JPH05205032A - 散乱の褪色効果を決定する方法と装置 - Google Patents

散乱の褪色効果を決定する方法と装置

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JPH05205032A
JPH05205032A JP4235522A JP23552292A JPH05205032A JP H05205032 A JPH05205032 A JP H05205032A JP 4235522 A JP4235522 A JP 4235522A JP 23552292 A JP23552292 A JP 23552292A JP H05205032 A JPH05205032 A JP H05205032A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンピュータ画像発生システムで、多層大気
散乱効果を模擬する方法および装置を提供する。 【構成】 コンピュータ画像発生(CIG)システム
で、表示場面内にある各々の多角形の可視面上の各々の
点Pの視程Fに対する多層大気散乱の効果を発生する
為、相異なる各々の散乱層が始まる場所の高度が判って
いて、その間の任意の移行勾配も考慮に入れて、観察点
と被観察点の間の実効平均逆数半褪色距離1/Dfeff
を決定する。この被観察点Pの合計減少視程は、その点
に対する平均逆数半褪色距離と、被観察点P及び観察点
VPの間の合計距離の関数である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】この発明はコンピュータ制御の画像の発
生、更に具体的に云えば、表示しようとする場面を構成
する少なくとも1つの多角形の面上にある各点を照射す
る過程で、光が複数個の相異なる大気層を通過すること
によって起る効果を発生する新規な方法と装置に関す
る。
【0002】
【発明の背景】コンピュータ画像発生(CIG)の分野
で使われる褪色と云う言葉は、物体と観察者との間の距
離及び散乱因子(例えば霧の滴、塵埃粒子等)の密度の
両方の関数として、物体の固有の特徴の色の色度及び強
度が普通のもや又は褪せた色に向って変ることを指す。
この現象の物理的な根拠が、比較的簡単な場合につい
て、図1に示されている。ある観察点VPにいる観察者
10は、物体11からの照射光が反射される面11a上
の位置Pにある所望の点11pを観察しようとしてい
る。光線12aが源12、例えば太陽から発し、その後
観察しようとする物体11に向う途中にもや層14(例
えば懸濁された水滴の層)を通ることがある。層14に
入射して、それを通過する光12aの一部分14s1
が、この層によって散乱され、その為、実際に物体11
を照射する光線12bは、もやによって、異なる色度及
び減衰した強度を持つ様に変えられる。水分の粒子が極
小のプリズムとして作用することにより、散乱光14s
1が屈折して、多色効果を生じ、その和は典型的には白
色に近いものとして現れる。観察者10が、観察される
物体から反射された光線12cが層14(又はその他の
何等かの散乱層)を通る様な位置にある場合、若干の光
線12cそれ自体が散乱光14s2として散乱され、こ
の為、観察点に実際に達する光線12dは更に振幅が変
化している。その減衰は、散乱層(1つ又は複数)の性
質によるが、色度並びに振幅が変っていることがある。
若干の散乱光14s1/14s2は、観察者10の方向
に戻り、こうして目に対して追加の色源となる。
【0003】源からの光の一部分が、観察者がそれを受
取る時までに減衰しているので、物体11の拡散照射の
直接的な寄与が減少する。この効果を模倣することが、
CIGシステムにとって重要な能力であり、CIGが訓
練装置(例えば飛行シミュレータ等)の一部分として使
われる時、特にそうである。最も重要なのは、各層の効
果を画素レベルで計算して、多層大気モデルの効果の現
実感のあるモデルを作ることが出来ることである。こう
云う能力があると、物体が部分的にはもやの中に存在
し、部分的には澄明な層の中にあっても、個々の物体の
正確なモデルとなる真実の地上の霧の状況で訓練するこ
とが出来る装置になる。こう云う能力は、回転翼を持つ
航空機の訓練及び機甲の用途では特に重要である。それ
は、こう云う訓練の大部分は、地上レベルで又はその近
くで行なわれており、霧が環境の視程に大きく影響する
からである。従って、実時間CIGシステムに多層散乱
能力を持たせることが非常に望ましい。
【0004】
【発明の要約】この発明では、表示場面内にある少なく
