JPH1097648A - 3dオブジェクトディスプレイの更新方法、3dオブジェクトの視覚特性を修正するためのコンピュータ実施システム、ディスプレイ上に3dオブジェクトを再びレンダリングする方法、及び製品 - Google Patents
3dオブジェクトディスプレイの更新方法、3dオブジェクトの視覚特性を修正するためのコンピュータ実施システム、ディスプレイ上に3dオブジェクトを再びレンダリングする方法、及び製品Info
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- JPH1097648A JPH1097648A JP9189135A JP18913597A JPH1097648A JP H1097648 A JPH1097648 A JP H1097648A JP 9189135 A JP9189135 A JP 9189135A JP 18913597 A JP18913597 A JP 18913597A JP H1097648 A JPH1097648 A JP H1097648A
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- pixel
- rendering
- pixels
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/50—Lighting effects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 3Dオブジェクトの視覚特性の相互修正に応
答してレンダリングされた3Dオブジェクトのディスプ
レイを更新する。 【解決手段】 幾何学形態情報を含む3Dオブジェクト
の定義を選択するステップ、続く修正のために3Dオブ
ジェクトに関連する所定のテクスチュアの1つ及び3D
オブジェクトのための新しいテクスチュアを選択するス
テップ、選択された3Dオブジェクトのためにディスプ
レイ上にレンダリングされる各ピクセルのために、選択
されたテクスチュアに実行された修正から独立した視覚
特性情報の各構成要素を決定するステップ、並びに選択
された3Dオブジェクトのためにレンダリングされる各
ピクセルのために、適切な格納手段内に決定された構成
要素を格納するステップを含み、選択された3Dオブジ
ェクトをレンダリング及びディスプレイする。
答してレンダリングされた3Dオブジェクトのディスプ
レイを更新する。 【解決手段】 幾何学形態情報を含む3Dオブジェクト
の定義を選択するステップ、続く修正のために3Dオブ
ジェクトに関連する所定のテクスチュアの1つ及び3D
オブジェクトのための新しいテクスチュアを選択するス
テップ、選択された3Dオブジェクトのためにディスプ
レイ上にレンダリングされる各ピクセルのために、選択
されたテクスチュアに実行された修正から独立した視覚
特性情報の各構成要素を決定するステップ、並びに選択
された3Dオブジェクトのためにレンダリングされる各
ピクセルのために、適切な格納手段内に決定された構成
要素を格納するステップを含み、選択された3Dオブジ
ェクトをレンダリング及びディスプレイする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元(3D)オ
ブジェクトの視覚特性を修正するためのシステム及び方
法に関する。
ブジェクトの視覚特性を修正するためのシステム及び方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタルオブジェクトの視覚特性を修正
するシステムは、良く知られている。本明細書に使用さ
れる用語「ペイント(着色)システム」及び「ペイン
ト」は、ユーザがデジタル3Dオブジェクトの視覚特性
を修正することのできるあらゆるシステム若しくは方法
を含むことを意図し、際限なく既存のテクスチュアを修
正したり新しいテクスチュアを提供したり、テクスチュ
アを移動(平行移動)したりすることを含む。
するシステムは、良く知られている。本明細書に使用さ
れる用語「ペイント(着色)システム」及び「ペイン
ト」は、ユーザがデジタル3Dオブジェクトの視覚特性
を修正することのできるあらゆるシステム若しくは方法
を含むことを意図し、際限なく既存のテクスチュアを修
正したり新しいテクスチュアを提供したり、テクスチュ
アを移動(平行移動)したりすることを含む。
【0003】デジタルペイントシステムの範囲は、マイ
クロソフトのウィンドウズ3.1(Microsoft Windows
3.1 )の広布2次元ペイントブラシ(Paintbrush)プロ
グラムから特にソフトイメージ( SoftImage)3D(3
Dペイントモジュールを含む)等のハイエンド3Dデジ
タルペイントシステムまである。3Dデジタルペイント
システムによって、アーチストはペイントしたり、又は
レンダリング(レンダリング)されたときに所望の外観
を有する3Dオブジェクトを得るために、もともと出来
上がっている3Dオブジェクトの視覚特性を修正したり
できる。
クロソフトのウィンドウズ3.1(Microsoft Windows
3.1 )の広布2次元ペイントブラシ(Paintbrush)プロ
グラムから特にソフトイメージ( SoftImage)3D(3
Dペイントモジュールを含む)等のハイエンド3Dデジ
タルペイントシステムまである。3Dデジタルペイント
システムによって、アーチストはペイントしたり、又は
レンダリング(レンダリング)されたときに所望の外観
を有する3Dオブジェクトを得るために、もともと出来
上がっている3Dオブジェクトの視覚特性を修正したり
できる。
【0004】3Dペイントシステムは例えばそのオブジ
ェクトの表面の一部を単色無地でペイントするために、
単色を3Dのオブジェクトに適用してもよい。レンダリ
ングされたとき、単色無地がそのオブジェクトに適用さ
れても、ディスプレイされた3Dオブジェクト上の色は
そのオブジェクトの照明、表面幾何学等が変われば変化
する。より興味深い例として、3Dペイントシステムは
3Dオブジェクト上にテクスチュアを貼り付けたり3D
オブジェクト上のテクスチュアを修正したりする能力等
のより進歩した修正技術を提供することができる。例え
ば、レンダリングされたオブジェクトが木で作られたよ
うに見えるように、3Dオブジェクトの1つ以上の表面
に木の木目を複製するテクスチュアを張り付けることが
できる。
ェクトの表面の一部を単色無地でペイントするために、
単色を3Dのオブジェクトに適用してもよい。レンダリ
ングされたとき、単色無地がそのオブジェクトに適用さ
れても、ディスプレイされた3Dオブジェクト上の色は
そのオブジェクトの照明、表面幾何学等が変われば変化
する。より興味深い例として、3Dペイントシステムは
3Dオブジェクト上にテクスチュアを貼り付けたり3D
オブジェクト上のテクスチュアを修正したりする能力等
のより進歩した修正技術を提供することができる。例え
ば、レンダリングされたオブジェクトが木で作られたよ
うに見えるように、3Dオブジェクトの1つ以上の表面
に木の木目を複製するテクスチュアを張り付けることが
できる。
【0005】テクスチュアは、写真又は他の画像、木目
や大理石模様等の模様、又は物理的世界において同じも
のが2つとない反射マップや屈折マップ等の効果(effe
ct)を含む広範囲の視覚特性を含むことができる。更
に、複数のテクスチュアは3Dオブジェクト上に合成さ
れることができ、ペイントシステムでは、ユーザはその
オブジェクトに張り付けられるテクスチュア上にペイン
トすることができる。事実、テクスチュアはベタ、単色
からなることもでき、従って、単色無地を上記のように
3Dオブジェクト上に塗ることは、テクスチュアのアプ
リケーションにはわずかなケースである。
や大理石模様等の模様、又は物理的世界において同じも
のが2つとない反射マップや屈折マップ等の効果(effe
ct)を含む広範囲の視覚特性を含むことができる。更
に、複数のテクスチュアは3Dオブジェクト上に合成さ
れることができ、ペイントシステムでは、ユーザはその
オブジェクトに張り付けられるテクスチュア上にペイン
トすることができる。事実、テクスチュアはベタ、単色
からなることもでき、従って、単色無地を上記のように
3Dオブジェクト上に塗ることは、テクスチュアのアプ
リケーションにはわずかなケースである。
【0006】テクスチュアを3Dオブジェクトに張り付
けることについては、”Direct WYSIWYG Painting & Te
xturing on 3D Shapes", Hanrahan & Haeberli, ACM Co
mputer Graphics, Volume 24, Number 4, August 1990,
pp.215-223 に述べられており、その開示内容は全て本
明細書中に援用されて、本発明の一部とする。
けることについては、”Direct WYSIWYG Painting & Te
xturing on 3D Shapes", Hanrahan & Haeberli, ACM Co
mputer Graphics, Volume 24, Number 4, August 1990,
pp.215-223 に述べられており、その開示内容は全て本
明細書中に援用されて、本発明の一部とする。
【0007】テクスチュアの張り付け又は修正のプロセ
ス中アーティストに所望の視覚フィードバックを提供す
るために、修正操作が行われている時、3Dオブジェク
トのディスプレイは実質的にリアルタイムで更新される
ことが望ましい。しかし、3Dオブジェクトをレンダリ
ングする際に行われる演算(オブジェクト幾何学、照
明、ユーザの視点及び合成テクスチュアの種類の効果の
演算を含む)が複雑なので、従来技術の3Dシステム
は、ユーザに許容可能な応答時間、即ち修正操作の結果
の実質的なリアルタイムレンダリング及びディスプレイ
を提供するために、特殊目的コンピュータシステム又は
高価なグラフィックアクセレレータ等の追加のハードウ
ェアを通常必要とした。
ス中アーティストに所望の視覚フィードバックを提供す
るために、修正操作が行われている時、3Dオブジェク
トのディスプレイは実質的にリアルタイムで更新される
ことが望ましい。しかし、3Dオブジェクトをレンダリ
ングする際に行われる演算(オブジェクト幾何学、照
明、ユーザの視点及び合成テクスチュアの種類の効果の
演算を含む)が複雑なので、従来技術の3Dシステム
は、ユーザに許容可能な応答時間、即ち修正操作の結果
の実質的なリアルタイムレンダリング及びディスプレイ
を提供するために、特殊目的コンピュータシステム又は
高価なグラフィックアクセレレータ等の追加のハードウ
ェアを通常必要とした。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以前の試みは、特殊目
的ハードウェアの必要性を低減するためのものであっ
た。例えば、テクスチュアアプリケーションのいくらか
改良された技術は、"Efficient Techniques for Intera
ctive Texture Placement", Litwinowicz and Miller,
