JPH0434159B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0434159B2
JPH0434159B2 JP62128561A JP12856187A JPH0434159B2 JP H0434159 B2 JPH0434159 B2 JP H0434159B2 JP 62128561 A JP62128561 A JP 62128561A JP 12856187 A JP12856187 A JP 12856187A JP H0434159 B2 JPH0434159 B2 JP H0434159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
address
frame
video
pixel
frame store
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP62128561A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6324289A (ja
Inventor
Robaato Goodon Nonueiraa Buraian
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Quantel Ltd
Original Assignee
Quantel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Quantel Ltd filed Critical Quantel Ltd
Publication of JPS6324289A publication Critical patent/JPS6324289A/ja
Publication of JPH0434159B2 publication Critical patent/JPH0434159B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/50Lighting effects
    • G06T15/506Illumination models
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/222Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
    • H04N5/2628Alteration of picture size, shape, position or orientation, e.g. zooming, rotation, rolling, perspective, translation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Studio Circuits (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビデオ・フレームが三次元物体の形
をもつて現われるようにビデオ映像の形状を変更
するためのビデオ信号処理方式に関する。この種
の方式が英国特許出願第2119594A号および第
2158671A号に開示されている。それらの方式は、
入力映像とは異なる形状の映像を生ずるように操
作される映像のシーケンスを表わすビデオ信号を
ビデオ速度(video rate)で受信する。この操作
を生ずるために用いられる処理は書込み側補間
(write side interpolation)と呼ばれるものであ
り、その場合には、ピクチヤ・ポイント信号が、
最終映像の形状によつて決定されかつ通常のラス
タ・フオーマツトで読み出されるフレーム記憶器
におけるアドレスに書き込まれる。書き込みアド
レスは予め計算され、例えば各4番目のラインお
よびフイルドにおける各4番目のピクセルに対す
る粗アドレス・マツプとして与えられる。これら
の粗マツプはスペース(space)内の位置または
配向の変化を生ずるようにそれ自体で操作されう
る。
入力ビデオ信号が受信されると、粗マツプが介
在アドレスを与えるように補間される。実際に
は、書き込みアドレスは、一般にフレーム記憶器
アドレスに該当せず、従つて、1つの入来ピクチ
ヤ・ポイント信号が与えられる書き込みアドレス
に最も近いフレーム記憶器アドレスに寄与
(contributions)する。ビデオ信号はまた補間さ
れそして所望のアドレスに書き込まれる。フレー
ム記憶器の内容が通常のラスタ・フオーマツトで
読み出される場合には、ビデオ映像は前記のよう
にビデオ速度で現われるが、その映像の形状は変
更されている。
この方式の形状操作は効果的であるが、異なる
光源からのシユーデイング(shading)に対する
配慮がなされておらず、特にビデオ信号に多くの
デテール(detail)が存在する場合には形状のあ
る種のデテールが失われることがありうる。
本発明の目的は、操作される映像に対して光シ
エーデイングの効果を生じうる形状装置(shape
manipulation)の方法および装置を提供するこ
とである。
本発明によれば、ビデオフレームが三次元物体
の形をもつて現れるようにビデオ映像の形状を変
更するためのビデオ信号処理装置において、 a) 前記三次元物体の形状を画成するアドレ
ス・マツプを記憶するアドレス記憶装置と、 b) フレーム記憶器と、 c) 入力フレームのピクセルを前記フレーム記
憶器に第1のシーケンスでロードする手段と、 d) 前記第1のシーケンスとの関係が前記アド
レス・マツプから決定される第2のシーケンス
で前記ピクセルを前記フレーム記憶器から読み
取る手段と、 e) 虚光源の位置の表示と組合せてアドレス・
データを処理して光度係数を発生する処理装置
と、 f) 光度係数に応答してビデオ・フレームにお
ける各ピクセルの値を調節して前記虚光源に基
