KR19990063173A

KR19990063173A - 화상처리장치

Info

Publication number: KR19990063173A
Application number: KR1019980055933A
Authority: KR
Inventors: 히로시 나가시마
Original assignee: 시마 마사히로; 가부시키가이샤 시마세이키 세이사쿠쇼
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 1999-07-26
Also published as: KR100559127B1; JP3035571B2; EP0924642B1; JPH11185054A; EP0924642A2; EP0924642A3; DE69824378T2; DE69824378D1; US6340974B1

Abstract

본 발명은 물체의 3차원 모델에 대한 범프 화상을 기억시켜 텍스쳐 화상과 마찬가지로 렌더링 단계에서 수정한다. 또한 렌더링 메모리에 텍스쳐 화상이나 범프 화상에서의 역매핑 어드레스를 기억시켜 렌더링 메모리의 어드레스에서 텍스쳐 화상 등의 묘화대상 어드레스를 구한다.

Description

화상처리장치

본 발명은 화상처리장치에 관한 것으로서, 특히 3D 화상(3차원 화상)의 렌더링에 관한 것이다.

3차원 화상의 처리에서는 물체의 3차원 모델을 다수의 다각형(polygon)으로 분할시켜 다각형의 법선 벡터를 구한다. 이와 동시에 2차원의 텍스쳐 화상을 3차원 물체의 다각형 표면에 텍스쳐 매핑하여 의사적(擬似的)으로 다각형 표면에 텍스쳐 화상을 부착시킨다. 여기서 텍스쳐의 수정은 통상 2차원 화상의 수정과 마찬가지로 할 수 있으나 3차원 모델의 변경은 매우 곤란하다. 또한 3차원 모델의 표면의 섬세한 올록볼록을 모델링하는 것은 곤란하여, 법선 벡터의 변조방향(變調方向)을 나타내는 범프 화상을 3차원 물체의 표면에 매핑함으로써 의사적으로 물체표면의 올록볼록한 것을 변조시키는 범프 매핑 기술이 있다.

범프 화상의 수정에서는 범프 화상을 물체표면에 매핑하여 그 법선방향을 변조시킨 후, 렌더링하여 얻어지는 표시 화상을 상상하여 범프 화상을 수정할 필요가 있다. 여기서 어느 정도 범프 화상을 수정하면 수정된 범프 화상을 3차원 물체의 표면에 재차 매핑하고 다시 렌더링하여 표시 화상을 보고 범프 화상의 수정결과를 확인한다. 원하는 수정이 이루어지고 있지 않다면 재차 범프 화상을 수정한다. 이 때문에 몇번이고 범프 화상을 수정할 필요가 있다.

본 발명의 과제는 범프 화상을 물체에 매핑하고 렌더링에 의하여 얻어지는 화상을 사용하여 인터랙티브(interactive)으로 범프 화상을 수정하도록 하고 범프 화상의 수정결과를 리얼타임(real time)으로 물품에 매핑하고 다시 렌더링하여 나타내도록 함으로써 물체의 올록볼록의 표현을 보다 용이하게 하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 렌더링으로 얻어지는 표시화상으로부터 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로 역매핑을 용이하게 하여 범프 화상의 수정을 보다 인터랙티브로 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 텍스쳐 화상과 범프 화상을 동일 처리계로 수정할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 범프 화상의 법선 벡터의 산출을 보다 용이하게 하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 텍스쳐 화상이나 범프 화상에서의 역매핑을 공통적인 역매핑 어드레스로 하기 위한 것이다.

