JPS6029430B2 - Method and device for generating simulated visibility - Google Patents

Method and device for generating simulated visibility

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Publication number
JPS6029430B2
JPS6029430B2 JP53046830A JP4683078A JPS6029430B2 JP S6029430 B2 JPS6029430 B2 JP S6029430B2 JP 53046830 A JP53046830 A JP 53046830A JP 4683078 A JP4683078 A JP 4683078A JP S6029430 B2 JPS6029430 B2 JP S6029430B2
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JP
Japan
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brightness
intersection
scan line
circuit
objects
Prior art date
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JP53046830A
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Japanese (ja)
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JPS54140626A (en
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景範 梶原
勝 藤野
幸文 二川
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Mitsubishi Precision Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Precision Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Precision Co Ltd filed Critical Mitsubishi Precision Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は模擬視界発生方法並びにその装置に係り特に面
の各部で明暗、かすみ具合が連続的に変化するような面
をもつ視覚対象物で構成される仮定された三次元の情景
をある指定された視点から見たときの二次元画像として
表示装置に表示せしめる方法および装瞳である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for generating a simulated visual field, and in particular to a hypothetical three-dimensional visual object consisting of a visual object having a surface whose brightness, darkness, and degree of haze change continuously in each part of the surface. This is a method and pupil closure for displaying an original scene on a display device as a two-dimensional image when viewed from a specified viewpoint.

所定空間内の視界情報を記憶させておき、その空間内の
任意の一点を視点として指定しその視点から見た視界と
同じ映像を所定飛表示装置上に模擬発生させる装置はフ
ライトシミュレー夕(航空機操縦模擬訓練装置)等の各
種シミュレータ各種デザインの計算機による自動化、コ
ンピュータ・アニメーション等の分野で今後大いに利用
が期待されるものである。
A device that stores visibility information in a predetermined space, designates an arbitrary point in the space as a viewpoint, and generates a simulated image on a predetermined flight display device that is the same as the view seen from that viewpoint is called a flight simulator (aircraft It is expected that it will be used in the future in fields such as computer automation of various designs of various simulators such as pilot simulation training equipment, and computer animation.

しかし近年ユーザーの使用慣熟に伴い画像品質に対する
要求も多岐にわたりその程度もますます高くなりつつあ
る。本発明はかかるユーザーの要求を考慮して新しい模
擬視界発生方法並びにその装置を提案するものであって
「次の点に特徴をもつ。
However, in recent years, as users have become more accustomed to using such devices, their demands for image quality have become more diverse and increasingly high. The present invention proposes a new method and device for generating a simulated visual field in consideration of such user requirements, and has the following features.

映像装置に色採とその明暗を含む一定空間内における二
次元、三次元の視界情報を記憶させておき前記空間内の
任意の一点を視点として指定されたとき、その視点から
見た視界と同じ映像と模擬発生させる場合に、視点の位
置の変化に従って、夫々の物体の相対位置が変り、夫々
の物体が互に他の物体の1部または全部を遮ぎる様子が
変化する。
When a video device stores two-dimensional and three-dimensional visibility information in a certain space, including the color scheme and its brightness, and when an arbitrary point in the space is specified as a viewpoint, the field of view is the same as that seen from that viewpoint. When generating images and simulations, the relative position of each object changes as the position of the viewpoint changes, and the manner in which each object blocks part or all of the other object changes.

これらの計算即ち隠顕処理を高速に行うことは非常に難
しいとされている。本発明は物体の面が連続的に変化す
る明暗、かすみ具合をもつ物体の隠顕処理を容易に行う
ことができる模擬視界発生装置に関するものである。本
発明を実施例について添附図面を参照して詳細に説明す
る。
It is said that it is extremely difficult to perform these calculations, that is, concealment processing at high speed. The present invention relates to a simulated visual field generating device that can easily perform concealment processing for an object whose surface changes continuously in brightness, darkness, and haze. The present invention will be described in detail with reference to embodiments and the accompanying drawings.

尚実施例においては三次元の視覚対象物をすべて凸の多
面体で規定し、曲面を有する物体は物体を構成する面の
頂点の明るさを面の辺および面の各部で一次補間するこ
とによって面に陰影をつけ曲面を表現した。
In this example, all three-dimensional visual objects are defined as convex polyhedrons, and objects with curved surfaces are calculated by linearly interpolating the brightness of the vertices of the surfaces constituting the object using the edges of the surfaces and each part of the surface. The curved surface was expressed by adding shading.