とも1つの多角形の各々の可視面上にある各点Pの視程
Fに対する多層大気散乱の効果が、コンピュータ画像発
生(CIG)システムで作り出される。この為に、相異
なる散乱層の各々がそこから始まる高度に応答して、且
つその間の移行勾配を考慮に入れて、観察点と被観察点
の間の実効平均逆数半褪色距離を決定する。この被観察
点Pの合計減少視程は、その点に対する平均逆数半褪色
距離と、被観察点P及び観察点VPの間の合計距離Rと
の関数である。
【0005】現在好ましいと考えられる方法では、平均
逆数半褪色距離は、層の高度を使うことによって決定さ
れ、決定された逆数距離が同じ高度AltVPにある任意
の観察点VPから同じ高度AltP にある任意の被観察
点Pを観察するのに使える様にする。こう云う決定及び
計算を実行する1形式の装置を説明する。従って、この
発明の目的は、コンピュータ画像発生システムで、多層
大気散乱効果を模擬する新規な方法と装置を提供するこ
とである。
【0006】この発明の上記並びにその他の目的は、以
下図面についてこの発明を詳しく説明する所から当業者
に明らかになろう。
【0007】
【好ましい実施例の詳しい説明】次に図2について説明
すると、観察者10′が観察点VPにおり、物体11′
の面11a′上にある被観察位置11p′の特定の点P
から反射された光線12c′を観察している。点Pは、
観察点VPから距離Rにある。例として云うだけである
が、面の点11p′は第1の大気層14a内にあり、こ
れが、物体の面11a′から反射された光の若干の光線
14s′を散乱する。層14aに重なって第2の大気層
14bがあり、その上に別の層が重なると云う様にし
て、観察者10′は最後と考えられる層14n内にあ
る。観察点VPより上方並びに被観察点11p′より下
方にこの他の散乱層があってもよいことが理解されよ
う。然し、反射された光線12c′はこう云う層を通ら
ないから、こう云う層は観察者10′に達する光には何
の散乱効果も持たない。1≦i≦nとして、各々の層1
4iは実質的に澄明(即ち実質的に減衰がゼロ)であっ
てもよいし、或いはその減衰が、振幅及び色度のどんな
関数であっても、何れかの隣接する層14(i−1)又
は14(i+1)の減衰とは異なる限り、任意の所望の
減衰量αi を持っていてもよいことを承知されたい。
【0008】ある特徴(例えば被観察点11p′)の最
終的な色Cf を1個のもや層を介して見た時、この特徴
の視程Fに対し、この色は次の式で表わされる。 最終色=減衰特徴色+散乱によるもや色 (1) 又はCf =F×C(特徴)+(1−F)×C(もや) (2) こゝでC(特徴)は処理される特徴の色であり、C(も
や)はもやの色である。典型的には視程は次の様に発生
される。
【0009】 F=e-kR (3) こゝでkは霧密度の関数であり、Rは観察点から物体ま
での距離である。密度kを特定する便利な方法は、視程
Fが0.5に等しい距離を使うことである。この距離は
半褪色距離Dfと表わされる。この時式(3)は次の様
に書くことが出来る。
【0010】 F=e-KR/Df (4) こゝで定数kが、半褪色距離として評価された一定の値
Kに置換えられる。Dfの定義を使って、Kについて解
くことが出来る。即ち、距離R=Dfである時、F=
0.5であり、従って 0.5=e-K (5) 即ちK=ln(2)=0.693 (6) 式(4)のKに代入すると F=e-0.693R/Df=e-KA (7) こゝでAは(R/Df)として定義する。真の距離R
は、その特徴がカバーする各々の要素に対して褪色した
特徴に対して計算する。
【0011】従来の画像発生システムで褪色を実現する
場合には、多数の似通った多角形、例えば地形のある一
部分を限定する多角形、又は選ばれた物体モデルに属す
る多角形を含む様に人工的に限定された1組の中にある
全ての面の多角形に対し、Dfの1つの値を用いてい
た。この様に従来、Dfの1つの値を使っていたことに
より、その種類の多数の要素が2つ以上の層内に存在し
ても、ある種類の特徴はDfの1つの値を共有しなけれ
ばならないと云う簡単な理由で、層状の大気モデルを正
確に発生するCIGシステムの能力が制限されていた。
この欠点についての簡単な例は、図2を見れば判る。第
1の層14aが密な地上の霧であって、半褪色距離が短
い値Df0 を持ち、物体11′(山)の下半分をカバー
し、山の上半分は非常に長い半褪色距離Df1 を持つ澄
明な空の層14b内にあるとする。中間の半褪色距離D
i を持つ雲層14iも、山の上方の澄明な空の中を流
れることが示されている。従来、山全体に対してDfの
