JPH06282629A - 合成映像発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンピュータ作像画面に、より現実感のある
映像にする。 【構成】 フライトシミュレ−タなどの模擬視界発生装
置において、ディスプレイ上に表示されている一つの平
面にマッピングできるフォトテクスチャ・パタ−ンを少
なくとも二種類、パタ−ン・テ−ブル内に用意してお
き、それぞれのパタ−ンにおいて平面上の画素位置に対
応するそれぞれの色または輝度情報をメモリ内に別々に
一時保存し、指定するプログラムに従ってマッピングす
るフォトテクスチャ・パタ−ン情報の選択を行うことに
より、少なくとも二つのフォトテクスチャ・パタ−ンを
画素単位でブレンドする。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、フライトシミュレ−タ
などの模擬視界発生装置に用いて好敵なコンピュ−タ・
グラフィックスによる合成映像発生装置に関するもので
ある。

【従来の技術】従来のフォトテクスチャ・マッピング
は、１枚の写真の色情報または輝度情報を単色の平面上
に繰返し貼付ることにより平面の色に変化を持たせ、現
実に近いものに見せる（例えば、緑色の平面に芝のパタ
−ンをマッピングすれば、その平面は草原のように見え
る）技術である。図２にその原理図を示し、図４に処理
ブロック図を示す。初めに表示方法を図２により説明す
る。まず、ベ−スとなる三次元平面について座標変換、
透視変換処理等の平面処理（三次元座標を二次元座標へ
変換）を施し、二次元平面１のデ−タを作成する。処理
されディスプレイに表示された平面１内の画素２を逆座
標変換（二次元座標を三次元座標へ変換）し、その画素
が１枚の写真パタ−ンを繰返し表示しているフォトテク
スチャ・パタ−ン・テ−ブル３上のどの地点に対応する
か計算し、その対応した地点４の色情報または輝度情報
を画素の情報に加えて表示させることによりテクスチャ
平面９を生成する。次に図４により処理方式を説明す
る。視点位置などの現在の自分の状態をホストコンピュ
−タ１０で計算し、それにより計算処理部１１でデ−タ
ベ−ス内の平面について座標変換などの平面処理を行
い、ディスプレイに表示する二次元平面デ−タを作成す
る。フォトテクスチャ・マッピングをする平面の画素の
みをラスタスキャンの順に逆座標変換部１３で三次元座
標に変換し、フォトテクスチャ・パタ−ン・テ−ブル１
４内の対応するパタ−ン１６上の座標位置の色情報また
は輝度情報を読みだす。この情報を映像発生部１９で画
素情報に合成し、フォトテクスチャ表示映像２１を生成
する。用意される写真パタ−ン数及び解像度はフォトテ
クスチャ・パタ−ン・テ−ブルの記憶容量に応じて決め
られており、それらを利用して現実感のある映像を組み
立てる。しかしながら、この様な構成では、一つの平面
には特定された一つのパタ−ンのみしかマッピングでき
ないため、観察する視点位置によっては遠方の平面上の
パタ−ンが細かくなる。よって、ディスプレイ上の１画
素領域内には数種の色情報または輝度情報が含まれるこ
とになり、実際とは異なった情報が画素の情報に加えら
れることでディスプレイに表示されるパタ−ンが不規則
な模様となるエイリアシングと呼ばれる現象が発生する
場合がある。従来、これはパタ−ン自体のコントラスト
を落したり、表示するパタ−ンに視点からの距離に応じ
て箱型フィルタによりクランピングをかける（ボカシを
入れる）ことによって防止していた。

