JPH0575150B2 - - Google Patents

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JPH0575150B2
JPH0575150B2 JP31183386A JP31183386A JPH0575150B2 JP H0575150 B2 JPH0575150 B2 JP H0575150B2 JP 31183386 A JP31183386 A JP 31183386A JP 31183386 A JP31183386 A JP 31183386A JP H0575150 B2 JPH0575150 B2 JP H0575150B2
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JP
Japan
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area
information
brightness calculation
ray
brightness
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JP31183386A
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Japanese (ja)
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JPS63167987A (en
Inventor
Keiji Nemoto
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、物体を表示するための画像を合成す
る物体画像合成装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an object image synthesis device that synthesizes images for displaying objects.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

物体を表示するためのデイジタル画像を合成す
る方法として、光線探索法と呼ばれる方法があ
る。この方法では、光源から視点に至る光線の経
路を逆向きに辿つて、光線と物体との交差判定処
理を行ない、その結果に基づいて画像を構成する
各画素の輝度を計算する。この光線探索法の一例
は、情報処理学会論文誌、第25巻、第6号、出口
弘、西村仁志、吉村浩、河田亨、白川功、大村皓
一著、論文「コンピユータグラフイツクシステム
LINKS−1における画像生成の高速化手法」
に記載されている。
A method called the ray search method is used to synthesize digital images for displaying objects. In this method, the path of the light ray from the light source to the viewpoint is traced in the opposite direction, a process is performed to determine the intersection between the light ray and the object, and the brightness of each pixel making up the image is calculated based on the result. An example of this ray search method can be found in the Information Processing Society of Japan, Volume 25, No. 6, Hiroshi Deguchi, Hitoshi Nishimura, Hiroshi Yoshimura, Toru Kawata, Isao Shirakawa, and Koichi Omura, in the paper "Computer Graphics System
``How to speed up image generation in LINKS-1''
It is described in.

このような光線探索法による画像生成を高速に
行なうために、物体の定義されている空間を複数
の領域に分割して、各領域をそれぞれ1台のコン
ピユータに割り当てて、各コンピユータが割り当
てられた領域を通過する光線の処理を行なう方法
が提案されている。この方法の詳細は、コンピユ
ータ グラフイツクス(Computer Graphics)、
第18巻、第3号、マーク・デイツペ(Mark
Dippe)、ジヨン・スウエンセン(John
Swensen)著、論文「アン アダプテイブ サブ
デイヴイジヨン アルゴリズム アンド パラレ
ル アーキテクチヤ フオア リアリステイツク
イメージ シンセシス(An Adaptive
Subdivision Algorithm and Parallel
Architecture for Realistic Image Synthesis)」
に記載されている。
In order to generate images quickly using such a ray search method, the space in which the object is defined is divided into multiple regions, each region is assigned to one computer, and each computer is Methods have been proposed for processing light rays passing through a region. For more information on this method, see Computer Graphics,
Volume 18, Issue 3, Mark Deitzpe
Dippe), John Swensen
Swensen), in his paper “An Adaptive Subdivision Algorithm and Parallel Architecture for Realistic Image Synthesis”.
Subdivision Algorithm and Parallel
Architecture for Realistic Image Synthesis)
It is described in.

上述の方法においては、空間はまず直方体形状
の複数個の領域に分割され、各領域がそれぞれ1
台のコンピユータに割り当てられる。次に、各コ
ンピユータには、割り当てられた直方体形状の領
域に含まれる物体のデータが記憶される。そし
て、各コンピユータでは、割り当てられた領域を
通過する光線と物体との交差判定処理が行なわれ
る。この交差判定処理により、物体と光線が交差
した場合には、物体表面における反射、透過処理
が行なわれる。その領域内で物体と交差しない光
線の情報は、隣接する領域に割り当てられたコン
ピユータへ転送される。
In the above method, the space is first divided into a plurality of rectangular parallelepiped regions, and each region has one
assigned to one computer. Next, each computer stores data on objects included in the assigned rectangular parallelepiped area. Then, each computer performs a process of determining the intersection between the light beam passing through the assigned area and the object. Through this intersection determination processing, when the object and the light ray intersect, reflection and transmission processing on the object surface is performed. Information about rays that do not intersect objects within that region is transferred to computers assigned to adjacent regions.

このような処理を行なう場合、各コンピユータ
の処理量にかなりのばらつきが生じてしまう可能
性がある。すなわち、多くの物体を含む領域を割
り当てられたコンピユータの処理量は非常に多
く、物体を全く含まない領域を割り当てられたコ
ンピユータでは、ほとんど処理が行なわれないと
いつた場合がある。
When performing such processing, there is a possibility that the processing amount of each computer will vary considerably. In other words, a computer assigned to an area containing many objects has a very large amount of processing, while a computer assigned to an area containing no objects does almost no processing at all.

このようなコンピユータ間の負荷のばらつきを
減少させるために、直方体に分割された領域の頂
点を任意に移動して、領域の体積や形状を変化さ
せる方法が提案されている。すなわち、頂点を移
動することにより体積が減少した領域に割り当て
られたコンピユータの処理量は減少する。そし
て、その頂点の移動により体積が増加した領域に
割り当てられたコンピユータにその分の処理が分
担されるのである。こうして、各コンピユータ間
の負荷の再配分が行なわれる。
In order to reduce such variations in load between computers, a method has been proposed in which the vertices of a region divided into rectangular parallelepipeds are arbitrarily moved to change the volume and shape of the region. That is, by moving the vertices, the amount of computer processing allocated to the area whose volume has decreased is reduced. Then, the computer assigned to the area whose volume has increased due to the movement of the vertex is assigned the corresponding processing load. In this way, the load is redistributed between the computers.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような従来の負荷の再配分方法では、領域
の頂点を移動して負荷の再配分を行なうために、
領域の形状が様々に変化してしまう。すなわち、
頂点の移動による変形なので、領域の形状は六面
体に保たれるが、領域の各境界面の向きや形状は
任意となる。このため、次のような問題点が生じ
る。
In such conventional load redistribution methods, in order to redistribute the load by moving the vertices of the region,
The shape of the area changes in various ways. That is,
Since the deformation is due to the movement of vertices, the shape of the region is kept as a hexahedron, but the orientation and shape of each boundary surface of the region can be arbitrary. This causes the following problems.

第一に、分割された領域から隣接する領域へ光
線の情報を伝達する場合、領域の境界面と光線と
の交差判定により、転送すべき領域を決定する。
しかし、領域の各境界面の向きや形状が任意なの
で、この交差判定処理の処理量が非常に多くなつ
てしまう。このため、全体の処理時間も遅くなつ
てしまうという問題点がある。
First, when transmitting light ray information from a divided region to an adjacent region, the region to be transferred is determined by determining the intersection between the boundary surface of the region and the light ray.
However, since the orientation and shape of each boundary surface of the region are arbitrary, the processing amount of this intersection determination process becomes extremely large. Therefore, there is a problem in that the overall processing time is also delayed.

第二に、領域の形状が変化された場合、領域に
含まれる物体の情報も変化させなければならな
い。すなわち、体積が減少した領域の場合、変化
以前にその領域に含まれていた物体のうちで、変
化以後にはその領域に含まれないものが存在する
可能性がある。また、体積が増加した領域の場合
は、新たな物体がその領域に含まれる可能性があ
る。このような物体情報の変更を行なう場合も、
領域の形状が様々なので、その領域に含まれる物
体を判定する処理に要する処理量や処理時間が、
非常に多くなつてしまうという問題点がある。
Second, when the shape of a region is changed, information about objects included in the region must also be changed. That is, in the case of a region whose volume has decreased, there is a possibility that some objects that were included in the region before the change are no longer included in the region after the change. Furthermore, in the case of a region whose volume has increased, there is a possibility that a new object will be included in that region. When changing object information like this,
Since the shape of the region varies, the amount of processing and processing time required to determine the objects included in the region will be
The problem is that there are too many.

このように、領域の頂点を移動して負荷の再配
分を行なうという従来の方法では、再配分に要す
る処理が非常に多く、再配分による効果が十分に
得られないという問題点がある。
As described above, the conventional method of redistributing the load by moving the vertices of the area has the problem that the redistribution requires a very large amount of processing, and the effect of the redistribution cannot be sufficiently obtained.

