JPH08293041A - High speed rendering method and device therefor - Google Patents

High speed rendering method and device therefor

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JPH08293041A
JPH08293041A JP9893095A JP9893095A JPH08293041A JP H08293041 A JPH08293041 A JP H08293041A JP 9893095 A JP9893095 A JP 9893095A JP 9893095 A JP9893095 A JP 9893095A JP H08293041 A JPH08293041 A JP H08293041A
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sphere
rendering
vector
model
angle
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Koichi Ishibuchi
耕一 石淵
Takashi Okamoto
敬 岡本
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Abstract

PURPOSE: To shorten the time needed for selection of a drawn polygon by designating the spherical body of the highest hierarchy of a hierarchical spherical model as a rendering ball to assign a rendering model and then clipping the corresponding rendering ball when this ball is excluded out of a clipping area. CONSTITUTION: A rendering ball setting part 2 extracts a spherical body of the highest hierarchy that has its radius smaller than the prescribed value and defines this spherical body as a rendering ball. A rendering model correspondence part 3 prepares a rendering model in response to every set rendering ball, and a clipping area holding part 4 holds the data to prescribe a clipping area. An inside/outside decision part 5 decides whether every rendering ball exists inside or outside the clipping area. Then a clip processing part 6 clips the rendering model corresponding to the rendering ball existing outside the clipping area.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は高速レンダリング方法
およびその装置に関し、さらに詳細にいえば、視覚効果
を低下させることなく3次元モデルの描画時間を減少さ
せるための高速レンダリング方法およびその装置に関す
る。この方法およびその装置は、景観シミュレーショ
ン、人工現実感などの分野に好適に適用可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed rendering method and an apparatus thereof, and more particularly to a high-speed rendering method and an apparatus thereof for reducing the drawing time of a three-dimensional model without reducing the visual effect. This method and its apparatus can be suitably applied to fields such as landscape simulation and artificial reality.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータグラフィックス(以
下、CGと略称する)技術を応用した景観シミュレーシ
ョン、サイエンティフィックビジュアライゼーションな
どの研究が盛んに行われているとともに、ウォークスル
ー、フライトシミュレータなどの人工現実感の研究も盛
んに行われている。ここで、前者は主として静止画を対
象とするのに対して、後者は動画を対象としている。し
たがって、後者に適用されるCG技術として一般的に描
画の高速性が強く要求される。ただし、前者において
も、特に景観シミュレーションなどのように膨大なデー
タ量を有する場合があるので、やはり描画の高速性が要
求される。また、何れの場合においても、視覚効果を低
下させることなく高速性を達成することが要求される。
2. Description of the Related Art In recent years, researches such as landscape simulation and scientific visualization applying computer graphics (hereinafter abbreviated as CG) technology have been actively conducted, and walkthroughs, flight simulators, etc. Research on reality is also being actively conducted. Here, the former mainly targets a still image, whereas the latter mainly targets a moving image. Therefore, as a CG technique applied to the latter, generally, high-speed drawing is strongly required. However, even in the former case, there is a case where there is a huge amount of data, especially in a landscape simulation, so that high speed drawing is also required. In any case, it is required to achieve high speed without deteriorating the visual effect.

【0003】この要求を達成するための方法として、従
来から、次の3つの方法が提案されている。 (1) 空間分割により立体をグルーピングしておき、
グループごとに視野に対する内外判定を行い、視野内で
あると判定されたグループのみを描画対象とすることに
より、該当する3次元モデルの描画を高速化する方法
(「広域3次元オブジェクト管理システム」、玉田隆
史、中村泰明、TECHNICAL REPORT O
F IEICE HC93−11(1993−05)、
社団法人 電子情報通信学会) (2) 形状の段階的簡略化表現を行う方法、例えば、
視点からの距離が小さい場合には形状をそのまま表示
し、視点からの距離が大きい場合には形状を簡略化して
表示することにより、該当する3次元モデル全体として
の描画を高速化する方法(“Adaptive Dis
play Algorithm forInterac
tive Frme Rates During Vi
sualization of Complex Vi
rtual Environments”,Thoma
s A. Funkhouser and Carlo
H. 外1, COMPUTER GRAPHICS
Proceedings, Annual Confe
rence Series, 1993)、および
Conventionally, the following three methods have been proposed as methods for achieving this requirement. (1) Solids are grouped by space division,
A method for accelerating the drawing of the corresponding 3D model by performing inside / outside determination on the visual field for each group and setting only the group determined to be within the visual field as the drawing target (“wide area 3D object management system”, Takashi Tamada, Yasuaki Nakamura, TECHNICAL REPORT O
F IEICE HC93-11 (1993-05),
(Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) (2) A method for performing stepwise simplified representation of a shape, for example,
When the distance from the viewpoint is small, the shape is displayed as it is, and when the distance from the viewpoint is large, the shape is simplified and displayed to speed up the drawing of the entire 3D model (“ Adaptive Dis
play Algorithm forInterac
five Frame Rate During Vi
suialization of Complex Vi
rtual Environments ", Thomas
s A. Funkhauser and Carlo
H. Outer 1, COMPUTER GRAPHICS
Proceedings, Annual Conf
rence series, 1993), and

【0004】[0004]

【外1】 [Outside 1]

【0005】(3) 視線の向きによる面のグルーピン
グを行い、グループごとに視点から見えるか否かの判定
を行い、見えると判定されたグループのみを描画対象と
することにより、該当する3次元モデルの描画を高速化
する方法(「リアルタイム景観シミュレータのための形
状のグルーピングと多重表現に基づく描画時間の短
縮」、北嶋克寛、遊佐洋子、電子情報通信学会論文誌D
−II Vol.J77−D−II No.2 pp.
311−320 1994年2月)
(3) By grouping faces according to the direction of the line of sight, determining whether each group is visible from the viewpoint, and drawing only the group determined to be visible, the corresponding three-dimensional model To speed up the drawing of images (“Drawing time reduction based on shape grouping and multiple expressions for real-time landscape simulator”, Katsuhiro Kitajima, Yoko Yusa, IEICE Transactions D
-II Vol. J77-D-II No. 2 pp.
311-320 February 1994)

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法は、全て視点と描画物体との位置関係により描画する
ポリゴンを選出する方法であり、しかも立方体領域、オ
クトトリーなどの多面体表現を用いて位置関係を計算す
るのであるから、計算コストがかかるという不都合があ
る。そして、計算コストがかかることに起因して、描画
ポリゴンの選出の所要時間が長くなり、ひいては描画所
要時間が長くなってしまう。
However, the above-mentioned conventional methods are all methods for selecting polygons to be drawn according to the positional relationship between the viewpoint and the drawing object, and furthermore, using a polyhedral expression such as a cube area or octotree Since the relationship is calculated, there is an inconvenience that the calculation cost is high. Then, due to the high calculation cost, the time required for selecting the drawing polygons becomes long, and the drawing time becomes long.

【0007】[0007]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、描画ポリゴンの選出所要時間を大幅に短
縮することができる高速レンダリング方法およびその装
置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-speed rendering method and an apparatus therefor capable of significantly shortening the time required for selecting drawing polygons.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の高速レンダリ
ング方法は、階層球体モデルの、所定の半径以下の球体
のうち、最も上位の階層の球体をレンダリング球として
指定するとともに、各レンダリング球に対応してレンダ
リングモデルを割り当てておき、レンダリング球がクリ
ップ領域の内部か外部かを判定して、レンダリング球が
クリップ領域の外部である場合に該当するレンダリング
モデルをクリップする方法である。
According to a high speed rendering method of claim 1, among the spheres having a predetermined radius or less of a hierarchical sphere model, a sphere of the highest hierarchy is designated as a rendering sphere, and each rendering sphere is designated. This is a method of correspondingly assigning a rendering model, determining whether the rendering sphere is inside or outside the clip area, and clipping the corresponding rendering model when the rendering sphere is outside the clip area.

【0009】請求項2の高速レンダリング方法は、モデ
ル化の対象となる物体の表面を、メッシュ分割するとと
もに、メッシュ分割された各メッシュの全ての辺の長さ
を予め設定した最下位階層の球の直径以下に設定し、メ
ッシュ分割により発生した各節点を中心として最下位階
層の球体を生成し、次いで、全節点に基づいて定まる立
方体領域を含む最小の球体を生成して最上位階層の球体
とし、その後、直前の階層の球体の中心を通る平面で全
節点を2分割し、分割された各区分に属する全節点に基
づいて定まる立方体領域を含む最小の球体を生成して、
分割前の階層の次の階層の球体とし、その後、全節点の
2分割処理および各区分に属する全節点に基づいて定ま
る立方体領域を含む最小の球体を生成して次の階層の球
体とする処理を、分割後の節点数が1になるまで反復す
ることにより階層球体モデルを作成する方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the high-speed rendering method, the surface of an object to be modeled is mesh-divided, and the lengths of all sides of each mesh-divided mesh are set in advance in the lowest layer sphere. Sphere of the highest hierarchy is generated by generating a minimum sphere including the cubic area determined based on all the nodes by setting the diameter equal to or less than the diameter, and centering each node generated by mesh division. Then, all nodes are divided into two in a plane that passes through the center of the sphere of the immediately preceding layer, and the smallest sphere including the cubic area determined based on all the nodes belonging to each divided section is generated,
A sphere of the layer next to the layer before the division, and then a two-part division process of all nodes and a process of generating the smallest sphere including a cubic area determined based on all the nodes belonging to each segment and making it the sphere of the next layer Is repeated until the number of nodes after division becomes 1, and a hierarchical sphere model is created.

【0010】請求項3の高速レンダリング方法は、視点
位置を基準として、視線方向ベクトルおよび視野角によ
り視野が規定されている状態において、視点からレンダ
リング球の中心に向かうベクトルと、このベクトルを中
心としてレンダリング球の広がりを規定する角度とを算
出し、両ベクトルのなす角が視野角とレンダリング球の
広がりを規定する角度との和よりも大きいことを条件と
して該当するレンダリング球を除去する方法である。
According to a third aspect of the present invention, in the high-speed rendering method, in the state where the visual field is defined by the line-of-sight direction vector and the viewing angle with respect to the viewpoint position, the vector from the viewpoint toward the center of the rendering sphere, and this vector as the center. This is a method of calculating the angle defining the spread of the rendering sphere and removing the corresponding rendering sphere on condition that the angle formed by both vectors is larger than the sum of the viewing angle and the angle defining the spread of the rendering sphere. .

【0011】請求項4の高速レンダリング方法は、視野
内に少なくとも一部が含まれるレンダリング球につい
て、このレンダリング球に含まれるポリゴンをそれぞれ
の法線ベクトルの向きに基づいて複数のグループに区分
し、各区分に属するポリゴンの法線の集合体を円錐で近
似し、視点からレンダリング球の中心に向かうベクトル
を中心としてレンダリング球の広がりを規定する第1広
がり角度を算出するとともに、ポリゴンの法線の集合体
を近似する円錐の中心軸を規定する中心軸ベクトルおよ
びこの円錐の第2広がり角度を算出し、視点からレンダ
リング球の中心に向かうベクトルと中心軸ベクトルとの
なす角が両広がり角度の和以下であることを条件とし
て、該当する区分に属するポリゴンを描画の対象として
選択する方法である。
A high-speed rendering method according to a fourth aspect is such that, for a rendering sphere of which at least a part is included in the field of view, the polygons included in this rendering sphere are divided into a plurality of groups based on the directions of their normal vectors. A set of polygon normals belonging to each section is approximated by a cone, and a first spread angle that defines the spread of the rendering sphere centered on the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere is calculated. The center axis vector that defines the center axis of the cone that approximates the aggregate and the second spread angle of this cone are calculated, and the angle formed by the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere and the center axis vector is the sum of both spread angles. This is a method of selecting a polygon belonging to the corresponding section as a drawing target on condition that it is the following.

