WO2011101904A1 - グラデーション描画装置 - Google Patents

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unit
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gradation
dimensional
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田中昭二
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三菱電機株式会社
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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

Definitions

  • the present invention relates to a gradation drawing apparatus for drawing gradation on a two-dimensional image.
  • Patent Document 1 proposes a method of expressing a lens flare effect as a method of gradation drawing by ⁇ composition processing.
  • a concentric ⁇ mask image is prepared in advance for an ⁇ channel, and each pixel of the ⁇ mask image is used as an ⁇ value, and a gradation drawing target image drawn on the RGB channel is used.
  • ⁇ -synthesis was used to realize the drawing of the lens flare effect.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to generate an ⁇ mask image at high speed and to process gradation drawing at high speed.
  • ⁇ mask image it is possible to generate an ⁇ mask image at a high speed by acquiring a depth value from a virtual viewpoint to a three-dimensional shape model of an arbitrary shape and generating an ⁇ mask image.
  • gradation drawing Can be processed at high speed.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the gradation drawing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a flowchart which shows operation
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of (alpha) mask which the three-dimensional shape drawing part shown in FIG. 1 produces
  • Embodiment 1 FIG. The first embodiment will be described using an example in which a gradation drawing device is applied to a car navigation device including two-dimensional drawing hardware and three-dimensional drawing hardware for drawing a three-dimensional map.
  • the drawing control unit 1 includes a drawing control unit 1 that controls the entire drawing process, a drawing command setting unit 2 that issues a command for two-dimensional drawing to the drawing unit 5, and an ⁇ mask ( ⁇ An ⁇ mask generation unit 3 for generating a mask image), an ⁇ mask setting unit 4 for setting the generated ⁇ mask in the drawing unit 5, and a drawing unit that executes a drawing process to generate an image expressing a gradation effect 5 and a three-dimensional shape database (hereinafter referred to as DB) 10 that stores a plurality of basic three-dimensional shape models.
  • the three-dimensional shape DB 10 corresponds to a three-dimensional shape storage unit.
  • the ⁇ mask generation unit 3 includes a 3D shape acquisition unit 6 that acquires an appropriate 3D shape model from the 3D shape DB 10, and a virtual 3D space (hereinafter referred to as a virtual 3D space).
  • a 3D shape placement unit 7 for setting the drawing parameters by placing in the space a 3D shape drawing unit 8 for drawing the placed 3D shape model, and an ⁇ mask obtained from the drawing result of the 3D shape model
  • an ⁇ mask acquisition unit 9 for performing the operation.
  • the ⁇ mask generation unit 3 performs each process using 3D drawing hardware. Further, the drawing unit 5 performs gradation drawing by synthesizing a gradation processing target image obtained by drawing a figure using two-dimensional drawing hardware or three-dimensional drawing hardware with an ⁇ mask using two-dimensional drawing hardware. I do.
  • step ST1 the drawing control unit 1 first issues an ⁇ mask generation command to the ⁇ mask generation unit 3.
  • This ⁇ mask generation command includes shape identification information for designating a circular shape, a linear shape, a radial shape or the like as the shape of the ⁇ mask, and a three-dimensional shape model corresponding to each shape is assigned in advance.
  • the three-dimensional shape acquisition unit 6 in the ⁇ mask generation unit 3 selects a three-dimensional shape model appropriate for generating an ⁇ mask corresponding to the shape identification information instructed by the ⁇ mask generation command. Select and acquire from the dimensional shape DB10.
  • FIG. 3 illustrates a plurality of three-dimensional shape models 101 to 103 registered in advance in the three-dimensional shape DB 10.
  • the three-dimensional shape model 101 is a triangular prism
  • the three-dimensional shape model 102 is a cylinder
  • the three-dimensional shape model 103 is a radial model, but other shapes may be used.
  • the three-dimensional shape arranging unit 7 arranges the acquired three-dimensional shape model in a virtual three-dimensional space composed of the X, Y, and Z axes, and scales and rotates the three-dimensional shape model.
  • the drawing parameters are adjusted so that the size and orientation are appropriate for the ⁇ mask specified by the ⁇ mask generation command.
  • step ST4 the three-dimensional shape drawing unit 8 draws the three-dimensional shape model arranged in the virtual three-dimensional space from a viewpoint at a predetermined position (hereinafter referred to as a virtual viewpoint).
