JPH1091812A - 霧画像制作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 背景に掛っている霧が変化していく様子が表
現された霧画像を自動的に制作する。 【解決手段】 ＣＧ制作時に、背景画像に経時的に変化
していく霧が描写された霧画像を制作する霧画像制作装
置１０であって、２次元的な霧の濃淡の初期値を設定す
る霧係数を生成する霧係数生成手段と、該霧係数と、霧
パラメータ指定位置１２から入力される霧の濃淡の経時
的な変化の程度を規定する霧変化率と、霧の色とに基づ
いて、時刻毎の霧情報を生成すると共に、生成された霧
情報を、画像入力装置１２で入力される背景画像に重ね
合せる画像合成手段と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータグラ
フィックス（ＣＧ）の画像制作、例えばＣＧカレンダ
ー、ＣＧホログラム、ＣＧアニメーション、ＣＧコマー
シャル、ＣＧポスター、ハイビジョンＣＧ静止画番組等
の制作に適用して好適な霧画像制作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＧ制作において、例えば湖を背景とす
る画像に霧がかかり、その霧が時間と共に変化していく
様子が描写された霧画像を制作する際、従来はオペレー
タが背景画像の１コマ毎に徐々に変化する霧の様子を、
刷毛を使うペインティングに類似した絵画的手法を使用
して表現することにより、全体として霧に動きや濃淡の
変化を与えることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オペレ
ータが、本当に霧らしい動きが表現された霧画像を、従
来のような絵画的手法により１コマずつ制作すること
は、技術的にも難しい上に、長時間を要するため、オペ
レータの作業負荷が非常に大きいという問題があった。

【０００４】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、霧が変化していく様子が表現された
霧画像を容易に制作することができ、結果としてオペレ
ータの作業負荷を大幅に低減することができる霧画像制
作装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＣＧ制作時
に、背景画像に経時的に変化していく霧が描写された霧
画像を制作する霧画像制作装置であって、２次元的な霧
の濃淡の初期値を設定する霧係数を生成する霧係数生成
手段と、生成された霧係数と、霧の濃淡の経時的な変化
の程度を規定する霧変化率と、霧の色とに基づいて、時
刻毎の霧情報を生成すると共に、生成された霧情報を、
別途入力される背景画像に重ね合せる画像合成手段と、
を備えた構成とすることにより、前記課題を解決したも
のである。

【０００６】即ち、本発明においては、ＣＧ制作時に、
時刻毎に状態が変化していく霧の影像に当る霧情報を生
成すると共に、それを背景画像に重ね合せることにより
霧画像を自動的に制作することができる。従って、従来
のように、オペレータが、絵画的手法により１コマずつ
霧らしい揺ぎのある画像を根気良く制作する必要がなく
なるため、ＣＧ制作作業の負荷を大幅に低減することは
可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明に係る一実施形態の霧画像
制作装置と、その付属装置からなるシステムの全体構成
を示すブロック図である。

【０００９】図１において、符号１０は本実施形態の霧
画像制作装置であり、この制作装置１０には、霧パラメ
ータ指定装置１２と画像入力装置１４が接続されてい
る。

【００１０】上記霧画像制作装置１０では、後に詳述す
る機能に基づいて、ＣＧ制作時に、背景画像に経時的に
変化していく霧が描写された霧画像を制作できるように
なっている。

【００１１】上記霧パラメータ指定装置１２は、霧画像
制作装置１０で霧画像制作する際に使用する各種パラメ
ータを指定するもので、例えばキーボード等の外部入力
装置に当る。又、前記画像入力装置１４は、同じく霧画
像制作装置１０で霧画像を制作する際に使用する背景画
像を入力するもので、例えば予め作成した背景画像に関
する画像データを格納しておくメモリで構成されてい
る。

【００１２】上記霧パラメータ指定装置１２で指定する
パラメータの一例を、次の表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】上記表１に示したパラメータで、「背景画
像」の“湖”は、湖が描写されている背景画像を使用す
ることを、又、「フレーム数」の３０は、全部で３０枚
のフレームからなる霧画像を制作することを意味する。
「霧減衰率」１．０は、１枚目から３０枚目の最終の状
態までの間で、霧の濃さを１／３０ずつ減少させること
を意味する。「霧の移動」で、ｄ、ｕ、ｒ、ｌは、それ
ぞれ図２に示すように、下方、上方、右方、左方にそれ
ぞれ霧（霧係数）をシフトさせることを、その数値２０
は一回のシフト量が各方向につき２０画素であることを
意味する。「霧の色」で、ｒ、ｇ、ｂは、それぞれ赤、
緑、青を表し、この例ではそれぞれ１．０であることか
ら白色を指定いることを表している。

