JPH04213780A - 画像処理方法 - Google Patents
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- JPH04213780A JPH04213780A JP40118590A JP40118590A JPH04213780A JP H04213780 A JPH04213780 A JP H04213780A JP 40118590 A JP40118590 A JP 40118590A JP 40118590 A JP40118590 A JP 40118590A JP H04213780 A JPH04213780 A JP H04213780A
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 13
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Landscapes
- Image Generation (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フライトシミュレータ
等の各種のシミュレーションシステムなどに用いられ、
大気中の微粒子(モヤ)によって生ずる光の放射、散乱
、吸収等の効果を考慮して実対象物を画像化する画像処
理方法に関するものである。
等の各種のシミュレーションシステムなどに用いられ、
大気中の微粒子(モヤ)によって生ずる光の放射、散乱
、吸収等の効果を考慮して実対象物を画像化する画像処
理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば飛行士の操縦訓練用に使用
されるフライトシミュレータ等の各種シミュレータの研
究開発が進み、スクリーンに映し出される画像は実際の
景観により近い臨場感をかもし出すものになってきてい
る。例えば、大気中の微粒子(モヤ)によって生ずる光
の放射、散乱、吸収効果を考慮して画素の出力色情報を
決定するようなことも行われている。
されるフライトシミュレータ等の各種シミュレータの研
究開発が進み、スクリーンに映し出される画像は実際の
景観により近い臨場感をかもし出すものになってきてい
る。例えば、大気中の微粒子(モヤ)によって生ずる光
の放射、散乱、吸収効果を考慮して画素の出力色情報を
決定するようなことも行われている。
【0003】従来、この種の分野の技術としては、Ne
lson L.Max,“Atmospheric
Illumination and Shado
ws(アトモスフェリック イリュミネーション
アンド シャドウズ)”Vol.20,No.4(1
986−8)Computer Graphics(
米)p.117−124に記載されるものがあった。こ
の文献に開示された画像処理方法を図2を参照して説明
する。
lson L.Max,“Atmospheric
Illumination and Shado
ws(アトモスフェリック イリュミネーション
アンド シャドウズ)”Vol.20,No.4(1
986−8)Computer Graphics(
米)p.117−124に記載されるものがあった。こ
の文献に開示された画像処理方法を図2を参照して説明
する。
【0004】図2は、従来の画像処理方法を説明するた
めの説明図であり、例えばフライトシミュレータの操作
者が視点10からスクリーン20上に映し出された画像
を見ている様子を示すものである。この画像中の各画素
20aの位置に映し出されるものは、山岳等のオブジェ
クト(実対象物)30を構成するポリゴン(多角形)3
0aの1つであり、操作者がスクリーン上の画像を見る
ことにより、視点10からZ値の距離を隔てたオブジェ
クト30をあたかも実際に見ているような臨場感を持つ
ことができるようになっている。ここで、視点10とオ
ブジェクト30との間にモヤが存在している場合、その
モヤの影響を考慮した各画素20aの色情報を、上記文
献の画像処理方法では次のようにして求めている。
めの説明図であり、例えばフライトシミュレータの操作
者が視点10からスクリーン20上に映し出された画像
を見ている様子を示すものである。この画像中の各画素
20aの位置に映し出されるものは、山岳等のオブジェ
クト(実対象物)30を構成するポリゴン(多角形)3