  • step ST5 the ⁇ mask acquisition unit 9 acquires a depth value for each pixel called a Z value (distance value from the virtual viewpoint to the three-dimensional shape model) from the drawing result.
  • the ⁇ mask acquisition unit 9 creates an ⁇ image in which a depth value is given to each pixel, and gradation drawing is performed using the ⁇ image as an ⁇ mask, as will be described later.
  • the three-dimensional shape drawing unit 8 can generate the ⁇ mask at high speed by utilizing the hardware dedicated for three-dimensional drawing.
  • an ⁇ mask as shown in FIG. 4B can be acquired.
  • the bright part indicates that the depth is shallow
  • the dark part indicates that the depth is deep.
  • an ⁇ mask as shown in FIG. 5B can be acquired.
  • the three-dimensional shape model 103 arranged as shown in FIG. 6A is drawn with respect to the virtual viewpoint A, it is possible to acquire an ⁇ mask for gradation drawing that spreads radially as shown in FIG. 6B.
  • a result drawn in gray scale may be used.
  • step ST6 the ⁇ mask setting unit 4 sets the ⁇ mask in the drawing unit 5.
  • step ST7 the drawing control unit 1 issues a drawing command to the drawing command setting unit 2, and sets the drawing command of the drawing command setting unit 2 to the drawing unit 5.
  • step ST8 the drawing unit 5 draws a figure in accordance with the figure drawing command set from the drawing command setting unit 2, and transparent portions of the image are transparent according to the ⁇ mask set from the ⁇ mask setting unit 4. Then, a gradation effect is imparted by performing ⁇ composition processing so that the dark part becomes opaque.
  • the ⁇ mask is generated from one three-dimensional shape model.
  • the present invention is not limited to this, and a three-dimensional shape model having an arbitrary shape is generated by combining a plurality of three-dimensional shape models. You may make it produce
  • the 3D shape arranging unit 7 has a plurality of 3D shapes along the curve 201 in the virtual 3D space as shown in FIG.
  • the models 103 are continuously arranged, and the drawing parameters of the respective three-dimensional shape models 103 are adjusted. If the three-dimensional shape drawing unit 8 draws the three-dimensional shape model group 202 in FIG. 7B with respect to the virtual viewpoint A, as shown in FIG.
  • the mask 203 can be acquired.
  • the drawing control unit 1 that controls the entire drawing process, the three-dimensional shape DB 10 in which a plurality of three-dimensional shape models are registered, and an arbitrary three-dimensional shape model from the three-dimensional shape DB 10
  • a three-dimensional shape drawing unit 8 that draws from the virtual viewpoint, and an ⁇ mask that obtains a depth value from the virtual viewpoint to the three-dimensional shape model from the drawing result, and generates an ⁇ mask in which these depth values are assigned to each pixel
  • An acquisition unit 9 an ⁇ mask setting unit 4 for setting an ⁇ mask in the drawing unit 5, a drawing command setting unit 2 for setting a graphic drawing command in the drawing unit 5, and a gradation processing object drawn in accordance with the graphic drawing command
  • ⁇ mask image and configured to include a drawing section 5 for imparting gradients. Therefore, an ⁇ mask having an arbitrary shape can be generated by combining three-dimensional shape models, and can be generated at high speed by using three-dimensional drawing hardware when generating the ⁇ mask. Accordingly, gradation drawing can be processed at high speed.
  • the gradation drawing apparatus includes the three-dimensional shape DB 10, the three-dimensional shape acquisition unit 6, and the three-dimensional shape placement unit 7, and an arbitrary shape can be obtained from a three-dimensional shape model registered in advance in the three-dimensional shape DB 10.
  • the second embodiment is configured to generate an ⁇ mask by forming a three-dimensional shape model of an arbitrary shape.
  • the gradation rendering apparatus according to Embodiment 2 newly includes a three-dimensional shape configuration unit 11 that forms an arbitrary three-dimensional shape model from mesh grid data.
  • the three-dimensional shape forming unit 11 performs processing using three-dimensional drawing hardware.
  • FIG. 9 the same or equivalent parts as in FIG.
  • Step ST 1 in FIG. 10 is the same as step ST 1 in FIG. 2, and the drawing control unit 1 issues an ⁇ mask generation command to the ⁇ mask generation unit 3.