先づ本発明による装置全体の構成ブロックを第1図に示
す。図で1はディジタル計算機で仮定された三次元の情
景に含まれるすべての視覚対象物の位置、面を構成する
頂点の位置、色探等の情報を記憶し、外部からフライト
シミュレータ等で指定された視点に従って、その視界内
の視覚対象物に対して視点との位置関係に従って視点に
近い順に優先順位を付す。尚優先順位番号付けを効率的
に行う方法としては、特開昭50−154031号にそ
の1例が詳細に説明されている。フレーム計算機2は前
記ディジタル計算機1で優先順位付けされた視覚対象物
の、指定された視点から見た透視図の計算、指定された
光源で照らされたときの各面の明るさ、かすみ具合の計
算、前記視覚対象物を規定する多面体の稜の透視図上の
線(これを以後エッジという)が視覚対象物の輪郭を表
わすものか否かの計算、等の幾何計算を行う。視点の変
化が遅い場合はこれらの計算は前記ディジタル計算機1
でソフトウェアで行いフレーム計算機2は省略すること
ができる。フレ−ム計算機で行われる計算の詳細はフレ
−ム計算機の出力が格納される次のエッジリストメモリ
3の内容の説明によって目から明らかになるであろう。
又エッジ・リスト・メモリ3はコアメモリさたはICメ
モリで構成されており、エッジ・テーフル3bは透視図
を構成するエッジの情報を記憶し、ポィンタ。
First, FIG. 1 shows a block diagram of the entire apparatus according to the present invention. In the figure, 1 stores information such as the positions of all visual objects included in the three-dimensional scene assumed by the digital computer, the positions of the vertices constituting the surface, and the color detection. According to the viewpoint, visual objects within the field of view are prioritized in order of proximity to the viewpoint according to their positional relationship with the viewpoint. An example of a method for efficiently assigning priority numbers is described in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 154031/1983. The frame calculator 2 calculates the perspective view of the visual object prioritized by the digital computer 1 as seen from a specified viewpoint, the brightness of each surface when illuminated by a specified light source, and the degree of haze. Geometric calculations are performed, such as calculation, and calculation of whether a line on a perspective view of the edge of the polyhedron defining the visual object (hereinafter referred to as an edge) represents the outline of the visual object. If the viewpoint changes slowly, these calculations are performed using the digital computer 1.
The frame calculator 2 can be omitted by using software. The details of the calculations carried out in the frame calculator will become clear from the following description of the contents of the edge list memory 3, in which the output of the frame calculator is stored.
Further, the edge list memory 3 is composed of a core memory or an IC memory, and the edge table 3b stores information on edges constituting a perspective view and serves as a pointer.

テーブル3aはラスター走査表示装置のスキャンライン
の本数に等しい語数を有し、各語にはそのアドレスに対
応するスキャンラィン上にエッジの上端を有するエッジ
かエッジテーブルの何番地に記憶されているかを示す。
即ちフレーム計算機2の透視図の計算結果が第3図に示
すようなものになった場合のエッジリスト・メモリ3の
内容を第2図に示す。第2図で3aはポインタ・テーブ
ル3bはエッジテーブルで先づポインタテーブル3aの
0、1,2番地の−1はスキャンライン0,1,2に上
端を発するエッジは存在しないことを示す。
The table 3a has the number of words equal to the number of scan lines of the raster scan display device, and each word indicates which edge has the upper end of the edge on the scan line corresponding to that address or which address in the edge table is stored. show.
That is, FIG. 2 shows the contents of the edge list memory 3 when the calculation result of the perspective view by the frame computer 2 is as shown in FIG. 3. In FIG. 2, 3a is a pointer table 3b, and -1 at addresses 0, 1, and 2 of the pointer table 3a indicates that there is no edge originating from the top of scan lines 0, 1, and 2.

3番地の0はエッジ・テーブルの0番地にスキャン・ラ
イン3に上端を発するエッジEaが存在することを示す
The 0 at address 3 indicates that an edge Ea originating from the upper end of scan line 3 exists at address 0 of the edge table.

以下同様である。エッジ・テーフルqsは各エッジのス
タート則ちエッジの上端のスキャン・ラインの番号を示
す。qEはエンド則ちエッジの下端のスキャン・ライン
の番号を示す。Psはエッジの上端の水平方向(P方向
)の位置、PはP方向変位、肥はエッジとスキャンライ
ンとの交点の位置の垂直方向(q方向)の変化率、1は
エッジ上端の明るさdlqはエッジの明るさの垂直方向
の変化率、dipはエッジの右側の面の水平方向の明る
さの変化率、Cはエッジの右側の面の色のコード、E/
1はエッジが対象物の輪郭線か否か、OBJはディジタ
ル計算機1で計算された優先順位を示しており、又チェ
ィンCHAIMま他にエッジの上端を同じくするエッジ
があればそのエッジが記憶されているエッジテーフル3
bの番地を示す。
The same applies below. The edge table qs indicates the start of each edge, that is, the scan line number at the top of the edge. qE indicates the scan line number at the end, that is, the lower end of the edge. Ps is the position of the top of the edge in the horizontal direction (P direction), P is the displacement in the P direction, HI is the rate of change in the vertical direction (Q direction) of the position of the intersection of the edge and the scan line, and 1 is the brightness of the top of the edge. dlq is the rate of change in the brightness of the edge in the vertical direction, dip is the rate of change in the brightness in the horizontal direction of the right side of the edge, C is the color code of the right side of the edge, E/
1 indicates whether the edge is the outline of the object, OBJ indicates the priority calculated by the digital computer 1, and if there is a chain CHAIM or other edge that has the same upper end, that edge is stored. edge table 3
Indicates the address of b.

