JPH0887586A - Hierarchical approximating method for graphic data - Google Patents
Hierarchical approximating method for graphic dataInfo
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- JPH0887586A JPH0887586A JP24860394A JP24860394A JPH0887586A JP H0887586 A JPH0887586 A JP H0887586A JP 24860394 A JP24860394 A JP 24860394A JP 24860394 A JP24860394 A JP 24860394A JP H0887586 A JPH0887586 A JP H0887586A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、CG(Comput
er Graphics)において使用される幾何モデ
ルを、その形状の持つ複雑度を削減する近似化方式に関
する。特に、CGを利用するゲームを始め、VR(Vi
rtual Reality)、デザインなどに広く利
用して好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to CG (Comput
er Graphics), the present invention relates to an approximation method for reducing the complexity of the shape of a geometric model. In particular, starting with games that use CG, VR (Vi
It is widely used and suitable for design, etc.
【0002】[0002]
【従来の技術】CGの描画の際には、モデルの位置、大
きさ、奥行、観察者の注目点、モデルの移動速度に関係
なく、常に同じモデルを使って描画するのが一般的であ
る。しかし、このCGの描画には、常に同じモデルを必
要とするわけではない。すなわち、画面内でのモデルの
位置、大きさ、奥行、観察者の注目点、モデルの移動速
度によって、オリジナルの詳細なモデルではなく、より
簡略化されたモデルを使用して描画しても十分な画像品
質を得ることができる。例えば、モデルが遠方に配置さ
れた場合、画面上でのモデルの大きさは小さくなり、オ
リジナルモデルの細かい凹凸変化が見えなくなる。つま
りこのような場合には、詳細なオリジナルのモデルを使
って描画をする必要はなく、オリジナルモデルの詳細な
部分を削った近似化モデルを使用して描画を行えば良
い。2. Description of the Related Art When drawing a CG, it is common to always draw using the same model regardless of the position, size, depth, observer's attention point, and model moving speed of the model. . However, this CG drawing does not always require the same model. In other words, depending on the model position, size, depth, observer's attention point, and model moving speed on the screen, it is sufficient to draw using a more simplified model instead of the original detailed model. It is possible to obtain excellent image quality. For example, when the model is arranged at a distance, the size of the model becomes small on the screen, and the minute unevenness change of the original model cannot be seen. In other words, in such a case, it is not necessary to draw using a detailed original model, and drawing may be performed using an approximate model in which the detailed part of the original model is cut.
【0003】そのためには、オリジナルのモデルの特徴
点を活かした形状の近似化を行う必要がある。この特徴
点とは、人間が形状に対して強く反応する部分である。
特徴点を無視して形状を近似化すれば、その形状の近似
化に対して人間は多大の違和感を覚える。しかし、特徴
点を残しながら近似化することによって、形状近似化に
対する違和感を最小限に抑えることが期待される。For that purpose, it is necessary to approximate the shape making use of the feature points of the original model. This characteristic point is a part where a human strongly reacts to a shape.
If the shape is approximated by ignoring the feature points, a person feels a lot of discomfort with the approximation of the shape. However, by approximating while leaving the feature points, it is expected to minimize the discomfort for the shape approximation.
【0004】また、離散的な階層間の中間階層での形状
を得るためには、階層間の特徴点を対応付けし、特徴点
の対応関係から、各特徴点の位置を決定する必要があ
る。これにより、オリジナルの形状から最も近似化して
簡略にされた形状までの変換が連続になり、その変換に
対しての違和感が少なくなる。Further, in order to obtain the shape of the intermediate layer between the discrete layers, it is necessary to associate the feature points between the layers and determine the position of each feature point from the correspondence relationship of the feature points. . As a result, the conversion from the original shape to the most approximated and simplified shape becomes continuous, and the discomfort for the conversion is reduced.
【0005】この形状の近似化に関しては、Greg Turk
による"Re-Tiling PolygonalSurface"(Computer Graphi
csVol.26, No.2, July 1992)ではポリゴンモデルを階層
的に近似する試行を行っている。しかし、この論文の手
法では、階層的に近似化した形状を階層間で対応付けを
行っていないために、中間階層での形状を求められな
い。さらに、異なった階層間での特徴点の対応関係によ
って、特徴点の位置をスムーズな変換になるように調節
することも行われていない。Regarding the approximation of this shape, Greg Turk
"Re-Tiling Polygonal Surface" by Computer Graphi
In csVol.26, No.2, July 1992), an attempt is made to hierarchically approximate a polygon model. However, in the method of this paper, shapes that are hierarchically approximated are not associated with each other, so that the shapes in the intermediate layers cannot be obtained. Furthermore, the position of the feature point is not adjusted so that the conversion is smooth depending on the correspondence relationship of the feature points between different layers.
