JP3530125B2 - 構造化ポリゴン・メッシュ・データの形成方法および装置、記憶媒体 - Google Patents
構造化ポリゴン・メッシュ・データの形成方法および装置、記憶媒体Info
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- JP3530125B2 JP3530125B2 JP2000294865A JP2000294865A JP3530125B2 JP 3530125 B2 JP3530125 B2 JP 3530125B2 JP 2000294865 A JP2000294865 A JP 2000294865A JP 2000294865 A JP2000294865 A JP 2000294865A JP 3530125 B2 JP3530125 B2 JP 3530125B2
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
- G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体の表面形状を
複数ポリゴンからなるポリゴン・メッシュで近似し、そ
のポリゴン・メッシュに関する所定の情報から効率的な
圧縮、復元が可能な2次元構造化データを形成するため
の構造化ポリゴン・メッシュ・データの形成方法、装
置、ならびに記憶媒体に関するものである。
複数ポリゴンからなるポリゴン・メッシュで近似し、そ
のポリゴン・メッシュに関する所定の情報から効率的な
圧縮、復元が可能な2次元構造化データを形成するため
の構造化ポリゴン・メッシュ・データの形成方法、装
置、ならびに記憶媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、3次元空間内の対象物は、その
表面上の点の3次元座標からなる集合と、各点上のテク
スチャなどの付属データで表現されている。従来、デー
タ量の削減法として、各サンプル点の曲率やそのサンプ
ル点が削除された時の形状変化を求め、曲率の小さい平
坦な領域や形状変化の少ない領域ではサンプル点を間引
いて全体のデータ点数を減らし、データ量を削減する方
法が一般に知られている。
表面上の点の3次元座標からなる集合と、各点上のテク
スチャなどの付属データで表現されている。従来、デー
タ量の削減法として、各サンプル点の曲率やそのサンプ
ル点が削除された時の形状変化を求め、曲率の小さい平
坦な領域や形状変化の少ない領域ではサンプル点を間引
いて全体のデータ点数を減らし、データ量を削減する方
法が一般に知られている。
【0003】3次元のコンピュータ・グラフィックスに
用いられるデータは、3次元空間内の点の座標と、その
点の付属データの組を基本要素とし表現されている。一
方、ディジタル・カメラやビデオで撮像された画像や映
像は、撮像面上の縦横等間隔の格子点でサンプリングさ
れたものに対して、スキャン順を決めておくことによ
り、サンプル点の位置情報を陽に含まないテクスチャ・
データの集まりとして表現されている。このようなデー
タは構造化データと呼ばれ、JPEG、MPEG等の標
準的な画像、映像の符号化手段により大幅なデータ圧縮
が実現されている。
用いられるデータは、3次元空間内の点の座標と、その
点の付属データの組を基本要素とし表現されている。一
方、ディジタル・カメラやビデオで撮像された画像や映
像は、撮像面上の縦横等間隔の格子点でサンプリングさ
れたものに対して、スキャン順を決めておくことによ
り、サンプル点の位置情報を陽に含まないテクスチャ・
データの集まりとして表現されている。このようなデー
タは構造化データと呼ばれ、JPEG、MPEG等の標
準的な画像、映像の符号化手段により大幅なデータ圧縮
が実現されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、視覚情
報の通信においては、十分な品質を持った画像や映像を
ストレスを伴わない時間内に伝送することや、利用者の
意図に沿った視点移動や奥行きの把握が可能なシステム
の開発など利便性の向上が求められている。
報の通信においては、十分な品質を持った画像や映像を
ストレスを伴わない時間内に伝送することや、利用者の
意図に沿った視点移動や奥行きの把握が可能なシステム
の開発など利便性の向上が求められている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決することを目的とするもので、立体の表面形状を複数
ポリゴンからなるポリゴン・メッシュで近似したデータ
をメモリに取り込み、前記ポリゴン・メッシュに関する
所定の情報から任意形状適合ウエーブレット変換器、及
び適応的算術符号化器による効率的な圧縮、復元が可能
な2次元構造化データを形成する構造化ポリゴン・メッ
シュ・データの形成装置において実行する構造化ポリゴ
ン・メッシュ・データの形成方法は、前記メモリに取り
込んだデータを読み出し、前記ポリゴン・メッシュの頂
点であるポリゴン頂点の各々と2次元座標上の格子点で
あるノードの各々とを、前記任意形状適合ウエーブレッ
ト変換器、及び適応的算術符号化器が処理可能なデータ
として、対応付ける連結性マップを作成するステップ
と、前記連結性マップのデータを読み出して、当該連結
性マップにおいて対応付けされた、各ポリゴン頂点と各
ノードとの関係に基き、前記各ポリゴン頂点に関する所
定の情報を、前記2次元座標上の前記各ノードに対応さ
せた前記2次元構造化データとして、前記任意形状適合
ウエーブレット変換器、及び適応的算術符号化器が処理
可能なデータ配列を形成するステップと、を有し、前記
対応付けのステップは所定のポリゴン頂点と前記2次元
座標上の複数ノードとを、前記任意形状適合ウエーブレ
ット変換器、及び適応的算術符号化器が処理可能なデー
タとして対応付ける複数対応付けができるステップであ
る構成とした。以下、第1の発明という。
決することを目的とするもので、立体の表面形状を複数
ポリゴンからなるポリゴン・メッシュで近似したデータ
をメモリに取り込み、前記ポリゴン・メッシュに関する
所定の情報から任意形状適合ウエーブレット変換器、及
び適応的算術符号化器による効率的な圧縮、復元が可能
な2次元構造化データを形成する構造化ポリゴン・メッ
シュ・データの形成装置において実行する構造化ポリゴ
ン・メッシュ・データの形成方法は、前記メモリに取り
込んだデータを読み出し、前記ポリゴン・メッシュの頂
点であるポリゴン頂点の各々と2次元座標上の格子点で
あるノードの各々とを、前記任意形状適合ウエーブレッ
ト変換器、及び適応的算術符号化器が処理可能なデータ
として、対応付ける連結性マップを作成するステップ
と、前記連結性マップのデータを読み出して、当該連結
性マップにおいて対応付けされた、各ポリゴン頂点と各
ノードとの関係に基き、前記各ポリゴン頂点に関する所
定の情報を、前記2次元座標上の前記各ノードに対応さ
せた前記2次元構造化データとして、前記任意形状適合
ウエーブレット変換器、及び適応的算術符号化器が処理
可能なデータ配列を形成するステップと、を有し、前記
対応付けのステップは所定のポリゴン頂点と前記2次元
座標上の複数ノードとを、前記任意形状適合ウエーブレ
ット変換器、及び適応的算術符号化器が処理可能なデー
タとして対応付ける複数対応付けができるステップであ
る構成とした。以下、第1の発明という。
【0006】また、他の発明は、前記第1の発明におい
て、前記2次元構造化データは、前記対応付けられた、
各ポリゴン頂点の位置座標データからなる幾何データ
と、前記各ポリゴンの色情報を含むテクスチャ・データ
とからなる構成とした。以下、第2の発明という。
て、前記2次元構造化データは、前記対応付けられた、
各ポリゴン頂点の位置座標データからなる幾何データ
と、前記各ポリゴンの色情報を含むテクスチャ・データ
とからなる構成とした。以下、第2の発明という。
【0007】また、他の発明は、前記第2の発明におい
て、前記構造化ポリゴン・メッシュ・データの形成方法
は、前記任意形状適合ウエーブレット変換器、及び適応
的算術符号化器が処理可能なデータ配列として形成され
る前記2次元構造化データを符号化する符号化ステップ
をさらに有する構成とした。以下、第3の発明という。
て、前記構造化ポリゴン・メッシュ・データの形成方法
は、前記任意形状適合ウエーブレット変換器、及び適応
的算術符号化器が処理可能なデータ配列として形成され
