JPH05314241A - 体積効果ピクセル処理 - Google Patents

体積効果ピクセル処理

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JPH05314241A
JPH05314241A JP4213056A JP21305692A JPH05314241A JP H05314241 A JPH05314241 A JP H05314241A JP 4213056 A JP4213056 A JP 4213056A JP 21305692 A JP21305692 A JP 21305692A JP H05314241 A JPH05314241 A JP H05314241A
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JP
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target
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JP4213056A
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English (en)
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Brian T Soderberg
ティー. ソーダーバーグ ブライアン
Mark L Kenworthy
エル. ケンウォーシー マーク
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Bolt Beranek and Newman Inc
Original Assignee
Bolt Beranek and Newman Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/50Lighting effects
    • G06T15/503Blending, e.g. for anti-aliasing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Digital Computer Display Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 体積効果の表示を可能にする信頼性の高い、
単純、安価なリアルタイムイメージ発生方法。 【構成】 不透明目標物又は平面目標物のピクセルは、
カラー属性及び深度値によって細密化され、体積ピクセ
ルは、少なくともカラー属性、深度値及び不透明度勾配
値によって細密化される。体積データ・バッファは、属
性及び体積ピクセルに関連した値を記憶するために設け
てあり、まずバッファにロードするため、体積項目の処
理を行う。次に、順次目標物のピクセル細密度を読み取
り、現在の目標物の各ピクセル細密度の深度値をバッフ
ァの深度値と比較し、体積効果の相対重みを、相対深度
値と対応する体積勾配値の関数として計算する。さらに
目標物のピクセルのカラー属性及び体積データのカラー
属性が混合され、それぞれのピクセルのカラー属性が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シミュレーション及び
対話式トレーニングに用いられる型式のリアルタイムイ
メージ発生システムに関し、特に、スモーク、フォグ及
び爆弾の破裂といった体積効果(三次元効果)を表示す
るための方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】リアルタイム発生システムの場合、三次
元の世界における観測位置を自由に変化させ、また観測
位置から見ることのできる各種目標物の位置及び配向を
自由に変化させることができるのが望ましいので、一般
に例えば、1/15秒以下といった各フレーム間隔毎
に、新しいイメージを完全に形成する必要がある。リア
ルタイムイメージ発生システムは、一般に表示可能な目
標物の明細目録を提供するデータ・ベースに基づいて動
作する。データは、数学的変換を施すことによって位置
決めし、スケーリングを施し、回転させ、あるいは配向
を施すことの可能な、任意のサイズの三次元多角形グル
ープとして、各目標物を表すのが普通である。例えば、
多角形は、頂点の位置によって表すことが可能である。
実際上、多角形の平面にテクスチャを示す表面を投射す
ることによって、表面のパターンを表現することを可能
ならしめるテキスチャ・マップが、多角形の各表面と連
係しているのが普通である。
【0003】イメージを形成する場合、可能性のある視
界内の各種目標物を順次分析し、目標物が完全または部
分的に占めている各スクリーン・スペース・ピクセル毎