ACM Computer Graphics Proceedings, Annual Conferen
ce Series, 1994, pp. 119-122に記載されており、その
開示内容は全て本明細書中に援用されて、本発明の一部
とする。しかし、これらの技術を用いても、特殊装置が
使用されなければ、3Dペイントシステムの応答時間は
望んだもの以下である。
的ハードウェアの必要性を低減するためのものであっ
た。例えば、テクスチュアアプリケーションのいくらか
改良された技術は、"Efficient Techniques for Intera
ctive Texture Placement", Litwinowicz and Miller,
ACM Computer Graphics Proceedings, Annual Conferen
ce Series, 1994, pp. 119-122に記載されており、その
開示内容は全て本明細書中に援用されて、本発明の一部
とする。しかし、これらの技術を用いても、特殊装置が
使用されなければ、3Dペイントシステムの応答時間は
望んだもの以下である。
【0009】本発明の目的は、従来技術のシステムの不
利益を無くす若しくは少なくとも1つを減らす、デジタ
ル3Dオブジェクトの視覚特性を修正するための新しい
システム及び方法を提供することである。
利益を無くす若しくは少なくとも1つを減らす、デジタ
ル3Dオブジェクトの視覚特性を修正するための新しい
システム及び方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様に従
って、3Dオブジェクトの視覚特性の相互修正に応答し
てレンダリングされた3Dオブジェクトのディスプレイ
を更新する方法が提供される。この方法は、(i)幾何
学形態情報を含む3Dオブジェクトの定義を選択するス
テップを含み、(ii) 続く修正のために前記3Dオブジ
ェクトに関連する所定のテクスチュアの1つ及び前記3
Dオブジェクトのための新しいテクスチュアを選択する
ステップを含み、前記テクスチュアは前記3Dオブジェ
クトをレンダリングするための視覚特性情報を含み、
(iii )前記選択された3Dオブジェクトのために前記
ディスプレイ上にレンダリングされる各ピクセルのため
に、前記選択されたテクスチュアに実行された修正から
独立した前記視覚特性情報の各構成要素を決定するステ
ップを含み、(iv)前記選択された3Dオブジェクトの
ためにレンダリングされる各ピクセルのために、適切な
格納手段内に前記決定された構成要素を格納するステッ
プを含み、(v)前記選択された3Dオブジェクトをレ
ンダリング及びディスプレイするステップを含み、(v
i)前記3Dオブジェクトの1つ以上のレンダリングさ
れたピクセルの指示を表す入力を受け取るステップを含
み、この指示は視覚特性が修正される前記選択された3
Dオブジェクトの部分及び選択された修正を表し、(vi
i )ユーザにより行われる前記選択された変更で前記適
切な格納手段内に格納された前記決定された構成要素内
の対応する構成要素を各ピクセル毎に評価することによ
って、前記選択された3Dオブジェクトの前記部分にお
ける各ピクセルのために新しいレンダリング値を決定す
るステップを含み、(vii )前記ディスプレイを更新し
て前記決定された新しいレンダリング値を含む前記選択
された3Dオブジェクトのレンダリングを表すステップ
を含み、及び、(ix)ステップ(vi)〜(viii)を必要
なだけ繰り返すステップを含む。
って、3Dオブジェクトの視覚特性の相互修正に応答し
てレンダリングされた3Dオブジェクトのディスプレイ
を更新する方法が提供される。この方法は、(i)幾何
学形態情報を含む3Dオブジェクトの定義を選択するス
テップを含み、(ii) 続く修正のために前記3Dオブジ
ェクトに関連する所定のテクスチュアの1つ及び前記3
Dオブジェクトのための新しいテクスチュアを選択する
ステップを含み、前記テクスチュアは前記3Dオブジェ
クトをレンダリングするための視覚特性情報を含み、
(iii )前記選択された3Dオブジェクトのために前記
ディスプレイ上にレンダリングされる各ピクセルのため
に、前記選択されたテクスチュアに実行された修正から
独立した前記視覚特性情報の各構成要素を決定するステ
ップを含み、(iv)前記選択された3Dオブジェクトの
ためにレンダリングされる各ピクセルのために、適切な
格納手段内に前記決定された構成要素を格納するステッ
プを含み、(v)前記選択された3Dオブジェクトをレ
ンダリング及びディスプレイするステップを含み、(v
i)前記3Dオブジェクトの1つ以上のレンダリングさ
れたピクセルの指示を表す入力を受け取るステップを含
み、この指示は視覚特性が修正される前記選択された3
Dオブジェクトの部分及び選択された修正を表し、(vi
i )ユーザにより行われる前記選択された変更で前記適
切な格納手段内に格納された前記決定された構成要素内
の対応する構成要素を各ピクセル毎に評価することによ
って、前記選択された3Dオブジェクトの前記部分にお
ける各ピクセルのために新しいレンダリング値を決定す
るステップを含み、(vii )前記ディスプレイを更新し
て前記決定された新しいレンダリング値を含む前記選択
された3Dオブジェクトのレンダリングを表すステップ
を含み、及び、(ix)ステップ(vi)〜(viii)を必要
なだけ繰り返すステップを含む。
【0011】本発明の第二の態様に従って、デジタル3
Dオブジェクトの視覚特性をユーザが修正するためのコ
ンピュータ実施システムが提供される。このシステム
は、前記3Dオブジェクトの幾何学の定義を含む3Dオ
ブジェクト定義を選択する手段を含み、前記選択された
3Dオブジェクトに関連する少なくとも1つのテクスチ
ュアから1つのテクスチュアを選択する手段を含み、前
記少なくとも1つのテクスチュアのそれぞれは前記3D
オブジェクトをディスプレイするためにピクセルをレン
ダリングするときに評価される前記選択された3Dオブ
ジェクトの視覚特性情報を表し、前記選択されたテクス
チュアから独立した前記選択された3Dオブジェクトの
ための視覚特性情報の各構成要素を決定する手段を含
み、前記決定された構成要素を格納する手段を含み、デ
ィスプレイ手段にディスプレイするために前記3Dオブ
ジェクトを表すピクセルをレンダリングする手段を含
み、前記選択されたテクスチュアを修正するために修正
操作を選択する手段を含み、前記選択されたテクスチュ
アの一部を前記選択された変更で修正する手段を含み、
及び、前記選択されたテクスチュアの前記修正に応答し
て前記ピクセルのための新しいレンダリング値を決定す
る手段を含み、前記手段は格納された前記決定された構
成要素及び前記選択されたテクスチュアの前記修正され
た部分を用いて決定する。
Dオブジェクトの視覚特性をユーザが修正するためのコ
ンピュータ実施システムが提供される。このシステム
は、前記3Dオブジェクトの幾何学の定義を含む3Dオ
ブジェクト定義を選択する手段を含み、前記選択された
3Dオブジェクトに関連する少なくとも1つのテクスチ
ュアから1つのテクスチュアを選択する手段を含み、前
記少なくとも1つのテクスチュアのそれぞれは前記3D
オブジェクトをディスプレイするためにピクセルをレン
ダリングするときに評価される前記選択された3Dオブ
ジェクトの視覚特性情報を表し、前記選択されたテクス
チュアから独立した前記選択された3Dオブジェクトの
ための視覚特性情報の各構成要素を決定する手段を含
み、前記決定された構成要素を格納する手段を含み、デ
ィスプレイ手段にディスプレイするために前記3Dオブ
ジェクトを表すピクセルをレンダリングする手段を含
み、前記選択されたテクスチュアを修正するために修正
操作を選択する手段を含み、前記選択されたテクスチュ
アの一部を前記選択された変更で修正する手段を含み、
及び、前記選択されたテクスチュアの前記修正に応答し
て前記ピクセルのための新しいレンダリング値を決定す
る手段を含み、前記手段は格納された前記決定された構
成要素及び前記選択されたテクスチュアの前記修正され
た部分を用いて決定する。
【0012】本発明の第三の態様に従って、3Dオブジ
ェクトの定義がレンダリングされる幾何学情報及び視覚
特性を含む少なくとも1つのテクスチュアを含み、及び
修正が3Dオブジェクトの視覚特性の相互修正を含む、
デジタル3Dオブジェクトの視覚特性を修正するための
コンピュータ実施システムにおいて、修正が行われると
きにディスプレイ上に3Dオブジェクトを再びレンダリ
ングする方法が提供される。この方法は、(i)修正操
作が行われる前記1つのテクスチュアを選択するための
入力を受け取るステップを含み、(ii)前記テクスチュ
アが選択されたあと修正操作が始まる前に、前記選択さ
れたテクスチュアに対して一定である前記視覚特性情報
の構成要素を決定して前記決定された構成要素をメモリ
内に格納するステップを含み、(iii )前記修正操作に
よる前記選択されたテクスチュアの部分の修正を表す入
力を受け取るステップを含み、(iv)前記選択されたテ
クスチュアの前記修正された部分を前記メモリ内に格納
された前記決定された構成要素内の対応する構成要素を
評価することによって前記3Dオブジェクトのための新
しいレンダリング値を決定するステップを含み、(v)
前記修正操作によって行われた前記修正を反射する前記
新しいレンダリング値で前記3Dオブジェクトを再びデ
ィスプレイするステップを含む。
ェクトの定義がレンダリングされる幾何学情報及び視覚
特性を含む少なくとも1つのテクスチュアを含み、及び
修正が3Dオブジェクトの視覚特性の相互修正を含む、
デジタル3Dオブジェクトの視覚特性を修正するための
コンピュータ実施システムにおいて、修正が行われると
きにディスプレイ上に3Dオブジェクトを再びレンダリ
ングする方法が提供される。この方法は、(i)修正操
作が行われる前記1つのテクスチュアを選択するための
入力を受け取るステップを含み、(ii)前記テクスチュ
アが選択されたあと修正操作が始まる前に、前記選択さ
れたテクスチュアに対して一定である前記視覚特性情報
の構成要素を決定して前記決定された構成要素をメモリ
内に格納するステップを含み、(iii )前記修正操作に
よる前記選択されたテクスチュアの部分の修正を表す入
力を受け取るステップを含み、(iv)前記選択されたテ
クスチュアの前記修正された部分を前記メモリ内に格納
された前記決定された構成要素内の対応する構成要素を
評価することによって前記3Dオブジェクトのための新
しいレンダリング値を決定するステップを含み、(v)
前記修正操作によって行われた前記修正を反射する前記
新しいレンダリング値で前記3Dオブジェクトを再びデ
ィスプレイするステップを含む。
【0013】本発明の第四の態様に従って、3Dオブジ
ェクトの視覚特性を修正するためのシステムを実施する
ための、コンピュータ解読可能プログラムコード手段が
組み込まれたコンピュータ使用可能媒体を含む製品が提
供される。前記製品のコンピュータ解読可能プログラム
コード手段は、コンピュータに3Dオブジェクトの定義
の選択を表す入力を受け取らせるコンピュータ解読可能
プログラムコード手段を含み、前記定義は前記システム
によって修正されてディスプレイ上の3Dオブジェクト