1つの値しか利用することが出来ず、必然的に、山全体
に対しては同様な半褪色の値を引出さなければならない
ので、明確な層の情報は使われず、実効的に失われ、こ
うしてコンピュータによる画像の現実感が損われた。
【0012】この発明では、図2に示す褪色状態は、表
示スクリーン16上の全ての見える物体に対し、表示さ
れる物体(山)11′上の処理される各々の別々の点1
1p′に対する個別の実効半褪色距離Dfeff を計算す
ることにより、CIGシステムで適正に利用することが
出来る。スクリーンは、中心の観察する視線16lに沿
って配置された中心16cを持ち、このスクリーンの点
16sが、選ばれたスクリーンの位置(例えばスクリー
ンの左上隅)に対してスクリーン座標Ip ,J p を持つ
特定の点への視線12c′に沿っている。個々のDf
eff の値を、視線12c′が、その時処理されている多
角形の面の点11p′に達する為に種々の霧、もや等の
散乱層14iを通過する時、種々の層の密度Dfi の関
数とする。
【0013】現在考えている点11p′に対する全体的
な視程の値FP は、観察点VPと被観察点Pの間で視線
12c′が出会う密度の異なる霧、もや等の各々の層の
視程F0 ,F1 ,F2 ,……Fi ,……Fn の積であ
る。 FP =F0 ×F1 ×F2 ×……Fi ×……Fn (8) 式(8)を、4つの層(夫々の視程F0 ,F1 ,F2
びF3 )だけを通過する視線の例に使うと、観察点VP
から点Pまでの視線に沿った視程FP ′は次の様にな
る。
【0014】 FP ′=F0 ×F1 ×F2 ×F3 (9) 式(9)を展開すると FP ′=(e-KR0/Df0)(e-KR1/Df1)(e-KR2/Df2)(e-KR3/Df3) (10) この視線に沿って各層を通る距離の和が、VPからPま
での距離に等しいから(即ち、Rp=R0+R1+R2
+R3)、次の式が得られる様なDfの1つの実効値が
あり、それをDfeff と記す。 e-K(Rp/Dfeff)=e-K((R0/Df0)+(R1/Df1)+(R2/Df2)+(R3/Df3)) (11) Rp(1/Dfeff )=R0 (1/Df0 )+R1 (1/Df1 ) +R2 (1/Df2 )+R3 (1/Df3 ) (12) 従って、 1/Dfeff =[R0 (1/Df0 )+R1 (1/Df1 ) +R2 (1/Df2 )+R3 (1/Df3 )]/Rp (13) 単純な比を使うと、1/Dfeff は、距離(R)の代り
に高度(Alt)を使って計算することが出来ることは
明らかであろう。具体的に云うと、RVP-Pの代りに、A
ltVP-Pを使おうとする。これによって、視線の角度が
変化しても、所定の層を通る垂直距離は一定のまゝであ
るから、残りの計算が非常に簡単になる。実効逆数半褪
色距離(1/Dfeff )を計算する為には、処理する点
の高度AltP を決定しなければならない。簡単な方式
は、観察される多角形の面11a′上の特定の点11
p′に対する視線12c′が通過する点16sのスクリ
ーン位置(Ip ,Jp )及び距離(R)の関数として、
高度AltP を記述する方程式を作成することである。
この高度VP は次の様に表わすことが出来る。
【0015】 AltP =AltVP+Z f j (14) こゝで f は単位重力ベクトル、 j は画素(Ip ,J
p )を通るベクトル、Zはスクリーン位置の第1の関数
であり、I/Jスクリーン選定方式では Z=C4 +C5 p +C6 p (15) であり、こゝでC4 ,C5 及びC6 は周知の様に、特定
の多角形に対して計算される。これによってAltP
(Ip ,Jp )座標の関数として発生される。即ち AltP =AltVP +((C1 +C2 p +C3 p )/ (C4 +C5 p +C6 p )) (16) こゝでC1 ,C2 及びC3 は特定の多角形に対して計算
される。式(16)を組合せて、次の形で別の(I,
J)関数を求めることが出来る。
【0016】 AltP = ((C1 ′+C2 ′Ip +C3 ′Jp )/ (C4 +C5 p +C6 p )) (17) 次に、AltP =f(Ip ,Jp )が判ったので、高度
の変化に対する1/Dfeff を求めなければならない。
大気層情報は単位高度当たりの密度で定めることが出来
る。累積密度は、観察点の高度から褪色を起す点Pの高
度までの高度変化にわたる単位密度を平均することによ
って、計算することが出来る。累積霧密度を計算するに
は幾つかの方法が存在する。特定の1つの方式は、処理
