JPH09330423A - 三次元形状データ変換装置 - Google Patents
三次元形状データ変換装置Info
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- JPH09330423A JPH09330423A JP8152014A JP15201496A JPH09330423A JP H09330423 A JPH09330423 A JP H09330423A JP 8152014 A JP8152014 A JP 8152014A JP 15201496 A JP15201496 A JP 15201496A JP H09330423 A JPH09330423 A JP H09330423A
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- shape data
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Generation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 元形状を近似形状に変換する際の計算量を削
減し、処理の高効率化を図ることである。 【解決手段】 画像生成手段２は形状記憶手段１の形状
データにより表現される元形状を所定の投影面（例え
ば、円筒面）に投影した画像を作成し、フレームバッフ
ァ３に色情報（ＲＧＢＡ値）を、Ｚバッファ４に奥行き
値（Ｚ値）を格納する。頂点決定手段７は前記元形状と
２次元座標値からなる複数の指定点（格子点）により構
成される近似形状（メッシュ形状）を対応付けし、該元
形状の表面の該指定点を対応付けた各頂点の座標値を、
対応する指定点の２次元座標値及び前記Ｚバッファの対
応する奥行き値により決定し、該各頂点により構成され
るデータを前記元形状を変換した近似形状の形状データ
とする。
減し、処理の高効率化を図ることである。 【解決手段】 画像生成手段２は形状記憶手段１の形状
データにより表現される元形状を所定の投影面（例え
ば、円筒面）に投影した画像を作成し、フレームバッフ
ァ３に色情報（ＲＧＢＡ値）を、Ｚバッファ４に奥行き
値（Ｚ値）を格納する。頂点決定手段７は前記元形状と
２次元座標値からなる複数の指定点（格子点）により構
成される近似形状（メッシュ形状）を対応付けし、該元
形状の表面の該指定点を対応付けた各頂点の座標値を、
対応する指定点の２次元座標値及び前記Ｚバッファの対
応する奥行き値により決定し、該各頂点により構成され
るデータを前記元形状を変換した近似形状の形状データ
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】コンピュータ・グラフィック
ス（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ：以下、ＣＧ
と略す）を用いた３Ｄ（三次元）モーフィング（Ｍｏｒ
ｐｈｉｎｇ）は、変形前後の２つの形状において、ポリ
ゴンや頂点の接続関係等の位相情報が共通で、頂点位置
（座標値）のような幾何情報が異なるモデルを用いると
容易に実現することができる。本発明は２つの異なる形
状モデルを、位相情報が同じで幾何情報の異なる近似形
状に変換する技術に関する。
ス（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ：以下、ＣＧ
と略す）を用いた３Ｄ（三次元）モーフィング（Ｍｏｒ
ｐｈｉｎｇ）は、変形前後の２つの形状において、ポリ
ゴンや頂点の接続関係等の位相情報が共通で、頂点位置
（座標値）のような幾何情報が異なるモデルを用いると
容易に実現することができる。本発明は２つの異なる形
状モデルを、位相情報が同じで幾何情報の異なる近似形
状に変換する技術に関する。
【０００２】ここで、３Ｄモーフィングとは、２つの三
次元形状モデルの一方から連続的に他方に変形するＣＧ
映像を生成する手法であり、ゲーム機器や映画等の映像
生成の特殊効果に有効である。
次元形状モデルの一方から連続的に他方に変形するＣＧ
映像を生成する手法であり、ゲーム機器や映画等の映像
生成の特殊効果に有効である。
【０００３】
【従来の技術】３Ｄモーフィングを行う形状データを作
成するには、モデルの情報が対応するように頂点数や面
（ポリゴン）数が同じくなるように２つの形状モデルを
あらかじめ作っておいたり、任意のモデルを双方の形状
を表現しうる中間形状に写像したりする手法がとられ
る。
成するには、モデルの情報が対応するように頂点数や面
（ポリゴン）数が同じくなるように２つの形状モデルを
あらかじめ作っておいたり、任意のモデルを双方の形状
を表現しうる中間形状に写像したりする手法がとられ
る。
【０００４】後者の手法は、例えば２つの形状モデルを
共に頂点数がＭ×Ｎのメッシュ形状（中間形状）に変換
して、双方のメッシュの頂点（ｍ，ｎ）同士が対応して
いるとするものである。メッシュ形状の頂点（格子点）
を元形状のどの位置に対応させるかを自動的に決定する
手法の一例を、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）、