  • This ⁇ mask generation command includes a three-dimensional shape configuration parameter for deforming the mesh grid data.
  • the ⁇ mask generation unit 3 notifies the 3D shape configuration parameter included in the ⁇ mask generation command to the 3D shape configuration unit 11, and the 3D shape configuration unit 11 performs FIG. 11 according to the 3D shape configuration parameter.
  • the three-dimensional shape model as shown in FIG. 12 is generated by deforming the mesh grid shown in FIG.
  • the mesh grid data shown in FIG. 11 is a set of lattice points represented by coordinate values (x, y) on the plane composed of the X and Y axes in the virtual three-dimensional space, and the three-dimensional shape constituting unit 11. Is held in advance.
  • the three-dimensional shape configuration parameter specifies how much each grid point is moved in the vertical direction (Z-axis direction), and the movement amount is normalized and kept within a range of 0.0 to 0.1. .
  • the three-dimensional shape constructing unit 11 applies the following formula (1) to the peripheral lattice points centered on the lattice points specified by the three-dimensional shape constitution parameters, and the amount of vertical movement of each peripheral lattice point: Find Z.
  • w is the designated movement amount
  • ⁇ is a parameter representing the range of gradation, that is, the influence range of the peripheral grid points that move with the movement of the designated grid points, and is a 2 ⁇ 2 matrix.
  • the movement amount w and the influence range ⁇ are included in the ⁇ mask generation command as a three-dimensional shape configuration parameter and notified to the three-dimensional shape configuration unit 11.
  • C is the coordinates (x, y) of the designated grid point
  • P is the coordinates (x, y) of the grid point to be calculated among the surrounding grid points.
  • the three-dimensional shape constructing unit 11 calculates the vertical movement amount Z of each lattice point of the mesh grid using the above equation (1).
  • the vertical coordinate value newly calculated using the above equation (1) and the current grid point The higher coordinate value may be selected by comparing with the vertical coordinate value.
  • the three-dimensional shape constituting unit 11 may change the number of mesh grids. If the mesh grid is large, a rough gradation effect can be drawn. On the other hand, if the mesh grid is small, for example, more irregularities can be generated in the ⁇ mask, so detailed gradation effects can be drawn. . For example, in order to make the gradation effect more detailed, the drawing control unit 1 outputs a command to increase the number of mesh grids to the three-dimensional shape forming unit 11.
  • step ST12 the three-dimensional shape drawing unit 8 draws a three-dimensional shape model (mesh grid) viewed from a virtual viewpoint in the virtual three-dimensional space.
  • steps ST5 to ST8 shown in FIG. 10 are the same processes as steps ST5 to ST8 shown in FIG. 2, and the ⁇ mask acquisition unit 9 acquires the depth value (Z value) from the drawing result and sets it as an ⁇ mask (
  • the ⁇ mask setting unit 4 sets an ⁇ mask in the drawing unit 5 (step ST6)
  • the drawing command setting unit 2 sets a figure drawing command in the drawing unit 5 (step ST7). If the drawing process is executed, gradation can be drawn (step ST8).
  • the drawing control unit 1 moves the arbitrary grid point in the mesh grid in which a plurality of grid points are arranged in a plane in the vertical direction, and the arbitrary The influence range ⁇ of each surrounding grid point that moves with the movement of the grid point is designated, and the three-dimensional shape forming unit 11 has mesh grid data in which a plurality of grid points are arranged in a plane, and is drawn An arbitrary grid point is moved according to the movement amount w instructed by the control unit 1, and a grid point within the influence range around the arbitrary grid point is also moved to generate a three-dimensional shape model.
  • a mesh grid can be deformed to form a three-dimensional shape model and an ⁇ mask having an arbitrary shape can be generated.
  • the ⁇ mask can be generated at high speed by using three-dimensional drawing hardware. Accordingly, gradation drawing can be processed at high speed.
  • the gradation drawing apparatus since the gradation drawing apparatus according to the present invention generates an ⁇ mask having an arbitrary shape at high speed using a three-dimensional shape model, it is suitable for use in a car navigation apparatus that displays a map in gradation. ing.

