JPH05250445A - Three-dimensional model data generating device - Google Patents

Three-dimensional model data generating device

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Publication number
JPH05250445A
JPH05250445A JP4050753A JP5075392A JPH05250445A JP H05250445 A JPH05250445 A JP H05250445A JP 4050753 A JP4050753 A JP 4050753A JP 5075392 A JP5075392 A JP 5075392A JP H05250445 A JPH05250445 A JP H05250445A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dimensional model
data
normal vector
triangular
model
Prior art date
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Pending
Application number
JP4050753A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takanobu Sato
隆宣 佐藤
Yoshihiro Morii
精啓 森井
Shinji Tetsuya
信二 鉄谷
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.)
A T R TSUSHIN SYST KENKYUSHO KK
Original Assignee
A T R TSUSHIN SYST KENKYUSHO KK
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 A T R TSUSHIN SYST KENKYUSHO KK filed Critical A T R TSUSHIN SYST KENKYUSHO KK
Priority to JP4050753A priority Critical patent/JPH05250445A/en
Publication of JPH05250445A publication Critical patent/JPH05250445A/en
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Abstract

PURPOSE:To generate three-dimensional model data for generating no discontinuity in a display by deleting apex data, based on a space frequency of a shape of a three-dimensional model. CONSTITUTION:By using a digitizer, three-dimensional coordinate data of the apex for constituting the surface of a three-dimensional model which becomes an object of a display, and texture data on the surface of the model are inputted in detail. Accordingly, apex data is obtained in detail at every apex (S101). A triangular patch prescribed by three adjacent apexes is generated (S102). With regard to each triangular patch, a normal vector is derived by an operation (S103). By using the detected normal vector, a variation of a space frequency is detected, and based on a result of detection the space frequency variation, an integration processing of the adjacent triangular patches is executed (S104). By deleting the apex data in the integrated area, and deleting the apex data, as well of the outline part of the integrated graphic, data of a hierarchical model to be generated is decreased (S105).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、三次元モデルデータ
生成装置に関し、特に、三次元モデルの高速表示に適し
たモデルデータを生成する三次元モデルデータ生成装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional model data generator, and more particularly to a three-dimensional model data generator for generating model data suitable for high-speed display of a three-dimensional model.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータグラフィックス(CG)を
用いて臨場感のある画像をスクリーン上に高速表示する
ことが要求される分野、たとえば遠隔にいる人々があた
かも同一空間にいるかのような感覚を提供することが要
求される臨場感通信会議システムでは、スクリーンに表
示される仮想空間とスクリーンの観察者が存在する実空
間との間の一体感を高めるための表示技術が求められて
いる。そのため、スクリーンの視野の広い広視野表示技
術,表示スクリーンの画素数の多い高精細表示技術,観
察者の視点位置からスクリーンを通して見える画像を視
点位置に対応して表示する運動視表示技術などの実現が
望まれている。
2. Description of the Related Art Fields in which it is required to display a highly realistic image on a screen at high speed by using computer graphics (CG), for example, provide a sensation as if remote people were in the same space. In the immersive teleconferencing system that is required to do so, there is a demand for display technology for enhancing the sense of unity between the virtual space displayed on the screen and the real space where the viewer of the screen exists. Therefore, realization of wide-field display technology with a wide screen field, high-definition display technology with a large number of pixels on the display screen, and motion-vision display technology that displays the image viewed through the screen from the observer's viewpoint position in correspondence with the viewpoint position. Is desired.

【0003】運動視をコンピュータグラフィックスを用
いて実現する場合、表示対象を三次元モデルで定義し、
観察者の視点位置を求め、視点位置から見た対象物体の
透視投影像がスクリーン上に表示される。
When the motion vision is realized by using computer graphics, a display object is defined by a three-dimensional model,
The viewpoint position of the observer is obtained, and the perspective projection image of the target object viewed from the viewpoint position is displayed on the screen.

