KR20030068445A - 화상 처리 방법 - Google Patents

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KR20030068445A KR10-2003-0008764A KR20030008764A KR20030068445A KR 20030068445 A KR20030068445 A KR 20030068445A KR 20030008764 A KR20030008764 A KR 20030008764A KR 20030068445 A KR20030068445 A KR 20030068445A
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Abstract

코사인 연산없이 광선 추적법(ray tracing)과 유사한 셰이딩 효과를 생성할 수 있는 화상 처리 방법은 화면과 모델 표면 사이의 거리인 거리 성분을 산출하는 제1 단계; 및 거리 성분에 기초하여 얻어진 음영값(shading value)과 음영 처리 이전의 색 데이터(pre-shading color data)의 명도값을 가산하여 음영 처리 이후의 색 데이터(post-shading color data)의 명도값을 얻는 제2 단계를 포함한다.

Description

화상 처리 방법{IMAGE PROCESSING METHOD}
본 발명은 화상 처리 기술에 관한 것으로, 특히 음영을 포함한 렌더링에 대한 화상 처리 방법에 관한 것이다.
오락(amusement) 기기 분야에서, 컴퓨터 그래픽 기술의 진보와 함께 화상 처리 기술이 점차 고도화되고 있다. 최근, 2D 뿐만 아니라 3D 기술을 포함한 화상 처리 기술이 특히 이전에 고화질이 요구되지 않았던 휴대용 게임기 등에 필요하게되었다. 이러한 화상 처리는 일반적으로 지오메트리 처리와 렌더링을 포함하며, 지오메트리 처리는 도형의 정점의 좌표 변환을 행하고, 정점, 광원, 시점의 위치 뿐 아니라, 색들 및 법선 벡터에 따라 도형이 어떻게 보이는지를 나타내기 위해 광원 계산을 통해 정점의 색을 산출하는 방법을 포함하고, 렌더링은 지정된 좌표에 도형을 그리고, 음면 제거, 음영 처리 및 텍스쳐 맵핑을 거쳐 비디오 메모리에 비트맵 형식으로 도형을 기입하는 것을 포함한다(예를 들어, 일본 특개평9-198525호 공보의 0005 내지 0018 단락 참조).
사이즈 및 무게의 감소 요구로 인해, 휴대용 게임기 등에 실장 가능한 리소스들이 하드웨어와 소프트웨어의 양면에서 제한된다. 결과적으로, 간단한 방식으로, 리얼한 표현을 가능하게 하는 장치 및 방법이 요구되고 있다.
화상 처리 절차는 물체의 형상을 정의하는 모델링, 보는 방향 및 물체가 어떻게 보이는지를 구성하는 렌더링, 및 표시 장치로의 출력을 행하는 드로잉으로 나누어진다. 음영 처리는 렌더링의 일부로서 행해지고, 광선 추적법(ray tracing)은 렌더링의 기술이다.
광선 추적법은 광선이 광원으로부터 눈에 도달하기 전에 광선에 의해 행해지는 처리(반사, 굴절, 음영 등)를 산출함으로써 거울이나, 투명 물체 등을 표현하는 방법이다. 그러나, 광원측으로부터 추적해가면 눈에 도달하는 광선은 추적이 거의 불가능하다. 따라서, 눈으로부터 반출되는 가상의 광선을 가정하면, 광선은 실제 광선의 도달 방향과 역방향으로 추적될 수 있다.
이 방법에서, 가상의 광선은 대상 물체에 도달하여, 반사 또는 굴절을 한 후에 더 추적된다. 이는, 반사 물체나 투명 물체를 표현하는 것을 가능하게 한다. 시점으로부터 각 격자점(grid point)을 향하여 광선을 방출하여, 광선과 최초로 부딪치는 대상 물체와의 교점을 구한다. 이 대상 물체가 가시 대상 물체이다. 교점에서는, 음영이 행해지고, 대상 물체의 성질에 따라 2차 광선으로서 반사 광선이나 투과 광선이 방출되어 추적이 계속된다.
도 1은 모델링의 일례인 어안 렌즈(fish-eye lens)의 모델링 방법에 대하여 설명한다. 원의 일부를 컷팅함으로써 어안 렌즈 효과의 모델링을 행하는 경우, 원의 중심을 점 O로 하고, 점 O로부터 R1의 거리만큼 떨어진 화면에 원화(original picture)를 배치(또는 표시)한다. 이 모델을 이용하여, 화면상의 각 픽셀 위치의 어드레스를 변경한다. 특히, 모델링을 통해, 화면 상의 점 A2로 변환될 픽셀 위치에 대응하는 점 A1이 결정되고, 그 어드레스는 점 A2의 어드레스로 변환된다. 이러한 방식으로, 화상이 처리된다. 다음 설명에서, 모델링 이후에 구해진 픽셀 위치(도 1에서 점 A2에 대응함)는 모델링 이후의 픽셀 위치로서 참조되고, 모델링 이전의 대응하는 픽셀 위치(도 1에서 점 A1에 대응함)는 모델링 이전의 픽셀 위치로서 참조된다.
도 1에서, 점 O, 거리 R1, 및 모델링 이후의 픽셀 위치인 점 A2는, 공지된 파라미터이기 때문에, 화면과, 모델 표면 상의 교차부를 나타내는 원호 간의 거리 R2(즉, 원호 상의 점 P과 점 A2와의 거리)를 구한 후 유사한 삼각형들(점 A1, 점 A2, 및 점 P에 의해 규정되는 삼각형과, 점 A1, 점 A3, 및 점 O에 의해 규정되는 삼각형)의 관계를 이용하여, 화면과 점 P 사이의 교점으로서, 점 A2에 대응하는 모델링 이전의 픽셀 위치인 점 A1의 위치가 특정된다. 거리 R2는, 점 A2에서의 거리 요소로서 참조되며, 점 A2와 점 P 사이의 선분 길이, 화면과 모델 표면을 가진 모델링 이후의 픽셀 위치 A2로부터의 화면과 수직하게 그려진 직선의 교점에 의해 규정된다. 또한, 도 1에는 2차원의 모델링 예가 도시되었지만, 차원을 늘려 3차원의 모델링에도 유사한 방법이 사용될 수 있다.
다음으로, 원주의 모델링에 대하여 설명하기로 한다. 어안 렌즈는, 한 점(점 O)으로부터 시작하여 모델링된다. 이 점을 직선(도 1에서, 지면의 수직 방향으로 연장되는 직선)으로 대체하면 원주가 표현될 수 있다. 도 2는 모델링 처리 절차를 예시한 순서도이다. 단계 1101에서, 모델링 이후의 픽셀 위치를 설정한다. 단계 1102에서, 단계 1101에서 설정된 모델링 이후의 픽셀 위치와, 화면과 모델 표면을 교차하는 모델링 이후의 픽셀 위치로부터 화면에 수직하게 그려진 직선이 기억장치(1104) 등으로 출력되는 2개의 점들 간에 선분 길이로 규정되는 거리 성분(도 1에서 R2에 대응함)을 사용하여 모델링 이후의 픽셀 위치를 계산한다. 단계 1103에서, 픽셀이 이동된다. 단계 1101 내지 1103은 모델링을 반복한다.