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Abstract

　３次元形状取得部６が３次元形状ＤＢ１０から任意形状の３次元形状モデルを取得し、３次元形状配置部７が仮想３次元空間に配置し、３次元形状描画部８が仮想視点から３次元形状モデルを描画し、αマスク取得部９が描画結果から深度値を取得してαマスクを生成する。描画部５は、描画コマンド設定部２の指示に従って図形を描画し、αマスクとα合成してグラデーション描画を施す。

Description

グラデーション描画装置
　この発明は、２次元画像にグラデーションを描画するグラデーション描画装置に関する。
　従来の２次元描画装置においてグラデーションを高速に描画するために、２次元描画用のハードウェアの他にグラデーション描画専用のハードウェアを備えるか、又は２次元描画用のハードウェアがα合成処理を行う必要がある。例えばカーナビゲーション装置で利用されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）は、２次元描画専用のハードウェアと、３次元地図描画用のハードウェアとを搭載しているが、グラデーション描画を行うためには、これらとは別にグラデーション描画専用のハードウェアが必要となる。しかしながら、現状ではグラデーション描画専用のハードウェアを搭載しているカーナビゲーション装置は少なく、その場合には前述の通り２次元描画専用のハードウェアがα合成処理を行う必要がある。
　α合成処理によるグラデーション描画の方法として、例えば特許文献１にレンズフレア効果を表現する方法が提案されている。この特許文献１に係る方法では、αチャンネル用に同心円状のαマスク画像を予め用意しておき、このαマスク画像の各画素をα値に用いて、ＲＧＢチャンネルに描画したグラデーション描画対象画像とα合成し、レンズフレア効果の描画を実現していた。
特開２００５－２１５９７４号公報
　しかしながら、２次元描画用のハードウェアでα合成処理する場合、αマスク画像を事前に準備する必要がある。このとき、特許文献１のようにαマスク画像の形状が同心円に固定されていれば事前に準備しておくことが可能であるが、形状が固定でなければ、任意形状のαマスク画像をその都度生成する必要がある。描画処理中にαマスク画像を生成する場合には生成処理に時間がかかることから、リアルタイムに任意形状のグラデーション効果を実現することが困難であるという課題があった。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、高速にαマスク画像を生成して、グラデーション描画を高速に処理可能とすることを目的とする。
　この発明のグラデーション描画装置は、仮想的な３次元空間に配置された３次元形状モデルを、所定の仮想視点から描画する３次元形状描画部と、３次元形状描画部の描画結果より、仮想視点から３次元形状モデルまでの深度値を取得して、当該深度値を各画素に付与したαマスク画像を生成するαマスク取得部とを備えるものである。
　この発明によれば、仮想視点から任意形状の３次元形状モデルまでの深度値を取得してαマスク画像を生成することにより、高速にαマスク画像を生成できるようになり、その結果、グラデーション描画が高速に処理可能となる。
この発明の実施の形態１に係るグラデーション描画装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すグラデーション描画装置の動作を示すフローチャートである。 図１に示す３次元形状ＤＢに格納された３次元形状モデルの例を示す図である。 図１に示す３次元形状描画部が生成するαマスクの一例を示す図である。 図１に示す３次元形状描画部が生成するαマスクの一例を示す図である。 図１に示す３次元形状描画部が生成するαマスクの一例を示す図である。 図１に示す３次元形状描画部が生成するαマスクの一例を示す図である。 実施の形態１に係るグラデーション描画装置がグラデーション描画処理した地図を示す図である。 この発明の実施の形態２に係るグラデーション描画装置の構成を示すブロック図である。 図９に示すグラデーション描画装置の動作を示すフローチャートである。 図９に示す３次元形状構成部が有するメッシュグリッドを示す図である。 メッシュグリッドの格子点を移動させて生成した３次元形状モデルを示す図である。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　実施の形態１では、２次元描画ハードウェアと３次元地図描画のための３次元描画ハードウェアとを備えるカーナビゲーション装置に対して、グラデーション描画装置を適用する例を用いて説明する。