【0004】三次元物体をコンピュータにより生成表示
するコンピュータグラフィックスの技術では、対象物体
の高精度化、すなわち表示画像の高品質化と高速画像生
成は相反する関係にある。すなわち、高品質な画像を生
成しようとすると対象物体を詳細な分解能で定義しなけ
ればならず、対象物体を形成する頂点数が増加し、画像
生成のための処理時間が増加することになる。
In the computer graphics technique for generating and displaying a three-dimensional object by a computer, there is a contradictory relationship between high precision of a target object, that is, high quality of a display image and high-speed image generation. That is, in order to generate a high quality image, the target object must be defined with detailed resolution, the number of vertices forming the target object increases, and the processing time for image generation increases.

【0005】一方、表示対象の変化を実時間で表示する
ためには、現在のコンピュータでは処理能力が不足して
おり、頂点数の少ない単純なモデルしか表示できない。
この問題を解決するために、従来から二通りの研究が進
められている。1つは、コンピュータの処理能力を向上
させる手法、もう1つは、頂点数をできるだけ減らし
て、かつ現実感の高い表示を行なうために人間の視角特
性などを利用する手法である。ここでは、後者について
詳述する。
On the other hand, in order to display the change of the display object in real time, the current computer lacks the processing capability, and only a simple model with a small number of vertices can be displayed.
In order to solve this problem, two types of research have been conducted so far. One is a method of improving the processing capability of a computer, and the other is a method of reducing the number of vertices as much as possible and utilizing a human visual angle characteristic or the like in order to perform a highly realistic display. Here, the latter will be described in detail.

【0006】対象物体の三次元モデルが作成される場合
において、対象物体について一通りのモデルが定義され
るならば、表示対象はスクリーン上でどのような大きさ
であってもまたどのような角度から見ても画質の劣化の
ないきめ細かさで表示されなければならない。すべての
対象物体についてきめ細かくモデル化するためには、表
示対象が増えれば増えるだけ画像生成表示のために要す
る時間が増大し、実時間処理が困難となる。そこで、画
質の劣化を表示画像を見ているものに与えず頂点数を減
らす手法についていくつかの提案がなされている。
In the case where a three-dimensional model of a target object is created, if a general model is defined for the target object, no matter what size the display target is on the screen and at what angle. It must be displayed in a finely tuned manner without deterioration of image quality. In order to finely model all target objects, as the number of display objects increases, the time required for image generation and display increases and real-time processing becomes difficult. Therefore, some proposals have been made on a method of reducing the number of vertices without giving the deterioration of the image quality to those who are viewing the display image.

【0007】たとえば、(1)透視投影表示する場合、
視点から表示対象までの距離が増加すれば、表示対象が
スクリーン上で小さくなり粗くモデル化しても画質の劣
化が少ないことを利用する手法。(2)人間の視力は注
視点が最も高く、周辺視になるに従い視力が低下するた
め、周辺視にある対象は粗くモデル化して表示しても画
質の劣化を感じることが少ないことを利用する手法。
(3)人間の動態視力の低下を利用して、注視点から外
れた移動物体は粗くモデル化して表示しても画質の劣化
を感じることが少ないことを利用する手法。
For example, in the case of (1) perspective projection display,
A method that uses the fact that as the distance from the viewpoint to the display target increases, the display target becomes smaller on the screen and the image quality is less degraded even if it is roughly modeled. (2) Since human eyesight has the highest gazing point and the visual acuity decreases as it becomes peripheral vision, it is used that the image in peripheral vision is less likely to deteriorate even if it is roughly modeled and displayed. Technique.
(3) A method that utilizes a reduction in human dynamic visual acuity and uses a fact that a moving object that deviates from the gazing point is less likely to experience deterioration in image quality even if it is roughly modeled and displayed.

