JP3861866B2 - 3D graphics display device - Google Patents

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Description

本発明は、３次元グラフィックス表示装置に関し、特に３次元コンピュータグラフィックスのレンダリングに用いるモデルを適宜切り替えることにより、レンダリング速度の高速化を図る手段を備えた装置に関する。   The present invention relates to a three-dimensional graphics display device, and more particularly to a device provided with means for increasing the rendering speed by appropriately switching models used for rendering of three-dimensional computer graphics.

３次元コンピュータグラフィックスのレンダリングを行う際、ポリゴン数の多い３Ｄモデルや、ファイルサイズが大きく精密な画像をテクスチャマッピングした３Ｄモデルをレンダリングすると、多大な演算が必要となり、レンダリングに多くの時間が必要となる。 レンダリングを高速化するためには、表示する３Ｄモデルのポリゴン数の削減やテクスチャマッピング画像の低サイズ化といったモデルの低解像度化を行って演算量を削減すればよいが、モデルの低解像度化を行うと、コンピュータグラフィックスの品質が低下してしまう。   When rendering 3D computer graphics, rendering a 3D model with a large number of polygons or a 3D model with a large file size and texture mapping a large amount of computation requires a lot of time for rendering. It becomes. In order to speed up rendering, the amount of computation can be reduced by reducing the resolution of the model, such as reducing the number of polygons in the 3D model to be displayed and reducing the size of the texture mapping image. Doing so will degrade the quality of computer graphics.

そこで、コンピュータグラフィックスの品質低下を最小限に抑えつつ、高速なレンダリングを行うための手法として考案されたのが、ＬＯＤ（Level of Detail)と呼ばれる手法である。このＬＯＤ手法の詳細は、「ブイ・アール・エム・エル９７インターナショナルスタンダード (VRML97 International Standard)、ISO/IEC 14772-1:1997)6.26 節」（非特許文献１）に記載されている。   Therefore, a technique called LOD (Level of Detail) has been devised as a technique for performing high-speed rendering while minimizing the deterioration of computer graphics quality. Details of this LOD method are described in “VRML97 International Standard, ISO / IEC 14772-1: 1997), Section 6.26” (Non-patent Document 1).

近距離にあるオブジェクトは画面上に大きく表示されるので、そのオブジェクトの３Ｄモデルを低解像度化すると、コンピュータグラフィックスの品質は顕著に低下するが、遠距離にあるオブジェクトは、画面上で小さく表示されるため、ポリゴン数の削減やテクスチャ画像の低サイズ化などの低解像度化を行ったモデルを用いても、さほどコンピュータグラフィックスの品質は低下しない。   Since objects at short distance are displayed large on the screen, reducing the resolution of the 3D model of the object will significantly reduce the quality of computer graphics, but objects at long distance will be displayed small on the screen. Therefore, the quality of computer graphics does not deteriorate so much even if a model with a reduced resolution such as a reduction in the number of polygons or a texture image is reduced.

ＬＯＤ手法は、この点に着目し、それぞれのオブジェクトについて、ポリゴン数、テクスチャ画像のサイズなどを変えた数種類の解像度のモデルを格納し、近距離にあるオブジェクトは高ポリゴン数、高サイズテクスチャ画像を用いた高解像度のモデルを用いてレンダリングし、遠距離になるにつれ、簡略化し低解像度化したモデルを用いてレンダリングを行うことでコンピュータグラフィックスの品質低下を最小限に抑えつつ、レンダリング時間の高速化を図っている。   The LOD method pays attention to this point and stores several types of resolution models with different polygon numbers, texture image sizes, etc., for each object. Rendering using the high-resolution model used, and rendering with a simplified, low-resolution model as the distance increases, while minimizing computer graphics quality degradation and high rendering time We are trying to make it.

「ブイ・アール・エム・エル９７インターナショナルスタンダード (VRML97 International Standard)、ISO/IEC 14772-1:1997)6.26 節」`` VRML97 International Standard, ISO / IEC 14772-1: 1997) Section 6.26 ''

しかしながら、上述したＬＯＤ手法によれば、視点とオブジェクトの距離のみをモデルの解像度切り換えの判断基準としているため、対象オブジェクトが視点の近くにあっても高い解像度のモデルを用いる必要が無い場合、例えば、オブジェクトが斜め方向や裏側方向から見える場合についても、高解像度のモデルを用いてレンダリングを行うこととなり、多大な演算を行ってしまうという問題があった。   However, according to the LOD method described above, since only the distance between the viewpoint and the object is used as a determination criterion for switching the resolution of the model, even when the target object is near the viewpoint, there is no need to use a high resolution model. Even when the object is seen from an oblique direction or a back side direction, rendering is performed using a high-resolution model, and there is a problem that a large amount of computation is performed.

従って、本発明の目的は、レンダリングに用いるモデルを適宜切り替えることにより、レンダリング速度の高速化を図ることができる３次元グラフィックス表示装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a three-dimensional graphics display device capable of increasing the rendering speed by appropriately switching models used for rendering.

本発明は、上記の目的を達成するため、ユーザの視点情報の変更を行う視点位置変更手段と、ユーザの視点位置，方向などの視点情報を格納しておく視点情報格納ベースと、仮想空間に配置するそれぞれのオブジェクトに対して解像度の異なる複数のモデルを詳細レベルと共に格納しておくモデル格納ベースと、前記視点情報格納ベースの視点情報に従ってレンダリングに用いる各オブジェクトの詳細レベルを計算する詳細レベル計算手段と、前記詳細レベル計算手段で算出された詳細レベルに従ってレンダリングに使用する各オブジェクトのモデルを切り替えるモデル切替手段と、モデル切替手段から送られたモデルを用いて３Ｄコンピュータグラフィックスのレンダリングを行うレンダリング手段と、前記レンダリング手段で生成されたコンピュータグラフィックスの表示を行う出力手段と、を有することを特徴とする３次元グラフィックス表示装置を提供するものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a viewpoint position changing means for changing user viewpoint information, a viewpoint information storage base for storing viewpoint information such as a user's viewpoint position and direction, and a virtual space. A model storage base that stores a plurality of models with different resolutions for each object to be placed together with a detail level, and a detail level calculation that calculates the detail level of each object used for rendering according to the viewpoint information of the viewpoint information storage base A model switching unit that switches a model of each object used for rendering according to the level of detail calculated by the level of detail calculation unit, and a rendering that renders 3D computer graphics using the model sent from the model switching unit Means and the rendering means Output means for displaying the computer graphics, is to provide a three-dimensional graphics display apparatus characterized by having a.

以上の構成において、前記詳細レベル計算手段は、各オブジェクトの観測に適した部位を示す観測基準点、および観測に適した方向を示す推奨方向ベクトルを格納する推奨方向ベクトル格納ベースと、前記視点情報格納ベースに格納されている視点位置を始点とし前記推奨方向ベクトル格納ベースに格納されている観測基準点を終点とするベクトルと前記推奨方向ベクトル格納ベースに格納されている推奨方向ベクトルとのなす角度（方向ずれ角）を計算する方向ずれ角計算手段と、方向ずれ角に応じて詳細レベルを決定するために方向ずれ角の閾値を格納する方向ずれ角閾値格納ベースと、方向ずれ角計算手段によって算出された各オブジェクトの方向ずれ角から詳細レベルを決定する方向ずれ角比較手段と、を有することが望ましい。   In the above configuration, the detail level calculation means includes an observation reference point indicating a part suitable for observation of each object, a recommended direction vector storage base for storing a recommended direction vector indicating a direction suitable for observation, and the viewpoint information. An angle formed between a vector whose starting point is the viewpoint position stored in the storage base and whose ending point is the observation reference point stored in the recommended direction vector storage base, and the recommended direction vector stored in the recommended direction vector storage base By a direction deviation angle calculation means for calculating (direction deviation angle), a direction deviation angle threshold storage base for storing a threshold value of a direction deviation angle in order to determine a detail level according to the direction deviation angle, and a direction deviation angle calculation means It is desirable to have a direction deviation angle comparison means for determining a detail level from the calculated direction deviation angle of each object.

また、前記３次元グラフィックス表示装置は、更に、前記推奨方向ベクトル格納ベースに格納された各オブジェクトの推奨方向ベクトルを変更する推奨方向ベクトル変更手段を有することが望ましい。   The three-dimensional graphics display device preferably further includes recommended direction vector changing means for changing a recommended direction vector of each object stored in the recommended direction vector storage base.