図１に示すグラデーション描画装置は、描画処理全体を制御する描画制御部１と、２次元描画用の命令を描画部５に対して発行する描画コマンド設定部２と、任意形状のαマスク（αマスク画像）を生成するαマスク生成部３と、生成したαマスクを描画部５に設定するためのαマスク設定部４と、描画処理を実行してグラデーション効果を表現した画像を生成する描画部５と、基本となる３次元形状モデルを複数格納する３次元形状データベース（以下、ＤＢ）１０とを備える。なお、３次元形状ＤＢ１０は３次元形状記憶部に相当する。
　また、αマスク生成部３は、３次元形状ＤＢ１０から適切な３次元形状モデルを取得する３次元形状取得部６と、取得した３次元形状モデルを仮想的な３次元空間（以下、仮想３次元空間）に配置して描画用パラメータを設定する３次元形状配置部７と、配置された３次元形状モデルを描画する３次元形状描画部８と、３次元形状モデルの描画結果からαマスクを取得するαマスク取得部９とを備える。
　このαマスク生成部３は、３次元描画ハードウェアを利用して各処理を行う。また、描画部５は、２次元描画ハードウェア又は３次元描画ハードウェアを利用して図形を描画したグラデーション処理対象画像を、２次元描画ハードウェアを利用してαマスクと合成することによりグラデーション描画を行う。
　次に、図２に示すフローチャートを用いて、グラデーション描画装置の動作を説明する。
　ステップＳＴ１において、先ず描画制御部１がαマスク生成部３に対してαマスク生成命令を発行する。このαマスク生成命令には、αマスクの形状として円形、線形、放射形等を指定する形状識別情報が含まれ、各形状に対応した３次元形状モデルを事前に割り当てておく。
　続くステップＳＴ２において、αマスク生成部３内部の３次元形状取得部６が、αマスク生成命令により指示された形状識別情報に対応する、αマスクを生成するために適切な３次元形状モデルを３次元形状ＤＢ１０から選択して取得する。図３に、３次元形状ＤＢ１０に予め登録されている複数の３次元形状モデル１０１～１０３を例示する。図示例では、３次元形状モデル１０１は三角柱、３次元形状モデル１０２は円柱、３次元形状モデル１０３は放射状のモデルであるが、これ以外の形状であってもよい。
　続くステップＳＴ３において、３次元形状配置部７が、取得された３次元形状モデルをＸ，Ｙ，Ｚ軸からなる仮想３次元空間に配置し、その３次元形状モデルを拡大縮小及び回転させるための描画用パラメータを調整して、αマスク生成命令により指示されたαマスクに適した大きさ及び向きになるようにする。
　続くステップＳＴ４において、３次元形状描画部８が、仮想３次元空間に配置された３次元形状モデルを所定位置の視点（以下、仮想視点）で描画する。続いて、ステップＳＴ５においてαマスク取得部９が、描画結果からＺ値と呼ばれる画素毎の深度値（仮想視点から３次元形状モデルまでの距離値）を取得する。αマスク取得部９は各画素に深度値を付与したα画像を作成し、後述するように、このα画像をαマスクとして利用してグラデーション描画が行われることとなる。上記ステップＳＴ４の３次元形状描画処理において、３次元形状描画部８が３次元描画専用ハードウェアを活用することにより、高速にαマスクを生成することができる。
　例えば、図４（ａ）のように配置した３次元形状モデル１０１を仮想視点Ａについて描画すると、図４（ｂ）に示すようなαマスクが取得可能である。図４では明るい部分は深度が浅いことを示し、暗い部分は深度が深いことを示す。また例えば、図５（ａ）のように配置した３次元形状モデル１０２を仮想視点Ａについて描画すると、図５（ｂ）に示すようなαマスクが取得可能となる。また例えば、図６（ａ）のように配置した３次元形状モデル１０３を仮想視点Ａについて描画すると、図６（ｂ）に示すような放射状に広がるグラデーション描画用のαマスクを取得可能となる。
　なお、αマスクに画素毎のＺ値を用いる他、グレースケールで描画した結果を用いてもよい。
　続くステップＳＴ６において、αマスク設定部４がαマスクを描画部５へ設定する。また、ステップＳＴ７において、描画制御部１が描画コマンド設定部２へ図形描画命令を発行し、描画コマンド設定部２の図形描画コマンドを描画部５へ設定する。
　続くステップＳＴ８において、描画部５が、描画コマンド設定部２から設定された図形描画コマンドに従って図形を描画し、この画像に対して、αマスク設定部４から設定されたαマスクに従って明るい部分を透明、暗い部分を不透明になるようα合成処理を行ってグラデーション効果を付与する。