に、ピクセル細密度(definition)が出力される。処理前
に、観測位置からの深度すなわち距離に関して目標物の
順序づけを行うのは、計算上困難であるため、目標物の
各ピクセル細密度毎に、観測位置から目標物までの距離
を表す深度値が与えられるのが普通である。深度値によ
って、深度バッファに連係した制御回路要素は、どの目
標物が観測位置により近いかを判定することが可能にな
り、従って、所定のピクセルのカラー及び明るさが制御
され、目標物がピクセルを部分的にしか占めていない場
合には、カラーを混合することが可能になり、隠れた表
面を除去することが可能になる。しかし、先行技術のシ
ステムは、その寄与が、見える目標物の前に位置する、
及び観測位置が体積効果(三次元効果)の範囲内にあれ
ば、修正も施さなければならない、影響を受ける体積の
量によって決まることになる、スモーク、フォグ、及び
爆弾の破裂といった体積効果の表示を行うことができな
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スモ
ーク、フォグ、及び爆弾の破裂といった体積効果の表示
を可能にするリアルタイムイメージ発生システムを提供
し、観測位置と見えている目標物との間の、影響を受け
る体積を通る距離の関数として、体積効果に修正を施す
ことを可能ならしめる当該システムを提供し、影響を受
ける体積内における観測位置について、体積効果に本物
のような修正を施すことを可能ならしめる当該システム
を提供し、大幅に拡張したバッファ・メモリを必要とし
ない当該システムを提供し、信頼性が高く、比較的単純
で、安価に実現する当該方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、不透明
目標物または平面目標物のピクセルが、少なくとも、カ
ラー属性及び深度値によって細密化され、体積ピクセル
が、少なくとも、カラー属性、深度値、及び不透明度勾
配値によって細密化されるリアルタイムイメージ発生シ
ステムに適用することが可能である。まず、目標物の体
積ピクセルが読み取られ、体積データ・バッファに記憶
される。次に、順次目標物のピクセル細密度が読み取ら
れ、現在の目標物細密度の深度値とバッファに保持され
ている深度値を比較することによって、相対深度値と不
透明度の勾配値の関数として、体積効果の計算が行われ
る。目標物のカラーに関するカラー属性とバッファに納
められているカラー属性が、相対的重み付けの関数とし
て混合され、結果としてそれぞれのピクセルに関する表
示カラーとして出力されるカラー属性が得られる。
【0006】
【実施例】前述のように、リアルタイムイメージ発生シ
ステムは、シミュレーション及び対話形トレーニングの
ために利用される。例えば、こうしたシステムは、統合
戦術及び戦略において戦車の搭乗員のトレーニングに用
いられる。本物のような対話形トレーニングを可能にす
るため、リアルタイムイメージ発生システムは、見るこ
との可能な各種目標物に関連して、観測位置の位置、配
向、及び遠近を変化させることができなければならない
だけでなく、見えているいくつかの目標物の自由な移動
及び再配向も可能であることが望ましい。例えば、端末
またはステーションの1つにおける関係者は、例えば、
彼の車両を運転することによって、彼自身の位置及び観
測位置を制御することが可能であり、同時に、彼の視界
内にある目標物、例えば、別に車両の位置及び配向は、
異なる端末またはステーションにおける関係者によって
制御することが可能である。
【0007】図1を参照すると、観測位置11は、視界
内の目標物、例えば、戦車13及び建物15及び木17
に対する位置と配向の両方を変化させることが可能であ
り、同時に、戦車13自体が移動して、固定目標物に対
するそれ自体の再配向を行うことも可能である。この自
由度は、フレーム毎に、任意のピクセルが変化する可能
性のあることを表しているので、本質的に、各フレーム
間隔毎に、完全なイメージを発生することが必要にな
る。さらに、本物のようなトレーニングを可能にするた
め、映像に、例えば、参照番号17〜19で示すような
スモーク、フォグ、及び爆弾の破裂といった効果を含め
ることができることが極めて望ましい。実戦的であるた
めには、これらの効果は、効果の量が、影響を受ける体
積を通る深度または距離によって決まるべきであり、ま
た観測位置が影響を受ける体積(三次元)の範囲内にあ
るか否かによって決まるべきであるという意味におい
て、体積作用を示すことが望ましい。
【0008】順次フレームに対する完全なイメージの反
復及びリアルタイム発生を可能にするため、汎用コンピ
ュータ・システム及び専用の特殊目的論理回路を組合わ
せて用いるのが普通である。汎用コンピュータ・システ
ムは、複数の情景及びそれらの情景に表示可能な目標物