다음으로, 도 3을 참조하여 음영을 설명하기로 한다. 음영은, 광선의 입사 각도가 커질수록, 수직 입사에 비해 대상 물체의 표면과 부딪치는 광선의 강도가 자아지는 현상을 다룬다. 통상의 방법에 따르면, 대상 물체의 표면의 단위 면적 당 광선의 강도는 Xcosθ로 주어지며, 여기서 θ는 광원 S로부터 광선의 벡터(1202)와 법선(1201) 간의 각도이며, X는 광원 S로부터의 단위 영역 당 광량이다.
렌더링에서, 광선 추적법 수단으로 음영을 행하기 위해서는, 광원으로부터 대상 물체까지의 입사 각도를 이용하여 대상 물체면 상의 광량을 결정할 필요가 있다. 즉, 광원 S로부터의 광량 X에는 cosθ가 곱해져야만 한다. 결과적으로, 음영은 계산량이 많아서, 처리 속도가 저하된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 광원 S로부터의 단위 면적 당의 광량이 X이고 광원 S로부터 대상 물체로의 광의 입사 각도가 "θ"이면, 대상 물체의 광 수신 영역은 증가하는 반면, 광과 대상 물체 간의 교점에서의 단위 면적 당의 광량은 Xcosθ로 감소한다.
도 4를 참조하여 코사인 계산을 설명하기로 한다. Av를 교점에서 광원까지의 벡터라 하고, Bv를 교점에서 시점까지의 벡터라 하면, 내적 (AvBv)와 벡터들의 절대값 사이의 관계로부터, 하기의 공식을 구할 수 있다.
벡터 Av 및 Bv의 길이 성분의 곱으로서 주어진 상기 공식의 분모는 곱셈을 포함하여, 덧셈보다 많은 계산량을 필요로 한다.
cosθ가 결정된 이후, 단위 면적당의 광량 X를 곱해야 하기 때문에, 계산량은 더욱 증가한다.
상술한 바와 같이, 통상의 광선 추적법에 의한 음영은 많은 계산량을 포함하기 때문에, 고속으로 음영을 하기 위해서는, 화상 처리 장치에 승산기와 같은 큰 하드웨어가 장착되어야 한다. 그러나, 소형 및 경량일 것을 기대하는 휴대용 게임기 등에서는 승산기 등을 필요로 하는 것이 바람직하지 않다.
상기 상황의 관점에서 본 발명이 만들어지게 되었다. 본 발명의 목적은 고속 곱셈을 수반하는 코사인 계산을 행할 필요가 없이 광선 추적법과 유사한 음영 효과를 생성할 수 있고, 처리 장치의 구성을 간략화하여 처리 시간을 감소시킬 수 있는 화상 처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 화상 처리 방법은 화면과 모델 표면 간의 거리인 거리 성분을 산출하는 제1 단계와, 음영 처리 이후의 색 데이터에서 명도값을 구하기 위해 음영 처리 이전의 색 데이터에서의 명도값과 거리 성분에 기초하여 구해진 음영값을 더하는 제2 단계를 포함한다.
또한, 본 실시예에 따르면, 상기 제1 단계는 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 거리 성분 뿐만 아니라, 화면 상의 모델링 이전의 픽셀 위치와 모델링 이후의 픽셀 위치 간의 상관성을 계산하는 모델링 단계를 포함할 수 있고, 상기 제2 단계는 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 거리 성분에 기초하여 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 음영값을 생성하는 음영값 생성 단계와, 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 음영 처리 이전의 색 데이터에서의 명도값에, 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 음영값을 더함으로써 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 음영 처리 이후의 색 데이터를 준비하는 음영 데이터 준비 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 관련된 목적과 특징들은 첨부된 청구범위에서 지적된 혁신적인 문제들 뿐 아니라 첨부된 도면에 대해 취해진 하기 설명으로부터 보다명백해질 것이다.
도 1은 모델링 방법을 예시한 도면.
도 2는 모델링 절차를 예시한 순서도.
도 3은 음영 처리(shading)를 예시한 도면.
도 4는 코사인 값을 구하는 방법을 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 처리 방법을 예시하기 위해 화상 처리 장치의 구성예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 처리 방법의 순서도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 처리 방법을 예시하기 위해 화상 처리 장치의 구성예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 처리 방법의 순서도.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 처리 방법을 예시하기 위해 화상 처리 장치의 구성예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 처리 방법의 순서도.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 화상 처리 방법을 예시하기 위해 화상 처리 장치의 구성예를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 화상 처리 방법의 순서도.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 화상 처리 방법을 예시하기 위해 화상 처리 장치의 구성예를 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 화상 처리 방법의 순서도.
도 15는 본 발명에 따른 음영을 예시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명>
100, 300, 500, 700, 800 : 렌더링 블록
101, 301, 501, 501, 701, 801 : 모델링 블록
102, 302, 502, 702, 802 : 거리 성분 저장 메모리
103, 303, 503 : 음영값 생성 회로
104, 304, 504, 704, 804 : 가산기
105, 305, 307, 505, 507, 705, 805 : 색 데이터 저장 메모리
110, 310, 511, 710, 810 : 드로잉 블록
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 하기에서 설명될 것이다. 본 발명은 이후 구체적인 실시예로서 설명되겠지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않음을 이해해야할 것이다.
본 발명은 모델링 이후의 픽셀 위치로부터 화면과 수직하게 그려진 직선이 각각 화면 및 모델 표면과 교차하는 2개의 점들 간의 선분의 길이에 의해 규정되는 거리(즉, 화면과 모델 표면 간의 거리)인 거리 성분에 기초하여 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 음영값을 생성하고, 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 색 데이터(즉, 음영 전의 색 데이터)의 명도값에 음영값을 가산하고, 픽셀의 음영 처리 이후 색 데이터의 명도값으로서 결과값을 출력한다. 하기 설명에서, 음영 처리를 행하기 이전의 색 데이터는 음영 처리 이전의(pre-shading) 색 데이터로서 참조될 것이며, 음영 처리를 행한 이후의 색 데이터는 음영 처리 이후의(post-shading) 색 데이터로 참조될 것이다. 본 발명에 따르면, 거리 성분(도 15에서 R4)과, 명도에 대한 기준으로 기능하는 소정의 거리 성분(도 15에서 R3) 사이의 비에 기초하여 음영값이 결정된다. 따라서, 본 발명은 코사인 계산을 행할 필요성을 제거하여, 화상 처리 장치의 구성을 간략화할 수 있다.
도 5와 6은 본 발명에 따른 화상 처리 방법의 제1 실시예를 도시한 도면이다. 도 5는 처리 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 화상 처리의 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 화상 처리 장치는 모델링 이후의 픽셀 위치의 입력을 수신하여 모델링 이후의 픽셀 위치를 역으로 계산하는 모델링 블록(101), 거리 성분들-각각의 거리 성분은 모델링 이후의 픽셀 위치로부터 화면에 수직하게 그어진 직선이 화면 및 모델 표면과 교차하는 두 점 사이의 선분의 길이에 의해 정의된 거리임- 및 모델링 이전의 픽셀 위치들을 저장하는 거리 성분 저장 메모리(102), 거리 성분 저장 메모리(102)로부터 출력된 거리 성분을 이용하여 색 데이터에 대한 음영값(shading value)을 계산하는 음영값 생성 회로(103), 모델링 이전의 픽셀 위치에 대응하는 한 프레임에 대해 화상의 색 데이터를 저장하는 색 데이터 저장 메모리(105), 및 모델링 이전의 픽셀 위치의 어드레스를 사용하여 음영값 생성 회로(103)에 의해 결정된 값을 색 데이터 저장 메모리(105)로부터 판독된 색 데이터에 가산하는 가산기(104)를 포함한다(판독된 색 데이터는 원래 영상의 색 데이터와 동일하며, 어드레스로서 입력된 모델링 이전의 픽셀 위치에 대응하는 모델링 이후의 픽셀 위치에서 픽셀의 음영 처리 이전의 색 데이터임). 여기서, 도 1에서와 같이, 모델링 이후의 픽셀 위치(도 1의 점 A2)가 먼저 결정되고, 그 다음에 경로 A2, P, A1을 따라 되돌아감으로써 대응하는 모델링 이전의 픽셀 위치(도 1의 점 A1)가 결정된다.