　なお、上記の例では１つの３次元形状モデルからαマスクを生成したが、これに限定されるものではなく、複数の３次元形状モデルを組み合わせて任意形状の３次元形状モデルを生成して任意形状のαマスクを生成するようにしてもよい。例えば曲線を中心にその周囲に広がるようなグラデーション描画を実行する場合、３次元形状配置部７が図７（ａ）に示すような仮想３次元空間上の曲線２０１に沿って複数の３次元形状モデル１０３を連続的に配置し、それぞれの３次元形状モデル１０３の描画用パラメータを調整する。３次元形状描画部８が図７（ｂ）の３次元形状モデル群２０２を仮想視点Ａについて描画すれば、図７（ｃ）に示す通り、曲線を中心にその周囲にグラデーションが広がるようなαマスク２０３を取得できる。
　これを応用すれば、カーナビゲーション装置においてモニタ画面に表示中の地図に、案内ルート線から遠ざかるにつれてグラデーションをかけて不鮮明にするといった視覚効果を実現することもできる。例えば図８に示す地図表示画面３０１では、案内ルート３０２を中心にその周囲に広がるようなグラデーション描画がなされている。
　以上より、実施の形態１によれば、描画処理全体を制御する描画制御部１と、複数の３次元形状モデルが登録された３次元形状ＤＢ１０と、３次元形状ＤＢ１０より任意の３次元形状モデルを取得する３次元形状取得部６と、この３次元形状モデルを仮想的な３次元空間に配置する３次元形状配置部７と、仮想的な３次元空間に配置された３次元形状モデルを所定の仮想視点から描画する３次元形状描画部８と、描画結果より、仮想視点から３次元形状モデルまでの深度値を取得して、これら深度値を各画素に付与したαマスクを生成するαマスク取得部９と、αマスクを描画部５に設定するαマスク設定部４と、図形描画コマンドを描画部５に設定する描画コマンド設定部２と、図形描画コマンドに従って描画したグラデーション処理対象画像にαマスクを合成して、グラデーションを付与する描画部５とを備えるように構成した。このため、３次元形状モデルを組み合わせることで任意形状のαマスクを生成することができ、かつ、αマスク生成時に３次元描画ハードウェアを利用することにより高速に生成することができる。従って、グラデーション描画も高速に処理可能となる。
実施の形態２．
　上記実施の形態１では、グラデーション描画装置が３次元形状ＤＢ１０、３次元形状取得部６及び３次元形状配置部７を備え、３次元形状ＤＢ１０に予め登録されている３次元形状モデルから任意形状のαマスクを生成する構成にしたが、本実施の形態２では任意形状の３次元形状モデルを形作ってαマスクを生成する構成とする。図９に示すように、実施の形態２に係るグラデーション描画装置は、メッシュグリッドデータから任意の３次元形状モデルを形成する３次元形状構成部１１を新たに備える。この３次元形状構成部１１は３次元描画ハードウェアを利用して処理を行う。なお、図９において図１と同一又は相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
　次に、図１０に示すフローチャートを用いて、グラデーション描画装置の動作を説明する。
　図１０のステップＳＴ１は図２のステップＳＴ１と同じであり、描画制御部１がαマスク生成部３に対してαマスク生成命令を発行する。このαマスク生成命令には、メッシュグリッドデータを変形させるための３次元形状構成パラメータが含まれる。
　続くステップＳＴ１１において、αマスク生成部３がαマスク生成命令に含まれる３次元形状構成パラメータを３次元形状構成部１１に通知し、３次元形状構成部１１がこの３次元形状構成パラメータに従って図１１に示すメッシュグリッドを変形させ、図１２に示すような３次元形状モデルを生成する。
　ここで、図１１に示すメッシュグリッドデータは、仮想３次元空間においてＸ，Ｙ軸からなる平面上の座標値（ｘ，ｙ）で表される格子点の集合であり、３次元形状構成部１１が予め保持している。３次元形状構成パラメータは、各格子点をどの程度垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させるかを指定するものであり、移動量は正規化して０．０～０．１の範囲内にしておく。