【0008】上記の手法などを利用して、対象物体につ
いて予めきめ細かさを変えたモデルを複数準備してお
き、各手法における特性のパラメータを用いて画質の劣
化を与えない最も粗いモデルを選択することにより、頂
点数の削減、すなわち頂点データの削減が可能となる。
By using the above-described method or the like, a plurality of models of which the fineness is changed are prepared in advance for the target object, and the roughest model which does not cause the deterioration of the image quality is selected by using the parameter of the characteristic in each method. This makes it possible to reduce the number of vertices, that is, the vertex data.

【0009】一般に同一物体についてきめ細かさを変え
て作成した複数のモデルのことは「階層化モデル」と呼
ばれる。この階層化モデルを作成するために、モデルの
特徴に関係なく一様に頂点の削減、すなわち頂点データ
を削除すると、情報量の多い形状変化の複雑な部分と起
伏の少ない情報量の少ない部分とが一様に頂点データを
削除されることとなり、そのため、モデルの階層を切換
る際に、表示における不連続性が観察者に知覚され、不
自然な感じを与えてしまう。
Generally, a plurality of models created by changing the fineness of the same object is called "hierarchical model". In order to create this layered model, even if the number of vertices is reduced regardless of the features of the model, that is, the vertex data is deleted, there are a complex portion with a large amount of information and a portion with a small amount of information and a small amount of information. Therefore, the vertex data is uniformly deleted, so that the discontinuity in the display is perceived by the observer when switching the model hierarchy, which gives an unnatural feeling.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、階層化
モデルを準備しておき、人間の視角特性を考慮して最適
なモデルを選択する手法は、コンピュータグラフィック
スを用いて現実感の高い画像を実時間で表示するのに極
めて有効である。しかしながら、上記のように、階層化
モデルを生成するのにモデル全体から一様に頂点、すな
わち頂点データを削減するのでは、表示における不連続
性を観察者に与えてしまい、好ましくない。したがっ
て、高速表示に適し、かつ、表示における不連続性を観
察者に与えることのない階層化モデルを準備する必要が
ある。
As described above, the method of preparing the layered model and selecting the optimum model in consideration of the human visual angle characteristics is highly realistic by using computer graphics. It is extremely effective for displaying images in real time. However, as described above, it is not preferable to uniformly reduce the vertices, that is, the vertex data from the entire model to generate the layered model, because it gives the observer a discontinuity in the display. Therefore, it is necessary to prepare a layered model that is suitable for high-speed display and does not give the observer discontinuity in display.

【0011】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、高速表示に的しかつ表示におけ
る不連続性を生じさせない三次元モデルデータを生成で
きる三次元モデルデータ生成装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and provides a three-dimensional model data generating device capable of generating three-dimensional model data which is suitable for high-speed display and does not cause discontinuity in display. The purpose is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明に係る三次元モ
デルデータ生成装置は、三次元モデルを形成する頂点ご
とに、三次元モデルを規定するための複数の頂点データ
を入力する手段と、各々が、三次元モデルを規定する頂
点のうち近隣の3つの頂点により規定される複数の三角
パッチを生成する三角パッチ生成手段と、各三角パッチ
について法線ベクトルを検出する法線ベクトル検出手段
と、検出された法線ベクトルを用いて空間周波数の変化
を検出する空間周波数変化検出手段と、空間周波数変化
の検出結果に基づいて隣接する三角パッチを統合する三
角パッチ統合手段と、統合された領域内の頂点データを
削除する頂点データ削除手段とを含む。
A three-dimensional model data generating device according to the present invention includes means for inputting a plurality of vertex data for defining a three-dimensional model for each vertex forming a three-dimensional model, and , A triangular patch generation means for generating a plurality of triangular patches defined by three neighboring vertices among the vertices defining the three-dimensional model, and a normal vector detection means for detecting a normal vector for each triangular patch, In the integrated area, a spatial frequency change detecting means for detecting a change in spatial frequency using the detected normal vector, a triangular patch integrating means for integrating adjacent triangular patches based on the detection result of the spatial frequency change, Vertex data deleting means for deleting the vertex data of.