因したシエーデイングを有するビデオ・フレー
ムを発生する手段を具備するビデオ信号処理装
置が提供される。
本発明の好ましい実施例では、処理装置は三次
元物体の表面に対して直交関係にあるベクトルと
その表面から前記光源へのベクトルとの間の角度
を計算する手段と、その角度に関係づけられた光
度係数を発生する手段を有している。その三次元
物体を表わすアドレス・マツプは複数のポイント
座標よりなりうるものであり、かつ処理装置は隣
接した3つの座標によつて画成された各表面に対
する光度係数を計算するための手段を具備する。
各ピクセルの値は、それらのピクセルがフレー
ム記憶器にロードされる前に、光度係数に応答し
て調節されることが好ましい。
以下図面を参照して本発明の実施例につき説明
しよう。
ビデオ信号を処理するための装置が第1図に示
されている。入力ビデオ信号は、出力ビデオ信号
のデイスプレイにともなつて生ずる出力映像が三
次元物体の形態をもつて現われるように操作され
る。従つて、従来のビデオ映像は例えば球状また
は筒体等のまわりに配置されうる。
ビデオ入力信号は、入力ライン21、アドレス
発生器22および減衰器23を通じてフレーム記
憶器20に供給される。粗三次元アドレス・マツ
プがアドレス記憶器に記憶され、そしてそれが書
き込みアドレス発生器22に供給される。アドレ
ス発生器22は空間補間器、時間補間器、三次元
アドレスを二次元に変換する手段、および各入力
ピクセルに対する4つのフレーム記憶場所をアド
レスする手段を具備している。従つて、この装置
は、英国特許出願第2119594A号および第
2158671A号に記載されているような「書き込み
側」処理(“write side”processing)を行う。
ピクセルは読取アドレス発生器24によつて標準
ラスタ・フオーマツトでフレーム記憶器20から
読み取られ、ライン25上に出力ビデオ信号を発
生し、その場合の処理はビデオ速度でもつてリア
ルタイムで行われる。
各ピクセルは、フレーム記憶器20にロードさ
れる前に、三次元物体に対するシエーデイング効
果をシミユレートする光度係数に応答して減衰器
23によつて減衰される。その光度係数は、粗ア
ドレス・マツプおよびライン27上に供給される
虚光源に関する情報に応答して処理装置26によ
つて算される。
処理装置26は第2図に詳細に示されている。
粗マツプを表わすアドレス信号が演算処理器40
に供給され、1つのラインからの2つの信号と次
のラインからの1つの信号の3つの信号のグルー
プが同時に得られる。これらのラインは勿論隣接
したビデオ・ラインには合致しない。この実施例
で用いられたモデルでは、1つの表面からの反射
光の光度は、その表面に対して直交するベクトル
と光源からその表面へのベクトルとの間の角度A
に依存する(第3図参照)。従つて、演算処理器
40は3つの点(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、
(x3,y3,z3)を含む表面に対して直交するベク
トルを計算する。このベクトルはこれら3つの点
のクロス乗積すなわちXN=(x1x2−x2x3)、YN
=(y1y2−y2y3)、ZN=(Z1z2−z2z3)によつて定
義され、かつ掛算および引算回路を用いて公知の
態様で計算される。垂直ベクトルの座標が
XN+YN+ZNとして上述のように計算さ
れると、光源の位置が既知であれば(光源からの
ベクトルは=Xs+Ys+Zsである)、角
度Aの余弦を計算するのは比較的容易である。ド
ツト積は =NScosAであるから、
規格化すれば、 =cosAとなる。垂直ベク
トルが演算処理器40で計算された後に、信号が
その処理器40に送られ、その処理器が2つのベ
クトルおよびに対する規格化係数を計算す
る。1つのベクトルに対する規格化係数は処理器
41の出力側に示されているように(x2+y2
z2)の平方根分の1で与えられ、この処理器41
は両方のベクトルに対する規格化係数を計算す
る。用いられる数字がきわめて大きいので、処理
器41は浮動小数点計算への変換をも行う。規格
化されたベクトルおよびは2つのベクトルの
各成分に処理器41で計算された規格化係数を掛
算することによつて掛算器42で発生される。
cosAを決定する場合の最終段階は2つのベクト
ルのドツト積N・S=xNxS+yNyS+zNzSを形
成することである(ただしxN=XN/(XN2
YN2+XN21/2、等である)。これは各表面に対
する出力余弦を発生する加算および掛算回路43
で行われる。勿論、アドレス信号の処理は連続し
ており、回路43からの出力が粗マツプによつて
定義された形状の各表面に対するcosineAであ
る。
1つの表面からの反射光の光度は次のように与
えられる。
I=Ia+Ka+Ip/r+k[Kd cosA+Ks cosn B] ただし Ia=周囲光度 Ka=反射係数 Ip=点光源光度 r=光源から表面までの距離 Kd=拡散反射率 Ks=鏡面反射率 B=反射ベクトルと観察者との間の角
度 k=定数 である。
cosnBの項は観察者と表面からの反射光の方向
との間の角度に関係している。観察者と光源の位
置が一致しておれば、B=2Aとなり、計算が単
純化されうる。加算および掛算回路43でcosA
が得られれば、それがRAM44に与えられ、こ
のRAM44がarc cosAに対するルツクアツプ表
を与える。異なるAに対する(Kd cos A+Ks
cosnB)の値は、Kd、Ksおよびrが独立に可変
であるとして、RAM6内のルツクアツプ表で与
えられ、そして出力映像に最良の結果を得るため
にAの異なる値に対して経験的に与えられる。
RAM44はコンピユータ45からの値をロード
されうる。
上記式の右辺における最初の項IaKaは周囲光
の光度と表面の反射率を考慮したものである。こ
の項の値、および光源の光度ならびに点光源から
表面までの距離はオペレータがコンピユータ45
を用いて決定することができる。Kはすべての形