る前記2次元構造化データを符号化する符号化ステップ
をさらに有する構成とした。以下、第3の発明という。
【0008】また、他の発明は、前記第3の発明におい
て、前記符号化ステップは、前記連結性マップを可逆符
号化するステップであることを特徴とする構成とした。
以下、第4の発明という。
て、前記符号化ステップは、前記連結性マップを可逆符
号化するステップであることを特徴とする構成とした。
以下、第4の発明という。
【0009】また、他の発明は、前記第1ないし4のい
ずれかの発明において、前記ポリゴンは、三角形である
ことを特徴とする構成とした。以下、第5の発明とい
う。
ずれかの発明において、前記ポリゴンは、三角形である
ことを特徴とする構成とした。以下、第5の発明とい
う。
【0010】また、他の発明は、前記第2の発明におい
て、前記色情報は、前記各ポリゴンの色を再現するため
の色情報であることを特徴とする構成とした。以下、第
6の発明という。
て、前記色情報は、前記各ポリゴンの色を再現するため
の色情報であることを特徴とする構成とした。以下、第
6の発明という。
【0011】また、他の発明は、前記第1の発明におい
て、前記連結性マップを作成するステップは、前記ポリ
ゴン・メッシュの頂点であるポリゴン頂点の各々と、2
次元座標上の格子点であるノードの各々とを、前記ポリ
ゴン・メッシュの隣接関係を維持した頂点番号テーブル
に従い、前記連結性マップを作成する構成とした。以
下、第7の発明という。
て、前記連結性マップを作成するステップは、前記ポリ
ゴン・メッシュの頂点であるポリゴン頂点の各々と、2
次元座標上の格子点であるノードの各々とを、前記ポリ
ゴン・メッシュの隣接関係を維持した頂点番号テーブル
に従い、前記連結性マップを作成する構成とした。以
下、第7の発明という。
【0012】また、他の発明は、前記第7の発明におい
て、前記連結性マップを作成するステップは、ポリゴン
頂点と複数ノードとが前記複数対応付けされ、前記複数
対応付けされたノードが前記2次元座標上で連結して同
一頂点ノードとなっている場合に、前記同一頂点ノード
から1の代表ノードを選択し、前記代表ノードに選択さ
れなかった同一頂点ノードの位置を前記代表ノードから
の相対位置で表し、前記連結情報を構造化するステップ
であることを特徴とする構成とした。以下、第8の発明
という。
て、前記連結性マップを作成するステップは、ポリゴン
頂点と複数ノードとが前記複数対応付けされ、前記複数
対応付けされたノードが前記2次元座標上で連結して同
一頂点ノードとなっている場合に、前記同一頂点ノード
から1の代表ノードを選択し、前記代表ノードに選択さ
れなかった同一頂点ノードの位置を前記代表ノードから
の相対位置で表し、前記連結情報を構造化するステップ
であることを特徴とする構成とした。以下、第8の発明
という。
【0013】また、他の発明は、前記第1ないし第8の
いずれかの発明において、前記構造化ポリゴン・メッシ
ュ・データの形成方法は、前記任意形状適合ウエーブレ
ット変換器、及び適応的算術符号化器が処理可能なデー
タ配列として形成される前記2次元構造化データをデー
タ圧縮するステップをさらに有する構成とした。
いずれかの発明において、前記構造化ポリゴン・メッシ
ュ・データの形成方法は、前記任意形状適合ウエーブレ
ット変換器、及び適応的算術符号化器が処理可能なデー
タ配列として形成される前記2次元構造化データをデー
タ圧縮するステップをさらに有する構成とした。
【0014】
【発明の実施形態】視覚情報を高速に伝送するための
は、画像、映像のデータ圧縮が重要であるが、現在、水
平垂直方向、及び時間軸方向に等間隔にサンプルされた
構造化データに対して、変換符号化や動き補償予測を用
いて効率的な圧縮が達成されている。一方、利用者の意
図に沿う画像、映像を提供できるデータの表現形式は、
コンピュータグラフィックスの分野で発展している。対
象物は、その3次元形状と表面の光の反射特性を与える
テクスチャデータ等で表され、外界からの光の入射状況
を指定することで視点の方向や位置を自由に変えられる
表現形式となっている。
は、画像、映像のデータ圧縮が重要であるが、現在、水
平垂直方向、及び時間軸方向に等間隔にサンプルされた
構造化データに対して、変換符号化や動き補償予測を用
いて効率的な圧縮が達成されている。一方、利用者の意
図に沿う画像、映像を提供できるデータの表現形式は、
コンピュータグラフィックスの分野で発展している。対
象物は、その3次元形状と表面の光の反射特性を与える
テクスチャデータ等で表され、外界からの光の入射状況
を指定することで視点の方向や位置を自由に変えられる
表現形式となっている。
【0015】表面形状とテクスチャ等の最も汎用的な表
現方法として、表面を多角形の組に分解し、多角形頂点
の幾何データ、多角形を構成する頂点の連結情報、及び
各頂点のテクスチャ値等を用いるものが知られている。
この方法は、ポリゴン・メッシュ表現と呼ばれるが、一
つの多角形を成す頂点間の隣接状態は明確に表現されて
いるが、他の多角形の頂点との隣接関係は陽には表され
ていない。
現方法として、表面を多角形の組に分解し、多角形頂点
の幾何データ、多角形を構成する頂点の連結情報、及び
各頂点のテクスチャ値等を用いるものが知られている。
この方法は、ポリゴン・メッシュ表現と呼ばれるが、一
つの多角形を成す頂点間の隣接状態は明確に表現されて
いるが、他の多角形の頂点との隣接関係は陽には表され
ていない。
【0016】ポリゴンメッシュの符号化法として、De
erらは一般化三角形ストライプを用い、また、Tau
binらのトポロジカル分解法では三角形ストライプの
組を用いて三角形の連結性を効率的に表しているが、C
Gデータの大半を占める幾何及びテクスチャデータの圧
縮には単純なスカラー量子化法や、一般化ストライプに
沿った一次元予測符号化が考えられている。
erらは一般化三角形ストライプを用い、また、Tau
binらのトポロジカル分解法では三角形ストライプの
組を用いて三角形の連結性を効率的に表しているが、C
Gデータの大半を占める幾何及びテクスチャデータの圧
縮には単純なスカラー量子化法や、一般化ストライプに
沿った一次元予測符号化が考えられている。
【0017】本発明においては、幾何、及びテクスチャ
データ等を効率的に表現するため、ポリゴン・メッシュ
を構成する多角形を全て三角形に分割した後、各三角形
を拡張するノードを含む三角形格子と対応付けることに
より、幾何、及びテクスチャ等を2次元平面上のデータ
配列として構造化する。
データ等を効率的に表現するため、ポリゴン・メッシュ
を構成する多角形を全て三角形に分割した後、各三角形
を拡張するノードを含む三角形格子と対応付けることに
より、幾何、及びテクスチャ等を2次元平面上のデータ
配列として構造化する。
【0018】構造化された幾何、及びテクスチャデータ
等は2次元データ圧縮法を適用して効率的にビット系列
に変換される。この時、各頂点の連結性は頂点の大域的
な接続関係を示す連結性マップにより表現されており、
適応的算術符号器を用いて無損失に圧縮され、記録さ
れ、伝送される。再生時においては、まず、連結性マッ
プを復号した後、これに基づいて、幾何、及びテクスチ
ャデータ等を復号する。連結性マップの拡張ノードを含
まない隣接格子点の組として三角形を抽出することによ
り、ポリゴン・メッシュを表現する各三角形の連結性情
報、幾何データ、及びテクスチャデータ等を再生するこ
とが可能になる。
等は2次元データ圧縮法を適用して効率的にビット系列
に変換される。この時、各頂点の連結性は頂点の大域的
な接続関係を示す連結性マップにより表現されており、
適応的算術符号器を用いて無損失に圧縮され、記録さ
れ、伝送される。再生時においては、まず、連結性マッ
プを復号した後、これに基づいて、幾何、及びテクスチ
ャデータ等を復号する。連結性マップの拡張ノードを含
まない隣接格子点の組として三角形を抽出することによ
り、ポリゴン・メッシュを表現する各三角形の連結性情
報、幾何データ、及びテクスチャデータ等を再生するこ
とが可能になる。
【0019】この方法により、利用者の意図を反映した
描画が可能なポリゴン・メッシュ化データの大幅なデー
タ圧縮が達成される。以下、この詳細な処理の内容を説
明する。
描画が可能なポリゴン・メッシュ化データの大幅なデー
タ圧縮が達成される。以下、この詳細な処理の内容を説
明する。
【0020】<1.ポリゴン・メッシュ表現>物体の表
面を頂点で定義された平面によって近似したとき、各々