図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。
共に頂点数がＭ×Ｎのメッシュ形状（中間形状）に変換
して、双方のメッシュの頂点（ｍ，ｎ）同士が対応して
いるとするものである。メッシュ形状の頂点（格子点）
を元形状のどの位置に対応させるかを自動的に決定する
手法の一例を、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）、
図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。
【０００５】この手法では、図１（ａ）に示されるポリ
ゴンで表現された元形状モデルＡと図１（ｂ）に示され
るポリゴンで表現された元形状モデルＢを、図１（ｃ）
に示されるような円筒状に丸めたメッシュに写像（投
影）する。
ゴンで表現された元形状モデルＡと図１（ｂ）に示され
るポリゴンで表現された元形状モデルＢを、図１（ｃ）
に示されるような円筒状に丸めたメッシュに写像（投
影）する。
【０００６】図２に示されているように、写像は物体
（形状）を円筒（円柱）座標（ｒ，θ，ｚ）で表したと
きに：
（形状）を円筒（円柱）座標（ｒ，θ，ｚ）で表したと
きに：
【０００７】
【数１】
【０００８】の直線と形状の表面との交点の座標を、メ
ッシュ頂点（ｍ，ｎ）の円筒座標とする。ここで、Ｈは
ｚ軸方向での形状の長さを表す。式１の直線と形状デー
タよりｒ値を求めるためには、形状モデル中の全ての形
状要素（ポリゴン等）と式１の直線の交差判定をする必
要がある。
ッシュ頂点（ｍ，ｎ）の円筒座標とする。ここで、Ｈは
ｚ軸方向での形状の長さを表す。式１の直線と形状デー
タよりｒ値を求めるためには、形状モデル中の全ての形
状要素（ポリゴン等）と式１の直線の交差判定をする必
要がある。
【０００９】円筒座標系から直交座標系への変換は：
【００１０】
【数２】
【００１１】で行うことができる。全ての頂点を以上の
ようにして求めたメッシュ形状による形状モデルＡ’
（図３（ａ）参照）及び形状モデルＢ’（図３（ｂ）参
照）は、元形状モデルＡ及び元形状モデルＢと類似の形
状となり、且つ頂点の対応が容易な３Ｄモーフィング向
き形状となっている。
ようにして求めたメッシュ形状による形状モデルＡ’
（図３（ａ）参照）及び形状モデルＢ’（図３（ｂ）参
照）は、元形状モデルＡ及び元形状モデルＢと類似の形
状となり、且つ頂点の対応が容易な３Ｄモーフィング向
き形状となっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例の説明で
は、前記式１に示されるように、各頂点（ｍ，ｎ）に対
して均等にθとｚを割り振った。実際に元の形状をより
良く反映したメッシュ形状を作成するためには、メッシ
ュ頂点が元形状の特徴的な部位にくるように何度か対話
的にθとｚを調整する頂点編集を行わなければならな
い。
は、前記式１に示されるように、各頂点（ｍ，ｎ）に対
して均等にθとｚを割り振った。実際に元の形状をより
良く反映したメッシュ形状を作成するためには、メッシ
ュ頂点が元形状の特徴的な部位にくるように何度か対話
的にθとｚを調整する頂点編集を行わなければならな
い。
【００１３】従って、調整の度に全ポリゴンと前記式１
の直線との交差判定をしなくてはならないため、計算量
が膨大であり、非効率的である。これは中間形状を他の
形状にしても同様である。
の直線との交差判定をしなくてはならないため、計算量
が膨大であり、非効率的である。これは中間形状を他の
形状にしても同様である。
【００１４】よって、本発明の目的は、元形状を近似形
状に変換する際の計算量を削減し、高効率的な処理を実
現することである。
状に変換する際の計算量を削減し、高効率的な処理を実
現することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の一の側面による
と、形状データが格納された形状記憶手段と、色情報が
格納される複数の画素からなるフレームバッファと、前
記フレームバッファの各画素に対応した奥行き値（Ｚ
値）が格納されるＺバッファと、前記形状記憶手段の形
状データにより表現される元形状を所定の投影面に投影
した画像を作成し、前記フレームバッファに色情報を、
前記Ｚバッファに奥行き値を格納する画像生成手段と、
前記元形状と二次元座標値からなる複数の指定点により
構成される近似形状（変換前の近似形状）を対応付け
し、該元形状の表面の該指定点を対応付けた各頂点の座
標値を、対応する指定点の二次元座標値及び前記Ｚバッ
ファの対応する奥行き値により決定する頂点決定手段と
を備えた三次元形状データ変換装置が提供される。
と、形状データが格納された形状記憶手段と、色情報が
格納される複数の画素からなるフレームバッファと、前
記フレームバッファの各画素に対応した奥行き値（Ｚ
値）が格納されるＺバッファと、前記形状記憶手段の形
状データにより表現される元形状を所定の投影面に投影
した画像を作成し、前記フレームバッファに色情報を、
前記Ｚバッファに奥行き値を格納する画像生成手段と、
前記元形状と二次元座標値からなる複数の指定点により
構成される近似形状（変換前の近似形状）を対応付け
