JPH07141522A

JPH07141522A - 擬似視界画像発生装置

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Publication number: JPH07141522A
Application number: JP14477693A
Authority: JP
Inventors: Masanori Miyoshi; 雅則三好; Norito Watanabe; 範人渡辺; Toshio Sakai; 俊雄坂井; Yoshifumi Fukuda; 善文福田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】表示対象群のうち特定の視野に入る表示対象
のみを選択して表示することができること。【構成】外部記憶装置１０３に各表示対象のデータベ
ースを構築しておく。そしてこのデータをボクセル登録
装置１０６に転送し、外部記憶装置１０３上の表示対象
を空間分割法によりボクセルに登録し、その結果を主記
憶装置１０５に格納する。そしてマウス１１０及びキー
ボード１１１の操作により可視領域５０５が設定される
と、ボクセル選択装置１０７により可視領域５０５に属
するボクセルが選択される。更に可視領域５０５に属す
るボクセル毎に視点位置からの距離を基に表示対象に関
する詳細度がモデル詳細度決定装置１０８によって定め
られる。この結果に従って、可視領域５０５に属するボ
クセルの表示対象のみの画像が画像生成装置１０９で生
成され、その結果がデイスプレイ１１２上に画像表示さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は擬似視界画像発生装置に
係り、特に、仮想的なカメラを視点として三次元の可視
領域に属する画像を擬似視界画像として発生するに好適
な擬似視界画像発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】擬似視界画像発生装置はフライトシミュ
レータやウオークスルー表示装置などに採用されてい
る。擬似視界画像発生装置を用いて擬似視界画像を発生
するに際しては、人間との対話性を高めるために、高速
な画像生成を実現し、映像の更新レートを出来るだけ高
くする必要がある。そのため、画像生成を高速化するた
めに、表示すべき形状データの削減方法や省略表示方法
などが提案されている。

【０００３】例えば、特開昭６４−５２１８６号公報に
記載されているように、表示対象物を実際に表示するか
否かを決定する際の指標として、視点と表示対象物間の
距離だけではなく、視点から表示対象物を見た立体角を
用いる方法が知られている。この方法によれば、距離が
ある敷居値より大きいか、または立体角がある敷居値よ
り小さい場合には、表示対象から外し、処理の高速化が
図れるようになっている。

【０００４】また、コンピュータグラフィックス１６−
３（１９８２年）第９頁〜第１８頁（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
Ｇｒａｐｈｉｃｓ，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．３）１９
８２）ＰＰ９−１８）において論じられているシステム
においては、同一の表示対象物に対して複数のモデルを
割り当てることができるようになっている。このシステ
ムによれば、オペレータに詳細度の異なるモデルを同一
の物体に割り当てたあと、スクーン上の大きさに従って
必要な詳細度のモデルを選択して表示するようになって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、視
点と表示対象物間の距離、または表示対象物の立体角を
算出し、算出して得られたデータの取捨選択や省略表示
を実行するようになっているが、この方法では、表示対
象物毎に、これらの値を算出することが必要である。更
に、視野に入らない表示対象物に対してもデータを算出
しているため、最終的な画像を生成するのにデータの算
出に多くの時間を要し、擬似視界画像を高速に表示する
ことができない。

【０００６】本発明の目的は、表示対象群のうち特定の
視野に入る表示対象のみを選択して表示することができ
る擬似視界画像発生装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、表示対象群の形状データを記憶する形状
データ記憶手段と、表示対象群の三次元空間における位
置データを記憶する位置データ記憶手段と、表示対象群
を含む三次元空間を複数のボクセルに分割する空間分割
手段と、空間分割手段の分割によるボクセル群を位置デ
ータに対応づけて記憶するボクセル記憶手段と、空間分
割手段の分割により得られた各ボクセルに属する表示対
象を位置データに従って登録するボクセル登録手段と、
表示対象群の中の特定の表示対象を臨むための視点位置
と視線方向に関する情報を入力する視野情報入力手段
と、視野情報入力手段の入力情報に従って表示対象群を
含む三次元空間の特定の領域として三次元の可視領域を
設定する可視領域設定手段と、可視領域設定手段の設定
による三次元の可視領域内に属するボクセルをボクセル
記憶手段に記憶されたボクセルの中から選択するボクセ
ル選択手段と、ボクセル選択手段の選択によるボクセル
に属する表示対象をボクセル登録手段から抽出する表示
対象抽出手段と、表示対象抽出手段の抽出による表示対
象の形状データを形状データ記憶手段から抽出する形状
データ抽出手段と、形状データ抽出手段の抽出による形
状データに従った画像を生成する画像生成手段と、画像
生成手段の生成による画像を表示する表示手段とを備え
ている擬似視界画像発生装置を構成したものである。