【0012】請求項5の高速レンダリング方法は、各レ
ンダリングモデルに対応するポリゴンについて、視点か
らレンダリング球の中心に向かうベクトルの大きさに対
応させて、予め描画精度が異なる複数のポリゴンを生成
しておき、上記ベクトルの実際の大きさに基づいて該当
する描画精度のポリゴンを描画する方法である。請求項
6の高速レンダリング装置は、階層球体モデルの、所定
の半径以下の球体のうち、最も上位の階層の球体をレン
ダリング球として指定するレンダリング球指定手段と、
各レンダリング球に対応してレンダリングモデルを割り
当てるレンダリングモデル割り当て手段と、レンダリン
グ球がクリップ領域の内部か外部かを判定する内外判定
手段と、レンダリング球がクリップ領域の外部であるこ
とを示す内外判定手段の判定結果に応答して該当するレ
ンダリングモデルをクリップするクリップ手段とを有し
ている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the high-speed rendering method, a plurality of polygons having different drawing precisions are generated in advance for the polygons corresponding to the respective rendering models in correspondence with the magnitude of the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere. In other words, it is a method of drawing a polygon with a corresponding drawing accuracy based on the actual size of the vector. The high-speed rendering device according to claim 6 is a rendering sphere designating means for designating a sphere of a highest hierarchy among spheres having a radius equal to or less than a predetermined radius of a hierarchical sphere model,
Rendering model assigning means for assigning a rendering model to each rendering sphere, inside / outside determining means for determining whether the rendering sphere is inside or outside the clip area, and inside / outside determining means for indicating that the rendering sphere is outside the clip area. And clipping means for clipping the corresponding rendering model in response to the determination result.

【0013】請求項7の高速レンダリング装置は、モデ
ル化の対象となる物体の表面を、メッシュ分割するとと
もに、メッシュ分割された各メッシュの全ての辺の長さ
を予め設定した最下位階層の球の直径以下に設定するメ
ッシュ分割手段と、メッシュ分割により発生した各節点
を中心として最下位階層の球体を生成する最下位階層球
体生成手段と、全節点に基づいて定まる立方体領域を含
む最小の球体を生成して最上位階層の球体とする最上位
階層球体生成手段と、直前の階層の球体の中心を通る平
面で全節点を2分割する分割手段と、分割された各区分
に属する全節点に基づいて定まる立方体領域を含む最小
の球体を生成して、分割前の階層の次の階層の球体とす
る中間階層球体生成手段と、分割手段による処理および
中間階層球体生成手段による処理を、分割後の節点数が
1になるまで反復させる反復制御手段とをさらに有して
いる。
According to a seventh aspect of the present invention, in a high-speed rendering device, the surface of an object to be modeled is divided into meshes, and the lengths of all sides of each mesh-divided mesh are set in advance in the lowest-level sphere. Mesh dividing means to be set to less than or equal to the diameter, the lowest layer sphere generating means for generating the sphere of the lowest layer centering on each node generated by mesh division, and the smallest sphere including a cubic area determined based on all nodes To generate a top-level sphere, a top-level sphere generating means, a dividing means for dividing all nodes into two in a plane passing through the center of the sphere of the immediately previous level, and all the nodes belonging to each divided section. Intermediate sphere generating means for generating a minimum sphere including a cubic area determined based on the sphere, and making it the sphere of the next hierarchy of the hierarchy before division, and processing by the dividing means and intermediate hierarchy sphere generation The process according to stage number of nodes after the division is further and a repeat control means for repeating until 1.

【0014】請求項8の高速レンダリング装置は、視野
を規定すべく、視点位置を基準として設定された視線方
向ベクトルおよび視野角を保持する保持手段と、視点か
らレンダリング球の中心に向かうベクトルと、このベク
トルを中心としてレンダリング球の広がりを規定する角
度とを算出する算出手段と、両ベクトルのなす角が視野
角とレンダリング球の広がりを規定する角度との和より
も大きいか否かを判定する第1大小判定手段と、両ベク
トルのなす角が視野角とレンダリング球の広がりを規定
する角度との和よりも大きいことを示す第1大小判定手
段の判定結果に応答して該当するレンダリング球を除去
するレンダリング球除去手段とをさらに有している。
According to another aspect of the present invention, there is provided a high-speed rendering device, which holds a line-of-sight direction vector and a viewing angle set with reference to a viewpoint position to define a field of view, a vector from the viewpoint to a center of the rendering sphere, A calculation unit that calculates an angle that defines the spread of the rendering sphere centered on this vector, and determines whether the angle formed by both vectors is larger than the sum of the viewing angle and the angle that defines the spread of the rendering sphere. In response to the determination result of the first magnitude determining means and the first magnitude determining means indicating that the angle formed by both vectors is larger than the sum of the viewing angle and the angle defining the spread of the rendering sphere, the corresponding rendering sphere is selected. It further has a rendering sphere removing means for removing.

【0015】請求項9の高速レンダリング装置は、視野
内に少なくとも一部が含まれるレンダリング球につい
て、このレンダリング球に含まれるポリゴンをそれぞれ
の法線ベクトルの向きに基づいて複数のグループに区分
する区分手段と、各区分に属するポリゴンの法線の集合
体を円錐で近似する近似手段と、視点からレンダリング
球の中心に向かうベクトルを中心としてレンダリング球
の広がりを規定する第1広がり角度を算出する第1算出
手段と、ポリゴンの法線の集合体を近似する円錐の中心
軸を規定する中心軸ベクトルおよびこの円錐の第2広が
り角度を算出する第2算出手段と、視点からレンダリン
グ球の中心に向かうベクトルと中心軸ベクトルとのなす
角が両広がり角度の和以下であるか否かを判定する第2
大小判定手段と、視点からレンダリング球の中心に向か
うベクトルと中心軸ベクトルとのなす角が両広がり角度
の和以下であることを示す第2大小判定手段の判定結果
に応答して該当する区分に属するポリゴンを描画の対象
として選択する選択手段とをさらに有している。
According to a ninth aspect of the present invention, in a high-speed rendering device, a rendering sphere, at least a part of which is included in the field of view, divides the polygons included in the rendering sphere into a plurality of groups based on the directions of their normal vectors. Means, an approximation means for approximating a set of polygon normals belonging to each section by a cone, and a first spread angle defining a spread of the rendering sphere centered on a vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere. 1 calculation means, a central axis vector defining a central axis of a cone approximating a collection of normals of a polygon, and a second calculation means for calculating a second spread angle of the cone, and from the viewpoint to the center of the rendering sphere Second determination of whether or not the angle formed by the vector and the central axis vector is less than or equal to the sum of both spread angles
In response to the determination result of the size determination means and the second size determination means indicating that the angle formed by the vector from the viewpoint toward the center of the rendering sphere and the central axis vector is less than or equal to the sum of both spread angles, the corresponding classification is performed. It further has selection means for selecting the polygon to which it belongs as a drawing target.

【0016】請求項10の高速レンダリング装置は、各
レンダリングモデルに対応するポリゴンについて、視点
からレンダリング球の中心に向かうベクトルの大きさに
対応させて、予め描画精度が異なる複数のポリゴンを生
成しておくポリゴン生成手段と、上記ベクトルの実際の
大きさに基づいて該当する描画精度のポリゴンを描画す
る描画手段とをさらに有している。
According to a tenth aspect of the present invention, the high-speed rendering device generates a plurality of polygons having different drawing precisions in advance, corresponding to the size of the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere, for the polygons corresponding to the respective rendering models. It further has a polygon generating means to be placed and a drawing means for drawing a polygon of a corresponding drawing accuracy based on the actual size of the vector.

【0017】[0017]

【作用】請求項1の高速レンダリング方法であれば、階
層球体モデルの、所定の半径以下の球体のうち、最も上
位の階層の球体をレンダリング球として指定するととも
に、各レンダリング球に対応してレンダリングモデルを
割り当てておき、レンダリング球がクリップ領域の内部
か外部かを判定して、レンダリング球がクリップ領域の
外部である場合に該当するレンダリングモデルをクリッ
プするのであるから、多面体表現を用いた位置関係の計
算が不要になり、レンダリング球を用いた干渉計算を行
うことによりレンダレングモデルのクリップを高速に達
成でき、ひいてはレンダリングを高速化することができ
る。
According to the high-speed rendering method of claim 1, of the spheres having a radius less than or equal to a predetermined radius of the hierarchical sphere model, the sphere of the highest hierarchy is designated as the rendering sphere, and rendering is performed corresponding to each rendering sphere. A model is assigned, it is determined whether the rendering sphere is inside or outside the clipping area, and when the rendering sphere is outside the clipping area, the corresponding rendering model is clipped. Therefore, the positional relationship using the polyhedral representation is used. The calculation of is unnecessary, and by performing the interference calculation using the rendering sphere, the clip of the render length model can be achieved at high speed, and the rendering can be speeded up.

【0018】請求項2の高速レンダリング方法であれ
ば、モデル化の対象となる物体の表面を、メッシュ分割
するとともに、メッシュ分割された各メッシュの全ての
辺の長さを予め設定した最下位階層の球の直径以下に設
定し、メッシュ分割により発生した各節点を中心として
最下位階層の球体を生成し、次いで、全節点に基づいて
定まる立方体領域を含む最小の球体を生成して最上位階
層の球体とし、その後、直前の階層の球体の中心を通る
平面で全節点を2分割し、分割された各区分に属する全
節点に基づいて定まる立方体領域を含む最小の球体を生
成して、分割前の階層の次の階層の球体とし、その後、
全節点の2分割処理および各区分に属する全節点に基づ
いて定まる立方体領域を含む最小の球体を生成して次の
階層の球体とする処理を、分割後の節点数が1になるま
で反復することにより階層球体モデルを作成するのであ
るから、物体に内包される球体はもともと生成されず、
処理の複雑化を伴なうことなく、生成される球体の数を
減少させることができ、このように生成された階層球体
モデルに基づいて請求項1と同様の作用を達成すること
ができる。
According to the high-speed rendering method of claim 2, the surface of the object to be modeled is mesh-divided, and the lengths of all sides of each mesh-divided mesh are preset. Set to less than or equal to the diameter of the sphere, generate the lowest level sphere centered on each node generated by mesh division, and then generate the smallest level sphere including the cube area determined based on all nodes , And then divide all nodes into two in the plane that passes through the center of the sphere of the previous layer, and generate the smallest sphere including the cubic area that is determined based on all the nodes belonging to each divided segment, and divide it. As a sphere of the next level of the previous level, then
The process of dividing all nodes into two and the process of generating the smallest sphere including a cubic area determined based on all the nodes belonging to each segment and making it the sphere of the next layer is repeated until the number of nodes after division becomes 1. Since the hierarchical sphere model is created by this, the sphere included in the object is not originally generated,
The number of generated spheres can be reduced without complicating the processing, and the same operation as in claim 1 can be achieved based on the hierarchical sphere model thus generated.

【0019】請求項3の高速レンダリング方法であれ
ば、視点位置を基準として、視線方向ベクトルおよび視
野角により視野が規定されている状態において、視点か
らレンダリング球の中心に向かうベクトルと、このベク
トルを中心としてレンダリング球の広がりを規定する角
度とを算出し、両ベクトルのなす角が視野角とレンダリ
ング球の広がりを規定する角度との和よりも大きいこと
を条件として該当するレンダリング球を除去するのであ
るから、多面体表現を用いた位置関係の計算が不要にな
り、描画に不要なレンダリング球の除去を円錐対円錐の
高速な干渉チェックにより簡単にすることができ、ひい
ては描画ポリゴンの検出を高速に達成することができ
る。
According to the high-speed rendering method of claim 3, in the state where the visual field is defined by the line-of-sight direction vector and the viewing angle with respect to the viewpoint position, the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere and this vector are The angle that defines the spread of the rendering sphere is calculated as the center, and the corresponding rendering sphere is removed under the condition that the angle formed by both vectors is larger than the sum of the viewing angle and the angle that defines the spread of the rendering sphere. Therefore, it is not necessary to calculate the positional relationship using the polyhedron representation, and it is possible to easily remove the rendering sphere that is not necessary for drawing by the high-speed cone-to-cone interference check, which in turn speeds up the detection of the drawing polygon. Can be achieved.

【0020】請求項4の高速レンダリング方法であれ
ば、視野内に少なくとも一部が含まれるレンダリング球
について、このレンダリング球に含まれるポリゴンをそ
れぞれの法線ベクトルの向きに基づいて複数のグループ
に区分し、各区分に属するポリゴンの法線の集合体を円
錐で近似し、視点からレンダリング球の中心に向かうベ
クトルを中心としてレンダリング球の広がりを規定する
第1広がり角度を算出するとともに、ポリゴンの法線の
集合体を近似する円錐の中心軸を規定する中心軸ベクト
ルおよびこの円錐の第2広がり角度を算出し、視点から
レンダリング球の中心に向かうベクトルと中心軸ベクト
ルとのなす角が両広がり角度の和以下であることを条件
として、該当する区分に属するポリゴンを描画の対象と
して選択するのであるから、多面体表現を用いた位置関
係の計算が不要になり、レンダリング球内のポリゴンの
うち、描画の対象となるポリゴンの選択を高速に達成で
き、ひいてはレンダリングを高速化することができる。
According to the high-speed rendering method of claim 4, with respect to the rendering sphere of which at least a part is included in the visual field, the polygons included in the rendering sphere are divided into a plurality of groups based on the directions of the respective normal vectors. Then, a set of polygon normals belonging to each section is approximated by a cone, and the first spread angle that defines the spread of the rendering sphere centered on the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere is calculated. The central axis vector that defines the central axis of the cone that approximates the aggregate of lines and the second spreading angle of this cone are calculated, and the angle between the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere and the central axis vector is the spreading angle. The polygons that belong to the corresponding category are selected for drawing, provided that they are less than or equal to the sum of From eliminates the need for calculation of the positional relationship with polyhedral representation of the polygons in the rendering sphere, the selection of polygon to be drawn can be achieved at high speed, it is possible to speed up the turn rendering.