0aの1つであり、操作者がスクリーン上の画像を見る
ことにより、視点10からZ値の距離を隔てたオブジェ
クト30をあたかも実際に見ているような臨場感を持つ
ことができるようになっている。ここで、視点10とオ
ブジェクト30との間にモヤが存在している場合、その
モヤの影響を考慮した各画素20aの色情報を、上記文
献の画像処理方法では次のようにして求めている。
【0005】(a)色情報算出処理
視点10と各ポリゴン30aの表面との間に存在するモ
ヤによって影響を受けるポリゴン表面の最終的な合成色
は、各ポリゴン30aのシェーディング・モデル(濃淡
モデル)から決定される3原色の色情報(sr,sg,
sb)と、モヤの伝達要素Tとに依存する。この伝達要
素Tは、モヤが一定の密度を持つならば、吸収係数bに
関して、 T=exp(−bz
)
……(1)但し、z;視点10からポリゴン表面3
0aまでの距離となる。モヤの色情報を3原色で示して
(hr,hg,hb)とすれば、出力される各画素20
aの出力色情報(fr,fg,fb)は、 (fr,fg,fb)= T(sr,sg,sb)+(1−T)(hr,
hg,hb) ……(2)となる。
ヤによって影響を受けるポリゴン表面の最終的な合成色
は、各ポリゴン30aのシェーディング・モデル(濃淡
モデル)から決定される3原色の色情報(sr,sg,
sb)と、モヤの伝達要素Tとに依存する。この伝達要
素Tは、モヤが一定の密度を持つならば、吸収係数bに
関して、 T=exp(−bz
)
……(1)但し、z;視点10からポリゴン表面3
0aまでの距離となる。モヤの色情報を3原色で示して
(hr,hg,hb)とすれば、出力される各画素20
aの出力色情報(fr,fg,fb)は、 (fr,fg,fb)= T(sr,sg,sb)+(1−T)(hr,
hg,hb) ……(2)となる。
【0006】(b)ソート処理
このようにして得られた出力色情報を持つ各ポリゴン3
0aに対して、スキャンライン20b毎に視点10から
の距離Zの大小を比較し、距離Zの大きい順または小さ
い順に並べ換え、視点10から最も近いオブジェクト3
0を選択するソート処理を行う。これにより、視点10
から最も近いオブジェクト30で構成された最終的な画
像がスクリーン20から出力される。
0aに対して、スキャンライン20b毎に視点10から
の距離Zの大小を比較し、距離Zの大きい順または小さ
い順に並べ換え、視点10から最も近いオブジェクト3
0を選択するソート処理を行う。これにより、視点10
から最も近いオブジェクト30で構成された最終的な画
像がスクリーン20から出力される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の画像処理方法では、オブジェクト30を構成するす
べてのポリゴンに対して、予め指定しておいた吸収係数
bで出力色情報を算出する。このため、視点10から最
も近いオブジェクト30で構成された最終的に画像表示
されるポリゴン30aの裏面側の画像表示されない複数
のポリゴンの出力色情報も同時に算出され、最終的に画
像表示されないポリゴンに対して、モヤの効果を考慮し
た出力色情報の計算が不必要に行われる。さらに、同一
のシーンには対して異なる吸収係数を適用する場合には
、すべて計算をやり直さなければならなかった。これに
より、高速に画像生成ができないという問題があった。 本発明は前記従来技術の持っていた課題として、画像処
理の高速化を妨げるという点について解決した画像処理
方法を提供するものである。
成の画像処理方法では、オブジェクト30を構成するす
べてのポリゴンに対して、予め指定しておいた吸収係数
bで出力色情報を算出する。このため、視点10から最
も近いオブジェクト30で構成された最終的に画像表示
されるポリゴン30aの裏面側の画像表示されない複数
のポリゴンの出力色情報も同時に算出され、最終的に画
像表示されないポリゴンに対して、モヤの効果を考慮し
た出力色情報の計算が不必要に行われる。さらに、同一
のシーンには対して異なる吸収係数を適用する場合には
、すべて計算をやり直さなければならなかった。これに
より、高速に画像生成ができないという問題があった。 本発明は前記従来技術の持っていた課題として、画像処
理の高速化を妨げるという点について解決した画像処理