【0006】また、Francis J.M.Schmitt, BrianA.Bars
ky, Wen-Hui Duによる"An AdaptiveSubdivision Method
forSurface-Fitting from Sampled Data"(Computer Gr
aphics Vol.20,No.4, August 1986) では、3次元の形
状に対してベジエパッチを張り付けて形状の近似を行っ
ているが、一般的なポリゴンを対象としていない問題が
ある。さらに、この研究では、形状の近似化を階層的に
行っても、階層間の形状で対応付けを行っていないため
に、階層間の補間が実行できない。つまり、中間となる
階層を得ることができないために、階層の切り替えをし
た場合に、その変換が急激なものとなる。Francis JMSchmitt, Brian A. Bars
"An Adaptive Subdivision Method" by ky, Wen-Hui Du
forSurface-Fitting from Sampled Data "(Computer Gr
In aphics Vol.20, No.4, August 1986), a Bezier patch is attached to a three-dimensional shape to approximate the shape, but there is a problem that general polygons are not targeted. Furthermore, in this research, even if the shapes are approximated hierarchically, the shapes of the layers are not associated with each other, so that interpolation between layers cannot be executed. In other words, since it is not possible to obtain an intermediate layer, the conversion becomes abrupt when layers are switched.
【0007】オリジナルの形状から、最も近似化を行い
簡略にされた形状までの、連続したスムーズな変換を行
うためには、異なる階層間の特徴点を対応付けし、その
対応関係から、各階層での特徴点の位置を決定する必要
がある。また位置の決定では、異なった階層でも同一の
特徴点とみなされる点は、その位置を調節することで、
形状を変換する時の差異を小さくすることができる。し
かし、従来このような手法は取られていなかった。In order to perform continuous smooth conversion from the original shape to the most approximated and simplified shape, feature points between different layers are associated with each other, and the corresponding relationship is used to identify each layer. It is necessary to determine the position of the feature point at. In determining the position, points that are considered to be the same feature point in different layers can be adjusted by adjusting the position.
Differences when transforming shapes can be reduced. However, such a method has not been taken conventionally.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】これまでは、CGに使
用される幾何モデルの近似化は実行できても、それを離
散的な階層間で対応付けしたうえで、各階層での形状が
持つ特徴点の位置を、観察者に対する違和感をより抑え
るような位置に戻す処理が行われていなかった。また、
特徴点をもとに近似化を実行し、形状の変換時の違和感
を最小限に抑える手法もとられていなかった。Up to now, although the approximation of the geometric model used for CG can be performed, the shape of each layer has a shape by associating it with discrete layers. The process of returning the position of the feature point to the position that further suppresses the discomfort for the observer has not been performed. Also,
There has been no method for performing approximation based on feature points and minimizing discomfort during shape conversion.
【0009】したがって、この発明の目的は、特徴点を
階層間で対応付けした対応関係から、各階層での特徴点
の位置を、形状の変換時に違和感を抑えるように決める
ことができる図形データの位置決定方法を提供すること
にある。また、各階層間の特徴点の対応関係を元に、階
層間で同一とみなされる点を判断し、その位置を階層変
換時に、観察者に対する違和感を抑えるように調節する
ようにされた図形データの位置決定方法を持つような、
図形データの階層的近似化方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to determine the position of the feature point in each layer from the correspondence in which the feature points are associated with each other, so that the position of the feature point in each layer can be determined so as to suppress discomfort during shape conversion. It is to provide a position determination method. Also, based on the correspondence of feature points between layers, the points that are considered to be the same between layers are judged, and the position is adjusted so as to suppress the discomfort to the observer when converting the layers. Such as having a position determination method of
It is to provide a hierarchical approximation method for graphic data.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明は、上述の問題
を解決するために、図形データの持つ特徴点を複数の解
像度で階層的に抽出する特徴点抽出のステップと、特徴
点の群とそれが表す元の図形データ上の位置との対応お
よび複数階層間の特徴点同士の対応を求める対応決定の
ステップと、特徴点の位置を調整する位置決定のステッ
プからなる、図形データの階層的近似化方法において、
位置決定のステップは、対応する複数の階層の特徴点の
位置が階層を順次変えた時になめらかに変化するように
位置を調整することを特徴とする、図形データの階層的
近似化方法である。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a step of feature point extraction for hierarchically extracting feature points of graphic data at a plurality of resolutions, and a group of feature points. A hierarchical structure of graphic data, which includes a correspondence determination step for determining the correspondence with the position on the original graphic data that it represents and the correspondence between feature points among multiple layers, and a position determination step for adjusting the positions of the feature points. In the approximation method,
The position determining step is a method of hierarchical approximation of graphic data, which is characterized in that the positions of the characteristic points of a plurality of corresponding layers are adjusted so that the positions change smoothly when the layers are sequentially changed.