【０００８】また前記擬似視界画像発生装置において、
ボクセル登録手段に登録されたボクセルの形状データに
対して視点位置とボクセルの位置との関係に応じた表示
形状の詳細度データをボクセル単位で設定する詳細度設
定手段と、形状データ抽出手段の抽出による形状データ
に詳細度設定手段の設定による詳細度データを付加する
詳細度データ付加手段を設け、詳細度データの付加され
た形状データに従った画像を生成する装置を構成するこ
ともできる。

【０００９】また前記擬似視界画像発生装置において、
可視領域設定手段として、視野情報入力手段の入力情報
を監視し表示対象群を含む三次元空間の特定の領域とし
て視点位置と視線方向に応じて三次元の可視領域を順次
設定するものを設け、更に、表示対象抽出手段として、
ボクセル選択手段の選択による各ボクセルに属する表示
対象のうち特定の領域に属する表示対象を可視領域の変
化に応じてボクセル登録手段から順次抽出しそれ以外の
領域に属する表示対象を可視領域が複数回変化する毎に
抽出するもので構成することができる。また形状データ
記憶手段の他に、表示対象群のうち特定の表示対象の形
状データを記憶する補助形状データ記憶手段を設け、形
状データ抽出手段として、表示対象抽出手段の抽出によ
る表示対象のうち順次抽出される表示対象の形状データ
を補助形状データ記憶手段から抽出しそれ以外の表示対
象の形状データを形状データ記憶手段から抽出するもの
で構成することができる。

【００１０】また前記各擬似視界画像発生装置におい
て、ボクセル選択手段としては、可視領域設定手段の設
定による各三次元の可視領域内に属しかつ表示対象を含
むボクセルのうち視点位置側に他のボクセルが存在しな
いボクセルのみをボクセル記憶手段の中から選択するも
ので構成することができる。

【００１１】

【作用】上記した手段によれば、視野報情入力手段から
表示対象群の中の特定の表示対象を臨むための視点位置
と視線方向に関する報情が入力されると、表示対象群を
含む三次元空間の特定の領域として三次元の可視領域が
設定される。そして三次元の可視領域内に属するボクセ
ルがボクセル記憶手段から選択され、選択されたボクセ
ルに属する表示対象がボクセル登録手段から抽出され
る。そして抽出された表示対象の形状データが形状デー
タ記憶手段から抽出され、抽出された形状データに従っ
た画像が生成され、この画像が表示手段の画面上に画像
表示される。すわち表示対象群のうち視野（三次元の可
視領域）に入る表示対象のみがボクセル単位で選択さ
れ、選択された表示対象のみによって画像が生成され、
擬似視界画像を高速度に生成することができ、映像の更
新レートの高速化に寄与することができる。

【００１２】更に、選択されたボクセルの表示対象に対
して視点位置とボクセルの位置との関係に応じた表示形
状の詳細度データをボクセル単位で設定し、詳細度デー
タの付加された形状データに従った画像を生成すると、
生成される画像への寄与が低い表示対象に対しては簡略
に表示したり、再描画を抑制したりして高速な表示が可
能となる。例えば、視点位置に近い表示対象の画像を詳
細に生成し、遠くの表示対象の画像を大ざっぱに生成す
ることができる。

【００１３】更に、三次元空間の可視領域を視点位置と
視線方向に応じて順次設定し、三次元の可視領域を順次
変更した場合、三次元の可視領域に属する表示対象を、
可視領域の変化に応じて順次表示するものと、可視領域
が複数回変化する毎に表示するものとに分けて画像を生
成することができる。このような画像方法を採用する
と、例えば、視点から離れたボクセルに属する表示対象
を複数回に１回のみ画像の書き代えを行うことができ
る。

【００１４】また表示対象群のうち特定の表示対象、例
えば可視領域の変化する毎に用いられる表示対象に関す
る形状データを補助形状データ記憶手段に記憶し、補助
形状データ記憶手段とアクセスするようにすれば、形状
データ記憶手段を外部記憶装置として用いた場合、外部
記憶装置とのアクセスが省略でき、高速な画像生成が実
現できる。