【００１５】本実施形態の霧画像制作装置１０では、２
次元的な霧の濃淡の初期値を設定する霧係数を生成する
霧係数生成手段と、生成された霧係数と、霧の濃淡の経
時的な変化の程度を規定する霧変化率と、霧の色とに基
づいて、時刻毎の霧情報を生成すると共に、生成された
霧情報を、別途入力される背景画像に重ね合せる画像合
成手段と、前記霧係数を、各時刻毎に移動させるシフト
手段とが、それぞれソフトウェアにより構築されてい
る。そして、これらの各手段により、上述した霧パラメ
ータ指定装置１２、画像入力装置１４から、それぞれ入
力される情報に基づいて、経時的に霧の状態が変化する
霧画像が自動的に制作されるようになっている。

【００１６】以下、上記霧画像制作装置１０が備えてい
る各手段について詳述する。

【００１７】前記霧係数生成手段では、２次元座標
（ｉ，ｊ）で規定される各画素Ｐ(i,j)に対する霧の濃
淡の初期値を設定する霧係数Ｎ(i,j) は、次の（１）式
に示すように、任意のランダム関数：ｒａｎｄ(i,j) で
設定される。このランダム関数としては、例えば逆フー
リエ変換を利用することができるが、これに限定されな
い。

【００１８】 Ｎ(i,j) ＝ｒａｎｄ(i,j) …（１） ０．０≦Ｎ(i,j) ≦１．０

【００１９】上記（１）式で表される霧係数の一例を図
３に示す。これは、Ｘ方向（ＰＩＸＥＬ方向）、Ｙ方向
（ＬＩＮＥ方向）に２次元的に分布する、対象となる任
意の画素に対して、画素毎に０〜１の範囲にある値を持
つ乱数を設定することに当る。この図３では、１つの升
目が１画素に対応している。

【００２０】前記画像合成手段は、上記（１）式の霧係
数Ｎ(i,j) と、指定された前記霧パラメータを用いて、
次の（２）式により霧情報Ｋ(i,j) を演算する機能を有
している。

【００２１】 Ｋ(i,j) ＝Ｃ(r,g,b) ×Ｎ(i,j) ×Ｎdec(t) …（２）

【００２２】この（２）式でＣ(r,g,b) は、表１に示し
た「霧の色」を表し、Ｎdec(t)は霧の濃淡の経時的な変
化の程度を規定する０以上で１以下の値からなる霧変化
率で、これには霧が次第に薄くなっていく場合に使う減
衰率と、逆に濃くなっていく場合に使う増加率とがあ
り、減衰率は次の（３）式で、増加率は（４）式でそれ
ぞれ設定できる。

【００２３】 Ｎdec(t)＝（１．０−ｔ／Ｔ）×Ｎdec(0) …（３） Ｎdec(t)＝（ｔ／Ｔ）×Ｎdec(0) …（４）

【００２４】ここで、Ｔは霧画像を計算する総ステップ
数で、前記表１のフレーム数に当り、ｔは１／Ｔで与え
られる計算時刻の単位、Ｎdec(0)は各変化率の初期値を
表す。

【００２５】又、この画像合成手段は、上記（２）式で
計算された時刻ｔにおける霧情報と、別途入力された背
景画像の画像データＢack(i,j)等を用いて次の（５）に
より時刻ｔにおける画像を合成して１フレーム分の霧画
像Ｆog(i,j)(t)を制作する機能を有している。

【００２６】 Ｆog(i,j)(t)＝Ｂack(i,j)×（１．０−Ｎ(i,j) ×Ｎdec(t)）＋Ｋ(i,j) …（５）

【００２７】なお、以上の説明では、（２）式と（５）
式による演算が段階的に実行されるように説明したが、
（２）式による霧情報の算出と、（５）式による霧画像
の合成とは実質的に同時に実行される。

【００２８】又、本実施形態の霧画像制作装置１０にお
いては、霧係数を、各時刻毎に所定の画素数を単位に、
Ｘ方向、Ｙ方向の少なくとも一方に移動させるシフト手
段が設けられ、これにより次の（６）式でそのシフト量
が変更されることにより、霧画像における霧の動き（流
れ）を表現できるようになっている。

