JPH11232480A - 高速描画方法 - Google Patents

高速描画方法

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JPH11232480A
JPH11232480A JP10041047A JP4104798A JPH11232480A JP H11232480 A JPH11232480 A JP H11232480A JP 10041047 A JP10041047 A JP 10041047A JP 4104798 A JP4104798 A JP 4104798A JP H11232480 A JPH11232480 A JP H11232480A
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JP
Japan
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projection plane
virtual projection
projected
image
viewpoint
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Pending
Application number
JP10041047A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Nagata
隆司 永田
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CEC KK
Computer Engineering and Consulting Ltd
Original Assignee
CEC KK
Computer Engineering and Consulting Ltd
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Publication date
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Priority to JP10041047A priority Critical patent/JPH11232480A/ja
Publication of JPH11232480A publication Critical patent/JPH11232480A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 描画の際の計算量を軽減することのできる高
速描画方法を提供する。 【解決手段】 視点1から視軸方向に一定の距離Lを設
定し、L上に視軸方向に直交するように仮想投影面Pを
設けて、Lより遠方にある表示対象物2を、L上の仮想
投影面Pに二次元画像として投影して描画するととも
に、視点1からLまでの間にある表示対象物3について
は、一定時間間隔または表示対象物に変化のあるたびに
その位置を毎回計算して視点1と仮想投影面Pとの間に
三次元画像として描画する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元仮想空間内
へ表示対象物を表示する際の高速描画方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来から、三次元仮想空間内へ表示対象
物を表示する際の描画方法は種々の方法が知られてい
る。例えば、ゲーム等の画像では、レンダリング等のコ
ンピュータ・グラフィックス技術によりコンピュータ内
において仮想空間内の表示対象物の描画位置をすべて計
算して、その全ての計算を一定時間ごとまたは表示対象
物に色・位置・形状等の変化のあるたびに繰り返してい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の描画方
法では、三次元仮想空間内の表示対象物の全ての位置を
計算しているため、計算量が膨大となり、コンピュータ
の能力にもよるが表示対象物の描画が遅くなる問題があ
った。この問題は、特にゲームの描画のように表示対象
物の動きに速度が要求されるような場合に問題となって
いる。
【0004】本発明の目的は上述した課題を解消して、
描画の際の画像位置の計算量を軽減することのできる高
速描画方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の高速描画方法
は、三次元仮想空間において、視点から視軸方向に一定
の距離Lを設定してこのL上に仮想投影面Pを設け、L
より遠方にある表示対象物を、前記仮想投影面Pに投影
して二次元画像として描画するとともに、視点からLま
での間にある表示対象物を、一定時間間隔または表示対
象物に変化のあるたびにその位置を毎回計算して視点と
仮想投影面Pとの間に三次元画像として描画することを
特徴とするものである。
【0006】本発明では、人間の視覚はある距離より遠