【0011】[0011]
【作用】上述の構成によれば、オリジナルの図形データ
は、所望の解像度における特徴点が特徴点抽出部で抽出
される。この抽出された個々の特徴点は、対応決定部に
おいて各階層間で対応付けられ、さらにこれら特徴点の
対応関係から、特徴点の位置が階層を順次変えていった
時の変化がなめらかであるように調整される。また、こ
れら特徴点は、その位置が特徴点の対応関係を元に大き
くずれないように設定される。さらに、各階層で同一と
見なされる特徴点は、その位置を調節される。この特徴
点位置の調整は、オリジナルの形状の点へ戻す調整手法
でも行うことができる。According to the above-mentioned structure, the characteristic points at the desired resolution of the original graphic data are extracted by the characteristic point extracting section. The extracted individual feature points are associated with each layer in the correspondence determining unit, and the correspondence between these feature points indicates that the position of the feature points changes smoothly when the layers are sequentially changed. Is adjusted. Further, these feature points are set so that their positions do not greatly shift based on the correspondence between the feature points. Furthermore, the positions of feature points that are considered to be the same in each layer are adjusted in position. This adjustment of the feature point position can also be performed by an adjustment method of returning to the point of the original shape.
【0012】[0012]
【実施例】この発明の第1の実施例を、図面を参照しな
がら説明する。図1に、この発明の第1の実施例の全体
をフローチャートで示す。CGの描画に使用する幾何モ
デルデータがステップS1で入力される。この幾何モデ
ルデータは、ステップS2で、所望の解像度に合わせて
空間フィルタ処理される。この空間フィルタ処理の具体
的な例では、オリジナルの幾何モデルとガウス関数との
畳み込みを実行し、ローパス特性の空間フィルタ処理を
行う。これによりモデル形状がぼけた形となる。ステッ
プS2でぼけた形状にされた幾何モデルは、ステップS
3で、その輪郭線を抽出される。図2に、この例を示
す。図2Aがオリジナルの形状であり、図2Bがこのオ
リジナルの形状に対してローパス特性の空間フィルタ処
理を行った後に、その輪郭線を抽出したものである。以
上に記した畳み込みの手法および輪郭線の追跡に関して
は、南茂夫著「科学計測のための波形データ処理」(C
Q出版社)および山口富士夫監修「実践コンピュータグ
ラフィックス」(日刊工業新聞)などの書籍に記載され
ているため、ここでは省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing the entire first embodiment of the present invention. The geometric model data used for drawing the CG is input in step S1. This geometric model data is spatially filtered in step S2 according to the desired resolution. In a specific example of this spatial filter processing, convolution of an original geometric model and a Gaussian function is executed to perform low-pass characteristic spatial filter processing. As a result, the model shape becomes a blurred shape. The geometric model that has been blurred in step S2 is
At 3, the contour line is extracted. This example is shown in FIG. FIG. 2A shows the original shape, and FIG. 2B shows the contour line extracted after the low-pass characteristic spatial filter processing is performed on the original shape. Regarding the method of convolution and tracking of contour lines described above, Shigeo Minami, “Waveform Data Processing for Scientific Measurement” (C
Since it is described in books such as "Practical computer graphics" (Nikkan Kogyo Shimbun) supervised by Q Publishing Company) and Fujio Yamaguchi, it is omitted here.
【0013】輪郭線を抽出された上述の幾何モデルは、
ステップS4で、その輪郭線の各部分における角度変化
を計算され、その中からある一定値を越えた部分が特徴
点として抽出される。図3に、この特徴点抽出の例を示
す。図3Aには、上述した図2Bの輪郭線に対して、そ
の各部分での角度変化を計算し、その角度変化の極値が
ある一定の値を越えた部分が黒丸で示されている。さら
にこの図では、角度変化が同じ符号で推移する領域にわ
たって、その領域内の角度変化の累積が一定値を越えた
領域でも特徴点を抽出している。ここでは、その累積値
の半値の部分を特徴点としている。図3Aにおける各部
分の黒丸が抽出された特徴点であり、図3Bの黒丸に対
応している。The above-mentioned geometric model whose contour line has been extracted is
In step S4, the angle change in each part of the contour line is calculated, and the part exceeding a certain fixed value is extracted as a feature point. FIG. 3 shows an example of this feature point extraction. In FIG. 3A, with respect to the contour line of FIG. 2B described above, the angle change in each part is calculated, and the part where the extreme value of the angle change exceeds a certain value is shown by a black circle. Further, in this figure, the feature points are extracted even in the region in which the cumulative change in angle exceeds a certain value in the region in which the change in angle changes with the same sign. Here, the half value part of the cumulative value is used as the feature point. The black circles of each part in FIG. 3A are the extracted feature points and correspond to the black circles of FIG. 3B.
【0014】図4に、これら抽出された特徴点を結んだ
例を示す。ここで、図4Aが図1のステップS2におい
て大きく形状がぼかされた場合の例である。また、図4
Bが図1のステップS2において図4Aに比べてぼかし
の度合いが小さい例である。そのため、図4Bの方がよ
りオリジナルの形状に近い形状となっている。なお、以
上で説明したステップS2〜ステップS4までの処理
は、所望の階層の数だけ繰り返される(ステップS
5)。FIG. 4 shows an example in which these extracted feature points are connected. Here, FIG. 4A is an example of a case where the shape is greatly blurred in step S2 of FIG. Also, FIG.
B is an example in which the degree of blurring is smaller in step S2 of FIG. 1 than in FIG. 4A. Therefore, FIG. 4B has a shape closer to the original shape. Note that the processing from step S2 to step S4 described above is repeated for the number of desired layers (step S
5).