【0013】[0013]

【作用】この発明における三次元モデルデータ生成装置
では、三次元モデルについて生成された三角パッチの法
線ベクトルを用いて、三次元モデルの空間周波数が検出
される。検出された空間周波数の変化に基づいて隣接す
る三角パッチが統合され、統合された領域内の頂点デー
タが削除される。すなわち、三次元モデルの空間周波数
の変化を考慮に入れて頂点データの削除が行なわれるの
で、表示における不連続性を生じさせない三次元モデル
データが生成され得る。
In the three-dimensional model data generation device according to the present invention, the spatial frequency of the three-dimensional model is detected by using the normal vector of the triangular patch generated for the three-dimensional model. Adjacent triangular patches are integrated based on the detected change in spatial frequency, and the vertex data in the integrated region is deleted. That is, since the vertex data is deleted in consideration of the change in spatial frequency of the three-dimensional model, three-dimensional model data that does not cause discontinuity in display can be generated.

【0014】[0014]

【実施例】図2は、この発明の一実施例である階層化モ
デル生成装置が適用される三次元表示システムのブロッ
ク図である。図2を参照して、三次元表示システムは、
階層化モデル生成装置52と、階層化モデル生成装置5
2に三次元モデルのデータを入力するためのデジタイザ
51と、階層化モデル生成装置52によって生成された
階層化モデルデータを記憶する記憶装置61と、記憶装
置61にアクセスすることにより三次元モデルの表示の
ための処理を行なう表示処理装置62と、処理されたデ
ータに基づいて三次元モデルを表示する表示装置63と
を含む。記憶装置61,表示処理装置62および表示装
置63によって、表示部60が構成される。
FIG. 2 is a block diagram of a three-dimensional display system to which a layered model generating apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. Referring to FIG. 2, the three-dimensional display system is
Hierarchical model generator 52 and hierarchical model generator 5
2, a digitizer 51 for inputting data of a three-dimensional model, a storage device 61 for storing the hierarchical model data generated by the hierarchical model generation device 52, and a three-dimensional model of the three-dimensional model by accessing the storage device 61. A display processing device 62 that performs a process for displaying and a display device 63 that displays a three-dimensional model based on the processed data are included. The storage device 61, the display processing device 62, and the display device 63 form a display unit 60.

【0015】図1は、図2に示した階層化モデル生成装
置52における処理を説明するためのフロー図である。
図2を参照して、まずステップ101において、デジタ
イザ51を用いて、表示の対象となる三次元モデルの表
面を構成する頂点の三次元座標データおよびモデル表面
のテクスチャデータを詳細に入力する。したがって、各
頂点ごとに頂点データが詳細に得られる。
FIG. 1 is a flow chart for explaining the processing in the hierarchical model generation device 52 shown in FIG.
Referring to FIG. 2, first, in step 101, the digitizer 51 is used to input in detail the three-dimensional coordinate data of the vertices forming the surface of the three-dimensional model to be displayed and the texture data of the model surface. Therefore, the vertex data can be obtained in detail for each vertex.

【0016】ステップ102において、近隣の3つの頂
点により規定される三角パッチが生成される。たとえ
ば、図10はビーナス像のワイヤフレームモデルを示し
ているが、このような三次元モデルについてたくさんの
三角パッチが生成される。
In step 102, a triangular patch defined by three neighboring vertices is generated. For example, although FIG. 10 shows a wireframe model of a Venus image, many triangular patches are generated for such a 3D model.

【0017】ステップ103において、各三角パッチに
ついて法線ベクトルが演算により求められる。ここで
は、各法線ベクトルが(x,y,z)により示されるも
のとする。
In step 103, a normal vector is calculated for each triangular patch. Here, it is assumed that each normal vector is represented by (x, y, z).

【0018】ステップ104において、検出された法線
ベクトルに基づいて、隣接する三角パッチの統合処理が
行なわれる。三角パッチの統合処理は、以下に説明する
2つの手法のいずれを用いても行なうことができる。
At step 104, adjacent triangular patches are integrated based on the detected normal vector. The triangular patch integration process can be performed using either of the two methods described below.