のデータ・ベースを管理するのが普通であり、特殊目的
のハードウェアは、汎用コンピュータ装置から再配向を
施された多角形の細密度及びテキスチャ・マップを受け
取って、表面及び個々のピクセルに関する細密度を発生
するのが普通である。この特性を備えた典型的なリアル
タイムイメージ発生システムが、図2に示されている。
このシステムは、本質的に、例えば、マサチューセッツ
州ケンブリッジの Bolt Beranek and Newman 社の Syst
em andTechnologies Division によって製造され、販売
されているGT100Dビジュアル・システムのような
ものである。本明細書に開示の本発明の実施例は、該既
存システムに改良を施したものである。
【0009】図2を参照すると、トレーニングまたはシ
ミュレーション・プログラム及び情景及び表示可能な目
標物のデータ・ベースを管理する汎用処理システムが、
一般に、参照番号41で示されている。データ・ベース
情報及びプログラムを記憶するため、ウィンチェスタ型
のハード・ディスク・ドライブ43が設けられているの
が普通である。データ・ネットワーク44を介して、複
数のシミュレーション・システムをリンクすることが可
能である。
【0010】データ・ベースは、データ・ベース・プロ
セッサ45による点検及び処理を施される。表示可能な
各種目標物の形成に用いられる多角形は、例えば、前述
のように、頂点及び属性情報の形で、データ・ベースに
記憶することが可能である。この頂点情報は、さらに、
多角形プロセッサ47によってより完全な多角形細密度
に変換される。データ・ベース・プロセッサ45によっ
て提供される情報は、さらに、多角形プロセッサ47に
よる処理を受け、個々の表面に関する細密度が生成され
る。次に、カラーとテキスチャが、通常、タイラー(til
er)と呼ばれる専用回路要素49によって個々の表面に
加えられる。視界内の順次目標物が処理を受けるにつれ
て、タイラーは、その目標物によって影響を受ける可能
性のある各ピクセル毎に、対応するピクセル細密度を出
力する。目標物のピクセル細密度には、カラー、観測位
置からの距離を表した深度値、及びピクセル・カバレー
ジ(占有)の度合を表示する深度値が含まれる。順次目
標物に関してタイラーによって提供されるピクセル細密
度は、組合わせられ、参照番号51で表示のフレーム・
バッファ・メモリ・システムに累積される。本発明の実
施例によれば、フレーム・バッファ・メモリ・システム
51に加える前に、参照番号53で表示の体積項目プロ
セッサによって、各種目標物のピクセル細密度に体積効
果を加えることが可能であり、データ・ベースには、体
積項目プロセッサのバッファに対するローディングに用
いられる体積項目が含まれている。
【0011】任意のフレームまたはイメージの表示中、
マイクロプロセッサ・ビデオ・コントローラ55によっ
て、バッファ・メモリ51内の対応する位置が順次読み
取られる。通常通り、フレーム・バッファ・メモリ・シ
ステム51は、ダブル・バッファリングを可能にする、
すなわち、メモリの2つのセクションが提供され、一方
のセクションが、ビデオ・プロセッサ55によって読み
取られている間に、もう一方のセクションは、次のフレ
ームに関する新しいイメージの形成に利用される。
【0012】先行技術のGT100Dシステムの場合、
順次目標物のピクセルを細密化するデータは、フル・カ
バレージに達するまで、ピクセルの部分的寄与内容を合
計し、累積された属性に関する深度値として、寄与する
最も近い目標物に関する深度値を用いるアルゴリズムに
従って、単一のメモリ・バッファに累積された。累積さ
れた重み値が、フル・カバレージに一致すると、後続の
目標物がより近い場合に限って、バッファ内の情報が置
き換えられた。後続のより近い目標物が、フル・カバレ
ージ未満の場合、そのカラーに関する新しい重み値と、
以前のカラー値に関するフル・カバレージから新しい重
み値を差引いたものとを利用して、新しいパラメータと
記憶されているパラメータが組合わせられる。ただし、
本発明の体積項目プロセッサは、本出願と同じ日に提出
された「アンチ・エイリアシング・深度バッファリン
グ」という名称の特許出願の内容である新規の深度バッ
ファリング・システムに用いるのが望ましい。前記特許
出願の開示は、参照のために本明細書に組み込まれる。
前記特許出願にさらに詳細に示されているように、フレ
ーム・バッファ・メモリの各セクションは、ブリード・
スルー効果(bleed-through effect)を最小限に抑えるた
め、2つのバッファ、すなわち、いわゆる、部分バッフ
ァと、いわゆる、フル・バッファを実現する。
【0013】本発明によれば、データ・ベースには、2
つの異なるタイプの項目を含めることが可能である。先