도1은 실시예에 있어서 화상처리장치의 요부 블록도,

도2는 실시예에서의 법선 벡터 산출부(法線 vector 算出部)의 블록도,

도3은 실시예에서의 렌더링 메모리(rendering memory)의 데이터 구성을 나타내는 도면,

도4는 실시예에서의 렌더링 메모리의 화상과 텍스쳐 화상(texture 畵像)과의 관계를 나타내는 도면,

도5는 실시예에서의 렌더링 알고리즘을 나타내는 플로우차트,

도6은 범프 화상(bump 畵像)의 작용을 나타내는 도면,

도7은 실시예에서의 범프 화상의 작용을 나타내는 설명도,

도8은 도7의 범프 화상을 변경한 후의 표시화상을 나타내는 도면,

도9는 도8에서 광원설정을 변경하였을 때의 표시화상을 나타내는 도면,

도10은 범프 화상의 수정 등에 사용되는 펜형상을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 지오메트리(geometry) 4 : 다각형 시퀀서(polygon sequencer)

6 : 정점 법선 데이터 연산부(頂点法線 data 演算部)

8 : 법선 벡터 연산부(法線 vector 演算部)

10 : 화상원(畵像源)

12 : 텍스쳐 화상 메모리(texture 畵像 memory)

14 : 범프 메모리(bump memory)

17,18 : 내삽보간 처리부(內揷補間處理部)

20 : 법선 벡터 산출부 22 : 법선 변조 처리부

24 : 광원색 설정부

26 : 퐁 셰이딩 처리부(pong shading 處理部)

28 : 가림면 처리부(hidden surface processor)

30 : 렌더링 메모리(rendering memory)

34 : 모니터 36 : 묘화입력수단

38 : 어드레스 제너레이터(address generator)

40 : 묘화 처리부 42 : 영역 메모리

44 : 셀렉터(selector) 46 : 선형보간 처리부

50,51 : 법선 벡터 테이블 52 : 죤화 테이블

60 : 컬러 데이터층 61 : Z데이터층

62 : 역매핑 어드레스층(逆mapping address層)

64 : 표시영역 65 : 렌더링 영역

66 : 표면화상 68 : 텍스쳐 화상

70,71 : 펜(pen)

본 발명은 물체의 3차원 모델에 2차원 텍스처 화상을 매핑하고, 렌더링으로 화상을 표시하는 화상처리장치에 있어서,

상기 3차원 모델의 범프 화상을 저장하는 범프 메모리와,

범프 화상으로 싱기 3차원 모델의 법선방향을 변조하기 위한 변조수단과,

법선방향이 변조된 3차원 모델에 상기 2차원 텍스처 화상을 매핑하기 위한 매핑수단과,

2차원 텍스처 화상을 매핑한 3차원 모델을 렌더링함으로써 표시화상을 얻어 표시하기 위한 렌더링 수단과,

상기 표시화상에서 위치를 지정하고 상기 지정위치에 대응하는 범프 메모리의 어드레스에 해당하는 범프 화상을 수정하기 위한 묘화수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.

여기서 텍스쳐 화상은 물체표면의 색채, 음영, 모양 등을 나타내는 2차원 화상이며, 범프 화상은 물체의 3차원 모델의 법선방향을 변조하기 위한 예를 들어 2차원의 화상이다. 또한 이 명세서에서 매핑은 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로부터 3차원 물체표면으로의 사상으로, 역매핑은 렌더링 화상으로부터 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로의 매핑으로, 렌더링은 물체가 시점(視點)에서 어떻게 보이는가에 따라 3차원 화상을 2차원 화상으로 변환시키는 것이다. 렌더링 수단은 실시예의 경우 퐁 셰이딩 처리부, 가림면 처리부, 렌더링 메모리 및 모니터 등으로 구성한다.

바람직하게는 렌더링에서 얻어지는 표시화상을 기억하기 위한 렌더링 메모리를 형성하고,

표시화상에서 상기 2차원 텍스처 화상 및 범프 화상으로 역매핑하기 위한 역매핑 어드레스를 상기 렌더링 메모리에 기억시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 묘화수단에 상기 2차원 텍스처 화상 및 범프 화상의 하나를 선택적으로 공급하여 수정하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 범프 화상의 각 위치에 대하여 2개의 면내에서 법선 벡터를 구하는 수단과, 구해진 2개의 법선 벡터에서 범프 화상의 법선방향을 구하기 위한 참조표를 갖춘 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 텍스처 화상과 상기 범프 화상이 스케일링(scaling)(화상의 사이즈를 맞추는 것)되어 공통 좌표계에 기억된다.