状に対する定数である。項(Kd cosA+Ks cosn
B)がRAM44から得られると、それはIaKa、
rおよびIpの選択された値に対する反射光の光度
を評価するために処理器46に供給される。この
実施例では、その処理器は、RAM44からの上
記項(Kd cosA等)に点光源の光度に関係する
係数および係数1/(r+K)を掛算する掛算器
である。KdおよびKsはRAM44からの項が0
と1との間となるように選択される。
粗マツプにおける点に対する計算された光度は
補間器47に供給され、この補間器47は操作さ
れた映像における各ポイントに対する光度係数を
発生するためにそれらの光度係数を補間する。光
度係数を発生するためのアドレス・マツプの処理
はリアルタイムで行われることを理解すべきであ
る。
この実施例では、入来ビデオ信号は異なる形状
の出力映像を発生するためにリアルタイムで操作
される。また、ビデオ信号は、形状がより容易に
見られるように点光源に基因する形状のシエーデ
イングに関係した程度だけ減衰されうる。
光度係数の計算はここで用いられたモデルに限
定されるものではないことを理解すべきである。
また、幾つかの点光源が用いられていてもよく、
かつカラー光源の効果もシミユレートされうる。
カラー光源が用いられた場合には、上記方程式に
おける係数の幾つかはカラーに依存する。
【図面の簡単な説明】
第1図はビデオ映像の形状を操作するためのビ
デオ処理装置であつて、その映像にシエーデイン
グを与える処理装置を具備した処理装置を示すブ
ロツク図、第2図は第1図に示された処理装置の
詳細を示すブロツク図、第3図は反射光の光度の
計算におけるベクトルを示す図である。 図面において、20はフレーム記憶器、21は
入力ライン、22はアドレス発生器、23は減衰
器、26は処理装置、40は演算処理器、41は
処理器、42は掛算器、43は加算および掛算回
路、44はRAM、45はコンピユータ、46は
処理器、47は補間器をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ビデオフレームが三次元物体の形をもつて現
    れるようにビデオ映像の形状を変更するためのビ
    デオ信号処理装置であつて、 a) 前記三次元物体の形状を画成するアドレス
    マツプを記憶するアドレス記憶装置と、 b) フレーム記憶器と、 c) 入力フレームのピクセルを前記フレーム記
    憶器に第1のシーケンスでロードする手段と、 d) 前記第1のシーケンスとの関係が前記アド
    レス・マツプから決定される第2のシーケンス
    で前記ピクセルを前記フレーム記憶器から読み
    取る手段具備したビデオ信号処理装置におい
    て、 e) 虚光源の位置の表示と組合せてアドレス・
    データを処理して光度係数を発生する処理装置
    と、 f) 光度係数に応答してビデオ・フレームにお
    ける各ピクセルの値を調節して前記虚光源に基
    因したシエーデイングを有するビデオ・フレー
    ムを発生する手段を具備しており、前記三次元
    物体を表わすアドレス・マツプが複数の点座標
    よりなり、さらに前記処理装置が隣接した3つ
    の座標によつて画定された各表面に対する光度
    係数を計算する手段を具備していることを特徴
    とするビデオ信号処理装置。 2 前記処理装置が前記三次元物体の1つの表面
    に直交するベクトルと前記表面から前記光源まで
    のベクトルとの間の角度を計算する手段を具備し
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の装置。 3 前記マツプがビデオ・プレームの各ピクセル
    に対する座標を含んでおらず、前記処理装置がビ
    デオ・フレーム内の各ピクセルに対して1つの光
    度係数を発生するように前記光度係数を補間する
    手段を具備していることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項または第2項記載の装置。 4 各ピクセルが前記フレーム記憶器にロードさ
    れる前に各ピクセルの値が光度係数に応答して調
    節されることを特徴とする特許請求の範囲第3項
    記載の装置。 5 前記アドレス・マツプがビデオ・フレームの
    各ピクセルに対する座標を含んでおらず、かつ前
    記装置が中間のピクセル座標を計算するための空
    間補間器と、前記三次元座標を前記フレーム記憶
    器をアドレス指定するための二次元アドレスに変
    換するための手段を具備していることを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項記載の装置。 6 入力フレームの各ピクセルがフレーム記憶器
    内の隣接した4つの記憶場所に寄与することを特
    徴とする特許請求の範囲第5項記載の装置。 7 ビデオ信号を形成するビデオ・フレームのシ
    ーケンスが前記フレーム記憶器にロードされそし
    てリアルタイムで前記フレーム記憶器から読み取
    られて、可動ビデオ画像の形状変更を生ずるよう
    になされていることを特徴とする特許請求の範囲
    第1〜6項のうちの1つに記載された装置。 8 前記アドレス記憶装置が複数の関係付けられ
    たアドレス・マツプを記憶することを特徴とする
    特許請求の範囲第8項記載の装置。 9 ピクセルを入力フレームにロードする手段が
    前記アドレス記憶装置に記憶されたアドレス・マ
    ツプに対して中間のアドレス・マツプを計算する
    時間的補間器を具備していることを特徴とする特
    許請求の範囲第8項記載の装置。