【0021】請求項5の高速レンダリング方法であれ
ば、各レンダリングモデルに対応するポリゴンについ
て、視点からレンダリング球の中心に向かうベクトルの
大きさに対応させて、予め描画精度が異なる複数のポリ
ゴンを生成しておき、上記ベクトルの実際の大きさに基
づいて該当する描画精度のポリゴンを描画するのである
から、一部のポリゴンについて描画精度が低いポリゴン
を採用することにより描画を高速化でき、ひいてはレン
ダリングを高速化することができる。
According to the high-speed rendering method of claim 5, a plurality of polygons having different drawing precisions are generated in advance in correspondence with the size of the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere for the polygons corresponding to the respective rendering models. Since polygons with the corresponding drawing accuracy are drawn based on the actual size of the above vector, some polygons with low drawing accuracy can be used to speed up the drawing, and Can be speeded up.

【0022】請求項6の高速レンダリング装置であれ
ば、階層球体モデルの、所定の半径以下の球体のうち、
最も上位の階層の球体をレンダリング球指定手段により
レンダリング球として指定し、レンダリングモデル割り
当て手段により、各レンダリング球に対応してレンダリ
ングモデルを割り当てる。そして、内外判定手段によ
り、レンダリング球がクリップ領域の内部か外部かを判
定し、レンダリング球がクリップ領域の外部であること
を示す内外判定手段の判定結果に応答してクリップ手段
により該当するレンダリングモデルをクリップする。し
たがって、多面体表現を用いた位置関係の計算が不要に
なり、レンダリング球を用いた干渉計算を行うことによ
りレンダレングモデルのクリップを高速に達成でき、ひ
いてはレンダリングを高速化することができる。
According to the high-speed rendering apparatus of claim 6, among the spheres having a predetermined radius or less in the hierarchical sphere model,
The sphere of the highest hierarchy is designated as the rendering sphere by the rendering sphere designating means, and the rendering model assigning means assigns the rendering model corresponding to each rendering sphere. Then, the inside / outside determination means determines whether the rendering sphere is inside or outside the clip area, and responds to the determination result of the inside / outside determination means indicating that the rendering sphere is outside the clip area. To clip. Therefore, it is not necessary to calculate the positional relationship using the polyhedron representation, and by performing the interference calculation using the rendering sphere, the clip of the render length model can be achieved at high speed, and the rendering can be speeded up.

【0023】請求項7の高速レンダリング装置であれ
ば、モデル化の対象となる物体の表面を、メッシュ分割
するとともに、メッシュ分割された各メッシュの全ての
辺の長さを予め設定した最下位階層の球の直径以下に設
定するメッシュ分割手段と、メッシュ分割により発生し
た各節点を中心として最下位階層の球体を生成する最下
位階層球体生成手段と、全節点に基づいて定まる立方体
領域を含む最小の球体を生成して最上位階層の球体とす
る最上位階層球体生成手段と、直前の階層の球体の中心
を通る平面で全節点を2分割する分割手段と、分割され
た各区分に属する全節点に基づいて定まる立方体領域を
含む最小の球体を生成して、分割前の階層の次の階層の
球体とする中間階層球体生成手段と、分割手段による処
理および中間階層球体生成手段による処理を、分割後の
節点数が1になるまで反復させる反復制御手段とをさら
に有しているのであるから、物体に内包される球体はも
ともと生成されず、処理の複雑化を伴なうことなく、生
成される球体の数を減少させることができ、このように
生成された階層球体モデルに基づいて請求項6と同様の
作用を達成することができる。
According to the high-speed rendering apparatus of claim 7, the surface of the object to be modeled is mesh-divided, and the lengths of all sides of each mesh-divided mesh are preset. Mesh dividing means to be set to less than or equal to the diameter of the sphere, the lowest layer sphere generating means to generate the sphere of the lowest layer centering on each node generated by mesh division, and the minimum including the cubic area determined based on all nodes Top-level sphere generation means for generating the sphere of the top level sphere, a dividing means for dividing all nodes into two on a plane that passes through the center of the sphere of the immediately preceding level, and all of the divided divisions. Intermediate layer sphere generation means for generating a minimum sphere including a cubic area determined based on nodes and making it the sphere of the layer next to the layer before division, processing by the dividing means, and intermediate layer sphere Since it further has an iterative control means for repeating the processing by the generation means until the number of nodes after division becomes 1, the sphere included in the object is not originally generated, and the processing becomes complicated. It is possible to reduce the number of spheres generated without undue effect, and it is possible to achieve the same effect as that of claim 6 based on the hierarchical sphere model thus generated.

【0024】請求項8の高速レンダリング装置であれ
ば、視野を規定すべく、視点位置を基準として設定され
た視線方向ベクトルおよび視野角を保持する保持手段
と、視点からレンダリング球の中心に向かうベクトル
と、このベクトルを中心としてレンダリング球の広がり
を規定する角度とを算出する算出手段と、両ベクトルの
なす角が視野角とレンダリング球の広がりを規定する角
度との和よりも大きいか否かを判定する第1大小判定手
段と、両ベクトルのなす角が視野角とレンダリング球の
広がりを規定する角度との和よりも大きいことを示す第
1大小判定手段の判定結果に応答して該当するレンダリ
ング球を除去するレンダリング球除去手段とをさらに有
しているのであるから、多面体表現を用いた位置関係の
計算が不要になり、描画に不要なレンダリング球の除去
を円錐対円錐の高速な干渉チェックにより簡単にするこ
とができ、ひいては描画ポリゴンの検出を高速に達成す
ることができる。
According to another aspect of the high-speed rendering device of the present invention, in order to define the visual field, a holding means for holding the line-of-sight direction vector and the viewing angle set with the viewpoint position as a reference, and a vector from the viewpoint toward the center of the rendering sphere. And a calculation means for calculating an angle that defines the spread of the rendering sphere centered on this vector, and whether the angle formed by both vectors is greater than the sum of the viewing angle and the angle that defines the spread of the rendering sphere. Responsive to the determination result of the first magnitude determining means and the first magnitude determining means indicating that the angle formed by both vectors is larger than the sum of the viewing angle and the angle defining the spread of the rendering sphere. Since it further has a rendering sphere removing means for removing the sphere, the calculation of the positional relationship using the polyhedron representation becomes unnecessary, and the drawing is performed. Can be the removal of unwanted rendering sphere simpler fast interference checking cone pair cone can thus achieve the detection of the drawing polygons at high speed.

【0025】請求項9の高速レンダリング装置であれ
ば、視野内に少なくとも一部が含まれるレンダリング球
について、このレンダリング球に含まれるポリゴンをそ
れぞれの法線ベクトルの向きに基づいて複数のグループ
に区分する区分手段と、各区分に属するポリゴンの法線
の集合体を円錐で近似する近似手段と、視点からレンダ
リング球の中心に向かうベクトルを中心としてレンダリ
ング球の広がりを規定する第1広がり角度を算出する第
1算出手段と、ポリゴンの法線の集合体を近似する円錐
の中心軸を規定する中心軸ベクトルおよびこの円錐の第
2広がり角度を算出する第2算出手段と、視点からレン
ダリング球の中心に向かうベクトルと中心軸ベクトルと
のなす角が両広がり角度の和以下であるか否かを判定す
る第2大小判定手段と、視点からレンダリング球の中心
に向かうベクトルと中心軸ベクトルとのなす角が両広が
り角度の和以下であることを示す第2大小判定手段の判
定結果に応答して該当する区分に属するポリゴンを描画
の対象として選択する選択手段とをさらに有しているの
であるから、多面体表現を用いた位置関係の計算が不要
になり、レンダリング球内のポリゴンのうち、描画の対
象となるポリゴンの選択を高速に達成でき、ひいてはレ
ンダリングを高速化することができる。
According to the ninth aspect of the high-speed rendering device, with respect to the rendering sphere that includes at least a part in the visual field, the polygons included in the rendering sphere are divided into a plurality of groups based on the directions of the respective normal vectors. A dividing means, an approximating means for approximating a set of normals of polygons belonging to each division by a cone, and a first spread angle defining the spread of the rendering sphere centered on a vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere. First calculating means, a second calculating means for calculating a central axis vector defining a central axis of a cone approximating a set of normals of the polygon and a second spreading angle of the cone, and a center of the rendering sphere from the viewpoint. Second magnitude determining means for determining whether or not the angle formed by the vector toward the center and the central axis vector is less than or equal to the sum of both spread angles. , Drawing a polygon belonging to the corresponding section in response to the determination result of the second magnitude determining means indicating that the angle formed by the vector from the viewpoint toward the center of the rendering sphere and the central axis vector is less than or equal to the sum of both spread angles. Since it further has a selection means for selecting as a target of, it is not necessary to calculate the positional relationship using the polyhedron representation, and the polygon to be drawn can be selected at high speed from the polygons in the rendering sphere. This can be achieved, and rendering can be speeded up.

【0026】請求項10の高速レンダリング装置であれ
ば、各レンダリングモデルに対応するポリゴンについ
て、視点からレンダリング球の中心に向かうベクトルの
大きさに対応させて、予め描画精度が異なる複数のポリ
ゴンを生成しておくポリゴン生成手段と、上記ベクトル
の実際の大きさに基づいて該当する描画精度のポリゴン
を描画する描画手段とをさらに有しているのであるか
ら、一部のポリゴンについて描画精度が低いポリゴンを
採用することにより描画を高速化でき、ひいてはレンダ
リングを高速化することができる。
According to the high-speed rendering device of the tenth aspect, a plurality of polygons having different drawing precisions are generated in advance for the polygons corresponding to the respective rendering models in correspondence with the magnitude of the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere. Since it further has a polygon generating means for preserving and a drawing means for drawing a polygon having a corresponding drawing accuracy based on the actual size of the vector, a polygon having a low drawing accuracy for some polygons. By adopting, it is possible to speed up the drawing, and thus speed up the rendering.

【0027】[0027]

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によってこの発
明を詳細に説明する。図1は階層球体モデルとレンダリ
ングモデルとの関係を示す概略図である。図において、
階層球体モデルを構成する各階層の球体をサイズが異な
る楕円で示している。また、この階層球体モデルは、最
上位階層の球体から順に分割処理を行うことにより作成
されるのであるが、この場合に、予め指定した値以下の
半径の球体S1,S2,S3が生成された場合に、この
球体S1,S2,S3をレンダリング球に設定し、それ
ぞれレンダリングモデルL1,L2,L3と対応付け
る。ただし、予め指定した値以下の半径の球体のうち、
最も上位階層の球体のみをレンダリング球に設定する。
したがって、レンダリング球よりも下位の階層の球体は
レンダリング球ではない。また、レンダリング球の半径
が最下位階層の球体の半径よりも十分に大きくなるよう
に、上記値を指定する。さらに、レンダリングモデルL
1,L2,L3は、対応するレンダリング球に包含され
るポリゴンなどの形状情報を含むモデルである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing embodiments. FIG. 1 is a schematic diagram showing the relationship between a hierarchical sphere model and a rendering model. In the figure,
The spheres of each layer that make up the hierarchical sphere model are indicated by ellipses of different sizes. Further, this hierarchical sphere model is created by sequentially performing division processing from the sphere of the highest hierarchy. In this case, spheres S1, S2, S3 having radii equal to or less than the value designated in advance are generated. In this case, the spheres S1, S2, S3 are set as rendering spheres and are associated with the rendering models L1, L2, L3, respectively. However, among spheres with a radius less than or equal to the value specified in advance,
Only the sphere at the highest level is set as the rendering sphere.
Therefore, the sphere in the hierarchy lower than the rendering sphere is not the rendering sphere. Also, the above value is specified so that the radius of the rendering sphere is sufficiently larger than the radius of the sphere in the lowest hierarchy. Furthermore, the rendering model L
1, L2 and L3 are models including shape information such as polygons included in the corresponding rendering spheres.