【0019】まず、三角パッチの統合のための第1の手
法について説明する。図3は、特徴空間に写像された法
線ベクトルの特徴空間図である。図3において、各x,
yおよびz軸は、法線ベクトルの要素の値を示す。図3
において、○,△などは、特徴空間に写像された各法線
ベクトルを示す。法線ベクトルが特徴空間に写像された
後、図3に示すように、近隣の法線ベクトルについてグ
ループ化がなされる。すなわち、近隣の法線ベクトルに
ついて、グループ1ないしグループ5が生成され、各法
線ベクトルについてグループ名称1ないし5がラベルと
して付される。
First, a first method for integrating triangular patches will be described. FIG. 3 is a feature space diagram of the normal vector mapped to the feature space. In FIG. 3, each x,
The y and z axes show the values of the elements of the normal vector. Figure 3
In, ◯, Δ, etc. indicate each normal vector mapped to the feature space. After the normal vectors are mapped to the feature space, neighboring normal vectors are grouped as shown in FIG. That is, groups 1 to 5 are generated for neighboring normal vectors, and group names 1 to 5 are labeled as labels for each normal vector.

【0020】ここでのグループの数は、要求される階層
化モデルのきめ細かさにより変更される。すなわち、粗
いモデルが作成される場合にはグループの数が少なく、
すなわち特徴空間において広い範囲で近隣する法線ベク
トルが1つのグループに属するものとして扱われること
になる(同じグループ名称が付される)。逆に、きめ細
かいモデルが作成される場合では、生成されるグループ
の数が多くなり、したがって特徴空間において狭い範囲
で近隣する特徴ベクトルが1つのグループとして扱われ
る。
The number of groups here is changed depending on the required fineness of the layered model. In other words, when a rough model is created, the number of groups is small,
That is, normal vectors that are adjacent in a wide range in the feature space are treated as belonging to one group (the same group name is given). On the contrary, when a fine model is created, the number of groups to be created is large, and therefore feature vectors that are adjacent in a narrow range in the feature space are treated as one group.

【0021】各法線ベクトルに付されたラベル(グルー
プ名称に一致する)は、三次元モデル空間における対応
する三角パッチにそれぞれ付され、以下のような処理が
さらに行なわれる。
The label (corresponding to the group name) attached to each normal vector is attached to the corresponding triangular patch in the three-dimensional model space, and the following processing is further performed.

【0022】図4は、三次元モデル空間において三角パ
ッチに付されたラベルを示す模式図である。図4を参照
して、各三角パッチについて、特徴空間におけるグルー
プ化により得られたラベルがそれぞれ付される。この
後、隣接する三角パッチについて同一のラベルが付され
ているか否かが検出され、同一のラベルが付されている
場合に隣接する三角パッチを統合させる。図4に示した
例を統合処理した結果、図5に示した統合図形が得られ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing labels attached to triangular patches in the three-dimensional model space. With reference to FIG. 4, each triangle patch is labeled with a label obtained by grouping in the feature space. After that, it is detected whether or not the same label is attached to the adjacent triangular patches, and when the same label is attached, the adjacent triangular patches are integrated. As a result of the integration processing of the example shown in FIG. 4, the integrated figure shown in FIG. 5 is obtained.

【0023】図5は、三角パッチの統合により得られる
統合図形を示す模式図である。この段階では、図5に示
されるように、三角パッチの統合が行なわれたものの、
各頂点データは残されている。階層化モデルのデータを
削減するため、統合された領域内に存在する頂点データ
を削除し、また、統合された図形の輪郭部分の頂点デー
タをも削除して、生成すべき階層化モデルのデータを減
らす。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an integrated figure obtained by integrating triangular patches. At this stage, although triangular patches have been integrated as shown in FIG. 5,
Each vertex data remains. In order to reduce the data of the hierarchical model, the vertex data existing in the integrated area is deleted, and the vertex data of the outline part of the integrated figure is also deleted to generate the data of the hierarchical model to be generated. Reduce.