【００１５】また、ボクセル単位で陰面消去処理を実行
することにより、全体の形状データを同時に処理する場
合と比較して、誤差の少ない前後判定処理が実現でき
る。更に、ボクセル選択手段として、三次元の可視領域
内に属しかつ表示対象を含むボクセルのうち視点位置側
に他のボクセルが存在しないボクセルのみを選択するも
ので構成すると、高速に誤差の少ない前後判定処理が実
現できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例を示す擬似視界画像発
生装置の構成を示すブロック図である。図１において、
擬似視界画像発生装置は、制御装置１０２、外部記憶装
置１０３、キャッシュ装置１０４、主記憶装置１０５、
ボクセル登録装置１０６、ボクセル選択装置１０７、モ
デル詳細度決定装置１０８、画像生成装置１０９、マウ
ス１１０、キーボード１１１、デイスプレイ１１２を備
えて構成されており、各部がバス１０１を介して接続さ
れている。

【００１７】制御装置１０２は装置全体の動作を制御す
ると共に、後述するように表示対象抽出手段及び形状デ
ータ抽出手段を構成するようになっている。外部記憶装
置１０３は、例えばハードデイスクで構成されており、
この外部記憶装置１０３には表示対象のデータベースを
構築するために、各種表示対象の形状データ及び表示対
象の三次元空間における位置データなどが記憶されてい
る。またこのデータベースに各種データを記憶するに際
しては、後述するように、表示対象の省略表示を実現す
るために、１つのモデルに、簡単なものから詳細なもの
まで複数の形状を割り当てておくことも可能である。更
に、外部記憶装置１０３上のデータは、必要に応じてキ
ャッシュ装置１０４を介して主記憶装置１０５に転送す
ることも可能である。キャッシュ装置１０４は、外部記
憶装置１０３のアクセス時間を短縮するために設けられ
ており、この装置には、例えば頻繁に用いられる表示対
象の形状データなどが記憶される。すなわち外部記憶装
置１０３は形状データ記憶手段及び位置データ記憶手段
を構成し、キャッシュ装置１０４は補助形状データ記憶
手段を構成するようになっている。

【００１８】一方、ボクセル登録装置１０６は、高速な
画像生成を実現するために、外部記憶装置１０３に記憶
された表示対象群に関する情報を基に、表示対象群を含
む三次元空間を空間分割法により複数のボクセルに分割
し、分割された各ボクセルに属する表示対象を位置デー
タに従って登録するボクセル登録手段として構成されて
いる。そしてボクセル登録装置１０６によって得られた
各ボクセルに関するデータが位置データに関連付けて主
記憶装置１０５に記憶されている。すなわち主記憶装置
１０５はボクセル記憶手段として構成されている。ボク
セル選択装置１０７は、マウス１１０、キーボード１１
１（視野情報入力手段）を用いて対話的に使用者が指定
する視点位置、視線方向などの視野報情から定まる可視
領域に属する表示対象を空間分割法により効率良く抽出
したボクセルを主記憶装置１０５から選択するボクセル
選択手段として構成されている。モデル詳細度決定装置
１０８は、処理対象のボクセルと視点位置の関係により
表示対象をどの程度詳細に表現するかを定め、実際に描
画する形状データを決定するようになっている。すなわ
ちモデル詳細度決定装置１０８はキーボード１１１（詳
細度設定手段）の操作に応答して、形状データに詳細度
データを付加する詳細度データ付加手段として構成され
ている。また更に、画像生成装置１０９は、マウス１１
０、キーボード１１１から入力された視点位置、視線方
向に関する報情及び外部記憶装置１０３に記憶された形
状データを基に画像を生成する画像生成手段として構成
されており、デイスプレイ１１２は画像生成装置１０９
で生成された画像を表示する表示手段を構成するように
なっている。

【００１９】次に、図２のフローチャートに基づいて図
１の各部の動作を説明する。

【００２０】まず、ステップ２０１では、前処理として
ボクセル１０６が、外部記憶装置１０３に格納されてい
る全ての表示対象に関する形状データを基に各表示対象
を空間分割法によりボクセルに登録する。すなわち、図
３に示すように、表示対象５０１，５０２を含む三次元
空間を複数のボクセル（直方体）３０１に分割し、各ボ
クセル３０１に存在するデータを記憶する処理を行な
う。

