JPH0259983A - 立体形状データ生成装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、装置内に数値データとして設定されている３
次元情景から現実感、立体感のある２次元画像を生成す
る立体形状データ生成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

現実感、立体感のある画像を生成することはコマーシャ
ル、ビジュアルシミュレーシコンの分野で重要な技術で
ある。この現実感をもたらす効果の一つに、鏡に映り込
んだ立体の表現がある。

この鏡に映った２次曲面体の滑らかな立体の画像を生成
する従来の装置は以下に述べる２通りのものがある。

一つは第４図に示すように、まず鏡に映る物体を多量の
平面の張り合わせ構造に変換したうえ各々の平面の頂点
が鏡に映る点の座標を鏡映変換を用いて算出することに
よって、鏡に映る２次曲面体の滑らかな物体の立体形状
データを前もって近似的に求め、このデータを用いて画
像を生成する装置である。この場合１曲面を平面近似す
るので立体の輪郭線の滑らかさを損なってしまう問題が
ある。

もう一つは１表示画素の一画素毎に光線追跡器を用いて
反射の光学的シミュレーションを行い画像を生成する装
置である。この装置では鏡に映った立体の形状データを
前もって求める必要がないが、−画素毎にシミュレーシ
ョンを行うため膨大な計算時間がかかってしまう。

って、上記の問題点の解決を図るものである。

（問題を解決するための手段〕 この発明の装置は、鏡の立体形状データから第２図で示
す処理によって鏡映変換行列データを生成する鏡映変換
行列データ生成器１−■と、入力された行列データを第
３図で示す処理によって転置行列データを生成する行列
要素交換器１−■と行列同士の乗算を実行する行列乗算
器１−■とからなるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の２つの装置はどちらも、鏡に映る２次曲面体の滑
らかな立体の形状データを予め求めていない。このため
、前者では平面の張り合わせに変換する事による画質劣
化を起こし、後者では画素毎のシミュレーションと言う
いわば手探り方式を用いているため膨大な計算時間がか
かってしまう。

この発明の装置は、鏡に映った２次曲面体の滑らかな立
体の形状データを直接生成することによ〔作用〕 初めにこの発明の装置が用いる形状変換の原理について
説明する。滑らかな立体形状を表す２次曲面体のデータ
は４行４列の行列データとして表現される。この行列デ
ータをＡとする。後述される第１弐のように、この行列
データＡに右側からある４行４列の行列データＢを掛け
、左側から行列Ｂの行データと列データを交換した転置
行列データＣを掛けて１行列データＤを求めると、この
行列データＤは行列データＢで表されるアフィン変換の
逆変換を受けた２次曲面体Ａのデータを表す。

Ｄ＝ＣＸＡＸＢ　　　　　　　・・・・・・・・・（第
１式）ところで、鏡に映って見える立体の形状は、もと
の立体の形状を鏡映変換すれば良いが、　ｓｉ映変換は
アフィン変換の一種なので第１式を用いて鏡に映って見
える立体の形状を求めることができる。

更に、鏡映変換の特別な性質として鏡映変換と逆鏡映変
換とが等しい性質があるので、第１式は逆変Ｉ＾の操作
であると共に鏡映変換の操作でもある。

即ち、第１式をそのまま鏡映変換の操作に用いることが
できる。

この発明の装置は、上記の原理の作用を実施する装置で
ある。即ち、鏡の立体形状データから鏡映変換行列デー
タＢと逆鏡映変換行列データＣとを生成し、滑らかな立
体を表現する２次曲面体の形状データーつ一つに対して
、上記の行列データを掛は合わせることによって、鏡に
映り込んだ２次曲面体の滑らかな立体の形状データＤを
生成するものである。

〔実施例〕

以下、この発明の立体形状データ生成装置の一実施例を
図を参照して説明する。第１図はこの発明の一実施例構
成を示す。

第１図において、１−■は第２図に示すように境の立体
形状データから鏡映変換行列データＢを生成する鏡映変
換行列データ生成器、１−■は第３図に示すように行列
データの行と列とを交換する行列要素交換器、■−■は
行列と行列とのかけ算を行う行列乗算器５１−■は鏡の
立体形状データ記憶装置、１−■は立体形状データ記憶
装置。

１−■はデータ入力装置、１−■は色づけ装置１−〇は
表示装置である。

鏡映変換行列データ生成器１−■は鏡の立体形状データ
から鏡映変換行列データを生成する。この装置の作用を
第２図を用いて説明する。入力として。

ａ　ｘ＋ｂｙ＋ｃ　ｚ＋ｄ＝０ の弐で与えられる鏡の立体形状データ２−■が与えられ
ると、鏡映変換行列データ生成器ｌ−■は２−■で示さ
れる鏡映変換行列データＢを出力する。