【0015】上述のようにして抽出された特徴点は、図
1のステップS6で階層間で対応付けされる。各階層で
の特徴点の位置、その特徴点に対応する輪郭線上での角
度変化の符号から、特徴点の対応付けが行われる。階層
が異なり、形状がより複雑になることによって、新たに
発生する特徴点が現れる。図5に、上述のように特徴点
が対応付けされた例を示す。図中のAおよびBは、それ
ぞれ異なる階層で特徴点が抽出され、その特徴点を結ん
だものである。このときの階層間の特徴点の対応を、点
線の矢印で示している。ここでは2つの階層しか示して
いないが、全ての階層とオリジナルの頂点とを全て対応
付けすることにより、オリジナルから、最も近似化され
簡略にされた階層までの対応付けが実行される。The feature points extracted as described above are associated between layers in step S6 of FIG. The feature points are associated with each other based on the position of the feature point in each layer and the sign of the angle change on the contour line corresponding to the feature point. As the layers become different and the shape becomes more complex, new feature points appear. FIG. 5 shows an example in which the feature points are associated as described above. A and B in the figure are characteristic points extracted from different layers and connected. The correspondence of the feature points between the layers at this time is indicated by dotted arrows. Although only two layers are shown here, by associating all the layers with the original vertices, the association from the original to the most approximated and simplified layer is executed.
【0016】しかしながら、上述のようにして各階層で
求めた特徴点の位置は、ローパス特性の空間フィルタ処
理を行った形状での位置である。この様子を図6に示
す。図6Aおよび図6Bでは、点線がオリジナルの形
状、実線がフィルタ処理でぼけた形状、また黒丸および
四角によって、それぞれの特徴点の一つが選ばれ示され
ている。ここで、点Xは、オリジナル形状におけるある
特徴点であり、この特徴点は、図6Aでは点Yに対応
し、さらに図6Bでは点Zに対応している。また、異な
る階層である図6Aおよび図6Bにおいては、点Yと点
Zが互いに対応していて、これが図中に矢印で示されて
いる。点線で示したオリジナルの形状に対して、ローパ
スの空間フィルタ処理を施して得た形状が実線である。However, the position of the feature point obtained in each layer as described above is the position in the shape subjected to the spatial filter processing of the low pass characteristic. This state is shown in FIG. In FIG. 6A and FIG. 6B, one of the characteristic points is selected and shown by the original shape by the dotted line, the blurred shape by the solid line, and the black circle and the square. Here, the point X is a certain characteristic point in the original shape, and this characteristic point corresponds to the point Y in FIG. 6A and further corresponds to the point Z in FIG. 6B. Further, in FIGS. 6A and 6B, which are different layers, points Y and Z correspond to each other, and this is indicated by an arrow in the figure. The solid line is the shape obtained by performing the low-pass spatial filtering process on the original shape shown by the dotted line.
【0017】空間的なローパス処理を行ったことで形状
がぼけていき、その結果として輪郭線の位置も変わる。
つまり、その輪郭線から抽出される特徴点の位置も、そ
れぞれの階層で異なる。したがって、点線矢印で示した
ように、対応付けした特徴点の位置が階層ごとにずれて
いくことになる。またこの図からわかるように、この例
の場合には図6Aに比べ図6Bの大きさが変わり、特に
上下の広がりが変わっている。この結果、階層間の移動
を行い、そのままの特徴点位置を元に表示を行うと、各
特徴点の位置がゆらぐことになるうえ、形状がぼけたこ
とによる大きさの変化も起こる。The shape is blurred due to the spatial low-pass processing, and as a result, the position of the contour line is also changed.
That is, the positions of the feature points extracted from the contour line also differ in each layer. Therefore, as indicated by the dotted arrow, the positions of the associated feature points are shifted for each layer. Further, as can be seen from this figure, in the case of this example, the size of FIG. 6B is different from that of FIG. 6A, and especially the vertical spread is changed. As a result, when moving between layers and displaying based on the position of the characteristic point as it is, the position of each characteristic point fluctuates, and the size changes due to the blurred shape.
【0018】これらの問題を防ぐために、各特徴点の位
置は、階層間の対応関係によって調節される(ステップ
S7)。ステップS6までの処理で、既に階層間の特徴
点の対応関係は求められているため、その対応関係を利
用することにより、どの特徴点が各階層で同一であるか
を判別できる。同一とみなされた特徴点は、階層を移る
際に特徴点位置がスムーズに移動するように設定され
る。この第1の実施例では、階層間の特徴点の位置変化
の軌跡を追い、それがスムーズになるように設定する手
法を用いる。この手法では、軌跡の重心に常に位置を調
整することにより、特徴点の変動が少なく、階層を移る
際に観察者が感じる違和感を少なくすることができる。In order to prevent these problems, the position of each feature point is adjusted by the correspondence between layers (step S7). In the processing up to step S6, since the correspondence relation of the feature points between the layers has already been obtained, it is possible to determine which feature point is the same in each layer by using the correspondence relation. The feature points that are considered to be the same are set so that the feature point positions move smoothly when moving between layers. In the first embodiment, a method of following the locus of the change in the position of the feature point between layers and setting it so as to be smooth is used. In this method, by constantly adjusting the position to the center of gravity of the locus, there is little variation in feature points, and it is possible to reduce the sense of discomfort felt by the observer when moving between layers.