모델링 블록(101)에 입력되는 신호 S1은 모델링 이후의 픽셀 위치를 나타낸다. 모델링 블록(101)으로부터 출력되고 거리 성분 저장 메모리(102)에 입력되는 신호 S2는 모델링 이전의 픽셀 위치를 나타낸다. 모델링 블록(101)으로부터 출력되고 거리 성분 저장 메모리(102)에 입력되는 신호 S3은 모델링 이후의 픽셀 위치로부터 화면에 수직하게 그어진 직선이 화면 및 모델 표면과 교차하는 두 점 사이의 선분의 길이에 의해 정의된 거리인 거리 성분을 나타낸다.
거리 성분 저장 메모리(102)로부터 판독되고 음영값 생성 회로(103)에 입력되는 신호 S7은, 모델링 이후의 픽셀 위치로부터 화면에 수직하게 그어진 직선이 화면 및 모델 표면과 교차하는 두 점 사이의 선분의 길이에 의해 정의된 거리인 거리 성분을 나타낸다. 거리 성분 저장 메모리(102)로부터 판독되고 색 데이터 저장 메모리(105)에 입력되는 신호 S8은 모델링 이전의 픽셀 위치를 나타낸다.
음영값 생성 회로(103)로부터 출력되고 가산기(104)에 입력되는 신호 S4는 픽셀의 색 데이터에 가산될 음영값을 나타낸다. 색 데이터 저장 메모리(105)로부터 판독되고 가산기(104)에 입력되는 신호 S5는, 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 색 데이터(이하에서는 모델링 이후의 픽셀 색 데이터라 칭함)를 나타내고, 신호 S5는 또한 음영 처리 이전의 픽셀 색 데이터를 나타낸다. 가산기(104)로부터 출력된 신호 S6은 음영 처리 이후의 픽셀 색 데이터를 나타낸다.
색 데이터 저장 메모리(105)의 어드레스 신호로서 신호 S8이 이용된다. 신호 S5는 색 데이터 저장 메모리(105)의 어드레스에서 판독된 색 데이터이며, 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 음영 처리 이전의 색 데이터(이하에서는 모델링 이후의 픽셀 색 데이터라 칭함)로서 이용된다.
다음에, 도 5를 참조하여 화상 처리 장치의 동작을 약술할 것이다. 모델링 블록(101)은 소정의 모델링 수단(예를 들어, 어안(fishy-eye), 원주 등)을 이용하여 모델링 이후의 픽셀 위치 S1에 기초하여 거리 성분 S3과 모델링 이전의 픽셀 위치 S2를 계산하고 출력한다.
거리 성분 저장 메모리(102)는 한 프레임에 대해 모델링 이전의 픽셀 위치 S2와 거리 성분 S3을 저장한다. 또한, 거리 성분 저장 메모리(102)는 판독 요청에 따라 거리 성분 S7과 모델링 이전의 픽셀 위치 S8을 출력한다.
음영값 생성 회로(103)는 거리 성분 저장 메모리(102)로부터 출력된 거리 성분 S7을 이용하여 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 색 데이터에 대한 음영값 S4를 출력한다.
색 데이터 저장 메모리(105)는 어드레스로서 모델링 이전의 픽셀 위치 S8의 입력을 수신하고, 그 어드레스의 색 데이터를 대응하는 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 음영 처리 이전의 색 데이터 S5로서(즉, 모델링 이후의 픽셀 색 데이터로서) 출력한다.
가산기(104)는 음영값 생성 회로(103)로부터 출력된 음영값 S4를 모델링 이후의 픽셀 색 데이터 S5의 명도값에 가산하고, 그 결과값을 음영 처리 이후의 픽셀 색 데이터 S6에서의 명도값으로서 출력한다. 음영 처리 이후의 픽셀 색 데이터 S6는 드로잉 블록(110)에 입력되어 디스플레이에 도시된다(도시되지 않음).
다음에, 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 6의 화상 처리 방법을 도 5에 도시된 화상 처리 장치의 동작과 관련하여 설명한다.
먼저, 화상 처리 장치는 단계 201과 202에서 모델링 블록(101)을 이용하여 모델링을 수행한다. 도 1을 참조하여 서술되었던 것과 같은 공지의 방법을 모델링에 이용한다. 예를 들어, 모델링 블록(101)은 단계 201에서 각 픽셀이 목표 영역 내에 포함되어 있는지의 여부를 판정한다. 목표 영역 내에 있으면, 단계 202에서모델링 블록(101)은 모델링 이후의 픽셀 위치 S1으로부터 뒤로 추적함으로써 모델링 이전의 픽셀 위치 S2를 계산하고, 거리 성분 S3을 계산한다. 단계 201에서 픽셀이 목표 영역 밖에 있는 것으로 판정되면, 거리 성분 S3은 초기값을 0으로 가정한다.
단계 203에서, 화상 처리 장치는 모델링 중에 계산된 모델링 이전의 픽셀 위치 S2와 거리 성분 S3을 거리 성분 저장 메모리(102)에 저장한다.
단계 204에서, 화상 처리 장치는, 거리 성분 저장 메모리(102)의 모델링 이전의 픽셀 위치 S8의 어드레스를 이용하여, 색 데이터 저장 메모리(105)에 있는 대응하는 어드레스에서의 색 데이터를 판독하고, 그것을 모델링 이전의 픽셀 위치 S8에 대응하는 모델링 이후의 픽셀 색 데이터 S5로서(즉, 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 색 데이터로서) 출력한다.
단계 205에서, 화상 처리 장치는 거리 성분 저장 메모리로부터 거리 성분 S7을 판독하고, 음영값 S4를 계산한다. 음영값 생성 회로(103)는 거리 성분 S7에 기초하여 음영값 S4의 계산을 수행한다.
단계 206에서, 화상 처리 장치는 가산기(104)가 단계 205에서 결정된 음영값 S4에 단계 204에서 결정된 모델링 이후의 픽셀 색 데이터 S5를 가산하게 하고, 가산의 결과를 음영에서의 명도값으로써 이용하여 음영 후에 픽셀 색 데이터 S6을 출력한다.
본 실시예의 단계 205에서의 음영값의 계산을 도 15를 참조하면서 설명한다. 도 15는 어안 렌즈에 대한 음영의 예를 도시하는 도면이다. 모델링된 어안 렌즈는중심에서 그 명도가 가장 높고 중심으로부터의 거리가 증가할수록 명도가 감소하도록 음영된다. R3가 렌즈의 중심에서 모델 표면을 나타내는 원호 위의 점 P3로부터 화면 상의 점 A3까지의 거리 성분이고, R4가 원호 위의 점 P4로부터 화면 상의 점 A4까지의 거리이면, 렌즈의 중심에서의 거리 성분 R3는 가장 명도가 높은 부분에 대응한다. 가장 명도가 높은 부분의 거리 성분 R3는 음영 처리에서 화면의 명도에 가산될 최대값으로서 이용된다. 최대값을 100으로 취하면, 화면 상의 점 A4에서의 음영값은 100*(R4/R3), 즉 거리 성분 R3에 대한 거리 성분 R4의 비에 100을 곱한 값으로 주어진다.
