JPH08287286A - 平面画像マッピング方法 - Google Patents

平面画像マッピング方法

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JPH08287286A
JPH08287286A JP11235695A JP11235695A JPH08287286A JP H08287286 A JPH08287286 A JP H08287286A JP 11235695 A JP11235695 A JP 11235695A JP 11235695 A JP11235695 A JP 11235695A JP H08287286 A JPH08287286 A JP H08287286A
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JP
Japan
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image
plane image
normal line
normal
angle
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Application number
JP11235695A
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English (en)
Inventor
Kenji Sato
賢次 佐藤
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Tektronix Japan Ltd
Original Assignee
Sony Tektronix Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】3次元画像の表面の一部の領域を切り出す作業
をすることなく、所望の領域に平面画像をマッピングす
ることが可能な平面画像マッピング方法を提供するこ
と。 【構成】スクリーン上に表示された3次元画像オブジェ
クト30の表面を複数の多角形で表し、該複数の多角形
の頂点に対して夫々の法線が互いに直交する第1、第2
及び第3平面画像をマッピングする平面画像マッピング
方法であって、上記第1平面画像の第1法線32と上記
多角形の頂点の法線との間の角度を予め定めた第1閾値
と比較し、上記第1閾値以下の角度となる法線N1、N2
及びN3を有する頂点に上記第1平面画像の対応座標位
置をマッピングし、上記第2平面画像の第2法線34と
上記多角形の頂点の法線との間の角度を予め定めた第2
閾値と比較し、上記第2閾値以下の角度となる法線を有
する頂点に上記第2平面画像の対応座標位置をマッピン
グし、上記3次元画像オブジェクトの表面の残りの頂点
に上記第3平面画像の対応座標位置をマッピングするこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表示スクリーン上に表
示した3次元画像オブジェクトの表面に平面をマッピン
グする方法に関する。
【0002】
【従来技術】コンピュータ・グラフィックス技術の進歩
により、極めて精密で精細な3次元画像をコンピュータ
表示器のスクリーンに表示できるようになった。3次元
画像オブジェクトの表面に任意の画像を貼り付けるため
に、テクスチュア・マッピング(Texture Mapping)と
いう技術が用いられている。この技術は、予め生成した
テクスチュア・マップ(Texture Map)と呼ばれる平面
画像を3次元画像オブジェクトの表面上に写像(マッピ
ング:mapping)するものである。ここで、マッピング
という処理は、例えば、u及びvという2つの正規化し
た変数(0から1までの実変数)で平面画像の2次元座
標を表し、3次元画像オブジェクトの表面(一般には曲
面)の選択された位置に平面画像の正規化した2次元座
標を写像することである。このマッピング処理により得
られたマッピング(写像)データに基づき、実際に平面
画像の対応領域の画像データを3次元画像オブジェクト
の対応位置に貼り付ける処理が行われる。なお、平面画
像を3次元画像オブジェクトの表面の曲面上に貼り付け
るには、適切な補間処理やフィルタ処理等が行われる。
この場合、従来は、3次元画像オブジェクトの表面上の
どの領域に平面画像をマッピングするかを決定するため