(실시예)

도1∼도9에 실시예를 나타낸다. 도1에 실시예에 있어서 화상처리장치의 개요를 나타내면, 2는 지오메트리(geometry)로서 신(scenedetermination)결정에 의거하여 물체의 표면을 다수의 다각형, 예를 들어 다수의 삼각형으로 분할시키고 4는 다각형 시퀀서로서 다수의 삼각형을 순서대로 출력한다. 6은 정점 법선 데이터 산출부로서 각 정점의 법선 데이터, 예를 들어 법선 벡터를 구한다. 8은 법선 벡터 산출부로서, 예를 들어 세 정점의 법선 벡터를 내삽보간하여 각 픽셀(pixel)의 법선 벡터를 구한다.

10은 화상원(畵像源)으로서, 예를 들어 스캐너나 2차원 화상을 기억하는 파일 또는 이들의 입출력 기기 등을 사용하여 2차원 텍스쳐 화상의 원화상(原畵像)이나 범프화상의 원화상 등을 공급한다. 12는 텍스쳐 메모리로서 복수의 플레인(plane)을 준비하여 복수의 텍스쳐 화상을 기억한다. 또한 14는 범프 메모리로서 마찬가지로 복수의 플레인을 준비하여 2차원의 범프 화상을 기억한다. 그리고 예를 들어 범프 화상은 모노크롬(mono-chrome) 화상으로서, 화상의 값은 물품표면의 올록볼록함을 나타내는 것으로서, 예를 들어 화상이 밝은 위치에서는 볼록이며 어두운 위치에서는 오목인 것으로 정의한다. 또한 범프 화상에서 의미를 갖는 것은 주위에 대한 상대적인 올록볼록함이다. 텍스쳐 화상이나 범프 화상은 그것들이 복수개씩 있는 경우라도 스케일링하여 사이즈를 맞추고 오프셋(offset)을 제거하여 공통 좌표계로 기억한다.

17,18은 내삽보간 처리부(內揷補間處理部)로서 메모리(12,l4)의 화상 데이터를 내삽 보간(interpolating)함으로써 서브픽셀(sub-pixel)의 어드레스를 보간한다. 20은 범프 화상의 법선 벡터 산출부로서 그 상세한 설명은 도2에 의거하여 후술한다. 22는 법선 벡터 변조부로서 각 다각형의 법선 벡터를 법선 화상에서 구한 법선 벡터로 변조시키기 위한 것이다.

24는 광원색 설정부로서 광원의 3차원 위치 및 그 밝기나 색조등을 설정한다. 26은 퐁 셰이딩(phong shading) 처리부로서 변조가 끝난 각 다각형의 법선 벡터와 광원의 위치를 사용하고 다각형간의 반사도 고려하여 각 다각형의 휘도(輝度)를 구한다. 28은 가림면 처리부로서 가림면(hidden surface)이 되는 다각형을 제외한 표면에 나타나는 다각형을 구하고, 30은 렌더링 메모리로서 렌더링으로 얻어지는 표시화상(렌더링 화상)을 기억하여 그 화상을 모니터(34)에 표시한다. 또한 렌더링 메모리(30)의 구성은 도3에 의거하여 후술한다.

36은 묘화입력수단으로서 예를 들어 디지타이저(digitizer)와 스타일러스(stylus)와 조합을 사용하고 커서(cursor) 등을 사용하여 묘화위치를 모니터(34)에 표시하는 것이다. 또한 묘화입력수단(36)에서의 묘화입력의 종류는 도시하지 않는 프론트·엔드 프로세서(front-end processor)에서 관리하는 메뉴 등에 의하여 지정되는 것이다. 38은 어드레스 제너레이터로서 묘화입력수단(36)에서의 묘화위치를 렌더링 메모리(30)에서의 어드레스로 변환시켜 렌더링 메모리(30)에 공급한다. 40은 묘화처리부이며 42는 묘화 연산중의 화상을 일시적으로 기억하기 위한 영역 메모리이다. 44는 셀렉터로서 예를 들어 묘화대상을 텍스쳐 화상과 범프 화상중 하나를 선택하고, 선택된 화상과 영역 메모리(42)에 기억된 묘화화상을 선형보간 처리부(46)에서 선형보간하여 같은 메모리에 다시 써 넣는다.