し、該元形状の表面の該指定点を対応付けた各頂点の座
標値を、対応する指定点の二次元座標値及び前記Ｚバッ
ファの対応する奥行き値により決定する頂点決定手段と
を備えた三次元形状データ変換装置が提供される。
【００１６】頂点決定手段により三次元座標値が決定さ
れた各頂点により構成されるデータが、前記元形状を変
換した形状データとなる。本発明によると、画像生成手
段が画像生成時に算出したＺバッファに格納されている
奥行き値に基づき、三次元座標値からなる複数の頂点に
より構成される近似形状（変換後の近似形状）を構成す
る各頂点の座標値を求めるようにしたから、従来行って
いた前記交差判定等の計算処理を実施する必要が無くな
る。
れた各頂点により構成されるデータが、前記元形状を変
換した形状データとなる。本発明によると、画像生成手
段が画像生成時に算出したＺバッファに格納されている
奥行き値に基づき、三次元座標値からなる複数の頂点に
より構成される近似形状（変換後の近似形状）を構成す
る各頂点の座標値を求めるようにしたから、従来行って
いた前記交差判定等の計算処理を実施する必要が無くな
る。
【００１７】従って、近似形状（例えば、メッシュ形
状）の指定点（例えば、格子点）が元形状の特徴的な部
位にくるように調整する頂点編集を行う際に、該指定点
の位置を対話的に様々に変更しても、複雑な計算を実施
すること無しに即座に対応することができ、対話応答性
が向上する。
状）の指定点（例えば、格子点）が元形状の特徴的な部
位にくるように調整する頂点編集を行う際に、該指定点
の位置を対話的に様々に変更しても、複雑な計算を実施
すること無しに即座に対応することができ、対話応答性
が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 ［第１の実施の形態］この第１の実施の形態では、三次
元形状をメッシュ形状等の他の形状データ形式に変換す
るため、Ｚバッファ法を採用したＣＧシステムでＺバッ
ファに貯えている奥行き値（Ｚ値）を用いる。
て説明する。 ［第１の実施の形態］この第１の実施の形態では、三次
元形状をメッシュ形状等の他の形状データ形式に変換す
るため、Ｚバッファ法を採用したＣＧシステムでＺバッ
ファに貯えている奥行き値（Ｚ値）を用いる。
【００１９】Ｚバッファ法は、ＣＧの一般的な手法であ
る。ＣＧシステムは、生成するＣＧ画像の各点（画素）
における奥行き値（Ｚ値）を格納するＺバッファと色情
報としてのＲＧＢＡ値（赤、緑、青、透明度）を格納す
るフレームバッファを有しており、フレームバッファに
新たにＲＧＢＡ値とＺ値を持つピクセルを書き込む際に
は、その位置に相当するＺ値をＺバッファより読み取
り、書き込もうとする点のＺ値が既に書き込まれている
値より小さい場合にのみＺバッファとフレームバッファ
に値を書き込む。
る。ＣＧシステムは、生成するＣＧ画像の各点（画素）
における奥行き値（Ｚ値）を格納するＺバッファと色情
報としてのＲＧＢＡ値（赤、緑、青、透明度）を格納す
るフレームバッファを有しており、フレームバッファに
新たにＲＧＢＡ値とＺ値を持つピクセルを書き込む際に
は、その位置に相当するＺ値をＺバッファより読み取
り、書き込もうとする点のＺ値が既に書き込まれている
値より小さい場合にのみＺバッファとフレームバッファ
に値を書き込む。
【００２０】これによりフレームバッファ及びＺバッフ
ァに書き込まれる点は、常に奥行きが手前にある点、つ
まり視点側の物体（形状）表面であることになり、ポリ
ゴンの隠蔽関係を判定する複雑な処理無しにＣＧを正し
く描画（作成）できるようになる。
ァに書き込まれる点は、常に奥行きが手前にある点、つ
まり視点側の物体（形状）表面であることになり、ポリ
ゴンの隠蔽関係を判定する複雑な処理無しにＣＧを正し
く描画（作成）できるようになる。
【００２１】この実施の形態では、形状モデルを描画し
た後のＺバッファのＺ値が形状モデルの表面の図２に示
したような円筒座標系（ｒ，θ，ｚ）におけるｒ値であ
ることに着目する。
た後のＺバッファのＺ値が形状モデルの表面の図２に示
したような円筒座標系（ｒ，θ，ｚ）におけるｒ値であ
ることに着目する。
【００２２】まず、Ｚバッファに格納されるＺ値が円筒
座標系におけるｒ値の算出に有効であるようなＣＧ画像
（Ｚ値画像・ＲＧＢＡ画像）を作成する。これを図４を
参照して説明する。形状モデル（形状データにより表現
される形状）を：
座標系におけるｒ値の算出に有効であるようなＣＧ画像
（Ｚ値画像・ＲＧＢＡ画像）を作成する。これを図４を
参照して説明する。形状モデル（形状データにより表現
される形状）を：
【００２３】
【数３】
【００２４】の条件でスリット状のＸｓ方向１ピクセル
幅で投影面である円筒面に平行投影で描画する。この結
果、図４の太線部ａ，ｂ，ｃ，ｄのＺ値がＺバッファ
に、ＲＧＢＡ値がフレームバッファに格納される。ここ
で、Ｈは形状モデルのスリット方向の高さである。
幅で投影面である円筒面に平行投影で描画する。この結
果、図４の太線部ａ，ｂ，ｃ，ｄのＺ値がＺバッファ
に、ＲＧＢＡ値がフレームバッファに格納される。ここ
で、Ｈは形状モデルのスリット方向の高さである。
【００２５】作成したスリット状のＣＧ画像のフレーム
バッファ上での格納位置を図５（ａ）に、Ｚバッファ上