【0028】上述のようにレンダリング球とレンダリン
グモデルとの対応付けを行った場合に、レンダリング球
とレンダリングモデルとが1対1で対応しない場合があ
る。このような場合は、図2に示すように、レンダリン
グモデルを1対1対応部分L1´,L2´と多対1対応
部分L12´とに分離し、新たなレンダリングモデルを
生成する。図2の場合に対応する元のレンダリングモデ
ルL1,L2と新たなレンダリングモデルL1´,L2
´,L12´との関係は、図3に示すとおりである。
When the rendering sphere and the rendering model are associated with each other as described above, the rendering sphere and the rendering model may not be in one-to-one correspondence. In such a case, as shown in FIG. 2, the rendering model is separated into the one-to-one correspondence portions L1 ′ and L2 ′ and the many-to-one correspondence portion L12 ′, and a new rendering model is generated. Original rendering models L1 and L2 and new rendering models L1 ′ and L2 corresponding to the case of FIG.
The relation with the ‘′, L12’ is as shown in FIG. 3.

【0029】したがって、このようにレンダリング球を
設定するとともに、各レンダリング球に対してレンダリ
ングモデルを対応付けておけば、各レンダリング球がク
リップ領域の内部か外部かの判定を行い、クリップ領域
の外部であると判定されたレンダリング球のみをクリッ
プすることにより、レンダリングモデルのクリップ処理
を簡単に達成することができる。
Therefore, if the rendering sphere is set in this way and a rendering model is associated with each rendering sphere, it is determined whether each rendering sphere is inside or outside the clip area, and outside the clip area. By clipping only the rendering sphere determined to be, the clipping process of the rendering model can be easily achieved.

【0030】上記レンダリングモデルのクリップ処理
は、例えば、図4のフローチャートに示すように、ステ
ップSP1においてレンダリング球を設定し、ステップ
SP2において各レンダリング球にレンダリングモデル
を対応付けし、ステップSP3において、各レンダリン
グ球について、設定されたクリップ領域の内部か外部か
の判定を行い、レンダリング球がクリップ領域の外部で
あると判定された場合には、ステップSP4において、
該当するレンダリング球をクリップし、ステップSP5
において全てのレンダリング球に対する処理が行われた
か否かを判定し、処理が行われていないレンダリング球
が存在している場合には、再びステップSP3の処理を
行う。逆に、ステップSP5において全てのレンダリン
グ球に対する処理が行われたと判定された場合には、そ
のまま一連の処理を終了する。また、ステップSP3に
おいてレンダリング球がクリップ領域の内部であると判
定された場合には、再びステップSP3の処理を行う。
In the clipping process of the rendering model, for example, as shown in the flowchart of FIG. 4, the rendering sphere is set in step SP1, the rendering model is associated with each rendering sphere in step SP2, and in step SP3, the rendering model is associated with each rendering model. It is determined whether the rendering sphere is inside or outside the set clip area, and if it is determined that the rendering sphere is outside the clip area, in step SP4
Clip the corresponding rendering sphere, and step SP5
In step S3, it is determined whether or not all rendering spheres have been processed. If there is a rendering sphere that has not been processed, the process of step SP3 is performed again. On the contrary, if it is determined in step SP5 that all rendering spheres have been processed, the series of processes is ended. When it is determined in step SP3 that the rendering sphere is inside the clip area, the process of step SP3 is performed again.

【0031】したがって、階層球体モデルのうち、レン
ダリング球として設定された球体のみに基づいてクリッ
プ領域に対する内外判定を行い、クリップ領域の外部で
あると判定されたレンダリング球に対応するレンダリン
グモデルのクリップ処理を行うことができ、レンダリン
グモデルをクリップするための処理を著しく簡単化でき
る。この結果、レンダリングを高速化することができ
る。
Therefore, in the hierarchical sphere model, the inside / outside determination for the clip area is performed based on only the sphere set as the rendering sphere, and the clip processing of the rendering model corresponding to the rendering sphere determined to be outside the clip area is performed. Can be performed, and the process for clipping the rendering model can be significantly simplified. As a result, rendering can be speeded up.

【0032】ただし、クリップされなかったレンダリン
グ球であっても、レンダリングモデルを構成する全ての
ポリゴンなどがクリップ領域の内部であるとは限らな
い。したがって、この場合には、例えば、クリップされ
なかったレンダリング球に対応するレンダリングモデル
を構成するポリゴンなどについてクリップ処理を行うこ
とが可能であるが、後述する、法線ベクトルによるグル
ーピング方法を採用することが好ましい。
However, even if the rendering sphere is not clipped, not all the polygons and the like constituting the rendering model are inside the clip area. Therefore, in this case, for example, it is possible to perform clipping processing on polygons or the like that form the rendering model corresponding to the rendering sphere that has not been clipped. However, a grouping method using normal vectors, which will be described later, should be adopted. Is preferred.

【0033】図5は円錐で近似された視野とレンダリン
グ球との関係を示す概略図である。図において、視点位
置がO=(X0,Y0,Z0)、視線方向ベクトルがV
1=(X1,Y1,Z1)、視野角がθ1、レンダリン
グ球の中心がC=(Xc,Yc,Zc)、レンダリング
球の半径がr、視点を始点としレンダリング球の中心を
終点とするレンダリング球ベクトルがV2=(X2,Y
2,Z2)、両ベクトルのなす角がφにそれぞれ設定さ
れている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the field of view approximated by a cone and the rendering sphere. In the figure, the viewpoint position is O = (X0, Y0, Z0), and the line-of-sight direction vector is V.
1 = (X1, Y1, Z1), viewing angle is θ1, center of rendering sphere is C = (Xc, Yc, Zc), radius of rendering sphere is r, rendering is from the viewpoint as the starting point and the center of the rendering sphere as the ending point The sphere vector is V2 = (X2, Y
2, Z2), and the angle formed by both vectors is set to φ.

【0034】この場合には、レンダリング球の広がりを
示す角度が数1になる。また、上記角φは数2になる。
In this case, the angle indicating the spread of the rendering sphere is given by equation 1. Further, the angle φ is given by the equation 2.

【0035】[0035]

【数1】 [Equation 1]

【0036】[0036]

【数2】 [Equation 2]

【0037】したがって、角φと、角度θ1,θ2の和
との大小を判定し、φ≦θ1+θ2の場合にレンダリン
グ球が視野内であり、φ>θ1+θ2の場合にレンダリ
ング球が視野外であると判定する。この判定は、レンダ
リング球の全てについて行ってもよいが、好ましくは、
最上位階層の球体から順にレンダリング球まで上記の判
定を行い、視野外であると判定された上位球体から発生
したレンダリング球について上記の判定を省略すること
が好ましい。そして、以上の判定の結果、視野外にある
と判定されたレンダリング球を除去し、視野内にあると
判定されたレンダリング球に対応するレンダリングモデ
ルのポリゴンのみを描画の対象とすることにより、レン
ダリングの高速化を達成することができる。
Therefore, the magnitude of the angle φ and the sum of the angles θ1 and θ2 is determined. If φ ≦ θ1 + θ2, the rendering sphere is in the field of view, and if φ> θ1 + θ2, the rendering sphere is out of the field of view. judge. This determination may be made for all of the rendering spheres, but preferably
It is preferable to perform the above determination in order from the sphere in the highest hierarchy to the rendering sphere, and omit the determination for the rendering sphere generated from the upper sphere determined to be out of the field of view. Then, as a result of the above determination, the rendering sphere that is determined to be outside the field of view is removed, and only the polygons of the rendering model that correspond to the rendering sphere that is determined to be within the field of view are drawn. It is possible to achieve high speed.

【0038】以上には、視野を円錐で近似した場合につ
いて説明したが、視野(ビューボリューム)を表示管面
に合せて四角錐台領域として規定した状態において、四
角錐台領域の4つの側面のそれぞれと球体の中心との距
離を計算し、距離と球体の半径との大小を判定すること
により視野の内部か外部かを判定するようにしてもよ
い。
The case where the field of view is approximated by a cone has been described above. However, in the state where the field of view (view volume) is defined as a quadrangular truncated pyramid region in accordance with the display tube surface, four side surfaces of the quadrangular pyramid truncated region are defined. The distance between each and the center of the sphere may be calculated, and the size of the distance and the radius of the sphere may be determined to determine whether it is inside or outside the field of view.

【0039】上記の処理において視野内であると判定さ
れたレンダリングモデルのポリゴンなどを表示するに当
って、以下の方法を適用することにより、表示の高速化
を達成することができる。この方法は、視野内のレンダ
リングモデルのポリゴンなどを法線ベクトルに応じて切
り代えるため、予めレンダリング球内のポリゴンなどを
法線ベクトルに基づいていくつかのグループに分割し、
各グループの法線ベクトルを円錐で近似しておく(図
6、図7参照)。
In displaying a polygon or the like of the rendering model determined to be within the field of view in the above processing, the following method can be applied to achieve high-speed display. This method switches polygons and the like of the rendering model in the field of view according to the normal vector, so polygons and the like in the rendering sphere are divided into several groups based on the normal vector in advance,
The normal vector of each group is approximated by a cone (see FIGS. 6 and 7).

【0040】図6は描画されないポリゴンなどの法線ベ
クトルの範囲を円錐で近似した状態を示す概略図であ
る。なお、ここでV2,θ2は図5のそれらと同じであ
る。この場合に、上記円錐の広がり角度θ3は、θ3=
(π/2)−θ2である。図7は2つの円錐(1つは図
6の円錐と同じ円錐)を示している。図において、新た
に付加された円錐の中心ベクトル(円錐の頂点を始点と
し、円錐の底面の中心に向かうベクトル)をV3=(X
3,Y3,Z3)、この円錐の広がり角度をα、両ベク
トルV2,V3のなす角をβでそれぞれ示している。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a state in which the range of the normal vector of a polygon that is not drawn is approximated by a cone. Here, V2 and θ2 are the same as those in FIG. In this case, the spread angle θ3 of the cone is θ3 =
(Π / 2) −θ2. FIG. 7 shows two cones, one of which is the same as the cone of FIG. In the figure, the newly added center vector of the cone (vector starting from the apex of the cone and heading toward the center of the bottom of the cone) is V3 = (X
3, Y3, Z3), the spread angle of this cone is indicated by α, and the angle formed by both vectors V2, V3 is indicated by β.

【0041】この場合には、角βが、数3になる。In this case, the angle β becomes the expression 3.

【0042】[0042]

【数3】 (Equation 3)

【0043】したがって、角θ3と、角度α,βの和と
の大小を判定し、θ3≦α+βの場合に、該当する円錐
の範囲に対応する法線ベクトルを有するポリゴンなどを
描画の対象とし、θ3>α+βの場合に、該当する円錐
の範囲に対応する法線ベクトルを有するポリゴンなどを
描画の対象としない。この処理を採用することにより、
視野内にあるレンダリング球内のポリゴンなどのうち、
描画の対象とすべきポリゴンなどの抽出を高速に達成す
ることができる。
Therefore, the magnitude of the angle θ3 and the sum of the angles α and β is determined, and when θ3 ≦ α + β, a polygon or the like having a normal vector corresponding to the range of the corresponding cone is targeted for drawing, When θ3> α + β, a polygon or the like having a normal vector corresponding to the range of the corresponding cone is not a drawing target. By adopting this process,
Of the polygons etc. in the rendering sphere in the field of view,
It is possible to quickly extract polygons to be drawn.

【0044】さらに、表示対象となるポリゴンなどをレ
ベル・オブ・ディテイル(以下、LODと略称する)表
示(“Adaptive Display Algor
ithm for Interactive Frme
Rates DuringVisualizatio
n of Complex Virtual Envi
ronments”,Thomas A. Funkh
ouser andCarlo H. 外1, COM
PUTER GRAPHICS Proceeding
s, Annual Conference Seri
es, 1993参照)することにより、表示対象とな
る全てのポリゴンなどの描画および表示の所要時間を短
縮することができる。
Further, the polygons to be displayed are displayed in a level of detail (hereinafter abbreviated as LOD) display (“Adaptive Display Algor”).
itm for Interactive Frme
Rates During Visualization
no of Complex Virtual Envi
romments ", Thomas A. Funkh
user and Carlo H.S. Outside 1, COM
PUTER GRAPHICS Proceeding
s, Annual Conference Seri
es, 1993), the time required for drawing and displaying all polygons to be displayed can be shortened.

