JPH0620030A

JPH0620030A - ３次元画像情報に基づく画像情報生成及び画像表示データ再生装置

Info

Publication number: JPH0620030A
Application number: JP19626392A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Takagaki; 裕正高垣; Akiya Ishida; 秋也石田; Yasuo Nomura; 康夫野村; Joji Fukuda; 譲治福田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-28

Abstract

(57)【要約】【構成】情報入力部２０で被表示対象となる３次元物
体に対するユーザの視点情報と空間情報とを２次元画像
情報選択部２１に供給する。２次元画像情報選択部２１
は供給される各情報に基づいて演算を行って、予め記憶
している情報から対応する２次元画像情報を選択して読
み出した２次元画像情報を描画補正部２２に供給して補
正処理して最終出力の画像情報を再生してディスプレイ
２３に表示する。【効果】表示される物体の動きを滑らかに能力の低い
ＣＰＵを用いても非常に高速なユーザとの対話による表
示を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元物体を描画する
画像情報を生成し、生成した情報を用いて画像を再生す
る際に、高速の画像表示が要求されるシステムに用いて
好適な３次元画像情報に基づく画像情報生成及び画像表
示データ再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータは、例えば画像処理等を介
して入力されたディジタルデータを高速に演算する機能
を有している。また、この演算機能を用いてコンピュー
タは、ディジタルデータをユーザに情報の把握が容易に
行い得るように視覚的な表示であるグラフィック表示を
行うことができる。

【０００３】このグラフィックス表示は、コンピュータ
に搭載している中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）の性能
の向上に伴って３次元の物体等の表現が可能になってき
ている。３次元の表現を行うために要するディジタルデ
ータは、２次元で表現するデータ量に較べて非常に多量
のデータを扱う必要がある。この必要性からＣＰＵは高
速演算が可能にするものを用いている。さらに、最近、
３次元表示を行わせる画像情報表示装置は、ユーザとの
対話環境において高速な画像処理が要求されていきてい
る。このため、３次元用の画像情報表示装置に搭載する
ＣＰＵの性能の仕様は、途方もなく高速の演算処理を可
能にするものになっている。ユーザとリアルタイムで３
次元の表現を行うため、３次元表示を行わせる画像情報
表示装置は、一つのＣＰＵの性能が高いＣＰＵを複数用
いたいわゆるコンピュータグラフィックスエンジン等で
実現している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コンピュー
タグラフィックスエンジンのような３次元表示を行わせ
る画像情報表示装置は、仕様に見合った性能にするた
め、非常に高価な装置になってしまう。近年、記憶媒
体の高密度化によってビット当りの記憶単価は、指数的
に低下しつつある。また、ＣＰＵの演算性能も年々向上
しつつあるがコストパフォーマンスの見地から記憶媒体
とＣＰＵの進歩を比較したとき、記憶媒体のコストパフ
ォーマンスの方がＣＰＵのコストパフォーマンスの向上
より早く実現できる可能性をもっている。このため、多
量のディジタルデータを必要とし安価なＣＰＵによる３
次元表示を可能にする画像情報表示装置、特に、コンシ
ューマ機器での実現が望まれている。

【０００５】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
てなされたものであり、多量のデータを扱って対話的に
リアルタイム処理によって表示対象に対して立体的な表
現を可能にする３次元画像情報に基づく画像情報生成及
び画像表示データ再生装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る３次元画像
情報に基づく画像情報生成装置は、３次元画像情報の情
報出力手段と、該情報出力手段からの３次元画像情報に
基づいて互いに異なる複数の視点から見た画像情報を算
出する演算手段と、演算された複数の画像情報を対応す
る上記複数の視点情報と共に記憶する記憶手段とを有し
てなることにより、上述の課題を解決する。

【０００７】ここで、上記画像情報は、表示データその
ものに一致したものでなく、画像表示する上で基準とな
るデータである。上記情報出力手段は３次元画像により
表示するための例えば物体の形状や色に関するベクトル
データ等を含む３次元画像情報を設定する物体設定手段
を有し、対象とする３次元画像情報を上記演算手段に出
力している。