本発明は、負荷の再配分のための領域形状の変
更処理を単純にすることで、領域形状の変更に伴
う処理を軽減することができ、再配分の効果を十
分に上げることのできる、物体画像合成装置を提
供することを目的とする。
The present invention simplifies the process of changing the area shape for load redistribution, thereby reducing the processing involved in changing the area shape and sufficiently increasing the effect of redistribution. The purpose of the present invention is to provide an image synthesis device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の物体画像合成装置は、視点から各画素
を通る複数の光線の情報を発生する初期光線発生
部と、物体の情報を設定する物体情報設定部と、
それぞれが前記物体の定義される空間を分割する
ことにより生成される複数の領域のうち1領域を
担当してこの領域を通過する光線と前記担当領域
に含まれる前記物体との交差判定処理を行なうこ
とにより前記画素の輝度を計算する複数の輝度計
算部と、この輝度計算部で計算された輝度を画像
として記憶する画像記憶部とを含むとともに、 前記輝度計算部それぞれに、前記物体定義空間
を座標軸に垂直な平面で分割して生成される複数
の領域のうちのいずれかの担当領域の範囲を記憶
する領域情報記憶手段と、前記輝度計算部の負荷
を決定する負荷決定手段と、前記座標軸それぞれ
に平行な方向において前記担当領域と隣接する領
域を担当する隣接輝度計算部との相互通信を行な
う相互通信手段と、前記相互通信手段を介して得
られる前記隣接輝度計算部の負荷と自身の負荷と
を比較してこれら隣接輝度計算部の担当領域の方
向に前記担当領域を拡大するかどうかをそれぞれ
決定する拡大決定手段と、前記拡大決定手段の決
定に基づき前記担当領域を拡大すべく前記領域情
報記憶手段に記憶された前記担当領域の範囲を変
更する領域拡大手段とが備えられている。
The object image synthesis device of the present invention includes: an initial ray generation section that generates information about a plurality of rays passing through each pixel from a viewpoint; an object information setting section that sets information about the object;
Each of them is in charge of one region out of a plurality of regions generated by dividing the space in which the object is defined, and performs intersection determination processing between a ray passing through this region and the object included in the assigned region. and a plurality of brightness calculation units that calculate the brightness of the pixels, and an image storage unit that stores the brightness calculated by the brightness calculation units as an image, and each of the brightness calculation units stores the object definition space. area information storage means for storing the range of an area in charge of one of a plurality of areas generated by dividing on a plane perpendicular to the coordinate axis; a load determining means for determining the load of the brightness calculation section; and the coordinate axis. A mutual communication means for mutually communicating with the adjacent brightness calculation unit in charge of the area in charge and an adjacent area in parallel directions, and the load of the adjacent brightness calculation unit obtained through the mutual communication means and the load of the adjacent brightness calculation unit itself. expansion determining means for determining whether or not to expand the respective areas in charge in the direction of the areas in charge of these adjacent brightness calculation units by comparing the loads; Area enlarging means for changing the range of the area in charge stored in the area information storage means is provided.

〔作用〕[Effect]

本発明における輝度計算部の負荷の再配分方法
について述べる。各輝度計算部には、物体定義空
間を座標軸に垂直な平面で分割して生成される複
数の領域のうちの1領域が、その輝度計算部の担
当領域として割り当てられる。この担当領域の範
囲は、輝度計算部に備えられた領域情報記憶手段
に記憶される。
A method for redistributing the load of the luminance calculation unit in the present invention will be described. Each brightness calculation unit is assigned one area out of a plurality of areas generated by dividing the object definition space along a plane perpendicular to the coordinate axes as the area in charge of that brightness calculation unit. The range of this area in charge is stored in area information storage means provided in the brightness calculation section.

ここで、この輝度計算部の担当領域と隣接する
領域を担当する輝度計算部を隣接輝度計算部と呼
ぶ。
Here, a brightness calculation unit in charge of an area adjacent to the area in charge of this brightness calculation unit is called an adjacent brightness calculation unit.

各輝度計算部の負荷は、負荷決定手段によつて
決定されて、相互通信手段を介して、各隣接輝度
計算部に転送される。これらを受けた輝度計算部
に設けられている拡大決定手段では、負荷決定手
段で決定された負荷と、相互通信手段を介して得
られる各隣接輝度計算部の負荷とがそれぞれ比較
される。そして拡大決定手段は、これらの比較結
果に基づいて、各輝度計算部の負荷が平滑される
ように、各隣接輝度計算部の担当領域の方向にこ
の輝度計算部の領域を拡大するかどうかをそれぞ
れ決定する。
The load of each brightness calculation section is determined by the load determining means and transferred to each adjacent brightness calculation section via the mutual communication means. The enlargement determining means provided in the brightness calculating section that receives these compares the load determined by the load determining means with the load of each adjacent brightness calculating section obtained via the mutual communication means. Based on these comparison results, the expansion determining means determines whether or not to expand the area of this brightness calculation unit in the direction of the area in charge of each adjacent brightness calculation unit so that the load on each brightness calculation unit is smoothed. Decide each.

最後に領域拡大手段は、拡大決定手段の決定に
従い領域情報記憶手段に記憶された担当領域の範
囲を変更して、担当領域の拡大を実行する。
Finally, the area enlarging means changes the range of the area in its duty stored in the area information storage means in accordance with the determination by the expansion determining means, and executes the expansion of the area in its duty.

このように、担当領域を負荷の比較結果に基づ
いて拡大することにより、輝度計算部とその隣接
輝度計算部との間で、負荷の再配分が実行され
る。
In this way, by expanding the assigned area based on the load comparison results, the load is redistributed between the brightness calculation unit and its adjacent brightness calculation units.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本発明の一実施例としての物
体画像合成装置について説明する。説明を簡単に
するために、特定の座標軸に平行な方向に隣接す
る輝度計算部間における負荷の再配分処理に限定
して説明を行うが、一般性を損なうものではな
い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An object image synthesis apparatus as an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to simplify the explanation, the explanation will be limited to the process of redistributing the load between the brightness calculation units adjacent in the direction parallel to a specific coordinate axis, but this does not impair generality.

第1図a,bは、本発明の一実施例としての物
体画像合成装置を示す構成図であり、第1図a
は、物体画像合成装置の全体を示す全体構成図、
第1図bはその輝度計算部3の詳細な構成を示す
構成図である。第1図aに示すように、予め設定
された視点から合成される画像の各画素を通る複
数の光線の情報を発生する初期光線発生部1が設
けられている。また、表示される物体の情報を設
定するための物体情報設定部2が設けられてい
る。
FIGS. 1a and 1b are block diagrams showing an object image synthesis device as an embodiment of the present invention, and FIG.
is an overall configuration diagram showing the entire object image synthesis device,
FIG. 1b is a block diagram showing the detailed structure of the brightness calculation section 3. As shown in FIG. 1a, an initial light ray generating section 1 is provided which generates information on a plurality of rays passing through each pixel of an image to be synthesized from a preset viewpoint. Further, an object information setting section 2 is provided for setting information about the object to be displayed.

さらに、物体の定義される空間を分割すること
により生成される複数の領域のうちの1領域を担
当して、この領域を通過する光線と担当領域に含
まれる物体との交差判定処理を行なうことによ
り、各画素の輝度を計算する複数の輝度計算部3
が設けられている。この輝度計算部3で計算され
た輝度を、画像として記憶する画像記憶部4が設
けられている。この画像記憶部4は、画像の合成
を行なう前に、総ての輝度を0に設定する。
Furthermore, taking charge of one region out of a plurality of regions generated by dividing the space in which the object is defined, and performing intersection determination processing between the light ray passing through this region and the object included in the assigned region. A plurality of brightness calculation units 3 calculate the brightness of each pixel by
is provided. An image storage section 4 is provided to store the luminance calculated by the luminance calculation section 3 as an image. The image storage unit 4 sets all luminances to 0 before combining images.

そして、これらの初期光線発生部1と物体情報
設定部2と複数の輝度計算部3と画像記憶部4と
の間で情報を伝達するための接続線5が設けられ
ている。この接続線5を介して、例えばキーボー
ドから情報を入力するための情報入力部6が設け
られている。
A connection line 5 is provided for transmitting information between the initial light generation section 1, the object information setting section 2, the plurality of brightness calculation sections 3, and the image storage section 4. An information input section 6 for inputting information from, for example, a keyboard is provided via this connection line 5.

第1図bに示すように、輝度計算部3には6方
向に隣接する領域を担当する輝度計算部3と相互
に通信を行なう相互通信手段31が設けられてい
る。また、接続線5を介して通信を行なう通信手
段32が設けられている。さらに、輝度計算部3
内での情報の伝達を行なうための接続線101が
設けられている。
As shown in FIG. 1b, the brightness calculation unit 3 is provided with mutual communication means 31 for communicating with the brightness calculation units 3 in charge of areas adjacent in six directions. Further, a communication means 32 for communicating via the connection line 5 is provided. Furthermore, the brightness calculation section 3
A connection line 101 is provided for transmitting information within the network.