方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、実対象物を構成する複数のポリゴン
のシェーディングモデルから各ポリゴン表面の色情報を
算出する色情報算出処理と、視点から前記各ポリゴン表
面までの距離情報に応じたモヤ情報と前記各ポリゴン表
面の色情報とをそれぞれ合成すると共に、前記各ポリゴ
ンをソートして各ポリゴンに対応した画素の出力色情報
を決定する出力色決定処理とを、順次施す画像処理方法
において、前記出力色決定処理は、前記距離情報を予め
求めておき、該距離情報を用いて前記各ポリゴンに対し
てソート処理を施した後、該ソート処理結果の各ポリゴ
ン表面の色情報と前記モヤ情報とをそれぞれ合成するよ
うにしたものである。第2の発明は、前記モヤ情報は、
少なくともモヤの伝達要素と色情報とで構成し、該伝達
要素及び色情報を任意に設定して前記合成を繰り返し実
行するようにしたものである。
を解決するために、実対象物を構成する複数のポリゴン
のシェーディングモデルから各ポリゴン表面の色情報を
算出する色情報算出処理と、視点から前記各ポリゴン表
面までの距離情報に応じたモヤ情報と前記各ポリゴン表
面の色情報とをそれぞれ合成すると共に、前記各ポリゴ
ンをソートして各ポリゴンに対応した画素の出力色情報
を決定する出力色決定処理とを、順次施す画像処理方法
において、前記出力色決定処理は、前記距離情報を予め
求めておき、該距離情報を用いて前記各ポリゴンに対し
てソート処理を施した後、該ソート処理結果の各ポリゴ
ン表面の色情報と前記モヤ情報とをそれぞれ合成するよ
うにしたものである。第2の発明は、前記モヤ情報は、
少なくともモヤの伝達要素と色情報とで構成し、該伝達
要素及び色情報を任意に設定して前記合成を繰り返し実
行するようにしたものである。
【0009】
【作用】第1の発明は、以上のように画像処理方法を構
成したので、色情報算出処理の後、視点から各ポリゴン
表面までの距離情報を用いて、各ポリゴンに対してソー
ト処理を行い、視点から最も近いオブジェクトを構成す
る各ポリゴン表面の色情報を求める。その後、求められ
た各ポリゴン表面の色情報に予め求めておいた前記距離
情報からモヤの効果を与える。そのため、最終的に出力
画像として表示されるポリゴン表面だけにモヤの効果が
与えられ、最終的に表示されないポリゴンに対してはモ
ヤの効果を付加しなくても済む。これにより、画素の色
情報の計算処理が簡略化される。
成したので、色情報算出処理の後、視点から各ポリゴン
表面までの距離情報を用いて、各ポリゴンに対してソー
ト処理を行い、視点から最も近いオブジェクトを構成す
る各ポリゴン表面の色情報を求める。その後、求められ
た各ポリゴン表面の色情報に予め求めておいた前記距離
情報からモヤの効果を与える。そのため、最終的に出力
画像として表示されるポリゴン表面だけにモヤの効果が
与えられ、最終的に表示されないポリゴンに対してはモ
ヤの効果を付加しなくても済む。これにより、画素の色
情報の計算処理が簡略化される。
【0010】第2の発明では、第1の発明において、モ
ヤの伝達要素と色情報を任意に設定して前記モヤの効果
を繰り返し与える。このため、同一シーンの画像データ
に対して任意のもや効果を繰り返し付加することができ
る。したがって、前記課題を解決できるのである。
ヤの伝達要素と色情報を任意に設定して前記モヤの効果
を繰り返し与える。このため、同一シーンの画像データ
に対して任意のもや効果を繰り返し付加することができ
る。したがって、前記課題を解決できるのである。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の実施例に係る画像処理方法
のフローチャート、及び図3は図1に示された画像処理
方法を実施するための画像処理装置の要部の概略構成図
である。この画像処理装置は、図2の説明で前述したよ
うに、例えばフライトシミュリータに用いられるもので
、オブジェクトを構成する複数のポリゴンの図形データ
Diを入力する演算処理部50を備えている。図形デー
タDiは、各ポリゴンの3次元表示の頂点座標値からな
っている。演算処理部50は、図形データDiを各ポリ
ゴンに対応した画素データに変換する機能を有し、その
画素データは、視点から各ポリゴン表面までの距離情報
Z値、及び3原色を3次元表示した各ポリゴン表面の色