【０００８】また、上記演算手段は、３次元画像を構成
する情報を２次元画像情報にするためにサンプリングす
るためのサンプリング方向の基準データの組を記憶する
表示基準情報記憶手段を有している。この基準データ
は、３次元物体を囲む正ｎ多面体（ｎは整数）を仮定し
て上記正ｎ多面体の中心と上記正多面体の各面の正多角
形の中心を結ぶ法線方向を指定する法線ベクトルとユー
ザの視線方向と直交する視野面の方向を指定する視野確
定ベクトルをそれぞれサンプリング基準データの組の情
報として記憶されている。

【０００９】さらに、上記演算手段は、上記表示基準情
報記憶手段からの出力信号に基づき３次元物体を視野の
中心に表示するために複数の視点を算出する視点算出手
段と、該視点算出手段から得られた視点情報と上記物体
設定手段から供給される上記物体の３次元画像情報とに
基づき上記３次元物体の２次元画像情報を生成する２次
元画像情報生成手段を有している。

【００１０】上記視点算出手段は、上記表示基準情報記
憶手段において設定した正ｎ多面体の面の数ｎと同じ数
の視点データを出力する。

【００１１】また、画像表示データ再生装置は、３次元
の物体を高速に描画する再生装置において、被表示対象
となる３次元物体に対するユーザの視点情報と空間情報
とを供給する情報入力手段と、該情報入力手段から供給
される各情報に基づいて演算を行って、予め記憶してい
る情報から対応する画像情報を選択する情報選択出力手
段と、該情報選択出力手段から読み出した画像情報に補
正処理を行って描画する描画補正手段とを有してなり、
上記画像情報を表示手段に表示することにより、上述の
課題を解決する。

【００１２】ここで、上記画像情報は、表示手段に表示
される画像表示データである。上記情報入力手段は、被
表示対象となる３次元物体に対するユーザの視点情報を
供給する視点情報入力手段と、上記３次元物体の３次元
空間におけるの空間情報を供給するセンサ手段とで構成
している。

【００１３】また、上記情報選択出力手段は、上記情報
入力手段から供給される各情報に基づいて３次元物体の
空間位置をシミュレートする位置算出手段と、該位置算
出手段からの演算結果に応じて表示する空間内における
配置等の上記物体の位置情報を管理する位置管理手段
と、該位置管理手段からの物体の位置情報と上記位置計
算手段からの視線情報とにより視点の方向を計算する視
点方向計算手段と、該視点方向計算手段からの演算結果
に応じて予め求めて記憶している情報の中で視点方向に
最も近い情報を選択する情報選択手段と、予め求めて記
憶している情報を記憶しておく記憶手段とで構成してい
る。

【００１４】上記描画補正手段は、上記情報選択出力手
段から読み出した情報に対して上記視点方向計算手段か
らの制御信号に応じて被表示物体の表示に補正を施す情
報補正手段と、該情報補正手段からの最終の画像情報を
画像データとして描画合成する描画手段とを有して表示
手段に表示している。

【００１５】

【作用】本発明の３次元画像情報に基づく画像情報生成
装置は、情報出力手段で予め設定したパラメータに基づ
く例えばベクトルデータを含めた対象物体に関すデータ
を演算手段に供給している。演算手段は、互いに異なる
複数の視点から見た２次元画像情報を算出して記憶手段
に供給する。上記記憶手段は、この予め設定された物体
に対する各視点毎の２次元画像情報を記憶しておく。

【００１６】また、本発明の画像表示データ再生装置
は、情報入力手段から被表示対象となる３次元物体に対
するユーザの視点情報と空間情報とを情報選択出力手段
に供給する。上記情報選択出力手段は、供給される情報
を基にして３次元空間における視点方向を計算し、対応
する予め求めて記憶している２次元画像情報の中で最も
近い情報を選択して描画補正手段に出力する。描画補正
手段は、上記視点方向計算手段からの制御信号に応じて
表示する物体に補正を施した２次元画像情報を表示手段
に３次元物体として表示している。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る３次元画像情報に基づく
画像情報生成及び画像表示データ再生装置の実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００１８】ここで、本発明の３次元画像情報に基づく
画像情報生成及び画像表示データ再生装置は、説明の簡
単化を図るため３次元物体を囲む正多面体を正６面体に
している。