【0045】具体的には、図8に示すように、各レンダ
リングモデルに対応するポリゴンなどの複数LODモデ
ル(LOD階層が異なる複数のLODモデルであり、L
D0,LD1,LD2がLOD階層を示している)を予
め作成しておき、図9に示すように、レンダリング球ベ
クトルV2の長さからレンダリング球の半径rを減算し
た値(原点からレンダリング球までの最小距離)の大小
に応じて何れかのLOD階層を選択し、または表示を省
略するようにしている。なお、何れのLOD階層を選択
するかを示す閾値は、経験則などに基づいて予め設定し
ておく。
Specifically, as shown in FIG. 8, a plurality of LOD models such as polygons corresponding to each rendering model (a plurality of LOD models having different LOD layers,
A value obtained by subtracting the radius r of the rendering sphere from the length of the rendering sphere vector V2 (from the origin to the rendering sphere) in advance by creating D0, LD1, LD2 indicating the LOD layer). Either LOD layer is selected or the display is omitted according to the size of the minimum distance). The threshold value indicating which LOD layer is selected is set in advance based on an empirical rule or the like.

【0046】したがって、この場合には、始点から離れ
たポリゴンなどを簡略化して表示することができ、レン
ダリングモデルのより一層の高速表示を達成することが
できる。図10、図11は階層球体モデル作成方法の一
例を説明するフローチャートである。
Therefore, in this case, polygons and the like that are distant from the start point can be displayed in a simplified manner, and a higher speed display of the rendering model can be achieved. 10 and 11 are flowcharts for explaining an example of a method for creating a hierarchical sphere model.

【0047】図10のフローチャートにおいては、ステ
ップSP1において最下位階層の球体の直径を設定し、
ステップSP2においてDelaunay三角分割法な
ど、従来公知の方法により処理対象となる物体の表面を
メッシュ分割し、メッシュ分割により発生した節点群を
記憶し、ステップSP3において図11のフローチャー
トの処理(球体モデル作成処理)を行い、そのまま一連
の処理を終了する。なお、ステップSP2におけるメッ
シュ分割は、各メッシュの各辺の長さが最下位階層の球
体の半径以下になるように設定される。
In the flowchart of FIG. 10, the diameter of the sphere of the lowest hierarchy is set in step SP1,
In step SP2, the surface of the object to be processed is mesh-divided by a conventionally known method such as the Delaunay triangulation method, the node group generated by the mesh division is stored, and in step SP3, the processing of the flowchart of FIG. 11 (sphere model creation) is performed. Processing), and the series of processing ends. The mesh division in step SP2 is set such that the length of each side of each mesh is less than or equal to the radius of the sphere in the lowest hierarchy.

【0048】図11のフローチャートにおいては、ステ
ップSP1において複数個の節点が存在しているか否か
を判定する。そして、節点の数が複数であると判定され
た場合には、ステップSP2において、該当する全ての
節点を基に立方体領域(全節点を含む直方体または立方
体)を発生し、立方体領域を内包する最小半径の球体を
生成し(図12中(A)参照)、ステップSP3におい
て、分割により節点群が発生したか否か(即ち、該当す
る節点群が後述する分割処理により発生させられたもの
であるか否か)を判定する。そして、節点群が分割によ
り発生したのではないと判定された場合には、ステップ
SP4において、ステップSP2で生成された最小球を
最上位階層の球体として保存する。逆に、節点群が分割
により発生したと判定された場合には、ステップSP5
において、ステップSP2で生成された最小球を、先に
行われた図11のフローチャートの処理のステップSP
4またはステップSP5において保存された最小球の下
位の階層の球体として保存する。
In the flowchart of FIG. 11, it is determined in step SP1 whether or not there are a plurality of nodes. Then, when it is determined that the number of nodes is plural, in step SP2, a cube region (a rectangular parallelepiped or a cube including all the nodes) is generated based on all the corresponding nodes, and the minimum including the cube region is generated. A sphere having a radius is generated (see (A) in FIG. 12), and in step SP3, whether or not a node group is generated by the division (that is, the corresponding node group is generated by the division process described later). Whether or not) is determined. Then, when it is determined that the node group is not generated by the division, in step SP4, the minimum sphere generated in step SP2 is stored as the sphere of the highest hierarchy. On the contrary, when it is determined that the node group is generated by the division, step SP5
At step SP2, the minimum sphere generated in step SP2 is set to the step SP of the processing of the flowchart of FIG.
4 or is stored as a sphere in a layer below the smallest sphere stored in step SP5.

【0049】ステップSP4またはステップSP5の処
理が行われた後は、ステップSP6において、直前に保
存された最小球の中心を通り、かつ立方体領域の長手方
向を法線とする平面で全節点を2分割し(図12中
(B)参照)、ステップSP7において、分割された一
方の節点群に対して図11のフローチャートの処理を行
い、ステップSP8において、分割された残余の節点群
に対して図11のフローチャートの処理を行い、そのま
ま元の処理に戻る。
After the processing of step SP4 or step SP5, at step SP6, all the nodes are set to 2 on a plane which passes through the center of the smallest sphere stored immediately before and whose normal line is the longitudinal direction of the cubic region. After division (see (B) in FIG. 12), the process of the flowchart of FIG. 11 is performed on one of the divided node groups in step SP7, and the remaining divided node group is displayed in step SP8. The process of the flowchart of 11 is performed, and the process directly returns to the original process.

【0050】上記ステップSP1において節点の数が1
つであると判定された場合には、ステップSP9におい
て、分割により節点群が発生したか否か(即ち、該当す
る節点群が後述する分割処理により発生させられたもの
であるか否か)を判定する。そして、節点群が分割によ
り発生したのではないと判定された場合には、ステップ
SP10において、最下位階層の球体を、その中心を節
点と一致させた状態で保存する。逆に、節点群が分割に
より発生したと判定された場合には、ステップSP11
において、最下位階層の球体を、その中心を節点と一致
させた状態で、かつ先に行われた図11のフローチャー
トの処理のステップSP4またはステップSP5におい
て保存された最小球の下位の階層の球体として保存す
る。ステップSP10またはステップSP11の処理が
行なわれた後は、そのまま元の処理に戻る。
In the step SP1, the number of nodes is 1
If it is determined that the node group is generated by the division in step SP9 (that is, whether the corresponding node group is generated by the division processing described later). judge. Then, when it is determined that the node group is not generated by the division, in step SP10, the sphere of the lowest hierarchy is stored in a state where its center coincides with the node. On the contrary, when it is determined that the node group is generated by the division, step SP11
11, the sphere of the lowest sphere stored in step SP4 or step SP5 of the processing of the flowchart of FIG. 11 performed previously with the center of the sphere of the lowest sphere coincident with the node. Save as. After the processing of step SP10 or step SP11 is performed, the processing directly returns to the original processing.

【0051】したがって、最下位階層の球体は、図13
中(A)に示すように物体の表面のメッシュ分割が行わ
れた場合において、例えば、物体の表面の1辺に対して
図13中(B)に示すように配置される。したがって、
最下位階層の球体により表現される物体形状の誤差は最
下位階層の球体の半径以下になる。また、最下位階層以
外の階層の球体は、その上位の階層の球体の中心を通
り、かつ立方体領域の長手方向を法線とする平面で節点
群を2分割し、各区分に属する全ての節点に基づいて定
まる立方体領域を含む最小半径の球体として生成される
のであるから、球体の生成処理を簡単化できる。さら
に、物体表面のみを対象として球体を生成するのである
から、物体に内包される球体はもともと生成されない。
したがって、無駄な球体を削除する処理が不要であり、
しかも無駄な球体が生成されないので、球体の数を少な
くすることができる。
Therefore, the sphere of the lowest hierarchy is shown in FIG.
When the mesh division of the surface of the object is performed as shown in the middle (A), for example, it is arranged as shown in (B) in FIG. 13 with respect to one side of the surface of the object. Therefore,
The error of the object shape represented by the sphere of the lowest hierarchy is less than the radius of the sphere of the lowest hierarchy. In addition, the spheres of the layers other than the lowest layer divide the node group into two on a plane that passes through the center of the sphere of the upper layer and the normal line is the longitudinal direction of the cube area, and Since it is generated as a sphere having a minimum radius including a cubic region determined based on, the sphere generation process can be simplified. Furthermore, since the sphere is generated only for the surface of the object, the sphere included in the object is not originally generated.
Therefore, there is no need to remove unnecessary spheres,
Moreover, since no useless sphere is generated, the number of spheres can be reduced.

【0052】なお、階層の数は、最下位階層の球体の直
径および対象となる物体のサイズ、形状により自動的に
定まる。ただし、図11のフローチャートにおいて、全
ての節点に基づいて定まる立方体領域を含む最小半径の
球体を生成する処理に代えて、全ての節点を含む最小半
径の球体を生成する処理を採用することが好ましく、球
体内における物体占有率を高めることができる。
The number of layers is automatically determined by the diameter of the sphere in the lowest layer and the size and shape of the target object. However, in the flowchart of FIG. 11, it is preferable to adopt a process of generating a sphere of minimum radius including all nodes, instead of a process of generating a sphere of minimum radius including a cubic area determined based on all nodes. The object occupancy rate in the sphere can be increased.

【0053】また、図11のフローチャートにおいて、
立方体領域の長手方向を法線とする平面に代えて、全節
点の最大分散方向を法線とする平面を採用することが好
ましく、分割された各節点群を含む球体内における物体
占有率が大なる確率を大きくすることができる。
Further, in the flow chart of FIG.
It is preferable to use a plane whose normal is the maximum dispersion direction of all nodes, instead of a plane whose normal is the longitudinal direction of the cubic area, and which has a large object occupancy in the sphere including each divided node group. The probability of becoming can be increased.

【0054】[0054]

【実施例2】図14はこの発明の高速レンダリング装置
の一実施例を示すブロック図である。ただし、このブロ
ック図には、レンダリングモデルのクリップ処理を行う
部分のみを示している。したがって、他の処理を行う部
分については、従来公知の装置または以下に説明する装
置を採用することになる。
[Embodiment 2] FIG. 14 is a block diagram showing an embodiment of a high speed rendering apparatus of the present invention. However, in this block diagram, only the portion for performing the clipping process of the rendering model is shown. Therefore, a conventionally known device or a device described below is adopted as a part for performing other processing.

【0055】この装置は、階層球体モデル(階層ごとの
球の中心座標値、半径など)を保持する階層球体モデル
保持部1と、階層球体モデルを構成する全ての階層の球
体の中から、所定の値以下の半径を有する球体であっ
て、かつ最も上位の階層の球体を抽出してレンダリング
球に設定するレンダリング球設定部2(レンダリング球
指定手段)と、設定された各レンダリング球に対してレ
ンダリングモデルを対応付けるレンダリングモデル対応
付け部3(レンダリングモデル割り当て手段)と、クリ
ップ領域を規定するデータを保持するクリップ領域保持
部4と、各レンダリング球がクリップ領域の内部か外部
かを判定する内外判定部5と、クリップ領域の外部であ
ると判定されたレンダリング球に対応するレンダリング
モデルをクリップするクリップ処理部6とを有してい
る。なお、構成各部の動作は図4のフローチャートの該
当するステップの処理と同様であるから詳細な説明は省
略してある。もちろん、これら構成各部は、ハードウェ
アで構成されてもよいが、図4に示す処理を行うプログ
ラムが組み込まれたコンピュータで構成することが好ま
しい。
This apparatus selects a predetermined value from a hierarchical sphere model holding unit 1 that holds a hierarchical sphere model (center coordinate values of spheres for each hierarchy, radius, etc.) and spheres of all the hierarchies that make up the hierarchical sphere model. A rendering sphere setting unit 2 (rendering sphere designating means) for extracting a sphere having a radius equal to or less than the value of ??? A rendering model associating unit 3 (rendering model assigning unit) that associates a rendering model, a clip region holding unit 4 that holds data defining a clip region, and an inside / outside determination for determining whether each rendering sphere is inside or outside the clip region. Clip part 5 and the rendering model corresponding to the rendering sphere determined to be outside the clipping region. And a clip processing unit 6. Note that the operation of each component of the configuration is the same as the processing of the corresponding step of the flowchart in FIG. Of course, each of these components may be configured by hardware, but it is preferable that it is configured by a computer in which a program for performing the processing shown in FIG. 4 is incorporated.

【0056】したがって、階層球体モデルのうち、レン
ダリング球として設定された球体のみに基づいてクリッ
プ領域に対する内外判定を行い、クリップ領域の外部で
あると判定されたレンダリング球に対応するレンダリン
グモデルのクリップ処理を行うことができ、レンダリン
グモデルをクリップするための処理を著しく簡単化でき
る。この結果、レンダリングを高速化することができ
る。
Therefore, in the hierarchical sphere model, the inside / outside determination for the clip area is performed based on only the sphere set as the rendering sphere, and the clip processing of the rendering model corresponding to the rendering sphere determined to be outside the clip area is performed. Can be performed, and the process for clipping the rendering model can be significantly simplified. As a result, rendering can be speeded up.

