
デルへ付与する法線データの説明図、第２５図は第１９
図及び第２２図のデータに第２４図の法線データを付与
した場合のデイスプレィ上の詳細モデルによる表示の説
明図、第２６図は省略モデルへ付与する頂点法線の説明
図、第２７図は頂点法線の補間方法の説明図、第２８図
は省略モデルが複数の図形要素から構成される場合の説
明図、第２９図は第２８図のデータをデイスプレィ上に
表示させた場合の詳細モデルと省略モデルの説明図、第
３０図は単一の部品に詳細度の異なる複数の省略モデル
を割りあてた場合のデータ構成を示す木構造図、第３１
図は第３０図のデータを表示する方法のフローチャート
、第３２図は外接直方体による第２省略モデルから外接
球による第１省略モデルを生成する方法を示す説明図、
第３３図は詳細モデルから図形の分割数を制御して第２
省略モデル及び第１省略モデルを生成する方法を示す説
明図、第３４図は第２省略モデルから次元数を減じて第
１省略モデルを生成する方法の説明図、第３５図はオペ
レータ指示により詳細度の異なるモデルを割りあてる場
合の記述方法を示す説明図である。 １・・・視点、２・・・スクリーン、３・・・詳細モデ
ル、４・・・省略モデル、５・・・光線、６・・・詳細
モデルによる表示、７・・・省略モデルによる表示、８
・・・デイスプレィ画面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、所望の次元数、所望のパラメータ数、所望のパラメ
ータ量の少なくとも一つで構成される物体の第１の三次
元モデルを記憶する記憶部と、上記第１の三次元モデル
の次元数、パラメータ数、パラメータ量の少なくとも一
つを変えて、新たな第２の三次元モデルを演算生成する
演算部と、 少なくとも上記第２の三次元モデルを表示する表示部と
を 具備することを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 上記演算部は、上記第１の三次元モデルの次元数、パラ
メータ数、パラメータ量の少なくとも一つを変えて、新
たな第２の三次元モデルを演算生成する演算部であるこ
とを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、 前記第１の三次元モデルは表示物体形状を記述した形状
データと表示物体属性を記述したマッピングデータとか
ら構成されることを特徴とするコンピュータグラフィッ
クス表示装置。 ４、特許請求の範囲第３項において、 上記マッピングデータは物体の光線に対する透過率デー
タを含むことを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 ５、特許請求の範囲第３項において、前記マッピングデ
ータは、物体表面の法線方向分布を示す法線データを含
み、かつ、当該法線データを参照して表示色を算出する
手段を具備することを特徴とするコンピュータグラフィ
ックス表示装置。 ６、特許請求の範囲第５項において、上記マッピングデ
ータは、図形要素の頂点の法線方向を示す頂点法線デー
タを含み、前記法線データおよび当該頂点法線データを
参照して表示色を算出する手段を具備することを特徴と
するコンピュータグラフィックス表示装置。 ７、特許請求の範囲第１項において、前記評価関数を三
次元モデルと視点間の距離によるものとし、予め設定し
た詳細モデルと省略モデルの切換設定値と比較して、当
該距離が小さい場合には詳細モデルで表示し、当該距離
が大きい場合には省略モデルで表示する手段を具備する
ことを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置
。 ８、所望の次元数、所望のパラメータ数、所望のパラメ
ータ量の少なくとも一つで構成される物体の第１の三次
元モデルを記憶する記憶部と、上記第１の三次元モデル
の次元数、パラメータ数、パラメータ量の少なくとも一
つを変えて、新たな第２の三次元モデルを演算生成する
演算部と、 予め設定した評価指標により上記第１の三次元モデル又
は上記第２の三次元モデルを選択する選択部と、 上記選択された第１の三次元モデル又は第２の三次元モ
デルを表示する表示部とを 具備することを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 ９、特許請求の範囲第８項において、 上記演算部は、上記第１の三次元モデルの次元数、パラ
メータ数、パラメータ量の少なくとも一つを変えて、新
たな第２の三次元モデルを演算生成する演算部であるこ
とを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 １０、特許請求の範囲第８項において、前記第１の三次
元モデルは表示物体形状を記述した形状データと表示物
体属性を記述したマッピングデータとから構成されるこ
とを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 １１、特許請求の範囲第１０項において、 上記マッピングデータは物体の光線に対する透過率デー