行技術のGT100Dシステムのように、また前記特許
出願にさらに詳細に示されているように、データ・ベー
スには、不透明目標物または平面目標物の細密度が含ま
れ、該目標物を表すデータには、16ビットの深度値
(Z)、不明確な深度の分解に用いることの可能な3ビ
ットの優先順位値(P)、三原色、すなわち、赤、緑、
及び青のそれぞれの明るさに関する4ビットの値(R、
G、及びB)、及び提示されている新しい目標物による
ピクセルのカバレージの度合を示す4ビットの重み値
(W)が含まれる。本発明によれば、不透明または平面
項目または目標物以外に、データ・ベースには、体積項
目も含まれる。体積項目を表すデータには、平面目標物
と同じ数のビットを含むことができるが、ビットのマッ
ピングは別様である。特定の実施例の1つでは、カラー
に、12ビットが用いられ、すなわち、立体目標物の場
合のように、三原色のそれぞれについて4ビットが用い
られるが、深度は、12ビットでしか表されないので、
深度位置は、立体目標物よりも低い解像度(低い精度)
で表されることになる。計算を容易にするため、例示の
実施例に用いられる深度値は、影響される体積の中心に
対する深度ではなく、あるいはそのエッジの1つに対す
る深度でさえなく、任意の基準点、すなわち、前記深度
の前方における固定距離と仮定される、影響を受ける体
積の中心である。この構成が、図3に示されている。図
示の特定の実施例の場合、固定オフセットは、前述の深
度から64単位、通常は64メートルであると仮定され
る。深度以外に、ある意味で、体積効果の半径、すなわ
ち、スモークの中心線から項目の前方または後方までの
距離を表す深度オフセットZoがある。不透明度勾配と
みなすことの可能な値を表すのに、4ビットが利用され
る。本明細書では、重みとも呼ばれる、該効果の最高不
透明度が、不透明度勾配と効果の半径すなわちオフセッ
トの関数として、計算される。事実上、不透明度勾配値
は、体積効果を通る視線の長さが増すにつれて、体積効
果が、いかにその最高不透明度に向かって進行するかを
表すものである。データ・ベースに記憶されているデー
タには、特定の項目が、立体目標物すなわち体積項目で
あるか否かを表すビットも含まれている。
【0014】体積項目プロセッサ51の一般的編成が、
図4に示されている。前述のように、まず、データ・ベ
ースから体積項目が読み取られる。ブロック101のテ
ストによって、項目が体積項目であると判定されると、
その効果は、バッファに累積される。この一般的な手順
は、本明細書では、スモークを「形成する」と呼ばれ
る。バッファ・メモリの適合するセクションが、ブロッ
ク103に示されている。さらに詳細に後述するよう
に、体積効果を累積するために、3つの独立したフレー
ム・バッファが設けられている。やはり、さらに詳細に
後述するように、任意のピクセルに対する順次体積項目
による寄与は、それぞれの重み値に従って累積される。
ただし、観測位置が、所定の体積項目に関して、影響を
受ける体積の範囲内にある場合、その項目には、調整を
加えなければならない。この操作が、ブロック105に
概略で示されている。
【0015】データ・ベースから全ての体積項目を読み
取った後、平面目標物の細密度は、体積項目プロセッサ
に通され、ブロック107に示すように、ピクセル特性
に修正を施すため、体積効果が加えられ、体積効果を加
えた後、さらに、フレーム・バッファ・メモリ・システ
ム51に送られる。この修正プロセスは、便宜上、本明
細書では、スモークを「加える」と呼ばれる。
【0016】スモークを形成する論理回路の一般的な構
成が、図5に示されている。前述のように、体積項目を
細密化するデータを記憶するために、参照番号111〜
113によって表示の3つのバッファが設けられてい
る。これらのバッファは、便宜上、それぞれ、近バッフ
ァ、中間バッファ、及び遠バッファと表示される。該論
理回路は、値を累積するためのバッファ115と、どの
バッファに有効データが納められているかを表すデータ
を記憶するためのバッファ117も利用する。一般に、
遭遇する最初の体積項目が、近バッファにロードされ
る。後続の項目は、既存の項目と比較され、適合するバ
ッファにロードするため、それぞれの深度値に基づい
て、項目の分類が行われる。この分類は、参照番号12
1〜123で表示の近、中間、及び遠選択論理アレイに
よって行われる。
【0017】所定のピクセルに4つ以上の体積項目を適
用可能な場合、近い方の2つが組合わせられ、累積値が
近バッファにロードされる。新しい項目が、中間バッフ
ァに現在納められている値よりも近ければ、ブロック1
25に示すように、新しい項目と近バッファの値が、論
理回路によって組合わせられるが、新しい項目が、中間
バッファの値よりも遠ければ、ブロック125に示すよ