尚、ここでEaEbEcE雌eEfは三角錐Eの各エッ
ジを示し、E′gE′hE′iE′jE′kE′IE′
mE′肥′oは立体E′の各エッジを示している。
Here, EaEbEcE female eEf indicates each edge of the triangular pyramid E, and E′gE′hE′iE′jE′kE′IE′
mE'o indicates each edge of the solid E'.

必要であればフェィド(かすみ)F等の情報も1(明る
さ)と同様にフレーム計算機2で計算しエッジ・リスト
・メモリ3に記憶する。スキャン・ライン計算機ははラ
スター走査表示装置6が1スキャンする間に、次のスキ
ャンライン上の画像情報則ち交点情報を時分割で、エッ
ジ・リスト・メモリ3の情報と前回のスキャン・ライン
の交点情報から逐次的に計算しており、交点更新(アッ
プデート)回路41は入替(ソート)回路42から出力
されるq番目のスキャンラインと各エッジとの交点と情
報即ちqE,P,dP,1,dlq,dip,C,E/
1,OBJからq+1番目のスキャンラインと各エッジ
の交点の情報を計算し入替回路42に送る。即ち次式を
計算する。
If necessary, information such as fade (haze) F is also calculated in the same way as 1 (brightness) by the frame calculator 2 and stored in the edge list memory 3. During one scan of the raster scan display device 6, the scan line calculator time-divisionally combines the image information on the next scan line, that is, the intersection point information, with the information in the edge list memory 3 and the information on the previous scan line. The calculation is performed sequentially from the intersection information, and the intersection update circuit 41 calculates the intersection between the q-th scan line output from the sorting circuit 42 and each edge, i.e., qE, P, dP, 1. ,dlq,dip,C,E/
1. Information on the intersection of the q+1th scan line from OBJ and each edge is calculated and sent to the switching circuit 42. That is, the following equation is calculated.

Pq十,=PqdqP、1q十,=lq+dlqこれは
qEくqが成立するまで行われる。
Pq ten, = PqdqP, 1q ten, = lq + dlq This is performed until qE x q is established.

qE三qが成立するとqs三qとなるエッジがエッジ・
リスト・メモリ3に存在するか判定し存在すればそのエ
ッジ情報を入替(ソート)回路42に送る。上の計算は
飛越し走査を考慮して一般に書くと次のようになるPq
十△q=Pq+△q・dP、lq+△q=lq+△q;
(q8三q)のときPq+△q=PS+(q−qS)・
dP、lq+△q:IS十(q−qS)△lq;(qE
<q)(qSSq)のとき交点更新回路41の実施例結
線図を第4図に示す。
When qE3q holds, the edge that becomes qs3q is an edge
It is determined whether the edge exists in the list memory 3, and if it exists, the edge information is sent to the switching (sorting) circuit 42. If the above calculation is generally written considering interlaced scanning, it becomes Pq as follows.
10△q=Pq+△q・dP, lq+△q=lq+△q;
When (q83q), Pq+△q=PS+(q-qS)・
dP, lq+△q: IS ten (q-qS)△lq; (qE
<q) (qSSq) An example connection diagram of the intersection update circuit 41 is shown in FIG.

41a,41b,41c,41dはセレクタで41g比
較器の出力が(q8≧q)のときエッジ・リスト。
41a, 41b, 41c, and 41d are selectors, and 41g is an edge list when the output of the comparator is (q8≧q).

メモリ3の出力はPsN、2dpN、lsN、がlqN
を出力し、(qE<q)(qs<q)のとき入替回路(
ソート)の出力Pq、dP、lq、dlqを、(qE<
q)(qs=q)のときPs、0、lq、0をそれぞれ
出力する。
The output of memory 3 is PsN, 2dpN, lsN, and lqN.
is output, and when (qE<q) (qs<q), the switching circuit (
The outputs Pq, dP, lq, dlq of (sort) are expressed as (qE<
q) When (qs=q), output Ps, 0, lq, 0, respectively.

41e,41fは加算器で、それぞれ、41aの出力十
41bの出力、41cの出力+41dの出力の加算を行
う。
Adders 41e and 41f add the output of 41a plus the output of 41b, and the output of 41c+the output of 41d, respectively.

41h,41iはゲート回路で41g比較の出力が(q
8三q)または(qsN<q)のとき41e,41fの
出力、即ちPq+,、lq+,を入替回路に出力する。
41h and 41i are gate circuits, and the output of 41g comparison is (q
83q) or (qsN<q), the outputs of 41e and 41f, ie, Pq+, , lq+, are output to the switching circuit.