タを含むことを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 １２、特許請求の範囲第１０項において、前記マッピン
グデータは、物体表面の法線方向分布を示す法線データ
を含み、かつ、当該法線データを参照して表示色を算出
する手段を具備することを特徴とするコンピュータグラ
フィックス表示装置。 １３、特許請求の範囲第１２項において、前記マッピン
グデータは、図形要素の頂点の法線方向を示す頂点法線
データを含み、前記法線データおよび当該頂点法線デー
タを参照して表示色を算出する手段を具備することを特
徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 １４、特許請求の範囲第８項において、前記評価関数を
三次元モデルと視点間の距離によるものとし、予め設定
した詳細モデルと省略モデルの切換設定値と比較して、
当該距離が小さい場合には詳細モデルで表示し、当該距
離が大きい場合には省略モデルで表示する手段を具備す
ることを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装
置。 １５、所望の第１の次元数、所望の第１のパラメータ数
、所望の第１のパラメータ量の少なくとも一つで構成さ
れる物体の第１の三次元モデルを記憶する第１の記憶部
と、 上記第１の三次元モデルの第１の次元数、第１のパラメ
ータ数、第１のパラメータ量の少なくとも一つを新たな
第２の次元数、第２のパラメータ数、第２のパラメータ
量の少なくとも一つに変えて、新たな第２の三次元モデ
ルを演算生成する演算部と、 上記第２の三次元モデルを記憶する第２の記憶部と、 予め設定した評価指標により上記第１の三次元モデル又
は上記第２の三次元モデルを選択する選択部と、 上記選択された第１の三次元モデル又は第２の三次元モ
デルを表示する表示部とを 具備することを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 １６、特許請求の範囲第１５項において、 上記演算部は、上記第１の三次元モデルの第１の次元数
、第１のパラメータ数、第１のパラメータ量の少なくと
も一つを新たな第２の次元数、第２のパラメータ数、第
２のパラメータ量の少なくとも一つに減じて、新たな第
２の三次元モデルを演算生成する演算部であることを特
徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 １７、特許請求の範囲第１５項において、前記第１の三
次元モデルは表示物体形状を記述した形状データと表示
物体属性を記述したマッピングデータとから構成される
ことを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置
。 １８、特許請求の範囲第１７項において、 上記マッピングデータは物体の光線に対する透過率デー
タを含むことを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 １９、特許請求の範囲第１７項において、前記マッピン
グデータは、物体表面の法線方向分布を示す法線データ
を含み、かつ、当該法線データを参照して表示色を算出
する手段を具備することを特徴とするコンピュータグラ
フィックス表示装置。 ２０、特許請求の範囲第１９項において、上記マッピン
グデータは、図形要素の頂点の法線方向を示す頂点法線
データを含み、前記法線データおよび当該頂点法線デー
タを参照して表示色を算出する手段を具備することを特
徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 ２１、特許請求の範囲第１５項において、前記評価関数
を三次元モデルと視点間の距離によるものとし、予め設
定した詳細モデルと省略モデルの切換設定値と比較して
、当該距離が小さい場合には詳細モデルで表示し、当該
距離が大きい場合には省略モデルで表示する手段を具備
することを特徴とするコンピュータグラフィックス表示
装置。 ２２、所望の第１の次元数、所望の第１のパラメータ数
、所望の第１のパラメータ量の少なくとも一つで構成さ
れる物体の第１の三次元モデルを記憶する第１の記憶部
と、 上記第１の三次元モデルの第１の次元数、第１のパラメ
ータ数、第１のパラメータ量の少なくとも一つとは異な
る第２の次元数、第２のパラメータ数、第２のパラメー
タ量の少なくとも一つで構成される上記物体の第２の三
次モデルを記憶する第２の記憶部と、 上記第１の三次元モデルと上記第２の三次元モデルとの
相関関係に応じて、新たな第３の次元数、第３のパラメ
ータ数、第３のパラメータ量の少なくとも一つで構成さ
れる上記物体の第３の三次元モデルを演算生成する演算
部と、予め設定した評価指標により上記第１の三次元モ
デルと上記第２の三次元モデルと上記第３の三次元モデ
ルとの何れかを選択する選択部と、上記選択された第１
の三次元モデルと第２の三次元モデルと第３の三次元モ
デルとの何れかを表示する表示部とを 具備することを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 ２３、特許請求の範囲第２２項において、 上記演算部は、上記第１の三次元モデルと上記第２の三