情報を有している。
のフローチャート、及び図3は図1に示された画像処理
方法を実施するための画像処理装置の要部の概略構成図
である。この画像処理装置は、図2の説明で前述したよ
うに、例えばフライトシミュリータに用いられるもので
、オブジェクトを構成する複数のポリゴンの図形データ
Diを入力する演算処理部50を備えている。図形デー
タDiは、各ポリゴンの3次元表示の頂点座標値からな
っている。演算処理部50は、図形データDiを各ポリ
ゴンに対応した画素データに変換する機能を有し、その
画素データは、視点から各ポリゴン表面までの距離情報
Z値、及び3原色を3次元表示した各ポリゴン表面の色
情報を有している。
【0012】そして、演算処理部50は、バス51を介
してZバッファメモリ52及びフレームバッファメモリ
53に接続されている。Zバッファメモリ52は、前記
画素データ中の各画素の距離情報Z値を記憶する機能を
備え、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)52等で
構成されている。フレームバッファメモリ53は、前記
画素データ中に含まれる各画素の色情報を記憶する機能
を有し、Zバッファメモリ52と同様にRAM等で構成
されている。
してZバッファメモリ52及びフレームバッファメモリ
53に接続されている。Zバッファメモリ52は、前記
画素データ中の各画素の距離情報Z値を記憶する機能を
備え、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)52等で
構成されている。フレームバッファメモリ53は、前記
画素データ中に含まれる各画素の色情報を記憶する機能
を有し、Zバッファメモリ52と同様にRAM等で構成
されている。
【0013】次に、図1を参照しつつ、図3の画像処理
装置の画像処理方法(a),(b)を説明する。 (a)色情報算出処理 まず、太陽光等の光線を各ポリゴン表面に照射し、その
各ポリゴン表面のシェーディングモデルを作成する。続
いて、作成されたシェーディングモデルを用いて、演算
処理部50によりオブジェクトを構成する各ポリゴンの
色情報を計算する(ステップ60)。
装置の画像処理方法(a),(b)を説明する。 (a)色情報算出処理 まず、太陽光等の光線を各ポリゴン表面に照射し、その
各ポリゴン表面のシェーディングモデルを作成する。続
いて、作成されたシェーディングモデルを用いて、演算
処理部50によりオブジェクトを構成する各ポリゴンの
色情報を計算する(ステップ60)。
【0014】(b)出力色決定処理
演算処理部50において、各画素について、これらの各
画素に対応するポリゴンのZ値を求める(ステップ61
)。さらに、このZ値によって各ポリゴンをスキャンラ
イン毎にソートして、視点から最も手前に存在するポリ
ゴンを決定する(ステップ62)。この様にして、1画
面分の画像データを生成した後、その画像データの内、
各ポリゴンの1画面分の色情報をフレームバッファメモ
リ53に、1画面分のZ値をZバッファメモリ52にそ
れぞれ書込む。
画素に対応するポリゴンのZ値を求める(ステップ61
)。さらに、このZ値によって各ポリゴンをスキャンラ
イン毎にソートして、視点から最も手前に存在するポリ
ゴンを決定する(ステップ62)。この様にして、1画
面分の画像データを生成した後、その画像データの内、
各ポリゴンの1画面分の色情報をフレームバッファメモ
リ53に、1画面分のZ値をZバッファメモリ52にそ
れぞれ書込む。
【0015】次に、Zバッファメモリ52に記憶されて
いるZ値を用いて、フレームバッファメモリ53中のポ
リゴンの色情報に、モヤの吸収係数b及び色情報からな
るモヤ情報により、モヤの効果を次のようにして付加す
る。
いるZ値を用いて、フレームバッファメモリ53中のポ
リゴンの色情報に、モヤの吸収係数b及び色情報からな
るモヤ情報により、モヤの効果を次のようにして付加す
る。
【0016】まず、吸収係数bを指定する。続いて、Z
バッファメモリ52から各画素のZ値を読出し、これら
吸収係数bとZ値から、モヤの伝達要素Tを従来同様に
、数1(T=exp(bz))を用いて計算する。さら
に、モヤの色情報(hr,hg,hb)を任意に指定す
る。その際、例えば濃いモヤのときには大きい値を、淡
いモヤのときには小さい値を指定するようにする。