の平面をポリゴン(polygon)と呼ぶ。そして、表面を
多数の平らなポリゴンで構成するような3次元モデリン
グの方法を、ポリゴン・モデリング(polygonal modeli
ng)と言う。
面を頂点で定義された平面によって近似したとき、各々
の平面をポリゴン(polygon)と呼ぶ。そして、表面を
多数の平らなポリゴンで構成するような3次元モデリン
グの方法を、ポリゴン・モデリング(polygonal modeli
ng)と言う。
【0021】図1に円柱をポリゴンで表現したポリゴン
・モデルの例を示す。このように曲面をポリゴンにより
表現することをポリゴン近似(polygonal approximatio
n)と呼ぶ。たくさんの非常に小さなポリゴンを用いる
ことにより正確な曲面に近づけることができる。
・モデルの例を示す。このように曲面をポリゴンにより
表現することをポリゴン近似(polygonal approximatio
n)と呼ぶ。たくさんの非常に小さなポリゴンを用いる
ことにより正確な曲面に近づけることができる。
【0022】ポリゴン・モデリングにより形状を表すた
めには以下の2つの情報が必要になる。
めには以下の2つの情報が必要になる。
【0023】幾何データ
頂点の座標の集合(x1,y1,z1)、(x2,y2,
z2)、(x3,y3,z3)、・・・により形状を表現す
るためのデータ。
z2)、(x3,y3,z3)、・・・により形状を表現す
るためのデータ。
【0024】連結情報
三角形を構成する頂点の組の集合(1,2,3)、
(2,3,4)、(4,5,6)、・・・により形状を
表現するための情報。
(2,3,4)、(4,5,6)、・・・により形状を
表現するための情報。
【0025】それぞれのデータを図2のように定義した
とき、実際にこれら2つの情報から3次元表示させた例
を図3に示す。ここで、図3(a)はワイヤー・フレー
ム表示の例であり、図3(b)はポリゴン表示の例であ
る。
とき、実際にこれら2つの情報から3次元表示させた例
を図3に示す。ここで、図3(a)はワイヤー・フレー
ム表示の例であり、図3(b)はポリゴン表示の例であ
る。
【0026】また、よりたくさんの頂点数と連結数を持
つ3次元形状の例を図4(a)から(d)に示す。
つ3次元形状の例を図4(a)から(d)に示す。
【0027】<2.ポリゴン・メッシュの構造化>
<2.1 全体の流れ>3次元表面形状を、三角形ポリ
ゴンを用いて表現する際、上記の<1.ポリゴン・メッ
シュ表現>で説明したように幾何データ、連結情報
の2つのデータが必要となる。
ゴンを用いて表現する際、上記の<1.ポリゴン・メッ
シュ表現>で説明したように幾何データ、連結情報
の2つのデータが必要となる。
【0028】これらのデータのうち、連結情報により曲
面のトポロジーが与えられる。したがって、情報を圧縮
する際には連結情報は可逆符号化されなくてはならな
い。図5の全体の処理の流れにおいて、可逆復号された
連結情報を用いて、幾何データ等が再生される。
面のトポロジーが与えられる。したがって、情報を圧縮
する際には連結情報は可逆符号化されなくてはならな
い。図5の全体の処理の流れにおいて、可逆復号された
連結情報を用いて、幾何データ等が再生される。
【0029】<2.2 三角形格子による構造化>連結
リストに与えられた各三角形を、拡張ノードを含む三角
形格子と対応付けることにより、それぞれの頂点に対応
する幾何データ(3次元座標値)、x、y、zの値及び
テクスチャ・データ等をそれぞれ頂点間の相対関係を保
持したまま2次元座標上に配置する。これにより、幾何
データおよびテクスチャ・データ等に対して2次元信号
に対して用いられる圧縮技術を用いることができる。
リストに与えられた各三角形を、拡張ノードを含む三角
形格子と対応付けることにより、それぞれの頂点に対応
する幾何データ(3次元座標値)、x、y、zの値及び
テクスチャ・データ等をそれぞれ頂点間の相対関係を保
持したまま2次元座標上に配置する。これにより、幾何
データおよびテクスチャ・データ等に対して2次元信号
に対して用いられる圧縮技術を用いることができる。
【0030】大域的連結情報を表すための2次元座標
(u,v)を図6に示す。それぞれのノードに頂点を対
応付け、それぞれのノードは近傍の三角形格子の6点と
連結するように定義する。
(u,v)を図6に示す。それぞれのノードに頂点を対
応付け、それぞれのノードは近傍の三角形格子の6点と
連結するように定義する。
【0031】この構造化に用いられる、ポリゴン・メッ
シュで構成された3次元形状には次のような拘束条件が
必要となる。
シュで構成された3次元形状には次のような拘束条件が
必要となる。
【0032】(拘束条件)
全ての三角形は、辺で連結される。
【0033】1つの辺に連結する三角形は多くても2
つである。
つである。
【0034】1つめの条件は、3次元形状を構成する三
角形ポリゴンは全て連結し、頂点と頂点で連結するよう
なことが無いことを示している。また2つめの条件は、
1つの辺でその辺を含む平面が分岐しないことを意味し
ている。
角形ポリゴンは全て連結し、頂点と頂点で連結するよう
なことが無いことを示している。また2つめの条件は、
1つの辺でその辺を含む平面が分岐しないことを意味し
ている。
【0035】<2.3 初期四角形の抽出>三角形で構
成された3次元物体の三角形の連結リストを2次元座標
(u,v)のノードに当てはめるため、初期四角形の抽
出を行う。図7は初期四角形抽出を説明するための図で
ある。まず、任意の三角形を選択し、2辺を各々、u
軸、v軸方向と対応させる(図7(a))。また、各頂
点に対応付けられたノードをA、B、Cと置き、その位
置をa=(0,0),b=(1,0),c=(0,1)
にとる。この対応関係を表現するため頂点番号テーブル
t(p)に三角形ABCの頂点番号nA,nB,nCを代
入する(但し、p=(u,v)))。
成された3次元物体の三角形の連結リストを2次元座標
(u,v)のノードに当てはめるため、初期四角形の抽
出を行う。図7は初期四角形抽出を説明するための図で
ある。まず、任意の三角形を選択し、2辺を各々、u
軸、v軸方向と対応させる(図7(a))。また、各頂
点に対応付けられたノードをA、B、Cと置き、その位
置をa=(0,0),b=(1,0),c=(0,1)
にとる。この対応関係を表現するため頂点番号テーブル
t(p)に三角形ABCの頂点番号nA,nB,nCを代
入する(但し、p=(u,v)))。
【0036】t(a)=nA
t(b)=nB
t(c)=nC
次にuv座標上で四角形を構成するように、辺BCに連
結する三角形BCDを抽出し、その頂点Dをd=(1,
1)に対応させる。
結する三角形BCDを抽出し、その頂点Dをd=(1,
1)に対応させる。
【0037】t(d)=nD
実際に図3(a)、(b)に示した3次元表面形状の連
結情報から、初期四角形を抽出すると図7(b)のよう
になる。
結情報から、初期四角形を抽出すると図7(b)のよう
になる。
【0038】対応付けに用いられた三角形は、連結情報
リストから削除される。以下の処理においても同様であ
る。
リストから削除される。以下の処理においても同様であ
る。
【0039】<2.4 四辺に沿った対応付け処理>初
期四角形の上下左右の辺に連結する三角形を順次、uv
座標のノードに対応付ける。この時、一つの頂点が複数
のノードと対応付けられることを許し、このようなノー
ドを拡張ノードと呼ぶ。
期四角形の上下左右の辺に連結する三角形を順次、uv
座標のノードに対応付ける。この時、一つの頂点が複数
のノードと対応付けられることを許し、このようなノー
ドを拡張ノードと呼ぶ。
【0040】対応関係は頂点番号テーブルt(p)に頂
点番号を代入することにより表すが、 ・ノードと対応付けられる頂点が存在しないとき:N ・u、v座標の未処理領域のとき:φ が代入される。
点番号を代入することにより表すが、 ・ノードと対応付けられる頂点が存在しないとき:N ・u、v座標の未処理領域のとき:φ が代入される。
【0041】ここでは四角形の上面に沿った対応付け処
理について説明するが、下面、右側面、左側面について
も同様に行う。したがって、上下左右方向に対応付け済
みのノードが徐々に拡大していくことになる。この例を
図8に示す。
理について説明するが、下面、右側面、左側面について
も同様に行う。したがって、上下左右方向に対応付け済
みのノードが徐々に拡大していくことになる。この例を