가산기(104)는 이와 같이 얻어진 음영값을, 점 A4로 재배치된 모델링 이전의 픽셀 위치의 픽셀의 명도값(B4로 표시됨)에 가산한다. 따라서, 음영 후의 점 A4의 명도값은 (100*(R4/R3))+B4 에 의해 주어진다. 또한, 모델링 후의 점 A4의 명도는 모델링 이전의 픽셀 위치 S8의 어드레스를 사용하여 색 데이터 저장 메모리(105)로부터 판독된 모델링 이후의 픽셀 색 데이터 S5의 명도 성분이다.
그러므로, 본 발명은 코사인 연산을 행하지 않고, 광선 추적법과 유사한 음영 효과를 얻을 수 있다. 코사인 연산의 필요성이 없기 때문에, 종래의 기술과 비교하여 회로 구성을 간소화할 수 있고, 처리 시간을 감소시킬 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 도 7과 8은 본 발명에 따른 화상 처리 방법의 제2 실시예를 나타내는 도면이다. 도 7은 처리 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 8은 화상 처리의 흐름도이다. 제2 실시예에서는, 복잡한 그래프 표시는 쉽게 행할 수 있게 한다. 도 5에 도시된 화상 처리 장치의 구성에 추가하여, 도 7에 도시된 화상 처리 장치는 제2 색 데이터 저장 메모리(307), 셀렉터(308), 및 거리 성분 가산기(306)를 포함한다.
도 7을 참조하면, 화상 처리 장치는 모델링 블록(301), 거리 성분 가산기(306), 거리 성분 저장 메모리(302), 음영값 생성 회로(303), 가산기(304), 제1 색 데이터 저장 메모리(305), 제2 색 데이터 저장 메모리(307), 및 셀렉터(308)를 포함하고 있다.
모델링 블록(301), 거리 성분 저장 메모리(302), 음영값 생성 회로(303), 및 가산기(304)는 각각 도 5에 도시된 모델링 블록(101), 거리 성분 저장 메모리(102), 음영값 생성 회로(103), 및 가산기(104)와 유사한 방식으로 동작한다.
거리 성분 가산기(306)는 거리 성분의 계산을 행하기 위한 회로이다. 이것은 모델링 블록(301)으로부터 출력된 거리 성분 S3과, 거리 성분 저장 메모리(302)로부터 출력된 거리 성분 S7을 가산하여, 그 결과값을 거리 성분 신호 S9로서 출력한다.
모델링 블록(301)에 입력되는 입력 신호 S1은 모델링 이후의 픽셀 위치를 나타낸다. 모델링 블록(301)으로부터 출력되고 거리 성분 저장 메모리(302)에 입력되는 신호 S2는 모델링 이전의 픽셀 위치를 나타낸다. 모델링 블록(301)으로부터 출력되고 거리 성분 가산기(306)에 입력되는 신호 S3은 거리 성분을 나타낸다.
거리 성분 가산기(306)로부터 출력되고 거리 성분 저장 메모리(302)에 입력되는 신호 S9는 거리 성분(모델링 블록(301)으로부터 출력된 신호 S3과, 거리 성분저장 메모리(302)로부터 출력된 신호 S7을 가산하여 획득한 거리 성분)을 나타낸다.
거리 성분 저장 메모리(302)로부터 출력되고 음영값 생성 회로(303) 및 거리 성분 가산기(306)에 입력되는 신호 S7은 거리 성분을 나타낸다. 거리 성분 저장 메모리(302)로부터 출력되고 제1 색 데이터 저장 메모리(305) 및 제2 색 데이터 저장 메모리(307)에 입력되는 신호 S8은 모델링 이전의 픽셀 위치를 나타낸다.
음영값 생성 회로(303)로부터 출력되고 가산기(304)에 입력되는 신호 S4는 픽셀 색 데이터에 가산될 음영값이다.
제1 색 데이터 저장 메모리(305)로부터 판독되고 제2 색 데이터 저장 메모리(307) 및 셀렉터(308)에 입력되는 신호 S11은 제1 색 데이터 저장 메모리에 저장된 색 데이터에 기초하여 모델링된 픽셀 색 데이터를 나타낸다. 제2 색 데이터 저장 메모리(307)로부터 판독되고 제1 색 데이터 저장 메모리(305) 및 셀렉터(308)에 입력되는 신호 S10은 제2 색 데이터 저장 메모리에 저장된 색 데이터에 기초하여 모델링된 픽셀 색 데이터를 나타낸다. 셀렉터에 입력되는 신호 S12는 셀렉터에 대한 선택 제어 신호이다. 이것은 인입하는 신호 S11과 신호 S10 중 어느 것을 셀렉터(308)가 그 출력으로써 선택해야만 하는지를 제어한다.
셀렉터(308)로부터 출력되고 가산기(304)에 입력되는 신호 S5는 셀렉터(308)에 의해 선택된 모델링 이후의 픽셀 색 데이터를 나타낸다. 가산기(304)로부터 출력된 신호 S6은 음영 처리 이후의 픽셀 색 데이터를 나타낸다.
제1 모델링 반복 시에, 거리 성분 저장 메모리의 모든 거리 성분들은 0으로초기화되어 있다.
제1 색 데이터 저장 메모리(305) 및 제2 색 데이터 저장 메모리(307)는 픽셀 위치에 대응하는 어드레스들을 갖고 각 픽셀마다의 색 데이터를 저장하고 있다.
제1 색 데이터 저장 메모리(305) 및 제2 색 데이터 저장 메모리(307) 상에서 교대로 색 데이터 판독 및 기입 동작이 수행된다. 제1 색 데이터 저장 메모리(305)가 판독 동작을 하고 있을 때, 제2 색 데이터 저장 메모리(307)는 기입 동작을 행한다. 제2 색 데이터 저장 메모리(307)가 판독 동작을 하고 있을 때, 제1 색 데이터 저장 메모리(305)는 기입 동작을 행한다.
판독 동작 중에, 제1 색 데이터 저장 메모리(305) 및 제2 색 데이터 저장 메모리(307)는, 각각 거리 성분 저장 메모리(302)로부터 출력된 모델링 이전의 픽셀 위치 S8에 대응하는 어드레스에 저장된 색 데이터를 출력한다.
기입 동작 중에, 제1 색 데이터 저장 메모리(305) 및 제2 색 데이터 저장 메모리(307)는, 각각 다른 메모리로부터 출력된 색 데이터를 모델링 이후의 픽셀 위치 S1에 대응하는 어드레스에 기입한다.
셀렉터(308)의 출력 신호 S5는, 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 색 데이터(모델링 이후의 픽셀 색 데이터)로서 실제로 출력된 색 데이터이고, 픽셀 색 데이터 S10 및 S11로부터의 선택 제어 신호 S12에 의해 선택된다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 따라, 도 7에 도시된 화상 처리 장치의 동작과 관련하여 도 8의 화상 처리 방법을 설명한다.
이 실시예에 의하면, 도 6의 순서도의 단계 204는 모델링 이후의 픽셀 색 데이터가 판독되고 색 데이터가 재기입되는 단계 404로 대체된다. 또한, 이 실시예는 거리 성분들이 가산되는 단계 407을 부가적으로 포함하고 있다.