での格納位置を図５（ｂ）に示す。θを順次変更しつ
つ、複数のＣＧ画像をフレームバッファの対応する位置
及びＺバッファの対応する位置に格納する。格納位置は
フレームバッファ及びＺバッファ上の座標系Ｏｓ−Ｘｓ
−Ｙｓ上で： Ｘｓ＝Ｗｓ・θ／（２・π） …式４ である。なお、Ｘｓは整数でない場合には整数値に丸め
られる。
バッファ上での格納位置を図５（ａ）に、Ｚバッファ上
での格納位置を図５（ｂ）に示す。θを順次変更しつ
つ、複数のＣＧ画像をフレームバッファの対応する位置
及びＺバッファの対応する位置に格納する。格納位置は
フレームバッファ及びＺバッファ上の座標系Ｏｓ−Ｘｓ
−Ｙｓ上で： Ｘｓ＝Ｗｓ・θ／（２・π） …式４ である。なお、Ｘｓは整数でない場合には整数値に丸め
られる。
【００２６】例えば、フレームバッファ及びＺバッファ
が、６４０×４８０ピクセル（画素）場合には、θの分
解能が０．００９８ｒａｄ（０．５６度）で形状モデル
の表面のＺ値あるいはＲＧＢＡ値が格納される。
が、６４０×４８０ピクセル（画素）場合には、θの分
解能が０．００９８ｒａｄ（０．５６度）で形状モデル
の表面のＺ値あるいはＲＧＢＡ値が格納される。
【００２７】ｚ軸上の点ａがＺバッファ上でＲ’の値を
とるとき、Ｚバッファ上の任意の１点（ｘｓ，ｙｓ，ｚ
ｄ）の値の点の円筒座標は：
とるとき、Ｚバッファ上の任意の１点（ｘｓ，ｙｓ，ｚ
ｄ）の値の点の円筒座標は：
【００２８】
【数４】
【００２９】となる。元形状をＭ×Ｎのメッシュ形状に
変換するには、バッファ上にＭ×Ｎの格子を描き、その
頂点位置の座標値（ｘｓ，ｙｓ，ｚｄ）から式５および
式２により直交座標に変換し、その点をメッシュ形状の
頂点位置とすればよい。
変換するには、バッファ上にＭ×Ｎの格子を描き、その
頂点位置の座標値（ｘｓ，ｙｓ，ｚｄ）から式５および
式２により直交座標に変換し、その点をメッシュ形状の
頂点位置とすればよい。
【００３０】対話的にメッシュの頂点位置を変更するの
は、フレームバッファあるいはＺバッファ上で頂点位置
を（ｘｓ，ｙｓ）の二次元座標で指定する。直交座標系
での頂点位置計算は式５および式２を再計算すればよ
く、再度元形状データを操作する必要はない。
は、フレームバッファあるいはＺバッファ上で頂点位置
を（ｘｓ，ｙｓ）の二次元座標で指定する。直交座標系
での頂点位置計算は式５および式２を再計算すればよ
く、再度元形状データを操作する必要はない。
【００３１】以下、この第１の実施の形態の具体的構成
について説明する。図６は本発明の第１の実施の形態の
形状モデルのメッシュ化装置（三次元形状データ変換装
置）である。このメッシュ化装置は任意の形状モデルを
指定のＭ×Ｎのメッシュ形状に変換するためのものであ
る。
について説明する。図６は本発明の第１の実施の形態の
形状モデルのメッシュ化装置（三次元形状データ変換装
置）である。このメッシュ化装置は任意の形状モデルを
指定のＭ×Ｎのメッシュ形状に変換するためのものであ
る。
【００３２】このメッシュ化装置は、形状モデルデータ
ベース（形状記憶手段）１、ＣＧ画像生成部（画像生成
手段）２、フレームバッファ３、Ｚバッファ４、画像変
換部５、ディスプレイ６、メッシュ頂点決定部（頂点決
定手段）７、二次元ポインティング装置８、メッシュ頂
点変更部９から構成されている。
ベース（形状記憶手段）１、ＣＧ画像生成部（画像生成
手段）２、フレームバッファ３、Ｚバッファ４、画像変
換部５、ディスプレイ６、メッシュ頂点決定部（頂点決
定手段）７、二次元ポインティング装置８、メッシュ頂
点変更部９から構成されている。
【００３３】形状モデルデータベース１は三次元ポリゴ
ンデータ等の形状データによって記述された形状モデル
を格納している。形状モデルデータベース１はＣＧ画像
生成部２にメッシュ化の対象となる元形状データを送信
する。
ンデータ等の形状データによって記述された形状モデル
を格納している。形状モデルデータベース１はＣＧ画像
生成部２にメッシュ化の対象となる元形状データを送信
する。
【００３４】ＣＧ画像生成部２は、−π＜θ≦πの範囲
でθを分解能（２π／６４０）ｒａｄで変化させ、各θ
に対して平行投影による１×４８０画素のＣＧ画像を作
成し、フレームバッファ３とＺバッファ４にそれぞれ画
素単位のＲＧＢＡ値とＺ値を送信する。各バッファ３、
４上での１×４８０画素のＣＧ画像の格納位置は： Ｘｓ＝３２０／π・θ …式６ 上の１×４８０画素領域である。ＣＧ画像生成部２はθ
を異にする６４０枚のＣＧ画像を作成する。
でθを分解能（２π／６４０）ｒａｄで変化させ、各θ
に対して平行投影による１×４８０画素のＣＧ画像を作
成し、フレームバッファ３とＺバッファ４にそれぞれ画
素単位のＲＧＢＡ値とＺ値を送信する。各バッファ３、
４上での１×４８０画素のＣＧ画像の格納位置は： Ｘｓ＝３２０／π・θ …式６ 上の１×４８０画素領域である。ＣＧ画像生成部２はθ
を異にする６４０枚のＣＧ画像を作成する。
【００３５】フレームバッファ３はＲＧＢＡ値を格納す
る６４０×４８０画素の二次元メモリであり、各アドレ
スに対して２４ｂｉｔ（ＲＧＢＡのそれぞれについて８
ｂｉｔ）の情報を格納する。ＣＧ画像生成部２から送ら
れる（ｘｓ，ｙｓ）位置のＲＧＢＡ値をフレームバッフ