また、前記３次元グラフィックス表示装置は、更に、方向ずれ角閾値格納ベースに格納された各オブジェクトの方向ずれ角の閾値を変更する方向ずれ角閾値変更手段を有することが望ましい。   The three-dimensional graphics display device preferably further includes a direction deviation angle threshold value changing unit for changing a direction deviation angle threshold value of each object stored in the direction deviation angle threshold value storage base.

以上説明したとおり、本発明の３次元グラフィックス表示装置によれば、以下のような効果がある。
（１）第１の効果は、オブジェクトごとに観測に適した角度を設定し、ユーザの視線の向きがオブジェクトの観測に適した角度に近い場合は、高解像度のモデルを用いてレンダリングを行い、ユーザの視線の向きが観測に適した角度から大きく外れている場合には、簡略化した低解像度のモデルを用いてレンダリングを行う。つまり、観測に適した角度から見るオブジェクトを詳細に表示し、観測に適さない角度から見るオブジェクトを簡略化して表示することができる。その結果、コンピュータグラフィックスの品質を低下させることなく、レンダリング速度を高速化できる。
（２）第２の効果は、オブジェクトごとに観測に適した方向を設定し、ユーザの視点の位置がオブジェクトの観測に適した方向に近い場合は、高解像度のモデルを用いてレンダリングを行い、ユーザの視線の位置が観測に適した方向から大きく外れている場合には、簡略化した低解像度のモデルを用いてレンダリングを行う。つまり、観測に適した方向から見るオブジェクトを詳細に表示し、観測に適さない方向から見るオブジェクトを簡略化して表示することができる。その結果、コンピュータグラフィックスの品質を低下させることなく、レンダリング速度を高速化できる。
（３）第３の効果は、２つ以上の部を用いてオブジェクトをどの程度詳細に表示するかを判断し、その判断に基づいて、レンダリングに用いるモデルの解像度を決定することができる。その結果、コンピュータグラフィックスの品質を低下させることなく、レンダリング速度を高速化できる。 As described above, the three-dimensional graphics display device of the present invention has the following effects.
(1) The first effect is that an angle suitable for observation is set for each object. If the direction of the user's line of sight is close to the angle suitable for object observation, rendering is performed using a high-resolution model, If the direction of the user's line of sight deviates significantly from the angle suitable for observation, rendering is performed using a simplified low-resolution model. That is, an object viewed from an angle suitable for observation can be displayed in detail, and an object viewed from an angle unsuitable for observation can be simplified and displayed. As a result, the rendering speed can be increased without degrading the quality of computer graphics.
(2) The second effect is that a direction suitable for observation is set for each object, and if the position of the user's viewpoint is close to the direction suitable for observation of the object, rendering is performed using a high-resolution model, When the position of the user's line of sight deviates significantly from the direction suitable for observation, rendering is performed using a simplified low-resolution model. That is, an object viewed from a direction suitable for observation can be displayed in detail, and an object viewed from a direction unsuitable for observation can be simplified and displayed. As a result, the rendering speed can be increased without degrading the quality of computer graphics.
(3) The third effect is to determine how detailed an object is to be displayed using two or more parts, and to determine the resolution of the model used for rendering based on the determination. As a result, the rendering speed can be increased without degrading the quality of computer graphics.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

〔第１の実施の形態〕図１は本発明の第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。この３次元グラフィックス表示装置は、ユーザの視点情報の変更を行う視点位置変更部１と、仮想空間におけるユーザの視点位置，方向などの視点情報を格納しておく視点情報格納ベース２と、仮想空間に配置するそれぞれのオブジェクトに対して解像度の異なる複数の３次元モデルをその詳細レベルと共に格納しておくモデル格納ベース３と、視点情報格納ベース２の視点情報に従ってレンダリングに用いる各オブジェクトの詳細レベルを計算する詳細レベル計算部４と、詳細レベル計算部４で算出された詳細レベルに従ってレンダリングに使用する各オブジェクトのモデルを切り替えるモデル切替部６と、モデル切替部６から送られたモデルを用いて３Ｄコンピュータグラフィックスのレンダリングを行うレンダリング部７と、レンダリング部７で生成されたコンピュータグラフィックスの表示を行う出力部８と、から構成されている。   [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional graphics display apparatus according to a first embodiment of the present invention. The three-dimensional graphics display device includes a viewpoint position changing unit 1 that changes user viewpoint information, a viewpoint information storage base 2 that stores viewpoint information such as a user's viewpoint position and direction in a virtual space, and a virtual A model storage base 3 that stores a plurality of three-dimensional models with different resolutions for each object arranged in space together with the detail level, and a detail level of each object used for rendering according to the viewpoint information of the viewpoint information storage base 2 Using a detail level calculation unit 4 for calculating the model, a model switching unit 6 for switching the model of each object used for rendering in accordance with the detail level calculated by the detail level calculation unit 4, and a model sent from the model switching unit 6 A rendering unit 7 for rendering 3D computer graphics; An output unit 8 for displaying computer graphics generated by the grayed portion 7, and a.

詳細レベル計算部４は、更に、各オブジェクトの観測に適した視線角度を示す推奨視線ベクトルを格納する推奨視線ベクトル格納ベース４１と、視線ずれ角に応じて詳細レベルを決定するために視線ずれ角の閾値を格納する視線ずれ角閾値格納ベース４２と、視点情報格納ベース２に格納されている視線方向と推奨視線ベクトル格納ベース４１に格納されている推奨視線ベクトルのなす角度（視線ずれ角）とを計算する視線ずれ角計算部４３と、視線ずれ角計算部４３によって算出された各オブジェクトの視線ずれ角から詳細レベルを決定する視線ずれ角比較部４４と、から構成されている。   The detail level calculation unit 4 further includes a recommended line-of-sight vector storage base 41 for storing a recommended line-of-sight vector indicating a line-of-sight angle suitable for observation of each object, and a line-of-sight shift angle for determining a detail level according to the line-of-sight shift angle. A line-of-sight angle threshold storage base 42 for storing the threshold value, an angle formed by the line-of-sight direction stored in the viewpoint information storage base 2 and the recommended line-of-sight vector stored in the recommended line-of-sight vector storage base 41 (line-of-sight shift angle) And a line-of-sight shift angle comparison unit 44 that determines a detail level from the line-of-sight shift angle of each object calculated by the line-of-sight shift angle calculation unit 43.

以上の構成において、視点情報格納ベース２に格納される視点情報は、ユーザの操作入力や、他モジュールからの視点位置変更要求を受けた視点位置変更部１によって、随時更新される。   In the above configuration, the viewpoint information stored in the viewpoint information storage base 2 is updated as needed by the viewpoint position changing unit 1 that receives a user operation input or a viewpoint position change request from another module.

なお、本実施の形態において、詳細レベルは、最も解像度が高いモデルの詳細レベルを詳細レベル０とし、詳細レベルの数値が大きくなるにつれ、簡略化した低解像度のモデルとなるように定義する。また、推奨視線ベクトル格納ベース４１に格納されている推奨視線ベクトルは、オブジェクトのモデルを作成する際に予め設定しておくこともできるし、モデルを仮想空間内に配置する際に設定することも可能である。同様に、視線ずれ角閾値格納ベース４２に格納される視線ずれ角の閾値についても、モデル作成時，モデル配置時のいずれでも設定することが可能である。   In the present embodiment, the detail level is defined so that the detail level of the model with the highest resolution is the detail level 0, and the model becomes a simplified low resolution as the detail level value increases. The recommended line-of-sight vector stored in the recommended line-of-sight vector storage base 41 can be set in advance when creating a model of an object, or can be set when placing the model in a virtual space. Is possible. Similarly, the threshold value of the line-of-sight angle stored in the line-of-sight angle threshold storage base 42 can be set at the time of model creation and model placement.

次に、第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の動作について説明する。視点情報格納ベース２に格納されているユーザの視点位置，方向といった視点情報が更新されると、視線ずれ角計算部４３では各オブジェクトについて推奨視線ベクトル格納ベース４１に格納されている推奨視線ベクトルと視点情報格納ベース２に格納されている視線方向とのなす角度（視線ずれ角）の算出を行う。   Next, the operation of the 3D graphics display device according to the first embodiment will be described. When the viewpoint information such as the viewpoint position and direction of the user stored in the viewpoint information storage base 2 is updated, the line-of-sight deviation angle calculation unit 43 uses the recommended line-of-sight vector stored in the recommended line-of-sight vector storage base 41 for each object. An angle (line-of-sight shift angle) formed with the line-of-sight direction stored in the viewpoint information storage base 2 is calculated.