【００２１】各ボクセル３０１に関する各種データを登
録するに際しては、図４に示すように、全ての表示対象
に対して同様な処理が行なわれる（ステップ４０１）。
そして各表示対象５０１，５０２が複数のボクセル３０
１に属するか否かを判定する（ステップ４０２）。この
とき表示対象５０１が複数のボクセル３０１に属すると
きには、ボクセル３０１の境界で表示対象５０１を接断
し（ステップ４０３）、表示対象５０１を複数のボクセ
ル３０１に分離させる。そして各表示対象５０１，５０
２が属するボクセル３０１をボクセル単位で登録する
（ステップ４０４）。この登録の結果は、ボクセル単位
で主記憶装置１０５に格納される。なお、主記憶装置１
０５が充分な容量を持たない場合には外部記憶装置１０
３に登録結果を格納することもできる。

【００２２】次に、ステップ２０２に移り、マウス１１
０、キーボード１１１の操作により、利用者から対話的
に視野情報など各種の情報が入力されると、入力操作に
応じた処理が実行される。

【００２３】まず、マウス１１０、キーボード１１１の
操作により視点位置、視線方向などの視野情報が入力さ
れると、図５に示すように、カメラ５０４を視点とした
三次元の可視領域５０５が設定される。この可視領域５
０５は、図５では二次元で示されているが、実際には四
角錐台の可視領域として設定される。

【００２４】可視領域５０５が設定されると、ボクセル
選択装置１０７により可視領域５０５に属するボクセル
の選択処理が行なわれる（ステップ２０４）。すなわち
ボクセル登録装置１０６に登録されたデータを基に、可
視領域５０５に属するボクセルとしてボクセル５１１，
５１２，５１３，５１４，５１５，５１８，５１９，５
２０，５２１，５２２，５２６，５２７，５２８，５３
３，５３４，５３５，５４１を選択する処理が行なわれ
る。

【００２５】可視領域５０５に属するボクセルを選択す
るに際しては、全てのボクセル５１０〜５５１が可視領
域５０５に属するか否かを判定する処理を実行すること
も出来るが、もっと効率的に可視領域５０５に属するボ
クセルを選択することができる。すなわち、可視領域５
０５は、上下、左右、前後がクリップ面（境界）で構成
された四角錐台の内部領域である。このため、この可視
領域５００に属する全てのボクセルを過不足なく選択す
るためには、図６に示すように、ボクセル空間の一軸を
固定することにより定まるボクセルで構成される面を仮
定し、固定された一軸、例えばＸ軸をずらしながらボク
セル６０１〜６０３の平面単位に可視領域の切り口（こ
の平面をボクセル面と称する）を求めれば良いことにな
る。

【００２６】具体的には、図７に示すような処理が行な
われる。なお、図７はボクセルの選択処理をＰＡＤ（Ｐ
ｒｏｇｒａｍＡｎａｌｙｓｉｓＤｉａｇｒａｍ）形
式で示している。図７において、まずステップ７０１で
は、装置を利用するものが指定する視線方向ベクトルか
らボクセル面を定めるために固定すべき軸とボクセル面
を操作する方向（固定した軸に沿った方向）を求める処
理が行なわれる。そして固定すべき軸を決定するための
値と操作する方向を決めるための値の算出を行なうに際
しては、視線方向ベクトルの各成分の中で絶対値が最大
の成分を利用すれば良いことになる。更に軸を固定した
場合、面の操作方向として視点を基準に遠い面から近い
面を選択しても良い。逆に、視点を基準に近い面から遠
い面を選択することもできる。次にステップ７０２で
は、ステップ７０１で得られた値を基に、全てのボクセ
ル面に対して処理を繰り返えす。次に、ステップ７０３
では、指定されたボクセル面と可視領域５０５を構成す
る１２本の稜線（境界線）との交点ボクセルを求める。
このとき、三次元空間に直線を発生させることになるの
で、線分発生装置に広く利用されている３ＤＤＤＡ（３
ＤＤｉｇｉｔａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＡｎａ
ｌｙｚｅｒ）が利用でき、高速な処理が可能となる。