第2図は、画素p(i,j)の輝度Iの計算方
法を示す説明図であり、図のように光源L、物体
O,O′および視点Eが配置されている。第2図
に示すように、光線探索法においては、光源Lか
ら画素p(i,j)を通つて視点Eに至る光線の
経路を逆向きに辿つて、画素p(i,j)の輝度
の計算を行なう。ここで、画素p(i,j)の輝
度Iを、視点Eから画素p(i,j)を通つて逆
向きに発生される光線Rの輝度と呼ぶことにす
る。第2図および以下の説明でR,R′,RL等は
光線を示し、R→,R→′,RL等は方向を示し、方向
Rは光線Rの方向を示すというように対応する。
この光線Rの輝度Iとは、画素p(i,j)を通
つて視点Eに入射する光の強度Iである。光線R
の輝度Iは、次式で計算される。(〓は掛け算を
示す) I=ref〓I′+dif〓(N→・RL)〓IL ref:物体Oの反射係数 dif:物体Oの拡散係数 I′:R→′方向からの入射光強度 IL:光源Lからの入射光強度 N→:物体Oの表面の単位法線ベクトル R→′:R→方向の正反射方向ベクトル RL:光源Lの方向ベクトル これらの2つの入射光強度I′,ILを求めるため
に、光線Rと物体Oとの交点CPを始点として方
向がR→′,RLとなる2つの光線R′,RLを発生させ
る。また、輝度Iを求めるためのI′,ILの係数を、
光線R′,RLの減衰率G′,GLとして設定する。す
なわち、光線Rが物体Oに衝突することにより減
衰させて、光線R′,RLが発生されるのである。
これらの減衰率G′,GLは、 G′=G〓ref GL=G〓dif〓(N→,RL) G:光線Rの減衰率(=1) となる。これらの減衰率G′,GLを用いることに
より、光線Rの輝度Iすなわち画素p(i,j)
の輝度Iは、次のように求められる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of calculating the brightness I of a pixel p(i,j), and a light source L, objects O, O', and a viewpoint E are arranged as shown in the figure. As shown in Figure 2, in the ray search method, the brightness of pixel p(i, j) is determined by tracing the path of the ray from light source L through pixel p(i, j) to viewpoint E in the opposite direction. Perform the calculation. Here, the brightness I of the pixel p(i,j) will be referred to as the brightness of the light ray R generated in the opposite direction from the viewpoint E through the pixel p(i,j). In Figure 2 and the following explanation, R, R', R L , etc. indicate rays, R→, R→', R L , etc. indicate directions, direction R indicates the direction of ray R, and so on. .
The brightness I of this light ray R is the intensity I of light that enters the viewpoint E through the pixel p(i,j). Ray R
The brightness I of is calculated using the following formula. (〓 indicates multiplication) I=ref〓I′+dif〓(N→・R L )〓I L ref: Reflection coefficient of object O dif: Diffusion coefficient of object O I′: Incident light from R→′ direction Intensity I L : Incident light intensity from light source L N→: Unit normal vector of the surface of object O R→': Specular reflection direction vector in R→ direction R L : Direction vector of light source L These two incident light intensities In order to obtain I' and I L , two light rays R' and R L whose starting point is the intersection point CP between the light ray R and the object O and whose directions are R→' and R L are generated. In addition, the coefficients of I' and I L for determining the brightness I are
The attenuation rates G′ and G L of the rays R′ and R L are set. That is, the light ray R is attenuated by colliding with the object O, and the light rays R' and R L are generated.
These attenuation rates G' and G L are as follows: G'=G ref G L = G dif (N→, R L ) G: attenuation rate of light ray R (=1). By using these attenuation rates G' and G L , the brightness I of the light ray R, that is, the pixel p (i, j)
The brightness I of is determined as follows.

I=G′〓I′+GL〓IL このように、新たな光線R′,RLが生成される
と、光線Rの情報は必要無くなる。
I=G'〓I'+G L 〓I L In this way, when new rays R' and R L are generated, the information on ray R is no longer necessary.

さらに第2図に示すように、光線R′が物体
O′と交差した場合は、同様に光線R″、RLとが発
生される。これらの減衰率G″,GL′は、やはり同
様に次式で計算される。
Furthermore, as shown in Figure 2, the ray R'
When intersecting O', rays R'' and R L are generated in the same way.The attenuation rates G'' and G L ' of these are similarly calculated using the following equations.

G″=G′〓ref′ GL′=G′〓dif′〓(N→′,RL′) ref′:物体O′の反射係数 dif′:物体Oの拡散係数 N→′:物体Oの表面の単位法線ベクトル RL′:光源Lの方向ベクトル このように、減衰率G″,GL′には、減衰率G′が
積算される。
G″=G′〓ref′ G L ′=G′〓dif′〓(N→′, R L ′) ref′: Reflection coefficient of object O′ dif′: Diffusion coefficient of object O N→′: Object O Unit normal vector R L ′ of the surface: directional vector of light source L In this way, the attenuation rate G′ is integrated into the attenuation factors G″ and G L ′.

ただし、光線RLの処理は、光線R,R′とは異
なる。光線RLが物体と交差した場合には、交点
CPはその物体の影となり、光源Lの照明光を受
けることができない。従つて、光線RLの輝度IL
0となる。もし光線RLがどの物体とも交差しな
い場合には、光線RLの輝度ILは光源Lの輝度とな
る。このように、物体へ向かう光線R,R′と光
源Lへ向かう光線RLとは扱いが異なるので、光
線の種類を区別する必要がある。そこで、光線R
に光線の種類を区別するための種類Cを設定す
る。この種類Cは、光線Rが物体に向かう場合に
は0、光源に向かう場合には1という値が与えら
れる。
However, the processing of the light ray R L is different from that of the light rays R and R'. If the ray R L intersects the object, the intersection point
CP becomes a shadow of the object and cannot receive the illumination light from the light source L. Therefore, the brightness I L of the light ray R L is zero. If the ray RL does not intersect any object, the brightness I L of the ray RL will be the brightness of the light source L. In this way, the light rays R and R' directed toward the object and the light ray R L directed toward the light source L are handled differently, so it is necessary to distinguish between the types of light rays. Therefore, the ray R
Type C is set for distinguishing the types of light rays. This type C is given a value of 0 when the ray R is directed toward an object, and 1 when the ray R is directed toward a light source.

第2図に示すように、物体へ向かう光線は、物
体に衝突する毎に新たな物体へ向かう光線を発生
する。このため、1画素pの輝度Iを計算するた
めに、多くの光線の処理を行なわなければならな
い場合が生じる。しかし、物体と衝突する毎に光
線は減衰を受けるので、衝突回数が多くなると、
その光線が輝度Iに与える影響はほとんど無視で
きるようになる。
As shown in FIG. 2, a ray of light directed toward an object generates a new ray of light directed toward the object each time it collides with an object. Therefore, in order to calculate the brightness I of one pixel p, many light rays may have to be processed. However, each time the light ray collides with an object, it is attenuated, so if the number of collisions increases,
The influence of the light beam on the brightness I becomes almost negligible.

そこで、光線Rの衝突回数を制限するために、
光線Rに回数Tを設定する。この回数Tは、光線
Rの可能な衝突回数を示すものである。回数Tを
持つ光線Rが物体に衝突して、物体に向かう光線
R′が発生される場合、光線R′の回数T′は(T−
1)に設定される。もし、回数Tが0の光線Rが
物体と衝突した場合には、物体に向かう光線
R′は発生されずに、光源Lへ向かう光線RLのみ
が発生される。
Therefore, in order to limit the number of collisions of the ray R,
A number of times T is set for the light ray R. This number T indicates the number of possible collisions of the ray R. A ray of light R with a number of times T collides with an object and heads toward the object.
If R′ is generated, the number T′ of the ray R′ is (T−
1). If a ray R whose number of times T is 0 collides with an object, the ray toward the object
R' is not generated, but only the light ray R L directed toward the light source L is generated.

なお、第2図では光源Lが1個しか存在しない
が、複数個の光源Li(i=1,2,……)が存在
する場合は、すべての光源Liへ向かう光線を発生
しなければならない。ところで、光源へ向かう光
線RLの場合には、前述の通り物体と交差しても
新たな光線の発生を行わないので、光源RLの情
報としての回数Tは意味を持たない。そこで、複
数個の光源Liが存在する場合は、光線RLの回数T
として、その光線RLが向かう光源の番号iを設
定する(計算機の処理上、光線R,R′に対する
回数Tの設定に相当するように光線RLに対する
光源の番号iを設定する)。
In addition, although there is only one light source L in Figure 2, if there are multiple light sources L i (i = 1, 2, ...), it is necessary to generate light rays directed to all light sources L i . Must be. By the way, in the case of the light ray R L heading toward the light source, no new light ray is generated even if it intersects with an object, as described above, so the number of times T as information about the light source R L has no meaning. Therefore, if there are multiple light sources L i , the number of times T
, the number i of the light source to which the ray R L is directed is set (in terms of computer processing, the number i of the light source for the ray R L is set to correspond to the setting of the number of times T for the rays R and R').

このように光線RLに対し回数Tの代わりに光
源Liの番号iを設定することにより、複数個の光
源Liが存在する場合でも、各光線RLが向かう光源
Liの番号iが分かるので、正しく処理を行うこと
ができる。
In this way, by setting the number i of the light source L i instead of the number of times T for the ray R L , even if there are multiple light sources L i , the light source to which each ray R L is directed
Since the number i of L i is known, the process can be performed correctly.

また、ここでは簡単のため物体の表面における
反射のみを考えた。もし物体の透過も考慮する場
合には、物体と光線Rとの交点において、透過方
向への光線を発生すればよい。ただし、この光線
の種類は、物体へ向かう光線であり、上述の光線
R′と同様に処理すれば、正しく物体の透過を表
現できる。
Also, here, for simplicity, only reflection on the surface of the object was considered. If transmission through the object is also taken into consideration, it is sufficient to generate a ray in the transmission direction at the intersection of the object and the ray R. However, this type of ray is a ray that heads toward an object, and is similar to the rays mentioned above.
If you process it in the same way as R', you can accurately represent the transparency of the object.

第3図は、光線Rを発生した際に設定すべき光
線Rの情報を示す説明図である。第3図に示すよ
うに光線Rを発生した際には、光線Rの情報とし
て、光線Rを示す半直線の始点位置座標(Sx
Sy,Sz)と方向(dx,dy,dz)とが設定される。
また、光線Rの輝度が影響を与える画素p(i,
j)の位置(i,j)も、光線Rの情報として設
定される。さらに、光線Rの持つ減衰率Gと光線
Rの回数Tと光線Rの種類Cも光線Rの情報とし
て設定される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing information on the light ray R that should be set when the light ray R is generated. When the ray R is generated as shown in Fig. 3, the information about the ray R is the starting point position coordinates (S x ,
S y , S z ) and direction (d x , d y , d z ) are set.
Furthermore, the pixel p(i,
The position (i, j) of j) is also set as information on the ray R. Furthermore, the attenuation rate G of the light ray R, the number of times T of the light ray R, and the type C of the light ray R are also set as information about the light ray R.