우선, 화상 처리 장치는 단계 401 및 402에서 모델링 블록(301)을 사용하여 모델링을 행한다. 다시, 도 1을 참조하여 설명한 것과 같은 공지된 방법이 모델링에 사용된다. 단계 402에서, 모델링 이전의 픽셀 위치들 S2는 모델링 이후의 픽셀 위치 S1으로부터 역으로 추적함으로써 계산된다. 또한, 거리 성분 S3이 계산된다.
다음, 단계 407에서, 거리 성분 가산기(306)는 모델링 블록(301)으로부터 판독된 거리 성분 S3과 거리 성분 저장 메모리(302)로부터 판독된 거리 성분 S7을 가산함으로써 거리 성분 S9를 계산한다.
다음, 단계 403에서, 화상 처리 장치는 모델링 이전의 픽셀 위치 S2와 모델링시 계산되는 거리 성분 S9를 거리 성분 저장 메모리(302)에 저장한다.
다음, 단계 404에서, 화상 처리 장치는 2개의 화상 색 데이터 저장 메모리(305, 307)를 사용하여 색 데이터를 판독 및 재기입한다. 제1 색 데이터 저장 메모리(305)가 판독 메모리로서 선택되면, 제1 색 데이터 저장 메모리(305)는 모델링 이전의 픽셀 위치 S8에 대응하는 어드레스들에서의 색 데이터를 대응하는 모델링 이후의 픽셀 위치에 있는 색 데이터로서 셀렉터(308)를 통해 출력한다. 반면, 제2 색 데이터 저장 메모리(307)는 제1 색 데이터 저장 메모리(305)로부터 판독된 색 데이터를 모델링 이후의 픽셀 위치 S1에 대응하는 어드레스들에 저장한다. 색 데이터가 다음 번에 판독되는 경우 판독 메모리로서 제2 색 데이터 저장 메모리(307)를 선택함으로써, 화상의 색 데이터 저장 메모리들의 색 데이터는 효과적으로 재기입된다.
유사하게, 제2 색 데이터 저장 메모리(307)이 판독 메모리로서 선택되면, 제2 색 데이터 저장 메모리(307)는 대응하는 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 색 데이터로서 모델링 이전의 픽셀 위치 S8에 대응하는 어드레스들의 색 데이터를 단계 404에서의 셀렉터(308)를 통해 출력한다. 제1 색 데이터 저장 메모리(305)는 모델링 이후의 픽셀 위치 S1에 대응하는 어드레스들을 사용하여, 제2 색 데이터 저장 메모리(307)로부터 판독된 색 데이터를 저장한다. 그 후, 화상 처리 장치는 단계 404로 진행하고 모델링 블록(301)을 사용하여 다음 모델링 반복을 행하는 단계 401로 복귀한다.
단계 405에서, 화상 처리 장치는 거리 성분 저장 메모리로부터 거리 성분 S7을 판독하여 음영값 S4를 계산한다. 거리 성분 S7에 기초한 음영값 S4의 계산은 음영값 생성 회로(303)에 의해 행해진다.
다음, 단계 406에서, 화상 처리 장치는 가산기(104)가 단계 405에서 결정된 음영값 S4와 단계 404에서 결정된 모델링 이후의 픽셀 색 데이터 S5를 가산하게 하여 그 가산 결과를 출력한다. 이에 의해, 단계 406에서, 화상 처리 장치는 음영된 픽셀 색 데이터 S6을 출력한다.
본 실시예의 효과는 어안 렌즈(fish-eye lens)의 모델링을 인용하여 설명될 것이다. 거리 성분 저장 메모리(302)의 거리 성분들은 0으로 초기화된 후, 제1 색 데이터 저장 메모리(305)가 판독 메모리로서 선택되면서 단계 401 내지 406이 행해지면, 원화상을 구성하는 픽셀들이 음영 처리되어 픽셀들이 주변으로 접근함에 따라 중심으로부터 거리가 증가하는 것에 의해 픽셀들이 어두워지게 되어, 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 화상이 구의 표면에 붙어 있는 것과 같이 보이게 된다. 그 후, 단계 404에서 단계 401로 돌아가면, 판독 메모리로서 제2 색 데이터 저장 메모리(307)가 선택되고 원래(음영 처리 이전) 화상으로서 제1 화상이 사용되면서 단계 401 내지 406이 다시 행해진다. 그 결과, 원화상을 구성하는 픽셀들이 음영되어 픽셀들이 주변으로 접근함에 따라 중심으로부터 거리가 증가하는 것에 의해 픽셀들이 어두워진다. 게다가, (제1 모델링 반복시 얻어진 거리 성분들과 제2 모델링 판독시 얻어진 거리 성분들이 가산되기 때문에,) 결과 화상은 중심과 주변 사이의 콘트라스트(contrast)가 향상되도록 그려진다. 즉, 결과 화상은 실제적으로 모델링과 음영 모두가 원화상에 대해 2번씩 반복되는 것이다.
이에 의해, 판독 메모리로서 화상의 색 데이터 저장 메모리(305, 307)를 교대로 선택하고 단계 401 내지 406을 수회 반복함으로써, 예를 들면 구면의 패턴들이 중심에서 주변으로 이동하는 그래픽 표시를 용이하게 실현할 수 있기 때문에 시간에 따라 중심의 휘도가 증가한다.
다음, 본 발명의 제3 실시예에 대해 설명한다. 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 화상 처리 방법의 제3 실시예를 설명하는 도면이다. 도 9는 처리 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 10은 화상 처리의 순서도이다. 도 9를 참조하면, 도 7에 도시된 화상 처리 장치의 구성에 부가하여, 본 실시예에 따른 화상 처리 장치는 다른 종류의 모델링을 반복하고 하나의 화면 상에 그 결과들을 표시하는 다른 모델링 블록과 모델링 블록을 선택하는 셀렉터를 포함한다.
도 9를 참조하면, 화상 처리 장치는 제1 모델링 블록(501), 제2 모델링 블록(510), 제1 모델링 블록(501)과 제2 모델링 블록(510)으로부터의 출력들을 수신하여 그들 중 하나를 선택적으로 출력하는 셀렉터(509), 거리 성분 저장 메모리(502), 거리 성분 가산기(506), 음영값 생성 회로(503), 가산기(504), 제1 색 데이터 저장 메모리(505) 및 제2 색 데이터 저장 메모리(507), 및 제1 색 데이터 저장 메모리(505)와 제2 색 데이터 저장 메모리(507)로부터의 출력들을 수신하여 그들 중 하나를 선택적으로 출력하는 셀렉터(508)를 포함한다. 이들 중, 제1 모델링 블록(501), 거리 성분 저장 메모리(502), 음영값 생성 회로(503), 가산기(504), 제1 색 데이터 저장 메모리(505), 거리 성분 가산기(506), 제2 색 데이터 저장 메모리(507), 및 셀렉터(506)는, 각각, 모델링 블록(301), 거리 성분 저장 메모리(302), 음영값 생성 회로(303), 가산기(304), 제1 색 데이터 저장 메모리(305), 거리 성분 가산기(306), 제2 색 데이터 저장 메모리(307), 및 셀릭터(308)와 유사하게 구성된다. 따라서, 도 9의 화상 처리 회로는 도 7에 도시된 화상 처리 회로의 구성에 부가하여 제2 모델링 블록(510)과 셀렉터(509)를 포함한다.