図8に示す。
【0042】その際、一方向の処理が終わった時に新し
く拡大された部分が全てNである場合、つまり三角形が
ひとつも対応付けされなかった時は、その部分は頂点番
号テーブルに代入しないことに注意する。したがって、
処理の最後の方では、図8に示すような順番では拡大し
ないこともある。
く拡大された部分が全てNである場合、つまり三角形が
ひとつも対応付けされなかった時は、その部分は頂点番
号テーブルに代入しないことに注意する。したがって、
処理の最後の方では、図8に示すような順番では拡大し
ないこともある。
【0043】<2.5 上面への対応付けの処理>uv
平面上の処理の行われた四角形領域の上面への対応付け
処理について説明する。上面への対応付け処理におい
て、uv平面上の処理済みの状態をまず、大きく図9に
示す3状態に分類し、各状態からさらに細かく場合分け
を行い、各辺に連結する頂点を対応付けていく。
平面上の処理の行われた四角形領域の上面への対応付け
処理について説明する。上面への対応付け処理におい
て、uv平面上の処理済みの状態をまず、大きく図9に
示す3状態に分類し、各状態からさらに細かく場合分け
を行い、各辺に連結する頂点を対応付けていく。
【0044】次に、各caseの詳しい場合分けについ
て説明する。それぞれのcaseの最初におおまかな流
れを図で説明し、その後にそれぞれの場合について詳し
く説明する。
て説明する。それぞれのcaseの最初におおまかな流
れを図で説明し、その後にそれぞれの場合について詳し
く説明する。
【0045】<2.5.1 case1(図10)>c
ase1は注目ノードがA、O、Bの3点で、3点が2
次元座標上で一直線に配置されている場合である。A、
O、Bが同じ頂点番号を持たないように、A、Oと同じ
頂点番号を持つノードをA1、O1と表す。(図10
(b)参照)case1から始まる場合分けされた各c
ase、および/または、そこでの処理を以下に説明す
る。
ase1は注目ノードがA、O、Bの3点で、3点が2
次元座標上で一直線に配置されている場合である。A、
O、Bが同じ頂点番号を持たないように、A、Oと同じ
頂点番号を持つノードをA1、O1と表す。(図10
(b)参照)case1から始まる場合分けされた各c
ase、および/または、そこでの処理を以下に説明す
る。
【0046】ステップS10は上面処理の終了条件を判
断するステップである。
断するステップである。
【0047】t(a)=φ(t(b)=φ、t(c)=
φ)の条件を満たすとき、uv座標の右端まで処理が終
了する。そして、次の軸に処理を進める。
φ)の条件を満たすとき、uv座標の右端まで処理が終
了する。そして、次の軸に処理を進める。
【0048】また、t(a)≠φ、t(o)=t(b)
=φの時、Aの上にNを対応付ける(図12(a))。
=φの時、Aの上にNを対応付ける(図12(a))。
【0049】ここで、t(a+iv)=Nである。
【0050】但し、iu、ivは、u、v軸の単位方向
ベクトルである。そして、次の軸に処理を進める。
ベクトルである。そして、次の軸に処理を進める。
【0051】一方、辺AOを含む三角形AOCが存在す
る場合(図12(b))、ステップS20で、Bの頂点
番号がCのそれと等しいか否かを判断し、Bの頂点番号
がCのそれと等しいと判断された場合、ステップS30
で、Aの右上にAの頂点番号、Bの左上にBの頂点番号
を代入する(図12(c))。
る場合(図12(b))、ステップS20で、Bの頂点
番号がCのそれと等しいか否かを判断し、Bの頂点番号
がCのそれと等しいと判断された場合、ステップS30
で、Aの右上にAの頂点番号、Bの左上にBの頂点番号
を代入する(図12(c))。
【0052】t(a+iv)=t(a)
t(b+iv−iu)=t(b)
図10(b)の場合においてはA1の右上にN、O1の
右上にBの頂点番号を代入する。
右上にBの頂点番号を代入する。
【0053】t(a1+iv)=N
t(o1+iv)=t(b)
代入後は、旧Bの左上を新A、新Aの右にO、Bをと
り、case1へ進む。
り、case1へ進む。
【0054】ステップS20で、Bの頂点番号がCのそ
れと異なると判断された場合(図12(d))、ステッ
プS40で、Aの右上にCの頂点番号を代入する。
れと異なると判断された場合(図12(d))、ステッ
プS40で、Aの右上にCの頂点番号を代入する。
【0055】t(a+iv)=nC
図10(b)の場合においても同様である。代入後は処
理をcase2へ進める。
理をcase2へ進める。
【0056】辺AOを含む三角形AOCが存在しない場
合は、ステップS50で、Aの右上にNを代入する(図
12(e))。
合は、ステップS50で、Aの右上にNを代入する(図
12(e))。
【0057】t(a+iv)=N
図10(b)の場合においてもすべてのA1の右上にN
を代入する。代入後は、旧Oの右側に新A、O、Bを配
置し、処理をcase1へ進める。
を代入する。代入後は、旧Oの右側に新A、O、Bを配
置し、処理をcase1へ進める。
【0058】<2.5.2 case2>case2は
注目ノードがA、O、B、Cの4点で、ノードCがAの
右上に配置されている状態である(図9)。基本の状態
は図13(a)であり、Aが複数個並ぶときは(b)で
あり、図13(b)の状態から処理をしてすぐにcas
e2に戻る場合は(c)の状態になる。図14に、ca
se2から始まる場合分けされた各case、および/
または、そこでの処理を示す。以下、図14を用いて処
理を説明する。
注目ノードがA、O、B、Cの4点で、ノードCがAの
右上に配置されている状態である(図9)。基本の状態
は図13(a)であり、Aが複数個並ぶときは(b)で
あり、図13(b)の状態から処理をしてすぐにcas
e2に戻る場合は(c)の状態になる。図14に、ca
se2から始まる場合分けされた各case、および/
または、そこでの処理を示す。以下、図14を用いて処
理を説明する。
【0059】Cが左端である場合、または辺ACに連結
する三角形がない場合(図15(a))は、ステップS
100で、Oの左上をAとし、case3に進む。
する三角形がない場合(図15(a))は、ステップS
100で、Oの左上をAとし、case3に進む。
【0060】Cが左端でなく、かつ辺ACに連結する三
角形がある場合は(図15(b))、ステップS110
で、Aの左がA1かつCの左がNか否かを判断し、Aの
左がA1かつCの左がNの場合は、Aの左上、つまりC
の左にACに連結するDの頂点番号を代入する(S12
0)。
角形がある場合は(図15(b))、ステップS110
で、Aの左がA1かつCの左がNか否かを判断し、Aの
左がA1かつCの左がNの場合は、Aの左上、つまりC
の左にACに連結するDの頂点番号を代入する(S12
0)。
【0061】t(a−iu+iv)=nD
代入後は、旧Dを新C、旧Aの左側つまり旧Dの下を新
Aにしてcase2に進む(図15(c))。
Aにしてcase2に進む(図15(c))。
【0062】Aの左がA1でない、またはCの左がNで
ない場合は、ステップS130で、Aの左がNかつその
左が左端、またはAの左がNかつその左もN(この時、
Nの上は必ずNである)か否かを判断し、Aの左がNか
つその左が左端、またはAの左がNかつその左もNであ
る場合(図15(d))は、ステップS140で、AD
を含む三角形の有無を判断する。
ない場合は、ステップS130で、Aの左がNかつその
左が左端、またはAの左がNかつその左もN(この時、
Nの上は必ずNである)か否かを判断し、Aの左がNか
つその左が左端、またはAの左がNかつその左もNであ
る場合(図15(d))は、ステップS140で、AD
を含む三角形の有無を判断する。
【0063】ADを含む三角形がある場合は、ステップ
S150で、Aの左上、つまりCの左にAの頂点番号を
代入する。
S150で、Aの左上、つまりCの左にAの頂点番号を
代入する。
【0064】t(a−iu+iv)=t(a)
代入後は旧Cを新A(旧Oの左上)にしてcase3に
進む(図15(e))。
進む(図15(e))。
【0065】ADを含む三角形がない場合は、ステップ
S160でAの左上、つまりCの左にDの頂点番号を代
入する。
S160でAの左上、つまりCの左にDの頂点番号を代
入する。
【0066】t(a−iu+iv)=nD
代入後は旧Oの左上を新Aにしてcase3に進む(図
15(f))。
15(f))。