される各点11p′に対してオンザフライ式にこの値を
発生することである。これは、各々の大気層に対する出
発高度Alt Li 、その層に対する初期単位霧密度、
及び単位高度当たりのi番目の層の密度変化率を記述す
る勾配(mi )を記憶することによって達成することが
出来る。これによって、一様な密度の区域及びこう云う
層の間の移行層を作り出すことが出来る。各層の出発高
度に対し、高度=0からの累積密度を記憶する。観察点
に於ける高度及び累積密度を記述する別のデータを記憶
する。
【0017】場面内で処理される各々の多角形11a′
上の各点11p′に対し、褪色プロセッサを使って計算
した情報を一連の比較器に対する入力として、特定の点
11p′より全体として下方にある大気層並びにその点
が含まれている層を判定する。その点が一様な密度の層
(移行ではない)内にある場合、プロセッサがその点ま
での累積密度を次の様に計算する。
【0018】 (1/Dfeff-cumm-p) =(1/Dfcumm-1)+(AltP −Alt1 )×(1/Df1 ) (18) こゝでlは現在の層を表わす。その点が移行密度層内に
入れば、その点までの累積密度は次の様になる。
【0019】 (1/Dfeff-cumm-p) =(1/Dfcumm-1)+(AltP −Alt1 )×(1/Df1 ) +(AltP −Alt1 2 ×(1/2)(1/Dfm ) (19) こゝでmは特定のi番目の層の勾配mi である。この結
果は、地上ゼロから被観察点までの累積密度を処理する
ことが出来る様にするものであるが、一般的には(1/
Dfeff-cumm-p)=(1/Dfcumm-1)+(AltP
Alt1 )×(1/Df1 )+S×(AltP −Alt
1 2 ×(1/2)(1/Dfm )と表わすことが出来
る。こゝでSは、移行ではない層及び移行層の密度に対
して夫々0又は1である。観察点から処理される点まで
の高度変化は単純に次のようになる。
【0020】 AltVP-p=|AltVP−AltP | (20) 高度変化にわたる累積密度は (1/Dfeff-cumm) =|(1/Dfeff-cumm-VP )−(1/Dfeff-cumm-P)| (21) 実効平均密度又は1/Dfeff は次の式から判る。
【0021】 (1/Dfeff )=(1/Dfeff-cumm)/AltVP-P (22) 高度変化が0である特別な1つの場合が存在する。この
場合、1/Dfeff は観察点の高度に於ける1/Dfで
ある。この点に対する褪色は、式(7)を用いて求める
ことが出来る。実効平均半褪色逆数距離1/Dfeff
距離Rを乗じ、その結果を指数関数発生器に対する入力
として使う。この関数は、メモリ・ルックアップ・テー
ブル(TLU)として、又は個別近似によって発生する
ことが出来る。
【0022】図3には、現在好ましいと考えられる1実
施例の褪色プロセッサ20が示されている。その褪色デ
ータを計算している特定の多角形の面の点11p′まで
の観察点VPからの視線12c′に対応する、スクリー
ンの点16sに対するIp 及びJp 画素位置データが、
夫々第1及び第2の関数発生器22/24の第1の入力
22a/24a及び第2の入力22b/24bに夫々入
力され、これらの発生器が夫々の出力22c/24cに
(C4 +C5 p +C6 p )データ及び(C 1 +C2
p +C3 p )データを発生する。出力22cが第1
の除算手段26の第1のA入力26aに結合され、その
第2のB入力は出力24cからのデータを受取る。この
結果出力26cに得られるA/Bデータが、式(17)
を用いて計算された被観察点の高度AltP である。こ
の高度データが減算手段28の第2のB入力28bに供
給され、第1のA入力28aが観察点高度AltVPデー
タを受取る。出力28cはA−Bデータを持ち、これが
所望のAltVPP 情報である。絶対値を求める手段
30がこのデータを処理し、|AltVPP |を第2
の除算手段32の第2のB入力32bに印加し、その第
1のA入力32aが(1/Dfeff-cumm)データを受取
る。出力32cのA/Bデータが、所要の実効平均逆数
半褪色距離(1/Dfeff )データである。
【0023】複数個(n個)のデータ比較器34a−3
4nの各々の第1のA入力がAlt VPデータを受取り、
第2のB入力が関連したi番目の層の一層低い高度Al
tLiを定めるデータを個別に受取る。高度Alt L
0 は使わない。これはゼロ番目の層の一層低い高度は高
度ゼロとして定義されているからである。関連する比較
器34iの出力は、A≦Bであれば、即ち実際の高度が