ァ３の位置（ｘｓ，ｙｓ）に書き込むかどうかは、Ｚバ
ッファ４の位置（ｘｓ，ｙｓ）のＺ値に依存する。
る６４０×４８０画素の二次元メモリであり、各アドレ
スに対して２４ｂｉｔ（ＲＧＢＡのそれぞれについて８
ｂｉｔ）の情報を格納する。ＣＧ画像生成部２から送ら
れる（ｘｓ，ｙｓ）位置のＲＧＢＡ値をフレームバッフ
ァ３の位置（ｘｓ，ｙｓ）に書き込むかどうかは、Ｚバ
ッファ４の位置（ｘｓ，ｙｓ）のＺ値に依存する。
【００３６】Ｚバッファ４はＺ値を格納する６４０×４
８０画素の二次元メモリであり、各アドレスに対して整
数２４ｂｉｔのＺ値を格納する。フレームバッファ３及
びＺバッファ４には、Ｚバッファ法に従って、ＲＧＢＡ
値及びＺ値が格納される。
８０画素の二次元メモリであり、各アドレスに対して整
数２４ｂｉｔのＺ値を格納する。フレームバッファ３及
びＺバッファ４には、Ｚバッファ法に従って、ＲＧＢＡ
値及びＺ値が格納される。
【００３７】即ち、ＣＧ画像生成部２から送られる位置
（ｘｓ，ｙｓ）のＺ値を既に格納されているＺ値と比較
して、送られた値が小さいならその値をＺバッファ４に
書き込む。同時にフレームバッファ３の同位置にも送ら
れてきたＲＧＢＡ値を書き込む。
（ｘｓ，ｙｓ）のＺ値を既に格納されているＺ値と比較
して、送られた値が小さいならその値をＺバッファ４に
書き込む。同時にフレームバッファ３の同位置にも送ら
れてきたＲＧＢＡ値を書き込む。
【００３８】フレームバッファ３に格納された６４０×
４８０画素のＲＧＢＡ画像はディスプレイ６で表示す
る。Ｚバッファ４に格納された６４０×４８０画素のＺ
値は、画素変換部５によってＺ値の大小に応じて輝度値
を変換した濃淡画像に変換してディスプレイ６に表示す
る。
４８０画素のＲＧＢＡ画像はディスプレイ６で表示す
る。Ｚバッファ４に格納された６４０×４８０画素のＺ
値は、画素変換部５によってＺ値の大小に応じて輝度値
を変換した濃淡画像に変換してディスプレイ６に表示す
る。
【００３９】例えば、Ｚ値の値がＺｎ、変換後の濃淡画
素値をＧとすると： Ｇ＝２５５−Ｚｎ／２16 …式７ でＺ値が小さいほど輝度が高くなる８ｂｉｔの画素値が
得られる。
素値をＧとすると： Ｇ＝２５５−Ｚｎ／２16 …式７ でＺ値が小さいほど輝度が高くなる８ｂｉｔの画素値が
得られる。
【００４０】メッシュ頂点決定部７は作成したＺバッフ
ァ４の値を元にメッシュ形状の頂点の座標値を決定す
る。自動で頂点位置を決定する場合、Ｍ×Ｎのメッシュ
形状の頂点（ｍ，ｎ）は各バッファ上の位置：
ァ４の値を元にメッシュ形状の頂点の座標値を決定す
る。自動で頂点位置を決定する場合、Ｍ×Ｎのメッシュ
形状の頂点（ｍ，ｎ）は各バッファ上の位置：
【００４１】
【数５】
【００４２】で決定することができる。この位置におけ
るＺ値をｚｄとすると、式５と式２によりメッシュ形状
の頂点位置が計算される（Ｗｓ＝６４０，Ｈｓ＝４８
０）。メッシュ形状の全ての頂点位置が算出された後、
メッシュ情報（メッシュ形状データ）は形状モデルデー
タベース１に格納される。
るＺ値をｚｄとすると、式５と式２によりメッシュ形状
の頂点位置が計算される（Ｗｓ＝６４０，Ｈｓ＝４８
０）。メッシュ形状の全ての頂点位置が算出された後、
メッシュ情報（メッシュ形状データ）は形状モデルデー
タベース１に格納される。
【００４３】対話的にオペレータが頂点位置を指定する
場合は、オペレータはディスプレイ６に描かれたＲＧＢ
Ａ画像もしくはＺ値の濃淡画像を参照しながらマウス等
の二次元ポインティング装置８で画像の二次元座標（ｘ
ｓ，ｙｓ）を指定する。指定結果はメッシュ頂点変更部
９に送られる。
場合は、オペレータはディスプレイ６に描かれたＲＧＢ
Ａ画像もしくはＺ値の濃淡画像を参照しながらマウス等
の二次元ポインティング装置８で画像の二次元座標（ｘ
ｓ，ｙｓ）を指定する。指定結果はメッシュ頂点変更部
９に送られる。
【００４４】メッシュ頂点変更部９では（ｘｓ，ｙｓ）
に対応するメッシュ頂点（ｍ，ｎ）をオペレータからの
対話的な指示により決定し、指示されない頂点の二次元
座標値を指定された頂点の二次元座標値から線形補間で
算出する。
に対応するメッシュ頂点（ｍ，ｎ）をオペレータからの
対話的な指示により決定し、指示されない頂点の二次元
座標値を指定された頂点の二次元座標値から線形補間で
算出する。
【００４５】メッシュ頂点の二次元座標値（＝バッファ
上の座標値）はメッシュ頂点決定部７に送られ、メッシ
ュ頂点決定部７は二次元座標値を元にしてメッシュ形状
の直交座標系での頂点位置を算出する。
上の座標値）はメッシュ頂点決定部７に送られ、メッシ
ュ頂点決定部７は二次元座標値を元にしてメッシュ形状
の直交座標系での頂点位置を算出する。
【００４６】フレームバッファ３上のＲＧＢＡ画像は、
作成したメッシュ形状のテクスチャ画像として形状モデ
ルデータベース１に格納される。フレームバッファ３の
座標値（ｘｓ，ｙｓ）から算出されたメッシュ頂点の座
標値（ｓ，ｔ）は：
作成したメッシュ形状のテクスチャ画像として形状モデ
ルデータベース１に格納される。フレームバッファ３の
座標値（ｘｓ，ｙｓ）から算出されたメッシュ頂点の座
標値（ｓ，ｔ）は：
【００４７】
【数６】
【００４８】となる。作成する形状用テクスチャとして