또한 도1에 있어서 I는 디지타이저 등의 묘화입력에서의 지정좌표(묘화위치)를 나타내고 M은 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로부터 물체의 표면으로 매핑하기 위한 매핑 어드레스를 나타내고, M'는 렌더링 화상으로부터 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로 역매핑하기 위한 역매핑 어드레스를 나타낸다. 또한 P, Q는 선형보간 처리부(46)의 출력을 나타내고 P는 텍스쳐 화상에서의 출력, Q는 범프 화상에서의 출력을 나타내고 R은 텍스쳐 화상으로부터 셀렉터(44)으로의 입력, S는 범프 화상으로부터 셀렉터(44)으로의 입력을 의미한다.

도2에 법선 벡터 산출부(20)의 구성을 나타내면, 2차원 범프 화상에서의 좌표를 (i, j)라 하고, 예를 들어 법선 벡터를 구하는 화소(畵素)(u) (i, j)의 4개의 인접점(引接点)을 사용하여 법선 벡터 테이블(50, 51)에서 2개의 수직면에서의 법선 벡터를 구한다. i방향 수직면에서의 접선 벡터는 u(i+1, j)-u(i-1, j)으로 병행이며, 법선 벡터는 여기에 수직이므로 u(i+1, j)와 u(i-1, j)를 사용하여 법선 벡터 테이블(50)로부터 제1의 법선 벡터(nx)를 읽어낸다. 마찬가지로 u(i,j+1)-u(i,j-1)를 사용하여 j방향수직면에서의 법선 벡터(ny)를 읽어낸다. 이들 두 개의 법선 벡터를 죤화(正規化)한다면 3차원 공간에서의 법선 벡터를 얻을 수 있고, 죤화 테이블(52)를 사용하여,

N = (nx, ny) / (nx²+ ny²)^1/2

에 상당하는 벡터를 읽어내어 법선 벡터로 한다. 이 때문에 외적(外積) 계산없이 테이블(50, 51, 52)로부터 2단계 읽어내기로 법선 벡터를 구할 수 있다. 또한 법선 벡터의 산출수법 자체는 임의적이다.

도3에 렌더링 메모리(30)의 구성을 나타내면 60은 컬러 데이터층, 61은 Z데이터층, 62는 역매핑 어드레스층으로서 각각 렌더링 후의 화상데이터를, 예를 들어 각 32비트 길이로 기억한다. 컬러 데이터층(60)은 각 화소의 컬러신호를, 예를 들어 RGB 각 8비트의 합계 24비트 길이로 기억하고 각 화소의 불투과율(α)을 8비트 길이로 기억한다. Z데이터층(61)은 예를 들어 32비트 길이이며 Z값은 시점에 대한 표면의 위치를 지정하는 것이다. 즉 Z값이 작을수록 시점에 가깝고 Z값이 클수록 시점으로부터 먼 것이다. 역매핑 어드레스층(62)은 각 화소로부터 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로 역매핑하기 위한 역매핑 어드레스(M')를, 예를 들어 32비트 길이로 기억한다. 64는 표시영역으로서 렌더링 화상중의 표시영역(64)의 부분이 모니더(34)에 표시된다.

여기서 물체의 추가(追加) 등이 이루어지면 추가된 물체표면의 다각형의 Z값과 Z데이터층(61)의 Z값을 비교하여 작은 쪽은 표면이고 큰쪽은 가림면으로 한다. 예를 들어 컬러 데이터층(60)의 화상(컬러값(C1))이 표면(불투과율(α1))이고 추가된 물체표면의 다각형이 가림면(컬러값(C2), 불투과율(α2))이라 하면 물체 추가후의 렌더링 화상의 컬러값은 α1·C1+(1-α1)·α2·C2, 불투과율은 (α1+α2) - α1·α2가 된다. 단 불투과율은 1일때 표면만이 보여 완전히 불투명이고, 불투과율이 0일때 표면은 완전히 투명이 된다. 또한 역매핑 어드레스층(62)은 텍스쳐 화상이나 범프 화상의 수정시에 사용되고, 렌더링 화상에서의 묘화위치를 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로 역매핑하기 위한 어드레스를 역매핑 어드레스층(62)으로부터 읽어 낸다.