모델링 이후의 픽셀 위치 S1에 기초하고 제1 모델링 블록(501)과 다른 형태의 모델링을 사용하여, 제2 모델링 블록(510)은 모델링 동안 계산된 거리 성분 S13과 모델링 이전의 픽셀 위치 S14를 출력한다. 제2 모델링이 어안 렌즈 및 원주를 모델링하는 경우 등의 제1 모델링과 다르더라도, 거리 성분 S13은 모델링 이후의 픽셀 위치로부터 화면에 수직인 직선이 화면과 모델 표면에 교차하는 2개의 점들사이의 선분의 길이에 의해 정의된다.
셀렉터(509)는 어느 것이 선택되느냐에 따라 모델링 이전의 픽셀 위치 S15와 거리 성분 S16, 제1 모델링으로부터의 출력(거리 성분 S3과 모델링 이전의 픽셀 위치 S2) 또는 제2 모델링으로부터의 출력(거리 성분 S13과 모델링 이전의 픽셀 위치 S14)을 출력한다.
거리 성분 저장 메모리(502)는 거리 성분들과 모델링 이후의 픽셀 위치들을 저장한다. 거리 성분 저장 메모리(502)로의 입력 신호들 중 하나는 거리 성분 S9를 나타내고, 다른 입력 신호는 모델링 이전의 픽셀 위치 S15를 나타낸다. 거리 성분 저장 메모리(502)로부터의 출력 신호들 중 하나는 판독된 거리 성분 S7을 나타내고 다른 출력 신호는 판독된 모델링 이전의 픽셀 위치 S8을 나타낸다.
거리 성분 가산기(506)는 셀렉터(509)로부터 출력된 거리 성분 S16 및 거리 성분 저장 메모리(502)로부터의 판독된 거리 성분 S7을 수신하고, 2개의 거리 성분들을 가산하여, 그 결과를 거리 성분 S9로서 거리 성분 저장 메모리에 출력한다.
음영값 생성 회로(503)는 도 7에 도시된 음영값 생성 회로(303)와 유사한 방식으로 동작한다. 가산기(504)는 가산기(304)와 유사한 방식으로 동작한다. 제1 색 데이터 저장 메모리(505)는 제1 색 데이터 저장 메모리(305)와 유사한 방식으로 동작한다. 제2 색 데이터 저장 메모리(507)는 제2 색 데이터 저장 메모리(307)와 유사한 방식으로 동작한다. 셀렉터(508)는 셀렉터(308)와 유사한 방식으로 동작한다. 따라서, 이들 성분들의 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 처리 방법의 순서도이다. 이 실시예는 사용될 모델링 블록이 (도 9의 모델링 블륵(501, 510)에 대응하는) 복수의 모델링 블록(601, 602)으로부터 선택되는 점에서 제2 실시예와 다르다. 모델링 블록의 수 및 모델링의 형태가 선택되는 단계 608을 제외하면, 단계들 607, 603, 604, 605, 및 606은 제2 실시예의 단계들 407, 403, 404, 405, 및 406에 대응하고 대응하는 단계들의 동작들과 유사한 동작들을 행한다.
우선, 단계 601 및 602에서, 화상 처리 장치는 복수의 모델링 블록들을 사용함으로써 동시에 모델링을 행한다. 다시, 도 1을 참조하여 기재된 방법과 같은 공지의 방법이 모델링에도 사용된다. 단계 601에서, 모델링 이전의 픽셀 위치 S2는 모델링 이후의 픽셀 위치 S1로부터 역으로 추적함으로써 계산된다. 또한, 거리 성분 S3이 계산된다. 단계 602에서, 모델링 이전의 픽셀 위치 S13이 모델링 이후의 픽셀 위치 S1으로부터 역으로 추적함으로써 계산된다. 또한, 거리 성분 S14가 계산된다.
다음, 단계 608에서, 화상 처리 장치는 모델링에 사용될 모델링 블록을 선택한다. 선택된 모델링 블록으로부터 출력된 거리 성분 및 모델링 이전의 픽셀 위치는 렌더링에 사용될 거리 성분 S16 및 모델링 이전의 픽셀 위치 S15로서 단계 607로 보내진다.
단계 607에서, 거리 성분 S16은 거리 성분 가산기(506)에 의해 거리 성분 저장 메모리(502)로부터 출력된 거리 성분 S7에 가산되어 거리 성분 S9를 생성한다.
다음, 단계 603에서, 화상 처리 장치는 거리 성분 S9 및 모델링 이전의 픽셀 위치 S15를 거리 성분 저장 메모리(502)에 저장한다.
다음, 단계 604에서, 화상 처리 장치는 2개의 화상 색 데이터 저장 메모리(505, 507)를 사용하여 색 데이터를 판독 및 재기입한다. 제1 색 데이터 저장 메모리(505)가 판독 메모리로서 선택되면, 제1 색 데이터 저장 메모리(505)는 모델링 이전의 픽셀 위치 S8에 대응하는 어드레스에서의 색 데이터를 대응하는 모델링 이후의 픽셀 위치들의 색 데이터로서 셀렉터(508)를 통해 출력한다. 이 때, 제2 색 데이터 저장 메모리(507)는 제1 색 데이터 저장 메모리(505)로부터 판독된 색 데이터를 모델링 이후의 픽셀 위치 S1에 대응하는 어드레스들에 저장한다.
유사하게, 제2 색 데이터 저장 메모리(507)가 판독 메모리로서 선택되면, 제2 색 데이터 저장 메모리(507)는 모델링 이전의 픽셀 위치 S8에 대응하는 어드레스의 색 데이터를 대응하는 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 색 데이터로서 단계 604의 셀렉터(508)를 통해 출력한다. 제1 색 데이터 저장 메모리(505)는 제2 색 데이터 저장 메모리(507)로부터 판독된 색 데이터를 모델링 이후의 픽셀 위치 S1에 대응하는 어드레스들에 기입한다.
단계 605에서, 화상 처리 장치는 거리 성분 저장 메모리로부터 거리 성분 S7을 판독하고 음영값 S4를 계산한다. 거리 성분들 S7에 기초한 음영값 S4의 계산은 음영값 생성 회로(503)에 의해 행해진다.
다음, 단계 606에서, 화상 처리 장치는 단계 605에서 결정된 음영값 S4와 단계 604에서 결정된 모델링 이후의 픽셀 색 데이터 S5를 가산기(504)를 사용하여 가산하고 가산 결과들을 출력한다. 이에 의해, 화상 처리 장치는 단계 606에서 음영된 픽셀 색 데이터 S6를 출력하고난 후, 단계 601 및 단계 602로 복귀한다.
상이한 형태의 모델링을 위해 복수의 모델링 블록을 준비함으로써, 이 실시예는 원 화상과 상이한 형상의 중첩 또는 정렬된 물체들을 포함하는 음영된 화상을 생성하는 것이 가능하게 한다.
다음, 본 발명의 제4 실시예에 대해 설명한다. 도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 화상 처리 방법의 제4 실시예를 설명하는 도면들이다. 도 11은 처리 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 12는 화상 처리의 순서도이다. 제4 실시예는 특정 음영값들을 생성하지 않고 음영값들로서의 거리 성분들을 색 데이터에 가산함으로써 음영 처리 이후의 색 데이터가 준비된다는 점에서 제1 실시예와 다르다. 도 11을 참조하면, 거리 성분 저장 메모리(702)로부터 판독된 거리 성분 S7은 음영값으로서 가산기(704)에 직접 입력된다. 가산기(704)는 색 데이터 저장 메모리(705)로부터 출력된 색 데이터 S5에 거리 성분 S7을 가산함으로써 음영 처리 이후의 색 데이터를 생성한다. 동시에, 도 11의 모델링 블록(701), 거리 성분 저장 메모리(702), 가산기(704), 색 데이터 저장 메모리(705), 및 드로잉 블록(710)은, 각각, 도 5의 모델링 블록(101), 거리 성분 저장 메모리(102), 가산기(104), 색 데이터 저장 메모리(105), 및 드로잉 블록(110)에 대응한다. 그들의 동작은 도 5의 대응하는 성분들과 동일하기 때문에 그 설명은 생략한다.