フレームバッファ３のＲＧＢＡ画像を使うようにする
と、フレームバッファ３とＺバッファ４の座標は対応し
ているため、各頂点のテクスチャ座標を容易に得ること
ができる。
フレームバッファ３のＲＧＢＡ画像を使うようにする
と、フレームバッファ３とＺバッファ４の座標は対応し
ているため、各頂点のテクスチャ座標を容易に得ること
ができる。
【００４９】［第２の実施の形態］前記第１の実施の形
態においては、元形状データにより表現される元形状を
円筒面に写像（投影）しているが、この第２の実施の形
態では、図７に示されているように、元形状を平面に写
像するようにしている。
態においては、元形状データにより表現される元形状を
円筒面に写像（投影）しているが、この第２の実施の形
態では、図７に示されているように、元形状を平面に写
像するようにしている。
【００５０】投影面は平行投影で形状モデルがちょうど
フィットするように選択する。Ｏｓ−Ｘｓ−Ｙｓ−Ｚｄ
座標系は世界座標系の関係は線形であるため、Ｚバッフ
ァの値から元形状の表面の点の座標を容易に算出でき
る。このときのシステム構成は図６と同様になる。
フィットするように選択する。Ｏｓ−Ｘｓ−Ｙｓ−Ｚｄ
座標系は世界座標系の関係は線形であるため、Ｚバッフ
ァの値から元形状の表面の点の座標を容易に算出でき
る。このときのシステム構成は図６と同様になる。
【００５１】［第３の実施の形態］前記第１の実施の形
態においては、元形状データにより表現される元形状を
円筒面に写像（投影）しているが、この第３の実施の形
態では、図８に示されているように、元形状を球面に写
像するようにしている。
態においては、元形状データにより表現される元形状を
円筒面に写像（投影）しているが、この第３の実施の形
態では、図８に示されているように、元形状を球面に写
像するようにしている。
【００５２】このとき、一度に作成するＣＧ画像は１×
１画素のサイズであり、極座標系（ｒ，θ，φ）の、−
π＜θ≦π，−π／２＜φ≦π／２の範囲でθとφを変
化させて：
１画素のサイズであり、極座標系（ｒ，θ，φ）の、−
π＜θ≦π，−π／２＜φ≦π／２の範囲でθとφを変
化させて：
【００５３】
【数７】
【００５４】の条件で平行投影で描画したものである。
この画像をＺバッファおよびフレームバッファの（ｘ
ｓ，ｙｓ）の位置に格納する。（θ，φ）の１×１画像
の格納場所は：
この画像をＺバッファおよびフレームバッファの（ｘ
ｓ，ｙｓ）の位置に格納する。（θ，φ）の１×１画像
の格納場所は：
【００５５】
【数８】
【００５６】である。このときのシステム構成は図６と
同様になる。
同様になる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では事前に
元形状の表面幾何形状をＺバッファ上に展開してしまう
ため、対話的に頂点編集をした場合に変換後の近似形状
の頂点位置の再計算処理量が少なくてすむ。そのため対
話処理の応答性が向上し、操作性が良好になる。
元形状の表面幾何形状をＺバッファ上に展開してしまう
ため、対話的に頂点編集をした場合に変換後の近似形状
の頂点位置の再計算処理量が少なくてすむ。そのため対
話処理の応答性が向上し、操作性が良好になる。
【００５８】また頂点編集はＺバッファあるいはフレー
ムバッファ上の二次元画像に対して行うため、オペレー
タが形状特徴を把握しやすくなる。
ムバッファ上の二次元画像に対して行うため、オペレー
タが形状特徴を把握しやすくなる。
【図１】従来技術を説明するための図であって、（ａ）
は変換前の形状モデルを示し、（ｂ）は変換前の他の形
状モデルを示し、（ｃ）は三次元メッシュ形状を示して
いる。
は変換前の形状モデルを示し、（ｂ）は変換前の他の形
状モデルを示し、（ｃ）は三次元メッシュ形状を示して
いる。
【図２】従来技術の円筒座標系における直線と形状（ポ
リゴン）との交点の計算処理を説明するための図であ
る。
リゴン）との交点の計算処理を説明するための図であ
る。
【図３】従来技術を説明するための図であって、（ａ）
は変換後の形状モデルを示し、（ｂ）は変換後の他の形
状モデルを示している。
は変換後の形状モデルを示し、（ｂ）は変換後の他の形
状モデルを示している。
【図４】本発明の第１の実施の形態を説明するための図
であって、円筒面を投影面とした場合のＣＧ画像の生成
処理を示す図である。
であって、円筒面を投影面とした場合のＣＧ画像の生成
処理を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のフレームバッファ
へのＲＧＢＡ値の格納位置（ａ）及びＺバッファへのＺ
値の格納位置（ｂ）を示す図である。
へのＲＧＢＡ値の格納位置（ａ）及びＺバッファへのＺ
値の格納位置（ｂ）を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の具体的構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を説明するための図
であって、平面を投影面とした場合のＣＧ画像の生成処
理を示す図である。
であって、平面を投影面とした場合のＣＧ画像の生成処