도4에 렌더링 화상과 텍스쳐 화상과의 관계를 나타내면, 65는 예를 들어 렌더링 대상의 렌더링 영역이며 66이 표시화상이다. 표시화상(66)은 3차원 물체 표면의 다긱형에 텍스쳐 화상(68)을 의사적으로 부착한 것으로서 텍스쳐 매핑에 의거하여 텍스쳐 화상(68)을 변형시킨다.

도5에 실시예의 렌더링 알고리즘을 나타낸다. 렌더링 전단계에서 시퀀서(4)로부터 물체를 다수의 다각형으로 분할한 다각형 데이터가 공급되어, 정점 법선 데이터 산출부(6)에서 정점의 3차원 좌표를 구하고 법선 벡터 산출부(8)에서 각 픽셀의 법선 벡터를 구한다. 또한 화상원(10)으로부터 텍스쳐 화상의 원화상이나 범프 화상의 원화상을 공급하고 이들을 텍스쳐 메모리(12)나 범프 메모리(14)에 기억시킨다. 그리고 메핑 어드레스 제너레이터(16)에서 다각형의 어느 위치에서 텍스쳐 화상이나 범프 화상을 매핑하는가의 매핑 어드레스(M)와 렌더링 화상으로부터 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로 역매핑 어드레스(M')를 발생시켜 내삽보간 처리부(17,18)에서 서브픽셀 좌표를 보간하고 법선 변조 처리부(22)에서 법선 방향을 변조시킨 후 퐁 셰이딩 처리부(26)에서 셰이딩 처리를 한다. 그리고 가림면 처리부(28)에서 가림면 처리를 하여 렌더링 메모리(30)에 렌더링 화상을 기억시킨다. 이 때 렌더링 메모리(30)에 역매핑 어드레스(M')를 기억시킨다.

또한 텍스처 화상이나 범프 화상을 3차원 물체에 매핑시킨 후 이들의 사이즈나 좌표원점을 스케일링에 의하여 맞추고 좌표계를 공통으로하여 텍스쳐 메모리(12)나 범프 메모리(14) 혹은 그 밖의 메모리에 재차 기억시키는 것이 바람직하다. 택스쳐 화상이나 범프 화상이 각각 복수인 경우에는 모든 텍스쳐 화상이나 범프 화상에 대하여 좌표계를 공통으로 한다. 그러면 공통의 역매핑 어드레스(M')로 모든 텍스쳐 화상이나 범프 화상에서 용이하게 역매핑할 수 있다.

묘화는 랜더링 처리후에 시작되어 묘화입력수단(36)으로 묘화된다. 또한 메뉴를 통하여 셀렉터(44)에서 범프 화상을 처리대상으로 할 것인지 아니면 텍스쳐 화상을 처리대상으로 할 것인지를 선택하여 선택된 쪽의 화상을 수정한다.

여기서 묘화를 입력하면 묘화 처리부(40)와 영역 메모리(42)를 사용하여 예를 들어 1스트로크분의 입력묘화 대상을 구하고 텍스쳐 화상 혹은 범프 화상과 선형보간 처리부(46)에서 혼합하여 원래의 어드레스에 다시 써넣는다. 범프화상에서의 묘화도 텍스쳐 화상에서의 묘화도 모두 2차원 화상에서의 묘화처리로서, 셀렉터(44)에서 처리대상을 전환시키는 것 이외에는 공통의 아키텍처로 처리할 수 있다. 또한 범프 화상에의 묘화에서는 텍스쳐 화상에의 묘화와 마찬가지로 다수의 가상적인 묘화용구(펜)를 준비하여, 그것들 증 하나를 도시하지 않는 메뉴화면 등에서 선택하여 묘화입력수단(36)으로부터의 입력으로 한다면 좋다. 도10에 펜출력 농도의 분포를 나타내어 Y축은 농도를 나타내며 X축은 펜중심으로부터의 거리를 나타낸다. 그리고 70은 단순한 펜을 나타내고 71은 주변에 골이 있는 가장자리 강조형의 펜을 나타낸다.