【0067】条件がステップS140に該当しない場合
は、ステップS170で、Cの位置、つまりAの右上に
Aの頂点番号を代入する。この時、ノードA、C、およ
びAの右が作る三角形を連結リストに復活させる。代入
後は旧Oの左上を新Aにしてcase3に進む(図15
(g))。
は、ステップS170で、Cの位置、つまりAの右上に
Aの頂点番号を代入する。この時、ノードA、C、およ
びAの右が作る三角形を連結リストに復活させる。代入
後は旧Oの左上を新Aにしてcase3に進む(図15
(g))。
【0068】<2.5.3 case3>case3は
注目ノードがA、O、Bの3点で、ノードAが上の段、
ノードO,Bが下の段に配置されている状態である(図
9を参照)。基本が図16(a)であり、Oが複数個並
ぶときに(b)のようになる。(a)と(b)で処理に
場合分けが行われることがある。図17に、case3
から始まる場合分けされた各case、および/また
は、そこでの処理を示す。
注目ノードがA、O、Bの3点で、ノードAが上の段、
ノードO,Bが下の段に配置されている状態である(図
9を参照)。基本が図16(a)であり、Oが複数個並
ぶときに(b)のようになる。(a)と(b)で処理に
場合分けが行われることがある。図17に、case3
から始まる場合分けされた各case、および/また
は、そこでの処理を示す。
【0069】辺OAに連結する三角形OACが存在する
場合(図18A(a))において、ステップS310
で、Bの頂点番号がCのそれと等しいか否かを判断し、
Bの頂点番号がCのそれと等しい場合は、ステップS3
11で、Oの右上にBの頂点番号を代入する。
場合(図18A(a))において、ステップS310
で、Bの頂点番号がCのそれと等しいか否かを判断し、
Bの頂点番号がCのそれと等しい場合は、ステップS3
11で、Oの右上にBの頂点番号を代入する。
【0070】t(o+iv)=t(b)
図16(b)の場合においても拡張ノードO1の右上に
Bの頂点番号を代入する。
Bの頂点番号を代入する。
【0071】t(o1+iv)=t(b)
代入後は旧Bの右側に新A、O、Bを配置し、case
1へ進む(図18A(b))。
1へ進む(図18A(b))。
【0072】ステップS310で、Bの頂点番号とCの
それが異なると判断された場合は、ステップS312
で、OとBが隣り合っているか否かを判断し、OとBが
隣り合っていないと判断された場合は、ステップS31
3で、Oの右上にCの頂点番号を代入する。代入後は旧
Oの右上、つまり旧Aの右側を新A、旧Oの右側を新O
としてcase3へ進む(図18A(c))。
それが異なると判断された場合は、ステップS312
で、OとBが隣り合っているか否かを判断し、OとBが
隣り合っていないと判断された場合は、ステップS31
3で、Oの右上にCの頂点番号を代入する。代入後は旧
Oの右上、つまり旧Aの右側を新A、旧Oの右側を新O
としてcase3へ進む(図18A(c))。
【0073】ステップS312で、OとBが隣り合って
いると判断された場合は、ステップS314で、Bがφ
か否かを判断し、Bがφと判断された場合は、ステップ
S315で、Oの右上、つまりAの右側にCの頂点番号
を代入して、現在の方向の処理は終了となる(図18A
(d))。
いると判断された場合は、ステップS314で、Bがφ
か否かを判断し、Bがφと判断された場合は、ステップ
S315で、Oの右上、つまりAの右側にCの頂点番号
を代入して、現在の方向の処理は終了となる(図18A
(d))。
【0074】ステップS314で、Bの値がφでないと
判断された場合は、ステップS316で、OCを含む三
角形があるか否かを判断し、OCを含む三角形△OCD
がある場合(図18A(e)))、ステップS317
で、Dの頂点番号がBのそれと等しいか否かを判断し、
Dの頂点番号がBのそれと等しい場合(図18A
(f)))は、ステップS317−1で、Oの右上にC
の頂点番号を代入する。代入後は旧Oの右上、つまり旧
Aの右側を新A、旧Bを新O、旧Bの右側で旧Bと異な
るものを新Bとしてcase3へ進む。
判断された場合は、ステップS316で、OCを含む三
角形があるか否かを判断し、OCを含む三角形△OCD
がある場合(図18A(e)))、ステップS317
で、Dの頂点番号がBのそれと等しいか否かを判断し、
Dの頂点番号がBのそれと等しい場合(図18A
(f)))は、ステップS317−1で、Oの右上にC
の頂点番号を代入する。代入後は旧Oの右上、つまり旧
Aの右側を新A、旧Bを新O、旧Bの右側で旧Bと異な
るものを新Bとしてcase3へ進む。
【0075】Dの頂点番号がBのそれと等しくない場合
(図18B(g))は、ステップS317−2で、Oの
右上にOの頂点番号を代入する。代入後は旧Oの右上、
つまり旧Aの右側を新A、旧Bを新O、旧Bの右側で旧
Bと異なるものを新Bとしてcase3へ進む。
(図18B(g))は、ステップS317−2で、Oの
右上にOの頂点番号を代入する。代入後は旧Oの右上、
つまり旧Aの右側を新A、旧Bを新O、旧Bの右側で旧
Bと異なるものを新Bとしてcase3へ進む。
【0076】ステップS316で、OCを含む三角形が
ないと判断された場合(図18B(h))は、ステップ
S318で、t(b)=Nか否かを判断し、t(b)=
Nの場合は、ステップS318−1で、Oの右上にCの
頂点番号を、Bの右上にNを代入する。代入後は、旧B
とその右側に新A、O、Bを配置し、case1へ進
む。
ないと判断された場合(図18B(h))は、ステップ
S318で、t(b)=Nか否かを判断し、t(b)=
Nの場合は、ステップS318−1で、Oの右上にCの
頂点番号を、Bの右上にNを代入する。代入後は、旧B
とその右側に新A、O、Bを配置し、case1へ進
む。
【0077】t(b)≠Nの場合(図18B(i))
は、ステップ318−2で、Oの右上にOの頂点番号を
代入する。代入後は旧Oの右上、つまり旧Aの右側を新
A、旧Bを新O、旧Bの右側で旧Bと異なるものを新B
としてcase3へ進む。
は、ステップ318−2で、Oの右上にOの頂点番号を
代入する。代入後は旧Oの右上、つまり旧Aの右側を新
A、旧Bを新O、旧Bの右側で旧Bと異なるものを新B
としてcase3へ進む。
【0078】case3の初めの状態が、辺OAに連結
する三角形OACが存在しない状態である場合は、ステ
ップS320で、OBに連結する三角形が存在するか否
かを判断し、OBに連結する三角形が存在すると判断さ
れた場合は、ステップS321で、OとBが隣り合うか
否かを判断し、OとBが隣り合うとき(図18B
(j)))は、ステップS323で、Oの右上にOの頂
点番号を代入する。代入後は旧Oの右上、つまり旧Aの
右側を新A、旧Bを新O、旧Bの右側で旧Bと異なるも
のを新Bとしてcase3へ進む。
する三角形OACが存在しない状態である場合は、ステ
ップS320で、OBに連結する三角形が存在するか否
かを判断し、OBに連結する三角形が存在すると判断さ
れた場合は、ステップS321で、OとBが隣り合うか
否かを判断し、OとBが隣り合うとき(図18B
(j)))は、ステップS323で、Oの右上にOの頂
点番号を代入する。代入後は旧Oの右上、つまり旧Aの
右側を新A、旧Bを新O、旧Bの右側で旧Bと異なるも
のを新Bとしてcase3へ進む。
【0079】OがBの隣でないとき(図18B(k))
は、ステップS324で、Oの右上にNを代入する。代
入後は、旧Oとその右側の列に新A、O、Bを配置して
case1に進む。
は、ステップS324で、Oの右上にNを代入する。代
入後は、旧Oとその右側の列に新A、O、Bを配置して
case1に進む。
【0080】ステップS320で、OBに連結する三角
形が存在しないと判断された場合(図18B(l))
は、ステップS322で、Oの右上、つまりAの右側に
Nを代入する。代入後は、旧Bとその右側の列に新A、
O、Bを配置し、case1へ進む。
形が存在しないと判断された場合(図18B(l))
は、ステップS322で、Oの右上、つまりAの右側に
Nを代入する。代入後は、旧Bとその右側の列に新A、
O、Bを配置し、case1へ進む。
【0081】<3.幾何データおよびテクスチャ・デー
タの構造化>先に説明した頂点番号テーブルを用いて、
各頂点の、幾何データおよびテクスチャ・データの構造
化を行う方法を示す。構造化されたデータは2次元画像
圧縮技術などを用いて効率的に表現することができる。
タの構造化>先に説明した頂点番号テーブルを用いて、