をレンダリングする際に評価される3Dオブジェクトの
視覚特性情報を含む少なくとも1つの関連するテクスチ
ュアを有し、このテクスチュアは、修正する1つのテク
スチュアの選択を表す入力をコンピュータに受け取らせ
るためのコンピュータ解読可能プログラムコード手段を
含み、3Dオブジェクトをレンダリング及びディスプレ
イするのに必要な視覚特性情報の構成要素をコンピュー
タに決定させて格納させるコンピュータ解読可能プログ
ラムコード手段を含み、決定され及び格納された前記構
成要素は前記選択された1つのテクスチュアから独立し
ており、修正操作の選択及び選択された修正操作によっ
て修正されるべき選択されたテクスチュアの部分を表す
入力をコンピュータに受け取らせるコンピュータ解読可
能プログラムコード手段を含み、選択されたテクスチュ
アの修正された部分に対応する3Dオブジェクトの修正
された部分をコンピュータに再びレンダリングさせるコ
ンピュータ解読可能プログラムコード手段を含み、この
レンダリングは対応する格納された構成要素と選択され
たテクスチュアの修正された部分とを組み合わせること
によって行われる。
ェクトの視覚特性を修正するためのシステムを実施する
ための、コンピュータ解読可能プログラムコード手段が
組み込まれたコンピュータ使用可能媒体を含む製品が提
供される。前記製品のコンピュータ解読可能プログラム
コード手段は、コンピュータに3Dオブジェクトの定義
の選択を表す入力を受け取らせるコンピュータ解読可能
プログラムコード手段を含み、前記定義は前記システム
によって修正されてディスプレイ上の3Dオブジェクト
をレンダリングする際に評価される3Dオブジェクトの
視覚特性情報を含む少なくとも1つの関連するテクスチ
ュアを有し、このテクスチュアは、修正する1つのテク
スチュアの選択を表す入力をコンピュータに受け取らせ
るためのコンピュータ解読可能プログラムコード手段を
含み、3Dオブジェクトをレンダリング及びディスプレ
イするのに必要な視覚特性情報の構成要素をコンピュー
タに決定させて格納させるコンピュータ解読可能プログ
ラムコード手段を含み、決定され及び格納された前記構
成要素は前記選択された1つのテクスチュアから独立し
ており、修正操作の選択及び選択された修正操作によっ
て修正されるべき選択されたテクスチュアの部分を表す
入力をコンピュータに受け取らせるコンピュータ解読可
能プログラムコード手段を含み、選択されたテクスチュ
アの修正された部分に対応する3Dオブジェクトの修正
された部分をコンピュータに再びレンダリングさせるコ
ンピュータ解読可能プログラムコード手段を含み、この
レンダリングは対応する格納された構成要素と選択され
たテクスチュアの修正された部分とを組み合わせること
によって行われる。
【0014】
【発明の実施の形態】図を参照にして本発明の好適な実
施の形態について述べる。ただし、これらは単なる例で
ある。
施の形態について述べる。ただし、これらは単なる例で
ある。
【0015】図1は、本発明の実施の形態に従った3D
システムにおけるデータ階層の一部を表すブロック図で
ある。このシステムにおいて、レンダリングエンジン1
0は様々な入力14を受け取り、この入力から続くディ
スプレイのために3Dバッファ18内に3Dオブジェク
トの適切なレンダリングを生成する。ディスプレイされ
るべき3Dオブジェクトはそれに関連するオブジェクト
幾何学(Object Geometry )22を有し、これは当業者
が考えつくあらゆる適切な方法でそのオブジェクトのた
めに既に定義されており、及びアンビエント(環境)2
6、拡散30、及び鏡面34カラー情報を有する。ユー
ザのオブジェクトに対する視点に関する情報POV3
8、及びオブジェクトの照明に関する情報、照明42も
3Dオブジェクトに関連する。
システムにおけるデータ階層の一部を表すブロック図で
ある。このシステムにおいて、レンダリングエンジン1
0は様々な入力14を受け取り、この入力から続くディ
スプレイのために3Dバッファ18内に3Dオブジェク
トの適切なレンダリングを生成する。ディスプレイされ
るべき3Dオブジェクトはそれに関連するオブジェクト
幾何学(Object Geometry )22を有し、これは当業者
が考えつくあらゆる適切な方法でそのオブジェクトのた
めに既に定義されており、及びアンビエント(環境)2
6、拡散30、及び鏡面34カラー情報を有する。ユー
ザのオブジェクトに対する視点に関する情報POV3
8、及びオブジェクトの照明に関する情報、照明42も
3Dオブジェクトに関連する。
【0016】データ階層8において、レンダリングされ
る3Dオブジェクトはそのままのオブジェクトとして格
納され、オブジェクト幾何学22、POV38、照明4
2及びアンビエント26、拡散30及び鏡面34情報
は、そのままのデータアイテムとして格納されるが、本
発明はこのような階層に限定されない。
る3Dオブジェクトはそのままのオブジェクトとして格
納され、オブジェクト幾何学22、POV38、照明4
2及びアンビエント26、拡散30及び鏡面34情報
は、そのままのデータアイテムとして格納されるが、本
発明はこのような階層に限定されない。
【0017】レンダリングエンジン10はアンビエント
26、拡散30、鏡面34、オブジェクト幾何学22、
POV38及び照明42オブジェクトからの入力14を
処理し、3Dオブジェクトのレンダリング画像を生成し
て3Dバッファ18内に配置する。
26、拡散30、鏡面34、オブジェクト幾何学22、
POV38及び照明42オブジェクトからの入力14を
処理し、3Dオブジェクトのレンダリング画像を生成し
て3Dバッファ18内に配置する。
【0018】階層8において、アンビエント26、拡散
30及び鏡面34の一定オブジェクトのための情報は1
つ以上の合成オブジェクト46から派生し、各オブジェ
クトは1つ以上のテクスチュア50から入力を受け取り
処理することができる。本発明では、ユーザは様々な視
覚的外観を3Dオブジェクトに張り付けることができ
る。例えば、アーチスト又はユーザが、煉瓦模様に似せ
たテクスチュア50を3Dオブジェクトに張り付けて第
二テクスチュア50を部分的に半透明のカラーでペイン
トし、煉瓦模様のテクスチュア50のトップに半透明の
ペイントテクスチュア50を載せてこの2つのテクスチ
ュア50を合成して、煉瓦の上に落書きがペイントされ
ているように見えるようにオブジェクトの表面を真似た
い場合もあるだろう。
30及び鏡面34の一定オブジェクトのための情報は1
つ以上の合成オブジェクト46から派生し、各オブジェ
クトは1つ以上のテクスチュア50から入力を受け取り
処理することができる。本発明では、ユーザは様々な視
覚的外観を3Dオブジェクトに張り付けることができ
る。例えば、アーチスト又はユーザが、煉瓦模様に似せ
たテクスチュア50を3Dオブジェクトに張り付けて第
二テクスチュア50を部分的に半透明のカラーでペイン
トし、煉瓦模様のテクスチュア50のトップに半透明の
ペイントテクスチュア50を載せてこの2つのテクスチ
ュア50を合成して、煉瓦の上に落書きがペイントされ
ているように見えるようにオブジェクトの表面を真似た
い場合もあるだろう。
【0019】従来技術では、テクスチュアが張り付けら
れるかペイントされる、若しくは修正されるとき、3D
オブジェクトはユーザにディスプレイされた3Dオブジ
ェクトの視覚特性を変えて更新されたテクスチュア情報
で再びレンダリングされる。このレンダリングプロセス
はコンピュータ上ぜいたく(複雑)であり、従来技術の
システムにおける3Dオブジェクトのリアルタイムレン
ダリングは、特殊なグラフィックハードウェアなしでは
とてもでないが難しい。
れるかペイントされる、若しくは修正されるとき、3D
オブジェクトはユーザにディスプレイされた3Dオブジ
ェクトの視覚特性を変えて更新されたテクスチュア情報
で再びレンダリングされる。このレンダリングプロセス
はコンピュータ上ぜいたく(複雑)であり、従来技術の
システムにおける3Dオブジェクトのリアルタイムレン
ダリングは、特殊なグラフィックハードウェアなしでは
とてもでないが難しい。
【0020】本発明の発明者は、1回に1つのテクスチ
ュア50のみが修正されるようにデジタルペイント又は
他の修正プロセスが制限されているとき、レンダリング
プロセスの性能を向上させることが可能になることを確
認した。特に、本発明の発明者は視覚特性情報(これは
レンダリングエンジン10によって処理される)がその
ままの、即ち選択されたテクスチュア50が修正される
ときに変化しないで、構成要素が配置されることがで
き、選択されたテクスチュア50が修正されるときに構
成要素も代わり得ること確認した。視覚特性情報がこの
ように配置されれば、そのままの視覚特性情報の構成要
素を事前に演算してこれらの事前に演算された構成要素
を適切なバッファ(本明細書中ではシェーディングバッ
ファと称する)内に格納することが可能になる。
ュア50のみが修正されるようにデジタルペイント又は
他の修正プロセスが制限されているとき、レンダリング
プロセスの性能を向上させることが可能になることを確
認した。特に、本発明の発明者は視覚特性情報(これは
レンダリングエンジン10によって処理される)がその
ままの、即ち選択されたテクスチュア50が修正される
ときに変化しないで、構成要素が配置されることがで
き、選択されたテクスチュア50が修正されるときに構
成要素も代わり得ること確認した。視覚特性情報がこの
ように配置されれば、そのままの視覚特性情報の構成要
素を事前に演算してこれらの事前に演算された構成要素
を適切なバッファ(本明細書中ではシェーディングバッ
ファと称する)内に格納することが可能になる。
【0021】従って、選択されたテクスチュア50が修
正されたり3Dオブジェクトに張り付けられたりすると
き、レンダリングエンジン10はシェーディングバッフ
ァ内にある事前に演算された対応する構成要素と構成要
素とをユーザが行う選択されたテクスチュア50の修正
に基づいて適切に組み合わせる最終レンダリングステッ
プを実行しさえすればよい。従って、リアルタイムで実
行される所要演算の数及び全体的な複雑さは減少する。
更に、このレンダリングは3Dオブジェクト全体には実
行されずに、テクスチュア50を修正した結果視覚特性
が変わってしまうこれらのレンダリングされたピクセル
のみに実行される。
正されたり3Dオブジェクトに張り付けられたりすると
き、レンダリングエンジン10はシェーディングバッフ
ァ内にある事前に演算された対応する構成要素と構成要
素とをユーザが行う選択されたテクスチュア50の修正
に基づいて適切に組み合わせる最終レンダリングステッ
プを実行しさえすればよい。従って、リアルタイムで実
行される所要演算の数及び全体的な複雑さは減少する。
更に、このレンダリングは3Dオブジェクト全体には実
行されずに、テクスチュア50を修正した結果視覚特性
が変わってしまうこれらのレンダリングされたピクセル
のみに実行される。
【0022】本発明の発明者は、この減少は重要であ
り、本発明を具体化した3Dデジタルペイントシステム
によって、汎用コンピュータシステム(例えばインテル
のペンティアムプロセッサ90MHZ 及びマイクロソフ