【００１９】３次元画像情報に基づく画像情報生成装置
は、図１に示す３次元画像情報の情報出力手段である対
象物体設定部１０と、対象物体設定部１０からの３次元
画像情報に基づいて互いに異なる複数の視点から見た画
像情報を算出する演算手段である２次元画像情報生成部
１１と、演算された複数の画像情報を対応する上記複数
の視点情報と共に記憶する記憶手段である画像メモリ部
１２とで構成している。

【００２０】上記対象物体設定部１０は、３次元画像に
より表示するための例えば物体の形状や色に関するベク
トルデータや頂点座標や面の構成情報等を含む３次元画
像情報として設定する物体設定手段を有し、対象とする
３次元画像情報を２次元画像情報生成部１１に出力して
いる。

【００２１】また、上記２次元画像情報生成部１１は、
サンプリング基準テーブル１１ａ、視点算出部１１ｂ及
びコンピュータグラフィックスレンダリングシステム
（以下ＣＧレンダリングシステムという）１１ｃで構成
している。

【００２２】ここで、上記画像情報は、表示データその
ものに一致したものでなく、画像表示する上で基準とな
るデータである。この基準となる２次元画像情報を生成
する方法には各種の方法がある。視点方向の設定に関す
る第１の実施例において上記サンプリング基準テーブル
１１ａは、３次元画像を構成する情報を２次元画像情報
にするためにサンプリングするためのサンプリング方向
の基準データの組を記憶する表示基準情報記憶手段であ
る。ここで、サンプリング基準テーブル１１ａに記憶さ
れるサンプリング基準データは、３次元物体を囲む正ｎ
多面体（ｎは整数）を仮定して上記正ｎ多面体の中心と
上記正多面体の各面の正多角形の中心を結ぶ法線方向を
指定する法線ベクトルとユーザの視線方向と直交する視
野面の方向を指定する視野確定ベクトルをそれぞれサン
プリング基準データの組の情報として記憶されている。
この実施例ではｎ＝６である。

【００２３】視点算出部１１ｂは、上記サンプリング基
準テーブル１１ａからの出力信号に基づき３次元物体を
視野の中心に表示するために複数の視点を算出してＣＧ
レンダリングシステム１１ｃに視点情報を供給してい
る。従って、上記視点算出部１１ｂは、上記サンプリン
グ基準テーブル１１ａにおいて設定した正６多面体の面
の数ｎ＝６と同じ数の視点データを出力する。

【００２４】ＣＧレンダリングシステム１１ｃは、視点
算出部１１ｂから得られた視点情報と上記対象物体設定
部１１ａから供給される上記物体の３次元画像情報とに
基づき上記３次元物体の２次元画像情報を生成してい
る。また、画像メモリ部１２は、半導体を用いたメモリ
や記憶媒体等を用いてもよい。

【００２５】次に、この第１の実施例におけるサンプリ
ング基準テーブル１１ａのデータ組の設定について図２
〜図４及び図６を参照しながら説明する。表示しようと
する３次元物体Ａが図２に示すように正６面体Ｂの中に
入れている。サンプリング基準テーブル１１ａに格納す
るデータ組は、３次元物体Ｂを囲む正多面体の面情報、
すなわちｎ＝６に対応した数の各面に対する法線ベクト
ルを仮定している。この仮定において法線ベクトルは、
図３に示すように正６面体Ｂの中心Ｏと正６面体の各面
の正方形の中心を結ぶ法線方向を結ぶ６個のベクトルｖ
₀〜ｖ₅が存在することになる。また、図３に各法線ベク
トルの方向から見た直線と半径ｄの球上の交点をＰ₀〜
Ｐ₅としている。この６つの交点Ｐ₀〜Ｐ₅からそれぞれ
見た３次元物体Ｂを図４に示す２次元画像情報をデータ
として記憶する。

【００２６】この場合、サンプリング基準テーブル１１
ａのデータ組の要素は上記法線ベクトルを視線方向と同
一として扱うことができるが、３次元物体Ｂを射影して
２次元画像情報にするとき、視野平面Ｓの仮定が必要に
なる。視野平面Ｓの仮定は法線ベクトルと同様に視野確
定ベクトルＰ_vを用いてして３次元物体Ｂを展開する。
この視野確定ベクトルＰ_vは、法線ベクトルｖと垂直で
あれば視野平面を示すことができるから、この面内のど
の方向に設定しても構わない（図６を参照）。