【0024】図6は、頂点データが削除された統合図形
を示す模式図である。図6において、点線により囲まれ
た部分の頂点データが削除されたことを示す。統合図形
の輪郭部分の頂点の削除の判断は次のように行なわれ
る。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an integrated figure from which vertex data has been deleted. In FIG. 6, it is shown that the vertex data in the portion surrounded by the dotted line is deleted. The decision to delete the vertices of the contour portion of the integrated figure is made as follows.

【0025】たとえば、輪郭部分の3つの頂点が図8に
示すような関係にあるものと仮定する。図8を参照し
て、頂点V1,V2およびV3について、線分V1V2
と線分V2V3とが角度θをなすものと仮定する。この
場合に頂点V2を削除するか否かの判断は、次の不等式
の関係を満足するか否かを判断することにより行なわれ
る。
For example, assume that the three vertices of the contour portion have a relationship as shown in FIG. Referring to FIG. 8, line segments V1V2 for vertices V1, V2 and V3
And the line segment V2V3 form an angle θ. In this case, it is determined whether or not the vertex V2 is deleted by determining whether or not the following inequality relationship is satisfied.

【0026】 |θ−180|<THD …(1) ここで、THDは頂点の削除に関するしきい値を示して
いる。このしきい値THDは、生成されるべき階層モデ
ルに要求されるきめ細かさに基づいて決定される。
| Θ−180 | <THD (1) Here, THD represents a threshold for deleting a vertex. This threshold THD is determined based on the fineness required for the hierarchical model to be generated.

【0027】不等式(1)が満たされるとき、頂点V2
が削除され、したがって統合図形から頂点データが削除
される(図6参照)。上記の統合図形における焦点デー
タの削除処理は、図1に示したフロー図における処理1
05に相当する。
When the inequality (1) is satisfied, the vertex V2
Is deleted, and thus the vertex data is deleted from the integrated figure (see FIG. 6). The process of deleting the focus data in the integrated figure is the process 1 in the flowchart shown in FIG.
Equivalent to 05.

【0028】頂点データの削除処理が行なわれた後、残
された頂点について新たな三角パッチが生成される。す
なわち、図7に示すように、残された頂点を用いて新し
い三角パッチが生成され、さらにデータの削減が要求さ
れる場合には、すなわちより粗い三次元モデルデータが
作成される場合には、処理がステップ102に戻る。
After the vertex data is deleted, new triangular patches are generated for the remaining vertices. That is, as shown in FIG. 7, when a new triangular patch is generated using the remaining vertices and further data reduction is required, that is, when coarser three-dimensional model data is created, The process returns to step 102.

【0029】ステップ106において、残された頂点デ
ータが図2に示した記憶装置61にストアされる。
In step 106, the remaining vertex data is stored in the storage device 61 shown in FIG.

【0030】次に、三角パッチの統合のための第2の手
法について説明する。図9は、三次元モデル空間におけ
る三角パッチの模式図である。図9では1つの三角パッ
チp0を取囲む合計12の三角パッチp1ないしp12
が示されている。1つの特定された三角パッチp0と隣
接する各三角パッチp1ないしP12とがなすそれぞれ
の角度をφiとして、次式の演算を行なう。
Next, a second method for integrating triangular patches will be described. FIG. 9 is a schematic diagram of triangular patches in the three-dimensional model space. In FIG. 9, a total of 12 triangular patches p1 to p12 surrounding one triangular patch p0.
It is shown. The following equation is calculated with the respective angles formed by one specified triangular patch p0 and the adjacent triangular patches p1 to P12 set as φi.