【００２７】次に、ステップ７０４では、ステップ７０
３で得られた交点ボクセルの数により処理が振り分けら
れる。すなわち交点ボクセル数が０個の場合には、ボク
セル面と可視領域５０５とが交じわらないため、これ以
降の処理を停止する。交点ボクセル数が１個の場合に
は、ステップ７０５に移り、そのボクセルを選択する。
交点ボクセス数が２個の場合には、ステップ７０６に移
り、２ボクセルを両端とする線分に属するボクセルを選
択する。このボクセルを選択するに際しては、２次元平
面上に線分を発生させるために利用されている２ＤＤＤ
Ａ（２ＤＤｉｇｉｔａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
Ａｎａｌｙｚｅｒ）を利用すれば良いことになる。一
方、交点ボクセル数が３個以上の場合にはステップ７０
７に移り、これらの交点ボクセルで定まる多角形の内部
に属するボクセルを選択する。このボクセルを選択する
に際しては、二次元の多角形塗り潰し方法を用いること
ができる。

【００２８】可視領域５０５に属するボクセルの選択が
終了したあとは、図２のステップ２０５の処理に移り、
モデルの詳細度決定処理が行なわれる。すなわち、可視
領域５０５に属するボクセルが選択されたあとは、単純
に、そのボクセルに登録されている表示対象を表示すれ
ば良いが、更に高速化を図るために、表示対象が属する
ボクセル位置と視点位置より定まる距離情報から表示対
象の形状の詳細度を変化させ、実際に表示する形状デー
タを選択する。例えば、遠くのボクセルに属するものは
省略した形状で表現し、近くのボクセルに属するものは
詳細な形状で表現する。

【００２９】具体的には、図８に示すように、仮想的な
カメラ８０１と、可視領域５０５に属するボクセル８０
２との距離ｌ１は、カメラ位置を（ｘｃ，ｙｃ，ｚ
ｃ）、ボクセル８０２の中心位置を（ｘｌ，ｙｌ、ｚ
ｌ）とすると、次式で表わされる。

【００３０】

【数１】

【００３１】上記（１）式から求められた距離ｌ１を形
状の詳細度を決定するときの指標とする。例えば、距離
ｌ１が小さい場合には、ボクセル８０２に属する表示対
象８０４，８０５の形状の画像への寄与率が大きいと考
えて詳細なモデルを表示する。逆に、距離ｌ１が大きい
場合には、簡略したモデルを表示することとする。この
ような考えに従うと、図８に示すボクセル８０３と仮想
的なカメラ８０１との距離ｌ２を同様に求めると、明ら
かにｌ１〉ｌ２が成立する。従って、ボクセル８０３に
属する表示対象８０６，８０７はより詳細なモデルで表
示する。逆に、ボクセル８０２に属する表示対象８０
４，８０５は簡略したモデルで表示すれば良いことにな
る。

【００３２】このように、本実施例によれば、全ての表
示対象の中で可視領域５０５に属するものを高速に選択
できるので、画像生成装置１０９へ転送するデータ量を
大幅に削減することができ、高速な画像生成が可能とな
る。また、表示対象単位にモデルの詳細度を求めるので
はなく、ボクセル単位で詳細度を求め、すなわち同じボ
クセルに属するのもは同じ詳細度としているため、非常
に効率的に画像生成を行なうことができる。更に、キャ
ッシュ装置１０４と組み合わせることにより、主記憶装
置１０５に格納できないような大量の形状データを効率
良く取り扱うことが可能となる。すなわち、頻繁に用い
られる形状データあるいは可視領域５０５を変化させた
ときでも常に可視領域５０５に属する形状データなどを
キャッシュ装置１０５に格納することによって効率良く
行なうことが可能となる。この記録方法は、レイトレー
シング法を用いた画像生成装置における物体と視線との
交点計算の高速化にも適用可能である。

【００３３】また前記実施例においては、装置の利用者
から入力が発生したときに、可視領域５０５に属するボ
クセル全ての形状を表示していたが、視点位置及び視線
方向の変化が微妙である場合には、遠くのボクセルに属
する形状が画像に寄与する割合いは低いと考え、それら
のボクセルに属する表示対象の形状については再描画せ
ずに、前回の描画データを利用すれば、一層の高速化が
可能となる。例えば遠くのボクセルに属する表示対象は
２回に１回のみ書き代える処理を行なう。