【0057】ただし、レンダリングモデル対応付け部3
としては、レンダリング球とレンダリングモデルとが1
対1に対応しない場合に、オペレータの指示などに基づ
いてレンダリングモデルを1対1対応部分と多対1対応
部分とに分離して新たなレンダリングモデルを作成し、
新たなレンダリングモデルに基づいて対応付けを行うも
のであることが好ましい。
However, the rendering model associating unit 3
The rendering sphere and rendering model are 1
When the one-to-one correspondence does not occur, the rendering model is divided into a one-to-one correspondence portion and a many-to-one correspondence portion based on an operator's instruction or the like to create a new rendering model,
It is preferable that the association is performed based on a new rendering model.

【0058】図15は、視野が円錐で近似されている場
合に、レンダリング球が視野の内部か外部かを判定する
処理を行なう装置の構成を示すブロック図である。この
装置は、視点位置O=(X0,Y0,Z0)を保持する
視点位置保持部11と、視線方向ベクトルV1=(X
1,Y1,Z1)を保持する視線方向ベクトル保持部1
2と、視野角θ1を保持する視野角保持部13と、レン
ダリング球の中心C=(Xc,Yc,Zc)を保持する
レンダリング球中心保持部13aと、レンダリング球の
半径rを保持する半径保持部14と、視点を始点としレ
ンダリング球の中心を終点とするレンダリング球ベクト
ルV2=(X2,Y2,Z2)を算出するレンダリング
球ベクトル算出部15と、数1に基づいてレンダリング
球の広がり角度θ2を算出する広がり角度算出部16
と、数2に基づいて両ベクトルのなす角φを算出するベ
クトル角度算出部17と、角度φと、角度θ1,θ2の
和との大小を判定する大小判定部18と、φ≦θ1+θ
2の場合にレンダリング球が視野内であり、φ>θ1+
θ2の場合にレンダリング球が視野外であると判定して
該当するレンダリング球を除去する内外判定部19とを
有している。なお、以上の各構成部分による処理は、全
てのレンダリング球について反復的に行われる。
FIG. 15 is a block diagram showing the arrangement of an apparatus for determining whether the rendering sphere is inside or outside the visual field when the visual field is approximated by a cone. This apparatus includes a viewpoint position holding unit 11 that holds a viewpoint position O = (X0, Y0, Z0) and a line-of-sight direction vector V1 = (X
1, Y1, Z1) for holding the line-of-sight direction vector holding unit 1
2, a viewing angle holding unit 13 that holds the viewing angle θ1, a rendering sphere center holding unit 13a that holds the center C = (Xc, Yc, Zc) of the rendering sphere, and a radius holding that holds the radius r of the rendering sphere. A section 14, a rendering sphere vector calculation section 15 for calculating a rendering sphere vector V2 = (X2, Y2, Z2) having a viewpoint as a start point and a rendering sphere center as an end point, and a rendering sphere spread angle θ2 based on the equation 1. Spread angle calculation unit 16 for calculating
And a vector angle calculation unit 17 that calculates an angle φ formed by both vectors based on Equation 2, a magnitude determination unit 18 that determines the magnitude of the angle φ and the sum of the angles θ1 and θ2, and φ ≦ θ1 + θ
In the case of 2, the rendering sphere is in the field of view, and φ> θ1 +
In the case of θ2, the inside / outside determination unit 19 determines that the rendering sphere is out of the visual field and removes the corresponding rendering sphere. The processing by each of the above components is repeatedly performed for all rendering spheres.

【0059】したがって、全てのレンダリング球につい
て角度φ、θ2の算出処理、角度φと角度θ1,θ2の
和との大小判定を行うことにより、レンダリング球が視
野内であるか視野外であるかの判定を行うことができ
る。ただし、最上位階層の球体から順にレンダリング球
まで内外判定を行い、視野外であると判定された上位球
体から発生したレンダリング球について上記の判定を省
略することが好ましい。この場合には、レンダリング球
についての各保持部、各算出部、各判定部による処理
を、レンダリング球よりも上位の階層の球体に対して行
うようにすればよい。そして、以上の判定の結果、視野
外にあると判定されたレンダリング球を除去し、視野内
にあると判定されたレンダリング球に対応するレンダリ
ングモデルのポリゴンのみを描画の対象とすることによ
り、レンダリングの高速化を達成することができる。
Therefore, it is determined whether the rendering sphere is in or out of the visual field by calculating the angles φ and θ2 for all the rendering spheres and determining the magnitude of the sum of the angles φ and θ1 and θ2. A decision can be made. However, it is preferable to perform the inside / outside determination from the sphere of the highest hierarchy to the rendering sphere in order, and omit the above determination for the rendering sphere generated from the upper sphere determined to be out of the visual field. In this case, the processing for each rendering sphere by each holding unit, each calculation unit, and each determination unit may be performed on a sphere in a higher hierarchy than the rendering sphere. Then, as a result of the above determination, the rendering sphere that is determined to be outside the field of view is removed, and only the polygons of the rendering model that correspond to the rendering sphere that is determined to be within the field of view are drawn. It is possible to achieve high speed.

【0060】図16はレンダリング球に包含されるポリ
ゴンなどを法線ベクトルに基づいてグルーピングした場
合に、各グループのポリゴンなどが描画対象であるか否
かを判定するための装置の構成を示すブロック図であ
る。なお、このブロック図においては、グルーピングを
行うための処理部、グルーピングされた各区分に属する
法線ベクトルの集合体を円錐で近似する処理部を図示し
ていない。これらの処理部は、例えば、オペレータの設
定入力値に基づいて必要な処理を行うものであってもよ
く、この場合には、例えば、設定入力値に円錐の広がり
角度、円錐の中心軸を規定する中心軸ベクトルなどが含
まれることになる。
FIG. 16 is a block diagram showing the arrangement of an apparatus for determining whether or not the polygons of each group are objects to be drawn when the polygons included in the rendering sphere are grouped based on the normal vector. It is a figure. In this block diagram, a processing unit for performing grouping and a processing unit for approximating a set of normal vectors belonging to each grouped section by a cone are not shown. These processing units may perform necessary processing, for example, based on the input value set by the operator. In this case, for example, the spread angle of the cone and the central axis of the cone are defined in the set input value. The central axis vector and so on are included.

【0061】この装置は、レンダリング球の中心C=
(Xc,Yc,Zc)を保持するレンダリング球中心保
持部21と、レンダリング球の半径rを保持する半径保
持部22と、視点を始点としレンダリング球の中心を終
点とするレンダリング球ベクトルV2=(X2,Y2,
Z2)を算出するレンダリング球ベクトル算出部23
と、数1に基づいてレンダリング球の広がり角度θ2を
算出する第1広がり角度算出部24と、(π/2−θ
2)の演算を行って描画されないポリゴンなどの法線ベ
クトルの範囲を近似する円錐の広がり角度θ3を算出す
る第2広がり角度算出部25と、何れかのグループのポ
リゴンなどの法線ベクトルの範囲を規定する円錐の中心
ベクトルV3=(X3,Y3,Z3)を保持する中心ベ
クトル保持部26と、この円錐の広がり角度αを保持す
る第3広がり角度保持部27と、数3に基づいて両ベク
トルのなす角βを算出するベクトル角度算出部28と、
角度θ3と、角度α,βの和との大小を判定する大小判
定部29と、θ3≦α+βの場合に対応するポリゴンな
どが描画対象であり、θ3>α+βの場合に対応するポ
リゴンなどが描画対象でないと判定する描画判定部30
とを有している。なお、以上の各構成部分による処理
は、全ての円錐について反復的に行われる。
This device uses the center C = of the rendering sphere.
The rendering sphere center holding unit 21 that holds (Xc, Yc, Zc), the radius holding unit 22 that holds the radius r of the rendering sphere, and the rendering sphere vector V2 = (the starting point is the viewpoint and the ending point is the center of the rendering sphere). X2, Y2
Rendering sphere vector calculation unit 23 for calculating Z2)
And a first spread angle calculation unit 24 that calculates the spread angle θ2 of the rendering sphere based on Equation 1, (π / 2−θ
The second spread angle calculation unit 25 that calculates the spread angle θ3 of the cone that approximates the range of normal vectors of polygons that are not drawn by performing the calculation of 2), and the range of normal vector of polygons of any group. The center vector holding unit 26 holding the center vector V3 = (X3, Y3, Z3) of the cone defining the above, the third spread angle holding unit 27 holding the spread angle α of this cone, and A vector angle calculator 28 for calculating an angle β formed by the vector,
A magnitude determination unit 29 that determines the magnitude of the angle θ3 and the sum of the angles α and β, a polygon or the like corresponding to the case of θ3 ≦ α + β, and a polygon or the like corresponding to the case of θ3> α + β. Drawing determination unit 30 that determines that it is not a target
And have. The processing by each of the above components is repeatedly performed for all cones.

【0062】したがって、グルーピングされた各グルー
プのポリゴンなどが描画対象であるか否かを簡単かつ高
速に判定することができ、ひいてはレンダリングを高速
化することができる。図17はレンダリングモデルを構
成するポリゴンなどをLOD表示するための装置を示す
ブロック図である。この装置には、複数のLODモデル
を作成する処理部が示されていないが、この処理部とし
ては、従来公知の装置を採用することができる。
Therefore, it is possible to easily and quickly determine whether or not the polygons of each grouped group are the objects to be drawn, and it is possible to speed up the rendering. FIG. 17 is a block diagram showing an apparatus for LOD-displaying polygons and the like which form a rendering model. Although a processing unit that creates a plurality of LOD models is not shown in this device, a conventionally known device can be used as this processing unit.

【0063】この装置は、各レンダリングモデルごと
に、対応するポリゴンについて予め作成されている複数
のLODモデルを保持するLODモデル保持部31と、
レンダリング球ベクトルV2の長さからレンダリング球
の半径を減算した値を得る距離算出部32と、算出され
た距離と予め設定されている1または2以上の閾値との
大小を判定する大小判定部33と、大小判定部33によ
る大小判定結果に応答してLODモデル保持部から該当
するLOD階層のLODモデルを選択するLODモデル
選択部34と、選択されたLODモデルに基づく表示を
行う表示部35とを有している。
This apparatus comprises, for each rendering model, an LOD model holding section 31 for holding a plurality of LOD models created in advance for corresponding polygons,
A distance calculation unit 32 that obtains a value obtained by subtracting the radius of the rendering sphere from the length of the rendering sphere vector V2, and a size determination unit 33 that determines the size of the calculated distance and a preset threshold value of 1 or 2 or more. And an LOD model selection unit 34 that selects the LOD model of the corresponding LOD layer from the LOD model holding unit in response to the size determination result by the size determination unit 33, and a display unit 35 that performs display based on the selected LOD model. have.

【0064】したがって、ポリゴンなどの表示に当っ
て、簡略化されたLODモデルを選択することにより、
レンダリングモデルの表示を高速化することができる。
レンダリングモデルでは、遠景に多数のポリゴンなどが
含まれており、これらを簡略化表示できるのであるか
ら、著しい高速化を達成することができる。図18は階
層構造球体モデル作成装置の一例を示すブロック図であ
る。
Therefore, by selecting a simplified LOD model for displaying polygons and the like,
The rendering model can be displayed faster.
In the rendering model, a large number of polygons and the like are included in the distant view, and these can be displayed in a simplified manner, so that a significant speedup can be achieved. FIG. 18 is a block diagram showing an example of the hierarchical structure sphere model creating apparatus.