トのウィンドウズNTVer.3.51を搭載したIBMパ
ソコン互換システム等)で3Dオブジェクトの実質的な
リアルタイムのレンダリングを行ってテクスチュア(ペ
イント)の修正又は配置をすることが可能になることを
確認した。この実質的なリアルタイム性能はシリコング
ラフィックスアイリックス(Silicon Graphics Irix)
ワークステーションのような特別なハードウェアを走ら
せる従来技術の3Dデジタルペイントシステムで得られ
る性能に匹敵する。本発明の利点は、複雑な3Dオブジ
ェクトがペイントされるとき及び/又は複数の光源が3
Dオブジェクトを照明しているときに、特にはっきりす
る。
り、本発明を具体化した3Dデジタルペイントシステム
によって、汎用コンピュータシステム(例えばインテル
のペンティアムプロセッサ90MHZ 及びマイクロソフ
トのウィンドウズNTVer.3.51を搭載したIBMパ
ソコン互換システム等)で3Dオブジェクトの実質的な
リアルタイムのレンダリングを行ってテクスチュア(ペ
イント)の修正又は配置をすることが可能になることを
確認した。この実質的なリアルタイム性能はシリコング
ラフィックスアイリックス(Silicon Graphics Irix)
ワークステーションのような特別なハードウェアを走ら
せる従来技術の3Dデジタルペイントシステムで得られ
る性能に匹敵する。本発明の利点は、複雑な3Dオブジ
ェクトがペイントされるとき及び/又は複数の光源が3
Dオブジェクトを照明しているときに、特にはっきりす
る。
【0023】図2は本発明に従った3Dシステム100
の実施の形態のブロック図を表す。システム100で
は、ユーザはオブジェクト選択ステップ102で続く修
正のために先に定義されたオブジェクトを選択する。本
明細書中において、「ユーザ」とはアーティスト若しく
は他のユーザ、入力マクロ若しくはスクリプト、又は当
業者が考えつく他の適切な入力を含む。
の実施の形態のブロック図を表す。システム100で
は、ユーザはオブジェクト選択ステップ102で続く修
正のために先に定義されたオブジェクトを選択する。本
明細書中において、「ユーザ」とはアーティスト若しく
は他のユーザ、入力マクロ若しくはスクリプト、又は当
業者が考えつく他の適切な入力を含む。
【0024】先に述べたように、選択された3Dオブジ
ェクトは、3Dモデリングツールで予め構成されたオブ
ジェクト、又は当業者が考えつくような他の適切なオブ
ジェクト作成プロセスで生成されたオブジェクトであ
る。新しいテクスチュアの付加ステップ104で、必要
であれば選択されたオブジェクトに新しいテクスチュア
を割り当てる機会がユーザに与えられる。新しいテクス
チュアが割り当てられると、新しいテクスチュアの配置
ステップ106でユーザは選択された3Dオブジェクト
上に新しいテクスチュアを配置する。オブジェクトリス
トからのテクスチュア選択ステップ108で、ユーザは
そのオブジェクトに関連するテクスチュア50(元から
あるテクスチュア又はステップ104及び106で新し
く割り当てられたテクスチュアのどちらか)を選択し、
この選択されたテクスチュアがペイント若しくは修正さ
れる。
ェクトは、3Dモデリングツールで予め構成されたオブ
ジェクト、又は当業者が考えつくような他の適切なオブ
ジェクト作成プロセスで生成されたオブジェクトであ
る。新しいテクスチュアの付加ステップ104で、必要
であれば選択されたオブジェクトに新しいテクスチュア
を割り当てる機会がユーザに与えられる。新しいテクス
チュアが割り当てられると、新しいテクスチュアの配置
ステップ106でユーザは選択された3Dオブジェクト
上に新しいテクスチュアを配置する。オブジェクトリス
トからのテクスチュア選択ステップ108で、ユーザは
そのオブジェクトに関連するテクスチュア50(元から
あるテクスチュア又はステップ104及び106で新し
く割り当てられたテクスチュアのどちらか)を選択し、
この選択されたテクスチュアがペイント若しくは修正さ
れる。
【0025】以下更に詳細に述べるように、テクスチュ
ア50がオブジェクトリストからのテクスチュア選択ス
テップ108で選択されると、3Dオブジェクトはオブ
ジェクトのプレレンダリングステップ112でプレレン
ダリングされ、レンダリングされたピクセルのバッファ
(図1の3Dバッファ18)を形成し、このバッファは
3Dオブジェクトをディスプレイするために使用され
る。オブジェクトのプレレンダリングステップ112は
「シェーディングバッファ」構造も含み、この構造はデ
ィスプレイされる3Dオブジェクトの各ピクセル(即ち
3Dバッファ内の空でない各ピクセル)毎に、視覚特性
情報の上記のプレ演算構成要素を含む。以下さらに述べ
るように、一旦テクスチュア50が修正のために選択さ
れるとプレ演算構成要素が演算され、異なるテクスチュ
ア50が修正のために次に選択される度に再演算されな
ければならない。
ア50がオブジェクトリストからのテクスチュア選択ス
テップ108で選択されると、3Dオブジェクトはオブ
ジェクトのプレレンダリングステップ112でプレレン
ダリングされ、レンダリングされたピクセルのバッファ
(図1の3Dバッファ18)を形成し、このバッファは
3Dオブジェクトをディスプレイするために使用され
る。オブジェクトのプレレンダリングステップ112は
「シェーディングバッファ」構造も含み、この構造はデ
ィスプレイされる3Dオブジェクトの各ピクセル(即ち
3Dバッファ内の空でない各ピクセル)毎に、視覚特性
情報の上記のプレ演算構成要素を含む。以下さらに述べ
るように、一旦テクスチュア50が修正のために選択さ
れるとプレ演算構成要素が演算され、異なるテクスチュ
ア50が修正のために次に選択される度に再演算されな
ければならない。
【0026】先に述べたように、シェーディングバッフ
ァ内に配置されたレンダリング値のプレ演算構成要素
は、修正するために選択されたテクスチュア50から独
立した視覚特性情報から得られる。これは以下の記述よ
り明らかになるであろう。
ァ内に配置されたレンダリング値のプレ演算構成要素
は、修正するために選択されたテクスチュア50から独
立した視覚特性情報から得られる。これは以下の記述よ
り明らかになるであろう。
【0027】
【数1】
【0028】選択されたテクスチュア50が1つ以上の
他のテクスチュアと合成される場合、シェーディングバ
ッファは次のように構成される。当業者には、上記の等
式(1)が、αマスクを使用して2つのテクスチュアを
単純に合成するための一般的な等式であることが分かる
であろう。特に、ピクセルの最終値Cは合成される2つ
のテクスチュアのピクセル値(即ちC0 及びC1 )間の
線形補間である。αマスクの値A1 はピクセル値C1 の
相対的寄与を表し、値(1−A1 )はピクセル値C0 の
寄与を表す。
他のテクスチュアと合成される場合、シェーディングバ
ッファは次のように構成される。当業者には、上記の等
式(1)が、αマスクを使用して2つのテクスチュアを
単純に合成するための一般的な等式であることが分かる
であろう。特に、ピクセルの最終値Cは合成される2つ
のテクスチュアのピクセル値(即ちC0 及びC1 )間の
線形補間である。αマスクの値A1 はピクセル値C1 の
相対的寄与を表し、値(1−A1 )はピクセル値C0 の
寄与を表す。
【0029】
【数2】
【0030】上記の等式(2)は、’n’個のテクスチ
ュアを合成するための同様の一般式を表す。等式(3)
は様々な要因を画像ピクセルカラー’Cn ’の項で集合
させて等式(2)を再配置したものを表す。テクスチュ
アT(Ci ,Ai )(Ci はテクスチュアTにおけるピ
クセルの色でAi はテクスチュアTにおけるそのピクセ
ルに関連するαマスク値である)が修正された(一番新
しく選択された)テクスチュアである場合、上記の等式
(4)〜等式(7)に表されたように等式(3)を再表
現することができる。
ュアを合成するための同様の一般式を表す。等式(3)
は様々な要因を画像ピクセルカラー’Cn ’の項で集合
させて等式(2)を再配置したものを表す。テクスチュ
アT(Ci ,Ai )(Ci はテクスチュアTにおけるピ
クセルの色でAi はテクスチュアTにおけるそのピクセ
ルに関連するαマスク値である)が修正された(一番新
しく選択された)テクスチュアである場合、上記の等式
(4)〜等式(7)に表されたように等式(3)を再表
現することができる。
【0031】等式(5)より明らかなように、値`
Ck ’は選択されたテクスチュアT(Ci ,Ai )の中
のカラー及びαマスク値を除く全てのテクスチュアのた
めのカラー及びαマスク値全てを含む。本質的に、Ck
は選択されたテクスチュアT(Ci ,Ai )から独立し
た累積カラー値である、即ちCk は所与の選択されたテ
クスチュアに対して一定である。
Ck ’は選択されたテクスチュアT(Ci ,Ai )の中
のカラー及びαマスク値を除く全てのテクスチュアのた
めのカラー及びαマスク値全てを含む。本質的に、Ck
は選択されたテクスチュアT(Ci ,Ai )から独立し
た累積カラー値である、即ちCk は所与の選択されたテ
クスチュアに対して一定である。
【0032】等式(6)に表されたように、値`Ca ’
は選択されたテクスチュアT(Ci,Ai )の下(後
ろ)の全てのテクスチュアのためのカラー及びαマスク
値全てを含み、本質的にCa はT(Ai )に依存する累
積カラーである。
は選択されたテクスチュアT(Ci,Ai )の下(後
ろ)の全てのテクスチュアのためのカラー及びαマスク
値全てを含み、本質的にCa はT(Ai )に依存する累
積カラーである。
【0033】等式(7)に表されたように、値`k’は
選択されたテクスチュアT(Ci ,Ai )の上(前)の
テクスチュアの累積不透明度を表し、本質的にkはT
(Ci)及びT(Ai )に依存する一定カラー要因であ
る。後者は合成による。当業者には、等式(7)におい
て値kは下付き文字kとは同じものではなく、後者は等
式(7)における乗数であるテクスチュアを示すことが
分かるであろう。
選択されたテクスチュアT(Ci ,Ai )の上(前)の
テクスチュアの累積不透明度を表し、本質的にkはT
(Ci)及びT(Ai )に依存する一定カラー要因であ
る。後者は合成による。当業者には、等式(7)におい
て値kは下付き文字kとは同じものではなく、後者は等
式(7)における乗数であるテクスチュアを示すことが
分かるであろう。
【0034】従って、オブジェクトのプレレンダリング
ステップ112で演算されたシェーディングバッファは
ユーザにディスプレイされる各ピクセルのための値
Ck 、Ca 及びkを含み、これらはアンビエント、鏡面
及び拡散カラーを含むプレ演算された視覚特性構成要素
である。Ck Ca 及びkがアンビエント、鏡面及び拡散
カラーのそれぞれのために演算され、演算が終了したと
き、各ピクセルの結果的な値Ck Ca 及びk値の3つの
セットは結合されて、各ピクセルのためのプレ演算され
た構成要素Ck Ca 及びkからなる単一のセットにな
る。ユーザがディスプレイされたピクセルにペイントし
たとき、3Dシステム100は、シェーディングバッフ
ァからユーザが選択した値Ci 及びAi 及びプレ演算さ