一層下の層の高度以下であれば、通常は第1の論理レベ
ルにあり、A>Bであれば、即ち観察点の高度が層の一
層低い高度より上方にあれば、その場合にだけ第2の論
理レベルに付能される。比較器34iの出力が、観察点
が一層低い第1層の高度より高い高度を持つ場合(即
ち、底層又はゼロ番目の層より上方にある場合)、第1
の比較器34aの出力から始まって、相次いで付能さ
れ、観察点の高度が増加するにつれて、順次増加し、次
に高い層に入り又はその上方へ通過する。従って、観察
点VPがi番目の層にある場合、1番目、2番目……
(i−1)番目及びi番目の比較器の全ての出力が第2
の論理レベルに付能され、これに対して(i−1)番目
乃至n番目の出力は第1の選ばれた論理レベルにとゞま
る。多数の逐次的なレベルが、値Iを持つデータとし
て、I付能比較器出力信号に対して作用する符号手段3
6によって符号化される。Iデータがメモリ手段38の
アドレス入力38aに結合され、メモリの対応する位置
に記憶されている1組のデータをアドレスするのに使わ
れると共に、N入力多重化(MUX)手段40の制御入
力40xの入力選択制御信号としても結合される。各々
のi番目の層に対する個々の層の一層低い高度のデータ
Alt Liが、MUX手段40の関連する40i入力
に結合され、この為、観察点VPがある現在の層の高度
Alt Lを定めるデータが、MUX手段の出力40y
に発生される。このデータが別の減算手段42の2番目
のB入力に結合される。その1番目のAデータ入力42
aが、第1の除算手段の出力26cからのAlt Pデ
ータを受取る。(A−B)出力42cの信号がAlt
(P−L)データを含んでおり、第1の乗算手段44の
第1の入力44aと、第2の乗算手段又は自乗手段46
の両方の入力46a/46bとに供給される。第1の乗
算手段の第2の入力44bが、メモリ38のアドレスさ
れた位置から取出した第1の出力38bからの1/Df
1 データを受取り、その出力46cから、第3の乗算手
段48の第1の入力48aに対し、積データを発生す
る。同時に、第3の乗算手段の第2の入力48bが、メ
モリ手段の第2の出力38cからの1/Dfm 勾配デー
タを受取る。第3の乗算手段の出力48cが、第1の加
算手段50の第1の入力50aに対するデータを発生す
る。この加算手段の第2の入力50bが第1の乗算手段
の出力44cからのAlt(P−L)2 データを受取
る。第1の加算手段の出力50cが第2の加算手段の第
1の入力52aに対するデータを発生し、第2の加算手
段はメモリ手段の第3の出力38dから1/Dfcumm-L
を受取って、第2の加算手段の出力52cが、除算手段
の第1の入力32aに必要な1/Dfeff-cummデータを
発生する。
【0024】出力32cの1/Dfeff データが最後の
除算手段54の第1の入力54aに結合される。この除
算手段の第2のB入力が距離逆数(1/R)データを受
取る。これは第1の関数発生器の出力22cからの(C
4 +C5 I+C6 J)データである。最後の除算手段の
出力54cのデータが、商R/Dfであり、これが指数
化手段56に対するA入力データとして使われ、手段5
6に設定された一定のKの値に応答して、回路20から
の視程Fデータ出力を形成するe-KA 出力データを発生
する様に動作する。こうして、表示全体に観察し得る各
々の多角形の各々の面上にある各々の可視点Pに対し
て、回路20が別々に使われ、その点の散乱視程を決定
する。
【0025】この発明の多層褪色方法を実施する特定の
1形式の装置をある程度詳しく説明したが、当業者であ
れば、この発明の範囲内で種々の変更を加えることが出
来ることが理解されよう。従って、この発明は特許請求
の範囲のみによって限定されるものであって、実施例と
してこゝに述べた具体的な構成や機器によって制約され
ないことを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】照射源、観察しようとする物体、観察者と中間
に介在する大気層とを示す略図であり、この発明で起る
問題がどういうものであるかを示している。
【図2】中間に介在する複数個の大気層と共に、観察者
と物体上の被観察点を示す略図で、この発明の方法を明
らかにし且つ判り易くするのに役立つ。
【図3】CIGに多層散乱効果を持たせる装置の簡略ブ
ロック図。
【符号の説明】