うに、近バッファの値と中間バッファの値が、論理回路
によって組合わせられる。ロード済みのバッファ117
を更新するための論理回路が、一般に参照番号131で
示されており、深度の順序づけを検出するための論理回
路が、一般にブロック133で示されている。近、中
間、及び遠分類論理コンポーネントによって実施される
論理操作が、論理的に組合わせられる各種信号の発生源
を識別する凡例を含む、図6〜8にさらに詳細に示され
ている。図9には、同様に、ロード済みバッファを更新
するための論理回路133の詳細な実施例が、さらに詳
細に示されている。
【0018】前述のように、任意のピクセルに4つ以上
の体積項目を適用可能な場合、項目を組合わせなければ
ならない。本発明の実施例の1つに従ってこうした組合
わせを実施するための詳細な論理が、図10に示されて
いる。この論理によれば、ほぼ下記のようにして、組合
わせが実施される。組合わせられるスモークの深度値
は、単に2つの深度値の近い方である。これは、実際
上、組合わせられたスモークの雲の論理的前方エッジを
表している。不透明度勾配(dw/dz)は、2つのス
モークの雲のうち大きい方である。大きい方の勾配を用
いることによって、より近い項目の勾配が用いられ、そ
れが、事実上、より遠い雲を通る一種のX線映像を形成
する可能性のある低い値である場合に生じる問題が回避
される。組合わせられる重みまたは透過率の値が、ほぼ
下式に従って計算される。
【0019】Wc=Wn+(1−Wn)(Wf) (但し、Wcは組合わせられる重み、Wnは近いところの
重み、Wfは遠いところの重み)前述のように、体積効
果またはスモークの雲の範囲内における観測位置を考慮
に入れ、こうした効果が本物のように得られるようにす
ることが望ましく、体積効果の重みは、図4のブロック
105に示すように、修正しなければならない。この修
正を実施するための詳細な論理については、図5及び図
11により詳細に示されている。本質的に、この論理
は、観測位置の前方にまだあるスモークの幅を求めるも
のであり、この大きさに重み勾配または不透明度勾配
(dw/dz)を掛けて、観測者がまだ調べている重み
の量が導き出される。これが、図12に概略で示されて
いる。
【0020】図3のブロック107で示したように、ス
モークを加える論理回路の一般的構成が、図13に示さ
れている。ブロック171〜173に示すように、3つ
のバッファ、すなわち、近バッファ、中間バッファ、及
び遠バッファのそれぞれに保持されているデータによっ
て、重みが導き出され、次に、各体積項目の効果が、ブ
ロック181〜183に示すように後方から前方へと進
めるやり方で、各平面目標物のピクセル細密度を表すデ
ータに順次加えられ、組合わせられる。重み導出ブロッ
ク171〜173のそれぞれによって実施される論理機
能は、図14にさらに詳細に示されている。これらの操
作の組合わせ効果は、ほぼ、次の通りである。スモーク
を加えることは、各スモーク・カラーと新しい目標物の
ピクセル・カラーとの間における一連の線形補間であ
る。重み導出によって求められる、現在の目標物のピク
セル深度の前方におけるスモークの重みによって、各補
間毎に、スモークと目標物のピクセル・カラーの比が決
まる、すなわち、目標物が影響を受ける体積内にある場
合、スモーク補間の重みに修正が加えられる。この結
果、所望通りに、スモークの雲を介した円滑な遷移が可
能になる。各ピクセルに関する3つのスモーク項目が後
方から前方へと加えられ、適正なスモークの着色が可能
になる。各スモーク項目毎に、2つのことが行われる。
まず、目標物のピクセル深度を利用して、スモークの雲
内に、非スモーク・ピクセル項目が含まれているか否か
が確かめられる。もし含まれていれば、最大重みが、深
度差に重み勾配を掛けた値(dw/dz)まで引き下げ
られる。この重み値は、カラー補間である第2の操作に
利用される。カラー組合わせに供給される重み値によっ
て、各項目毎に、目標物のピクセル・カラーに対するス
モークの混合比が決定される。
【0021】以上の説明から明らかなように、本発明の
方法及び装置は、リアルタイムイメージ発生システムに
対するスモークのような体積効果の本物のような導入を
可能にするものである。該システムは、見えている目標
物と、所定の体積効果によって影響を受ける体積の範囲
内にある観測位置の両方を考慮したものであり、同様
に、観測位置または目標物がその体積をでる際の円滑な
遷移を可能にする。さらに、該システムによって、視野
内の各ピクセルに複数の体積効果を作用させることが可
能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】立体目標物と体積項目の両方を表示するイメー
ジ発生システムに関する観測位置を表した図である。
【図2】本発明が有効なリアルタイムイメージ発生シス