【００３４】次に、画像生成に空間分割法を用いる代り
に、Ｚバッファ法を用いる方法について説明する。

【００３５】Ｚバッファ法は奥行き値（Ｚ値）を保存す
るＺバッファを容易し、画像生成装置１０９でピクセル
単位の陰面消去を行なう方法である。このＺバッファは
１ピクセル当り１６〜２４ビットの固定少数点を用いる
ものが普通であるので、前後に広い領域を描画する場合
には、固定少数の誤差により陰面消去が正しく実行され
ず、見苦しい画像が生成されることがある。そこで、ボ
クセル間の前後判定が簡単に成されることを利用して、
最も遠いボクセルから順に表示対象を描画し、画像に上
書きするようにする。この場合、表示領域が１つのボク
セルに限定されるため、限定のない場合に比らべて、陰
面消去が正しく実行される。すなわちボクセル単位で奥
行を判定できるので、重なるボクセルのうち視点位置側
に他のボクセルが存在しないボクセルの表示対象のみを
画像生成することができる。また、ある視線上における
ボクセルの前後関係が補償されれば良いので、前記実施
例で述べたボクセル選択装置１０７をそのまま利用する
ことができる。このように、Ｚバッファ法を適用して陰
面消去を行なうと、陰面処理の誤差の影響の少ない画像
を生成することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示対象群のうち視野領域に属する表示対象のみを選択
して画像生成するようにしたため、擬似視界画像を高速
に生成することができ、画像生成の高速化に寄与するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す擬似視界画像発生装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す装置の作用を説明するためのフロー
チャートである。