次に入替(ソート)回路42は次の隠顕処理を可能とす
るためにスキャンライン上の交点をスキャンラインの左
から右へ順に並べかえる機能を持つもので比較的簡単な
回路で、高速の入替(ソート)を可能とする入替(ソー
ト)回路42の実施例として第5図に結線図を示す。こ
の入替(ソ−ト)回路は高速のソートを簡単な回路で行
うためにソートのキーであるPとそれ以外の交点情報q
8,dP,1,dlq,dip,C,E/1,OBJが
分離され、後者はRAM(RANDOM ACCESS
MEMORY)42pに書き込まれ、そのときのアドレ
ス・レジスタ42nの出力AとPがベアになって入替(
ソート)が行われるように構成されている。交点更新回
路41で計算されたPがレジスタ42M・こ入力される
毎にPは、すでに以前に入力されたPが入っているFI
FOメモリ(FIRST INFIRSTOOTメモI
J)42dの出力と比較器42aで比較されFIFOメ
モリ42dに、次にFIFOメモリ42dの出力をFI
FOメモリ42dに書き込む動作をFIFOメモリに入
っているすべてのPについて繰返し行い、FIFOメモ
リの中のPが少さし、順に並ぶようにする。
Next, the replacement (sorting) circuit 42 has a function of rearranging the intersection points on the scan line in order from left to right of the scan line in order to enable the next concealment process, and is a relatively simple circuit with a high speed. A wiring diagram is shown in FIG. 5 as an embodiment of a switching (sorting) circuit 42 that enables switching (sorting). This switching (sorting) circuit uses P, which is the sorting key, and other intersection information q to perform high-speed sorting with a simple circuit.
8, dP, 1, dlq, dip, C, E/1, OBJ are separated, and the latter is RAM (RANDOM ACCESS
MEMORY) 42p, and the outputs A and P of the address register 42n at that time become bare and are exchanged (
sorting). Every time P calculated by the intersection update circuit 41 is input to the register 42M, P is input to the FI which already contains the previously input P.
FO memory (FIRST INFIRSTOOT memo I)
J) The output of the FIFO memory 42d is compared with the output of the FIFO memory 42d by the comparator 42a, and then the output of the FIFO memory 42d is sent to the FIFO memory 42d.
The operation of writing to the FO memory 42d is repeated for all the P's stored in the FIFO memory, so that the number of P's in the FIFO memory decreases and is arranged in order.

以上の動作を新しいPが交点更新回路41から入力され
る毎に行いFM○メモリ42dが1ぱし、になったら、
FIFOメモリ42dの内容を第2のFIFOメモリ4
2e,に移す。次にFIFOメモリ42dが1ばし、に
なったら第3のFIFOメモリ42e2に移す。第2、
第3のFIFOメモリが1ぱし、になったらマージ(合
併)を行い第2、第3のFIFOメモリを空にし、マー
ジした結果を第4のFIFOメモリ42h,に入れる。
即ち、第2のFIFOメモリ42e2の出力と第3のF
IFOメモリ42e2の出力を比較器42fで比較しよ
り小さい方の出力をセレクタ42gで読み出し、42h
,に入力する。これを第2、第3のFIFOメモリの内
容が空になるまで行う。以上の動作を第4、第5のFI
FOメモリ42h,、42h2、第6、第7のFIFO
メモリ42k,、42k2について比較器42i、セレ
クタ42j、比較器42夕、セレクタ42mで行うこと
によりセレクタ42mの出力から、小さい順に並べかえ
られたPとその対になる交点情報が入っているRAM4
2PのアドレスAに出てくる。次に隠顕処理回路43は
視点により近い視覚対象物がより遠方の視覚対象物の1
部または全部を遮ぎる場合遮られた部分の表示装置への
表示の除去、遮られずに願われている部分の色、明るさ
、かすみの程度等を計算するものである。
The above operation is performed every time a new P is input from the intersection update circuit 41, and when the FM○ memory 42d becomes 1P,
The contents of the FIFO memory 42d are transferred to the second FIFO memory 4.
Move to 2e. Next, when the FIFO memory 42d reaches 1, it is transferred to the third FIFO memory 42e2. Second,
When the third FIFO memory becomes 1, a merge is performed to empty the second and third FIFO memories, and the merged result is stored in the fourth FIFO memory 42h.
That is, the output of the second FIFO memory 42e2 and the third FIFO memory 42e2
The output of the IFO memory 42e2 is compared with the comparator 42f, the smaller output is read out with the selector 42g, and 42h
, input. This is repeated until the contents of the second and third FIFO memories become empty. The above operation is performed on the 4th and 5th FI.
FO memory 42h, 42h2, 6th and 7th FIFO
For the memories 42k, 42k2, a comparator 42i, a selector 42j, a comparator 42m, and a RAM 4 containing intersection information of P and its pairs rearranged from the output of the selector 42m in descending order by performing the operations using the comparator 42i, the selector 42j, the comparator 42m, and the selector 42m.
It appears at address A of 2P. Next, the hidden and visible processing circuit 43 converts the visual object that is closer to the viewpoint into one of the visual objects that are farther away.
In the case of blocking part or all of the screen, the display of the blocked part on the display device is removed, and the color, brightness, degree of haze, etc. of the part that is desired to be left unblocked are calculated.