JP62128561A 1986-06-03 1987-05-27 ビデオ信号処理装置 Granted JPS6324289A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB868613447A GB8613447D0 (en) 1986-06-03 1986-06-03 Video image processing systems
GB8613447 1986-06-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6324289A JPS6324289A (ja) 1988-02-01
JPH0434159B2 true JPH0434159B2 (ja) 1992-06-05

Family

ID=10598858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62128561A Granted JPS6324289A (ja) 1986-06-03 1987-05-27 ビデオ信号処理装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4899295A (ja)
EP (1) EP0248626B1 (ja)
JP (1) JPS6324289A (ja)
DE (1) DE3773747D1 (ja)
GB (1) GB8613447D0 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07121084B2 (ja) * 1987-11-06 1995-12-20 日本電気株式会社 テレビジョン映像信号特殊効果装置
GB8728836D0 (en) * 1987-12-10 1988-01-27 Quantel Ltd Electronic image processing
US5369737A (en) * 1988-03-21 1994-11-29 Digital Equipment Corporation Normalization of vectors associated with a display pixels of computer generated images
US5255352A (en) * 1989-08-03 1993-10-19 Computer Design, Inc. Mapping of two-dimensional surface detail on three-dimensional surfaces
EP0449478A3 (en) * 1990-03-29 1992-11-25 Microtime Inc. 3d video special effects system
US5095204A (en) * 1990-08-30 1992-03-10 Ball Corporation Machine vision inspection system and method for transparent containers
DE69206833T2 (de) * 1991-02-08 1996-08-29 Grass Valley Group Gerät mit progressiver Abtastung zur Erzeugung von Fernseh-Spezialeffekten und zugehörendes Verfahren
JP2959249B2 (ja) * 1991-11-15 1999-10-06 ソニー株式会社 映像効果装置
WO1993020529A1 (en) * 1992-03-31 1993-10-14 Seiko Epson Corporation System and method for generating 3d color images with simulated light sources
EP0574111B1 (en) * 1992-04-24 1997-10-01 Sony United Kingdom Limited Lighting effects for digital video effects system
GB2267007B (en) * 1992-04-24 1995-09-13 Sony Broadcast & Communication Video special effect apparatus and method
JP3107452B2 (ja) * 1992-04-28 2000-11-06 株式会社日立製作所 テクスチャマッピング方法およびその装置
US5974189A (en) * 1993-05-24 1999-10-26 Eastman Kodak Company Method and apparatus for modifying electronic image data
US5764871A (en) * 1993-10-21 1998-06-09 Eastman Kodak Company Method and apparatus for constructing intermediate images for a depth image from stereo images using velocity vector fields
US5900881A (en) * 1995-03-22 1999-05-04 Ikedo; Tsuneo Computer graphics circuit
US7616198B2 (en) * 1998-02-20 2009-11-10 Mental Images Gmbh System and computer-implemented method for modeling the three-dimensional shape of an object by shading of a two-dimensional image of the object

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2119594B (en) * 1982-03-19 1986-07-30 Quantel Ltd Video processing systems