方の物体は平面に投影しても違和感を感じないという性
質を利用し、コンピュータ・グラフィックス技術により
コンピュータ内における仮想空間内に表示対象物を描画
する際に、仮想空間内の表示対象物の位置を全て計算す
るのではなく、人間の視覚に違和感を感じさせない程度
の遠方の表示対象物は平面に二次元画像として投影して
この表示対象物については三次元画像を描画するための
位置の計算をしないことで全体の計算量を軽減するよう
にした。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の高速描画方法を説
明するための三次元仮想空間の一例を示す図である。図
1に示す例においては、X軸、Y軸、Z軸により三次元
仮想空間を形成している。この三次元仮想空間内におい
て、まず、視点1から軸方向に一定の距離Lを設定す
る。この一定の距離Lは、長いほど描画の際の違和感が
なくなるがあまり長すぎると計算量の軽減が少なくなる
ため、違和感を無くす程度と計算量の軽減度合とに応じ
て適宜決定される。実際の例としては、表示装置に写し
出された三次元仮想空間内の所定の位置をオペレータが
入力することで、三次元仮想空間内に設定できるよう構
成すると好ましい。
【0008】次に、距離L上に仮想投影面Pを設定す
る。この仮想投影面Pは、視点1から距離Lをおいて視
軸方向に直交する位置に設定する。そして、Lより遠方
すなわち仮想投影面Pより遠方にある表示対象物2を、
仮想投影面Pに投影して二次元画像として描画する。同
時に、視点1から視軸方向において距離Lまで、すなわ
ち視点1から仮想投影面Pまでの間にある表示対象物3
を、一定時間間隔でまたはこの表示対象物に色・位置・
形状等の変化のあるたびに、従来と同様三次元仮想空間
内に表示するためのすべての計算を行ない、視点1と仮
想投影面Pとの間の仮想空間内に描画する。以上のよう
にして、表示対象物のすべてを三次元仮想空間内に描画
することで本発明の高速描画方法を達成することができ
る。
【0009】上述した本発明の高速描画方法において、
視点1から一定の距離Lよりも遠い表示対象物を仮想投
影面Pに投影した2次元の描画としても描画された画像
に違和感が無いのは、人間の視覚はある距離よりも遠方
の物体を平面に投影しても違和感を感じないという性質
を有するためである。一例をあげると、移動する汽車の
中から見える風景が、近くを走るバスは動きが激しく感
じられる一方遠くの風景は変わらないように感じられる
のと同じである。本発明では、ある一定の距離Lよりも
遠くにある表示対象物に対しては、三次元仮想空間内の
位置の計算を行わずに、仮想投影面P上に投影した2次
元画像で描画させることで、全体の計算量を大幅に軽減
するようにしている。従って、本発明の方法によれば表
示対象物の速い動きにも対応することができる。
【0010】次に、表示対象物の位置や動きに応じた描
画方法について説明する。 (1)表示対象物が仮想投影面Pに交わる場合:表示対
象物4が仮想投影面Pと交わる場合は、仮想投影面Pに
交わる静止物体を選択し、距離Lより遠方部分を仮想投
影面Pに投影して二次元画像として描画するとともに、
Lより手前にある部分に関しては位置の計算を行って三
次元画像を視点1と仮想投影面Pとの間に描画する。
【0011】(2)仮想投影面Pと等距離を保ちながら
視点1が移動する場合:仮想投影面Pと等距離を保ちな
がら視点1が移動する場合は、仮想投影面P上に投影し
た投影画と視点から仮想投影面Pまでにある表示対象物
との相互関係、すなわち仮想投影面Pに投影した投影画
と視点から仮想投影面Pとの間に表示された三次元画像
との間のずれや折れ曲がりが許容範囲内にあるか否かを
判断する。ここで、このずれや折れ曲がりが許容範囲内
にあるときは、仮想投影面Pにすでに投影されている二
次元画像はそのまま維持する。一方、画像が許容範囲を
越えてずれたり折れ曲がったり見えるときは、仮想投影
面Pへ投影すべき投影画像を再度計算して仮想投影面P
に投影して描画し、このずれや折れ曲がりを補正する。
なお、許容範囲は許容できる違和感の程度に応じてオペ
レータが設定する。
【0012】(3)仮想投影面Pとの距離が変わるよう
に視点1が移動する場合:仮想投影面Pとの距離が変わ
るように視点1が移動する場合、すなわち視軸方向に沿
って視点1が移動する場合は、仮想投影面P上に投影し
た投影画と視点から仮想投影面Pまでにある表示対象物
との相互関係、すなわち、仮想投影面Pに投影した投影
画と視点から仮想投影面Pとの間に表示された三次元画
像との間の連続性や折れ曲がりが、許容範囲内にあるか
否かを判断する。許容範囲内で連続性が無くなったり折
れ曲がったり見えるときは、仮想投影面Pにすでに投影
されている二次元画像をそのまま維持する。一方、許容
範囲を越えて画像が連続性が無くなったり折れ曲がって
見えるときは、仮想投影面Pへ投影すべき投影画像を再
度計算して仮想投影面Pに投影して描画するようにす
る。なお、この場合も許容範囲は許容できる違和感の程