【発明が解決しようとする課題】前述の従来方法では、
一つの平面上には特定された一つのパタ−ンのみしかマ
ッピングできなかったため、ベ−スとなる平面が大きい
と全てが同じパタ−ンとなり、単調で現実感のない映像
になってしまう。その上、記憶容量が限定されるため、
あまり大きなパタ−ンを用意できず、大きな平面にフォ
トテクスチャ・マッピングする場合には小さなパタ−ン
を繰り返してマッピングすることにより全体をカバ−し
ていた。このため、パタ−ンの切れ目が見えたり、繰返
しが目立ってしまうことにより非現実的な映像となる欠
点があった。また、平面を小さく分割し変化のあるもの
にしようとすると、フォトテクスチャ・パタ−ン数が多
量に必要となるため、大きな記憶容量を持つパタ−ンテ
−ブルが必要となるうえに平面の数が増えることにより
エッジ処理及びフォトテクスチャ・マッピングの為の逆
座標変換処理の処理時間が増大してしまう。その一方、
パタ−ンとパタ−ンのつなぎ目、すなわち、平面のエッ
ジが目立つようになるため、そこに平面が存在すること
を観察者に認識させてさせてしまうことになり、平面の
「ノッペリ感」を防ぐことにより現実感のある映像にす
るというフォトテクスチャ・マッピングの意味が無くな
ってしまう。本発明は以上の欠点を解決するため、二つ
以上のフォトテクスチャ・パタ−ンを高速にブレンド
（合成）することを目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、平面によりフォトテクスチャ・パタ−ン・
テ−ブルから少なくとも二つのフォトテクスチャ・パタ
−ンを指定し、マッピングする画素位置を逆座標変換し
た三次元位置に対応する情報をそれぞれのパタ−ン上か
ら読みだし、指定された制御プログラムにより表示画素
上にマッピングする情報を選択することによって、平面
上で少なくとも二つのパタ−ンをブレンド（合成）する
ものである。

【作用】この方法により、二つのフォトテクスチャ・パ
タ−ンを様々な割合でブレンドしたフォトテクスチャ・
パタ−ンを平面にマッピングすることができ、平面上の
色及び輝度に自然な変化を持たせることができる。