視線ずれ角計算部４３で算出された各オブジェクトの視線ずれ角は、視線ずれ角比較部４４へと伝達され、視線ずれ角比較部４４では、視線ずれ角閾値格納ベース４２に格納されている各オブジェクトの視線ずれ角の閾値と照らし合わせ、オブジェクトの詳細レベルを決め、モデル切替部６へ伝達する。モデル切替部６では、モデル格納ベース３に格納されているモデルの中からレンダリングに使用するモデルを選び、レンダリング部７へと伝達する。レンダリング部７では、伝達されたモデルを用いて３次元コンピュータグラフィックスのレンダリングを行う。   The line-of-sight shift angle of each object calculated by the line-of-sight shift angle calculation unit 43 is transmitted to the line-of-sight shift angle comparison unit 44, and the line-of-sight shift angle comparison unit 44 stores each line-of-sight stored in the line-of-sight shift angle threshold storage base 42. The level of detail of the object is determined by comparing with the threshold of the visual axis deviation angle of the object, and is transmitted to the model switching unit 6. The model switching unit 6 selects a model to be used for rendering from the models stored in the model storage base 3 and transmits the model to the rendering unit 7. The rendering unit 7 renders three-dimensional computer graphics using the transmitted model.

このように、第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置では、各オブジェクトに対して観測に適した角度を設定し、観測に適した角度に近い方向から観測する際には高解像度のモデルを、また観測に適した角度から離れて観測する場合には、低解像度のモデルを用いてレンダリングを行う。つまり、オブジェクトの特性に合わせて観測に適した角度を設定し、観測に適した角度から見るオブジェクトは詳細に表示し、観測に適さない角度から見るオブジェクトを簡略化して表示することで、コンピュータグラフィックスの品質を低下させることなく、レンダリング速度の高速化を図ることが可能になる。   As described above, in the three-dimensional graphics display device according to the first embodiment, an angle suitable for observation is set for each object, and a high resolution is obtained when observing from a direction close to the angle suitable for observation. When observing the model away from an angle suitable for observation, rendering is performed using a low-resolution model. In other words, an angle suitable for observation is set according to the characteristics of the object, the object viewed from the angle suitable for observation is displayed in detail, and the object viewed from an angle unsuitable for observation is displayed in a simplified manner. It is possible to increase the rendering speed without degrading the quality of the image.

＜実施例１−１＞次に、本発明の第１の実施の形態の実施例について説明する。図２は、モデル格納ベース３に格納されているモデルの構造を示す図である。図２に示すモデルは、書籍を収納した書架を表す書架オブジェクト１００のモデルであり、書籍，棚まで精密にモデリングした書架モデルのモデル１０１と、モデル１０１のポリゴン数を削減することで簡略化を施したモデル１０２，モデル１０３である。これらのモデルを解像度が高い順から並べると、モデル１０１、モデル１０２、モデル１０３の順となる。このモデル１０１〜１０３が、書架オブジェクト１００のモデルとしてモデル格納ベース３に格納されている。   <Example 1-1> Next, an example of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram showing the structure of the model stored in the model storage base 3. The model shown in FIG. 2 is a model of a bookcase object 100 that represents a bookcase containing books, and a model 101 of a bookcase model that is precisely modeled up to books and shelves, and simplification by reducing the number of polygons of the model 101. These are the model 102 and the model 103 applied. When these models are arranged in the order of high resolution, the model 101, the model 102, and the model 103 are arranged in this order. These models 101 to 103 are stored in the model storage base 3 as models of the bookshelf object 100.

図３は、この書架オブジェクト１００と推奨視線ベクトル１０４の関係を示した図である。書架オブジェクト１００を正面から見る角度が観測に適した角度となるように推奨視線ベクトル１０４が設定され、推奨視線ベクトル格納ベース４１に格納されている。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the bookshelf object 100 and the recommended line-of-sight vector 104. A recommended line-of-sight vector 104 is set so that the angle at which the bookcase object 100 is viewed from the front is an angle suitable for observation, and is stored in the recommended line-of-sight vector storage base 41.

また、視線ずれ角閾値格納ベース４２には、視線ずれ角の閾値として、角度θ１，θ２（０＜θ１＜θ２＜π）と、
・視線ずれ角θが、０≦θ＜θ１の時，詳細レベル０
・視線ずれ角θが、θ１≦θ＜θ２の時，詳細レベル１
・視線ずれ角θが、θ≧θ２の時，詳細レベル２
というルールが格納されている。 Further, the line-of-sight angle threshold storage base 42 has angles θ1, θ2 (0 <θ1 <θ2 <π) as thresholds for the line-of-sight angle,
・ Detail level 0 when the line-of-sight shift angle θ is 0 ≦ θ <θ1
・ Detail level 1 when the line-of-sight shift angle θ is θ1 ≦ θ <θ2.
・ Detail level 2 when the line-of-sight deviation angle θ is θ ≧ θ2.
Is stored.

以下、図４，図５，図６を参照して、実施例１−１の動作を説明する。図４は、ユーザがモデルを観測する場面を示した模式図である。この図では、推奨視線ベクトル１０４が設定された書架オブジェクト１００と、仮想空間中のユーザ１０５と、その視線ベクトル１０６との関係を３つの場面で示している。図５は、図４の位置関係での視線ずれ角比較部における処理を示す図である。図６は、図４の位置関係で図５の処理が行なわれたときの画面出力の例を示す図である。   The operation of Example 1-1 will be described below with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic diagram showing a scene where the user observes the model. In this figure, the relationship between the bookcase object 100 in which the recommended line-of-sight vector 104 is set, the user 105 in the virtual space, and the line-of-sight vector 106 is shown in three scenes. FIG. 5 is a diagram illustrating processing in the line-of-sight deviation angle comparison unit in the positional relationship of FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of screen output when the processing of FIG. 5 is performed with the positional relationship of FIG.

まず、ユーザ１０５と書架オブジェクト１００が図４（ａ）の位置関係になったときの処理の流れについて説明する。視線ずれ角計算部４３で、視線ずれ角θａが算出され、視線ずれ角比較部４４へと伝達される。視線ずれ角比較部４４では、視線ずれ角閾値格納ベース４２に格納されている視線ずれ角の閾値θ１、θ２から書架オブジェクト１００の詳細レベルを詳細レベル０に決定する（図５（ａ））。詳細レベルは、モデル切替部６へと伝達され、モデル切替部６では、モデル格納ベース３に格納されているモデルの中からレンダリングに用いるモデルとして、モデル１０１を選択し、レンダリング部７に伝達する。レンダリング部７では、モデル１０１を用いてレンダリングを行い、出力部８には、図６（ａ）に示す出力１１１が得られる。   First, the flow of processing when the user 105 and the bookshelf object 100 are in the positional relationship shown in FIG. 4A will be described. The line-of-sight shift angle calculation unit 43 calculates the line-of-sight shift angle θa and transmits it to the line-of-sight shift angle comparison unit 44. The line-of-sight angle comparison unit 44 determines the detail level of the bookcase object 100 to the level 0 based on the line-of-sight angle thresholds θ1 and θ2 stored in the line-of-sight angle threshold storage base 42 (FIG. 5A). The detail level is transmitted to the model switching unit 6, and the model switching unit 6 selects the model 101 as a model used for rendering from the models stored in the model storage base 3 and transmits the model 101 to the rendering unit 7. . The rendering unit 7 performs rendering using the model 101, and the output unit 8 obtains an output 111 shown in FIG.