理を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態を説明するための図
であって、球面を投影面とした場合のＣＧ画像の生成処
理を示す図である。
であって、球面を投影面とした場合のＣＧ画像の生成処
理を示す図である。
１ 形状モデルデータベース（形状記憶手段） ２ ＣＧ画像生成部（画像生成手段） ３ フレームバッファ ４ Ｚバッファ ５ 画素変換部 ６ ディスプレイ ７ メッシュ頂点決定部（頂点決定手段） ８ 二次元ポインティング装置 ９ メッシュ頂点変更部
Claims (9)
- 【請求項１】 形状データが格納された形状記憶手段
と、 色情報が格納される複数の画素からなるフレームバッフ
ァと、 前記フレームバッファの各画素に対応した奥行き値が格
納されるＺバッファと、 前記形状記憶手段の形状データにより表現される元形状
を所定の投影面に投影した画像を作成し、前記フレーム
バッファに色情報を、前記Ｚバッファに奥行き値を格納
する画像生成手段と、 前記元形状と二次元座標値からなる複数の指定点により
構成される近似形状を対応付けし、該元形状の表面の該
指定点を対応付けた各頂点の座標値を、対応する指定点
の二次元座標値及び前記Ｚバッファの対応する奥行き値
により決定する頂点決定手段と、を備えた三次元形状デ
ータ変換装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の三次元形状データ変換
装置において、 前記近似形状はメッシュ形状であり、前記近似形状の指
定点は該メッシュ形状の格子点である三次元形状データ
変換装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の三次元形状データ変換
装置において、 前記メッシュ形状の格子点の一部と前記元形状の特徴点
との対応付けを対話的に入力指定するようにした三次元
形状データ変換装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の三次元形状データ変換
装置において、 前記メッシュ形状の格子点のうち前記元形状の特徴点と
対応付けられなかった格子点は、対応付けられた格子点
をもとに補完して対応付けるようにした三次元形状デー
タ変換装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の三次元形状データ変換
装置において、 前記画像生成手段が使用する前記所定の投影面は円筒面
である三次元形状データ変換装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の三次元形状データ変換
装置において、 前記画像生成手段は、前記円筒面の中心軸を含む面と前
記元形状との交線を該円筒面に投影したスリット状の画
像を、該中心軸を中心として該中心軸を含む面を回転さ
せながら順次作成するようにした三次元形状データ変換
装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の三次元形状データ変換
装置において、 前記所定の投影面は平面である三次元形状データ変換装
置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の三次元形状データ変換
装置において、 前記所定の投影面は球面である三次元形状データ変換装
置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の三次元形状データ変換
装置において、 前記画像生成手段は、前記球面の中心を通る線と前記元
形状との交点を該球面に投影した点状の画像を、該球面
の中心を中心として該球面の中心を通る線を水平方向及
び垂直方向に回転させながら順次作成するようにした三
次元形状データ変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152014A JPH09330423A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 三次元形状データ変換装置 |
| US08/825,503 US5920320A (en) | 1996-06-13 | 1997-03-31 | Three-dimensional shape data transforming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152014A JPH09330423A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 三次元形状データ変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09330423A true JPH09330423A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15531183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8152014A Withdrawn JPH09330423A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 三次元形状データ変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5920320A (ja) |