【００２７】次に、３次元画像情報に基づく画像情報生
成装置の動作について図５に示すフローチャートを参照
しながら説明する。また、必要に応じて前述した図面も
参照する。３次元画像情報に基づく画像情報生成装置
は、予め設定された３次元画像情報に基づく２次元画像
情報を生成すると共に、生成した２次元画像情報を取り
込む装置である。この生成手順を開始して、ステップＳ
１０では対称物体設定部１０から原点中心Ｏのベクトル
データを含む物体データをＣＧレンダリングシステム１
１ｃに出力する。この物体データは、例えば３次元物体
Ｂの頂点情報や面の構成、曲面情報、色の情報等からな
る。これらの情報してステップＳ１１に進む。

【００２８】ステップＳ１１では対称の３次元物体Ｂに
対する図３に示したサンプリングの距離ｄを設定して決
める。このサンプリングの距離ｄは、各物体毎に決めて
ステップＳ１２に進む。

【００２９】ステップＳ１２では、サンプリング基準テ
ーブル１１ｂに記憶している法線ベクトルｖと視線確定
ベクトルＰ_vのデータ組を読み出して視点算出部１１ｂ
に供給する。

【００３０】このデータの供給を受けてステップＳ１３
では、視点算出部１１ｂで図２や図３に示した正６面体
の中心Ｏが原点となり視野の中心になる視点情報を生成
する。ここで、法線ベクトルｖと視線確定ベクトルＰ_v
を単位ベクトルとして３次元物体を射影する視野平面Ｓ
は例えばＸＹ平面とするとき、座標軸Ｘ、Ｙを次の通り
設定する。Ｘ軸は視野確定ベクトルＰ_vの方向に設定
し、Ｙ軸は法線ベクトルｖと視野確定ベクトルＰ_vの外
積（ｖ×Ｐ_v）の方向に設定する。このように設定して
視線の方向を法線ベクトルｖの方向に一致すれば、視点
は中心Ｏから内積をとって−ｄ・ｖの位置になる。この
ようにして視点に関するデータを算出して、視点算出部
１１ｂは、これらの設定したデータをＣＧレンダリング
システム１１ｃに出力する。

【００３１】ステップＳ１４では供給される視点に関す
るデータとステップＳ１０での物体データとを基にして
図６に示す視野平面Ｓに射影される２次元画像データを
算出する。ステップＳ１５でステップＳ１４において算
出したデータを画像メモリ部１２に供給して保存する。
この保存される２次元画像情報は、図４に示した視野平
面に射影したデータである。このデータを画像メモリ部
１２に格納した後ステップＳ１６に進む。

【００３２】ステップＳ１６では正６面体のすべての面
について射影した２次元画像情報の生成処理が終了した
かどうかの判別を行っている。まだ処理が終了していな
い場合、ステップＳ１２に戻って以後の処理を繰り返
す。また、すべての処理が終了した場合、この２次元画
像情報の生成処理手順を終了する。

【００３３】このように構成することにより、予め設定
した３次元物体をリアルタイムで表示する際のデータを
２次元画像の情報として記憶させておくことができるよ
うになる。

【００３４】また、本発明の３次元画像表示データ再生
装置は、３次元の物体を高速に描画する再生装置におい
て、図７に示す被表示対象となる３次元物体に対するユ
ーザの視点情報と空間情報とを供給する情報入力手段で
ある情報入力部２０と、該情報入力部２０から供給され
る各情報に基づいて演算を行って、予め記憶している情
報から対応する画像情報を選択する情報選択出力手段で
ある２次元画像情報選択部２１と、該２次元画像情報選
択部２１から読み出した画像情報に補正処理を行って描
画する描画補正手段である描画補正部２２とで構成して
いる。

【００３５】ここで、上記画像情報は、表示手段である
ディスプレイ２３にに表示される画像表示データであ
る。上記描画補正部２２から出力される２次元画像情報
は、ディスプレイ２３に供給して視点方向から見た３次
元物体として表示する。

【００３６】上記情報入力部２０は、被表示対象となる
３次元物体、例えば図２に示した物体Ｂに対するユーザ
の視点情報を供給する視点情報入力手段である入力装置
２０ａと、上記３次元物体の３次元空間におけるの空間
情報を供給するセンサ手段であるセンサ部２１ｂとで構
成している。