次に、ユーザ１０５と書架オブジェクト１００が図４（ｂ）の位置関係になったときの処理の流れについて説明する。視線ずれ角計算部４３で算出した視線ずれ角θｂが伝達された視線ずれ角比較部４４では、視線ずれ角閾値格納ベース４２に格納されている視線ずれ角の閾値θ１、θ２から書架オブジェクト１００の詳細レベルを詳細レベル１に決定する（図５（ｂ））。詳細レベルは、モデル切替部６へと伝達され、モデル切替部６では、モデル格納ベース３に格納されているモデルの中からレンダリングに用いるモデルとして、モデル１０２を選択し、レンダリング部７に伝達する。レンダリング部７では、モデル１０２を用いてレンダリングを行い、出力部８には、図６（ｂ）に示す出力１１２が得られる。出力１１２では、書籍の表示領域が小さいため、書籍部分のポリゴンを簡略化したモデルを用いてもコンピュータグラフィックスの品質低下は少ないことがわかる。   Next, the flow of processing when the user 105 and the bookshelf object 100 are in the positional relationship shown in FIG. 4B will be described. In the gaze deviation angle comparison unit 44 to which the gaze deviation angle θb calculated by the gaze deviation angle calculation unit 43 is transmitted, the thresholds θ1 and θ2 of the gaze deviation angle stored in the gaze deviation angle threshold storage base 42 are used. The detail level is determined to be detail level 1 (FIG. 5B). The detail level is transmitted to the model switching unit 6, and the model switching unit 6 selects the model 102 as a model used for rendering from the models stored in the model storage base 3 and transmits the model 102 to the rendering unit 7. . In the rendering unit 7, rendering is performed using the model 102, and the output 112 shown in FIG. 6B is obtained in the output unit 8. In the output 112, since the display area of the book is small, it can be seen that there is little deterioration in the quality of computer graphics even if a model in which the polygon of the book part is simplified is used.

次に、ユーザ１０５と書架オブジェクト１００が図４（ｃ）の位置関係になったときの処理の流れについて説明する。視線ずれ角計算部４３で視線ずれ角θｃが算出され、視線ずれ角比較部４４では、視線ずれ角閾値格納ベース４２に格納されている視線ずれ角の閾値θ１、θ２から書架オブジェクト１００の詳細レベルを詳細レベル２に決定する（図５（ｃ））。詳細レベルは、モデル切替部６に伝達され、モデル切替部６では、レンダリングに用いるモデルをモデル１０３に決定し、モデル１０３をレンダリング部７に伝達する。レンダリング部７では、モデル１０３を用いてレンダリングを行い、出力部８には、図６（ｃ）に示す出力１１３が得られる。出力１１３では、書架前面の表示領域が非常に小さいため、書架前面部分のポリゴンを簡略化したモデルを用いてもコンピュータグラフィックスの品質低下は少ないことがわかる。   Next, the flow of processing when the user 105 and the bookshelf object 100 are in the positional relationship shown in FIG. 4C will be described. The line-of-sight shift angle calculation unit 43 calculates the line-of-sight shift angle θc, and the line-of-sight shift angle comparison unit 44 uses the line-of-sight shift angle threshold storage base 42 to store the line-of-sight shift angle threshold values θ1 and θ2 and the detailed level of the bookcase object 100. Is determined at detail level 2 (FIG. 5C). The detail level is transmitted to the model switching unit 6, and the model switching unit 6 determines the model used for rendering as the model 103 and transmits the model 103 to the rendering unit 7. The rendering unit 7 performs rendering using the model 103, and the output unit 8 obtains an output 113 shown in FIG. In the output 113, since the display area on the front surface of the bookshelf is very small, it can be seen that there is little deterioration in the quality of computer graphics even if a model with simplified polygons on the front surface of the bookshelf is used.

このように、実施例１−１では、書架オブジェクト１００を正面から見る角度に推奨視線ベクトル１０４が設定されている。これにより、書架オブジェクト１００を正面付近から観測する場合には、収納書籍の形状まで正確にモデリングした高解像度なモデル１０１を用い、書架オブジェクト１００を斜め方向から見るとき、つまり書籍の詳細が観測できない場合には、簡略化したモデル１０２を用い、さらに斜め方向で、書架前面が殆ど見えないような位置から観測する場合には、棚、書籍を完全に省略したモデル１０３を用いてレンダリングを行うことができるので、コンピュータグラフィックスの品質を低下させることなく、レンダリング速度の高速化を図ることができる。   Thus, in Example 1-1, the recommended line-of-sight vector 104 is set to an angle at which the bookshelf object 100 is viewed from the front. Thus, when the bookcase object 100 is observed from near the front, the high-resolution model 101 accurately modeled up to the shape of the stored book is used, and when the bookcase object 100 is viewed from an oblique direction, that is, the details of the book cannot be observed. In this case, the simplified model 102 is used, and when the observation is performed in an oblique direction from a position where the front surface of the bookshelf is hardly visible, rendering is performed using the model 103 in which the shelf and the book are completely omitted. Therefore, the rendering speed can be increased without degrading the quality of computer graphics.

＜実施例１−２＞本発明の第１の実施の形態の他の実施例について説明する。図７は、モデル格納ベース３に格納されているモデルの構造を示す図である。図７に示すモデルは、画像をはめ込んだ額縁を表す額縁オブジェクト２００であり、オリジナルの画像２０１ｐをテクスチャマッピングしたモデル２０１と、画像２０１ｐの解像度を下げ画像サイズを小さくした画像２０２ｐ、画像２０３ｐをテクスチャマッピングしたモデル２０２、モデル２０３である。画像２０１ｐ、２０２ｐ、２０３ｐの画像解像度は高い順に、画像２０１ｐ、２０２ｐ、２０３ｐで、画像サイズは画像解像度に比例するものとする。モデルを解像度が高い順から並べると、モデル２０１、モデル２０２、モデル２０３の順となる。このモデル２０１〜２０３が、額縁オブジェクト２００のモデルとしてモデル格納ベース３に格納されている。   <Example 1-2> Another example of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing the structure of the model stored in the model storage base 3. The model shown in FIG. 7 is a frame object 200 that represents a frame in which an image is inserted. The model 201 is obtained by texture mapping the original image 201p, and the image 202p and the image 203p in which the resolution of the image 201p is reduced and the image size is reduced are textured. These are the mapped model 202 and model 203. The image resolutions of the images 201p, 202p, and 203p are the images 201p, 202p, and 203p in descending order, and the image size is proportional to the image resolution. When the models are arranged in the descending order of resolution, the model 201, the model 202, and the model 203 are arranged in this order. These models 201 to 203 are stored in the model storage base 3 as models of the frame object 200.

図８は、この額縁オブジェクト２００と推奨視線ベクトル２０４の関係を示した図である。額縁オブジェクト２００を正面から見る角度を観測に適した角度として、推奨視線ベクトル２０４が設定され、推奨視線ベクトル格納ベース４１に格納されている。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the frame object 200 and the recommended line-of-sight vector 204. A recommended line-of-sight vector 204 is set as an angle suitable for observation when the frame object 200 is viewed from the front, and is stored in the recommended line-of-sight vector storage base 41.

また、視線ずれ角閾値格納ベース４２には、視線ずれ角の閾値として、角度θ１、θ２（０＜θ１＜θ２＜π）と、
・視線ずれ角θが、０≦θ＜θ１の時、詳細レベル０
・視線ずれ角θが、θ１≦θ＜θ２の時、詳細レベル１
・視線ずれ角θが、θ≧θ２の時、詳細レベル２
というルールが格納されている。 In addition, the line-of-sight angle threshold storage base 42 has angles θ1, θ2 (0 <θ1 <θ2 <π),
・ When the line-of-sight angle θ is 0 ≦ θ <θ1, the detail level is 0
・ Detail level 1 when the line-of-sight angle θ is θ1 ≦ θ <θ2.
・ Detail level 2 when the line-of-sight angle θ is θ ≧ θ2.
Is stored.

以下、図９，図１０を参照して、実施例１−２の動作を説明する。図９は、ユーザがモデルを観測する場面を示した模式図である。この図では、推奨視線ベクトル２０４が設定された額縁オブジェクト２００と、仮想空間中のユーザ１０５と、その視線ベクトル１０６との関係を３つの場面で示している。図１０は、図９の位置関係で実施例１−１と同様の処理がなされたときの画面出力の例を示す図である。   The operation of Example 1-2 will be described below with reference to FIGS. FIG. 9 is a schematic diagram showing a scene where the user observes the model. In this figure, the relationship between the frame object 200 in which the recommended line-of-sight vector 204 is set, the user 105 in the virtual space, and the line-of-sight vector 106 is shown in three scenes. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of screen output when the same processing as in the embodiment 1-1 is performed with the positional relationship of FIG.