れた構成要素Ck 、Ca 及びkを用いて、等式(4)か
らディスプレイされたピクセルのための新しい最終レン
ダリング値Cを決定する。
ステップ112で演算されたシェーディングバッファは
ユーザにディスプレイされる各ピクセルのための値
Ck 、Ca 及びkを含み、これらはアンビエント、鏡面
及び拡散カラーを含むプレ演算された視覚特性構成要素
である。Ck Ca 及びkがアンビエント、鏡面及び拡散
カラーのそれぞれのために演算され、演算が終了したと
き、各ピクセルの結果的な値Ck Ca 及びk値の3つの
セットは結合されて、各ピクセルのためのプレ演算され
た構成要素Ck Ca 及びkからなる単一のセットにな
る。ユーザがディスプレイされたピクセルにペイントし
たとき、3Dシステム100は、シェーディングバッフ
ァからユーザが選択した値Ci 及びAi 及びプレ演算さ
れた構成要素Ck 、Ca 及びkを用いて、等式(4)か
らディスプレイされたピクセルのための新しい最終レン
ダリング値Cを決定する。
【0035】
【数3】
【0036】現在のテクスチュアT(Ci ,Ai )が不
透明な場合、即ちAi =1の場合、等式(4)はAi =
1を置き換えることによって更に簡略されて上記の等式
(8)を作ることができる。更にプレ演算ステップを進
めると、Ck 及びCa は合計されてCk ’となり、上記
の等式(9)が得られる。
透明な場合、即ちAi =1の場合、等式(4)はAi =
1を置き換えることによって更に簡略されて上記の等式
(8)を作ることができる。更にプレ演算ステップを進
めると、Ck 及びCa は合計されてCk ’となり、上記
の等式(9)が得られる。
【0037】本発明の発明者は、シェーディングバッフ
ァのための値Ca 、Ck 及びkは、何回かルーピングし
て各値を演算するよりも3Dオブジェクトのためのテク
スチュアを1回通過した方が比較的能率的に演算される
ことができることを確認した。特に、シェーディングバ
ッファには3Dバッファ内の空でない各ピクセルのため
の格納スペースが割り当てられ、3Dバッファ内の空で
ない各ピクセルのために、各テクスチュア内の対応する
ピクセルが一番上のテクスチュアから一番下のテクスチ
ュアまで検査される。以下に更に詳細に説明するよう
に、当業者には、レンダリングされた3Dオブジェクト
の幾つかのディスプレイされたピクセルはテクスチュア
50内の1つのピクセルに相当するかもしれないが、エ
ントリーはレンダリングされた3Dオブジェクトのディ
スプレイされた各ピクセルのためのシェーディングバッ
ファ内に維持される。
ァのための値Ca 、Ck 及びkは、何回かルーピングし
て各値を演算するよりも3Dオブジェクトのためのテク
スチュアを1回通過した方が比較的能率的に演算される
ことができることを確認した。特に、シェーディングバ
ッファには3Dバッファ内の空でない各ピクセルのため
の格納スペースが割り当てられ、3Dバッファ内の空で
ない各ピクセルのために、各テクスチュア内の対応する
ピクセルが一番上のテクスチュアから一番下のテクスチ
ュアまで検査される。以下に更に詳細に説明するよう
に、当業者には、レンダリングされた3Dオブジェクト
の幾つかのディスプレイされたピクセルはテクスチュア
50内の1つのピクセルに相当するかもしれないが、エ
ントリーはレンダリングされた3Dオブジェクトのディ
スプレイされた各ピクセルのためのシェーディングバッ
ファ内に維持される。
【0038】選択されたテクスチュアT(Ci ,Ai )
の前のテクスチュアのために、Ckは対応するピクセル
を用いて演算され、この演算された値Ck は(若しあれ
ば)先に演算された3Dバッファ内のそのピクセルのた
めのCk 値と蓄積(合計)され、他のテクスチュアを処
理するときにシェーディングバッファ内に格納される。
また、kは各対応するピクセル毎に演算され、この演算
された値と既にシェーディングバッファ内に格納された
そのピクセルのための先の値k(もしあれば)との積が
決定される。Ca は選択されたテクスチュアの下の要因
を表すので、選択されたテクスチュアの正面のテクスチ
ュアのためには演算されない。
の前のテクスチュアのために、Ckは対応するピクセル
を用いて演算され、この演算された値Ck は(若しあれ
ば)先に演算された3Dバッファ内のそのピクセルのた
めのCk 値と蓄積(合計)され、他のテクスチュアを処
理するときにシェーディングバッファ内に格納される。
また、kは各対応するピクセル毎に演算され、この演算
された値と既にシェーディングバッファ内に格納された
そのピクセルのための先の値k(もしあれば)との積が
決定される。Ca は選択されたテクスチュアの下の要因
を表すので、選択されたテクスチュアの正面のテクスチ
ュアのためには演算されない。
【0039】検査されたテクスチュアが選択されたテク
スチュアT(Ci ,Ai )であれば、シェーディングバ
ッファで処理されない。
スチュアT(Ci ,Ai )であれば、シェーディングバ
ッファで処理されない。
【0040】選択されたテクスチュアの後ろのテクスチ
ュアに対して、Ck は各対応するピクセル毎に演算さ
れ、この演算された値Ck はそのピクセルのために既に
シェーディングバッファ内に格納された値Ck (もしあ
れば)と蓄積(合計)される。また、Ca は各対応する
ピクセル毎に演算され、この演算された値Ca はそのピ
クセルのための既にシェーディングバッファ内に格納さ
れた値Ck (もしあれば)と蓄積(合計)される。kは
選択されたテクスチュアの正面のテクスチュアの累積不
透明度を表すので、選択されたテクスチュアの後ろのテ
クスチュアのために演算されない。
ュアに対して、Ck は各対応するピクセル毎に演算さ
れ、この演算された値Ck はそのピクセルのために既に
シェーディングバッファ内に格納された値Ck (もしあ
れば)と蓄積(合計)される。また、Ca は各対応する
ピクセル毎に演算され、この演算された値Ca はそのピ
クセルのための既にシェーディングバッファ内に格納さ
れた値Ck (もしあれば)と蓄積(合計)される。kは
選択されたテクスチュアの正面のテクスチュアの累積不
透明度を表すので、選択されたテクスチュアの後ろのテ
クスチュアのために演算されない。
【0041】
【数4】
【0042】選択したテクスチュアをペイントする又は
移動(平行移動)するようなより一般的なケースでは、
シェーディングバッファは以下のように構成される。標
準のフォーン(Phong )シェーディング関数は、上記の
等式(10)に表されたように表現されることができ
る。等式(10)において、Ka は選択されたテクスチ
ュアのアンビエントカラー、Kd は選択されたテクスチ
ュアの拡散カラー、Ksは選択されたテクスチュアの鏡
面カラー、nは光源の数、Nは3Dオブジェクトの表面
(ピクセル)の表面垂直ベクトル、Li は光Iをポイン
トするベクトル、Ii は光Iによって提供される強度、
Hi はLi とVの間の半分のベクトル(ユーザ/観察者
をポイントするベクトル)、及びns はオブジェクトの
輝きである。
移動(平行移動)するようなより一般的なケースでは、
シェーディングバッファは以下のように構成される。標
準のフォーン(Phong )シェーディング関数は、上記の
等式(10)に表されたように表現されることができ
る。等式(10)において、Ka は選択されたテクスチ
ュアのアンビエントカラー、Kd は選択されたテクスチ
ュアの拡散カラー、Ksは選択されたテクスチュアの鏡
面カラー、nは光源の数、Nは3Dオブジェクトの表面
(ピクセル)の表面垂直ベクトル、Li は光Iをポイン
トするベクトル、Ii は光Iによって提供される強度、
Hi はLi とVの間の半分のベクトル(ユーザ/観察者
をポイントするベクトル)、及びns はオブジェクトの
輝きである。
【0043】
【数5】
【0044】本発明の発明者は、Ka 、Kd 及びK
s (特性アンビエント、拡散及び鏡面カラーと称され
る)のみが選択されたテクスチュアに依存するため、等
式(10)は上記の等式(11)に表されたような形に
書き換えられることを確認した。ここでSd は等式(1
0)における合計項を表し、これにKd で乗じ、Ss は
等式(10)における合計項を表し、これにKs で乗じ
る。Ss 及びSd は定数である。
s (特性アンビエント、拡散及び鏡面カラーと称され
る)のみが選択されたテクスチュアに依存するため、等
式(10)は上記の等式(11)に表されたような形に
書き換えられることを確認した。ここでSd は等式(1
0)における合計項を表し、これにKd で乗じ、Ss は
等式(10)における合計項を表し、これにKs で乗じ
る。Ss 及びSd は定数である。
【0045】
【数6】
【0046】上記の等式(12)及び13は、等式
(4)をKa 、Kd 及びKs のそれぞれに置き換えて等
式(11)の中のKa 、Kd 及びKs 項を展開した式で
ある。上記のの中の等式(14)は、等式(13)をA
i 及びCi 項で再アレンジしたものを表し、これらの項
は選択されたテクスチュアに依存し、残りの項Ck 、C
a及びkは所与の選択されたテクスチュアに対して一定
であるため、プレ演算されてシェーディングバッファに
格納されることができる。当業者には、等式(14)が
等式(4)と同じであるが、等式(14)においてkは
カラーであって、不透明値ではないことが分かるであろ
う。
(4)をKa 、Kd 及びKs のそれぞれに置き換えて等
式(11)の中のKa 、Kd 及びKs 項を展開した式で
ある。上記のの中の等式(14)は、等式(13)をA
i 及びCi 項で再アレンジしたものを表し、これらの項
は選択されたテクスチュアに依存し、残りの項Ck 、C
a及びkは所与の選択されたテクスチュアに対して一定
であるため、プレ演算されてシェーディングバッファに
格納されることができる。当業者には、等式(14)が
等式(4)と同じであるが、等式(14)においてkは
カラーであって、不透明値ではないことが分かるであろ
う。
【0047】当業者の目には、この場合、1つのテクス
チュア50のみが3Dオブジェクトに関連する場合であ
っても、シェーディングバッファは有効に使用されるこ
とができることが明らかであろう。このような場合、シ
ェーディングバッファ内に格納された視覚特性情報は、
3Dオブジェクトのための「シェーディング情報」(即
ちレンダリングされた単数又は複数の色が照明及び幾何
学によってオブジェクトのディスプレイされた表面に渡
って変化する方法)を表すであろう。この情報はテクス
チュアを修正しても一定である。
チュア50のみが3Dオブジェクトに関連する場合であ
っても、シェーディングバッファは有効に使用されるこ
とができることが明らかであろう。このような場合、シ
ェーディングバッファ内に格納された視覚特性情報は、
3Dオブジェクトのための「シェーディング情報」(即
ちレンダリングされた単数又は複数の色が照明及び幾何
学によってオブジェクトのディスプレイされた表面に渡
って変化する方法)を表すであろう。この情報はテクス
チュアを修正しても一定である。
【0048】先に述べたシェーディングバッファは、一
つ以上のテクスチュア50がオブジェクト幾何学を変更