第4図は、初期光線発生部1の動作を説明する
ための説明図である。第4図に示すように、初期
光線発生部1において、視点Eを始点として、画
像Pを構成する各画素p(i,j)を通る半直線
の延長上に、光線Rを発生する。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the initial light beam generating section 1. As shown in FIG. 4, the initial light ray generating section 1 generates a ray R on an extension of a half straight line passing through each pixel p(i, j) constituting the image P, starting from the viewpoint E.

そのために、第1図aの初期光線発生部1に
は、情報入力部6により、視点Eの位置座標
(Ex,Ey,Ez)が入力される。また、合成される
画像Pを定義する情報として、画像Pの平面と範
囲を示すパラメータが、情報入力部6から入力さ
れる。初期光線発生部1では、これらのパラメー
タに基づいて、光線Rの情報の発生を行なう。こ
の光線Rを示す半直線を求める方法の一例は、テ
イー・ホイツテツド(T.Whitted)著、コミユニ
ケーシヨン オブ エーシーエム
(Communication of ACM)、第23巻、第6号、
343頁から349頁、論文「アン インプルーブド
イルミメーシヨン モデル フオオ シエーデイ
ツド デイスプレイ(An Improved
Illumination Model for Shaded Display)」に
記載されている。
For this purpose, the position coordinates (E x , E y , E z ) of the viewpoint E are inputted to the initial ray generating unit 1 in FIG. 1A by the information input unit 6. Further, as information defining the image P to be synthesized, parameters indicating the plane and range of the image P are input from the information input unit 6. The initial light beam generating section 1 generates information about the light beam R based on these parameters. An example of how to find a half-line indicating this ray R is given by T. Whitted, Communication of ACM, Volume 23, No. 6,
pp. 343-349, the paper “Unimproved
Illumination Model Huo-Dated Display (An Improved
Illumination Model for Shaded Display).

次に、この半直線と物体定義空間との交点のう
ちで、最も視点に近い交点の位置座標(Sx,Sy
Sz)を求める。この位置座標(Sx,Sy,Sz)が、
光線Rの始点位置座標(Sx,Sy,Sz)となる。す
なわち、光線Rが最初に物体定義空間に入射する
位置が、光線Rの始点となる。また、視点Eから
画素pに向かう方向が、光線Rの方向(dx,dy
dz)となる。さらに、画素p(i,j)の位置
(i,j)が、光線Rの画素位置(i,j)とし
て設定される。
Next, among the intersections between this half-line and the object definition space, the position coordinates of the intersection closest to the viewpoint (S x , S y ,
S z ). These position coordinates (S x , S y , S z ) are
These are the starting point position coordinates (S x , S y , S z ) of the ray R. That is, the position where the ray R first enters the object definition space becomes the starting point of the ray R. Also, the direction from the viewpoint E toward the pixel p is the direction of the ray R (d x , d y ,
d z ). Further, the position (i, j) of the pixel p (i, j) is set as the pixel position (i, j) of the light ray R.

初期光線発生部1では、発生される光線Rの減
衰率Gは1、すなわちまつたく減衰を受けていな
い状態に設定される。また、回数Tとしては、情
報入力部6から初期光線発生部1に予め設定され
た定数値が与えられる。さらに、種類Cとして
は、物体へ向かう光線を示す0の値が与えられ
る。
In the initial beam generating section 1, the attenuation rate G of the generated beam R is set to 1, that is, the beam R is not attenuated completely. Further, as the number of times T, a constant value set in advance is given to the initial light beam generation section 1 from the information input section 6. Further, as type C, a value of 0 is given, which indicates a ray of light directed toward an object.

初期光線発生部1では、このような情報を持つ
光線Rが、画像Pのすべての画素p(i,j)に
対応して発生されて、輝度計算部3へ転送され
る。
In the initial light beam generation section 1, a light beam R having such information is generated corresponding to all pixels p(i,j) of the image P, and is transferred to the brightness calculation section 3.

第5図は、物体情報設定部2に設定される物体
の情報を示す説明図である。説明を簡単にするた
めに、表示される物体を球に限定して説明を行な
うが、多面体や自由曲面などの物体を表示する場
合も、ほぼ同様に行なうことができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing object information set in the object information setting section 2. As shown in FIG. To simplify the explanation, the displayed object will be limited to a sphere, but the same procedure can be applied to displaying objects such as polyhedrons and free-form surfaces.

第5図に示すように、情報入力部6から物体の
情報が入力されて、物体情報設定部2に設定され
る。設定される物体Oiの情報は、物体Oiを区別す
るための物体番号ni、物体としての球の中心座標
(xi,yi,zi)半径ri、物体の材質を示す拡散係数
difi、反射係数refiである。さらに、物体Oiの外接
領域を示す情報として、物体を含む最小の直方体
の範囲が設定される。
As shown in FIG. 5, object information is input from the information input section 6 and set in the object information setting section 2. As shown in FIG. The information on the object O i to be set includes the object number n i for distinguishing the object O i , the center coordinates of the sphere as the object (x i , y i , z i ), the radius r i , and the diffusion value indicating the material of the object. coefficient
dif i and reflection coefficient ref i . Further, as information indicating the circumscribed area of the object O i , the range of the smallest rectangular parallelepiped including the object is set.

第6図は、物体としての球の外接領域を示す説
明図である。第6図に示すように、物体Oiの外接
領域は、x方向の範囲(xi-,xi+)、y方向の範
囲(yi-,yi+)、z方向の範囲(zi-,zi+)で示さ
れている直方体である。これらの値は次式で求め
られる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a circumscribed region of a sphere as an object. As shown in Fig. 6, the circumscribed area of the object O i is the range in the x direction (x i- , x i+ ), the range in the y direction (y i- , y i+ ), and the range in the z direction (z i- , z i+ ). These values are obtained using the following equations.

xi-=xi−ri xi+=xi+ri yi-=yi−ri yi+=yi+ri zi-=zi−ri zi+=zi+zi 第7図は、物体情報設定部2に設定される光源
の情報を示す説明図である。説明を簡単にするた
めに、点光源のみに限定して説明を行なうが、平
行光線やスポツトライトなどの各種照明光を扱う
場合も、ほぼ同様に行なうことができる。情報入
力部6から物体の照明としての光源の情報が入力
されて、第7図に示すように物体情報設定部2に
設定される。設定される光源の情報は、点光源Li
の位置座標(xi,yi,zi)、光源の輝度ILiである。
この輝度ILiは、0から1の実数値である。この輝
度ILiの値は、光源の明るさを示すものであり、1
のときが最も明るく、0のときが真つ暗な光源と
なる。
x i- =x i −r i x i+ =x i +r i y i- =y i −r i y i+ =y i +r i z i- =z i −r i z i+ =z i +z i 7th The figure is an explanatory diagram showing light source information set in the object information setting section 2. As shown in FIG. To simplify the explanation, the explanation will be limited to point light sources, but the same procedure can be applied to various types of illumination light such as parallel rays and spotlights. Information on a light source for illuminating an object is input from the information input section 6 and set in the object information setting section 2 as shown in FIG. The information of the light source to be set is point light source L i
The position coordinates (x i , y i , z i ) of , and the brightness I Li of the light source.
This brightness I Li is a real value between 0 and 1. The value of this brightness I Li indicates the brightness of the light source, and is 1
When it is , it is the brightest light source, and when it is 0, it is a completely dark light source.

こうして設定された物体情報と光源情報とは、
物体情報設定部2から接続線5を介して輝度計算
部3に伝達される。
The object information and light source information set in this way are
The information is transmitted from the object information setting section 2 to the brightness calculation section 3 via the connection line 5.

第8図は、複数の輝度計算部3を3次元配列状
に結合する方法を示す説明図である。第8図に示
すように、輝度計算部3は、輝度計算部3内に設
けられた相互通信手段31を介して、3次元配列
状に結合されている。すなわち、各輝度計算部3
はそれぞれx,y,z方向の両側の輝度計算部3
と接続されており、それらの輝度計算部3と相互
に情報を伝達することができる。ここで、x,
y,z方向のa,b,c番めの輝度計算部3を
(a,b,c)輝度計算部3と呼ぶことにすると、
(a,b,c)輝度計算部3は、(a−1,b、
c),(a+1,b、c),(a,b−1,c),
(a,b+1,c),(a,b,c−1),(a,b,
c+1)輝度計算部3と接続されている。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method of combining a plurality of brightness calculation units 3 into a three-dimensional array. As shown in FIG. 8, the brightness calculation units 3 are connected in a three-dimensional array via mutual communication means 31 provided within the brightness calculation units 3. That is, each brightness calculation unit 3
are the brightness calculation units 3 on both sides in the x, y, and z directions, respectively.
, and can mutually transmit information with those brightness calculation units 3. Here, x,
If the a, b, and c-th brightness calculation units 3 in the y and z directions are called the (a, b, c) brightness calculation unit 3,
(a, b, c) The brightness calculation unit 3 calculates (a-1, b,
c), (a+1, b, c), (a, b-1, c),
(a, b+1, c), (a, b, c-1), (a, b,
c+1) Connected to the brightness calculation section 3.

また、輝度計算部3は図中のx,y,z方向に
それぞれA,B,C個ずつ並んでおり、全部の輝
度計算部3の個数Dは、 D=A〓B〓C となる。
Further, A, B, and C brightness calculation units 3 are arranged in the x, y, and z directions in the figure, respectively, and the total number D of brightness calculation units 3 is as follows: D=A〓B〓C.