【実施例】以下図面を用い、本発明の実施例について詳
細に説明する。図１に動作の原理図、図３に処理ブロッ
ク図を示す。 初めに、図１により本表示方法を説明す
る。座標変換などの平面処理を施された二次元平面１内
の画素２を逆座標変換し、三次元座標値４を計算する。
平面によりフォトテクスチャ・パタ−ン・テ−ブルから
指定される二つのフォトテクスチャ・パタ−ン（３及び
５）上の座標点４におけるそれぞれの色情報または輝度
情報を読みだし、メモリ内に別々に一時保存する。ブレ
ンド制御部６では、数種のブレンド・プログラムが用意
されており、このうちから、平面により指定されるプロ
グラムを実行し、処理画素上にどちらの情報を加えるか
決定する。この処理を平面１内の全ての画素についてラ
スタスキャンの順に行うことにより二つのフォトテクス
チャ・パタ−ンをブレンドしたフォトテクスチャ・パタ
−ンをマッピングした平面８を生成することができる。
図３により本処理方法を説明する。現在の自分の視点位
置などの状況をホストコンピュ−タ１０が計算し、それ
をもとに計算処理部１１がデ−タベ−ス内のデ−タに座
標変換などの平面処理を施し、二次元平面デ−タを生成
する。このうちフォトテクスチャ・マッピングを必要と
する平面内の画素についてブレンド用逆座標変換部１２
で三次元座標値を求める。フォトテクスチャ・パタ−ン
・テ−ブル１４で平面により指定される二つのフォトテ
クスチャ・パタ−ン１５から三次元座標値におけるそれ
ぞれの色情報または輝度情報を読みだし、ブレンド処理
部１８に転送し、一時保存する。ブレンド制御部１７に
は数種のブレンド・プログラムが用意されている。ブレ
ンド・プログラムは、処理画素が平面内のどの位置に存
在するかにより二つのフォトテクスチャ・パタ−ンのど
ちらを使用するかが設定されており、画素の三次元座標
と平面の各頂点までの距離により判断する。ブレンド用
逆座標変換部１２で計算された画素位置デ−タが入力さ
れた時点で、このブレンド・プログラム群から平面によ
り指定される一つのブレンド・プログラムを実行し、ブ
レンド処理部１８に一時保存されている二つの情報から
表示情報を選択する。選択された情報と画素情報とを映
像発生部１９で合成する。この処理をラスタスキャンの
順に実行し、ブレンド・フォトテクスチャ映像２０を生
成する。以下、この発明の一実施例における具体例を図
５により詳細に説明する。図５において、２２はテクス
チャ平面、２３はフォトテクスチャ・パタ−ン（芝）、
２４はフォトテクスチャ・パタ−ン（荒れ地）、２５は
ブレンド・フォトテクスチャ・マッピング処理平面であ
る。テクスチャ平面２２にマッピングするフォトテクス
チャ・パタ−ンとして第１のパタ−ン（芝）２３と第２
のパタ−ン（荒れ地）２４の二つを用意する。ブレンド
・プログラムにはランダムにどちらかのパタ−ンデ−タ
を使用するように指定したプログラムを用意する。ディ
スプレイ上のテクスチャ平面内に存在する一つの画素に
ついて逆座標変換を行い、求まる三次元座標値に対応す
るフォトテクスチャ・パタ−ンデ−タをパタ−ン（芝）
２３とパターン（荒れ地）２４のそれぞれについて読み
だし、一時保存する。画素の三次元座標値をブレンド・
プログラムに入力することにより、ランダムにどちらの
フォトテクスチャ・パタ−ンデ−タを使用するか決定
し、使用する方のパタ−ンデ−タを画素デ−タに合成し
て、ディスプレイに表示する。この処理を順次、ディス
プレイ上のテクスチャ平面内に存在する全ての画素につ
いて実行することにより、パタ−ン（芝）２３とパター
ン（荒れ地）２４をランダムにブレンドしたフォトテク
スチャ・パタ−ンをマッピングした平面２５を表示する
ことができる。このテクスチャ方式により同じパタ−ン
がまったく存在しない多くの平面を作成できるため、自
然界には同じパタ−ンを繰り返したような状態は存在し
ないことを考慮すれば、より自然に近い状態を表現でき
るといえる。次に、第二の実施例を図６により説明す
る。図６において、２６はテクスチャ平面、２７はフォ
トテクスチャ・パタ−ン（粗目）、２８はフォトテクス
チャ・パタ−ン（細目）、２９はブレンド・フォトテク
スチャ・マッピング処理平面である。テクスチャ平面２
６にマッピングするフォトテクスチャ・パタ−ンとして
第１のパタ−ン（粗目）２７と第２のパタ−ン（細目）
２８の二つを用意する。図８は図６の実施例におけるブ
レンド率の奥行きに対する変化を示す図である。同図に
おいて、３６は視点位置、３７は最小基準値、３８は中
間基準値、３９は最大基準値、４０は視点を原点とした
Ｚ軸、４１は細目のテクスチャ・パタ−ンに対する粗目
のテクスチャ・パタ−ンのブレンド率の変化、４２はブ
レンド率１００％、４３はブレンド率５０％、４４はブ
レンド率０％、４５は細目のテクスチャパタ−ンのみマ
ッピングする範囲を示す。ブレンド・プログラムは図８
に示すように、入力される三次元座標値が視点位置３６
とどれだけはなれているか（三次元座標値にどれくらい
の奥行きがあるか）を計算し、その奥行きの値が最大基
準値３９より大きければ粗目のパタ−ン２７、奥行きの
値が最少基準値３７より小さければ細目のパタ−ン２
８、奥行きの値が最大基準値と最小基準値の間にあれ
ば、中間基準値３８でのブレンド率を５０％として奥行
きの値により線形に変化するブレンド率４１に従って、
どちらかのパタ−ンをランダムに使用するように指定し
たプログラムとする。ディスプレイ上のテクスチャ平面
内に存在する一つの画素について逆座標変換を行い、求
まる三次元座標値に対応するフォトテクスチャ・パタ−
ンデ−タをパタ−ン１とパタ−ン２のそれぞれについて
読みだし、一時保存する。画素の三次元座標値をブレン
ド・プログラムに入力することにより、その値と視点位
置との距離を計算し、求まる奥行き値によってどちらの
フォトテクスチャ・パタ−ンデ−タを使用するか決定
し、使用する方のパタ−ンデ−タを画素デ−タに合成し
て、ディスプレイに表示する。この処理を順次、ディス
プレイ上のテクスチャ平面内に存在する全ての画素につ
いて実行することにより、平面上の視点から遠い部分に
は粗目のパタ−ン２７、近い部分には細目のパタ−ン２
８、その間は徐々に変化するようにブレンドしたフォト
テクスチャ・パタ−ンをマッピングした平面２９を表示
することができる。このテクスチャ方式によりディスプ
レイの分解能不足によって生じるパタ−ンの崩れ（エイ
リアシング）を抑えることができ、より自然に近い状態
を表現できる。第３の実施例を図７により説明する。同
図において、３０はテクスチャ平面（陸部）、３１はテ
クスチャ平面（海部）、３２はテクスチャ平面重複部
分、３３はフォトテクスチャ・パタ−ン（砂浜）、３４
はフォトテクスチャ・パタ−ン（海）、３５はブレンド
・フォトテクスチャ・マッピング処理平面である。次に
この動作は、第１のテクスチャ平面（陸部）３０と第２
のテクスチャ平面（海部）３１とは共に重なりあった部
分３２を持ち、テクスチャ平面１にマッピングするフォ
トテクスチャ・パタ−ン（砂浜）３３とテクスチャ平面
２にマッピングするフォトテクスチャ・パタ−ン（海）
３４を用意する。従来システムではオカルテ−ション処
理により平面１または平面２のどちらか一方のみを表示
してしまうため、平面デ−タ内にブレンド・テクスチャ
情報を付加して両方のデ−タを維持しておく必要があ
る。ブレンド・プログラムは入力される三次元座標値が
平面の重複部分上に存在するかを判断し、もし重複部分
上ではなく平面１上であればパタ−ン３３を、平面２上
であればパタ−ン３４を、重複部分上であればランダム
にどちらかのパタ−ンデ−タを使用するようなプログラ
ムとする。ディスプレイ上のテクスチャ平面内に存在す
る一つの画素について逆座標変換を行い、求まる三次元
座標値に対応するフォトテクスチャ・パタ−ンデ−タを
パタ−ン３３とパタ−ン３４のそれぞれについて読みだ
し、一時保存する。画素の三次元座標値をブレンド・プ
ログラムに入力することにより、その値が平面の重複部
分上に存在するかどうかを判断することで、どちらのフ
ォトテクスチャ・パタ−ンデ−タを使用するか決定し、
使用する方のパタ−ンデ−タを画素デ−タに合成して、
ディスプレイに表示する。この処理を順次、ディスプレ
イ上のテクスチャ平面内に存在する全ての画素について
実行することにより、二つの平面の重複部分にのみパタ
−ン１とパタ−ン２をランダムにブレンドしたフォトテ
クスチャ・パタ−ンをマッピングした平面３５を表示す
ることができる。このテクスチャ方式により、波打ち際
などの表面状態の切れ目がはっきりしないような部分を
表現でき、より自然に近い状態の表現が可能になる。