するバンプマップ(立体写像、bump map)を含んでいる
場合でも、選択されたテクスチュアが3Dオブジェクト
の幾何学を修正しなければ、即ちオブジェクト幾何学が
修正操作の間一定であれば、使用されることができる。
更に、シェーディングバッファは、テクスチュアが反射
若しくは屈折マップである場合のために構成されること
ができる。
つ以上のテクスチュア50がオブジェクト幾何学を変更
するバンプマップ(立体写像、bump map)を含んでいる
場合でも、選択されたテクスチュアが3Dオブジェクト
の幾何学を修正しなければ、即ちオブジェクト幾何学が
修正操作の間一定であれば、使用されることができる。
更に、シェーディングバッファは、テクスチュアが反射
若しくは屈折マップである場合のために構成されること
ができる。
【0049】オブジェクトのプレレンダリングステップ
112が完了すると、オブジェクトは3Dバッファ内で
レンダリングされたときにオブジェクトディスプレイス
テップ116でディスプレイされる。オジェクトディス
プレイステップ116でのオブジェクトのディスプレイ
は、オブジェクトリストからのテクスチュア選択ステッ
プ108で選択されたテクスチュアから独立しており、
オブジェクトの表面のために先に定義されたあらゆるテ
クスチュアを使用し、又はテクスチュアが更に張り付け
られるべきオブジェクトの場合、ディスプレイは予め定
義したデフォルトテクスチュアを使用する。
112が完了すると、オブジェクトは3Dバッファ内で
レンダリングされたときにオブジェクトディスプレイス
テップ116でディスプレイされる。オジェクトディス
プレイステップ116でのオブジェクトのディスプレイ
は、オブジェクトリストからのテクスチュア選択ステッ
プ108で選択されたテクスチュアから独立しており、
オブジェクトの表面のために先に定義されたあらゆるテ
クスチュアを使用し、又はテクスチュアが更に張り付け
られるべきオブジェクトの場合、ディスプレイは予め定
義したデフォルトテクスチュアを使用する。
【0050】システム100は次にオブジェクトをペイ
ントするための事象ループに入り、この事象ループは次
の事象の獲得事象120及び様々な後続ステップを含
む。例えば、ユーザは出口事象124を始動してシステ
ム100を終了することができる。また、ユーザは保存
事象128を始動して、選択された3Dオブジェクト及
びそのテクスチュアを、修正されているいないに拘わら
ず、ディスクへのファイルの書き込みステップ132で
ディスク又は他の格納媒体に書き込むことができ、シス
テム100は次の事象の獲得ステップ120に戻る。ま
た、ユーザは他のテクスチュアの選択事象を開始してシ
ステム100を新しいテクスチュアの追加ステップ10
4に戻すこともできる。シェーディングバッファの内容
が選択されたテクスチュアに依存するため、オブジェク
トリストからのテクスチュア選択ステップ108で新し
いテクスチュアが選択されたあと、オブジェクトのプレ
レンダリングステップ112が再び実行されて適切なシ
ェーディングバッファを構成し、このオブジェクトはオ
ブジェクトディスプレイステップ116で再びディスプ
レイされ、ステップ100は次の事象の獲得ステップ1
20に戻る。
ントするための事象ループに入り、この事象ループは次
の事象の獲得事象120及び様々な後続ステップを含
む。例えば、ユーザは出口事象124を始動してシステ
ム100を終了することができる。また、ユーザは保存
事象128を始動して、選択された3Dオブジェクト及
びそのテクスチュアを、修正されているいないに拘わら
ず、ディスクへのファイルの書き込みステップ132で
ディスク又は他の格納媒体に書き込むことができ、シス
テム100は次の事象の獲得ステップ120に戻る。ま
た、ユーザは他のテクスチュアの選択事象を開始してシ
ステム100を新しいテクスチュアの追加ステップ10
4に戻すこともできる。シェーディングバッファの内容
が選択されたテクスチュアに依存するため、オブジェク
トリストからのテクスチュア選択ステップ108で新し
いテクスチュアが選択されたあと、オブジェクトのプレ
レンダリングステップ112が再び実行されて適切なシ
ェーディングバッファを構成し、このオブジェクトはオ
ブジェクトディスプレイステップ116で再びディスプ
レイされ、ステップ100は次の事象の獲得ステップ1
20に戻る。
【0051】また、ユーザは視点修正事象140を開始
してディスプレイされたオブジェクトに関するユーザの
ディスプレイ視点を変更することもできる。新しい視点
を特定するためのユーザとの実際のインタラクション
は、本明細書中に述べられていなくても当業者が考えつ
く様々な適当な方法で行われることができる。所望の視
点がシステム100に示されると、オブジェクトのプレ
レンダリングステップ112が再び実行されて新しい3
Dバッファを構成し、及びユーザにディスプレイされる
ピクセルのための情報でシェーディングバッファを構成
する。オブジェクトのプレレンダリングステップ112
が完了すると、オブジェクトディスプレイステップ11
6でオブジェクトは新しい視点から再びレンダリングさ
れ、システム100は次の事象の獲得ステップ120に
戻る。
してディスプレイされたオブジェクトに関するユーザの
ディスプレイ視点を変更することもできる。新しい視点
を特定するためのユーザとの実際のインタラクション
は、本明細書中に述べられていなくても当業者が考えつ
く様々な適当な方法で行われることができる。所望の視
点がシステム100に示されると、オブジェクトのプレ
レンダリングステップ112が再び実行されて新しい3
Dバッファを構成し、及びユーザにディスプレイされる
ピクセルのための情報でシェーディングバッファを構成
する。オブジェクトのプレレンダリングステップ112
が完了すると、オブジェクトディスプレイステップ11
6でオブジェクトは新しい視点から再びレンダリングさ
れ、システム100は次の事象の獲得ステップ120に
戻る。
【0052】ユーザがペイント事象144を開始する
と、ユーザが3Dオブジェクトに行った変更は、ユーザ
の変更に関する構成要素とシェーディングバッファ内の
対応するプレ演算構成要素を適当に結合してレンダリン
グされ、ディスプレイはユーザに実質的なリアルタイム
フィードバックを提供するのに適したように更新され
る。
と、ユーザが3Dオブジェクトに行った変更は、ユーザ
の変更に関する構成要素とシェーディングバッファ内の
対応するプレ演算構成要素を適当に結合してレンダリン
グされ、ディスプレイはユーザに実質的なリアルタイム
フィードバックを提供するのに適したように更新され
る。
【0053】特に、ペイント事象144でユーザはディ
スプレイされたオブジェクトの1つ以上のピクセルを修
正するために選択することができ、この選択は当業者の
目に明らかであるようなブラッシュツール等の適当なメ
タファー/技術で実行される。システム100は次に3
Dビューからの2D情報の獲得ステップ148で、現在
選択されたテクスチュアのどのピクセルがペイント事象
144でユーザが選択したピクセルに対応するかを決定
する。選択されたテクスチュアの中のこれらの対応ピク
セルは、次にユーザが行った修正を反射するように2D
テクスチュアの修正ステップ156で適切に修正され
る。最後に3Dビューの更新ステップ156で、選択さ
れたピクセルを再びレンダリングし、ディスプレイされ
たオブジェクトを適当に更新して、3Dバッファの内容
が更新される。
スプレイされたオブジェクトの1つ以上のピクセルを修
正するために選択することができ、この選択は当業者の
目に明らかであるようなブラッシュツール等の適当なメ
タファー/技術で実行される。システム100は次に3
Dビューからの2D情報の獲得ステップ148で、現在
選択されたテクスチュアのどのピクセルがペイント事象
144でユーザが選択したピクセルに対応するかを決定
する。選択されたテクスチュアの中のこれらの対応ピク
セルは、次にユーザが行った修正を反射するように2D
テクスチュアの修正ステップ156で適切に修正され
る。最後に3Dビューの更新ステップ156で、選択さ
れたピクセルを再びレンダリングし、ディスプレイされ
たオブジェクトを適当に更新して、3Dバッファの内容
が更新される。
【0054】ステップ148、152、及び156を行
うためには様々な公知の技術(これらは当業者には明ら
かであろう)があるが、本発明の発明者が新規で有利且
つ現在好適なものと思われる特定の技術を開発した。
うためには様々な公知の技術(これらは当業者には明ら
かであろう)があるが、本発明の発明者が新規で有利且
つ現在好適なものと思われる特定の技術を開発した。
【0055】先に述べたように、システム100におい
て3Dオブジェクトはそのオブジェクトに関連する1つ
以上のテクスチュア50を有し、これらのテクスチュア
は3Dバッファ内のピクセルにマッピングされた2Dデ
ータ構造である。先に簡単に述べたように、3Dオブジ
ェクトのオブジェクト幾何学22並びにテクスチュア5
0及び3DオブジェクトがレンダリングされたPOV3
8に依存して、テクスチュア50内の1つのピクセルは
レンダリングされたオブジェクトのための3Dバッファ
18内の幾つかのピクセルにマッピングされている(即
ちテクスチュア内の単一のピクセルはレンダリングされ
たオブジェクトにおける幾つかのピクセルのレンダリン
グに影響を与え得る)。
て3Dオブジェクトはそのオブジェクトに関連する1つ
以上のテクスチュア50を有し、これらのテクスチュア
は3Dバッファ内のピクセルにマッピングされた2Dデ
ータ構造である。先に簡単に述べたように、3Dオブジ
ェクトのオブジェクト幾何学22並びにテクスチュア5
0及び3DオブジェクトがレンダリングされたPOV3
8に依存して、テクスチュア50内の1つのピクセルは
レンダリングされたオブジェクトのための3Dバッファ
18内の幾つかのピクセルにマッピングされている(即
ちテクスチュア内の単一のピクセルはレンダリングされ
たオブジェクトにおける幾つかのピクセルのレンダリン
グに影響を与え得る)。
【0056】先の述べた技術の第一番目の技術におい
て、3Dビューからの2D情報獲得ステップ148の性
能を向上させるために、本発明ではオブジェクトのプレ
レンダリングステップ112で操作を1つ加えた。シェ
ーディングバッファが形成されるとき、構成要素Ck 、
Ca 及びkに加えてシェーディングバッファバッファ内
の各ピクセル位置のためのポインタが含まれる。このポ
インタは選択されたテクスチュア50の中のどのピクセ
ルを、3Dバッファ18内の対応するピクセルをレンダ
リングするプロセスに含む必要があるかを示す。従っ
て、ユーザがディスプレイされた3Dオブジェクトの1
つ以上のピクセルを修正するために選択するとき、選択
されたテクスチュア50内の適切な対応ピクセルは3D
ビューからの2D情報の獲得ステップ148でこれらの
ポインタを使用して容易に決定され、2Dテクスチュア
の修正ステップ152で適切に修正される。
て、3Dビューからの2D情報獲得ステップ148の性
能を向上させるために、本発明ではオブジェクトのプレ
レンダリングステップ112で操作を1つ加えた。シェ
ーディングバッファが形成されるとき、構成要素Ck 、