【0019】実際に階層間の特徴点の対応関係から特徴
点の位置を決定する際には、例えば、階層間の特徴点の
対応関係をリスト構造にする手法が考えられる。このリ
スト構造とは、例えば図7に示すように、オリジナルの
頂点位置から階層Nの対応する特徴点へ、またこの階層
Nの特徴点から階層N+1の対応する特徴点へ、さらに
また、この階層N+1の特徴点から階層N+2の対応す
る特徴点へ、というように、対応する特徴点を階層間で
順番に辿れるようにされているものである。When actually determining the position of a feature point from the correspondence relation of feature points between layers, for example, a method of making the correspondence relation of feature points between layers into a list structure is conceivable. This list structure is, for example, as shown in FIG. 7, from the original vertex position to the corresponding feature point of the hierarchy N, from the feature point of this hierarchy N to the corresponding feature point of the hierarchy N + 1, and further to this hierarchy. The corresponding feature points can be traced in order between the layers, such as from the N + 1 feature points to the corresponding feature points of the hierarchy N + 2.
【0020】このリスト構造から、例えば階層Nおよび
階層N+1といったような階層間について、各特徴点が
同一であるかどうか判断する。同一であると判断された
各特徴点については、このリスト構造からそれら各特徴
点の位置を調べ、上述した特徴点の位置変化の軌跡を追
い、その重心に特徴点の位置を調整する。以上の処理に
より、階層毎の特徴点の位置を、それぞれの特徴点で決
定することができる。From this list structure, it is determined whether or not each feature point is the same between layers such as layer N and layer N + 1. For each characteristic point determined to be the same, the position of each characteristic point is examined from this list structure, the locus of the positional change of the characteristic point described above is followed, and the position of the characteristic point is adjusted to its center of gravity. With the above processing, the position of the characteristic point for each layer can be determined for each characteristic point.
【0021】以上の処理により特徴点の位置を決定され
た図形データは、ステップS8でCGとして描画され
る。The graphic data in which the positions of the characteristic points are determined by the above processing is drawn as CG in step S8.
【0022】次に、この発明の第2の実施例を図面を参
照しながら説明する。この第2の実施例は、上述の第1
の実施例の処理と、ステップS6までは全く同一のもの
である。そのため、ステップS6までの処理について
は、その説明を省略する。すなわち、ステップS6まで
の処理で、既に階層間の特徴点の対応関係は求められて
いるため、その対応関係を利用することにより、どの特
徴点が各階層で同一であるかを判別できる。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This second embodiment is the same as the first embodiment described above.
The processing of this embodiment and the processing up to step S6 are exactly the same. Therefore, the description of the processes up to step S6 will be omitted. That is, in the processing up to step S6, since the correspondence relation of the feature points between the layers has already been obtained, it is possible to determine which feature point is the same in each layer by using the correspondence relation.
【0023】この第2の実施例では、上述のステップS
6までの処理で同一と判断された特徴点について、それ
ら各特徴点の位置をオリジナルの形状での位置に戻す手
法を用いる。この手法では、複雑な計算をする必要が無
く、容易にその位置を求められる利点がある。さらに、
特徴点の位置が不変なために、形状変化時に観察者が感
じる違和感を、より少なく抑えることができる。In the second embodiment, the above-mentioned step S
For the feature points determined to be the same in the processes up to 6, a method of returning the position of each feature point to the position in the original shape is used. This method has the advantage that the position can be easily obtained without the need for complicated calculations. further,
Since the positions of the characteristic points do not change, the discomfort felt by the observer when the shape changes can be further suppressed.
【0024】この第2の実施例の場合にも、実際に階層
間の特徴点の対応関係から特徴点の位置を決定する際に
は、第1の実施例で述べたリスト構造を利用できる。こ
こでは、このリスト構造から、例えばオリジナルの頂点
位置から階層Nの特徴点を辿り、この階層Nの特徴点か
ら階層N+1の特徴点を辿り、さらにこの階層N+1の
特徴点から階層N+2の特徴点を辿り、という手順を繰
り返していくことにより、各階層での特徴点が同一の特
徴点であるかを判断する。同一であると判断されたなら
ば、これら各階層での特徴点がオリジナル形状ではどの
位置になるかをリスト構造から辿り、その位置を調べ
る。以上の作業によって、各特徴点の位置が決定される
ので、その位置に各階層の特徴点を再配置する。Also in the case of the second embodiment, the list structure described in the first embodiment can be used when the position of the feature point is actually determined from the correspondence of the feature points between the layers. Here, from this list structure, for example, the characteristic points of the layer N are traced from the original vertex position, the characteristic points of the layer N + 1 are traced from the characteristic points of the layer N, and the characteristic points of the layer N + 2 are further traced from the characteristic points of the layer N + 1. By repeating the above procedure, it is determined whether the characteristic points in each layer are the same characteristic point. If it is determined that they are the same, the position of the feature point in each of these layers in the original shape is traced from the list structure, and the position is examined. Since the position of each feature point is determined by the above work, the feature point of each layer is rearranged at that position.