第9図は、物体を定義する空間を、各輝度計算
部3に割り当てられる担当領域Sに分割する方法
を示す説明図である。第9図に示すように、x,
y,z座標軸のうちの1軸にそれぞれ垂直な平面
により物体定義空間を複数の直方形状の領域に分
割する。この場合に、x方向の領域数がA個、y
方向の領域数がB個、z方向の領域数がC個とな
るように、分割を行なう。そして、(a,b,c)
輝度計算部3に、x方向のa番め、y方向のb番
め、z方向のc番めの領域を割り当てる。これに
より、分割されたすべての領域をそれぞれ1個の
輝度計算部に割り当てることができる。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a method of dividing a space defining an object into areas S assigned to each brightness calculation unit 3. As shown in FIG. 9, x,
The object definition space is divided into a plurality of rectangular parallelepiped regions by planes perpendicular to one of the y and z coordinate axes. In this case, the number of regions in the x direction is A, y
The division is performed so that the number of regions in the direction is B and the number of regions in the z direction is C. And (a, b, c)
The brightness calculation unit 3 is assigned the a-th area in the x direction, the b-th area in the y-direction, and the c-th area in the z-direction. Thereby, all the divided areas can be assigned to one brightness calculation unit.

また、このような割り当てを行なうことによ
り、相互通信手段31を介して接続された輝度計
算部3は、それぞれ隣接する領域を担当すること
になる。
Moreover, by performing such allocation, the brightness calculation units 3 connected via the mutual communication means 31 are respectively in charge of adjacent areas.

第10、11図は、輝度計算部3の担当領域S
を示す領域情報の内容を示す説明図である。第1
0図に示すように、輝度計算部3に設けられた領
域情報記憶手段33には、その輝度計算部3の担
当領域Sを示す領域情報が記憶される。この領域
情報としては、x,y,z方向の何番めかを示す
(a,b,c)の値と、第11図に示すような担
当領域Sのx,y,z方向の範囲(x-,x+),
(y-,y+),(z-,z+)とが記憶される。
10 and 11 show the area S in charge of the brightness calculation unit 3.
FIG. 1st
As shown in FIG. 0, the area information storage means 33 provided in the brightness calculation unit 3 stores area information indicating the area S in charge of the brightness calculation unit 3. This area information includes the values (a, b, c) indicating the number in the x, y, and z directions, and the range (x, y, and z directions) of the assigned area S as shown in FIG. - , x + ),
(y - , y + ), (z - , z + ) are stored.

さらに3次元配列の外周に存在する輝度計算部
3においては、相互通信手段31により輝度計算
部3が接続されていない場合である。そこで、相
互通信手段31により接続されている各方向に、
実際に輝度計算部3が接続されているかいないか
が、有無の情報として、領域情報記憶手段33に
記憶される。
Furthermore, this is a case where the brightness calculation units 3 located on the outer periphery of the three-dimensional array are not connected to each other by the mutual communication means 31. Therefore, in each direction connected by the mutual communication means 31,
Whether or not the brightness calculation section 3 is actually connected is stored in the area information storage means 33 as presence/absence information.

これらの領域情報は、情報入力手段6から入力
されて、各輝度計算部3に伝達される。
These area information are input from the information input means 6 and transmitted to each brightness calculation section 3.

第12図は、初期光線発生部1から輝度計算部
3への光線Rの情報の転送処理を示す説明図であ
る。初期光線発生部1で発生されたすべての光線
Rの情報は、接続線5を介してすべての輝度計算
部3へ一斉に転送される。そして、第12図に示
すように、各輝度計算部3に設けられた光線情報
判定手段37には、初期光線発生部1から転送さ
れた光線Rの情報が、通信手段32を介して入力
される。同時に、領域情報記憶部33に記憶され
た担当領域Sの情報が、この光線情報判定手段3
7によつて読み出される。入力された光線Rの始
点位置座標(Sx,Sy,Sz)は、光線Rが最初に物
体定義空間に入射する位置に設定されている。こ
のため、もしこの始点位置座標(Sx,Sy,Sz)が
担当領域Sに含まれていれば、光線Rは担当領域
Sを最初に通過することになる。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the process of transferring information on the light ray R from the initial light generation section 1 to the brightness calculation section 3. Information on all the light rays R generated by the initial light generation section 1 is transferred to all the brightness calculation sections 3 via the connection line 5. Then, as shown in FIG. 12, the information on the light ray R transferred from the initial light generation section 1 is inputted to the light ray information determination means 37 provided in each brightness calculation section 3 via the communication means 32. Ru. At the same time, the information of the assigned area S stored in the area information storage section 33 is transferred to the ray information determining means 3.
7. The starting point position coordinates (S x , S y , S z ) of the input light ray R are set to the position where the light ray R first enters the object definition space. Therefore, if the starting point position coordinates (S x , S y , S z ) are included in the assigned area S, the light ray R will pass through the assigned area S first.

そこで、光線情報判定手段37では、光線Rの
始点位置座標(Sx,Sy,Sz)と担当領域Sの範囲
(x-,x+),(y-,y+),(z-,z+)とが、比較され
る。
Therefore, the ray information determining means 37 determines the starting point position coordinates (S x , S y , S z ) of the ray R and the range (x - , x + ), (y - , y + ), (z - , z + ) are compared.

x-≦Sx<x+ y-≦Sy<y+ z-≦Sz<z+ という3条件式のすべてが満される場合、始点位
置座標(Sx,Sy,Sz)は担当領域Sに含まれてお
り、光線Rは担当領域Sを最初に通過することに
なる。この場合、光線情報判定手段37から光線
Rの情報が光線情報記憶手段34に転送されて、
記憶される。
If all three conditional expressions x - ≦S x <x + y - ≦S y <y + z - ≦S z <z + are satisfied, the starting point position coordinates (S x , S y , S z ) are It is included in the assigned area S, and the light ray R passes through the assigned area S first. In this case, information on the ray R is transferred from the ray information determination means 37 to the ray information storage means 34,
be remembered.

また、これらの条件式のうちのどれかが成り立
たない場合、光線Rは他の担当領域S′に最初に入
射していることになる。従つて、光線Rの情報は
この輝度計算部3には記憶されない。
Further, if any of these conditional expressions does not hold, it means that the light ray R is first incident on another assigned area S'. Therefore, information on the light ray R is not stored in this brightness calculation section 3.

以上の理由により、初期光線発生部1で発生さ
れた光線Rの情報は、最初に入射する領域を担当
する輝度計算部3の、光線情報記憶手段34に記
憶される。
For the above reasons, information on the light ray R generated by the initial light generation section 1 is stored in the light ray information storage means 34 of the brightness calculation section 3 which is in charge of the area where the light ray first enters.

第13図は、輝度計算部3に設けられた物体情
報記憶手段35と光源情報記憶手段36に、物体
情報設定部2から、物体情報と光源情報とを記憶
させる処理を示す説明図である。物体情報設定部
2に記憶されたすべての物体情報と光源情報は、
接続線5を介してすべての輝度計算部3へ一斉に
転送される。第13図に示すように、輝度計算部
3に設けられた光源情報記憶手段36は、通信手
段32を介して転送された光源情報をすべて記憶
する。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a process of storing object information and light source information from the object information setting section 2 in the object information storage means 35 and light source information storage means 36 provided in the brightness calculation section 3. All object information and light source information stored in the object information setting section 2 are
It is transferred to all the brightness calculation units 3 at once via the connection line 5. As shown in FIG. 13, the light source information storage means 36 provided in the brightness calculation section 3 stores all the light source information transferred via the communication means 32.

また、輝度計算部3に設けられた物体情報設定
手段38は、まず通信手段32を介して転送され
る物体情報を受け取る。次に、領域情報記憶手段
33から、輝度計算部3の担当領域Sの範囲を読
み出す。この担当領域Sの範囲(x-,x+),(y-
y+),(z-,z+)と物体情報の外接領域の範囲
(xi-,xi+),(yi-,yi+),(zi-,zi+)とが、比較

れる。
Further, the object information setting means 38 provided in the brightness calculation section 3 first receives object information transferred via the communication means 32. Next, the range of the area S in charge of the brightness calculation section 3 is read out from the area information storage means 33. The range of this responsible area S (x - , x + ), (y - ,
y + ), (z - , z + ) and the range of the circumscribed area of the object information (x i- , x i+ ), (y i- , y i+ ), (z i- , z i+ ) are compared. Ru.

第14図a,bは、輝度計算部3の担当領域S
と、物体情報の外接領域との比較処理を示す説明
図である。第14図a,bに示すように、担当領
域Sと外接領域とが共通部分を持たない場合に
は、以下の条件式のうちの少なくとも1つが成立
する。
FIGS. 14a and 14b show the area S in charge of the brightness calculation unit 3.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a comparison process between the object information and the circumscribed area of the object information. As shown in FIGS. 14a and 14b, when the assigned area S and the circumscribed area have no common part, at least one of the following conditional expressions holds true.

x-≧xi+ x+≦xi- y-≧yi+ y+≦yi- z-≧zi+ z+≦zi- そこで、物体情報判定手段38では、これらの
条件式が評価されて、担当領域Sと外接領域とが
共通部分を持つかどうかが求められる。その結
果、共通部分を持つ場合には、担当領域S内に物
体Oiが含まれていると判定されて、物体情報記憶
手段35に、物体Oiの情報がすべて記憶される。
共通部分を持たない場合には、記憶されない。
x - x i + _ _ _ _ _ _ , it is determined whether the assigned area S and the circumscribed area have a common part. As a result, if there is a common part, it is determined that the object O i is included in the assigned area S, and all information about the object O i is stored in the object information storage means 35.
If they do not have a common part, they are not stored.