Ca 及びkに加えてシェーディングバッファバッファ内
の各ピクセル位置のためのポインタが含まれる。このポ
インタは選択されたテクスチュア50の中のどのピクセ
ルを、3Dバッファ18内の対応するピクセルをレンダ
リングするプロセスに含む必要があるかを示す。従っ
て、ユーザがディスプレイされた3Dオブジェクトの1
つ以上のピクセルを修正するために選択するとき、選択
されたテクスチュア50内の適切な対応ピクセルは3D
ビューからの2D情報の獲得ステップ148でこれらの
ポインタを使用して容易に決定され、2Dテクスチュア
の修正ステップ152で適切に修正される。
【0057】これらの技術のうち第二番目の技術におい
て、オブジェクトのプレレンダリングステップ112で
は、2Dバッファと称される他のバッファが生成され
る。このバッファは選択されたテクスチュア50のサイ
ズに対応し、及びこのバッファ内の各位置(ピクセル)
は境界ボックス定義を格納する。これらの境界ボックス
定義は選択されたテクスチュア50内のピクセルがマッ
ピングされた3Dバッファ18内の各ピクセル(即ちテ
クスチュア50内のピクセルがそのレンダリングに影響
を与える3Dバッファ18内のピクセル)を含む。ユー
ザが選択したテクスチュア50に変更を加えたとき、3
Dビューからの2D情報の獲得ステップ148及び2D
テクスチュア修正ステップ152で、システム100は
選択されたテクスチュア50内の変更されたピクセルに
関連する境界ボックスを決定し、及び3Dビューの更新
ステップ156で、ディスプレイを再びレンダリングし
て更新するための境界ボックス内のピクセルのみを考慮
する。
て、オブジェクトのプレレンダリングステップ112で
は、2Dバッファと称される他のバッファが生成され
る。このバッファは選択されたテクスチュア50のサイ
ズに対応し、及びこのバッファ内の各位置(ピクセル)
は境界ボックス定義を格納する。これらの境界ボックス
定義は選択されたテクスチュア50内のピクセルがマッ
ピングされた3Dバッファ18内の各ピクセル(即ちテ
クスチュア50内のピクセルがそのレンダリングに影響
を与える3Dバッファ18内のピクセル)を含む。ユー
ザが選択したテクスチュア50に変更を加えたとき、3
Dビューからの2D情報の獲得ステップ148及び2D
テクスチュア修正ステップ152で、システム100は
選択されたテクスチュア50内の変更されたピクセルに
関連する境界ボックスを決定し、及び3Dビューの更新
ステップ156で、ディスプレイを再びレンダリングし
て更新するための境界ボックス内のピクセルのみを考慮
する。
【0058】1つ以上のピクセルが選択されたテクスチ
ュア50内で変更されれば、修正されたピクセルの全て
の境界ボックスを結合する全体的な境界ボックスが対応
する境界ボックスから形成され、この全体的な境界ボッ
クス内のピクセルのみがディスプレイを再びレンダリン
グして更新するために考慮される。
ュア50内で変更されれば、修正されたピクセルの全て
の境界ボックスを結合する全体的な境界ボックスが対応
する境界ボックスから形成され、この全体的な境界ボッ
クス内のピクセルのみがディスプレイを再びレンダリン
グして更新するために考慮される。
【0059】最終的なデータ構造及びこれらの構造間の
相関関係は、図3に図式的に表されている。この図にお
いて、レンダリングされた立方体オブジェクトは3Dバ
ッファ18内に格納された複数のピクセルデータ要素に
よって表され、これらのピクセルデータ要素はディスプ
レイ200上に適当にディスプレイされる。シェーディ
ングバッファ204は3Dバッファ18内のレンダリン
グされた(空でない)各ピクセルに対応する位置(ピク
セル)を含む。本発明のこの実施の形態において、シェ
ーディングバッファ204は3Dバッファ18に割り当
てられた他の次元のセット(Ck 、Ca 及びk、及び選
択されたテクスチュア50内のピクセルのポインタのた
めの次元)として実施される。これは3Dバッファ18
内の各ピクセルがそれに割り当てられたこれらの余分な
次元を有することを意味するが、3Dバッファ18内の
空でないピクセルに対応するこれらの位置のみにシェー
ディングバッファ値がロードされる。
相関関係は、図3に図式的に表されている。この図にお
いて、レンダリングされた立方体オブジェクトは3Dバ
ッファ18内に格納された複数のピクセルデータ要素に
よって表され、これらのピクセルデータ要素はディスプ
レイ200上に適当にディスプレイされる。シェーディ
ングバッファ204は3Dバッファ18内のレンダリン
グされた(空でない)各ピクセルに対応する位置(ピク
セル)を含む。本発明のこの実施の形態において、シェ
ーディングバッファ204は3Dバッファ18に割り当
てられた他の次元のセット(Ck 、Ca 及びk、及び選
択されたテクスチュア50内のピクセルのポインタのた
めの次元)として実施される。これは3Dバッファ18
内の各ピクセルがそれに割り当てられたこれらの余分な
次元を有することを意味するが、3Dバッファ18内の
空でないピクセルに対応するこれらの位置のみにシェー
ディングバッファ値がロードされる。
【0060】明確化のために、図3ではシェーディング
バッファ204は3Dバッファ18から離れて表されて
いる。3Dバッファ内の空でないピクセルに対応するシ
ェーディングバッファ204内の各位置は、プレ演算さ
れた構成要素Ck 、Ca 及びkを含む。更に、シェーデ
ィングバッファ204内の各対応する位置は、3Dバッ
ファ18内の対応するピクセルをレンダリングするとき
に考慮される選択されたテクスチュア50内のピクセル
を指すポインタ208を含む。
バッファ204は3Dバッファ18から離れて表されて
いる。3Dバッファ内の空でないピクセルに対応するシ
ェーディングバッファ204内の各位置は、プレ演算さ
れた構成要素Ck 、Ca 及びkを含む。更に、シェーデ
ィングバッファ204内の各対応する位置は、3Dバッ
ファ18内の対応するピクセルをレンダリングするとき
に考慮される選択されたテクスチュア50内のピクセル
を指すポインタ208を含む。
【0061】2Dテクスチュアバッファ212は、選択
されたテクスチュア50の全てのピクセルに対応する位
置(ピクセル)を含む。これらの位置のそれぞれは、テ
クスチュア50内の対応するピクセル220にマッピン
グされた3Dバッファ18内のピクセルの直線配置を含
む境界ボックス216の定義214を含む。
されたテクスチュア50の全てのピクセルに対応する位
置(ピクセル)を含む。これらの位置のそれぞれは、テ
クスチュア50内の対応するピクセル220にマッピン
グされた3Dバッファ18内のピクセルの直線配置を含
む境界ボックス216の定義214を含む。
【0062】ユーザが3Dバッファ18内のピクセル2
24を選択するとき、ディスプレイ200上にレンダリ
ングされたオブジェクトの一部を示すことによって、ピ
クセル224に関連するポインタ208はテクスチュア
50内の対応するピクセル220を決定するために使用
される。2Dバッファ212から決定された3Dバッフ
ァ18内にある境界ボックス216内のピクセルは、シ
ェーディングバッファ204内のプレ演算された構成要
素を用いて次に適切に再びレンダリングされ、ディスプ
レイ200は更新される。
24を選択するとき、ディスプレイ200上にレンダリ
ングされたオブジェクトの一部を示すことによって、ピ
クセル224に関連するポインタ208はテクスチュア
50内の対応するピクセル220を決定するために使用
される。2Dバッファ212から決定された3Dバッフ
ァ18内にある境界ボックス216内のピクセルは、シ
ェーディングバッファ204内のプレ演算された構成要
素を用いて次に適切に再びレンダリングされ、ディスプ
レイ200は更新される。
【0063】上記の実施の状況において、境界ボックス
はシェーディングバッファ内のこれらの定義を格納する
必要を簡略化し低減するために直線的であり、従って、
再びレンダリングされる必要のないピクセルを含む場
合、特に合成境界ボックスの場合、悲観的である。しか
し、この悲観論に関する演算コストは、直線境界ボック
スによって得られる格納及びデータ操作の必要性の減少
によるオフセットより大きい。シェーディングバッファ
内のピクセルの例えば4×4のグループのスパーグルー
プを形成することによってさらに悲観的な境界ボックス
を形成し、及びこれらのスパーグループのそれぞれのた
めの単一の適当な境界ボックス定義のみを格納すること
が可能であることが分かった。これにより、システム1
00のための格納及びデータ操作の必要性が低減し、且
つ尚この特性の利益の多くを提供することができる。
はシェーディングバッファ内のこれらの定義を格納する
必要を簡略化し低減するために直線的であり、従って、
再びレンダリングされる必要のないピクセルを含む場
合、特に合成境界ボックスの場合、悲観的である。しか
し、この悲観論に関する演算コストは、直線境界ボック
スによって得られる格納及びデータ操作の必要性の減少
によるオフセットより大きい。シェーディングバッファ
内のピクセルの例えば4×4のグループのスパーグルー
プを形成することによってさらに悲観的な境界ボックス
を形成し、及びこれらのスパーグループのそれぞれのた
めの単一の適当な境界ボックス定義のみを格納すること
が可能であることが分かった。これにより、システム1
00のための格納及びデータ操作の必要性が低減し、且
つ尚この特性の利益の多くを提供することができる。
【0064】本発明の上記の実施の形態は、本発明の例
であることを意図したものであって、請求項により限定
された本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によ
ってこれに変更及び修正を加えることが可能である。
であることを意図したものであって、請求項により限定
された本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によ
ってこれに変更及び修正を加えることが可能である。
【図1】本発明の実施の形態における構成要素の相互関
係の一部を表すブロック図である。
係の一部を表すブロック図である。
【図2】図1の実施の形態における事象ループのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図3】図1の実施の形態に使用されるデータ構造の幾
つかを表した図である。
つかを表した図である。
8 データ階層 10 レンダリングエンジン 14 入力 18 3Dバッファ 50 テクスチュア 100 システム 200 ディスプレイ 204 シェーディングバッファ 208 ポインタ 212 2Dテクスチュアバッファ 214 定義 216 境界ボックス 220 対応するピクセル 224 ピクセル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (54)【発明の名称】 3Dオブジェクトディスプレイの更新方法、3Dオブジェクトの視覚特性を修正するためのコン ピュータ実施システム、ディスプレイ上に3Dオブジェクトを再びレンダリングする方法、及び 製品
Claims (15)