22,24 関数発生器 28,42 減算手段 32,54 除算手段 34 比較器 38 メモリ手段 40 多重化手段 44,46,48 乗算手段 50 加算手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・アーサー・ケリー アメリカ合衆国、フロリダ州、ウエスト・ ポート・オレンジ、カントリー・サーク ル・ドライブ、310番

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンピュータ画像発生(CIG)システ
    ムの表示場面内にある各々の多角形の可視面上にある各
    々の被観察点Pの観察点VPからの視程FPに対する複
    数個(n個)の異なる大気層中での散乱の褪色効果を決
    定する方法に於て、観察点VPから被観察点Pまでの視
    線の観察スクリーン位置(Ip ,Jp)に応答して逆行
    距離を決定し、被観察点Pの高度AltP を決定し、被
    観察点の高度、観察点VPの高度AltVP、及び1≦i
    ≦nとして、i番目の散乱層が始まる高度Alt Li
    に応答して、実効累積層半褪色逆数距離(1/Dfeff-
    cumm)を決定し、逆行距離、被観察点の高度、観察点の
    高度及び実効累積層半褪色逆数距離の内の選ばれたデー
    タに応答して、中間に介在する全ての散乱層を通っての
    観察点VPからの点Pの合計減少視程FP を決定する工
    程を含む方法。
  2. 【請求項2】 合計減少視程FP を決定する工程が、A
    ltP データ、AltVPデータ及び(1/D
    eff-cumm)データから実効半褪色逆数距離(1/Df
    eff )のデータを求め、逆行距離データ及び(1/Df
    eff )データの関数として(R/Df)データを求め、
    こうして得られた(R/Df)データから減少視程関数
    P を求める工程を含む請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 合計減少視程を決定する工程が、観察点
    及び被観察点の高度差の絶対値を求め、(1/Df
    eff-cumm)データ及び高度差の絶対値データの関数とし
    て、(1/Dfeff )を求める工程を含む請求項2記載
    の方法。
  4. 【請求項4】 逆行距離を求める工程が、C4 ,C5
    びC6 を予定の定数として、予め選ばれた関数f1=
    (C4 +C5 p +C6 p )として逆行距離データを
    発生する工程を含む請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 被観察点の高度を決定する工程が、
    1 ,C2 及びC3 を別の異なる定数として、別の予定
    の関数f2=(C1 +C2 p +C3 p )に対するデ
    ータを発生し、f1及びf2の商としてAltP データ
    を求める工程を含む請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 実効累積層半褪色逆数距離を決定する工
    程が、点Pの高度及び観察点VPの間にある各々の層L
    に対し、点Pからの該層Lの高度差及び少なくとも1層
    の半褪色距離特性を求め、こうして求めた層データから
    (1/Dfef f-cumm)データを決定する工程を含む請求
    項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 高度差を求める工程が、現在の観察点の
    高度を関連する各層の一層低い高度と比較し、この比較
    に応答して、観察点が含まれている最も高い層を示すデ
    ータを発生する工程を含む請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 高度差を求める工程が、含まれている最
    も高い層の一層低い高度に対する高度データを選択する
    ことによって、Alt Lデータを発生する工程を含む
    請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】 実効累積層半褪色逆数距離を決定する工
    程が、符号化データによってアドレスし得る各層に対
    し、少なくとも1つの中間層量データを記憶する工程を
    含む請求項8記載の方法。
  10. 【請求項10】 層データを用いる工程が、観察点が移
    行密度層内になければ、S=0とし、換算点が移行密度
    層内にあれば、S=1として、関数(1/Df
    eff-cumm-p)=(1/Dfcumm-1)+(AltP −Al