に、表示スクリーン上で、3次元画像の表面の一部分を
切り出し、その切り出し部分に平面画像をマッピングす
るのが普通であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、3次元画像の
表面の一部の領域を適切に切り出す作業は、その3次元
画像オブジェクトの構造、形状等が複雑な場合には極め
て煩雑であり時間のかかる作業であった。本発明の目的
は、3次元画像の表面の一部の領域を切り出す作業をす
ることなく、所望の領域に平面画像をマッピングするこ
とが可能な平面画像マッピング方法を提供することであ
る。
【0004】
【課題を解決する為の手段】本発明は、スクリーン上に
表示された3次元画像オブジェクトの表面を複数の多角
形で表し、該複数の多角形の頂点に第1平面画像をマッ
ピングする平面画像マッピング方法であって、上記第1
平面画像の第1法線と上記多角形の頂点の法線との間の
角度を予め定めた第1閾値と比較し、上記第1閾値以下
の角度となる法線を有する頂点に上記第1平面画像の対
応座標位置をマッピングすることを特徴とする。
【0005】また、本発明は、スクリーン上に表示され
た3次元画像オブジェクトの表面を複数の多角形で表
し、該複数の多角形の頂点に夫々の法線が互いに直交す
る第1、第2及び第3平面画像をマッピングする平面画
像マッピング方法であって、上記第1平面画像の法線と
上記多角形の頂点の法線との間の角度を予め定めた第1
閾値と比較し、上記第1閾値以下の角度となる法線を有
する頂点に上記第1平面画像の対応座標位置をマッピン
グし、上記第2平面画像の法線と上記多角形の頂点の法
線との間の角度を予め定めた第2閾値と比較し、上記第
2閾値以下の角度となる法線を有する頂点に上記第2平
面画像の対応座標位置をマッピングし、上記3次元画像
オブジェクトの表面の残りの頂点に上記第3平面画像の
対応座標位置をマッピングすることを特徴とする。
【0006】
【実施例】図2は、本発明を実施するのに好適なコンピ
ュータ・システムの構成を示すブロック図である。μP
(コンピュータ)10を中心とするシステムであり、こ
れにキーボード12、座標入力装置13、ROM及びR
AMを含むシステム・メモリ14、磁気ディスク等の外
部メモリ16及びCRTその他の表示スクリーンを有す
る表示器18が接続されている。座標入力装置13は、
マウス、トラックボール、デジタイザの如き周知の装置
で良い。以上のシステムにおいて、オペレータは、種々
のソフトウェアを利用して、種々の3次元画像を表示ス
クリーン上で生成し、加工し、修正し、目的の画像を作
成できる。
【0007】図3は、本発明による画像マッピング方法
の概念の説明のための画像オブジェクトの斜視図であ
る。本発明の画像マッピング方法では、説明の便宜上、
立方体に類似の画像オブジェクト30を表示した例であ
り、この画像オブジェクト30に対して、互いに直交関
係にある3つの方向(矢線32、34及び36で示す方
向)から第1、第2及び第3平面画像を夫々マッピング
する。なお、マッピングとは、上述のように、正規化さ
れた平面画像の座標位置に対応する3次元画像オブジェ
クトの表面の位置を特定する写像(マッピング)データ
を生成することをいい、これは従来の概念と全く同一で
あるので、これ以上の詳細な内容の説明は省略する。画
像オブジェクト30は、立方体に類似の形状であるが、
各表面は曲面で形成されており、複数の多角形で区分さ
れている。説明及び図示の便宜上、図3では、3つの表
面A、B及びCを示し、各表面を16の四角形により区
分しているが、実際にはもっと多くの区分を採用しても
良いし、多角形も三角形や他の多角形を採用しても良
い。矢線32、34及び36で示した3つの方向は、マ
ッピングする第1、第2及び第3平面画像(図示せず)
の法線ベクトルを表している。これら3つの法線(矢
線)32、34及び36は、互いに直交関係にあるとい
う条件を満たせば、画像オブジェクト30に対してどの
ような方向に設定するかは任意である。よって、オペレ
ータがマウスのような座標入力装置を用いて、例えば、
第1平面画像の法線32の方向を決定すれば、他の2つ
の平面画像の法線34及び36の方向は自動的に決定さ
れる。
【0008】図4は、図3の画像オブジェクト30を表
面B及びCに垂直な面で切断した場合の部分断面図であ
る。画像オブジェクト30の各表面A、B及びCを区分
している多角形(ここでは四角形)の頂点の法線ベクト