バッファメモリ52から各画素のZ値を読出し、これら
吸収係数bとZ値から、モヤの伝達要素Tを従来同様に
、数1(T=exp(bz))を用いて計算する。さら
に、モヤの色情報(hr,hg,hb)を任意に指定す
る。その際、例えば濃いモヤのときには大きい値を、淡
いモヤのときには小さい値を指定するようにする。
【0017】最後に、フレーバッファメモリ53から各
画素の色情報(sr,sg,sb)を読出し、各画素の
出力色情報(fr,fg,fb)を次式によって求めて
、モヤ情報と各画素の色情報(sr,sg,sb)とを
合成する(ステップ63)。
画素の色情報(sr,sg,sb)を読出し、各画素の
出力色情報(fr,fg,fb)を次式によって求めて
、モヤ情報と各画素の色情報(sr,sg,sb)とを
合成する(ステップ63)。
【0018】
(fr,fg,fb)=
T(sr,sg,sb)+(1−T)(hr,
hg,hb)その合成結果をフレームバッファメモリ5
3に書き込み、この画像データによりスクリーン20に
画像を表示する(ステップ64)。
hg,hb)その合成結果をフレームバッファメモリ5
3に書き込み、この画像データによりスクリーン20に
画像を表示する(ステップ64)。
【0019】本実施例は、次のような利点を有している
。ソート処理によって決定されたポリゴンのZ値を用い
て、モヤの効果を付加するようにしたので、視点からも
っと手前にあるポリゴンだけにモヤの効果を与えること
ができる。このため、最終的な画像に表示されないポリ
ゴンに対するモヤの効果を付加するための計算が不要と
なる。
。ソート処理によって決定されたポリゴンのZ値を用い
て、モヤの効果を付加するようにしたので、視点からも
っと手前にあるポリゴンだけにモヤの効果を与えること
ができる。このため、最終的な画像に表示されないポリ
ゴンに対するモヤの効果を付加するための計算が不要と
なる。
【0020】図4は、本発明の第2の実施例を示す画像
処理方法を実施するための画像処理装置の要部構成図、
及び図5は同第2の実施例の処理フローチャートである
。この画像処理装置30が第1の実施例の画像処理装置
と異なる点は、予め、フレームバッファメモリ54を設
けておき、このメモリ54に出力色情報(fr,fg,
fb)を書き込むようにし、さらに、吸収係数bとモヤ
の色情報(hr,hg,hb)に任意の値を与えて、ス
テップ63,64を繰り返し実行するようにした点であ
る。
処理方法を実施するための画像処理装置の要部構成図、
及び図5は同第2の実施例の処理フローチャートである
。この画像処理装置30が第1の実施例の画像処理装置
と異なる点は、予め、フレームバッファメモリ54を設
けておき、このメモリ54に出力色情報(fr,fg,
fb)を書き込むようにし、さらに、吸収係数bとモヤ
の色情報(hr,hg,hb)に任意の値を与えて、ス
テップ63,64を繰り返し実行するようにした点であ
る。
【0021】この様にすることにより、同一の画像デー
タに対しての任意のモヤの効果を繰り返し付加すること
ができ、同一のシーンデータに対して繰り返してステッ
プ60〜62の計算を行う必要がなくなる。
タに対しての任意のモヤの効果を繰り返し付加すること
ができ、同一のシーンデータに対して繰り返してステッ
プ60〜62の計算を行う必要がなくなる。
【0022】なお、本発明は、図示の実施例に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、Zバッファメモ
リ52及びフレーバッファメモリ53,54は、格納容
量を数画面分、まとめて格納できるようにしてもよい。
ず、種々の変形が可能である。例えば、Zバッファメモ
リ52及びフレーバッファメモリ53,54は、格納容
量を数画面分、まとめて格納できるようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、ソート処理によって決定されたポリゴンの距
離情報を用いて、モヤの効果を付加するようにしたので
、視点からもっと手前にあるポリゴンだけにモヤの効果
を与えることができる。これにより、最終的な画像に表
示されないポリゴンに対するモヤの効果を付加するため
の計算が不要となり、画像処理速度の向上が期待できる
。
によれば、ソート処理によって決定されたポリゴンの距