【００３７】また、上記２次元画像情報選択部２１は、
上記情報入力部２０から供給される各情報に基づいて３
次元物体の空間位置をシミュレートする位置算出手段で
あるシミュレーション部２１ａと、該シミュレーション
部２１ａからの演算結果に応じて表示する空間内におけ
る配置等の上記物体の位置情報を管理する位置管理手段
である物体位置管理部２１ｂと、該物体位置管理部２１
ｂからの物体の位置情報と上記シミュレーション部２１
ａからの視線情報とにより視点の方向を計算する視点方
向計算手段である視点方向計算部２１ｃと、該視点方向
計算部２１ｃからの演算結果に応じて予め求めて記憶し
ている情報の中で視点方向に最も近い情報を選択する情
報選択手段であるデータ選択部２１ｄと、予め求めて記
憶している情報を記憶しておく記憶手段であるメモリ２
１ｅとで構成している。

【００３８】上記描画補正部２２は、上記２次元画像情
報選択部２１から読み出した情報に対して上記視点方向
計算２１ｃからの制御信号に応じて被表示物体の表示に
補正を施す情報補正計算部２２ａと、該情報補正計算部
２２ａからの最終の２次元画像情報を画像データとして
描画合成する描画部２２ｂとで構成している。

【００３９】この３次元画像表示データ再生装置の動作
手順について図８に示すフローチャートを参照しながら
説明する。また、必要に応じて前述した図面も参照す
る。３次元画像表示データ再生装置は、予め設定された
３次元画像情報に基づく画像情報を生成して記憶する３
次元画像情報に基づく画像情報生成装置から画像情報で
ある画像表示データを再生し、この画像表示データを基
に表示した２次元画像で３次元物体を高速に表示する装
置である。

【００４０】この再生手順を開始して、ステップＳ２０
では情報入力部２０における入力装置２０ａから被表示
対象である例えば図２に示した物体Ｂに対するユーザの
視点情報をシミュレーション部２１ａに供給する。ま
た、情報入力部２０のセンサ部２０ｂは、入力装置２０
ａと同様にシミュレーション部２１ａにセンサ部２１ｂ
から３次元物体の３次元空間におけるの空間情報を供給
する。

【００４１】ステップＳ２１ではシミュレーション部２
１ａが情報入力部２０から供給される各情報に基づいて
３次元物体の空間位置及び視点に関してシミュレートし
ている。このシミュレートした情報は、３次元物体がど
こにあるかを計算し、空間に関する情報を物体位置管理
部２１ｂに供給し、物体からの視点情報である視点ベク
トルを計算して視点方向計算部２１ｃに供給している。
上記物体位置管理部２１ｂが演算結果に基づく３次元物
体の空間位置情報から位置及び回転の情報を視点方向計
算部２１ｃに出力している。

【００４２】ステップＳ２２では、視点方向計算部２１
ｃは演算結果である視点ベクトルと３次元物体の空間位
置情報から被表示物体に対する実際の視点方向を計算
し、データ選択部２１ｄに演算結果を供給している。

【００４３】ステップＳ２３では、３次元画像情報に基
づく画像情報生成装置における予め計算して画像メモリ
部１２に記憶している２次元画像情報の中で、求めた視
点方向に最も近い視点方向から計算している２次元画像
情報がどれか求めている。この視点方向の選択方法は、
例えばアドレス基準テーブル１１ａと同じ機能を有して
法線ベクトルｖと視野確定ベクトルＰ_vのデータ組の中
で供給された視点方向に最も近い２次元画像情報を格納
しているアドレスデータ、あるいはインデックス番号を
メモリ２１ｅに出力する。

【００４４】ステップＳ２４でメモリ２１ｅは、アドレ
スデータ、あるいはインデックス番号に基づいて記憶し
ている画像情報（２次元）を情報補正計算部２２ａに出
力する。

【００４５】ステップＳ２５で情報補正計算部２２ａは
図３に示した原点中心Ｏからの視点までの距離ｄを計算
する。ステップＳ２６で情報補正計算部２２ａは、視点
方向計算部２１ｃからの視線情報を制御信号として光源
の方向を加味したり、角度を２次元的に変化させるため
等のための画像の回転、サイズの変換を行う２次元行列
を用いる。この２次元行列による変換は、２次元画像情
報をさらに所望の３次元物体の表示に近付ける。この変
換に伴う補正情報信号が生成されて描画部２２ｂに供給
されている。