【００２９】 Ｎ(i,j)(t)＝Ｎ(i-ix,j-jy)(t-1) …（６）

【００３０】この（６）式は、任意時刻ｔでは、霧係数
を、一時刻前のｔ−１より、２次元的にＩ(ix,jy) 画素
だけ移動させることを表している。これは、前記表１の
「霧の移動」に当り、ｉｘ、ｊｙはそれぞれＸ方向
（ｒ，ｌ）、Ｙ方向（ｄ，ｕ）への一回の処理で移動さ
せる画素数（表１の２０に当る画素）。

【００３１】次に、本実施形態の作用を、図４のフロー
チャートに従って説明する。

【００３２】まず、ステップ１で、オペレータが、霧パ
ラメータ指定装置１２により表１に示した各パラメータ
を指定することにより、霧画像制作装置１０に対して、
画像入力装置１４から背景画像を入力すると共に、霧画
像の作成に使用する「霧の減衰率」、「霧の移動方向、
移動画素数」、「霧の色」、「フレーム数」等の各パラ
メータを入力する。

【００３３】次いで、ステップ２で、上記霧画像制作装
置１０において、初期の霧の状態を規定する前記（１）
式の霧係数を生成し、該霧係数を基にして１／３０を単
位とする最初の計算時刻ｔ＝１におけるシフト処理後
（移動後）の霧係数を、前記（６）式で算出する（ステ
ップ３）。但し、ｔ＝１の場合は、最初のフレームに当
るため、実際にはこの計算は実行されず、ｔ＝２以降の
処理で実行されることになる。

【００３４】その後、シフト処理後の霧係数を、前記
（５）式に適用することより、霧情報が背景画像に合成
された、時刻ｔ＝１における１フレーム目の霧画像を制
作し、それをメモリ（図示せず）へ出力する（ステップ
５）。

【００３５】その後、次のステップ６で、最終の３０フ
レームに達するまで、１時刻ずつずらして前記ステップ
３〜５の処理を繰返すことにより、合計３０フレームか
らなる霧画像を制作する。

【００３６】本実施形態により制作した霧画像を、その
一部のみを抽出したものを図５、図６に示す。

【００３７】これは、画面上黒で表されている湖面に、
濃い白い霧が掛っている図５（Ａ）の状態から、図６
（Ｆ）に向って次第に霧が晴れて、黒い部分（湖面）が
徐々に増えていく様子が表わされている。

【００３８】以上詳述した如く、本実施形態によれば、
霧に関するパラメータをオペレータが入力するだけで、
希望する霧画像を自動的に制作することができる。従っ
て、霧画像を制作する際において、オペレータが１コマ
ずつ霧の変化した状態が表された霧画像を制作する必要
がなくなり、ＣＧ制作作業の大幅な効率化を図ることが
可能となる。

【００３９】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
である。

【００４０】例えば、パラメータ等に設定した具体的数
値等は、前記実施形態に示したものに限定されない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
霧が経時的に変化していく様子が表現された霧画像を容
易に制作することができる。従って、オペレータの作業
負荷を大幅に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の霧画像制作装置のシ
ステム構成を示すブロック図

【図２】霧係数の一例を概念的に示す説明図

【図３】霧係数の移動方向を示す説明図

【図４】実施形態の作用を示すフローチャート

【図５】経時的に変化する霧画像の例を概念的に示す説
明図

【図６】図５より後の段階の霧画像の例を概念的に示す
説明図

【符号の説明】

１０…霧画像制作装置 １２…霧パラメータ指定装置 １４…画像入力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 明 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＧ制作時に、背景画像に経時的に変化し
   ていく霧が描写された霧画像を制作 する霧画像制作装置であって、 ２次元的な霧の濃淡の初期値を設定する霧係数を生成す
   る霧係数生成手段と、 生成された霧係数と、霧の濃淡の経時的な変化の程度を
   規定する霧変化率と、霧の色とに基づいて、時刻毎の霧
   情報を生成すると共に、生成された霧情報を、別途入力
   される背景画像に重ね合せる画像合成手段と、を備えた
   ことを特徴とする霧画像制作装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 更に、前記霧係数を、各時刻毎に移動させるシフト手段
   を備えていることを特徴とする霧画像制作装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記霧係数が、２次元のランダム関数で設定されること
   を特徴とする霧画像制作装置。