この隠顕処理回路43の実施例結線図を第6図について
説明する。入力データとして入替(ソート)回路から出
力された2次元透視図が第7図aのような場合について
説明すると、入替(ソート)回路42からは第7図aに
示す三角錐のエッジEa,Ecと立方体のエッジE′k
、三角錐のエッジEf、立方体のエッジE′m,E′o
とス キ ヤ ン ライ ンとの交点P,,P2,P3
,P4,P5,P6の交点情報が順に入力され、その中
、OBJ、E/1が高速優先順位決定回路431に与え
られ、一方E/1、OBJ以外の交点情報C色彩コード
、1明るさ、dip明るさのP方向の変化率、P交点の
P方向の位置はメモリ434のOBJ番地に書き込まれ
る。高速優先順位決定回路から、現在までに入力されリ
セットされていない最高位のOBJ番号が出力される。
A wiring diagram of an embodiment of this concealment processing circuit 43 will be explained with reference to FIG. To explain the case where the two-dimensional perspective view output from the exchange (sort) circuit as input data is as shown in FIG. 7a, the exchange (sort) circuit 42 outputs the edges Ea, Ec of the triangular pyramid shown in FIG. and the edge E′k of the cube
, edges Ef of the triangular pyramid, edges E′m, E′o of the cube
Intersection point P,, P2, P3 between and scan line
, P4, P5, and P6 are input in order, and among them, OBJ and E/1 are given to the high-speed priority determination circuit 431, while intersection information other than E/1 and OBJ, C color code, 1 brightness , the rate of change of dip brightness in the P direction, and the position of the P intersection in the P direction are written to address OBJ in the memory 434. The high-speed priority determination circuit outputs the highest OBJ number that has been input and has not been reset.

これをOBJHと現在のOBJとが比較器432で比較
され、OBJ幻BJH(但し、OBJの数が小さい程優
先順位は高い)のときアクティブ(顕)と判定され直前
に入替(ソート)回路から入力された交点は他の視覚対
象物によって遮られることなく、指定された視点から見
える交点である。そうでないものは手前の視覚対象物に
よって遮られている部分となる。アクティブの場合は後
に説明する補正計算回路435で計算された交点情報が
ビデオ信号発生機6に送られ、そうでない場合は無視さ
れる。これを第7図aについて詳細に説明する。第7図
aの詳しいデータを第8図に示す。交点P,の入力直後
からP4の入力直前までは第8図に示すように三角錐E
の優先順位0か最高位であるので交点P3について立方
体E′の優先順位が1であるのでOBJ(=1)ミOB
JH(=0)が成立せず交点P3は隠された交点という
ことになり隠顕処理回路43から出力されない。
This OBJH and the current OBJ are compared by a comparator 432, and when the OBJ is phantom BJH (however, the smaller the number of OBJs, the higher the priority), it is determined to be active (visible) and the replacement (sorting) circuit immediately before The input intersection point is an intersection point that can be seen from the specified viewpoint without being obstructed by other visual objects. Otherwise, the portion is occluded by the visual object in the foreground. If active, intersection information calculated by a correction calculation circuit 435, which will be described later, is sent to the video signal generator 6, and otherwise ignored. This will be explained in detail with reference to FIG. 7a. Detailed data of FIG. 7a is shown in FIG. From just after the input of the intersection point P, until just before the input of P4, the triangular pyramid E is shown in Figure 8.
Since the priority of cube E' is 1 with respect to the intersection P3, OBJ(=1)miOB
Since JH (=0) does not hold, the intersection P3 is a hidden intersection and is not output from the concealment processing circuit 43.

次にメモリ434のOBJH番地を読出し最高位の優先
順位の交点の色彩、明かるさ、明かるごの水平方向変化
率、P方向の変位、CH, 1川 dip日、PHとす
る。かくて補正計算回路435でCH,IH+(P−P
H)+dip日、dip日、Pを計算しビデオ信号発生
回路5に出力することによって部分的に遮ぎれらた視覚
対象の面の色、明るさ、明るさの水平方向(P方向)の
変化率を正確に計算して第7図bとしてえられることが
できる。
Next, the OBJH address of the memory 434 is read and the color, brightness, horizontal change rate of brightness, displacement in the P direction, CH, 1 river dip day, and PH at the intersection of the highest priority are set. Thus, the correction calculation circuit 435 calculates CH, IH+(P-P
H)+dip day, dip day, P is calculated and outputted to the video signal generation circuit 5 to change the color, brightness, and brightness of the partially occluded visual object surface in the horizontal direction (P direction) The ratio can be calculated accurately and obtained as shown in FIG. 7b.