次元モデルとの相関関係に応じて、上記第１の三次元モ
デルの第１の次元数、第１のパラメータ数、第１のパラ
メータ量の少なくとも一つと上記第２の三次元モデルの
第２の次元数、第２のパラメータ数、第２のパラメータ
量の少なくとも一つとの間の、新たな第３の次元数、第
３のパラメータ数、第３のパラメータ量の少なくとも一
つで構成される上記物体の第３の三次元モデルを演算生
成する演算部であることを特徴とするコンピュータグラ
フィックス表示装置。 ２４、特許請求の範囲第２２項において、 上記演算部は、上記第１の三次元モデルと上記第２の三
次元モデルとの相関関係に応じて、上記第１の三次元モ
デルの第１の次元数、第１のパラメータ数、第１のパラ
メータ量の少なくとも一つと上記第２の三次元モデルの
第２の次元数、第２のパラメータ数、第２のパラメータ
量の少なくとも一つとより少ない、新たな第３の次元数
、第３のパラメータ数、第３のパラメータ量の少なくと
も一つで構成される上記物体の第３の三次元モデルを演
算生成する演算部であることを特徴とするコンピュータ
グラフィックス表示装置。 ２５、特許請求の範囲第２２項において、前記第１の三
次元モデルは表示物体形状を記述した形状データと表示
物体属性を記述したマッピングデータとから構成される
ことを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置
。 ２６、特許請求の範囲第２５項において、 上記マッピングデータは物体の光線に対する透過率デー
タを含むことを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 ２７、特許請求の範囲第２５項において、前記マッピン
グデータは、物体表面の法線方向分布を示す法線データ
を含み、かつ、当該法線データを参照して表示色を算出
することを手段を具備することを特徴とするコンピュー
タグラフィックス表示装置。 ２８、特許請求の範囲第２７項において、前記マッピン
グデータは、図形要素の頂点の法線方向を示す頂点法線
データを含み、前記法線データおよび当該頂点法線デー
タを参照して表示色を算出する手段を具備することを特
徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 ２９、特許請求の範囲第２２項において、前記評価関数
を三次元モデルと視点間の距離によるものとし、予め設
定した詳細モデルと省略モデルの切換設定値と比較して
、当該距離が小さい場合には詳細モデルで表示し、当該
距離が大きい場合には省略モデルで表示する手段を具備
することを特徴とするコンピュータグラフィックス表示
装置。 ３０、所望の第１の次元数、所望の第１のパラメータ数
、所望の第１のパラメータ量の少なくとも一つで構成さ
れる物体の第１の三次元モデルを記憶する第１の記憶部
と、 上記第１の三次元モデルの第１の次元数、第１のパラメ
ータ数、第１のパラメータ量の少なくとも一つを新たな
第２の次元数、第２のパラメータ数、第２のパラメータ
量の少なくとも一つに変えて、新たな上記物体の第２の
三次元モデルを演算生成する第１の演算部と、 上記第２の三次元モデルを記憶する第２の記憶部と、 上記第１の三次元モデルと上記第２の三次元モデルとの
相関関係に応じて、新たな第３の次元数、第３のパラメ
ータ数、第３のパラメータ量の少なくとも一つで構成さ
れる上記物体の第３の三次元モデルを演算生成する第２
の演算部と、 予め設定した評価指標により上記第１の三次元モデルと
上記第２の三次元モデルと上記第３の三次元モデルとの
何れかを選択する選択部と、上記選択された第１の三次
元モデルと第２の三次元モデルと第３の三次元モデルと
の何れかを表示する表示部とを、 具備することを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 ３１、特許請求の範囲第３０項において、 上記第１の演算部は、上記第１の三次元モデルの第１の
次元数、第１のパラメータ数、第１のパラメータ量の少
なくとも一つを新たな第２の次元数、第２のパラメータ
数、第２のパラメータ量を少なくとも一つに減じて、新
たな第２の三次元モデルを演算生成する第１の演算部で
あることを特徴とするコンピュータグラフィックス表示
装置。 ３２、特許請求の範囲第３０項において、 上記第２の演算部は、上記第１の三次元モデルと上記第
２の三次元モデルとの相関関係に応じて、上記第１の三
次元モデルの第１の次元数、第２のパラメータ数、第１
のパラメータ量の少なくとも一つと上記第２の三次元モ
デルの第２の次元数、第２のパラメータ数、第２のパラ
メータ量の少なくとも一つとの間の、新たな第３の次元
数、第３のパラメータ数、第３のパラメータ量の少なく
とも一つで構成される上記物体の第３の三次元モデルを
演算生成する第２の演算部であることを特徴とするコン
ピユータグラフィックス表示装置。 ３３、特許請求の範囲第３０項において、 上記第２の演算部は、上記第１の三次元モデルと上記第
２の三次元モデルとの相関関係に応じて、上記第１の三