실시예에서는 렌더링 메모리(30)에 역매핑 어드레스(M')가 기억되어 있으므로 묘화입력수단(36)으로 지정한 좌표를 어드레스 제너레이터(38)에서 렌더링 메모리(30)로의 어드레스로 변환시키고 다음에 역매핑 어드레스층(62)으로부터 역매핑 어드레스를 구하여 역매핑한 텍스쳐 화상이나 범프 화상의 데이터가 셀렉터(44)로부터 선형보간 처리부(46)에 공급된다. 즉 묘화입력수단(36)에서 펜의 위치를 지정하면 렌더링 메모리의 어드레스로 변환된 후 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로 역매핑된다. 이 때문에 매핑 어드레스 제너레이터(16)에서 매회 역매핑 어드레스를 구할 필요없이 역매핑을 고속으로 산출할 수 있어 보다 인터랙티브로 범프 화상이나 텍스쳐 화상을 수정할 수 있다.

그리고 선형보간 처리부(46)에서 구한 새로운 화상을 원래의 메모리(12, 14)에 다시 써 넣는다. 이렇게 함으로써 대응하는 다각형 렌더링을 다시 처리하고 렌더링 메모리(30)에서의 컬러 데이터나 불투과율이 수정되어 수정결과가 모니터(34)에 표시된다.

도6에 범프 매핑의 원리를 나타낸다. 도6의 상부에 범프가 없는 곡면에서의 물체표면의 방향을 나타내고 화살표로 물체표면 각부의 법선 벡터를 나타낸다. 도6 상부의 하측에 범프 화상의 데이터(예를 들어 범프 화상의 명암값에서 명(明)은 볼록이고 암(暗)은 오목이라 한다)를 나타낸다. 범프 화상을 범프가 없는 곡면에 매핑한다. 즉 범프가 없는 곡면에서 구한 법선 벡터의 방향을 범프 화상으로부터 구한 법선 벡터의 방향에서 변조하면 법선 벡터의 방향은 도6의 하부와 같이 변한다. 예를 들어 범프 화상에 두 곳의 오목한 부분이 있다고 하면 이 부분에서 물체표면의 법선 방향은 도6의 하부와 같이 변하고 이것은 물체표면의 법선방향을 범프 화상에서 수정한 것과 같다. 그리고 범프 화상의 수정은 묘화입력수단(36)을 사용하여 렌더링 단계에서 리얼 타임으로 이루어지므로, 물체표면이 올록볼록한 것을 렌더링 결과의 화상에 대하여 수정할 수 있다. 뱀프화상의 수정에 의한 올록볼록한 부분의 수정결과는 모니터(34)에 리얼 타임으로 표시되므로 올록볼록한 부분의 수정결과를 확인하면서 범프화상을 수정할 수 있다.

도7∼도9에 의하여 범프 화상의 작용을 나타내면 도7은 해면과 섬과 배경인 하늘의 3개의 물체로 구성됨으로써 텍스쳐 메모리(12)에는 해면 화상과 섬 화상 및 배경인 하늘 화상, 이렇게 3개의 화상을 3플레인에 기억시킨다. 마찬가지로 범프 메모리(14)에는 해면과 섬의 범프 화상을 2플레인에 기억시킨다. 뱀프화상은 예를 들어 모노크롬 화상으로 화상이 밝을수록 주위에 대하여 볼록하고 화상이 어두울수록 주위에 대하여 오목하다. 범프 화상에서의 국부적인 명암의 차는 물체의 극부적인 올록볼록함을 나타낸다. 범프 화상을 수정할 경우는 셀렉터(44)에서 범프 메모리(14)를 선택하여 묘화입력수단(36)으로 텍스쳐 화상을 수정하는 것과 똑같이 수정할 수 있다.

도7의 상태에서는 해면에 2개의 파도가 있음으로써 파도의 정점이 볼록하며, 파도와 파도의 사이가 오목하게 되도록 범프 화상이 형성되어 있다. 여기서 묘화입력수단(36)을 사용하여 새로운 파도를 하나 추가하는 것이다. 그러면 화상은 도8과 같이 변한다. 또한 도7, 도8에 있어서 범프 화상은 단면(A)방향에 대하여 나타낸다. 여기서 광원위치를 도8에서 도9와 같이 변경하면 광원에 대한 물체표면의 법선방향이 변하고 물체의 명암은 도9와 같이 변한다.