ルが計算され、図4では、これらの法線ベクトルN1〜
N6を示している。第1平面画像の第1法線32と曲面
C上の3つの頂点の法線ベクトルN1、N2及びN3との
間の角度が夫々θ1、θ2及びθ3であり、これらの角度
が所定の第1閾値以下であれば、これらの頂点に第1平
面画像がマッピングされる。したがって、オペレータ
は、第1閾値をこれらの角度θ1、θ2及びθ3より大き
い角度、例えば45度に設定する。確実に曲面C上に存
在する全ての頂点に第1平面画像をマッピングするため
には、その曲面Cの形状等に応じて適切な閾値を設定す
る必要がある。一般に、閾値の角度は、30度〜45度
程度に設定するのが望ましいが、この閾値をどの程度の
値にするかは、上述のように、3次元画像オブジェクト
のマッピングしたい領域の範囲及び形状等により決定さ
れる。次に、曲面B上の頂点の法線ベクトルN4、N5及
びN6と第2法線34との間の角度θ4、θ5及びθ6を所
定の第2閾値の角度と比較し、この第2閾値以下の角度
となる法線を有する頂点で囲まれた領域に第2平面画像
の対応領域をマッピングする。よって、これらの角度θ
4、θ5及びθ6が第2閾値以下であれば、これらの頂点
に第2平面画像がマッピングされる。このように、曲面
C及びB上の頂点にマッピングした後に、曲面Aについ
てのマッピングを行う。この場合、曲面C及びBのマッ
ピングが終了しているので、残った曲面Aの領域の頂点
のみをマッピング処理すれば良い。よって、曲面A上の
多角形の頂点の法線と法線ベクトル36との角度の比較
を実行する必要はない。ただし、必要に応じて、第3平
面画像のマッピング処理についても、各頂点の法線と第
3法線との間の角度と所定の第3閾値との比較を実行し
ても良い。
【0009】図3において、説明及び図示の便宜上のた
め、3次元画像オブジェクト30の3つの表面A、B及
びCのみを示しているが、画像オブジェクト30には、
これら3つの表面に夫々対向する3つの表面(表示され
ていない面なので「隠面」という)が存在する。これら
の図示していない隠面を夫々A′、B′及びC′とする
と、これらの表面上の多角形の頂点の法線と各平面画像
の法線32、34及び36との間の角度も比較し、マッ
ピングの対象とする。すなわち、第1法線32と頂点の
法線とのなす角度が第1閾値以下となる領域は、図3の
表面Cの領域とこの表面Cに対向する下側の隠面C′の
領域であり、マッピング処理は、これら表面C及び隠面
C′の両方に同時に実行することが望ましい。このよう
にすれば、3回のマッピングにより、3次元画像オブジ
ェクト30の6つの表面にマッピングをすることができ
る。なお、隠面A′、B′及びC′上の頂点の法線と各
平面画像の法線とのなす角度については鋭角(90度以
下)の角度をとって、閾値と比較することが望ましい。
【0010】図1は、本発明の一実施例の手順を示す流
れ図である。まず、ステップ100では、第1及び第2
閾値の角度をオペレータが入力する。次のステップ10
2では、3次元画像オブジェクトの頂点の法線と第1平
面画像の法線との間の角度と所定の第1閾値とを比較
し、第1閾値以下の法線を有する頂点に第1平面画像の
対応座標位置をマッピングする。次のステップ104で
は、3次元画像オブジェクトの頂点の法線と第2平面画
像の法線との間の角度と所定の第2閾値とを比較し、第
2閾値以下の法線を有する頂点に第2平面画像の対応座
標位置をマッピングする。次のステップ106では、残
りの多角形の頂点に第3平面画像の対応座標位置をマッ
ピングする。なお、必要ならば、第3平面画像の法線と
各頂点の法線とのなす角度と第3閾値を比較して、第3
閾値以下の角度の法線を有する頂点に第3平面画像の対
応座標位置をマッピングするようにしても良い。
【0011】以上、本発明の好適実施例を説明したが、
本発明は、上述の実施例のみに限定されるものではな
く、本発明の要旨から逸脱することなく、種々の変形及
び修正を加え得ることは当業者には明らかである。
【0012】
【発明の効果】平面画像の法線と多角形の頂点の法線と
の間の角度を所定の閾値と比較し、閾値以下の法線を有
する頂点にのみ平面画像のマッピングを行うようにする
ことにより、従来のように、3次元画像オブジェクトの
表面の特定範囲のみを切り出し、その特定領域にマッピ
ングするという面倒な作業の必要がなくなる。よって、
平面画像のマッピングが極めて簡単かつ迅速に実行可能
となる。また、互いに法線が垂直な3つの平面画像を自