出力２１１では、額縁オブジェクトにはめ込まれた画像の詳細を見ることができるため、テクスチャマッピングする画像２０１ｐは、モデル２０１のような高解像度の画像が必要である。   In the output 211, the details of the image embedded in the frame object can be seen, so the image 201p to be texture-mapped needs a high-resolution image like the model 201.

出力２１２では、額縁オブジェクト２００の表示領域が小さいため、テクスチャマッピングする画像２０２ｐが低解像度であるモデル２０２を用いてもコンピュータグラフィックスの品質低下はほとんどないことがわかる。   In the output 212, since the display area of the frame object 200 is small, it can be seen that there is almost no deterioration in the quality of computer graphics even when the model 202 whose texture mapping image 202p has a low resolution is used.

出力２１３では、額縁オブジェクト２００の表示領域が非常に小さいため、テクスチャマッピングする画像２０３ｐが非常に低解像度であるモデル２０３を用いてもコンピュータグラフィックスの品質は、ほとんど低下しないことがわかる。   In the output 213, since the display area of the frame object 200 is very small, it can be seen that the quality of the computer graphics is hardly deteriorated even when the model 203 having a very low resolution image 203p to be texture-mapped is used.

実施例１−１では、モデルの簡略化を行う際にポリゴン数を削減することでモデルの簡略化を行っていたが、実施例１−２のように、テクスチャマッピングする画像の解像度を下げ画像サイズを小さくすることでモデルの簡略化を行うことでも、コンピュータグラフィックスの品質を低下させることなく、レンダリング速度の高速化を図ることができるという同様の効果が得られる。   In the example 1-1, the model is simplified by reducing the number of polygons when the model is simplified. However, as in the example 1-2, the resolution of the image to be texture mapped is reduced. By simplifying the model by reducing the size, the same effect that the rendering speed can be increased without reducing the quality of computer graphics can be obtained.

〔第２の実施の形態〕図１１は、第２の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態においては、図１に示された第１の実施の形態における３次元グラフィックス表示装置の構成に加え、推奨視線ベクトル格納ベース４１に格納されている推奨視線ベクトルを適宜変更する推奨視線ベクトル変更部９を有している。   [Second Embodiment] FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional graphics display device according to a second embodiment. In the second embodiment, in addition to the configuration of the three-dimensional graphics display device in the first embodiment shown in FIG. 1, the recommended line-of-sight vector stored in the recommended line-of-sight vector storage base 41 is changed as appropriate. The recommended line-of-sight vector changing unit 9 is provided.

推奨視線ベクトル変更部９は、他のモジュールからの信号などにより推奨視線ベクトル格納ベース４１に格納されている推奨視線ベクトルを適宜変更する。推奨視線ベクトル格納ベース４１の推奨視線ベクトルが変更されると、視線ずれ角計算部４３では、該当オブジェクトの視線ずれ角の再計算が行われ、視線ずれ角比較部４４では、オブジェクトの詳細レベルの再計算が行われ、再計算された詳細レベルに従ってモデル切替部６で、レンダリングに使用するモデルの切り替えを行う。   The recommended line-of-sight vector changing unit 9 appropriately changes the recommended line-of-sight vector stored in the recommended line-of-sight vector storage base 41 based on signals from other modules. When the recommended line-of-sight vector in the recommended line-of-sight vector storage base 41 is changed, the line-of-sight shift angle calculation unit 43 recalculates the line-of-sight shift angle of the corresponding object, and the line-of-sight shift angle comparison unit 44 calculates the object detail level. Recalculation is performed, and the model switching unit 6 switches the model used for rendering according to the recalculated level of detail.

このように、推奨視線ベクトル変更部９を備えることで、例えば、各々のユーザに対する観測推奨角度を個別に設定してオブジェクトの見せ方を変更したり、時間等のパラメータに従って観測推奨角度を変更してオブジェクトの見せ方を変更するなど、３次元グラフィックスの内容の木目細やかな制御が可能になる。   Thus, by providing the recommended line-of-sight vector changing unit 9, for example, the observation recommended angle for each user is individually set to change the way the object is displayed, or the observation recommended angle is changed according to parameters such as time. This makes it possible to finely control the contents of 3D graphics, such as changing how objects are displayed.

〔第３の実施の形態〕図１２は、第３の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。第３の実施の形態においては、図１に示された第１の実施の形態における３次元グラフィックス表示装置の構成に加え、視線ずれ角閾値格納ベース４２に格納された各オブジェクトの視線ずれ角の閾値を変更できる視線ずれ角閾値変更部１０を有している。   [Third Embodiment] FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional graphics display device according to a third embodiment. In the third embodiment, in addition to the configuration of the three-dimensional graphics display device in the first embodiment shown in FIG. 1, the line-of-sight shift angle of each object stored in the line-of-sight shift angle threshold storage base 42. Has a line-of-sight angle threshold value changing unit 10 that can change the threshold value.

視線ずれ角閾値変更部１０は、他のモジュールからの信号などにより視線ずれ角閾値格納ベース４２に格納されている視線ずれ角の閾値を変更する。視線ずれ角閾値格納ベース４２の視線ずれ角の閾値が変更されると、視線ずれ角計算部４３では該当オブジェクトの視線ずれ角の再計算が行われ、視線ずれ角比較部４４ではオブジェクトの詳細レベルの再計算が行われ、再計算された詳細レベルに従ってモデル切替部６で、レンダリングに使用するモデルの切り替えを行う。   The line-of-sight shift angle threshold value changing unit 10 changes the line-of-sight shift angle threshold value stored in the line-of-sight shift angle threshold storage base 42 based on signals from other modules. When the line-of-sight shift angle threshold value of the line-of-sight shift angle threshold storage base 42 is changed, the line-of-sight shift angle calculation unit 43 recalculates the line-of-sight shift angle of the object, and the line-of-sight shift angle comparison unit 44 calculates the object detail level. The model switching unit 6 switches the model used for rendering according to the recalculated level of detail.

このように、視線ずれ角閾値変更部１０を備えることで、例えば、各々のユーザに対する視線ずれ角の閾値を個別に設定し、コンピュータグラフィックスの品質低下をユーザ毎に制御したり、レンダリング部７でのレンダリング時間等のパラメータに従って観測推奨角度を変更してレンダリングに要する時間を制御するといったことが可能になる。   Thus, by providing the line-of-sight shift angle threshold change unit 10, for example, the threshold of the line-of-sight shift angle for each user is individually set, and computer graphics quality degradation is controlled for each user, or the rendering unit 7 It is possible to control the time required for rendering by changing the recommended observation angle in accordance with parameters such as rendering time.

〔第４の実施の形態〕図１３は、第４の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、第４の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置は、第２の実施の形態，第３の実施の形態で新たに備えた推奨視線ベクトル変更部９および視線ずれ角閾値変更部１０を共に備えた３次元グラフィックス表示装置である。   [Fourth Embodiment] FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional graphics display device according to a fourth embodiment. As shown in the figure, the three-dimensional graphics display device according to the fourth embodiment includes a recommended line-of-sight vector change unit 9 and a line-of-sight angle threshold that are newly provided in the second embodiment and the third embodiment. 3 is a three-dimensional graphics display device provided with a change unit 10 together.

これによれば、第２の実施の形態，第３の実施の形態による効果、即ち、例えば、各々のユーザに対する観測推奨角度を個別に設定してオブジェクトの見せ方を変更したり、時間等のパラメータに従って観測推奨角度を変更してオブジェクトの見せ方を変更するなど、３次元グラフィックスの内容の木目細やかな制御が可能になり、また、各々のユーザに対する視線ずれ角の閾値を個別に設定し、コンピュータグラフィックスの品質低下をユーザ毎に制御したり、レンダリング部７でのレンダリング時間等のパラメータに従って観測推奨角度を変更してレンダリングに要する時間を制御するといったことが可能になる。   According to this, the effects of the second embodiment and the third embodiment, that is, for example, the observation recommended angle for each user is individually set to change the way the object is displayed, It is possible to finely control the contents of 3D graphics such as changing the recommended observation angle according to the parameter and changing the appearance of the object, and set the threshold of the gaze angle for each user individually. In addition, it is possible to control the deterioration of the quality of computer graphics for each user, or to control the time required for rendering by changing the recommended observation angle according to parameters such as the rendering time in the rendering unit 7.