    1 )×(1/Df1)+S×(AltP −Alt1
    2 ×(1/2)(1/Dfm )の値を求める工程を含む
    請求項6記載の方法。
  11. 【請求項11】 コンピュータ画像発生(CIG)シス
    テムで表示場面内にある各々の多角形の可視面上の各々
    の被観察点Pの観察点VPからの視程FP に対する複数
    個(n個)の異なる大気層中での散乱の褪色効果を決定
    する装置に於て、観察点VPから被観察点Pへの視線の
    可視スクリーンでの位置(Ip ,Jp)に応答して、逆
    行距離を決定する第1の手段と、被観察点Pの高度Al
    P を決定する第2の手段と、被観察点の高度、観察点
    VPの高度AltVP及び、1≦i≦nとして、i番目の
    散乱層が始まる高度Alt Li に応答して、実効累積
    層半褪色逆数距離(1/Dfeff-cumm)を決定する第3
    の手段と、逆行距離、被観察点の高度、観察点の高度、
    及び実効累積層半褪色逆数距離の内の選ばれたデータに
    応答して、中間に介在する全ての散乱層の中での観察点
    VPからの点Pの合計減少視程FP を決定する第4の手
    段とを有する装置。
  12. 【請求項12】 第4の手段が、AltP データ、Al
    VPデータ及び(1/Dfeff-cumm)データから実効半
    褪色逆数距離(1/Dfeff )に対するデータを求める
    第5の手段と、逆行距離データ及び(1/Dfeff )デ
    ータの商から(R/Df)を求める除算手段と、こうし
    て得られた(R/Df)データから減少視程関数FP
    求める指数化手段とを含む請求項11記載の装置。
  13. 【請求項13】 第5の手段が、観察点及び被観察点の
    高度差の絶対値を求める第6の手段と、第3の手段の
    (1/Dfeff-cumm)出力データ及び第6の手段の出力
    データの商として、(1/Dfeff )データを求める手
    段とを含む請求項12記載の装置。
  14. 【請求項14】 第1の手段が、C4 ,C5 及びC6
    予定の定数として、逆行距離データを予め選ばれた関数
    f1=(C4 +C5 p +C6 p )として発生する関
    数発生器である請求項11記載の装置。
  15. 【請求項15】 第2の手段が、C1 ,C2 及びC3
    別の予定の定数として、別の予め選ばれた関数f2=
    (C1 +C2 p +C3 p )のデータを発生する別の
    関数発生器と、f1及びf2の商としてAltP データ
    を求める除算手段とを含む請求項14記載の装置。
  16. 【請求項16】 第3の手段が、点Pの高度及び観察点
    VPの間にある各層Lに対し、点Pからの該層の高度差
    及び少なくとも1層の半褪色距離特性を求める手段と、
    こうして求めた層データを使って(1/Dfeff-cumm
    データを決定する手段とを含む請求項11記載の装置。
  17. 【請求項17】 高度差を求める手段が、1組の比較器
    を含み、各々の比較器は、現在の観察点の高度が関連す
    る層の一層低い高度より大きいかどうかを判定し、更
    に、前記1組の比較器と一緒に作用して、観察点が含ま
    れている最も高い層を表わすデータを発生する符号化手
    段を含む請求項16記載の装置。
  18. 【請求項18】 差を求める手段が、更に、符号手段か
    らのデータに応答して、含まれている最も高い層の一層
    低い高度に対する高度データを選択することにより、A
    lt Lデータを発生する多重化手段を含む請求項17
    記載の装置。
  19. 【請求項19】 加算手段が、符号手段のデータによっ
    てアドレスし得る各層に対する少なくとも1つの中間層
    の量データを記憶するメモリ手段を含む請求項18記載
    の装置。
  20. 【請求項20】 観察点が移行密度層内になければ、S
    =0、観察点が移行密度層内にあればS=1として、層
    データを用いる手段が、関数(1/Dfeff- cumm-p)=
    (1/Dfcumm-1)+(AltP −Alt1 )×(1/
    Df1 )+S×(AltP −Alt1 2 ×(1/2)
    (1/Dfm )に従って作用する請求項16記載の装
    置。
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