- 【請求項1】 3Dオブジェクトの視覚特性の相互修正
に応答してレンダリングされた前記3Dオブジェクトの
ディスプレイを更新する方法であって、前記方法が、
(i)幾何学形態情報を含む3Dオブジェクトの定義を
選択するステップを含み、(ii) 続く修正のために前記
3Dオブジェクトに関連する所定のテクスチュアの1つ
及び前記3Dオブジェクトのための新しいテクスチュア
を選択するステップを含み、前記テクスチュアは前記3
Dオブジェクトをレンダリングするための視覚特性情報
を含み、(iii )前記選択された3Dオブジェクトのた
めに前記ディスプレイ上にレンダリングされる各ピクセ
ルのために、前記選択されたテクスチュアに実行された
修正から独立した前記視覚特性情報の各構成要素を決定
するステップを含み、(iv)前記選択された3Dオブジ
ェクトのためにレンダリングされる各ピクセルのため
に、適切な格納手段内に前記決定された構成要素を格納
するステップを含み、(v)前記選択された3Dオブジ
ェクトをレンダリング及びディスプレイするステップを
含み、(vi)前記3Dオブジェクトの1つ以上のレンダ
リングされたピクセルの指示を表す入力を受け取るステ
ップを含み、この指示は視覚特性が修正される前記選択
された3Dオブジェクトの部分及び選択された修正を表
し、(vii )ユーザにより行われた前記選択された変更
で前記適切な格納手段内に格納された前記決定された構
成要素内の対応する構成要素を各ピクセル毎に評価する
ことによって、前記選択された3Dオブジェクトの前記
部分における各ピクセルのために新しいレンダリング値
を決定するステップを含み、(vii )前記ディスプレイ
を更新して前記決定された新しいレンダリング値を含む
前記選択された3Dオブジェクトのレンダリングを表す
ステップを含み、及び、(ix)ステップ(vi)〜(vii
i)を必要なだけ繰り返すステップを含む、 3Dオブジェクトディスプレイの更新方法。 - 【請求項2】 異なる選択されたテクスチュアを修正す
るためにユーザがステップ(ii)〜ステップ(ix)まで
を繰り返すことができるようにするステップ(x)を更
に含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 ステップ(vi)の前に、前記選択された
3Dオブジェクトのレンダリングされた各ピクセルのた
めに前記レンダリングされたピクセルに対応する前記選
択されたテクスチュア内のピクセルの記録を格納するス
テップを更に含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 ステップ(iv)が、前記選択されたテク
スチュア内の各ピクセルのために、前記選択されたテク
スチュアによってそのレンダリングが影響される前記選
択された3Dオブジェクトのレンダリングされたピクセ
ルの少なくとも全てを含む境界ボックスを決定し、前記
決定した境界ボックスを格納手段に格納することを更に
含む、請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 ステップ(vii )及び(viii)で処理さ
れるピクセルが、前記指示された1つ以上のピクセルの
ために格納された境界ボックスから決定される、請求項
4に記載の方法。 - 【請求項6】 ステップ(vi)においてユーザが少なく
とも2つのピクセルを修正することを示すとき、ステッ
プ(vii )が前記少なくとも2つのピクセルのそれぞれ
のために決定された境界ボックスを包含む1つの合成境
界ボックスを形成することを含み、及びステップ(vii
)及び(viii)で処理されるピクセルが前記合成境界
ボックスから決定される、請求項4に記載の方法。 - 【請求項7】 ステップ(iv)が前記選択されたテクス
チュア内の予め選択された数のピクセルのグループを定
義することと、及び前記選択されたテクスチュア内のピ
クセルの各グループのために、前記グループ内のピクセ
ルによってそのレンダリングに影響を受ける前記選択さ
れた3Dオブジェクトのレンダリングされたピクセルの
少なくとも全てを含む境界ボックスを決定することと、
及び、前記適切な格納手段に前記決定された境界ボック
スを格納することとを含む、請求項3に記載の方法。 - 【請求項8】 ステップ(vii )及び(viii)で処理さ
れるピクセルが、前記指示された1つ以上のピクセルに
対応するグループのために格納された前記境界ボックス
から決定される、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 デジタル3Dオブジェクトの視覚特性を
ユーザが修正するためのコンピュータ実施システムであ
って、 前記3Dオブジェクトの幾何学の定義を含む3Dオブジ
ェクト定義を選択する手段を含み、 前記選択された3Dオブジェクトに関連する少なくとも
1つのテクスチュアから1つのテクスチュアを選択する
手段を含み、前記少なくとも1つのテクスチュアのそれ
ぞれは前記3Dオブジェクトをディスプレイするために
ピクセルをレンダリングするときに評価される前記選択
された3Dオブジェクトの視覚特性情報を表し、 前記選択されたテクスチュアから独立した前記選択され
た3Dオブジェクトのための視覚特性情報の各構成要素
を決定する手段を含み、 前記決定された構成要素を格納する手段を含み、 ディスプレイ手段にディスプレイするために前記3Dオ
ブジェクトを表すピクセルをレンダリングする手段を含
み、 前記選択されたテクスチュアを修正するために修正操作
を選択する手段を含み、 前記選択されたテクスチュアの一部を前記選択された変
更で修正する手段を含み、及び、 前記選択されたテクスチュアの前記修正に応答して前記
ピクセルのための新しいレンダリング値を決定する手段
を含み、前記手段は格納された前記決定された構成要素
及び前記選択されたテクスチュアの前記修正された部分
を用いて決定する、 デジタル3Dオブジェクトの視覚特性を修正するための
コンピュータ実施システム。 - 【請求項10】 テクスチュアを選択する前記手段が前
記3Dオブジェクトに新しいテクスチュアを関連させる
手段を更に含む、請求項9に記載のコンピュータ実施シ
ステム。 - 【請求項11】 前記テクスチュアの一部を修正する前
記手段が、その視覚特性情報が修正されるレンダリング
されたピクセルを指示する入力をユーザから受け取る手
段と、及びこれに対応する前記選択されたテクスチュア
の部分を決定する手段と、を含む請求項9に記載のコン
ピュータ実施システム。 - 【請求項12】 前記部分を決定する前記手段が、前記
選択されたテクスチュア内の対応するピクセルを示すポ
インタをレンダリングされた各ピクセルのために含むメ
モリを含む、請求項11に記載のコンピュータ実施シス
テム。 - 【請求項13】 構成要素を決定する前記手段が前記選
択されたテクスチュアの各ピクセルのために境界ボック
スを定義する手段を含み、前記定義された境界ボックス
が前記選択されたテクスチュアのピクセルによってその
レンダリングが影響を受けるレンダリングされたピクセ
ルの少なくとも全てを含み、及び前記決定された構成要
素を格納する前記手段が前記決定された境界ボックスを
格納するための手段を更に含む、請求項9に記載のコン
ピュータ実施システム。 - 【請求項14】 定義がレンダリングされる幾何学情報
及び視覚特性を含む少なくとも1つのテクスチュアを含
み、及び修正が3Dオブジェクトの視覚特性の相互修正
を含む3Dオブジェクトの視覚特性を修正するためのコ
ンピュータ実施システムにおいて、修正が行われるとき
にディスプレイ上に3Dオブジェクトを再びレンダリン
グする方法であって、 (i)修正操作が行われる前記1つのテクスチュアを選
択するための入力を受け取るステップを含み、 (ii)前記テクスチュアが選択されたあと修正操作が始
まる前に、前記選択されたテクスチュアに対して一定で
ある前記視覚特性情報の構成要素を決定して前記決定さ
れた構成要素をメモリ内に格納するステップを含み、 (iii )前記修正操作による前記選択されたテクスチュ
アの部分の修正を表す入力を受け取るステップを含み、 (iv)前記選択されたテクスチュアの前記修正された部
分を前記メモリ内に格納された前記決定された構成要素
内の対応する構成要素を評価することによって前記3D
オブジェクトのための新しいレンダリング値を決定する
ステップを含み、 (v)前記修正操作によって行われた前記修正を反射す
る前記新しいレンダリング値で前記3Dオブジェクトを
再びディスプレイするステップを含む、 ディスプレイ上に3Dオブジェクトを再びレンダリング
する方法。 - 【請求項15】 製品であって、3Dオブジェクトの視
覚特性を修正するためのシステムを実施するために、コ
ンピュータ解読可能プログラムコード手段が組み込まれ
たコンピュータ使用可能媒体を含み、前記製品は、 コンピュータに3Dオブジェクトの定義の選択を表す入
力を受け取らせるコンピュータ解読可能プログラムコー
ド手段を含み、前記定義は前記システムによって修正さ
れてディスプレイ上の3Dオブジェクトをレンダリング
する際に評価される3Dオブジェクトの視覚特性情報を
含む少なくとも1つの関連するテクスチュアを有し、 修正する1つのテクスチュアの選択を表す入力をコンピ
ュータに受け取らせるためのコンピュータ解読可能プロ
グラムコード手段を含み、 3Dオブジェクトをレンダリング及びディスプレイする
のに必要な視覚特性情報の構成要素をコンピュータに決
定させて格納させるコンピュータ解読可能プログラムコ
ード手段を含み、決定され及び格納された前記構成要素
は前記選択された1つのテクスチュアから独立してお
り、 修正操作の選択及び選択された修正操作によって修正さ
れるべき選択されたテクスチュアの部分を表す入力をコ
ンピュータに受け取らせるコンピュータ解読可能プログ
ラムコード手段を含み、 選択されたテクスチュアの修正された部分に対応する3
Dオブジェクトの修正された部分をコンピュータに再び
レンダリングさせるコンピュータ解読可能プログラムコ
ード手段を含み、このレンダリングは対応する格納され
た構成要素と選択されたテクスチュアの修正された部分
とを組み合わせることによって行われる、 製品。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/672,287 US5977982A (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | System and method for modification of the visual characteristics of digital 3D objects |
US672287 | 1996-06-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1097648A true JPH1097648A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=24697926
Family Applications (1)
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