以上の処理により、物体情報設定部2に記憶さ
れた物体情報のうちで、担当領域S内に含まれる
物体情報のみが、輝度計算部3に設けられた物体
情報記憶手段35に記憶される。
Through the above processing, among the object information stored in the object information setting section 2, only the object information included within the assigned area S is stored in the object information storage means 35 provided in the brightness calculation section 3.

第15図は、輝度計算部3の担当領域Sの拡大
処理を示す説明図である。この担当領域Sの拡大
領域処理は、特定の座標軸に垂直な担当領域Sの
境界面を、この特定の座標軸に平行な方向に移動
することで行われる。この特定の座標軸は、情報
入力部6から入力される情報で決定される。ここ
では、z座標軸を特定の座標軸とした場合につい
て説明を行うが、一般性を損なうものではない。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the process of enlarging the area S in its duty by the brightness calculation unit 3. This enlargement area processing of the assigned area S is performed by moving the boundary surface of the assigned area S perpendicular to a specific coordinate axis in a direction parallel to this specific coordinate axis. This specific coordinate axis is determined by information input from the information input section 6. Here, a case will be described in which the z coordinate axis is a specific coordinate axis, but generality is not impaired.

第15図に示すように、輝度計算部3に設けら
れた負荷決定手段43は、光線情報記憶手段37
に記憶された光線Rの個数を、その輝度計算部3
の負荷Fとして求める。なお、ここでは説明の簡
単のためにこのような負荷決定方法としたが、こ
の他にも様々な負荷の決定方法が可能である。こ
れ以外の方法を取つた場合でも、ほぼ同様に処理
を行なうことができる。例えば、負荷決定手段4
3において各輝度計算部3が実際に処理を行つて
いる時間と、光線Rの情報を持つている時間とを
計測して、これらの値から各輝度計算部3の負荷
を決定しても良い。
As shown in FIG. 15, the load determination means 43 provided in the brightness calculation section 3
The number of light rays R stored in the brightness calculation unit 3
Find it as the load F. Note that although this method of determining the load is used here for the sake of simplicity, various other methods of determining the load are possible. Even if a method other than this is used, processing can be performed in substantially the same way. For example, load determining means 4
3, the time during which each brightness calculation unit 3 actually performs processing and the time during which it has information on the ray R may be measured, and the load on each brightness calculation unit 3 may be determined from these values. .

こうして負荷決定手段43で決定された負荷F
は、相互通信手段31を介して、輝度計算部3の
z+方向に接続された輝度計算部3(以下、これを
輝度計算部3(z+)と称す)と、z-方向に接続さ
れた輝度計算部3(以下、これを輝度計算部3
(z-)と称す)とに伝達される。そして、拡大決
定手段44は、輝度計算部3(z-),(z(+)から
相互通信手段31を介して伝達される負荷F
(z-),F(z(+)(輝度計算部3(z-)の負荷をF
(z-)、輝度計算部3(z+)の負荷をF(z+と記す)
と、負荷決定手段43で決定された負荷Fとの比
較をそれぞれ行なう。この拡大決定手段44は、
負荷の比較により担当領域Sを拡大するかどうか
を次のように決定して、その結果dF-,dF+を出
力する。
The load F determined by the load determining means 43 in this way
of the brightness calculation unit 3 via the mutual communication means 31.
The brightness calculation unit 3 connected in the z + direction (hereinafter referred to as the brightness calculation unit 3 (z + )) and the brightness calculation unit 3 connected in the z - direction (hereinafter referred to as the brightness calculation unit 3)
(referred to as (z - )). Then, the expansion determining means 44 calculates the load F transmitted from the brightness calculation units 3 (z - ) and (z ( + ) via the mutual communication means 31.
(z - ), F(z( + ) (the load on the brightness calculation unit 3 (z - ) is F
(z - ), the load on the brightness calculation unit 3 (z + ) is written as F (z + )
and the load F determined by the load determining means 43. This expansion determining means 44 is
Based on the load comparison, it is determined whether to expand the assigned area S as follows, and the results dF - and dF + are output.

F(z-)−F>THのとき dF-= 1 F−F(z-)>THのとき dF-=−1 それ以外のとき dF-= 0 F(z+)−F>THのとき dF+= 1 F−F(z+)>THのとき dF+=−1 それ以外のとき dF+= 0 TH:予め情報入力部6を通じて設定さ れた正のしきい値 この結果dF-が1のときには、担当領域Sをz-
方向に拡大する。また、この結果dF-が−1のと
きには、担当領域Sの拡大は行わないが、z-方向
に接続された輝度計算部3の担当領域が拡大され
ることを示している。
When F (z - ) - F > TH dF - = 1 When F - F (z - ) > TH dF - = -1 Otherwise dF - = 0 When F (z + ) - F > TH dF + = 1 When F-F(z + ) > TH dF + = -1 Otherwise dF + = 0 TH: Positive threshold value set in advance through the information input section 6 As a result, dF - 1, the responsible area S is z -
Expand in the direction. Furthermore, when dF - is -1 as a result, the area S in charge is not expanded, but the area in charge of the brightness calculation section 3 connected in the z - direction is expanded.

同様に、dF+が1のときには、担当領域Sをz+
方向に拡大する。また、この結果dF+が−1のと
きには、担当領域Sの拡大は行わないが、z+方向
に接続された輝度計算部3の担当領域が拡大され
ることを示している。
Similarly, when dF + is 1, the responsible area S is z +
Expand in the direction. Furthermore, when dF + is −1 as a result, the area S in charge is not expanded, but the area in charge of the brightness calculation unit 3 connected in the z + direction is expanded.

こうして決定された担当領域Sの拡大方向
dF-,dF+を受けて、これらの値が1の場合に、
領域拡大手段45では担当領域Sの範囲が拡大さ
れる。この領域拡大手段45は、まず領域情報記
憶手段33から、担当領域Sのz方向の範囲
(z-,z+)を読み出して記憶する。次に、以下に
示すように新たな範囲(z′-,z′+)を求める。
Expansion direction of the assigned area S determined in this way
Given dF - and dF + , if these values are 1, then
The area expanding means 45 expands the range of the area S in charge. The area enlarging means 45 first reads out and stores the range (z - , z + ) of the area S in its duty in the z direction from the area information storage means 33 . Next, find a new range (z' - , z' + ) as shown below.

dF-=1のとき、z′-=z-−dS dF+=1のとき、z′+=z++dS dS:予め情報入力部6を通じて設定 された正の拡大量 このように求められた範囲(z′-,z′+)を、領
域情報記憶手段33に書き込んで、担当領域Sの
範囲を拡大する。
When dF - = 1, z' - = z - -dS When dF + = 1, z' + = z + + dS dS: Positive enlargement amount set in advance through the information input section 6 Obtained in this way The range (z' - , z' + ) is written in the area information storage means 33 to expand the range of the area S in charge.

このような担当領域Sの拡大処理を行なうこと
により、担当領域Sに含まれている物体の数や通
過する光線の数を増加させることができ、輝度計
算部3の計算量を増加させることができる。同時
に、隣接する輝度計算部3(z+),3(z-)の負
荷を減少させることができる。従つて、全体の計
算量を平均化して、適切な負荷の再配分を図るこ
とができる。
By performing such enlargement processing of the assigned area S, the number of objects included in the assigned area S and the number of light rays passing through can be increased, and the amount of calculation by the brightness calculation unit 3 can be increased. can. At the same time, the load on the adjacent brightness calculation units 3(z + ) and 3(z - ) can be reduced. Therefore, it is possible to average out the total amount of calculations and redistribute the load appropriately.

こうして担当領域Sが拡大された場合、拡大さ
れた領域に含まれる物体の情報を隣接する輝度計
算部3から受け取り、物体情報記録手段35に付
け加えなければならない。
When the assigned area S is expanded in this way, information on objects included in the expanded area must be received from the adjacent brightness calculation section 3 and added to the object information recording means 35.

そのために、dF-が−1の場合、領域拡大手段
45はdF-の値を制御情報として物体情報記憶手
段35に出力する。これを受けた物体情報記憶手
段35は、各物体Oiの情報を、相互通信31を介
して、輝度計算部3(z-)へ転送する。
For this purpose, when dF - is -1, the region enlarging means 45 outputs the value of dF - to the object information storage means 35 as control information. The object information storage means 35 that receives this transfers the information of each object O i to the brightness calculation section 3 (z - ) via the mutual communication 31 .

また、dF-が1の場合には、領域拡大手段45
はdF-の値を物体情報判定手段38に出力する。
これを受けた物体情報判定手段38は、拡大され
た担当領域Sの範囲を、領域情報記憶手段33か
ら読み出す。さらに、相互通信手段31を介し
て、輝度計算部3(z-)から転送された物体Oj
の情報を読み出す。そして、この物体Ojの外接
領域と担当領域Sとが共通部分を持つかどうかの
判定処理を行う。この際の判定処理は、第14図
で既に示した通りの方法で行なう。この判定処理
の結果、物体Ojの外接領域と担当領域Sとが共
通部分を持つ場合には、物体Ojが担当領域Sに
含まれると判断して、この物体Ojの情報を物体
情報記憶手段35に記憶させる。
Further, when dF - is 1, the area expanding means 45
outputs the value of dF - to the object information determining means 38.
Upon receiving this, the object information determining means 38 reads out the expanded range of the area S in its duty from the area information storage means 33. Furthermore, the object O j transferred from the brightness calculation unit 3 (z - ) via the mutual communication means 31
Read out the information. Then, a process is performed to determine whether or not the circumscribed region of this object O j and the assigned region S have a common part. The determination process at this time is performed in the same manner as already shown in FIG. As a result of this determination process, if the circumscribed area of object O j and the assigned area S have a common part, it is determined that the object O j is included in the assigned area S, and the information of this object O j is used as the object information. The information is stored in the storage means 35.