【0065】この階層構造球体モデル作成装置は、対象
物体の形状データを保持する形状データ保持部41と、
最下位階層の球体の直径の設定値を保持する直径保持部
42と、対象物体の形状データおよび最下位階層の球体
の直径を入力として、従来公知の方法により対象物体の
表面をメッシュ分割し、各メッシュの各辺の長さを上記
直径以下に設定するメッシュ分割部43と、メッシュ分
割により得られた節点群を保持する(例えば、各節点の
座標値などを保持する)メッシュデータ保持部44と、
全ての節点に基づいて定まる立方体領域を含む最小の球
体を生成し、最上位階層の球体として割当てる最上位階
層球体生成部45と、最も新たに生成され、かつ未処理
の球体に含まれる節点の数が複数であることを条件とし
て、この節点群を、この球体の中心を通り、かつ立方体
領域の長手方向を法線とする平面で2分割する分割部4
6と、分割部46により分割された各区分に属する節点
の数が複数か否かを判定する節点数判定部47と、節点
数が複数であることを条件として、分割部46により分
割された各区分に属する全ての節点に基づいて定まる立
方体領域を含む最小の球体を生成し、次の階層の球体と
して割当てる中間階層球体生成部48と、節点数が1で
あることを条件として、該当する節点と中心とを一致さ
せた状態で最下位階層球体を配置する最下位階層球体配
置部49とを有している。
This hierarchical structure sphere model creating apparatus includes a shape data holding unit 41 for holding shape data of a target object,
A diameter holding unit 42 that holds the set value of the diameter of the sphere of the lowest layer, and the shape data of the target object and the diameter of the sphere of the lowest layer are input, and the surface of the target object is divided into meshes by a conventionally known method. A mesh dividing unit 43 that sets the length of each side of each mesh to be equal to or less than the diameter, and a mesh data holding unit 44 that holds a node group obtained by mesh division (for example, holds coordinate values of each node). When,
The highest sphere sphere generation unit 45 that generates the smallest sphere including a cubic area determined based on all the nodes and assigns it as the sphere of the highest tier, and the most newly generated sphere that is included in the unprocessed sphere. A dividing unit 4 that divides this group of nodes into two on a plane that passes through the center of the sphere and that has the normal to the longitudinal direction of the cubic region, provided that the number is plural.
6, a node number determination unit 47 that determines whether or not the number of nodes belonging to each section divided by the division unit 46 is plural, and the division unit 46 divides the image on the condition that the number of nodes is plural. A minimum sphere including a cubic area determined based on all the nodes belonging to each section is generated, and an intermediate layer sphere generation unit 48 that allocates it as a sphere of the next layer, and the number of nodes are 1 It has a lowest layer sphere arranging section 49 for arranging the lowest layer sphere in a state where the nodes and the center are aligned.

【0066】なお、構成各部の作用は図10、図11の
フローチャートの該当するステップの処理と同様である
から、詳細な説明を省略する。もちろん、これら構成各
部は、ハードウェアで構成されてもよいが、図10、図
11に示す処理を行うプログラムが組み込まれたコンピ
ュータで構成することが好ましい。また、節点数が1に
なるまで分割部46による分割処理、中間階層球体生成
部48の処理を反復させる制御部は図示を省略してあ
る。また、2分割された各節点群を保持する保持部も図
示を省略してある。
The operation of each component is the same as the processing of the corresponding step in the flowcharts of FIGS. 10 and 11, and detailed description thereof will be omitted. Of course, each of these components may be configured by hardware, but is preferably configured by a computer in which a program for performing the processing illustrated in FIGS. 10 and 11 is incorporated. Further, a control unit for repeating the division processing by the division unit 46 and the processing of the intermediate hierarchical sphere generation unit 48 until the number of nodes becomes 1 is omitted. Also, the holding unit that holds each of the two-divided node groups is not shown.

【0067】[0067]

【発明の効果】請求項1の発明は、多面体表現を用いた
位置関係の計算が不要になり、レンダリング球を用いた
干渉計算を行うことによりレンダレングモデルのクリッ
プを高速に達成でき、ひいてはレンダリングを高速化す
ることができるという特有の効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, the calculation of the positional relationship using the polyhedron representation is not required, and the interference of the rendering sphere can be calculated to achieve the clip of the render length model at high speed. Has the unique effect of being able to speed up.

【0068】請求項2の発明は、物体に内包される球体
はもともと生成されず、処理の複雑化を伴なうことな
く、生成される球体の数を減少させることができ、この
ように生成された階層球体モデルに基づいて請求項1と
同様の効果を奏する。請求項3の発明は、多面体表現を
用いた位置関係の計算が不要になり、描画に不要なレン
ダリング球の除去を円錐対円錐の高速な干渉チェックに
より簡単にすることができ、ひいては描画ポリゴンの検
出を高速に達成することができるという特有の効果を奏
する。
According to the invention of claim 2, the spheres included in the object are not originally generated, and the number of generated spheres can be reduced without complicating the processing. The same effect as in claim 1 is obtained based on the hierarchical sphere model created. According to the invention of claim 3, the calculation of the positional relationship using the polyhedron expression is unnecessary, and the removal of the rendering sphere unnecessary for drawing can be easily performed by the high-speed conical-to-conical collision check. It has a unique effect that the detection can be achieved at high speed.

【0069】請求項4の発明は、多面体表現を用いた位
置関係の計算が不要になり、レンダリング球内のポリゴ
ンのうち、描画の対象となるポリゴンの選択を高速に達
成でき、ひいてはレンダリングを高速化することができ
るという特有の効果を奏する。請求項5の発明は、一部
のポリゴンについて描画精度が低いポリゴンを採用する
ことにより描画を高速化でき、ひいてはレンダリングを
高速化することができるという特有の効果を奏する。
According to the invention of claim 4, the calculation of the positional relationship using the polyhedron representation is unnecessary, the polygon to be drawn can be selected at high speed from the polygons in the rendering sphere, and the rendering can be performed at high speed. There is a unique effect that it can be converted. The invention according to claim 5 has a peculiar effect that the drawing can be speeded up by adopting polygons having low drawing accuracy for some of the polygons, and thus the rendering can be speeded up.

【0070】請求項6の発明は、多面体表現を用いた位
置関係の計算が不要になり、レンダリング球を用いた干
渉計算を行うことによりレンダレングモデルのクリップ
を高速に達成でき、ひいてはレンダリングを高速化する
ことができるという特有の効果を奏する。請求項7の発
明は、物体に内包される球体はもともと生成されず、処
理の複雑化を伴なうことなく、生成される球体の数を減
少させることができ、このように生成された階層球体モ
デルに基づいて請求項1と同様の効果を奏する。
According to the sixth aspect of the present invention, the calculation of the positional relationship using the polyhedron representation is not necessary, and the interference calculation using the rendering sphere enables the clip of the render length model to be achieved at high speed, and the high speed rendering. There is a unique effect that it can be converted. According to the invention of claim 7, the sphere included in the object is not originally generated, and the number of spheres generated can be reduced without complicating the processing, and the hierarchy generated in this way. The same effect as in claim 1 is obtained based on the sphere model.

【0071】請求項8の発明は、多面体表現を用いた位
置関係の計算が不要になり、描画に不要なレンダリング
球の除去を円錐対円錐の高速な干渉チェックにより簡単
にすることができ、ひいては描画ポリゴンの検出を高速
に達成することができるという特有の効果を奏する。請
求項9の発明は、多面体表現を用いた位置関係の計算が
不要になり、レンダリング球内のポリゴンのうち、描画
の対象となるポリゴンの選択を高速に達成でき、ひいて
はレンダリングを高速化することができるという特有の
効果を奏する。
According to the invention of claim 8, the calculation of the positional relationship using the polyhedron representation is unnecessary, and the removal of the rendering sphere unnecessary for drawing can be simplified by the high-speed cone-to-cone interference check. It has a unique effect that detection of a drawing polygon can be achieved at high speed. According to the invention of claim 9, the calculation of the positional relationship using the polyhedron expression is not required, the polygon to be drawn can be selected at high speed from the polygons in the rendering sphere, and the rendering can be speeded up. There is a unique effect that can be.

【0072】請求項10の発明は、一部のポリゴンにつ
いて描画精度が低いポリゴンを採用することにより描画
を高速化でき、ひいてはレンダリングを高速化すること
ができるという特有の効果を奏する。
According to the tenth aspect of the present invention, by adopting polygons having low drawing accuracy for some of the polygons, it is possible to speed up the drawing, and it is possible to speed up the rendering.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】階層球体モデルとレンダリングモデルとの関係
を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a relationship between a hierarchical sphere model and a rendering model.

【図2】レンダリング球とレンダリングモデルとが1対
1で対応しない場合に、レンダリングモデルを1対1対
応部分と多対1対応部分とに分離した状態を説明する概
略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a state in which the rendering model is separated into a one-to-one correspondence portion and a many-to-one correspondence portion when the rendering sphere and the rendering model do not have a one-to-one correspondence.

【図3】1対1対応部分と多対1対応部分とに分離した
状態におけるレンダリングモデルを示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a rendering model in a state where it is separated into a one-to-one correspondence portion and a many-to-one correspondence portion.

【図4】高速レンダリング方法のうち、レンダリングモ
デルのクリップ処理を説明するフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating clip processing of a rendering model in the high-speed rendering method.

【図5】円錐で近似された視野とレンダリング球との関
係を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a relationship between a field of view approximated by a cone and a rendering sphere.

【図6】描画されないポリゴンなどの法線ベクトルの範
囲を円錐で近似した状態を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a state in which a range of a normal vector of a polygon or the like that is not drawn is approximated by a cone.

【図7】ポリゴンなどの法線ベクトルの範囲を近似する
2つの円錐の関係を示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between two cones that approximate the range of a normal vector such as a polygon.

【図8】各レンダリングモデルに対応するポリゴンなど
の複数LODモデルを示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a plurality of LOD models such as polygons corresponding to respective rendering models.

【図9】LOD階層と、レンダリング球ベクトルの長さ
からレンダリング球の半径を減算した値との関係を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between the LOD layer and a value obtained by subtracting the radius of the rendering sphere from the length of the rendering sphere vector.

【図10】階層球体モデル作成方法の一例の一部を説明
するフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a part of an example of a hierarchical sphere model creating method.

【図11】階層球体モデル作成方法の一例の残部を説明
するフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating the rest of the example of the method for creating a hierarchical sphere model.

【図12】立方体領域を含む最小半径の球体の生成処
理、および全節点の2分割処理を説明する概略図であ
る。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a generation process of a sphere having a minimum radius including a cubic region and a two-division process of all nodes.

【図13】物体表面のメッシュ分割、および最下位階層
の球体の配置を説明する概略図である。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating mesh division of the object surface and arrangement of spheres in the lowest hierarchy.

【図14】この発明の高速レンダリング装置の一実施例
を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing an embodiment of a high-speed rendering device of the present invention.

【図15】レンダリング球が円錐で近似された視野の内
部か外部かを判定する装置の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for determining whether a rendering sphere is inside or outside a visual field approximated by a cone.

【図16】レンダリング球に包含されるポリゴンなどを
法線ベクトルに基づいてグルーピングした場合に、各グ
ループのポリゴンなどが描画対象であるか否かを判定す
るための装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for determining whether or not polygons in each group are objects to be drawn when polygons included in a rendering sphere are grouped based on normal vectors. is there.

【図17】レンダリングモデルを構成するポリゴンなど
をLOD表示するための装置を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing an apparatus for LOD-displaying polygons and the like which form a rendering model.

【図18】階層球体モデル作成装置の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 18 is a block diagram showing an example of a hierarchical sphere model creation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 レンダリング球設定部 3 レンダリングモデル
対応付け部 5 内外判定部 6 クリップ処理部 12 視線方向ベクトル保持部 13 視野角保持部 15 レンダリング球ベクトル算出部 16 広がり
角度算出部 18 大小判定部 19 内外判定部 24 第1広がり角度算出部 25 第2広がり角度
算出部 26 中心ベクトル保持部 27 第3広がり角度保
持部 29 大小判定部 30 描画判定部 31 LODモデル保持部 32 距離算出部 33 大小判定部 34 LODモデル選択部 35 表示部 43 メッシュ分割部 45 最上位階層球体生成部 46 分割部 48 中間階層球体生成部 49 最下位階層球体生
成部
2 rendering sphere setting unit 3 rendering model associating unit 5 inside / outside determination unit 6 clip processing unit 12 line-of-sight direction vector holding unit 13 viewing angle holding unit 15 rendering sphere vector calculation unit 16 spread angle calculation unit 18 large / small determination unit 19 inside / outside determination unit 24 First spread angle calculation unit 25 Second spread angle calculation unit 26 Center vector holding unit 27 Third spread angle holding unit 29 Large / small determination unit 30 Drawing determination unit 31 LOD model holding unit 32 Distance calculation unit 33 Large / small determination unit 34 LOD model selection Part 35 Display Part 43 Mesh Dividing Part 45 Highest Hierarchical Sphere Generating Part 46 Dividing Part 48 Intermediate Hierarchical Sphere Generating Part 49 Lowermost Hierarchical Sphere Generating Part