【００４６】ステップＳ２７では描画部２２ｂはメモリ
２１ｅからの出力される２次元画像情報に補正情報信号
に基づいて画像変換を行っている。ステップＳ２８で最
終画像情報をビデオＲＡＭ等に一時的に記憶してディス
プレイ２３に出力して再生処理を終了する。

【００４７】なお、この３次元物体の表示手順は一つの
物体を表示した場合について説明したがこれらの操作を
繰り返すことによって複数の物体を表示することがで
き、また物体間の光源との相互位置関係も考慮すれば現
実に近い３次元表示が高速に表示できるようになる。

【００４８】ここで、上述した実施例は、正６面体によ
る６つの方向からのデータで再生すると滑らかな３次元
物体の動きを伴った表示に問題が生じるが、例えば正８
面体、正１２面体、正２０面体や正２０面体の各頂点を
切り落とした３２面体等のような面の数が多い多面体を
用いればスムーズに動かすことができる。面の数を多く
すれば、当然データ量も多くなるので、物体のシミュレ
ーションモデル中の性質に応じてサンプリングに使う多
面体を選択すればユーザの希望に応じた３次元表示を行
わせることができる。

【００４９】このように構成することにより、多量のデ
ータが必要な３次元表示処理を安価なＣＰＵを用いても
十分品質の高い画像表示を行わせることができる。３次
元画像情報再生装置は、この画像表示に要する時間を短
縮し、さらに例えば３次元物体を動かすような対話的な
リアルタイム処理も可能にする。

【００５０】また、３次元画像情報に基づく画像情報生
成及び画像表示データ再生装置における視点設定の第２
の実施例について図９を参照して説明する。この場合も
簡単化のため正６面体を用いて説明する。

【００５１】物体の中心から多面体である立方体の頂点
ｔ₁〜ｔ₈は、それぞれ上記中心から距離ｄだけ離れた球
面上に視点Ｐ₁からＰ₈を設定している。これらの８方向
から見た２次元画像情報をそれぞれ生成して記憶してお
く。視点が決まった際にこれらの記憶したデータから補
間して視点方向のデータを生成する。視点が図９に示す
頂点ｔ₁-ｔ₄-ｔ₇-ｔ₆で形成している面を貫通すること
が判ったならば、データ選択部２１ｄは、その面を通過
する視線の交点を算出する。この交点と各頂点との距離
の比等を用いて３次元画像情報は各頂点のデータを合成
して画像を生成する。

【００５２】データ補間を行った後で使用するので、こ
の画像は、実際に見える画像そのものではない。この画
像は、物体の見える頂点の面に対する法線ベクトルや色
情報等の画像データを計算するための中間データであ
る。このように中間データを用いても２次元画像情報か
ら例えば３次元物体を高速に表示することができる。

【００５３】さらに、３次元画像情報に基づく画像情報
生成及び画像表示データ再生装置における視点設定の第
３の実施例について図１０を参照して説明する。この場
合も簡単化のため正６面体を用いて説明する。

【００５４】この実施例は、多面体を用いるのでなく、
空間座標を格子状に設定して視点設定する方法である。
これは正多面体の各面の方向は３次元的に均等で表示す
る上で好都合である。しかしながら、直交座標でこの各
面の方向を表示する場合、座標位置は切れのよい整数値
に成り得ない。そこで、３次元画像情報に基づく画像情
報生成及び画像表示データ再生装置は、切れのよい数値
を扱うことによって表すことができればよい。

【００５５】従って、各軸方向の単位ベクトルを仮定し
て３次元画像情報に基づく画像情報生成及び画像表示デ
ータ再生装置は、図１０に示す各方向に単位ベクトルを
原点Ｏからの倍数を１、０、−１倍して合成することに
よって２６方向を指定することができる。ここで、図１
０に示した上記２６の方向は、ベクトルの添字_X,Y,Zで
表す。例えばＰ_-1,0,-1はＸ軸の単位ベクトルを−１
倍、Ｙ軸の単位ベクトルを０倍、Ｚ軸の単位ベクトルを
−１倍する方向を合成した方向を示すことになる。