| JP (1) | JPH09330423A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001112956A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-04-24 | Sanyo Product Co Ltd | 遊技機 |
| KR100366297B1 (ko) * | 2000-01-28 | 2002-12-31 | 한국전자통신연구원 | 실린더 투영법을 이용한 삼차원 입체 생성방법 및 이를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 |
| KR20170101347A (ko) * | 2016-02-26 | 2017-09-06 | 한국전자통신연구원 | 상처 소품 제작 장치 및 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH10112785A (ja) * | 1996-08-09 | 1998-04-28 | Nikon Corp | 画像読取装置及び画像読取装置に対する制御手順を記憶する記憶媒体 |
| US6094199A (en) * | 1997-05-23 | 2000-07-25 | University Of Washington | 3D objects morphing employing skeletons indicating symmetric differences to define intermediate objects used in morphing |
| CA2239279C (en) * | 1997-06-02 | 2002-04-23 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Image generating apparatus and method |
| US7133812B1 (en) | 1999-08-30 | 2006-11-07 | Ford Global Technologies, Llc | Method of parametic design of an instrument panel support structure |
| US7158923B1 (en) | 2000-03-29 | 2007-01-02 | Ford Global Technologies, Llc | Method of integrating product information management with vehicle design |
| US6760693B1 (en) * | 2000-03-29 | 2004-07-06 | Ford Global Technologies, Llc | Method of integrating computer visualization for the design of a vehicle |
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| CN101842814B (zh) * | 2007-11-02 | 2013-02-13 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 自动影像运行路径计算 |
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| US11109066B2 (en) * | 2017-08-15 | 2021-08-31 | Nokia Technologies Oy | Encoding and decoding of volumetric video |
| WO2019034807A1 (en) | 2017-08-15 | 2019-02-21 | Nokia Technologies Oy | SEQUENTIAL CODING AND DECODING OF VOLUMETRIC VIDEO |
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-
1996
- 1996-06-13 JP JP8152014A patent/JPH09330423A/ja not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-03-31 US US08/825,503 patent/US5920320A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5920320A (en) | 1999-07-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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