도 12는 본 발명에 따른 화상 처리 방법의 제4 실시예를 설명하는 순서도이다. 이 실시예는 도 6의 단계 205가 삭제되고 단계 206이 거리 성분들이 색 데이터에 가산되어 있는 단계 206A로 대체된 점에서 도 6에 도시된 제1 실시예와 다르다. 다른 단계들은 도 6의 단계들과 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.
공식을 이용하여 음영값들을 계산할 필요가 없기 때문에, 이 실시예는 음영값 생성 회로를 제거할 수 있어, 사이즈 축소가 가능하다.
우연하게도, 제4 실시예가 제1 실시예에 대한 응용으로 설명되었지만, 이러한 기술적 사상은 제2 및 제3 실시예에도 응용가능하다. 제2 실시예에 응용될 경우, 도 7에 도시된 음영값 생성 회로(303)가 제거되고 신호 S4 대신 신호 S7이 가산기(304)에 입력된다. 또한, 도 8의 단계 405가 삭제되고 단계 406에서 음영값 대신 거리 성분들이 가산된다. 기술적 사상이 제3 실시예에 응용될 경우, 도 9에 도시된 음영값 생성 회로(503)가 제거되고 신호 S4 대신 신호 S7이 가산기(504)에 입력된다. 또한, 도 10의 단계 605가 삭제되고 단계 606에서 음영값들 대신에 거리 성분들이 가산된다.
다음으로, 본 발명의 제5 실시예를 설명할 것이다. 도 13 및 14는 본 발명에 따른 화상 처리 방법의 제5 실시예를 나타내는 도면들이다. 도 13은 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이고 도 14는 화상 처리의 순서도이다. 제5 실시예는, 음영값들이 표에 저장되고 대응하는 거리 성분에 기초하여 검색되는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다. 도 13을 참조하면, 도 5에 도시된 음영값 생성 회로(103)에 부가하여, 이 실시예에 따른 화상 처리 장치는 그 어드레스가 거리 성분 S7에 대응하고, 픽셀 색 데이터에 대한 음영값 S4 데이터를 저장하는 음영값 메모리(803)를 포함한다. 즉, 픽셀 색 데이터에 대해 미리 저장된 표 형태의 음영값들로부터, 음영값 메모리(803)는 입력된 거리 성분(S7)에 대응하는 음영값(S4)을 출력한다. 우연하게도, 도 13의, 모델링 블록(801), 거리 성분 저장 메모리(802), 가산기(804),색 데이터 저장 메모리(805), 및 드로잉 블록(810) 각각은 도 5의, 모델링 블록(101), 거리 성분 저장 메모리(102), 가산기(104), 색 데이터 저장 메모리(105), 및 드로잉 블록(110)에 대응한다. 그 동작은 도 5의 대응하는 구성성분과 동일하기 때문에 그 설명은 생략한다.
도 14는 본 발명에 따른 화상 처리 방법의 제5 실시예를 설명하는 순서도이다. 이 실시예는, 도 6의 음영값 생성 회로(103)를 사용하여 입력된 거리 성분 S7부터 음영값 S4들이 산출되는 단계 205가 거리 성분(S7)에 대응하는 어드레스를 사용하여 음영값 메모리(803) 내에 표 형태로 저장된 음영값(S4)들이 판독되는 단계 205A로 대체된다는 점에서 도 6에 나타낸 제1 실시예와 상이하다. 다른 단계들은 도 6의 단계들과 동일하기 때문에 그 설명은 생략한다.
우연하게도, 제5 실시예가 제1 실시예의 응용으로 설명되었지만, 이러한 기술적 사상은 제2 및 제3 실시예에도 응용가능하다. 제2 실시예에 응용될 경우, 도 7에 도시된 음영값 생성 회로(303)는, 거리 성분 S7에 대응하는 어드레스를 사용하여 음영값이 판독되는 음영값 저장 메모리로 대체된다. 또한, 도 8의 단계 406은 음영값들을 저장하는 음영값 저장 메모리로부터 음영값들이 판독되도록 변경된다. 이러한 기술적 사상이 제3 실시예에 응용될 경우, 도 9에 나타낸 음영값 생성 회로(503)는, 거리 성분 S7에 대응하는 어드레스를 사용하여 음영값들이 판독되는 음영값 저장 메모리로 대체된다. 또한, 도 10의 단계 606은 음영값들을 저장하는 음영값 저장 메모리로부터 음영값들이 판독되도록 변경된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 모델링 시에 산출한 모델과 화면 사이의 거리 성분이 렌더링 시에 재이용된다. 또한, 거리 성분으로부터 얻어지는 값을 모델링 이후의 픽셀 위치들에서의 색 데이터로서 판독되는 명도값들에 가산함으로써 음영 동안에 명도가 간단하게 산출된다. 결과적으로, 코사인 연산을 할 필요없이 광선 추적법(ray tracing)과 유사한 음영 효과들이 용이하게 얻어질 수 있다. 이는 화상 처리 장치를 간략하게 하고 처리 시간을 단축시킨다.