【００５６】このように方向を決めておくことにより、
データ選択部２１ｄの構造を簡単化して高速化を図るこ
とができるようになる。

【００５７】このように構成することにより、３次元画
像情報に基づく画像情報生成及び画像表示データ再生装
置は、表示される物体の動きを滑らかに能力の低いＣＰ
Ｕを用いても非常に高速なユーザとの対話を行うことが
できる。特に、コンシューマ機器にリアルタイムに例え
ば３次元物体の動きが要求される場合でも安価な価格で
供給することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の画像情報に基づく画像情報生成装置によれば、３次
元画像情報の情報出力手段と、該情報出力手段からの３
次元画像情報に基づいて互いに異なる複数の視点から見
た２次元画像情報を算出する演算手段と、演算された複
数の２次元画像情報を対応する上記複数の視点情報と共
に記憶する記憶手段とを有してなることにより、例えば
３次元物体を表示するための２次元画像情報を高速に生
成し、しかも再生時におけるデータの検索や選択も容易
に行うことができる。

【００５９】また、画像表示データ再生装置によれば、
３次元の物体を高速に描画する再生装置において、被表
示対象となる３次元物体に対するユーザの視点情報と空
間情報とを供給する情報入力手段と、該情報入力手段か
ら供給される各情報に基づいて演算を行って、予め記憶
している情報から対応する画像情報を選択する情報選択
出力手段と、該情報選択出力手段から読み出した画像情
報に補正処理を行って描画する描画補正手段とを有して
なり、上記画像情報を表示手段に表示することにより、
表示される物体の動きを滑らかに能力の低いＣＰＵを用
いても非常に高速なユーザとの対話を行うことができ
る。特に、コンシューマ機器にリアルタイムに例えば３
次元物体の動きが要求される場合でも安価な価格で供給
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の３次元画像情報に基づく画像情報生成
装置における実施例の概略的なブロック構成を示した図
である。

【図２】３次元物体を囲む正６面体の法線ベクトルの関
係を説明するための模式図である。

【図３】視点を原点から距離ｄに設定した場合の関係を
説明するための模式図である。

【図４】図２に示した３次元物体を図３に示した各視点
から見た２次元画像情報の例を示す図である。

【図５】図１に示した３次元画像情報に基づく画像情報
生成装置の動作手順を説明するためのフローチャートで
ある。

【図６】法線ベクトル、視線確定ベクトルおよび視野平
面の関係を説明するための模式図である。

【図７】本発明の３次元画像表示データ再生装置におけ
る実施例の概略的なブロック構成を示した図である。

【図８】図７に示した３次元画像表示データ再生装置の
動作手順を説明するためのフローチャートである。

【図９】３次元画像情報に基づく画像情報生成及び画像
表示データ再生装置における視点設定の第２の実施例を
説明するための模式図である。

【図１０】３次元画像情報に基づく画像情報生成及び画
像表示データ再生装置における視点設定の第３の実施例
を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１０・・・・・・・・・・・・対象物体設定部１１・・・・・・・・・・・・２次元画像情報生成部１２・・・・・・・・・・・・画像メモリ部２０・・・・・・・・・・・・情報入力部２１・・・・・・・・・・・・２次元画像情報選択部２２・・・・・・・・・・・・描画補正部２３・・・・・・・・・・・・ディスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福田譲治東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元画像情報の情報出力手段と、該情報出力手段からの３次元画像情報に基づいて互いに
異なる複数の視点から見た画像情報を算出する演算手段
と、演算された複数の画像情報を対応する上記複数の視点情
報と共に記憶する記憶手段とを有してなることを特徴と
する３次元画像情報に基づく画像情報生成装置。
【請求項２】３次元の物体を高速に描画する再生装置
において、被表示対象となる３次元物体に対するユーザの視点情報
と空間情報とを供給する情報入力手段と、該情報入力手段から供給される各情報に基づいて演算を
行って、予め記憶している情報から対応する画像情報を
選択する情報選択出力手段と、該情報選択出力手段から読み出した画像情報に補正処理
を行って描画する描画補正手段とを有してなり、上記画
像情報を表示手段に表示することを特徴とする画像表示
データ再生装置。