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 階層球体モデルの、所定の半径以下の球
体のうち、最も上位の階層の球体をレンダリング球とし
て指定するとともに、各レンダリング球に対応してレン
ダリングモデルを割り当てておき、レンダリング球がク
リップ領域の内部か外部かを判定して、レンダリング球
がクリップ領域の外部である場合に該当するレンダリン
グモデルをクリップすることを特徴とする高速レンダリ
ング方法。
1. A sphere of the highest hierarchy among spheres of a predetermined radius or less of a hierarchical sphere model is designated as a rendering sphere, and a rendering model is assigned corresponding to each rendering sphere. A high-speed rendering method characterized by determining whether the area is inside or outside a clipping area and clipping the corresponding rendering model when the rendering sphere is outside the clipping area.
【請求項2】 モデル化の対象となる物体の表面を、メ
ッシュ分割するとともに、メッシュ分割された各メッシ
ュの全ての辺の長さを予め設定した最下位階層の球の直
径以下に設定し、メッシュ分割により発生した各節点を
中心として最下位階層の球体を生成し、次いで、全節点
に基づいて定まる立方体領域を含む最小の球体を生成し
て最上位階層の球体とし、その後、直前の階層の球体の
中心を通る平面で全節点を2分割し、分割された各区分
に属する全節点に基づいて定まる立方体領域を含む最小
の球体を生成して、分割前の階層の次の階層の球体と
し、その後、全節点の2分割処理および各区分に属する
全節点に基づいて定まる立方体領域を含む最小の球体を
生成して次の階層の球体とする処理を、分割後の節点数
が1になるまで反復することにより階層球体モデルを作
成する請求項1に記載の高速レンダリング方法。
2. A surface of an object to be modeled is mesh-divided, and the lengths of all sides of each mesh that is mesh-divided are set to be equal to or less than the preset diameter of the sphere of the lowest hierarchy, Generate the sphere of the lowest hierarchy centered on each node generated by the mesh division, then generate the smallest sphere including the cubic area determined based on all the nodes and make it the sphere of the highest hierarchy, then the previous hierarchy All nodes are divided into two in a plane that passes through the center of the sphere, and the smallest sphere that includes the cubic area that is determined based on all the nodes belonging to each divided segment is generated, and the sphere of the layer next to the layer before division is generated. Then, the process of dividing all nodes into two and the process of generating the smallest sphere including the cubic area determined based on all the nodes belonging to each segment and using it as the sphere of the next layer is performed. Repeat until The high-speed rendering method according to claim 1, wherein the hierarchical sphere model is created by creating the hierarchical sphere model.
【請求項3】 視点位置を基準として、視線方向ベクト
ルおよび視野角により視野が規定されている状態におい
て、視点からレンダリング球の中心に向かうベクトル
と、このベクトルを中心としてレンダリング球の広がり
を規定する角度とを算出し、両ベクトルのなす角が視野
角とレンダリング球の広がりを規定する角度との和より
も大きいことを条件として該当するレンダリング球を除
去する請求項1または請求項2に記載の高速レンダリン
グ方法。
3. A vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere and a spread of the rendering sphere centered on this vector in a state where the visual field is defined by the line-of-sight direction vector and the viewing angle with reference to the viewpoint position. 3. The angle is calculated, and the corresponding rendering sphere is removed under the condition that the angle formed by the two vectors is larger than the sum of the viewing angle and the angle defining the spread of the rendering sphere. Fast rendering method.
【請求項4】 視野内に少なくとも一部が含まれるレン
ダリング球について、このレンダリング球に含まれるポ
リゴンをそれぞれの法線ベクトルの向きに基づいて複数
のグループに区分し、各区分に属するポリゴンの法線の
集合体を円錐で近似し、視点からレンダリング球の中心
に向かうベクトルを中心としてレンダリング球の広がり
を規定する第1広がり角度を算出するとともに、ポリゴ
ンの法線の集合体を近似する円錐の中心軸を規定する中
心軸ベクトルおよびこの円錐の第2広がり角度を算出
し、視点からレンダリング球の中心に向かうベクトルと
中心軸ベクトルとのなす角が両広がり角度の和以下であ
ることを条件として、該当する区分に属するポリゴンを
描画の対象として選択する請求項1から請求項3の何れ
かに記載の高速レンダリング方法。
4. A rendering sphere, at least a part of which is included in the field of view, divides polygons included in the rendering sphere into a plurality of groups based on directions of respective normal vectors, and modifies polygons belonging to each division. Approximate a set of lines with a cone and calculate a first spread angle that defines the spread of the rendering sphere centered on the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere. The central axis vector that defines the central axis and the second spread angle of this cone are calculated, and the angle between the vector going from the viewpoint to the center of the rendering sphere and the central axis vector is less than or equal to the sum of both spread angles. The high-speed render according to any one of claims 1 to 3, wherein a polygon belonging to a corresponding section is selected as a drawing target. Ring method.
【請求項5】 各レンダリングモデルに対応するポリゴ
ンについて、視点からレンダリング球の中心に向かうベ
クトルの大きさに対応させて、予め描画精度が異なる複
数のポリゴンを生成しておき、上記ベクトルの実際の大
きさに基づいて該当する描画精度のポリゴンを描画する
請求項1から請求項4の何れかに記載の高速レンダリン
グ方法。
5. A polygon corresponding to each rendering model is generated in advance with a plurality of polygons having different drawing accuracies corresponding to the size of a vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere, and the actual vector of the vector is generated. The high-speed rendering method according to any one of claims 1 to 4, wherein a polygon having a corresponding drawing accuracy is drawn based on the size.
【請求項6】 階層球体モデルの、所定の半径以下の球
体のうち、最も上位の階層の球体をレンダリング球とし
て指定するレンダリング球指定手段(2)と、各レンダ
リング球に対応してレンダリングモデルを割り当てるレ
ンダリングモデル割り当て手段(3)と、レンダリング
球がクリップ領域の内部か外部かを判定する内外判定手
段(5)と、レンダリング球がクリップ領域の外部であ
ることを示す内外判定手段(5)の判定結果に応答して
該当するレンダリングモデルをクリップするクリップ手
段(6)とを有することを特徴とする高速レンダリング
装置。
6. A rendering sphere designating means (2) for designating a sphere of a highest hierarchy among spheres having a predetermined radius or less in a hierarchical sphere model, and a rendering model corresponding to each rendering sphere. A rendering model assigning means (3) for assigning, an inside / outside determining means (5) for determining whether the rendering sphere is inside or outside the clip area, and an inside / outside determining means (5) for indicating that the rendering sphere is outside the clip area. A high-speed rendering device, comprising: clipping means (6) for clipping a corresponding rendering model in response to a determination result.
【請求項7】 モデル化の対象となる物体の表面を、メ
ッシュ分割するとともに、メッシュ分割された各メッシ
ュの全ての辺の長さを予め設定した最下位階層の球の直
径以下に設定するメッシュ分割手段(43)と、メッシ
ュ分割により発生した各節点を中心として最下位階層の
球体を生成する最下位階層球体生成手段(49)と、全
節点に基づいて定まる立方体領域を含む最小の球体を生
成して最上位階層の球体とする最上位階層球体生成手段
(45)と、直前の階層の球体の中心を通る平面で全節
点を2分割する分割手段(46)と、分割された各区分
に属する全節点に基づいて定まる立方体領域を含む最小
の球体を生成して、分割前の階層の次の階層の球体とす
る中間階層球体生成手段(48)と、分割手段(46)
による処理および中間階層球体生成手段(48)による
処理を、分割後の節点数が1になるまで反復させる反復
制御手段とをさらに有している請求項6に記載の高速レ
ンダリング装置。
7. A mesh in which the surface of an object to be modeled is mesh-divided, and the lengths of all the sides of each mesh-divided mesh are set to be equal to or less than the preset diameter of the sphere of the lowest hierarchy. A dividing means (43), a lowest level sphere generating means (49) for generating a sphere of the lowest level centering on each node generated by the mesh division, and a minimum sphere including a cubic area determined based on all nodes. Top-level sphere generation means (45) for generating and forming the top-level sphere, division means (46) for dividing all nodes into two on a plane passing through the center of the sphere of the immediately preceding level, and each divided division Intermediate sphere generating means (48) and a dividing means (46) for generating a minimum sphere including a cubic area determined based on all the nodes belonging to the sphere and making it a sphere of a layer next to the layer before division.
7. The high-speed rendering device according to claim 6, further comprising: an iterative control unit that iterates the process according to 1. and the process by the intermediate layer sphere generating unit (48) until the number of nodes after division becomes one.
【請求項8】 視野を規定すべく、視点位置を基準とし
て設定された視線方向ベクトルおよび視野角を保持する
保持手段(12)(13)と、視点からレンダリング球
の中心に向かうベクトルと、このベクトルを中心として
レンダリング球の広がりを規定する角度とを算出する算
出手段(15)(16)と、両ベクトルのなす角が視野
角とレンダリング球の広がりを規定する角度との和より
も大きいか否かを判定する第1大小判定手段(18)
と、両ベクトルのなす角が視野角とレンダリング球の広
がりを規定する角度との和よりも大きいことを示す第1
大小判定手段(18)の判定結果に応答して該当するレ
ンダリング球を除去するレンダリング球除去手段(1
9)とをさらに有している請求項6または請求項7に記
載の高速レンダリング装置。
8. Holding means (12) (13) for holding a line-of-sight direction vector and a viewing angle set on the basis of a viewpoint position for defining a field of view, a vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere, and Whether the calculation means (15) (16) for calculating the angle defining the spread of the rendering sphere around the vector and the angle formed by both vectors are larger than the sum of the viewing angle and the angle defining the spread of the rendering sphere. First magnitude determining means (18) for determining whether or not
And that the angle formed by both vectors is larger than the sum of the viewing angle and the angle that defines the spread of the rendering sphere.
Rendering sphere removing means (1) for removing the corresponding rendering sphere in response to the determination result of the size determining means (18).
The high-speed rendering device according to claim 6 or 7, further comprising 9).
【請求項9】 視野内に少なくとも一部が含まれるレン
ダリング球について、このレンダリング球に含まれるポ
リゴンをそれぞれの法線ベクトルの向きに基づいて複数
のグループに区分する区分手段と、各区分に属するポリ
ゴンの法線の集合体を円錐で近似する近似手段と、視点
からレンダリング球の中心に向かうベクトルを中心とし
てレンダリング球の広がりを規定する第1広がり角度を
算出する第1算出手段(24)と、ポリゴンの法線の集
合体を近似する円錐の中心軸を規定する中心軸ベクトル
およびこの円錐の第2広がり角度を算出する第2算出手
段(25)(26)(27)と、視点からレンダリング
球の中心に向かうベクトルと中心軸ベクトルとのなす角
が両広がり角度の和以下であるか否かを判定する第2大
小判定手段(29)と、視点からレンダリング球の中心
に向かうベクトルと中心軸ベクトルとのなす角が両広が
り角度の和以下であることを示す第2大小判定手段の判
定結果に応答して該当する区分に属するポリゴンを描画
の対象として選択する選択手段(30)とをさらに有し
ている請求項6から請求項8の何れかに記載の高速レン
ダリング装置。
9. A rendering sphere, at least a part of which is included in the field of view, and a partitioning unit that partitions a polygon included in the rendering sphere into a plurality of groups based on the directions of respective normal vectors, and a partitioning unit belonging to each partition. Approximating means for approximating a set of polygon normals with a cone, and first calculating means (24) for calculating a first spread angle that defines the spread of the rendering sphere centered on a vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere. , Second calculating means (25) (26) (27) for calculating a central axis vector that defines a central axis of a cone that approximates a set of normals of polygons, and a second spread angle of this cone, and rendering from a viewpoint Second magnitude determination means (29) for determining whether or not the angle formed by the vector toward the center of the sphere and the central axis vector is less than or equal to the sum of both spread angles. And a polygon belonging to the corresponding section in response to the determination result of the second magnitude determining means indicating that the angle formed by the vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere and the central axis vector is less than or equal to the sum of both spread angles. 9. The high-speed rendering device according to claim 6, further comprising a selection unit (30) for selecting a drawing target.
【請求項10】 各レンダリングモデルに対応するポリ
ゴンについて、視点からレンダリング球の中心に向かう
ベクトルの大きさに対応させて、予め描画精度が異なる
複数のポリゴンを生成しておくポリゴン生成手段(3
1)と、上記ベクトルの実際の大きさに基づいて該当す
る描画精度のポリゴンを描画する描画手段(32)(3
3)(34)(35)とをさらに有している請求項6か
ら請求項9の何れかに記載の高速レンダリング装置。
10. A polygon generation means (3) for generating a plurality of polygons having different drawing precisions in advance, corresponding to the size of a vector from the viewpoint to the center of the rendering sphere, for the polygon corresponding to each rendering model.
1) and a drawing means (32) (3) for drawing a polygon having a corresponding drawing accuracy based on the actual size of the vector.
The high-speed rendering device according to claim 6, further comprising 3), (34) and (35).
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