【0031】 したがって、図9に示した例では、特定された1つの三
角パッチp0、他の三角パッチp1ないしp12とがな
す角度φ1ないしφ12の各絶対値かが式(2)に従っ
て加算され、値Dが求められる。値Dは、三角パッチp
0について保持される。値Dは、三角パッチp0におけ
る三次元モデルの形状の空間周波数に比例する。したが
って、三次元モデルの各部における空間周波数を上記の
ように求めることにより、空間周波数の低い部分および
高い部分が検出され、空間周波数の低い部分において前
述のような三角パッチの統合および頂点データの削除が
行なわれる。
[0031] Therefore, in the example shown in FIG. 9, the absolute values of the angles φ1 to φ12 formed by the specified one triangular patch p0 and the other triangular patches p1 to p12 are added according to the equation (2), and the value D is Desired. Value D is triangular patch p
Holds for 0. The value D is proportional to the spatial frequency of the shape of the three-dimensional model in the triangular patch p0. Therefore, by obtaining the spatial frequency in each part of the three-dimensional model as described above, the low spatial frequency part and the high spatial frequency part are detected, and the triangular patch integration and the vertex data deletion as described above are performed in the low spatial frequency part. Is performed.

【0032】このように、表示されるべき三次元モデル
を構成する三角パッチの法線ベクトルを用いることによ
り、三次元モデルの形状の空間周波数に応じて効率的に
頂点データを削除することができ、表示における不連続
性を観察者に与えない階層化モデルデータが作成でき
る。この階層化モデルデータを用いて、視点と物体間の
距離,注視点と物体間の方向差,観察者と表示対象の相
対的な動きなどをパラメータとして、最適な階層のデー
タを選択することにより、観察者に画質の劣化を感じさ
せない高品質な画像を高速で表示することが可能とな
る。
As described above, by using the normal vector of the triangular patch forming the three-dimensional model to be displayed, the vertex data can be efficiently deleted according to the spatial frequency of the shape of the three-dimensional model. , Hierarchical model data that does not give discontinuity in display to the observer can be created. By using this layered model data, the data of the optimal layer is selected with parameters such as the distance between the viewpoint and the object, the direction difference between the gazing point and the object, and the relative movement between the observer and the display target. Thus, it becomes possible to display a high-quality image at high speed without causing the observer to feel the deterioration of the image quality.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、三次
元モデルの形状の空間周波数に基づいて頂点データを削
除する頂点データ削除手段を設けたので、高速表示に適
しかつ表示における不連続性を生じさせない三次元モデ
ルデータを生成できる三次元モデルデータ生成装置が得
られた。
As described above, according to the present invention, since the vertex data deleting means for deleting the vertex data based on the spatial frequency of the shape of the three-dimensional model is provided, it is suitable for high-speed display and discontinuity in the display. Thus, a three-dimensional model data generation device capable of generating three-dimensional model data that does not cause a sex is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図2に示した階層化モデル生成装置における処
理を説明するためのフロー図である。
FIG. 1 is a flowchart for explaining a process in a hierarchical model generation device shown in FIG.

【図2】この発明の一実施例である階層化モデル生成装
置が適用される三次元表示システムのブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram of a three-dimensional display system to which the layered model generation device according to one embodiment of the present invention is applied.

【図3】特徴空間に写像された法線ベクトルの特徴空間
図である。
FIG. 3 is a feature space diagram of normal vectors mapped to the feature space.

【図4】三次元モデル空間において三角パッチに付され
たラベルを示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing labels attached to triangular patches in a three-dimensional model space.

【図5】三角パッチの統合により得られる統合図形を示
す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an integrated figure obtained by integrating triangular patches.

【図6】頂点データが削除された統合図形を示す模式図
である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an integrated figure from which vertex data has been deleted.

【図7】新たな三角パッチの作成を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing creation of a new triangular patch.

【図8】統合図形の輪郭部分の頂点の削除処理を説明す
るための模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a process of deleting vertices of a contour portion of an integrated figure.

【図9】三次元モデル空間における三角パッチを示す模
式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing triangular patches in a three-dimensional model space.