Claims (20)

  1. 화상 처리 방법에 있어서,
    화면과 모델 표면 사이의 거리인 거리 성분을 산출하는 제1 단계; 및
    음영 처리 이전의(pre-shading) 색 데이터의 명도값과 상기 거리 성분에 기초한 음영값을 가산하여 음영 처리 이후의(post-shading) 색 데이터의 명도값을 획득하는 제2 단계
    를 포함하는 화상 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단계는, 상기 화면 상의 모델링 이후의 픽셀 위치 뿐만 아니라 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 거리 성분에 대응하는 모델링 이전의 픽셀 위치를 산출하는 모델링 단계를 포함하고,
    상기 제2 단계는,
    상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분에 기초하여 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 픽셀의 음영값을 생성하는 음영값 생성 단계; 및
    상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 픽셀의 음영 처리 이전의 색 데이터의 명도값에 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 픽셀의 상기 음영값을 가산하여 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 픽셀의 음영 처리 이후의 색 데이터를 준비하는 음영 데이터 준비 단계를 포함하는 화상 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모델링 단계는, 상기 화면 상에 모델링 이후의 픽셀 위치를 설정하고, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치로부터의 수직선과 상기 모델 표면 사이의 교점을 찾고, 상기 교점을 이용하여 모델링 이전의 픽셀 위치를 결정하고, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치와 상기 교점 사이의 거리를 상기 거리 성분으로서 상기 제2 단계로 출력하는 화상 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 상기 음영값과 상기 거리 성분 사이에 포지티브 상관(positive correlation)을 가지는 소정의 식을 이용하여 상기 음영값을 산출하는 화상 처리 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는 기준 역할을 하는 소정의 값을 갖는 거리 성분에 대한 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분의 비에 기초하여 상기 음영값을 산출하는 화상 처리 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리성분에 대응하는 어드레스를 사용하여 표로부터 상기 음영값을 판독하는 화상 처리 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 모델링 이전의 픽셀 위치 및 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분을 거리 성분 저장 메모리에 저장하는 거리 성분 저장 단계; 및
    픽셀들의 색 데이터를 저장하는 색 데이터 저장 메모리 내의 어드레스로서 상기 모델링 이전의 픽셀 위치를 수신하고, 상기 모델링 이전의 픽셀 위치에 대응하는 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 음영 처리 이전의 색 데이터로서 판독 데이터를 출력하는 색 데이터 판독 단계를 더 포함하는 화상 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 상기 음영값과 상기 거리 성분 사이의 포지티브 상관을 가지는 소정의 식을 이용하여 상기 음영값을 산출하는 화상 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 기준 역할을 하는 소정의 값을 갖는 거리 성분에 대한 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분의 비에 기초하여 상기 음영값을 산출하는 화상 처리 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분에 대응하는 어드레스를 이용하여 제공된 표로부터 상기 음영값을 판독하는 화상 처리 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 단계에서,
    상기 거리 성분 저장 단계는, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분과 상기 거리 성분 저장 메모리에 저장된 거리 성분을 가산하여 상기 거리 성분 저장 메모리에 그 결과를 저장하고,
    상기 색 데이터 판독 단계는, 상기 색 데이터 저장 메모리 내의 어드레스로서 상기 모델링 이전의 픽셀 위치를 수신하고, 상기 모델링 이전의 픽셀 위치에 대응하는 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 음영 처리 이전의 색 데이터로서 판독 데이터를 출력하며, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에 대응하는 어드레스를 사용하여 상기 판독 데이터를 기입하는 화상 처리 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제2 단계에서,
    상기 거리 성분 저장 단계는, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분과 상기 거리 성분 저장 메모리에 저장된 거리 성분을 가산하여 상기 거리 성분 저장 메모리에 그 결과를 저장하고,
    상기 색 데이터 판독 단계는,
    제1 색 데이터 저장 메모리 및 제2 색 데이터 저장 메모리를 사용하고,
    상기 제1 색 데이터 저장 메모리 내의 어드레스로서 상기 모델링 이전의 픽셀 위치를 수신하고, 상기 모델링 이전의 픽셀 위치에 대응하는 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 음영 처리 이전의 색 데이터로서 판독 데이터를 출력하는 경우 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에 대응하는 어드레스를 사용하여 상기 판독 데이터를 상기 제2 색 데이터 저장 메모리에 기입하거나, 또는
    상기 제2 색 데이터 저장 메모리 내의 어드레스로서 상기 모델링 이전의 픽셀 위치를 수신하고 상기 모델링 이전의 픽셀 위치에 대응하는 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 음영 처리 이전의 색 데이터로서 판독 데이터를 출력하는 경우, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에 대응하는 어드레스를 사용하여 상기 판독 데이터를 상기 제1 색 데이터 저장 메모리에 기입하는 화상 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 상기 음영값과 상기 거리 성분 사이의 포지티브 상관을 가지는 소정의 식을 이용하여 상기 음영값을 산출하는 화상 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 기준 역할을 하는 소정의 값을 갖는 거리 성분에 대한 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분의 비에 기초하여 상기 음영값을 산출하는 화상 처리 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분에 대응하는 어드레스를 이용하여 제공된 표로부터 상기 음영값을 판독하는 화상 처리 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    서로 다른 모델을 사용함으로써 상기 화면 상의 모델링 이후의 픽셀 위치 뿐만 아니라 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 거리 성분에 대응하는 모델링 이전의 픽셀 위치를 산출하는 복수의 모델링 단계; 및
    상기 복수의 모델링 단계중 하나의 단계에서 산출된 상기 거리 성분 및 상기 모델링 이전의 픽셀 위치를 선택하는 모델링 선택 단계를 포함하는 화상 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 상기 음영값과 상기 거리 성분 사이의 포지티브상관을 가지는 소정의 식을 이용하여 상기 음영값을 산출하는 화상 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 음영값 생성 단계는, 기준 역할을 하는 소정의 값을 갖는 거리 성분에 대한 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분의 비에 기초하여 상기 음영값을 산출하는 화상 처리 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 음영값 생성 단계는, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 거리 성분에 대응하는 어드레스를 이용하여 제공된 표로부터 상기 음영값을 판독하는 화상 처리 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단계는, 모델링 이전의 픽셀 위치와, 상기 화면 상의 모델링 이후의 픽셀 위치 뿐만 아니라 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 거리 성분 사이의 대응을 산출하는 모델링 단계를 포함하고,
    상기 제2 단계는, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 픽셀의 음영 처리 이전의 색 데이터의 명도값에 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 픽셀의 상기 음영값을 가산함으로써, 상기 모델링 이후의 픽셀 위치에서의 상기 픽셀의 음영 처리 이후의 색 데이터를 준비하는 음영 데이터 준비 단계를 포함하는 화상 처리 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889602B1 (ko) * 2006-12-05 2009-03-20 한국전자통신연구원 광선 추적을 위한 광선-삼각형 충돌 처리 방법 및 장치
US8441477B2 (en) 2008-12-29 2013-05-14 Samsung Electronis Co., Ltd. Apparatus and method of enhancing ray tracing speed

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7348975B2 (en) * 2004-12-28 2008-03-25 Intel Corporation Applications of interval arithmetic for reduction of number of computations in ray tracing problems
US8085320B1 (en) * 2007-07-02 2011-12-27 Marvell International Ltd. Early radial distortion correction
CN101419391B (zh) * 2007-10-24 2010-06-02 佛山普立华科技有限公司 自动调整显示器亮度的系统及方法
JP5558767B2 (ja) * 2009-09-25 2014-07-23 キヤノン株式会社 画像処理装置及びその処理方法
JP5152436B2 (ja) * 2010-06-08 2013-02-27 三菱電機株式会社 プログラマブル表示器の画面作成システム及びその画面作成プログラム
US9171394B2 (en) * 2012-07-19 2015-10-27 Nvidia Corporation Light transport consistent scene simplification within graphics display system
CN107452031B (zh) * 2017-03-09 2020-06-26 叠境数字科技（上海）有限公司 虚拟光线跟踪方法及光场动态重聚焦显示系统
US10679404B2 (en) * 2017-10-04 2020-06-09 Google Llc Shadows for inserted content

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6476374A (en) * 1987-09-18 1989-03-22 Toshiba Corp Depth map producing device
KR100232931B1 (ko) * 1989-12-21 1999-12-01 이데이 노부유끼 컴퓨터 그래픽용 쉐이딩 방법 및 시스템
GB9301661D0 (en) * 1993-01-28 1993-03-17 Philips Electronics Uk Ltd Rendering an image
JPH06274653A (ja) * 1993-03-18 1994-09-30 Fujitsu Ltd グラフィック表示装置
US5694530A (en) * 1994-01-18 1997-12-02 Hitachi Medical Corporation Method of constructing three-dimensional image according to central projection method and apparatus for same
GB2301514B (en) * 1994-12-01 1999-06-09 Namco Ltd Apparatus and method for image synthesization

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889602B1 (ko) * 2006-12-05 2009-03-20 한국전자통신연구원 광선 추적을 위한 광선-삼각형 충돌 처리 방법 및 장치
US8441477B2 (en) 2008-12-29 2013-05-14 Samsung Electronis Co., Ltd. Apparatus and method of enhancing ray tracing speed

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