【0025】図8に、上述した第2の実施例、すなわ
ち、特徴点の位置をオリジナルの形状での位置に戻す手
法を用いて特徴点の位置を決定した例を示す。図8Aが
この特徴点の位置をぼけた輪郭線のままにしたもの、す
なわち特徴点の位置の調整を行っていない例であり、ま
た、図8Bが特徴点の位置をオリジナルの輪郭線の位置
に戻したものである。この北海道の図形を示した例で
は、特に、函館付近の半島に相当する、階層Nの図では
点線の丸で示した部位Tの形状がより異なっていること
がわかる。この部位Tは、階層Nの段階では似た形状で
あるが、階層が異なって近似の程度が変わると、その形
状が変化していくのがわかる。FIG. 8 shows the second embodiment described above, that is, an example in which the position of the characteristic point is determined by using the method of returning the position of the characteristic point to the position in the original shape. FIG. 8A shows an example in which the position of the feature point is left as a blurred contour line, that is, the position of the feature point is not adjusted, and FIG. 8B shows the position of the feature point as the position of the original contour line. It was returned to. In this example showing the figure of Hokkaido, it can be seen that the shape of the part T indicated by the dotted circle in the diagram of the hierarchy N, which corresponds to the peninsula near Hakodate, is different. It can be seen that the part T has a similar shape at the stage of the layer N, but the shape changes when the level of approximation changes due to different layers.
【0026】以上の処理により特徴点の位置を決定され
た図形データは、ステップS8でCGとして描画され
る。The graphic data in which the positions of the characteristic points are determined by the above processing is drawn as a CG in step S8.
【0027】次に、上述の第1の実施例あるいは第2の
実施例を、標準的な構成のコンピュータで実行する場合
の例について説明する。10は、バスである。11は、
CRTである。12は、入力デバイスである。13は、
フロッピーディスクドライブである。ここでの入力デバ
イスとしては、マウス、キーボード、デジタイザ、およ
びイメージスキャナ、などが考えられる。CRT11及
び入力デバイス12は、バス10に接続されている。ま
た、14は、CPUである。15は、RAMである。1
6はROMである。17はハードディスクである。CP
U14、RAM15、ROM16およびハードディスク
17は、バス10に接続されている。ハードディスク1
7には、予め作成された幾何モデルデータ、および以下
に記述するプログラムなどが格納されている。Next, an example in which the above-described first embodiment or second embodiment is executed by a computer having a standard configuration will be described. 10 is a bus. 11 is
It is a CRT. Reference numeral 12 is an input device. 13 is
It is a floppy disk drive. The input device here may be a mouse, a keyboard, a digitizer, an image scanner, or the like. The CRT 11 and the input device 12 are connected to the bus 10. Further, 14 is a CPU. Reference numeral 15 is a RAM. 1
6 is a ROM. Reference numeral 17 is a hard disk. CP
The U 14, the RAM 15, the ROM 16 and the hard disk 17 are connected to the bus 10. Hard disk 1
A geometric model data created in advance, a program described below, and the like are stored in 7.
【0028】ハードディスク17に格納されている予め
作成された画像データは、バス10を介してRAM15
に供給され、格納される。また、画像データは、予め作
成されたデータがフロッピーディスクドライブ13によ
りフロッピーディスクから読み出されることもある。さ
らに、入力デバイス12により入力される場合もある。
これらの方法によって入力され、RAM15に格納され
た画像データが、オリジナルの幾何モデルである。これ
は例えば、ポリゴンによって1個の立体が描かれてい
る。The previously created image data stored in the hard disk 17 is transferred to the RAM 15 via the bus 10.
Is supplied to and stored in. In addition, as the image data, previously created data may be read from the floppy disk by the floppy disk drive 13. Further, it may be input by the input device 12.
The image data input by these methods and stored in the RAM 15 is the original geometric model. For example, one solid is drawn by a polygon.