離情報を用いて、モヤの効果を付加するようにしたので
、視点からもっと手前にあるポリゴンだけにモヤの効果
を与えることができる。これにより、最終的な画像に表
示されないポリゴンに対するモヤの効果を付加するため
の計算が不要となり、画像処理速度の向上が期待できる
。
【0024】第2の発明では、モヤの伝達要素と色情報
を任意に設定してモヤの効果を繰り返し付加するように
してので、同一シーンの画像データに対して任意のモヤ
の効果を繰り返し付加することができ、同一シーン・デ
ータに対して繰り返し計算を行う必要がなくなる。これ
により、複数の画像に対する生成速度の向上が期待でき
る。
を任意に設定してモヤの効果を繰り返し付加するように
してので、同一シーンの画像データに対して任意のモヤ
の効果を繰り返し付加することができ、同一シーン・デ
ータに対して繰り返し計算を行う必要がなくなる。これ
により、複数の画像に対する生成速度の向上が期待でき
る。
【図1】本発明の第1の実施例の画像処理方法を示す図
である。
である。
【図2】従来の画像処理方法を説明するための説明図で
ある。
ある。
【図3】本発明の第1の実施例の画像処理装置の構成図
である。
である。
【図4】本発明の第2の実施例の画像処理装置の構成図
である。
である。
【図5】本発明の第2の実施例の画像処理方法を示す図
である。
である。
50 演算処理部
51 バス
52 Zバッファメモリ
53 フレームバッファメモリ
54 フレームバッファメモリ
Claims (2)
- 【請求項1】 実対象物を構成する複数のポリゴンの
シェーディングモデルから各ポリゴン表面の色情報を算
出する色情報算出処理と、視点から前記各ポリゴン表面
までの距離情報に応じたモヤ情報と前記各ポリゴン表面
の色情報とをそれぞれ合成すると共に、前記各ポリゴン
をソートして各ポリゴンに対応した画素の出力色情報を
決定する出力色決定処理とを、順次施す画像処理方法に
おいて、前記出力色決定処理は、前記距離情報を予め求
めておき、該距離情報を用いて前記各ポリゴンに対して
ソート処理を施した後、該ソート処理結果の各ポリゴン
表面の色情報と前記モヤ情報とをそれぞれ合成すること
を特徴とする画像処理方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の画像処理方法において
、前記モヤ情報は、少なくともモヤの伝達要素と色情報
からなり、該伝達要素及び色情報を任意に設定して前記
合成を繰り返し実行する画像処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40118590A JPH04213780A (ja) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | 画像処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40118590A JPH04213780A (ja) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | 画像処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04213780A true JPH04213780A (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=18511037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP40118590A Withdrawn JPH04213780A (ja) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | 画像処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH04213780A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-12-10 JP JP40118590A patent/JPH04213780A/ja not_active Withdrawn
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