〔第５の実施の形態〕図１４は、第５の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。この３次元グラフィックス表示装置は、ユーザの視点情報の変更を行う視点位置変更部１と、仮想空間におけるユーザの視点位置，方向などの視点情報を格納しておく視点情報格納ベース２と、仮想空間に配置するそれぞれのオブジェクトに対して解像度の異なる複数のモデルを詳細レベルと共に格納しておくモデル格納ベース３と、視点情報格納ベース２の視点情報に従ってレンダリングに用いる各オブジェクトの詳細レベルを計算する詳細レベル計算部４と、詳細レベル計算部４で算出された詳細レベルに従ってレンダリングに使用する各オブジェクトのモデルを切り替えるモデル切替部６と、モデル切替部６から送られたモデルを用いて３Ｄコンピュータグラフィックスのレンダリングを行うレンダリング部７と、レンダリング部７で生成されたコンピュータグラフィックスの表示を行う出力部８と、から構成されている。   [Fifth Embodiment] FIG. 14 is a block diagram showing the structure of a three-dimensional graphics display device according to a fifth embodiment. The three-dimensional graphics display device includes a viewpoint position changing unit 1 that changes user viewpoint information, a viewpoint information storage base 2 that stores viewpoint information such as a user's viewpoint position and direction in a virtual space, and a virtual A model storage base 3 that stores a plurality of models having different resolutions for each object arranged in the space together with a detail level, and a detail level of each object used for rendering is calculated according to the viewpoint information of the viewpoint information storage base 2. 3D computer graphics using the detail level calculation unit 4, the model switching unit 6 that switches the model of each object used for rendering according to the detail level calculated by the detail level calculation unit 4, and the model sent from the model switching unit 6 The rendering unit 7 that renders An output unit 8 for displaying the made computer graphics, and a.

詳細レベル計算部４は、更に、各オブジェクトの観測に適した部位を示す観測基準点、および観測に適した方向を示す推奨方向ベクトルを格納する推奨方向ベクトル格納ベース４５と、後述する方向ずれ角に応じて詳細レベルを決定するために方向ずれ角の閾値を格納する方向ずれ角閾値格納ベース４６と、視点情報格納ベース２に格納されている視点位置を始点とし推奨方向ベクトル格納ベース４５に格納されている観測基準点を終点とするベクトルと推奨方向ベクトル格納ベース４５に格納されている推奨方向ベクトルとのなす角度（方向ずれ角）を計算する方向ずれ角計算部４７と、方向ずれ角計算部４７によって算出された各オブジェクトの方向ずれ角から詳細レベルを決定する方向ずれ角比較部４８と、から構成されている。   The detail level calculation unit 4 further includes an observation reference point indicating a part suitable for observation of each object, a recommended direction vector storage base 45 for storing a recommended direction vector indicating a direction suitable for observation, and a direction deviation angle described later. The direction deviation angle threshold storage base 46 for storing the direction deviation angle threshold to determine the level of detail according to the information, and the viewpoint position stored in the viewpoint information storage base 2 as the starting point and stored in the recommended direction vector storage base 45 A direction deviation angle calculation unit 47 for calculating an angle (direction deviation angle) formed by a vector having the observation reference point as an end point and a recommended direction vector stored in the recommended direction vector storage base 45; And a direction deviation angle comparison unit 48 for determining a detail level from the direction deviation angle of each object calculated by the unit 47.

以上の構成において、視点情報格納ベース２に格納される視点情報は、ユーザの操作入力や、他モジュールからの視点位置変更要求を受けた視点位置変更部１によって、随時更新される。   In the above configuration, the viewpoint information stored in the viewpoint information storage base 2 is updated as needed by the viewpoint position changing unit 1 that receives a user operation input or a viewpoint position change request from another module.

なお、本実施の形態においては、詳細レベルは、最も解像度が高いモデルの詳細レベルを詳細レベル０とし、詳細レベルの数値が大きくなるにつれ、簡略化した低解像度のモデルとなるように定義する。また、推奨方向ベクトル格納ベース４５に格納されている観測基準点、推奨方向ベクトルは、オブジェクトのモデルを作成する際に予め設定しておくこともできるし、モデルを仮想空間内に配置する際に設定することも可能である。同様に、方向ずれ角閾値格納ベース４６に格納される方向ずれ角の閾値についても、モデル作成時、モデル配置時のいずれに設定することが可能である。   In the present embodiment, the detail level is defined so that the detail level of the model with the highest resolution is the detail level 0, and the model becomes a simplified low resolution as the detail level value increases. In addition, the observation reference point and the recommended direction vector stored in the recommended direction vector storage base 45 can be set in advance when creating a model of the object, or when the model is arranged in the virtual space. It is also possible to set. Similarly, the direction deviation angle threshold stored in the direction deviation angle threshold storage base 46 can be set at the time of model creation or model arrangement.

次に、第５の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の動作について説明する。視点情報格納ベース２に格納されているユーザの視点位置、方向といった視点情報が更新されると、方向ずれ角計算部４７では、モデル格納ベース３に格納されている各オブジェクトについて、視点情報格納ベース２に格納されている視点位置を始点とし推奨方向ベクトル格納ベース４５に格納されている観測基準点を終点とするベクトルと推奨方向ベクトル格納ベース４５に格納されている推奨方向ベクトルのなす角度（方向ずれ角）の計算を行う。方向ずれ角計算部４７で算出された各オブジェクトの方向ずれ角は、方向ずれ角比較部４８に伝達され、方向ずれ角比較部４８では、方向ずれ角閾値格納ベース４６に格納されている各オブジェクトの方向ずれ角の閾値を照らし合わせ、オブジェクトの詳細レベルを求める。求められた詳細レベルは、モデル切替部６へと伝達され、モデル切替部６では、モデル格納ベース３に格納されているモデルの中からレンダリングに使用するモデルを決定する。そして、決定したモデルをレンダリング部７へと伝達する。レンダリング部７では、伝達されたモデルを用いて３次元コンピュータグラフィックスのレンダリングを行う。   Next, the operation of the three-dimensional graphics display device according to the fifth embodiment will be described. When the viewpoint information such as the viewpoint position and direction of the user stored in the viewpoint information storage base 2 is updated, the direction deviation angle calculation unit 47 calculates the viewpoint information storage base for each object stored in the model storage base 3. 2 is an angle (direction) formed by a vector whose starting point is the viewpoint position stored in 2 and whose end point is the observation reference point stored in the recommended direction vector storage base 45 and the recommended direction vector stored in the recommended direction vector storage base 45. (Shift angle) is calculated. The direction deviation angle of each object calculated by the direction deviation angle calculation unit 47 is transmitted to the direction deviation angle comparison unit 48, and the direction deviation angle comparison unit 48 stores each object stored in the direction deviation angle threshold storage base 46. The detail level of the object is obtained by comparing the threshold values of the direction deviation angles. The obtained detail level is transmitted to the model switching unit 6, and the model switching unit 6 determines a model to be used for rendering from the models stored in the model storage base 3. Then, the determined model is transmitted to the rendering unit 7. The rendering unit 7 renders three-dimensional computer graphics using the transmitted model.

このように、第５の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置では、各オブジェクトに対して観測に適した方向を設定し、観測に適した方向に近い方向に視点がある際には高解像度のモデルを、また観測に適した方向から離れた所に視点がある場合には、低解像度のモデルを用いてレンダリングを行う。つまり、観測に適した方向のオブジェクトを詳細に表示し、観測に適さない方向のオブジェクトを簡略化して表示することで、コンピュータグラフィックスの品質を低下させることなく、レンダリング速度の高速化を図ることが可能になる。   As described above, in the three-dimensional graphics display device according to the fifth embodiment, a direction suitable for observation is set for each object, and a high resolution is obtained when the viewpoint is in a direction close to the direction suitable for observation. If the viewpoint is located away from the direction suitable for observation, rendering is performed using a low-resolution model. In other words, objects in a direction suitable for observation are displayed in detail, and objects in a direction not suitable for observation are displayed in a simplified manner, thereby improving the rendering speed without degrading the quality of computer graphics. Is possible.

＜実施例５−１＞次に、本発明の第５の実施の形態の実施例について説明する。なお、モデル格納ベース３には、図２に示すモデルが格納されているとする。   <Example 5-1> Next, an example of the fifth embodiment of the present invention will be described. It is assumed that the model storage base 3 stores the model shown in FIG.