　３次元形状構成部１１は、３次元形状構成パラメータで指定された格子点を中心とした周辺格子点に対して、以下の式（１）を適用して各周辺格子点の垂直方向の移動量Ｚを求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　ここで、ｗは指定された移動量であり、Σはグラデーションの広がり、即ち指定された格子点の移動に伴って移動する周辺格子点の影響範囲を表すパラメータで、２×２の行列である。これら移動量ｗと影響範囲Σが、αマスク生成命令中に３次元形状構成パラメータとして含められて３次元形状構成部１１に通知される。また、Ｃは指定された格子点の座標（ｘ，ｙ）であり、Ｐはその周辺格子点のうち、算出対象の格子点の座標（ｘ，ｙ）である。
　３次元形状構成部１１は、上式（１）を用いてメッシュグリッドの各格子点の垂直方向の移動量Ｚを計算する。複数の格子点が指定されて、１つの周辺格子点に複数の移動量Ｚが存在する場合には、上式（１）を用いて新たに計算した垂直方向の座標値と、現在の格子点の垂直方向の座標値とを比較して、より高い方の座標値を選択するようにすればよい。
　また、３次元形状構成部１１は、メッシュグリッドの格子数を変化させてもよい。メッシュグリッドの格子が大きいと、おおまかな形状のグラデーション効果を描画でき、一方、メッシュグリッドの格子が小さいと、例えばより多くの凹凸をαマスクに生成できるので、詳細な形状のグラデーション効果を描画できる。例えば、グラデーション効果をより詳細にする場合には、描画制御部１から３次元形状構成部１１に対してメッシュグリッドの格子数を増やす命令を出力する。
　続くステップＳＴ１２において、３次元形状描画部８が仮想３次元空間内の仮想視点から見た３次元形状モデル（メッシュグリッド）を描画する。以下、図１０に示すステップＳＴ５～ＳＴ８は、図２に示すステップＳＴ５～ＳＴ８と同様の処理であり、αマスク取得部９が描画結果から深度値（Ｚ値）を取得してαマスクにし（ステップＳＴ５）、αマスク設定部４がαマスクを描画部５に設定すると共に（ステップＳＴ６）、描画コマンド設定部２が図形描画コマンドを描画部５に設定して（ステップＳＴ７）、描画部５が描画処理を実行すればグラデーションが描画できる（ステップＳＴ８）。
　以上より、実施の形態２によれば、描画制御部１が、複数の格子点が平面状に連なったメッシュグリッドの、任意の格子点を垂直方向に移動させるための移動量ｗと、当該任意の格子点の移動に伴って移動する周辺の各格子点の影響範囲Σとを指示し、３次元形状構成部１１は、複数の格子点が平面状に連なったメッシュグリッドデータを有し、描画制御部１が指示する移動量ｗに従って任意の格子点を移動させると共に、任意の格子点の周辺の影響範囲内の格子点も移動させて３次元形状モデルを生成するように構成した。このため、３次元形状モデルを予め準備しておかなくとも、メッシュグリッドを変形して３次元形状モデルを構成し、任意形状のαマスクを生成することができる。また、３次元描画ハードウェアを利用することにより、αマスクを高速に生成することができる。従って、グラデーション描画も高速に処理可能となる。
　以上のように、この発明に係るグラデーション描画装置は、３次元形状モデルを用いて任意形状のαマスクを高速に生成するようにしたので、地図をグラデーション表示するカーナビゲーション装置等に用いるのに適している。

Claims (4)

  1. 　グラデーション処理対象画像にαマスク画像を合成して、グラデーションを付与するグラデーション描画装置であって、
    　仮想的な３次元空間に配置された３次元形状モデルを、所定の仮想視点から描画する３次元形状描画部と、
    　前記３次元形状描画部の描画結果より、前記仮想視点から前記３次元形状モデルまでの深度値を取得して、当該深度値を各画素に付与したαマスク画像を生成するαマスク取得部とを備えることを特徴とするグラデーション描画装置。
  2. 　複数の３次元形状モデルが登録された３次元形状記憶部と、
    　前記３次元形状記憶部より任意の３次元形状モデルを取得する３次元形状取得部と、
    　前記３次元形状取得部が取得した３次元形状モデルを仮想的な３次元空間に配置する３次元形状配置部とを備えることを特徴とする請求項１記載のグラデーション描画装置。
  3. 　仮想的な３次元空間に３次元形状モデルを生成する３次元形状構成部を備えることを特徴とする請求項１記載のグラデーション描画装置。
  4. 　３次元形状構成部は、複数の格子点が平面状に連なったメッシュグリッドデータを有し、当該格子点それぞれを任意の移動量だけ垂直方向に移動させて３次元形状モデルを生成することを特徴とする請求項３記載のグラデーション描画装置。
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