【0029】この画像データは、RAM15に格納され
ると同時に、上述したステップS2〜ステップS4に従
い、空間フィルタ処理され、輪郭線を抽出され、さらに
特徴点の抽出をされる。また、これらの処理は、上述し
たように、所望の数の階層的近似化モデルを得るまで繰
り返される(ステップS5)。得られた階層的近似化モ
デルは、オリジナルの幾何モデルと共に、RAM15に
格納される。さらに、これらの階層的近似化モデルは、
上述のステップS6における階層毎の特徴点を対応付け
される。また、対応付けされた各特徴点は、階層を移る
際に特徴点位置がスムーズに移動するように設定され
る。このとき用いられる手法は、第1の実施例におけ
る、特徴点の位置変化の軌跡を追跡する手法、あるいは
第2の実施例における特徴点の位置をオリジナルの形状
の位置に戻す手法のどちらかが選択される。This image data is stored in the RAM 15 and, at the same time, subjected to the spatial filter processing, the contour line extraction, and the feature point extraction in accordance with the above-described steps S2 to S4. In addition, these processes are repeated until a desired number of hierarchical approximation models are obtained as described above (step S5). The obtained hierarchical approximation model is stored in the RAM 15 together with the original geometric model. Furthermore, these hierarchical approximation models are
The feature points for each layer in step S6 are associated with each other. In addition, each associated feature point is set so that the feature point position moves smoothly when moving between layers. The method used at this time is either the method of tracking the locus of the change in the position of the feature point in the first embodiment or the method of returning the position of the feature point to the position of the original shape in the second embodiment. To be selected.
【0030】幾何モデルは、プログラムに従ったCPU
14の処理により、CRT11上に表示される。表示の
一例を図11に示す。18は、この幾何モデルである。
表示は、観察者に遠近感をもたせるように描かれてい
て、図11においては、CRT11の上方が観察者から
見てより遠くを、下方が近くを表している。このとき、
この幾何モデル18は、このCRT11に表示されてい
る仮想的な空間内のある位置に配置され、さらにはこの
空間内を移動される。また、この幾何モデル18の配置
および移動は、プログラムによる予め決められた指定だ
けでなく、入力デバイス12からの入力によって行うこ
ともできる。The geometric model is a CPU according to a program.
By the processing of 14, it is displayed on the CRT 11. An example of the display is shown in FIG. 18 is this geometric model.
The display is drawn so as to give the viewer a sense of perspective. In FIG. 11, the upper part of the CRT 11 is farther from the viewer and the lower part is near. At this time,
The geometric model 18 is arranged at a certain position in the virtual space displayed on the CRT 11, and is further moved in this space. Further, the placement and movement of the geometric model 18 can be performed not only by a predetermined designation by a program but also by an input from the input device 12.
【0031】CPU14は、この幾何モデル18が置か
れている上述の仮想的な空間内での位置および動きを調
べ、その結果に適した、この幾何モデルの階層的近似化
モデルを、RAM15に格納されている階層的近似化モ
デルより選択し、CRT11上に表示する。もし適合す
る階層的近似化モデルが存在しない場合には、CPU1
4は、上述した階層間の特徴点の対応付けの結果を利用
し、データを補間した幾何モデル18を作成し、CRT
11上に表示する。これらの手順は、例えば、上述の仮
想的な空間内での幾何モデル18の位置が変化する、な
どの度毎に行われる。この場合、階層毎の特徴点が適切
な位置に調節されているので、階層を切り換えたときの
図形データの変換がスムーズに行われ、観察者に対する
違和感が抑えられる。The CPU 14 checks the position and movement of the geometric model 18 in the above-mentioned virtual space, and stores in the RAM 15 a hierarchical approximation model of this geometric model suitable for the result. It is selected from the displayed hierarchical approximation models and displayed on the CRT 11. If there is no matching hierarchical approximation model, CPU1
4 uses the result of the above-described feature point association between layers to create a geometric model 18 in which data is interpolated, and a CRT is created.
11 Display on top. These procedures are performed every time, for example, the position of the geometric model 18 in the virtual space changes. In this case, since the feature points for each layer are adjusted to appropriate positions, the graphic data can be smoothly converted when the layers are switched, and the viewer's discomfort can be suppressed.
【0032】[0032]
【発明の効果】この発明によれば、オリジナルの形状か
ら、最も近似化をして簡略にされた形状までの連続した
変換をスムーズに行うことができる。そして、各階層で
の特徴点位置をオリジナルの位置に戻したモデルを使用
して描画することにより、階層的に近似化したモデルで
描画をすることができる。また、CGに使用される幾何
モデルを複数の階層で近似化するために各階層毎の特徴
点を対応付けし、階層間で同じと見なされる特徴点を判
断する。この特徴点の対応関係から同一であると判断さ
れた特徴点を、その位置を調節することにより階層間の
変換を連続したものとすることができる。これにより、
変換時の観察者が感じる違和感を抑えることができる。According to the present invention, continuous conversion from the original shape to the most approximated and simplified shape can be smoothly performed. Then, by drawing using the model in which the position of the characteristic point in each layer is returned to the original position, it is possible to draw with a model that is hierarchically approximated. Further, in order to approximate the geometric model used for CG in a plurality of layers, the characteristic points of each layer are associated with each other, and the characteristic points considered to be the same between layers are determined. It is possible to make the conversion between layers continuous by adjusting the positions of the characteristic points determined to be the same from the correspondence relation of the characteristic points. This allows
It is possible to suppress the discomfort felt by the observer at the time of conversion.