各頂点の、幾何データおよびテクスチャ・データの構造
化を行う方法を示す。構造化されたデータは2次元画像
圧縮技術などを用いて効率的に表現することができる。
【0082】<3.1 代表ノードの決定>頂点番号テ
ーブルには、一つの頂点が複数のノードに対応づけられ
た拡張ノードを含んでいる。同一の頂点番号が割り当て
られた拡張ノードの中から一つのノードを選択し、代表
ノードとする。代表ノードをuv座標上での頂点位置と
して、幾何データおよびテクスチャ・データを構造化す
る。構造化データは2次元画像圧縮技術を用いて圧縮さ
れるので、代表ノードは他の代表ノードと隣接している
ことが望まれる。そこで、代表ノードが三角形格子上で
隣接する6方向の代表ノードと連結するように代表ノー
ドを決定していく(図19(a)(b))。
ーブルには、一つの頂点が複数のノードに対応づけられ
た拡張ノードを含んでいる。同一の頂点番号が割り当て
られた拡張ノードの中から一つのノードを選択し、代表
ノードとする。代表ノードをuv座標上での頂点位置と
して、幾何データおよびテクスチャ・データを構造化す
る。構造化データは2次元画像圧縮技術を用いて圧縮さ
れるので、代表ノードは他の代表ノードと隣接している
ことが望まれる。そこで、代表ノードが三角形格子上で
隣接する6方向の代表ノードと連結するように代表ノー
ドを決定していく(図19(a)(b))。
【0083】代表ノード決定には、次の3段階の処理を
用いる。
用いる。
【0084】(1次検索)対象とする頂点番号を持つノ
ードの中で、6近傍の中に最も多くの他の頂点番号を持
つノードを代表ノードとする。そのようなノードが多数
存在する場合には未決定とし、次に進む。
ードの中で、6近傍の中に最も多くの他の頂点番号を持
つノードを代表ノードとする。そのようなノードが多数
存在する場合には未決定とし、次に進む。
【0085】(2次検索)未決定の頂点番号を持つノー
ドの中で、6近傍に最も多くの代表ノードを持つノード
を代表ノードとする。そのようなノードが複数存在する
場合にはランダムに選ぶ。図20は代表ノード決定の例
を示している。
ドの中で、6近傍に最も多くの代表ノードを持つノード
を代表ノードとする。そのようなノードが複数存在する
場合にはランダムに選ぶ。図20は代表ノード決定の例
を示している。
【0086】<3.2 拡張ノードの簡略化>代表ノー
ドに選ばれなかったノードの頂点番号を次の2つの場合
に分けて簡略化を行う。 (1)代表ノードに連結する領域内のノード (2)代表ノードの連結領域外のノード 代表ノードの連結領域内のノードは次の6個の記号を用
いて表現する(図21)。
ドに選ばれなかったノードの頂点番号を次の2つの場合
に分けて簡略化を行う。 (1)代表ノードに連結する領域内のノード (2)代表ノードの連結領域外のノード 代表ノードの連結領域内のノードは次の6個の記号を用
いて表現する(図21)。
【0087】L(Left link)・・・頂点番号
が左ノードと同じ UL(Upward Left)・・・頂点番号が左上
ノードと同じ DL(Downward Left)・・・頂点番号が
左下ノードと同じ R(Right link)・・・頂点番号が右ノード
と同じ UR(Upward Right)・・・頂点番号が右
上ノードと同じ DR(Downward Right)・・・頂点番号
が右下ノードと同じ 代表ノードの連結領域外のノードは、同一頂点ノードの
連結領域内から他の代表ノードに連結するものを一つ選
択する。このノードに記号S(Split node)を与え、こ
のノードの頂点番号を持つ代表ノードの位置を記録す
る。
が左ノードと同じ UL(Upward Left)・・・頂点番号が左上
ノードと同じ DL(Downward Left)・・・頂点番号が
左下ノードと同じ R(Right link)・・・頂点番号が右ノード
と同じ UR(Upward Right)・・・頂点番号が右
上ノードと同じ DR(Downward Right)・・・頂点番号
が右下ノードと同じ 代表ノードの連結領域外のノードは、同一頂点ノードの
連結領域内から他の代表ノードに連結するものを一つ選
択する。このノードに記号S(Split node)を与え、こ
のノードの頂点番号を持つ代表ノードの位置を記録す
る。
【0088】但し、符号化するポリゴン・メッシュが閉
曲面である場合には、記号Sが与えられたノードに対す
る代表ノードの位置座標、すべてを記録する必要はな
い。
曲面である場合には、記号Sが与えられたノードに対す
る代表ノードの位置座標、すべてを記録する必要はな
い。
【0089】図22に図20(c)を上記の記号を用い
て簡略化した例を示す。
て簡略化した例を示す。
【0090】図22の例は閉曲面を表しており、Sを持
つ2つのノードの内、一方のものの代表ノード位置を記
録しておけば、境界ノードが閉じる条件から他方の代表
ノードを知ることができる。
つ2つのノードの内、一方のものの代表ノード位置を記
録しておけば、境界ノードが閉じる条件から他方の代表
ノードを知ることができる。
【0091】<3.3 データの構造化>簡略化された
頂点番号テーブルの代表ノード位置に、幾何データおよ
びテクスチャ・データを配置し、構造化データを作成す
る。代表ノードには記号C(Corresponded node)を代
入する。これを連結性マップと呼ぶ。図23に連結性マ
ップ、図24に幾何データおよびテクスチャ・データの
構造化データを示す。
頂点番号テーブルの代表ノード位置に、幾何データおよ
びテクスチャ・データを配置し、構造化データを作成す
る。代表ノードには記号C(Corresponded node)を代
入する。これを連結性マップと呼ぶ。図23に連結性マ
ップ、図24に幾何データおよびテクスチャ・データの
構造化データを示す。
【0092】<4.構造化データの符号化>先に説明し
た連結性マップ、分離領域情報、構造化された幾何デー
タおよびテクスチャ・データをエントロピー符号化す
る。連結性を示す、連結性マップおよび分離領域情報に
ついては、再生されるポリゴン・メッシュのトポロジー
が維持されるように、可逆符号化する。これには、適応
的算術符号化器を用いる。構造化された幾何情報および
テクスチャ情報については、応用によって、可逆または
非可逆符号化を用いる。可逆符号化には、適応的算術符
号化器、非可逆符号化の場合には、任意形状ウェーブレ
ット変換と空間・周波数量子化器を組み合わせた方法を
用いることができる。この処理に関しては図25の流れ
図に従うことで可能となる。
た連結性マップ、分離領域情報、構造化された幾何デー
タおよびテクスチャ・データをエントロピー符号化す
る。連結性を示す、連結性マップおよび分離領域情報に
ついては、再生されるポリゴン・メッシュのトポロジー
が維持されるように、可逆符号化する。これには、適応
的算術符号化器を用いる。構造化された幾何情報および
テクスチャ情報については、応用によって、可逆または
非可逆符号化を用いる。可逆符号化には、適応的算術符
号化器、非可逆符号化の場合には、任意形状ウェーブレ
ット変換と空間・周波数量子化器を組み合わせた方法を
用いることができる。この処理に関しては図25の流れ
図に従うことで可能となる。
【0093】<5.ポリゴン・メッシュ化データの再生
>作成された構造化データのデータ系列から、ポリゴン
・メッシュを再生する方法を示す。図26に示すよう
に、まず、連結情報を与える連結性マップおよび分離領
域情報を算術符号復号器によって無損失に復号する。得
られた連結性マップを用いて、幾何およびテクスチャ・
データの値または量子化を復号する。非可逆符号化の場
合には、逆量子化およびウェーブレット逆変換を用いて
幾何およびテクスチャの値を得る。
>作成された構造化データのデータ系列から、ポリゴン
・メッシュを再生する方法を示す。図26に示すよう
に、まず、連結情報を与える連結性マップおよび分離領
域情報を算術符号復号器によって無損失に復号する。得
られた連結性マップを用いて、幾何およびテクスチャ・
データの値または量子化を復号する。非可逆符号化の場
合には、逆量子化およびウェーブレット逆変換を用いて
幾何およびテクスチャの値を得る。
【0094】次に、連結性マップおよび分離領域情報か
ら連結性リストを再生する方法を示す。図27(a)は
復号された連結性マップおよび分離領域情報を示してい
る。図27(b)は代表ノードにラスタ走査順に決めら
れた頂点番号を代入した頂点番号テーブルを示してい