テムのアーキテクチャに関する図である。
【図3】本発明による体積効果のパラメータを表した図
である。
【図4】本発明によるスモークのような体積効果を発生
するための論理を表したブロック図である。
【図5】図4のシステムに組み込まれる体積効果を累積
または形成するための論理のブロック図である。
【図6】図5の論理の部分をより詳細に示す図である。
【図7】図5の論理の部分をより詳細に示す図である。
【図8】図5の論理の部分をより詳細に示す図である。
【図9】図5の論理の部分をより詳細に示す図である。
【図10】図5の論理の部分をより詳細に示す図であ
る。
【図11】図5の論理の部分をより詳細に示す図であ
る。
【図12】観測位置が体積効果内にある場合における、
体積効果のパラメータを示す図である。
【図13】図4のシステムに利用される体積効果を加え
るための論理を示すブロック図である。
【図14】図13の論理の部分をより詳細に示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
11…観測位置 13…戦車 15…建物 17…木 41…汎用処理システム 43…ハード・ディスク・ドライブ 44…データ・ネットワーク 45…データ・ベース・プロセッサ 47…多角形プロセッサ 49…タイラー 51…フレーム・バッファ・メモリ・システム 55…ビデオ・プロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク エル. ケンウォーシー アメリカ合衆国、ワシントン州 98058、 レントン、162番 プレース、サウス・イ ースト、17630

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも、カラー属性と深度値によっ
    て、立体目標物のピクセルが細密化され、少なくとも、
    カラー属性、深度値、不透明度の重み、及び不透明度の
    勾配値によって、体積ピクセル項目が細密化されるデー
    タによって動作するリアルタイムイメージ発生システム
    において、順次体積ピクセル項目を読み取り、データ・
    バッファに、各ピクセルに適用可能な体積効果の特性を
    示すカラー属性、深度値、不透明度の重み値、及び勾配
    値を記憶し、順次目標物のピクセル細密度を読み取るス
    テップと、現在の目標物細密度の深度値と前記バッファ
    に保持されている深度値を比較し、相対的深度値及び対
    応する不透明度勾配及び重み値の関数として、バッファ
    の対応するカラー属性と連係する相対重みの計算を行な
    い、前記相対的重み付けの関数として、目標物のカラー
    属性と前記バッファからのカラー属性を混合して、その
    結果それぞれのピクセルのカラーとして出力されるカラ
    ー属性が得られるようにすることを特徴とする体積効果
    を発生するための方法。
  2. 【請求項2】体積ピクセル項目が、さらに体積効果の大
    きさを表す値によって細密化され、前記深度値が、観測
    位置に対して求められ、さらに観測位置を包含する各体
    積効果の重みを調整し、調整される重みは、観測位置を
    超える体積効果の深度に比例することを特徴とする請求
    項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】体積ピクセル項目は、さらに体積効果の大
    きさを表す値によって細密化され、前記深度値が、観測
    位置に対して求められ、前記相対重みは、目標物が体積
    効果を超えると、それぞれの不透明度の重みに等しく、
    目標物が効果の範囲内であれば、その目標物の前にあ
    る、影響される体積のそれぞれの不透明度勾配及び深度
    の関数として調整されることを特徴とする請求項1に記
    載の方法。
  4. 【請求項4】少なくとも、カラー属性と深度値によっ
    て、立体目標物のピクセルが細密化され、少なくとも、
    カラー属性、深度値、不透明度の重み、及び不透明度の
    勾配値によって、体積ピクセルが細密化されるデータに
    よって動作するリアルタイムイメージ発生システムにお
    いて、少なくとも、それぞれ、全体として項目を構成す
    るカラー属性、深度値、不透明度重み値、及び勾配値を
    保持するようになっている、近くの体積データ・バッフ
    ァと遠くの体積データ・バッファを構成するメモリ手段
    を設け、順次体積ピクセル項目を読み取り、新しい目標
    物の各体積ピクセルの深度値と前記バッファに記憶され
    ている既存の深度値を比較し、深度順に、前記バッファ
    内における新しい項目と既存の項目の配列を行ない、順