動的にマッピングできるので、面倒な選択及び設定操作
を大幅に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の手順を示す流れ図である。
【図2】本発明を利用するのに好適なコンピュータ・シ
ステムの構成の一例を示すブロック図である。
【図3】本発明の概念を説明するための画像オブジェク
トの一例を示す斜視図である。
【図4】図3の画像オブジェクトの部分断面図である。
【符号の説明】
30 3次元画像オブジェクト 32 第1法線 34 第2法線 36 第3法線 N1〜N6 多角形の頂点の法線ベクトル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリーン上に表示された3次元画像オ
    ブジェクトの表面を複数の多角形で表し、該複数の多角
    形の頂点に第1平面画像をマッピングする平面画像マッ
    ピング方法であって、 上記第1平面画像の第1法線と上記多角形の頂点の法線
    との間の角度を予め定めた第1閾値と比較し、 上記第1閾値以下の角度となる法線を有する頂点に上記
    第1平面画像の対応座標位置をマッピングすることを特
    徴とする平面画像マッピング方法。
  2. 【請求項2】 上記第1法線に対して垂直な第2法線を
    有する第2平面画像を更に上記画像オブジェクトの上記
    複数の多角形の頂点にマッピングするに際し、 上記第2法線と上記多角形の頂点の法線との間の角度を
    予め定めた第2閾値と比較し、 上記第2閾値以下の角度となる法線を有する頂点に上記
    第2平面画像の対応座標位置をマッピングすることを特
    徴とする請求項1記載の平面画像マッピング方法。
  3. 【請求項3】 上記第1及び第2法線に対して垂直な第
    3法線を有する第3平面画像を更に上記画像オブジェク
    トの上記複数の多角形の頂点にマッピングするに際し、 上記画像オブジェクトの表面の残りの頂点に上記第3平
    面画像の対応座標位置をマッピングすることを特徴とす
    る請求項2記載の平面画像マッピング方法。
  4. 【請求項4】 上記第1及び第2法線に対して垂直な第
    3法線を有する第3平面画像を更に上記画像オブジェク
    トの上記複数の多角形の頂点にマッピングするに際し、 上記第3法線と上記多角形の頂点の法線との間の角度を
    予め定めた第3閾値と比較し、 上記第3閾値以下の角度となる法線を有する頂点に上記
    第3平面画像の対応座標位置をマッピングすることを特
    徴とする請求項2記載の平面画像マッピング方法。
  5. 【請求項5】 スクリーン上に表示された3次元画像オ
    ブジェクトの表面を複数の多角形で表し、該複数の多角
    形の頂点に夫々の法線が互いに直交する第1、第2及び
    第3平面画像をマッピングする平面画像マッピング方法
    であって、 上記第1平面画像の法線と上記多角形の頂点の法線との
    間の角度を予め定めた第1閾値と比較し、 上記第1閾値以下の角度となる法線を有する頂点に上記
    第1平面画像の対応座標位置をマッピングし、 上記第2平面画像の法線と上記多角形の頂点の法線との
    間の角度を予め定めた第2閾値と比較し、 上記第2閾値以下の角度となる法線を有する頂点に上記
    第2平面画像の対応座標位置をマッピングし、 上記3次元画像オブジェクトの表面の残りの頂点に上記
    第3平面画像の対応座標位置をマッピングすることを特
    徴とする平面マッピング方法。
JP11235695A 1995-04-13 1995-04-13 平面画像マッピング方法 Pending JPH08287286A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6232980B1 (en) * 1998-03-18 2001-05-15 Silicon Graphics, Inc. System and method for generating planar maps of three-dimensional surfaces
KR100439577B1 (ko) * 2001-08-25 2004-07-12 이상욱 표면 법선 기반의 삼각형 메쉬 영역화 장치 및 그 방법

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