ただし、この物体Ojと同じ物体の情報が、既
に物体情報記憶手段35に記憶されている場合が
ある。そこで、重複して物体Ojの情報を記憶さ
せることを避けるために、この物体Ojの物体番
号njと、物体情報記憶手段35に記憶された物体
Oiの物体番号niとを比較する。この比較結果によ
り、もし物体Ojと同じ物体Oiが記憶されていない
場合に物体Ojの情報を物体情報記憶手段35に
記憶させる。
However, information about the same object as this object O j may already be stored in the object information storage means 35. Therefore, in order to avoid storing the information of object O j repeatedly, the object number n j of this object O j and the object number n j stored in the object information storage means 35 are used.
Compare O i with object number n i . Based on this comparison result, if the same object O i as the object O j is not stored, information about the object O j is stored in the object information storage means 35 .

さらにdF+についても同様の処理を行つて、物
体情報の変更を行う。
Furthermore, similar processing is performed for dF + to change object information.

以上の処理により、担当領域Sが拡大された場
合に、物体情報記憶手段35に記憶された物体情
報の追加を行なう。
When the assigned area S is expanded through the above processing, the object information stored in the object information storage means 35 is added.

第16図a,bは、輝度計算部3間の光線Rの
情報の転送方法を示す説明図である。第15図b
に示す輝度計算部3a〜3dそれぞれの担当領域
が第15図aに示す担当領域Sa〜Sdであり、担当
領域Saは拡大されている。第16図aに示すよう
に、担当領域Sの変更により、領域の境界面の重
なりが生じる。また、第16図bに示すように、
相互通信手段を介した輝度計算部3間の接続は、
固定されている。従つて、第16図a,bに示す
ような場合、担当領域Saから担当領域Sbに入射す
る光線Rの情報を、輝度計算部3aから相互通信
手段31を介して、直接に輝度計算部3bへ転送
することはできない。
FIGS. 16a and 16b are explanatory diagrams showing a method of transferring information on the light ray R between the brightness calculation units 3. FIG. Figure 15b
The respective areas in charge of the brightness calculation units 3a to 3d shown in FIG. 15A are the areas in charge S a to S d shown in FIG. As shown in FIG. 16a, changing the assigned area S causes the boundary surfaces of the areas to overlap. Moreover, as shown in FIG. 16b,
The connection between the brightness calculation units 3 via the mutual communication means is as follows:
Fixed. Therefore, in the case shown in FIGS. 16a and 16b, the information about the light ray R that enters the responsible area S a from the responsible area S a is directly calculated from the brightness calculation unit 3 a via the mutual communication means 31. It cannot be transferred to section 3b.

そこで、このような光線Rの情報は、まず輝度
計算部3aから、相互通信手段31を介して、輝
度計算部3cに転送される。この転送された光線
Rの情報は、いつたん輝度計算部3cの光線情報
記憶手段34に記憶される。
Therefore, such information on the light ray R is first transferred from the brightness calculation section 3a to the brightness calculation section 3c via the mutual communication means 31. The information on the transferred light ray R is stored in the light ray information storage means 34 of the brightness calculation section 3c.

こうして光線情報記憶手段34に記憶された光
線Rの情報は、まず光線情報判定手段37に読み
出される。この光線情報判定手段37は、光線R
の始点位置座標のz座標値Szと、領域情報記憶手
段33から読み出した担当領域Sのz方向の範囲
(z-,z+)とを比較する。もし、 Sz≧z+ の場合は、相互通信手段31を介して、光線Rの
情報を、z+方向に接続された輝度計算部3dへ転
送する。また、 Sz<z- の場合は、相互通信手段31を介して、光線Rの
情報を、z-方向に接続された輝度計算部3bへ転
送する。
The information on the ray R stored in the ray information storage means 34 in this way is first read out by the ray information determination means 37. This light ray information determining means 37 determines that the light ray R
The z-coordinate value S z of the starting point position coordinate is compared with the range (z - , z + ) of the assigned area S read out from the area information storage means 33 in the z direction. If S z ≧z + , information on the light ray R is transferred to the brightness calculation unit 3d connected in the z + direction via the mutual communication means 31. Further, when S z <z - , information on the light ray R is transferred to the brightness calculation unit 3 b connected in the z - direction via the mutual communication means 31 .

すなわち、担当領域Sのz方向の範囲(z-
z+)のみが変更されるのであるから、光線Rの情
報をz方向に接続された輝度計算部3に転送すれ
ば、ただしい輝度計算部3で、光線Rの情報を処
理することができる。
In other words, the range in the z direction of the responsible area S (z - ,
z + ) is changed, so if the information on the light ray R is transferred to the brightness calculation unit 3 connected in the z direction, the information on the light ray R can be processed by the correct brightness calculation unit 3.

第17図は、輝度計算部3における光線と物体
との交差判定処理による各画素の輝度計算方法を
示す説明図である。第17図に示すように、光線
情報記憶手段34に記憶された光線Rの情報は、
まず光線情報判定手段37に読み出される。この
光線情報判定手段37における判定処理の結果、
輝度計算部3(z-)または輝度計算部3(z+)へ
転送されなかつた光線Rの情報は、交差判定手段
39へ送られる。この交差判定手段39は、光線
Rと物体情報記憶手段35に記憶された物体との
交差判定処理を行なう。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a method of calculating the brightness of each pixel by the process of determining the intersection between a light ray and an object in the brightness calculation unit 3. As shown in FIG. 17, the information on the ray R stored in the ray information storage means 34 is as follows:
First, the light beam information is read out by the light beam information determining means 37. As a result of the determination process in this light beam information determination means 37,
Information about the ray R that has not been transferred to the brightness calculation section 3 (z - ) or the brightness calculation section 3 (z + ) is sent to the intersection determination means 39 . This intersection determination means 39 performs intersection determination processing between the light ray R and the object stored in the object information storage means 35.

また、物体と交差しない光線Rについては、ま
ず担当領域Sの境界面と光線Rとの交点が求めら
れる。この交点により、光線Rが次に入射する隣
接の領域S′が求められ、光線Rの情報を転送すべ
き方向が、決定される。光線Rの情報は、相互通
信手段31を介して決定された方向の輝度計算部
3へ転送される。
Furthermore, for the ray R that does not intersect with the object, the intersection of the ray R and the boundary surface of the assigned area S is first determined. From this point of intersection, the adjacent region S' into which the light ray R will next enter is determined, and the direction in which the information of the light ray R should be transferred is determined. Information on the light ray R is transferred via the mutual communication means 31 to the brightness calculation unit 3 in the determined direction.

その際に、光線Rの始点位置座標は、求められ
た交点の位置座標に変更される。これにより、光
線Rの始点位置座標は、次に入射すべき領域に含
まれることになる。
At this time, the starting point position coordinates of the light ray R are changed to the position coordinates of the obtained intersection point. As a result, the starting point position coordinates of the light ray R will be included in the area to which the light ray R should enter next.

こうして転送された光線Rの情報は、相互通信
手段31から読み出されて、光線情報記憶手段3
4に記憶される。
The information on the light beam R transferred in this way is read out from the mutual communication means 31 and is read out from the mutual communication means 31 and
4 is stored.

さらに、光線Rが物体と交差していて、光線R
から新たな光線R′や光線RLが発生された場合に
は、これらの光線R′と光線RLの情報が、光線情
報記憶手段34に記憶される。
Furthermore, if the ray R intersects the object, the ray R
When new light rays R' and light rays R L are generated, information on these light rays R' and light rays R L is stored in the light ray information storage means 34.

このような交差判定処理については、前述の各
論文および第2図に示されている。
Such intersection determination processing is shown in each of the aforementioned papers and FIG. 2.

この処理により、光線Rの輝度Iが決定された
場合には、通信手段32を介して、光線Rの情報
が示す画像記憶部4の画素p(i,j)に、その
輝度Iが加算される。
When the brightness I of the light ray R is determined by this process, the brightness I is added to the pixel p (i, j) of the image storage unit 4 indicated by the information about the light ray R via the communication means 32. Ru.

上述の交差判定処理によつて、各輝度計算部3
の光線情報記憶手段34に記憶された光線Rの情
報を総て処理した時点で、画像Pの合成が完了す
る。
Through the above-described intersection determination process, each brightness calculation unit 3
The composition of the image P is completed when all the information on the light ray R stored in the light ray information storage means 34 has been processed.

なお、ここではz方向に隣接する輝度計算部3
間でのみ負荷の再配分処理を行うものとして説明
した。もし、x,y方向に隣接する輝度計算部3
間でも負荷の再配分処理を行う場合も、同様の処
理で負荷の再配分を実行できる。
Note that here, the brightness calculation unit 3 adjacent in the z direction
The explanation has been made assuming that load redistribution processing is performed only between. If the brightness calculation unit 3 adjacent in the x and y directions
When performing load redistribution processing between servers, the same process can be used to redistribute the load.