【0033】このように、この発明を利用することによ
り、CGでの描画品質を落とすことなく、描画速度を大
きく向上させる効果がある。またモデルの近似化にあた
っては、違和感をできる限り抑えることができる。近似
化された形状を構成する特徴点は、階層を移る際にもそ
の位置を調節される。そのため、形状近似化の処理は連
続で、スムーズとなる効果がある。As described above, the use of the present invention has the effect of greatly improving the drawing speed without degrading the drawing quality in CG. Also, when approximating the model, it is possible to suppress discomfort as much as possible. The positions of the feature points forming the approximated shape are adjusted even when the hierarchy is moved. Therefore, the process of shape approximation is continuous and smooth.
【図1】この発明の実施例の全体のフローチャートであ
る。FIG. 1 is an overall flowchart of an embodiment of the present invention.
【図2】ローパス特性の空間フィルタ処理で得た結果を
説明する略線図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a result obtained by a spatial filtering process of a low pass characteristic.
【図3】輪郭線およびその角度変化による特徴点の抽出
を説明する略線図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating extraction of a feature point based on a contour line and its angle change.
【図4】抽出した特徴点を結んだ例を示す略線図であ
る。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example in which extracted feature points are connected.
【図5】異なる階層間の特徴点を対応付けした例を示す
略線図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example in which feature points between different layers are associated with each other.
【図6】ローパス特性の空間フィルタ処理をした輪郭線
のままで特徴点を対応付けした例を示す略線図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an example in which feature points are associated with each other as the contour line subjected to the spatial filtering process of the low-pass characteristic.
【図7】リスト構造を説明するための略線図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a list structure.
【図8】特徴点の位置を決定した結果を示す略線図であ
る。FIG. 8 is a schematic diagram showing a result of determining positions of feature points.
【図9】この発明を標準的な構成のコンピュータで実行
するときの構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration when the present invention is executed by a computer having a standard configuration.
【図10】幾何モデルがCRT上に表示されている状態
を示す略線図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a state where a geometric model is displayed on a CRT.
10・・・バス 11・・・CRT 12・・・入力デバイス 14・・・CPU 15・・・RAM 18・・・幾何モデル 10 ... Bus 11 ... CRT 12 ... Input device 14 ... CPU 15 ... RAM 18 ... Geometric model
Claims (3)
で階層的に抽出する特徴点抽出のステップと、 上記特徴点の群とそれが表す元の図形データ上の位置と
の対応および上記複数階層間の特徴点同士の対応を求め
る対応決定のステップと、 上記特徴点の位置を調整する位置決定のステップからな
る、図形データの階層的近似化方法において、 上記位置決定のステップは、上記対応する複数の階層の
特徴点の位置が階層を順次変えた時になめらかに変化す
るように位置を調整することを特徴とする図形データの
階層的近似化方法。1. A step of feature point extraction for hierarchically extracting feature points of graphic data at a plurality of resolutions, a correspondence between the group of feature points and a position on the original graphic data represented by the feature points, and In the hierarchical approximation method of graphic data, which comprises a step of determining correspondence between feature points between layers and a step of determining position of adjusting the positions of the feature points, A hierarchical approximation method for graphic data, characterized in that the positions of characteristic points of a plurality of layers are adjusted so that the positions change smoothly when the layers are sequentially changed.
化方法において、 上記位置決定のステップは、上記対応する複数の階層の
特徴点の位置が階層を変えても変化しないように調整す
ることを特徴とする図形データの階層的近似化方法。2. The hierarchical approximation method for graphic data according to claim 1, wherein the position determining step adjusts the positions of the characteristic points of the corresponding plurality of layers so as not to change even if the layers are changed. A hierarchical approximation method for graphic data, which is characterized by the above.
化方法において、 上記位置決定のステップは、上記対応する複数の階層の
特徴点の位置としてその特徴点と対応する元の図形デー
タ上の部分の位置を用いることを特徴とする図形データ
の階層的近似化方法。3. The method for hierarchical approximation of graphic data according to claim 2, wherein the step of determining the position determines the position of the feature point of the corresponding plurality of layers as the position on the original graphic data corresponding to the feature point. A method for hierarchical approximation of graphic data, characterized by using the position of the part.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24860394A JPH0887586A (en) | 1994-09-17 | 1994-09-17 | Hierarchical approximating method for graphic data |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24860394A JPH0887586A (en) | 1994-09-17 | 1994-09-17 | Hierarchical approximating method for graphic data |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0887586A true JPH0887586A (en) | 1996-04-02 |
Family
ID=17180577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24860394A Pending JPH0887586A (en) | 1994-09-17 | 1994-09-17 | Hierarchical approximating method for graphic data |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0887586A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107609573A (en) * | 2017-08-17 | 2018-01-19 | 东华大学 | High spectrum image time varying characteristic extracting method based on low-rank decomposition and empty spectrum constraint |
-
1994
- 1994-09-17 JP JP24860394A patent/JPH0887586A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107609573A (en) * | 2017-08-17 | 2018-01-19 | 东华大学 | High spectrum image time varying characteristic extracting method based on low-rank decomposition and empty spectrum constraint |
CN107609573B (en) * | 2017-08-17 | 2020-11-10 | 东华大学 | Hyperspectral image time-varying feature extraction method based on low-rank decomposition and spatial-spectral constraint |
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