【図10】三次元モデルの一例を示すワイヤフレームモ
デル図である。
FIG. 10 is a wire frame model diagram showing an example of a three-dimensional model.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 デジタイザ 52 階層化モデル生成装置 61 記憶装置 62 表示処理装置 63 表示装置 51 Digitizer 52 Hierarchical Model Generation Device 61 Storage Device 62 Display Processing Device 63 Display Device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森井 精啓 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール通信シ ステム研究所内 (72)発明者 鉄谷 信二 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール通信シ ステム研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Seikei Morii Kyoto Prefecture Soraku-gun Seika-cho, Osamu Osamu Osamu, Mihiratani No. 5 ATR Communications Systems Laboratories, Inc. (72) Inventor Shinji Tetsuya Kyoto Prefecture 5 Seiraya, Seika-cho, Soraku-gun, Osamu Osamu, Mihiratani Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 三次元モデルの高速表示に使われるモデ
ルデータを生成する三次元モデルデータ生成装置であっ
て、 三次元モデルを形成する頂点ごとに、三次元モデルを規
定するための複数の頂点データを入力する手段と、 各々が、三次元モデルを規定する前記頂点のうち近隣の
3つの頂点により規定される複数の三角パッチを生成す
る三角パッチ生成手段と、 各三角パッチについて法線ベクトルを検出する法線ベク
トル検出手段と、 検出された法線ベクトルを用いて空間周波数の変化を検
出する空間周波数変化検出手段と、 空間周波数変化の検出結果に基づいて隣接する三角パッ
チを統合する三角パッチ統合手段と、 統合された領域内の頂点データを削除する頂点データ削
除手段とを含む、三次元モデルデータ生成装置。
1. A three-dimensional model data generation device for generating model data used for high-speed display of a three-dimensional model, wherein a plurality of vertices for defining a three-dimensional model are provided for each vertex forming the three-dimensional model. Means for inputting data, triangular patch generating means for generating a plurality of triangular patches defined by three neighboring vertices among the vertices defining a three-dimensional model, and a normal vector for each triangular patch Normal vector detecting means for detecting, spatial frequency change detecting means for detecting spatial frequency change using the detected normal vector, and triangular patch for integrating adjacent triangular patches based on the detection result of spatial frequency change A three-dimensional model data generation device including an integration unit and a vertex data deletion unit that deletes the vertex data in the integrated region.
【請求項2】 前記空間周波数変化検出手段は、 検出された法線ベクトルを特徴空間に移し、特徴空間に
おいて近隣の法線ベクトルをグループ化するグループ化
手段と、 隣接する各三角パッチの法線ベクトルが属するグループ
の変化を検出するグループ変化検出手段とを含み、 前記三角パッチ統合手段は、前記グループ変化検出手段
の検出結果に基づいて隣接する三角パッチを統合する、
請求項1に記載の三次元モデルデータ生成装置。
2. The spatial frequency change detecting means transfers the detected normal vector to the feature space and groups neighboring normal vectors in the feature space, and a normal line of each adjacent triangular patch. A group change detecting means for detecting a change of a group to which the vector belongs, the triangular patch integrating means integrates adjacent triangular patches based on a detection result of the group change detecting means,
The three-dimensional model data generation device according to claim 1.
【請求項3】 前記空間周波数変化検出手段は、 検出された法線ベクトルを用いて、近接する三角パッチ
同士がなす角度を検出する角度検出手段と、 前記角度検出手段によって検出された角度の和を検出す
る角度和検出手段とを含み、 前記三角パッチ統合手段は、前記角度和検出手段の検出
結果に基づいて隣接する三角パッチを統合する、請求項
1に記載の三次元モデルデータ生成装置。
3. The spatial frequency change detecting means uses the detected normal vector to detect an angle formed by adjacent triangular patches, and a sum of the angles detected by the angle detecting means. The three-dimensional model data generation device according to claim 1, further comprising: an angle-sum detecting unit that detects, and the triangular patch integrating unit integrates adjacent triangular patches based on a detection result of the angle-sum detecting unit.
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