また、各輝度計算部3の物体情報記憶手段35
に全物体の情報を記憶しておいて、担当領域内に
含まれる物体のみを選択して交差判定処理を行つ
ても良い。こうすることにより、負荷の再配分処
理の際に輝度計算部3間で物体の情報を転送する
必要が無くなる。
In addition, the object information storage means 35 of each brightness calculation section 3
It is also possible to store information on all objects in the area, select only the objects included in the area in charge, and perform the intersection determination process. By doing so, there is no need to transfer object information between the brightness calculation units 3 during load redistribution processing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の物体画像合成装置では、各輝度計算部
の担当領域の形状は直方体であり、その直方体の
各面は、座標軸に垂直である。このため、担当領
域の境界面と光線との交差判定が、非常に容易で
ある。従つて、光線が担当領域を通過する場合
に、従来と比べてはるかに少ない処理量で、この
光線の情報を転送すべき領域を決定することがで
きる。
In the object image synthesis device of the present invention, the shape of the area in charge of each brightness calculation section is a rectangular parallelepiped, and each surface of the rectangular parallelepiped is perpendicular to the coordinate axis. Therefore, it is very easy to determine the intersection between the boundary surface of the assigned area and the light beam. Therefore, when a light beam passes through the assigned area, it is possible to determine the area to which the information of this light beam should be transferred with a much smaller amount of processing than in the past.

また、担当領域の形状の変更は、特定の座標軸
に垂直な境界面をその座標軸に平行な方向に移動
することで実行される。このため、担当領域の形
状が変更されても、担当領域は直方体に保たれる
ので、上述の効果は損なわれない。
Further, the shape of the assigned area is changed by moving a boundary surface perpendicular to a specific coordinate axis in a direction parallel to that coordinate axis. Therefore, even if the shape of the area in charge is changed, the area in charge is kept in the shape of a rectangular parallelepiped, so the above-mentioned effects are not impaired.

さらに、担当領域の形状が変更された際に、こ
の担当領域に含まれる物体の情報を、変更しなけ
ればならない。この場合でも、担当領域が直方体
に保たれるので、容易に物体の情報を変更するこ
とができる。
Furthermore, when the shape of the assigned area is changed, information on objects included in this assigned area must be changed. Even in this case, since the area in charge is kept in the form of a rectangular parallelepiped, object information can be easily changed.

このように、担当領域の形状を変更する際の処
理量が少ないので、担当領域の形状の変更によ
る、各輝度計算部の負荷の再配分の効果を、十分
に得ることができる。
In this way, since the amount of processing required when changing the shape of the assigned area is small, it is possible to sufficiently obtain the effect of redistributing the load of each brightness calculation unit by changing the shape of the assigned area.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図aおよびbは本発明の一実施例の物体画
像合成装置の全体を示す全体構成ブロツク図およ
び輝度計算部の詳細な構成を示す構成ブロツク
図、第2図は画素p(i,j)の輝度Iの計算方
法を示す説明図、第3図は光線Rを発生した際に
設定すべき光線Rの情報を示す図、第4図は初期
光線発生部1の動作を説明するための説明図、第
5図は物体情報設定部2に設定される物体の情報
を示す図、第6図は物体としての球の外接領域を
示す説明図、第7図は物体情報設定部2に設定さ
れる光源の情報を示す図、第8図は複数の輝度計
算部3を3次元配列状に結合する方法を示す説明
図、第9図は物体を定義する空間を各輝度計算部
3に割り当てられる担当領域Sに分割する方法を
示す図、第10図および第11図はそれぞれ輝度
計算部3の担当領域Sを示す領域情報の図および
立体的に示す説明図、第12図は初期光線発生部
1から輝度計算部3への光線Rの情報の転送処理
を示すブロツク図、第13図は輝度計算部3に設
けられた物体情報記憶手段35と光源情報記憶手
段36に物体情報設定部2から物体情報と光源情
報とを記憶させる処理を示すブロツク図、第14
図aおよびbは輝度計算部3の担当領域Sと物体
情報の外接領域との比較処理を示す説明図で、そ
れぞれ担当領域Sと外接領域とが共通部分を持つ
場合と持たない場合であり、第15図は輝度計算
部3の担当領域Sの変更処理を示すブロツク図、
第16図aおよびbは輝度計算部3間の光線Rの
情報の転送方法を示す説明図、第17図は輝度計
算部3における光線と物体との交差判定処理によ
る各画素の輝度計算方法を示すブロツク図であ
る。 1……初期光線発生部、2……物体情報設定
部、3,3a,3b,3c,3d……輝度計算
部、4……画像記憶部、5……接続線、6……情
報入力部、31……相互通信手段、32……通信
手段、33……領域情報記憶手段、34……光線
情報記憶手段、35……物体情報記憶手段、36
……光源情報記憶手段、37……光線情報判定手
段、38……物体情報判定手段、39……交差判
定手段、43……負荷決定手段、44……拡大決
定手段、45……領域拡大手段。
FIGS. 1a and 1b are block diagrams showing the overall configuration of an object image synthesis device according to an embodiment of the present invention, and a block diagram showing the detailed configuration of the brightness calculation section. FIG. ), FIG. 3 is a diagram showing information on the ray R that should be set when the ray R is generated, and FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the initial ray generating section 1. 5 is a diagram showing the object information set in the object information setting section 2, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the circumscribed area of a sphere as an object, and FIG. 7 is a diagram showing the information set in the object information setting section 2. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method of combining a plurality of brightness calculation units 3 into a three-dimensional array, and FIG. 9 is a diagram showing how to allocate a space defining an object to each brightness calculation unit 3. FIGS. 10 and 11 are diagrams showing area information and a three-dimensional explanatory diagram showing the area S in charge of the brightness calculation unit 3, respectively. FIG. FIG. 13 is a block diagram showing the process of transferring information on the light ray R from the brightness calculation unit 3 to the brightness calculation unit 3. 14. Block diagram showing the process of storing object information and light source information from
Figures a and b are explanatory diagrams illustrating the comparison process of the brightness calculation unit 3 between the assigned area S and the circumscribed area of the object information, and show the cases where the assigned area S and the circumscribed area have a common part and the case where they do not, respectively. FIG. 15 is a block diagram showing the process of changing the area S in charge of the brightness calculation unit 3;
FIGS. 16a and 16b are explanatory diagrams showing a method of transferring information on the light ray R between the brightness calculation units 3, and FIG. 17 shows a method of calculating the brightness of each pixel by the intersection determination process between a light ray and an object in the brightness calculation unit 3. FIG. 1... Initial light generation section, 2... Object information setting section, 3, 3a, 3b, 3c, 3d... Brightness calculation section, 4... Image storage section, 5... Connection line, 6... Information input section , 31... Mutual communication means, 32... Communication means, 33... Area information storage means, 34... Ray information storage means, 35... Object information storage means, 36
. . . Light source information storage means, 37 . . . Light ray information determination means, 38 . . . Object information determination means, 39 . . . Intersection determination means, 43 . .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光源から視点に至る光線の経路を逆向きに辿
つて、物体と光線との交差判定処理を行ない、前
記物体を表示すべき画像を構成する各画素の輝度
を計算する光線追跡法に基づく物体画像合成装置
において、 前記視点から前記各画素を通る複数の光線の情
報を発生する初期光線発生部と、 前記物体の情報を設定する物体情報設定部と、 それぞれが前記物体の定義される空間を座標軸
に垂直な平面で分割して生成される複数の領域の
うちの1領域である担当領域を通過する光線と前
記担当領域に含まれる前記物体との交差判定処理
を行なうことにより前記画素の輝度を計算する複
数の輝度計算部と、 この輝度計算部で計算された輝度を前記画素と
して記憶する画素記憶部とを含み、 前記輝度計算部それぞれに、前記担当領域の範
囲を記憶する領域情報記憶手段と、それぞれの負
荷を決定する負荷決定手段と、前記座標軸それぞ
れに平行な方向において前記担当領域と隣接する
前記領域を担当する前記輝度計算部である隣接輝
度計算部との相互通信を行なう相互通信手段と、
この相互通信手段を介して得られる前記隣接輝度
計算部の負荷と自身の負荷とを比較して前記隣接
輝度計算部が担当する前記領域の方向に前記担当
領域を拡大するかどうかを決定する拡大決定手段
と、この拡大決定手段の決定に基づき前記担当領
域を拡大すべく前記領域情報記憶手段に記憶され
た前記担当領域の範囲を拡大する領域拡大手段と
が備えられていることを特徴とする物体画像合成
装置。
[Claims] 1. Reverse the path of the light ray from the light source to the viewpoint, perform intersection determination processing between the object and the light ray, and calculate the brightness of each pixel constituting the image that should display the object. An object image synthesis device based on a ray tracing method, comprising: an initial ray generation section that generates information on a plurality of rays passing through each pixel from the viewpoint; and an object information setting section that sets information on the object; Intersection determination processing is performed between a light ray passing through a responsible region that is one of a plurality of regions generated by dividing a space defined by a plane perpendicular to the coordinate axis and the object included in the responsible region. a plurality of brightness calculation units that calculate the brightness of the pixel by calculating the brightness of the pixel, and a pixel storage unit that stores the brightness calculated by the brightness calculation unit as the pixel, and each of the brightness calculation units has a range of the area in its duty. an area information storage means for storing, a load determination means for determining respective loads, and an adjacent brightness calculation unit which is the brightness calculation unit responsible for the area adjacent to the responsible area in directions parallel to each of the coordinate axes. mutual communication means for mutual communication;
Comparing the load of the adjacent brightness calculation unit obtained through this mutual communication means with its own load, and determining whether to expand the area in charge of the adjacent brightness calculation unit in the direction of the area in charge of the expansion. The present invention is characterized by comprising a determining means, and an area expanding means for expanding the range of the responsible area stored in the area information storage means in order to expand the responsible area based on the determination by the expansion determining means. Object image synthesis device.
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