更に第7図aについて説明すると交点P,,P2につい
てはOBJ=OBJHであるので(P−PH)=0とな
り交点更新回路41で計算された交点の位置、色、明る
さ、明るさの変化率が各交点の交点情報である。P3に
ついて前記のようにOBJ生OBJHで隠された点とい
うことになり削除される。P4についてはOBJ(=0
)ミOBJH(=1)となりCH、IH・・・・・・は
P3の交点情報となり両ABCDの点P4における明る
さは(P4一P3)に対応する分だけ正確に補正される
ことになる。また必要ならば明るさだけでなく画像のか
すみの程度や奥行き等も明るさと同様にして計算するこ
とができる。また遮ぎられが幾重にも行われても以上の
計算は正確に計算させる。ビデオ信号発生回路5は隠顕
処理回路43から出力される交点の情報をもとにしてビ
デオ信号を発生する則ちラスター走査表示装置6のスポ
ットを左から右に走査する過程においてスポット位置と
交点情報の交点位置と一致した時に色、明るさ、明るさ
の変化率によってスポットの変調を行つo最後に本発明
装置の効果について述べると二次元画像のスキャンーラ
ィンへの分解がインターレースの処理を含めて一般的に
交点更新(アップデート)回路において逐次的に行われ
るので簡単な回路で高速に行うことができる。
Further explaining FIG. 7a, for the intersection points P, , P2, since OBJ=OBJH, (P-PH)=0, and the position, color, brightness, and change in brightness of the intersection point calculated by the intersection update circuit 41. The rate is the intersection information of each intersection. Regarding P3, as mentioned above, it is a hidden point in OBJ raw OBJH and is deleted. For P4, OBJ (=0
) MiOBJH (=1), CH, IH, etc. become the intersection information of P3, and the brightness at point P4 of both ABCD will be corrected accurately by the amount corresponding to (P4-P3). . Furthermore, if necessary, not only the brightness but also the degree of haze and depth of the image can be calculated in the same manner as the brightness. Furthermore, the above calculations are accurate even if there are multiple occlusions. The video signal generation circuit 5 generates a video signal based on the information of the intersection outputted from the concealment processing circuit 43. In other words, in the process of scanning the spot of the raster scanning display device 6 from left to right, the spot position and the intersection When the information coincides with the intersection position, the spot is modulated by color, brightness, and brightness change rate.Finally, the effect of the device of the present invention is that the decomposition of a two-dimensional image into scan lines, including interlace processing, Since this is generally performed sequentially in an intersection update circuit, it can be performed at high speed with a simple circuit.

入替(ソート)回路はキーとそれ以外のデータを分離し
、キーと分離したデータのアドレスのベアをソートする
方式をとったのでデータの操作が少く回路が簡単である
The replacement (sorting) circuit separates the key from other data and sorts the addresses of the data separated from the key, so there are fewer data operations and the circuit is simple.

またキーとアドレスのベアのソートは基本的にロガリズ
ミックソート方式を用いたので回路が簡単で高速のソー
トが行われる。隠顕処理は先に本出願人が別に出願して
いる高速度先順位決定回路を用いているので簡単な回路
で高速の処理が可能となった。
Furthermore, since the bare sorting of keys and addresses basically uses a logarithmic sorting method, the circuit is simple and high-speed sorting can be performed. Since the concealment process uses a high-speed priority ranking determination circuit that has been previously filed by the present applicant, high-speed processing is possible with a simple circuit.

この回路自身の簡単さに加えて、この回路はコード化さ
れたOBJ番号を直接入力としコード化されたOBJH
を出力するので公開特許公報特開昭50=154031
の第8図の回路を用いた場合に〈らべて入力と出力にそ
れぞれデコーダ、ェンコーダが不要となり隠顕処理回路
全体が簡単になった。本発明の隠顕処理回路により連続
的な明暗の変化、かすみ具合の変化をもった面が部分的
に遮ぎられた場合の残りの面の明暗、かすみ具合を補正
計算することができるがこの回路は遮ぎりの計算回路と
完全に直列になっているのぇパイプライン構成にするこ
とにより計算時間の負荷の増大は全く考えなくてよい。
In addition to the simplicity of this circuit itself, this circuit allows the coded OBJ number to be input directly and the coded OBJH
Since it outputs, the published patent publication JP-A-50-154031
When the circuit shown in Fig. 8 is used, a decoder and an encoder are not required for the input and output, respectively, and the entire concealment processing circuit becomes simple. When a surface with continuous changes in brightness and darkness or haze is partially occluded by the concealment processing circuit of the present invention, correction calculations can be made for the brightness and darkness of the remaining surface and the degree of haze. Since the circuit is completely connected in series with the interception calculation circuit, by using a pipeline configuration, there is no need to consider an increase in the calculation time load at all.

以上のことから本発明装置の総合的な効果について述べ
ると三次元の色彩をもった連続的な明暗のある面則ち曲
面をもつ,た視覚対象物で構成された仮定された情景を
任意の指定された視点から見た必要ならば遠方がかすん
だ状態の二次元画像を高速に計算表示することができる
のでフライト・シミュレータ等の模擬訓練装置に現実に
近い視界感覚を提供することができ実機を使用した訓練
のより多くの部分を効果的に模擬訓練装置で代替するこ
とが期待できる。
From the above, to describe the overall effect of the device of the present invention, it is possible to visualize a hypothetical scene consisting of visual objects having three-dimensional colors, continuous light and dark surfaces, or curved surfaces. If necessary, it is possible to quickly calculate and display a two-dimensional image with blurry distance if necessary, as seen from a specified viewpoint, so it can provide a realistic visual sensation to flight simulators and other simulated training devices. It is expected that more parts of the training using simulators can be effectively replaced by simulated training equipment.