図１５は、実施例５−１における書架オブジェクト１００と観測基準点３０７、推奨方向ベクトル３０４の関係を示した図である。書架オブジェクト１００の前面の中心付近に観測基準点３０７が設定され、推奨方向ベクトル格納ベース４５に格納されている。   FIG. 15 is a diagram illustrating the relationship between the bookshelf object 100, the observation reference point 307, and the recommended direction vector 304 in the embodiment 5-1. An observation reference point 307 is set near the front center of the bookcase object 100 and stored in the recommended direction vector storage base 45.

また、書架オブジェクト１００を正面から見る方向を観測に適した角度とするように推奨視線ベクトル３０４が設定され、推奨方向ベクトル格納ベース４５に格納されている。 また、方向ずれ角閾値格納ベース４６には、方向ずれ角の閾値として、角度θ１、θ２（０＜θ１＜θ２＜π）と、
・方向ずれ角θが、０≦θ＜θ１の時、詳細レベル０
・方向ずれ角θが、θ１≦θ＜θ２の時、詳細レベル１
・方向ずれ角θが、θ≧θ２の時、詳細レベル２
というルールが格納されている。 A recommended line-of-sight vector 304 is set so that the direction in which the bookcase object 100 is viewed from the front is an angle suitable for observation, and is stored in the recommended direction vector storage base 45. Further, the direction deviation angle threshold storage base 46 has angles θ1, θ2 (0 <θ1 <θ2 <π),
・ Detail level 0 when direction deviation angle θ is 0 ≦ θ <θ1
・ Detail level 1 when the direction deviation angle θ is θ1 ≦ θ <θ2.
-Detailed level 2 when the direction deviation angle θ is θ ≧ θ2.
Is stored.

図１６は、実施例５−１において、ユーザがモデルを観測する場面を示した模式図である。この図では、観測基準点３０７と、推奨方向ベクトル３０４が設定された書架オブジェクト１００と、仮想空間中のユーザ１０５と、その視線ベクトル１０６との関係を３つの場面で示している。図１７は、図１６の位置関係での視線ずれ角比較部における処理を示す図である。図１８は、図１６の位置関係で図１７の処理が行なわれたときの画面出力の例を示す図である。   FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a scene where the user observes the model in Example 5-1. In this figure, the relationship between the observation reference point 307, the bookshelf object 100 in which the recommended direction vector 304 is set, the user 105 in the virtual space, and the line-of-sight vector 106 is shown in three scenes. FIG. 17 is a diagram illustrating processing in the line-of-sight deviation angle comparison unit in the positional relationship of FIG. FIG. 18 is a diagram showing an example of screen output when the processing of FIG. 17 is performed with the positional relationship of FIG.

まず、ユーザ１０５と書架オブジェクト１００が図１６（ａ）の位置関係になったときの処理の流れについて説明する。方向ずれ角計算部４７で、方向ずれ角θａが算出され、方向ずれ角比較部４８へと伝達される。方向ずれ角比較部４８では、方向ずれ角閾値格納ベース４６に格納されている方向ずれ角の閾値θ１、θ２から書架オブジェクト１００の詳細レベルを詳細レベル０に決定する（図１７（ａ））。決定された詳細レベルはモデル切替部６へと伝達され、モデル切替部６では、レンダリングに用いるモデル１０１をレンダリング部７に伝達する。レンダリング部７では、モデル１０１を用いてレンダリングを行い、出力部８には、図１８（ａ）に示す出力３１１が得られる。   First, the flow of processing when the user 105 and the bookshelf object 100 are in the positional relationship shown in FIG. The direction deviation angle calculation unit 47 calculates the direction deviation angle θa and transmits it to the direction deviation angle comparison unit 48. The direction deviation angle comparison unit 48 determines the detail level of the bookshelf object 100 to the detail level 0 based on the direction deviation angle threshold values θ1 and θ2 stored in the direction deviation angle threshold storage base 46 (FIG. 17A). The determined detail level is transmitted to the model switching unit 6, and the model switching unit 6 transmits the model 101 used for rendering to the rendering unit 7. The rendering unit 7 performs rendering using the model 101, and the output unit 8 obtains an output 311 shown in FIG.

次に、ユーザ１０５と書架オブジェクト１００が図１６（ｂ）の位置関係になったときの処理の流れについて説明する。方向ずれ角計算部４７で算出した方向ずれ角θｂが伝達された方向ずれ角比較部４８では、方向ずれ角閾値格納ベース４６に格納されている方向ずれ角の閾値θ１、θ２から書架オブジェクト１００の詳細レベルを詳細レベル１に決定する（図１７（ｂ））。そして、決定された詳細レベルはモデル切替部６へと伝達され、モデル切替部６では、レンダリングに用いるモデルをモデル１０２に決定し、レンダリング部７に伝達する。レンダリング部７では、モデル１０２を用いてレンダリングを行い、出力部８には、図１８（ｂ）に示す出力３１２が得られる。出力３１２では、書籍の表示領域が小さいため、書籍部分のポリゴンを簡略化したモデル１０２を用いてレンダリングを行ってもコンピュータグラフィックスの品質低下は少ないことがわかる。   Next, the flow of processing when the user 105 and the bookshelf object 100 are in the positional relationship shown in FIG. 16B will be described. In the direction deviation angle comparison unit 48 to which the direction deviation angle θb calculated by the direction deviation angle calculation unit 47 is transmitted, the direction deviation angle threshold values θ1 and θ2 stored in the direction deviation angle threshold storage base 46 are used to determine the position of the book object 100. The detail level is determined to be detail level 1 (FIG. 17B). The determined detail level is transmitted to the model switching unit 6, and the model switching unit 6 determines the model used for rendering as the model 102 and transmits the model 102 to the rendering unit 7. The rendering unit 7 performs rendering using the model 102, and the output unit 8 obtains an output 312 shown in FIG. In the output 312, since the display area of the book is small, it can be seen that even if rendering is performed using the model 102 in which the polygon of the book part is simplified, the quality of computer graphics is hardly deteriorated.

次に、ユーザ１０５と書架オブジェクト１００が図１６（ｃ）の位置関係になったときの処理の流れについて説明する。方向ずれ角計算部４７で方向ずれ角θｃが算出され、方向ずれ角比較部４８に伝達される。方向ずれ角比較部４８では、方向ずれ角閾値格納ベース４６に格納されている方向ずれ角の閾値θ１、θ２から書架オブジェクト１００の詳細レベルを詳細レベル２に決定する（図１７（ｃ））。決定された詳細レベルはモデル切替部６へと伝達され、モデル切替部６では、レンダリングに用いるモデルをモデル１０３に決定し、レンダリング部７に伝達する。レンダリング部７では、モデル１０３を用いてレンダリングを行い、出力部８には、図１８（ｃ）に示す出力３１３が得られる。出力３１３では、書架前面の表示領域が非常に小さいため、書架前面部分のポリゴンを簡略化したモデル１０３を用いてレンダリングを行ってもコンピュータグラフィックスの品質低下は少ないことがわかる。   Next, the flow of processing when the user 105 and the bookshelf object 100 are in the positional relationship shown in FIG. The direction deviation angle calculation unit 47 calculates the direction deviation angle θc and transmits it to the direction deviation angle comparison unit 48. The direction deviation angle comparison unit 48 determines the detail level of the bookcase object 100 to the detail level 2 from the direction deviation angle threshold values θ1 and θ2 stored in the direction deviation angle threshold storage base 46 (FIG. 17C). The determined detail level is transmitted to the model switching unit 6, and the model switching unit 6 determines the model used for rendering as the model 103 and transmits the model 103 to the rendering unit 7. The rendering unit 7 performs rendering using the model 103, and the output unit 8 obtains an output 313 shown in FIG. In the output 313, since the display area on the front surface of the bookshelf is very small, it is understood that even if rendering is performed using the model 103 in which the polygons on the front surface of the bookshelf are simplified, the quality degradation of the computer graphics is small.