次元モデルの第１の次元数、第１のパラメータ数、第１
のパラメータ量の少なくとも一つと上記第２の三次元モ
デルの第２の次元数、第２のパラメータ数、第２のパラ
メータ量の少なくとも一つとより少ない新たな第３の次
元数、第３のパラメータ数、第３のパラメータ量の少な
くとも一つで構成される上記物体の第３の三次元モデル
を演算生成する第２の演算部であることを特徴とするコ
ンピュータグラフィックス表示装置。 ３４、特許請求の範囲第３０項において、前記第１の三
次元モデルは表示物体形状を記述した形状データと表示
物体属性を記述したマッピングデータとから構成される
ことを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置
。 ３５、特許請求の範囲第３４項において、 上記マッピングデータは物体の光線に対する透過率デー
タを含むことを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 ３６、特許請求の範囲第３４項において、前記マッピン
グデータは、物体表面の法線方向分布を示す法線データ
を含み、かつ、当該法線データを参照して表示色を算出
する手段を具備することを特徴とするコンピュータグラ
フィックス表示装置。 ３７、特許請求の範囲第３６項において、前記マッピン
グデータは、図形要素の頂点の法線方向を示す頂点法線
データを含み、前記法線データおよび当該頂点法線デー
タを参照して表示色を算出する手段を具備することを特
徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 ３８、特許請求の範囲第３０項において、前記評価関数
を三次元モデルと視点間の距離によるものとし、予め設
定した詳細モデルと省略モデルの切換設定値と比較して
、当該距離が小さい場合には詳細モデルで表示し、当該
距離が大きい場合には省略モデルで表示する手段を具備
することを特徴とするコンピュータグラフィックス表示
装置。 ３９、所望の第１の次元数、所望の第１のパラメータ数
、所望の第１のパラメータ量の少なくとも一つで構成さ
れる物体の第１の三次元モデルを記憶する第１の記憶部
と、 上記第１の三次元モデルの第１の次元数、第１のパラメ
ータ数、第１のパラメータ量の少なくとも一つとは異な
る第２の次元数、第２のパラメータ数、第２のパラメー
タ量の少なくとも一つで構成される上記物体の第２の三
次元モデルを記憶する第２の記憶部と、 上記物体の移動速度を評価指標として上記第１の三次元
モデル又は上記第２の三次元モデルを選択する選択部と
、 上記選択された第１の三次元モデル又は第２の三次元モ
デルを表示する表示部とを、 具備することを特徴とするコンピュータグラフィックス
表示装置。 ４０、特許請求の範囲第３９項において、 上記第２の三次元モデルの第２の次元数、第２のパラメ
ータ数、第２のパラメータ量の少なくとも一つは、上記
第１の三次元モデルの第１の次元数、第１のパラメータ
数、第１のパラメータ量の少なくとも一つより少ないこ
とを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 ４１、特許請求の範囲第３９項において、前記第１の三
次元モデルは表示物体形状を記述した形状データと表示
物体属性を記述したマッピングデータとから構成される
ことを特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置
。 ４２、特許請求の範囲第４１項において、前記マッピン
グデータは物体の光線に対する透過率データを含むこと
を特徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 ４３、特許請求の範囲第４１項において、前記マッピン
グデータは、物体表面の法線方向分布を示す法線データ
を含み、かつ、当該法線データを参照して表示色を算出
する手段を具備することを特徴とするコンピュータグラ
フィックス表示装置。 ４４、特許請求の範囲第４３項において、前記マッピン
グデータは、図形要素の頂点の法線方向を示す頂点法線
データを含み、前記法線データおよび当該頂点法線デー
タを参照して表示色を算出する手段を具備することを特
徴とするコンピュータグラフィックス表示装置。 ４５、特許請求の範囲第３９項において、前記評価関数
を三次元モデルと視点間の距離によるものとし、予め設
定した詳細モデルと省略モデルの切換設定値と比較して
、当該距離が小さい場合には詳細モデルで表示し、当該
距離が大きい場合には省略モデルで表示する手段を具備
することを特徴とするコンピュータグラフィックスス表
示装置。
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| JP62253681A JP2667835B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | コンピユータグラフイツクス表示装置 |
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