    次目標物のピクセル細密度を読み取り、現在の目標物細
    密度の深度値と前記遠くのバッファに保持されている深
    度値を比較し、相対的深度値及び対応する体積勾配及び
    重み値の関数として、遠くのバッファの対応するカラー
    属性と連係する相対重みの計算を行ない、 前記相対的
    重み付けの関数として、目標物のカラー属性と前記遠く
    のバッファからのカラー属性を混合して、中間のカラー
    属性が得られるようにし、現在の目標物細密度の深度値
    と前記近くのバッファに保持されている深度値を比較
    し、相対的深度値及び対応する体積勾配及び重み値の関
    数として、近くのバッファのカラー属性と連係する第2
    の相対重みの計算を行ない、前記第2の相対的重み付け
    の関数として、前記中間のカラー属性と前記近くのバッ
    ファからのカラー属性を混合して、その結果カラー属性
    が得られることを特徴とする体積効果を発生するための
    方法。
  5. 【請求項5】少なくとも、カラー属性と深度値によっ
    て、立体目標物のピクセルが細密化され、少なくとも、
    カラー属性、深度値、不透明度の重み、及び不透明度の
    勾配値によって、体積ピクセルが細密化されるデータに
    よって動作するリアルタイムイメージ発生システムにお
    いて、それぞれ、全体として項目を構成するカラー属
    性、深度値、不透明度重み値、及び勾配値を保持するよ
    うになっており、深度に関連して配列される、所定の数
    の体積データ・バッファを提供するメモリ手段と、順次
    体積ピクセル項目を読み取るための手段と、各順次目標
    物の体積ピクセルの深度値と前記バッファに記憶されて
    いる既存の深度値を比較し、深度順に、前記バッファ内
    における新しい項目と既存の項目の配列を行い、これを
    記憶するための手段と、順次目標物のピクセル細密度を
    読み取るための手段と、各順次目標物の細密度の深度値
    と、遠くから近くへと並べられた前記各バッファに保持
    された深度値を比較し、各バッファ毎に、相対的深度値
    及びそれぞれの体積勾配及び重み値の関数として、その
    バッファの対応するカラー属性と連係する相対重みの計
    算を行い、それぞれの相対的重み付けの関数として、目
    標物のカラー属性と該バッファからのカラー属性を混合
    して、順次カラー属性が得られるようにするための手段
    とから構成されることを特徴とする体積効果を発生する
    ための装置。
  6. 【請求項6】体積ピクセル項目の数が、所定のデータ・
    バッファの数を超えると、順次目標物の体積ピクセル効
    果を組合わせる手段が設けられていることを特徴とする
    請求項5に記載の装置。
  7. 【請求項7】体積ピクセルは、また体積効果の大きさを
    表す値によっても細密化され、前記深度値が、観測位置
    に関して求められ、さらに、観測位置が体積効果の範囲
    内にあるか否かを判定するための手段、及びバッファに
    記憶する前に、体積効果の重み値を調整する手段が設け
    られており、調整される重み値が、観測位置を超える体
    積効果の深度に比例することを特徴とする請求項5に記
    載の装置。
  8. 【請求項8】少なくとも、カラー属性と深度値によっ
    て、立体目標物のピクセルが細密化され、少なくとも、
    カラー属性、深度値、不透明度の重み、及び不透明度の
    勾配値によって、体積ピクセルが細密化されるデータに
    よって動作するリアルタイムイメージ発生システムにお
    いて、データ・バッファに、各ピクセルに適用可能な体
    積効果の特性を表すカラー属性、深度値、不透明度の重
    み値、及び勾配値を記憶する手段と、順次目標物のピク
    セル細密度を読み取り、現在の目標物細密度の深度値と
    前記バッファに保持された深度値を比較し、相対的深度
    値及び対応する不透明度勾配及び重み値の関数として、
    そのバッファの対応するカラー属性と連係する相対重み
    の計算を行う手段と、前記相対的重み付けの関数とし
    て、目標物のカラー属性と前記バッファからのカラー属
    性を混合して、その結果それぞれのピクセルのカラーと
    して出力されるカラー属性が得られるようにする手段と
    から構成されることを特徴とする体積効果を発生するた
    めの装置。
JP4213056A 1991-08-08 1992-08-10 体積効果ピクセル処理 Pending JPH05314241A (ja)

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