【図３】空間分割法の原理を説明するための図である。

【図４】ボクセル登録処理を説明するためのフローチャ
ートである。

【図５】可視領域とボクセルとの関係を示す図である。

【図６】ボクセル選択処理を説明するための図である。

【図７】ボクセル選択処理を説明するためのフローチャ
ートである。

【図８】ボクセル単位の省略表示を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１０１バス１０２制御装置１０３外部記憶装置１０４キャッシュ装置１０５主記憶装置１０６ボクセル登録装置１０７ボクセル選択装置１０８モデル詳細度決定装置１０９画像生成装置１１０マウス１１１キーボード１１２デイスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福田善文茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示対象群の形状データを記憶する形状
データ記憶手段と、表示対象群の三次元空間における位
置データを記憶する位置データ記憶手段と、表示対象群
を含む三次元空間を複数のボクセルに分割する空間分割
手段と、空間分割手段の分割によるボクセル群を位置デ
ータに対応づけて記憶するボクセル記憶手段と、空間分
割手段の分割により得られた各ボクセルに属する表示対
象を位置データに従って登録するボクセル登録手段と、
表示対象群の中の特定の表示対象を臨むための視点位置
と視線方向に関する情報を入力する視野情報入力手段
と、視野情報入力手段の入力情報に従って表示対象群を
含む三次元空間の特定の領域として三次元の可視領域を
設定する可視領域設定手段と、可視領域設定手段の設定
による三次元の可視領域内に属するボクセルをボクセル
記憶手段に記憶されたボクセルの中から選択するボクセ
ル選択手段と、ボクセル選択手段の選択によるボクセル
に属する表示対象をボクセル登録手段から抽出する表示
対象抽出手段と、表示対象抽出手段の抽出による表示対
象の形状データを形状データ記憶手段から抽出する形状
データ抽出手段と、形状データ抽出手段の抽出による形
状データに従った画像を生成する画像生成手段と、画像
生成手段の生成による画像を表示する表示手段とを備え
ている擬似視界画像発生装置。
【請求項２】表示対象群の形状データを記憶する形状
データ記憶手段と、表示対象群の三次元空間における位
置データを記憶する位置データ記憶手段と、表示対象群
を含む三次元空間を複数のボクセルに分割する空間分割
手段と、空間分割手段の分割によるボクセル群を位置デ
ータに対応づけて記憶するボクセル記憶手段と、空間分
割手段の分割により得られた各ボクセルに属する表示対
象を位置データに従って登録するボクセル登録手段と、
表示対象群の中の特定の表示対象を臨むための視点位置
と視線方向に関する情報を入力する視野情報入力手段
と、視野情報入力手段の入力情報に従って表示対象群を
含む三次元空間の特定の領域として三次元の可視領域を
設定する可視領域設定手段と、可視領域設定手段の設定
による三次元の可視領域内に属するボクセルをボクセル
記憶手段に記憶されたボクセルの中から選択するボクセ
ル選択手段と、ボクセル選択手段の選択によるボクセル
に属する表示対象をボクセル登録手段から抽出する表示
対象抽出手段と、表示対象抽出手段の抽出による表示対
象の形状データを形状データ記憶手段から抽出する形状
データ抽出手段と、ボクセル登録手段に登録されたボク
セルの表示画像に対して視点位置とボクセルの位置との
関係に応じた表示形状の詳細度データをボクセル単位で
設定する詳細度設定手段と、形状データ抽出手段の抽出
による形状データに詳細度設定手段の設定による詳細度
データを付加する詳細度データ付加手段と、詳細度デー
タの付加された形状データに従った画像を生成する画像
生成手段と、画像生成手段の生成による画像を表示する
表示手段とを備えている擬似視界画像発生装置。
【請求項３】表示対象群の形状データを記憶する形状
データ記憶手段と、表示対象群の三次元空間における位
置データを記憶する位置データ記憶手段と、表示対象群
を含む三次元空間を複数のボクセルに分割する空間分割
手段と、空間分割手段の分割によるボクセル群を位置デ
ータに対応づけて記憶するボクセル記憶手段と、空間分
割手段の分割により得られた各ボクセルに属する表示対
象を位置データに従って登録するボクセル登録手段と、
表示対象群の中の特定の表示対象を臨むための視点位置
と視線方向に関する情報を入力する視野情報入力手段
と、視野情報入力手段の入力情報を監視し表示対象群を
含む三次元空間の特定の領域として視点位置と視線方向
に応じて三次元の可視領域を順次設定する可視領域設定
手段と、可視領域設定手段の設定による各三次元の可視
領域内に属するボクセルをボクセル記憶手段に記憶され
たボクセルの中から選択するボクセル選択手段と、ボク
セル選択手段の選択による各ボクセルに属する表示対象
のうち特定の領域に属する表示対象を可視領域の変化に
応じてボクセル登録手段から順次抽出しそれ以外の領域
に属する表示対象を可視領域が複数回変化する毎に抽出
する表示対象抽出手段と、表示対象抽出手段の抽出によ
る表示対象の形状データを形状データ記憶手段から抽出
する形状データ抽出手段と、形状データ抽出手段の抽出
による形状データに従った画像を生成する画像生成手段
と、画像生成手段の生成による画像を表示する表示手段
とを備えている擬似視界画像発生装置。
【請求項４】表示対象群の形状データを記憶する形状
データ記憶手段と、表示対象群のうち特定の表示対象の
形状データを記憶する補助形状データ記憶手段と、表示
対象群の三次元空間における位置データを記憶する位置
データ記憶手段と、表示対象群を含む三次元空間を複数
のボクセルに分割する空間分割手段と、空間分割手段の
分割によるボクセル群を位置データに対応づけて記憶す
るボクセル記憶手段と、空間分割手段の分割により得ら
れた各ボクセルに属する表示対象を位置データに従って
登録するボクセル登録手段と、表示対象群の中の特定の
表示対象を臨むための視点位置と視線方向に関する情報
を入力する視野情報入力手段と、視野情報入力手段の入
力情報を監視し表示対象群を含む三次元空間の特定の領
域として視点位置と視線方向に応じて三次元の可視領域
を順次設定する可視領域設定手段と、可視領域設定手段
の設定による各三次元の可視領域内に属するボクセルを
ボクセル記憶手段に記憶されたボクセルの中から選択す
るボクセル選択手段と、ボクセル選択手段の選択による
各ボクセルに属する表示対象のうち特定の領域に属する
表示対象を可視領域の変化に応じてボクセル登録手段か
ら順次抽出しそれ以外の領域に属する表示対象を可視領
域が複数回変化する毎に抽出する表示対象抽出手段と、
表示対象抽出手段の抽出による表示対象のうち順次抽出
される表示対象の形状データを補助形状データ記憶手段
から抽出しそれ以外の表示対象の形状データを形状デー
タ記憶手段から抽出する形状データ抽出手段と、形状デ
ータ抽出手段の抽出による形状データに従った画像を生
成する画像生成手段と、画像生成手段の生成による画像
を表示する表示手段とを備えている擬似視界画像発生装
置。
【請求項５】ボクセル選択手段は、可視領域設定手段
の設定による各三次元の可視領域内に属し且つ表示対象
を含むボクセルのうち視点位置側に他のボクセルが存在
しないボクセルのみをボクセル記憶手段の中から選択す
るもので構成されている請求項１、２、３または４記載
の擬似視界画像発生装置。