る。
ら連結性リストを再生する方法を示す。図27(a)は
復号された連結性マップおよび分離領域情報を示してい
る。図27(b)は代表ノードにラスタ走査順に決めら
れた頂点番号を代入した頂点番号テーブルを示してい
る。
【0095】図28は、再生された幾何およびテクスチ
ャ・データを示している。
ャ・データを示している。
【0096】図27(b)に示す頂点番号テーブルにお
いて、破線で示した隣接ノードが作る三角形の3つの頂
点番号が異なる場合としてポリゴンを構成する三角形を
抽出する。図29はt(u,v)から抽出された三角形
の頂点番号リストおよび各頂点の幾何およびテクスチャ
・データを示している。
いて、破線で示した隣接ノードが作る三角形の3つの頂
点番号が異なる場合としてポリゴンを構成する三角形を
抽出する。図29はt(u,v)から抽出された三角形
の頂点番号リストおよび各頂点の幾何およびテクスチャ
・データを示している。
【0097】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
利用者の意図を反映した描写が可能なポリゴン・メッシ
ュ化データの大幅なデータ圧縮を達成することができる
という効果がある。
利用者の意図を反映した描写が可能なポリゴン・メッシ
ュ化データの大幅なデータ圧縮を達成することができる
という効果がある。
【図1】円柱をポリゴンで表現したポリゴン・モデルの
例を示す。
例を示す。
【図2】ポリゴンを組み立てるために用いるデータの例
を示す図である。
を示す図である。
【図3】図2に示されたデータから形成される立体形状
をそれぞれ、(a)ワイヤー・フレーム表示、(b)ポ
リゴン表示、した例を示す図である。
をそれぞれ、(a)ワイヤー・フレーム表示、(b)ポ
リゴン表示、した例を示す図である。
【図4】よりたくさんの頂点数と連結数を持つ3次元形
状の例を示す図である。それぞれ、(a)ワイヤー・フ
レーム表示、(b)ポリゴン表示、(c)ワイヤー・フ
レーム表示、(d)ポリゴン表示、したものである。
状の例を示す図である。それぞれ、(a)ワイヤー・フ
レーム表示、(b)ポリゴン表示、(c)ワイヤー・フ
レーム表示、(d)ポリゴン表示、したものである。
【図5】ポリゴン表示の画像データを圧縮する際の符号
化と復号化を説明するためのブロック図である。
化と復号化を説明するためのブロック図である。
【図6】ポリゴン・メッシュを展開して投影する2次元
座標を示す図である。
座標を示す図である。
【図7】本発明の、第1の実施形態に係る初期四角形抽
出を説明するための図である。
出を説明するための図である。
【図8】第1の実施形態に係る、初期四角形の上下左右
の辺に連結する三角形とuv座標のノードとの対応付け
を説明するための図である。
の辺に連結する三角形とuv座標のノードとの対応付け
を説明するための図である。
【図9】第1の実施形態に係る、uv平面上の処理済み
の状態を3状態に分類したものを示す図である。
の状態を3状態に分類したものを示す図である。
【図10】第1の実施形態に係る、case1における
ポリゴンの配置例を示す図である。
ポリゴンの配置例を示す図である。
【図11】第1の実施形態に係る、case1から始ま
る場合分けされた各case、および/または、そこで
の処理を示す図である。
る場合分けされた各case、および/または、そこで
の処理を示す図である。
【図12】第1の実施形態に係る、case1における
処理とポリゴンの頂点との関係を示す図である。
処理とポリゴンの頂点との関係を示す図である。
【図13】第1の実施形態に係る、case2における
ポリゴンの配置例を示す図である。
ポリゴンの配置例を示す図である。
【図14】第1の実施形態に係る、case2から始ま
る場合分けされた各case、および/または、そこで
の処理を示す図である。
る場合分けされた各case、および/または、そこで
の処理を示す図である。
【図15】第1の実施形態に係る、case2における
処理とポリゴンの頂点との関係を示す図である。
処理とポリゴンの頂点との関係を示す図である。
【図16】第1の実施形態に係る、case3における
ポリゴンの配置例を示す図である。
ポリゴンの配置例を示す図である。
【図17】第1の実施形態に係る、case3から始ま
る場合分けされた各case、および/または、そこで
の処理を示す図である。
る場合分けされた各case、および/または、そこで
の処理を示す図である。
【図18A】第1の実施形態に係る、case3におけ
る処理とポリゴンの頂点との関係を示す図である。
る処理とポリゴンの頂点との関係を示す図である。
【図18B】第1の実施形態に係る、case3におけ
る処理とポリゴンの頂点との関係を示す図である。
る処理とポリゴンの頂点との関係を示す図である。
【図19】第1の実施形態に係る、中心ノードと6隣接
ノードの配置関係を示す図である。
ノードの配置関係を示す図である。
【図20】第1の実施形態に係る、代表ノード決定の流
れを説明するための図である。
れを説明するための図である。
【図21】第1の実施形態に係る、代表ノードに選ばれ
なかったノードの頂点番号の簡略化に用いる記号を示す
図である。
なかったノードの頂点番号の簡略化に用いる記号を示す
図である。
【図22】図20(c)を上記の記号を用いて簡略化し
た例を示す図である。
た例を示す図である。
【図23】第1の実施形態に係る、連結マップと分離領
域情報を示す図である。
域情報を示す図である。
【図24】第1の実施形態に係る、構造化された幾何デ
ータおよびテクスチャ・データを模式的に示す図であ
る。
ータおよびテクスチャ・データを模式的に示す図であ
る。
【図25】第1の実施形態に係る、構造化データの符号
化する処理の流れを示す図である。
化する処理の流れを示す図である。
【図26】第1の実施形態に係る、ポリゴン・メッシュ
化データの再生処理の流れを示す図である。
化データの再生処理の流れを示す図である。
【図27】(a)は復号された連結性マップおよび分離
領域情報、(b)は代表ノードにラスタ走査順に決めら
れた頂点番号を代入した頂点番号テーブルを示す図であ
る。
領域情報、(b)は代表ノードにラスタ走査順に決めら
れた頂点番号を代入した頂点番号テーブルを示す図であ
る。
【図28】再生された幾何データおよびテクスチャ・デ
ータを模式的に示す図である。
ータを模式的に示す図である。
【図29】第1の実施形態に係る、ポリゴン・メッシュ
化データの再生値の例を示す図である。
化データの再生値の例を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 Henry Sowizral, K
evin Rushforth, Mi
chael Deering /竹内里
佳 訳,The Java 3D AP
I 仕様,株式会社アスキー,1999年
2月 1日,p379−412
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G06T 15/00 - 17/40
Claims (19)
- 【請求項1】 立体の表面形状を複数ポリゴンからなる
ポリゴン・メッシュで近似したデータをメモリに取り込
み、前記ポリゴン・メッシュに関する所定の情報から任
意形状適合ウエーブレット変換器、及び適応的算術符号
化器による効率的な圧縮、復元が可能な2次元構造化デ
ータを形成する構造化ポリゴン・メッシュ・データの形
成装置において実行する構造化ポリゴン・メッシュ・デ
ータの形成方法において、前記メモリに取り込んだデータを読み出し、 前記ポリゴ
ン・メッシュの頂点であるポリゴン頂点の各々と2次元
座標上の格子点であるノードの各々とを、前記任意形状
適合ウエーブレット変換器、及び適応的算術符号化器が
処理可能なデータとして、対応付ける連結性マップを作
成するステップと、 前記連結性マップのデータを読み出して、当該連結性マ
ップにおいて対応付けされた、各ポリゴン頂点と各ノー
ドとの関係に基き、前記各ポリゴン頂点に関する所定の
情報を、前記2次元座標上の前記各ノードに対応させた
前記2次元構造化データとして、前記任意形状適合ウエ
ーブレット変換器、及び適応的算術符号化器が処理可能
なデータ配列を形成するステップと、 を有し、 前記対応付けのステップは所定のポリゴン頂点と前記2
次元座標上の複数ノードとを、前記任意形状適合ウエー
ブレット変換器、及び適応的算術符号化器が処理可能な