度に応じてオペレータが設定するものとする。
【0013】上述した実施例では、仮想投影面P上に投
影される遠方部分の二次元画像を、視点が移動して仮想
投影面Pより手前にある部分の画像と矛盾が生じたとき
に、再度描画し直すよう構成している。しかしながら、
視点の位置および視軸方向がある程度定められている場
合は、いくつかの視点位置と視軸方向での仮想投影面P
上に投影される二次元画像を予め生成して記憶してお
き、視点が移動した際、その視点の位置および視軸方向
に対応した予め記憶されている二次元画像を選択して仮
想投影面Pに投影するよう構成することもできる。この
場合は、二次元画像生成の時間を節約することができ
る。
【0014】また、上述した実施例では、視点から視軸
方向に一定の距離Lを設定し、このL上に設けた仮想投
影面Pが平面の例を示している。しかし、実際には、あ
る視点位置について視軸方向に一定の距離Lの存在する
仮想投影面Pは球面となる。しかし、特定の視点位置で
いろいろな方向を見回すことが少ない場合は、仮想投影
面Pを平面と考えても遠方部分の二次元画像はそれほど
違和感なく描画され、一方投影面生成の時間を短くする
ことができる。これに対し、特定の視点位置でいろいろ
な方向を見回す可能性の高いシステムの場合は、遠方部
分の二次元画像の描画をそれほど違和感なくするため、
多少投影面生成の時間はかかるが仮想投影面Pを球面、
半球面または円筒面にする必要がある。このように、本
発明の仮想投影面Pは、必要とする描画の程度に応じ
て、適宜平面、球面、半球面、円筒面から最適な面を選
択することができる。
【0015】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、コンピュータ・グラフィックス技術によりコン
ピュータ内において仮想空間内の表示対象物を全て計算
するのではなく、人間の視覚はある距離より遠方の物体
は平面に投影しても違和感を感じないという性質を利用
し、遠方の表示対象物を平面に投影して位置の計算をし
ないようにしているため、従来の描画方法と比較して計
算量を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高速描画方法を説明するための三次元
仮想空間の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 視点 2、3、4 表示対象物 L 一定の距離 P 仮想投影面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三次元仮想空間において、視点から視軸
    方向に一定の距離Lを設定してこのL上に仮想投影面P
    を設け、Lより遠方にある表示対象物を、前記仮想投影
    面Pに投影して二次元画像として描画するとともに、視
    点からLまでの間にある表示対象物を、一定時間間隔ま
    たは表示対象物に変化のあるたびにその位置を毎回計算
    して視点と仮想投影面Pとの間に三次元画像として描画
    することを特徴とする高速描画装置。
  2. 【請求項2】 表示対象物が仮想投影面Pと交わる場
    合、仮想投影面Pに交わる静止物体を選択し、Lより遠
    方部分を仮想投影面Pに投影して二次元画像として描画
    するとともに、Lより手前にある部分についてその位置
    を計算して視点と仮想投影面Pとの間に三次元画像とし
    て描画する請求項1記載の高速描画方法。
  3. 【請求項3】 仮想投影面Pと等距離を保ちながら視点
    が移動する場合、仮想投影面P上に投影した投影画と視
    点から仮想投影面Pまでにある表示対象物との相互関係
    が、許容範囲内でずれたり折れ曲がったり見えるとき
    は、仮想投影面Pにすでに投影されている画像を維持す
    るとともに、許容範囲を越えてずれたり折れ曲がったり
    見えるときは、仮想投影面Pへ投影すべき投影画像を再
    度計算して仮想投影面Pに投影して描画する請求項1ま
    たは2記載の高速描画方法。
  4. 【請求項4】 仮想投影面Pとの距離が変わるように視
    点が移動する場合、仮想投影面P上に投影した投影画と
    視点から仮想投影面Pまでにある表示対象物との相互関
    係が、許容範囲内で連続性が無くなったり折れ曲がった
    り見えるときは、仮想投影面Pにすでに投影されている
    画像を維持するとともに、許容範囲を越えて連続性が無
    くなったり折れ曲がって見えるときは、仮想投影面Pへ
    投影すべき投影画像を再度計算して仮想投影面Pに投影
    して描画する請求項1または2記載の高速描画方法。
JP10041047A 1998-02-09 1998-02-09 高速描画方法 Pending JPH11232480A (ja)

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