본 발명은 3차원 모델의 범프 화상을 범프 메모리에 기억시켜 렌더링 과정에서 인터랙티브로 범프 화상을 수정할 수 있도록 한다. 그리고 범프 화상을 수정하여 3차원 모델에서의 표면의 법선방향을 변조하면 수정후의 범프 화상이 물체에 리얼타임으로 매핑되어 텍스쳐 화상을 매핑한 물체가 재차 렌더링되어 표시되고 올록볼록하게 표현한 수정결과를 리얼 타임으로 표시하면서 범프 화상을 수정할 수 있다. 범프 화상은 모델마다의 화상이라도 좋으며, 복수의 모델을 포함한 화상이라도 좋다.

바람직하게는 렌더링 화상으로부터 텍스쳐 화상이나 범프 화상으로 역매핑하기 위한 역매핑 어드레스를 렌더링 메모리에 기억시킴으로써 렌더링 메모리에서 역매핑용 어드레스를 읽어낸다면 바로 텍스쳐 화상이나 범프 화상에서 묘화 어드레스를 구할 수 있어 보다 리얼 타임으로 텍스쳐 화상이나 범프 화상을 수정할 수 있다.

바람직하게는 공통의 묘화수단에 텍스쳐 화상과 범프 화상 중 하나를 공급하여 수정한다. 즉 텍스쳐 화상에서의 묘화도 범프 화상에서의 묘화도 공통의 묘화수단으로 처리할 수 있다.

바람직하게는 범프 화상에서 물체표면 변조방향의 법선 벡터를 X-Z, Y-Z 등의 2개의 면에 관하여 구함으로써 참조표에서 범프 화상의 법선방향을 구함으로써 외적 연산없이 법선방향을 구할 수 있어 고속으로 처리할 수 있다.

바람직하게는 텍스쳐 화상과 범프 화상을 스케일링하여 공통의 좌표계로 기억시킨다. 그러면 같은 역매핑 어드레스로 텍스쳐 화상과 범프 화상의 쌍방향으로 역매핑할 수 있다.

Claims

물체의 3차원 모델에 2차원 텍스처(texture) 화상을 매핑하고, 렌더링(rendering)으로 화상을 표시하는 화상처리장치에 있어서,

상기 3차원 모델의 범프(bump) 화상을 저장하는 범프 메모리와,

범프 화상으로 상기 3차원 모델의 법선방향(法線方向)을 변조하기 위한 변조수단과,

법선방향이 변조된 3차원 모델에 상기 2차원 텍스처 화상을 매핑하기 위한 매핑수단과,

2차원 텍스처 화상을 매핑한 3차원 모델을 렌더링함으로써 표시화상을 얻어 표시하기 위한 렌더링 수단과,

상기 표시화상에서 위치를 지정하고 상기 지정위치에 대응하는 범프 메모리의 어드레스에 해당하는 범프 화상을 수정하기 위한 묘화수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
제1항에 있어서

상기 표시화상을 기억하기 위한 렌더링 메모리를 형성하고,

표시화상에서 상기 2차원 텍스처 화상 및 범프 화상으로 역매핑하기 위한 역매핑 어드레스를 상기 렌더링 메모리에 기억시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
제1항에 있어서

상기 묘화수단에 상기 2차원 텍스처 화상 및 범프 화상의 하나를 선택적으로 공급하기 위한 선택수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
제1항에 있어서

상기 범프 화상의 각 위치에 대하여 2개의 면내에서 법선 벡터(法線 vector)를 구하는 수단과,

구해진 2개의 법선 벡터에서 범프 화상의 법선방향을 구하기 위한 참조표를 갖춘 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
제1항에 있어서,

상기 텍스처 화상과 상기 범프 화상이 스케일링되어 공통의 좌표계에 기억되어 있는 것을 특징으로 하는 화상처리장치.