またCAD(COMPUTORAIDED DESIG
N)におけるデザインのチェック等の場合には従来は線
画のGRAPHIR DISPLAYがman−mac
hineintehaceとして用いられてきたが本発
明装置によれば面をもった物体の表示が可能なのでより
効果的なman−macMneintehaceとなる
Also, CAD (COMPUTORAIDED DESIG)
In the case of checking the design in N), the GRAPHIR DISPLAY of the line drawing was
Although it has been used as a hineintehace, the device of the present invention can display objects with surfaces, making it a more effective man-macMneintehace.

しかもこのような場合は視点の動きは遅くてよいのでフ
レーム計算機は省略することができるのでより簡単な装
置となる。
Furthermore, in such a case, the movement of the viewpoint may be slow, so the frame calculator can be omitted, resulting in a simpler device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る実施例装置全体の構成ブロック図
、第2図は第1図におけるエッジリストメモリ3の一内
容を示す図、第3図は第1図のフレーム計算機2の計算
結果を示す透視図、第4図は第1図におけるスキャンラ
イン計算機4に含まれる交点更新(アップデント)回路
の実施例結線図、第5図は同スキャンライン計算機4に
含まれる入替(ソート)回路の実施例結線図、第6図は
同スキャンライン計算機4に含まれる隠顕処理(オカル
ティング)回路の実施例結線図、第7図a,bは第3図
に従って夫々入替回路隠顕処理回路から出力された二次
元透視図、第8図は第7図aの透視図に係る詳細なデー
タを示す表図である。 図で1はディジタル計算機、2はフレーム計算機、3は
エッジリストメモリ、4はスキャンライン計算機、5は
ビデオ信号発生回路、6はラスター走査表示装置、41
は交点更新回路、42は入替回路、43は隠顕処理回路
、431は最高優先順位決定回路、432は比較器、4
33はアドレスセレクタ、434はRAMメモリ、43
5は補正計算回路。第1図 第6図 第7図 第8図 第2図 第3図 第4図 第5図
FIG. 1 is a block diagram of the entire configuration of an embodiment of the device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the contents of the edge list memory 3 in FIG. 1, and FIG. 3 is a calculation result of the frame computer 2 in FIG. 1. FIG. 4 is an example connection diagram of an updent circuit included in the scan line computer 4 in FIG. 1, and FIG. 5 is a permutation (sort) circuit included in the scan line computer 4. FIG. 6 is an example wiring diagram of an occulting processing circuit included in the same scan line computer 4, and FIGS. FIG. 8 is a table showing detailed data regarding the perspective view of FIG. 7a. In the figure, 1 is a digital computer, 2 is a frame calculator, 3 is an edge list memory, 4 is a scan line calculator, 5 is a video signal generation circuit, 6 is a raster scan display device, 41
4 is an intersection update circuit, 42 is an exchange circuit, 43 is a concealment processing circuit, 431 is a highest priority order determining circuit, 432 is a comparator, 4
33 is an address selector, 434 is a RAM memory, 43
5 is a correction calculation circuit. Figure 1 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 仮定された三次元の情景を指定された視点からみた
二次元画像として表示を行うために、前記三次元の情景
に関する情報を記憶する工程と、指定された視点の視界
内にある各々の物件のすべてについて他の物体を遮る可
能性の高い順に優先順位を付す工程と、前記優先順位の
付された前記情景の視界内の物体の投影面への透視図お
よび仮定された光源で照らされた場合の物体の明るさ、
かすみ程度その他の物体各面の計算を行う工程と、前記
計算結果にもとづいて各スキヤンライン毎に各スキヤン
ラインと前記透視図との交点の位置、交点上の明るさ、
かすみの程度、奥行きを計算する工程と前記交点の中、
より手前の物体により遮られている交点を削除し、面の
遮られていない部分の明るさ、かすみの程度を計算する
工程と前記計算結果からビデオ信号を発生する工程とを
備えることを特徴とする模擬視界発生方法。 2 仮定された三次元の情景を指定された視点からみた
二次元画像として表示を行うために、前記三次元の情景
に関する情報を記憶する装置と指定された視点の視界内
にある各々の物件のすべてについて他の物体を遮る可能
性の高い順に優先順位を付する装置を備えたデイジタル
計算機と、前記視界内の優先順位を付されたすべての物
体の投影面への透視図の計算および仮定された光源で照
らされた場合の物体の明るさ、かすんだ程度の幾何計算
を行うフレーム計算機と、前記フレーム計算機の出力を
記憶するエツジリストメモリと、前記エツジリストメモ
リの情報からスキヤンラインと前記透視図との交点の明
るさ、明るさの変化率、色、かすみ程度等を計算したり
、交点の情報の入替を行つたり手前の物体で遮ぎられて
いる部分を除去し、更に一部分しかみえていない面の明
るさの補正計算を行う等種種の計算や入替を行うスキヤ
ンライン計算機と、前記スキヤンライン計算機の出力か
らビデオ信号発生回路の出力により仮定された三次元情
報を指定された視点からみた二次元画像として表示する
ラスタ走査表示装置とを備えることを特徴とする模擬視
界発生装置。 3 前記スキヤンライン計算機には前記エツジリストメ
モリの情報から各スキヤンライン毎に逐次的に各視覚対
象の透視図とスキヤンラインとの交点および交点におけ
る明るさ、明るさの変化率、色、かすみ程度等を計算す
る交点更新回路を含むことを特徴とする特許請求の範囲
第2項記載の模擬視界発生装置。 4 前記スキヤンライン計算機には交点の情報をスキヤ
ンラインの左の位置の交点から右へ順に並びかえるよう
な入替えを行う入替回路を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第2項記載の模擬視界発生装置。 5 前記スキヤンライン計算機には各視覚対象の透視図
とスキヤンラインとの交点の内、手前の物体で遮ぎられ
ている部分を除去し、更に一部分しかみえていない面の
明るさを補正計算する隠顕処理回路を含むことを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載の模擬視界発生装置。 6 前記隠顕処理回路には高速優先順位決定回路と、比
較器と、アドレスセレクタと、RAMメモリと、補正計
算回路とを備えることを特徴とする特許請求の範囲第2
項乃至第5項いずれか記載の模擬視界発生装置。 7 補正計算回路にはP−PHをとり出す加算器と(P
−PH)×dI_P_Hをとりだす乗算器とI_H+(
P−PH)×dI_P_Hをとりだす加算器(但しPは
透視図とスキヤンラインとの交点の水平方向の位置、P
Hは最高優先順位のPを表わす、以下同様にdI_P_
Hは交点の右側の面の明るさの水平方向の変化率、I_
Hは交点の明るさ)とを備えることを特徴とする特許請
求の範囲第2,5,6又は第7項記載の模擬視界発生装
置。
[Scope of Claims] 1. In order to display a hypothetical three-dimensional scene as a two-dimensional image viewed from a specified viewpoint, a step of storing information regarding the three-dimensional scene and a field of view of the specified viewpoint. prioritizing all of the objects in the scene in order of their likelihood of obscuring other objects; The brightness of an object when illuminated by a light source,