行列要素交換器１−■は転置行列データを生成する。こ
の装置の作用を第３図を用いて説明する。

人力として行列データ３−■が与えられると５行列の行
と列とを入れ換えた転置行列データ３−■を出力する。

この装置に鏡映変換行列データＢを入力することによっ
て転置鏡映変換行列データＣを出力する。

データ入力装置１−■は１人間または計算機が作ったデ
ータを入力する装置であり、−例としてデジタイザ、キ
ーボード、磁気媒体読み込み器などがあげられる。デー
タ入力装置１−■の読み込んだデータのうち９立体形状
データＡは立体形状データ記憶装置１−■に記憶され、
鏡の立体形状データは鏡の立体形状データ記憶装置１−
■に記憶される。

次にこの装置の動作態様を説明する。鏡映変換行列デー
タ生成器ｌ−■は、鏡の立体形状データ記憶装置１−■
に蓄えられた鏡の立体形状データから鏡映変換行列デー
タＢを生成し１行列要素交換器１−■と行列乗算器１−
■とに出力する。行列要素交換器１−■は、鏡映変換行
列データＢの行と列とを交換して転置鏡映変換行列デー
タＣを生成し１行列乗算器１−■に出力する。立体形状
データ記憶装置１−■には、２次曲面体の滑らかな立体
を構成する基本要素の立体形状データＡと基本要素の形
状がどの様に組合わさっているかを記述する立体集合式
データとが記憶されている。

行列乗算器１−■は、立体形状データ記憶装置１■に蓄
えられた基本要素の立体形状データＡを一つ一つ取り出
し、第１弐に基づいて５転置鏡映変換行列データＣにこ
のデータＡをｔ１＋け合わせ次に鏡映変換行列データＢ
を掛は合わせ、鏡に映った基本要素の立体の形状データ
Ｄを生成し、立体形状データ記憶装置１−■の元の位置
に格納する。この操作を立体形状データ記憶装置１−■
に記憶された全ての２次曲面体の滑らかな立体を構成す
る基本要素の立体形状データＡに対して行う。

この結果、立体形状データ記憶装置１−■には鏡に映る
２次曲面体の滑らかな立体の形状データＤが生成される
。色づけ装置１−■は、データ人力装置１−■から入力
された立体形状データと、立体形状データ記憶装置１−
■に記憶された鏡に映った立体の形状データとに対して
色付処理を行って１表示装置１−■に出力することによ
り、立体と鏡に映った立体の画像を生成する。第５図は
本発明の装置で生成した画像を示す。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、鏡に映って見
える２次曲面体の滑らかな立体の形状データを直接生成
することができる。

平面の張り合わせ構造で形状データを生成する装置では
、平面近似によって輪郭線の滑らかさが欠如したが、こ
の発明の装置では鏡に映った立体を構成する基本要素の
曲面を直接生成するので画質劣化は起こらない。

また、−画素毎にノミュレーションを行って画像を生成
する装置は膨大な計算時間を必要とするが１本発明の装
置では２次曲面体の滑らかな立体の形状データを直接生
成できるので、従来の高速な画像生成装置を用いること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の一実施例の構成を示すブロッ
ク回、第２図は鏡映変換行列データ生成器の動作を示す
図、第３図は行列要素交換器の動作を示す図、第４図は
鏡に映る物体を多量の平面の張り合わせ構造で表現する
図、第５図は鏡に映る物体をこの発明の装置の生成した
出力データで生成する図である。 図中、１−■は鏡映変換行列データ生成器ｌ−■は行列
要素交換器、■−■は行列乗算器１−■は鏡の立体形状
データ記憶装置、１−■は立体形状データ記憶装置を表
す。 特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 与えられた立体形状データと鏡の立体形状データに基づ
   いて、鏡に映り込んだ立体の形状データを生成する装置
   において、 鏡映変換行列データ生成器と、 行列要素交換器と、 行列乗算器とを有し、 鏡の立体形状データを用いて鏡映変換行列データ生成器
   から鏡映変換行列データを生成し、このデータを用いて
   行列要素交換器から転置鏡映変換行列データを生成し、
   立体形状データと鏡映変換行列データと転置鏡映変換行
   列データとを用いて行列乗算器から影の立体形状データ
   を生成するよう構成された ことを特徴とする立体形状データ生成装置。