データとして対応付ける複数対応付けができるステップ
であることを特徴とする構造化ポリゴン・メッシュ・デ
ータの形成方法。 - 【請求項2】 前記2次元構造化データは、 前記対応付けられた、各ポリゴン頂点の位置座標データ
からなる幾何データと、 前記各ポリゴンの色情報を含むテクスチャ・データとか
らなることを特徴とする請求項1に記載の構造化ポリゴ
ン・メッシュ・データの形成方法。 - 【請求項3】 前記構造化ポリゴン・メッシュ・データ
の形成方法は、前記任意形状適合ウエーブレット変換
器、及び適応的算術符号化器が処理可能なデータ配列と
して形成される前記2次元構造化データを符号化する符
号化ステップをさらに有することを特徴とする請求項1
または2に記載の構造化ポリゴン・メッシュ・データの
形成方法。 - 【請求項4】 前記符号化ステップは、前記連結性マッ
プを可逆符号化するステップであることを特徴とする請
求項3に記載の構造化ポリゴン・メッシュ・データの形
成方法。 - 【請求項5】 前記ポリゴンは、三角形であることを特
徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の構造化ポ
リゴン・メッシュ・データの形成方法。 - 【請求項6】 前記色情報は、前記各ポリゴンの色を再
現するための色情報であることを特徴とする請求項2に
記載の構造化ポリゴン・メッシュ・データの形成方法。 - 【請求項7】 前記構造化ポリゴン・メッシュ・データ
の形成方法において、前記連結性マップを作成するステ
ップは、前記ポリゴン・メッシュの頂点であるポリゴン
頂点の各々と、2次元座標上の格子点であるノードの各
々とを、前記ポリゴン・メッシュの隣接関係を維持した
頂点番号テーブルに従い、前記連結性マップを作成する
ことを特徴とする請求項1に記載の構造化ポリゴン・メ
ッシュ・データの形成方法。 - 【請求項8】 前記連結性マップを作成するステップ
は、ポリゴン頂点と複数ノードとが前記複数対応付けさ
れ、前記複数対応付けされたノードが前記2次元座標上
で連結して同一頂点ノードとなっている場合に、前記同
一頂点ノードから1の代表ノードを選択し、前記代表ノ
ードに選択されなかった同一頂点ノードの位置を前記代
表ノードからの相対位置で表し、前記連結情報を構造化
するステップであることを特徴とする請求項7に記載の
構造化ポリゴン・メッシュ・データの形成方法。 - 【請求項9】 前記構造化ポリゴン・メッシュ・データ
の形成方法は、前記任意形状適合ウエーブレット変換
器、及び適応的算術符号化器が処理可能なデータ配列と
して形成される前記2次元構造化データをデータ圧縮す
るステップをさらに有することを特徴とする請求項1な
いし8のいずれかに記載の構造化ポリゴン・メッシュ・
データの形成方法。 - 【請求項10】 立体の表面形状を複数ポリゴンからな
るポリゴン・メッシュで近似し、前記ポリゴン・メッシ
ュに関する所定の情報から効率的な圧縮、復元が可能な
2次元構造化データを形成する構造化ポリゴン・メッシ
ュ・データの形成装置において、 前記ポリゴン・メッシュの頂点であるポリゴン頂点の各
々と2次元座標上の格子点であるノードの各々とを対応
付けることにより連結性マップを作成する手段と、 前記対応付けされた、各ポリゴン頂点と各ノードとの関
係に基き、前記各ポリゴン頂点に関する所定の情報を、
前記2次元座標上の前記各ノードに対応させた前記2次
元構造化データとして形成する手段と、 を有し、 前記対応付けの手段は所定のポリゴン頂点と前記2次元
座標上の複数ノードとを対応付ける複数対応付けができ
る手段であることを特徴とする構造化ポリゴン・メッシ
ュ・データの形成装置。 - 【請求項11】 前記2次元構造化データは、 前記対応付けられた、各ポリゴン頂点の位置座標データ
からなる幾何データと、 前記各ポリゴンの色情報を含むテクスチャ・データとか
らなることを特徴とする請求項10に記載の構造化ポリ
ゴン・メッシュ・データの形成装置。 - 【請求項12】 前記構造化ポリゴン・メッシュ・デー
タの形成装置は、前記2次元構造化データを符号化する
符号化手段をさらに有することを特徴とする請求項10
または11に記載の構造化ポリゴン・メッシュ・データ
の形成装置。 - 【請求項13】 前記符号化手段は、前記連結性マップ
を可逆符号化する手段であることを特徴とする請求項1
2に記載の構造化ポリゴン・メッシュ・データの形成装
置。 - 【請求項14】 前記ポリゴンは、三角形であることを
特徴とする請求項10ないし13のいずれかに記載の構
造化ポリゴン・メッシュ・データの形成装置。 - 【請求項15】 前記色情報は、前記各ポリゴンの色を
再現するための色情報であることを特徴とする請求項1
1に記載のポリゴン・メッシュ・データの形成装置。 - 【請求項16】 前記構造化ポリゴン・メッシュ・デー
タの形成装置において、前記連結性マップを作成する手
段は、前記ポリゴン・メッシュの頂点であるポリゴン頂
点の各々と、2次元座標上の格子点であるノードの各々
とを、前記ポリゴン・メッシュの隣接関係を維持した頂
点番号テーブルに従い、前記連結性マップを作成するこ
とを特徴とする請求項10に記載の構造化ポリゴン・メ
ッシュ・データの形成装置。 - 【請求項17】 前記連結性マップを作成する手段は、
ポリゴン頂点と複数ノードとが前記複数対応付けされ、
前記複数対応付けされたノードが前記2次元座標上で連
結して同一頂点ノードとなっている場合に、前記同一頂
点ノードから1の代表ノードを選択し、前記代表ノード
に選択されなかった同一頂点ノードの位置を前記代表ノ
ードからの相対位置で表し、前記連結情報を構造化する
手段であることを特徴とする請求項16に記載の構造化
ポリゴン・メッシュ・データの形成装置。 - 【請求項18】 前記構造化ポリゴン・メッシュ・デー
タの形成装置は、前記2次元構造化データをデータ圧縮
する手段をさらに有することを特徴とする請求項10な
いし17のいずれかに記載の構造化ポリゴン・メッシュ
・データの形成装置。 - 【請求項19】 立体の表面形状を複数ポリゴンからな
るポリゴン・メッシュで近似し、前記ポリゴン・メッシ
ュに関する所定の情報から効率的な圧縮、復元が可能な
2次元構造化データを形成する処理のプログラムコード
が格納されたコンピュータ可読メモリであって、 前記ポリゴン・メッシュの頂点であるポリゴン頂点の各
々と2次元座標上の格子点であるノードの各々とを対応
付けることにより連結性マップを作成するステップを実
行するためのコードと、 前記対応付けされた、各ポリゴン頂点と各ノードとの関
係に基き、前記各ポリゴン頂点に関する所定の情報を、
前記2次元座標上の前記各ノードに対応させた前記2次
元構造化データとして形成するステップを実行するため
のコードと、 を有し、 前記対応付けのステップを実行するためのコードは所定
のポリゴン頂点と前記2次元座標上の複数ノードとを対
応付ける複数対応付けができるステップを実行するため
のコードであることを特徴とするコンピュータ可読メモ
リ。
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US6342884B1 (en) * | 1999-02-03 | 2002-01-29 | Isurftv | Method and apparatus for using a general three-dimensional (3D) graphics pipeline for cost effective digital image and video editing, transformation, and representation |
-
2000
- 2000-09-27 JP JP2000294865A patent/JP3530125B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-03-28 US US09/818,641 patent/US6791543B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Henry Sowizral, Kevin Rushforth, Michael Deering /竹内里佳 訳,The Java 3D API 仕様,株式会社アスキー,1999年 2月 1日,p379−412 |
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