US4609917A (en) * 1983-01-17 1986-09-02 Lexidata Corporation Three-dimensional display system
US4682160A (en) * 1983-07-25 1987-07-21 Harris Corporation Real time perspective display employing digital map generator
US4700181A (en) * 1983-09-30 1987-10-13 Computer Graphics Laboratories, Inc. Graphics display system
US4586038A (en) * 1983-12-12 1986-04-29 General Electric Company True-perspective texture/shading processor
GB8410181D0 (en) * 1984-04-19 1984-05-31 Quantel Ltd Video signal processing systems
JPH0746391B2 (ja) * 1984-09-14 1995-05-17 株式会社日立製作所 図形シエ−デイング装置
US4727364A (en) * 1984-09-19 1988-02-23 Mcdonnell Douglas Corporation Method and apparatus for intensity shading in a visual display
JP2526857B2 (ja) * 1984-12-27 1996-08-21 ソニー株式会社 画像信号変換方法
JPH0681275B2 (ja) * 1985-04-03 1994-10-12 ソニー株式会社 画像変換装置
DE3665639D1 (en) * 1985-05-08 1989-10-19 Sony Corp Video signal processing
US4737921A (en) * 1985-06-03 1988-04-12 Dynamic Digital Displays, Inc. Three dimensional medical image display system

Also Published As

Publication number Publication date
US4899295A (en) 1990-02-06
JPS6324289A (ja) 1988-02-01
EP0248626B1 (en) 1991-10-16
EP0248626A2 (en) 1987-12-09
DE3773747D1 (de) 1991-11-21
GB8613447D0 (en) 1986-07-09
EP0248626A3 (en) 1988-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0637813B1 (en) Image processing
US5469535A (en) Three-dimensional, texture mapping display system
US5704024A (en) Method and an apparatus for generating reflection vectors which can be unnormalized and for using these reflection vectors to index locations on an environment map
EP0451875B1 (en) Image displaying system
US5561746A (en) Image synthesizing system with surface data perspective transformation
US5377313A (en) Computer graphics display method and system with shadow generation
JP3190762B2 (ja) デジタルビデオ特殊効果装置
JPH0434159B2 (ja)
KR100567204B1 (ko) 픽셀 당 mip 매핑 및 3선형 필터링 방법 및 장치
JPH0814854B2 (ja) 三次元図形表示装置
JPH0778267A (ja) 陰影を表示する方法及びコンピュータ制御表示システム
JPH0916806A (ja) 立体画像処理装置
US6552726B2 (en) System and method for fast phong shading
GB2267007A (en) Video special effect apparatus and method
EP0656609B1 (en) Image processing
KR100429092B1 (ko) 그래픽영상처리방법및장치
JP3035571B2 (ja) 画像処理装置
US20030184546A1 (en) Image processing method
JP2003505773A (ja) テクスチャ付き表面のコンピュータグラフィックス画像を計算する方法及び装置
EP0974935B1 (en) Spotlight characteristic forming method and image processor using the same
US5821942A (en) Ray tracing through an ordered array
US5864344A (en) Computer graphics circuit
JPH0345427B2 (ja)
JPH11144076A (ja) 映像作成装置
JP2590783B2 (ja) 三次元図形表示装置