A process of calculating the degree of haze and other surfaces of the object, and based on the calculation results, the position of the intersection between each scan line and the perspective view, the brightness at the intersection,
The process of calculating the degree of haze and depth and the intersection point,
The present invention is characterized by comprising the steps of deleting intersections that are blocked by objects closer to the front, calculating the brightness and degree of haze of the unobstructed portion of the surface, and generating a video signal from the calculation results. A method for generating simulated visibility. 2. In order to display a hypothetical three-dimensional scene as a two-dimensional image viewed from a designated viewpoint, a device for storing information regarding the three-dimensional scene and a device for storing information about each object within the field of view of the designated viewpoint are installed. A digital calculator equipped with a device for prioritizing all objects in the order of their likelihood of occluding other objects, and calculating and assuming perspective views of all prioritized objects in the field of view onto the projection plane. a frame calculator that calculates the brightness of an object when illuminated by a light source and the degree of haziness; an edge list memory that stores the output of the frame calculator; and a scan line and the perspective from the information in the edge list memory. You can calculate the brightness, rate of change in brightness, color, degree of haze, etc. at the intersection with the diagram, replace the information at the intersection, remove the part occluded by objects in the foreground, and further A scan line calculator that performs various calculations and replacements such as correcting the brightness of surfaces that are not visible, and a specified viewpoint that uses the output of the scan line computer to obtain three-dimensional information assumed by the output of a video signal generation circuit. A simulated visual field generating device comprising: a raster scanning display device that displays a two-dimensional image viewed from above. 3 The scan line calculator calculates the brightness, rate of change in brightness, color, and degree of haze at the intersection of the perspective view of each visual object and the scan line, as well as the brightness, brightness change rate, color, and degree of haze at the intersection, for each scan line sequentially from the information in the edge list memory. 3. The simulated visual field generating device according to claim 2, further comprising an intersection update circuit for calculating, etc. 4. The simulated field of view according to claim 2, wherein the scan line calculator includes a switching circuit that rearranges the intersection information in order from the intersection at the left position of the scan line to the right. Generator. 5 The scan line calculator removes the portions occluded by objects in the foreground among the intersections between the perspective view of each visual object and the scan line, and further calculates the brightness of the surface that is only partially visible. The simulated visual field generating device according to claim 2, characterized in that it includes a concealment processing circuit. 6. Claim 2, wherein the concealment processing circuit includes a high-speed priority determination circuit, a comparator, an address selector, a RAM memory, and a correction calculation circuit.
The simulated visual field generating device according to any one of items 5 to 5. 7 The correction calculation circuit includes an adder that takes out P-PH and (P
-PH)×dI_P_H and I_H+(
P-PH) x dI_P_H (where P is the horizontal position of the intersection of the perspective view and the scan line, P
H represents P with the highest priority, and similarly dI_P_
H is the rate of change in the horizontal brightness of the surface to the right of the intersection, I_
8. The simulated visual field generating device according to claim 2, 5, 6 or 7, characterized in that H is the brightness of the intersection.
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