【発明の効果】この方法により、システムの大幅な改造
をすることなく、フォトテクスチャ・マッピング処理部
にブレンド演算部を組み込むだけで、より自然に近い映
像を高速で生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す構成図

【図２】従来のフォトテクスチャ・マッピングの原理に
ついて示した説明図

【図３】本発明方式の処理ブロック図

【図４】従来のフォトテクスチャ・マッピングの処理ブ
ロック図

【図５】本発明の実施例の原理図

【図６】本発明の実施例の原理図

【図７】本発明の実施例の原理図

【図８】図６の実施例におけるブレンド率の奥行きに対
する変化を示す説明図

【符号の説明】

１ ディスプレイ表示平面 ２ 平面内の表示画素 ３ フォトテクスチャ・パタ−ン１ ４ 逆座標変換された平面内の表示画素 ５ フォトテクスチャ・パターン（荒れ地） ６ ブレンド演算処理部 ７ フォトテクスチャ一時保存用メモリ ８ ブレンド・フォトテクスチャ・マッピング平面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フライトシミュレ−タなどの模擬視界発生
   装置において、ディスプレイ上に表示されている一つの
   平面にマッピングできるフォトテクスチャ・パタ−ンを
   複数種類、パタ−ン・テ−ブル内に用意しておき、それ
   ぞれのパタ−ンにおいて平面上の画素位置に対応するそ
   れぞれの色または輝度情報をメモリ内に別々に一時保存
   し、指定するプログラムに従ってマッピングするフォト
   テクスチャ・パタ−ン情報の選択を行うことにより、複
   数のフォトテクスチャ・パタ−ンを画素単位で二次元的
   にブレンドすることによって、マッピングするパタ−ン
   に変化を持たせることを特徴とする合成映像発生装置。
2. 【請求項２】フライトシミュレ−タなどの模擬視界発生
   装置において、隣合った平面のうち重なった部分の存在
   するものでそれぞれに対応するパタ−ンが異なる二つ以
   上の平面上の重複画素位置にマッピングすべき二つ以上
   のフォトテクスチャ・パタ−ンをメモリ内に別々に保存
   し、指定するプログラムに従ってマッピングするフォト
   テクスチャ・パタ−ンの選択を行うことにより、二つ以
   上のフォトテクスチャ・パタ−ンを画素単位で二次元的
   にブレンド（合成）することによって、隣合う平面にマ
   ッピングするパタ−ンを徐々に変化させることを特徴と
   する合成映像発生装置。