実施例５−１では、書架オブジェクト１００を正面から見る方向に推奨方向ベクトル３０４が設定されている。これにより、書架オブジェクト１００を正面方向から観測する場合には、収納書籍の形状まで正確にモデリングした高解像度なモデル１０１を用い、書架オブジェクト１００を斜め方向から見るとき、つまり書籍の詳細が観測できない場合には、簡略化し低解像度化したモデル１０２を用い、さらに斜め方向で、書架前面が殆ど見えないような位置から観測する場合には、棚、書籍を完全に省略したモデル１０３を用いてレンダリングを行うことができるので、コンピュータグラフィックスの品質を低下させることなく、レンダリング速度の高速化を図ることができる。   In Example 5-1, the recommended direction vector 304 is set in the direction in which the bookshelf object 100 is viewed from the front. Thus, when the bookcase object 100 is observed from the front direction, the high resolution model 101 accurately modeled to the shape of the stored book is used, and when the bookcase object 100 is viewed from an oblique direction, that is, the details of the book cannot be observed. In this case, the simplified model 102 with a lower resolution is used, and if the observation is performed in an oblique direction from a position where the front of the bookshelf is hardly visible, rendering is performed using the model 103 in which the shelf and the book are completely omitted. Thus, the rendering speed can be increased without degrading the quality of computer graphics.

〔第６の実施の形態〕図１９は、第６の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。この３次元グラフィックス表示装置は、図１４に示された第５の実施の形態における３次元グラフィックス表示装置の構成に加え、推奨方向ベクトル格納ベース４５に格納された各オブジェクトの推奨方向ベクトルを変更できる推奨方向ベクトル変更部１３を有している。   [Sixth Embodiment] FIG. 19 is a block diagram showing the structure of a three-dimensional graphics display device according to a sixth embodiment. In addition to the configuration of the three-dimensional graphics display device in the fifth embodiment shown in FIG. 14, this three-dimensional graphics display device stores the recommended direction vector of each object stored in the recommended direction vector storage base 45. A recommended direction vector changing unit 13 that can be changed is provided.

次に、第６の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の動作について説明する。推奨方向ベクトル変更部１３は、他のモジュールからの信号などにより、推奨方向ベクトル格納ベース４５に格納されている推奨方向ベクトルを適宜変更する。推奨方向ベクトル格納ベース４５の推奨方向ベクトルが変更されると、方向ずれ角計算部４７では、該当オブジェクトの方向ずれ角の再計算が行われ、方向ずれ角比較部４８では、オブジェクトの詳細レベルの再計算が行われ、再計算された詳細レベルに従ってモデル切替部６で、レンダリングに使用するモデルの切り替えを行う。   Next, the operation of the 3D graphics display device according to the sixth embodiment will be described. The recommended direction vector changing unit 13 appropriately changes the recommended direction vector stored in the recommended direction vector storage base 45 based on signals from other modules. When the recommended direction vector of the recommended direction vector storage base 45 is changed, the direction deviation angle calculation unit 47 recalculates the direction deviation angle of the corresponding object, and the direction deviation angle comparison unit 48 calculates the object detail level. Recalculation is performed, and the model switching unit 6 switches the model used for rendering according to the recalculated level of detail.

推奨方向ベクトル変更部１３を備えることで、例えば、各々のユーザに対する観測推奨方向を個別に設定してオブジェクトの見せ方を変更したり、時間等のパラメータに従って観測推奨方向を変更してオブジェクトの見せ方を変更するなど、３次元グラフィックスの内容の木目細やかな制御が可能になる。   By providing the recommended direction vector changing unit 13, for example, the recommended observation direction for each user is individually set to change the way the object is displayed, or the recommended observation direction is changed according to a parameter such as time, and the object is displayed. This makes it possible to finely control the contents of 3D graphics, such as changing the direction.

〔第７の実施の形態〕図２０は、第７の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。この３次元グラフィックス表示装置は、図１４に示された第５の実施の形態における３次元グラフィックス表示装置の構成に加え、方向ずれ角閾値格納ベース４６に格納された各オブジェクトの方向ずれ角の閾値を変更できる方向ずれ角閾値変更部１４を有している。   [Seventh Embodiment] FIG. 20 is a block diagram showing the structure of a three-dimensional graphics display device according to a seventh embodiment. This three-dimensional graphics display device has the direction deviation angle of each object stored in the direction deviation angle threshold storage base 46 in addition to the configuration of the three-dimensional graphics display device in the fifth embodiment shown in FIG. The direction deviation angle threshold value changing unit 14 capable of changing the threshold value is provided.

次に、第７の本実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の動作について説明する。方向ずれ角閾値変更部１４は、他のモジュールからの信号などにより、方向ずれ角閾値格納ベース４６に格納されている方向ずれ角の閾値を変更する。方向ずれ角閾値格納ベース４６の方向ずれ角の閾値が変更されると、方向ずれ角計算部４７では、該当オブジェクトの方向ずれ角の再計算が行われ、方向ずれ角比較部４８では、オブジェクトの詳細レベルの再計算が行われ、再計算された詳細レベルに従ってモデル切替部６で、レンダリングに使用するモデルの切り替えを行う。   Next, the operation of the three-dimensional graphics display device according to the seventh embodiment will be described. The direction deviation angle threshold value changing unit 14 changes the direction deviation angle threshold value stored in the direction deviation angle threshold value storage base 46 based on a signal from another module. When the direction deviation angle threshold value of the direction deviation angle threshold storage base 46 is changed, the direction deviation angle calculation unit 47 recalculates the direction deviation angle of the object, and the direction deviation angle comparison unit 48 calculates the object deviation angle. The detail level is recalculated, and the model switching unit 6 switches the model used for rendering in accordance with the recalculated detail level.

方向ずれ角閾値変更部１４を備えることで、例えば、各々のユーザに対する方向ずれ角の閾値を個別に設定し、コンピュータグラフィックスの品質低下をユーザ毎に制御したり、レンダリング部７でのレンダリング時間等のパラメータに従って観測推奨方向を変更してレンダリングに要する時間を制御するといったことが可能になる。   By providing the direction deviation angle threshold value changing unit 14, for example, the direction deviation angle threshold value for each user is individually set to control the deterioration of computer graphics quality for each user, or the rendering time in the rendering unit 7 It is possible to control the time required for rendering by changing the observation recommended direction according to the parameters such as.

〔第８の実施の形態〕図２１は、第８の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。第６の実施の形態，第７の実施の形態で新たに備えた推奨方向ベクトル変更部１３および方向ずれ角閾値変更部１４を共に備えた３次元グラフィックス表示装置である。   [Eighth Embodiment] FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional graphics display apparatus according to an eighth embodiment. The three-dimensional graphics display device includes both the recommended direction vector changing unit 13 and the direction deviation angle threshold changing unit 14 newly provided in the sixth embodiment and the seventh embodiment.

これによれば、第６の実施の形態，第７の実施の形態による効果、即ち、例えば、各々のユーザに対する観測推奨方向を個別に設定してオブジェクトの見せ方を変更したり、時間等のパラメータに従って観測推奨方向を変更してオブジェクトの見せ方を変更するなど、３次元グラフィックスの内容の木目細やかな制御が可能になり、各々のユーザに対する方向ずれ角の閾値を個別に設定し、コンピュータグラフィックスの品質低下をユーザ毎に制御したり、レンダリング部７でのレンダリング時間等のパラメータに従って観測推奨方向を変更してレンダリングに要する時間を制御するといったことが可能になる。   According to this, the effects of the sixth embodiment and the seventh embodiment, that is, for example, the observation recommended direction for each user is individually set to change the way the object is displayed, It is possible to finely control the contents of 3D graphics, such as changing the recommended observation direction according to the parameter and changing the way the object is displayed, and individually set the threshold of the direction deviation angle for each user, and the computer It is possible to control the degradation of graphics quality for each user, or to control the time required for rendering by changing the recommended observation direction according to parameters such as the rendering time in the rendering unit 7.

〔第９の実施の形態〕図２２は、第９の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。この３次元グラフィックス表示装置は、仮想空間に配置するオブジェクトの複数の解像度の３次元モデルをその詳細レベルと共に格納しておくモデル格納ベース３と、オブジェクトの詳細レベルを計算する２つ以上の詳細レベル計算部４−１，４−２，．．．，４−ｎ（ｎは２以上の整数）と、２つ以上の詳細レベル計算部４−１，．．．，４−ｎのそれぞれで求められた詳細レベルを統合し、レンダリングに用いる３Ｄモデルの詳細レベルを決定する詳細レベル統合部１６と、詳細レベル統合部１６で詳細レベルを統合する際の統合ルールを格納しておく統合ルール格納ベース１７と、詳細レベル統合部１６で決定された詳細レベルに従って、レンダリングに用いる３Ｄモデルを切り替えるモデル切替部６と、モデル切替部６で選択された３Ｄモデルを用いてコンピュータグラフィックスのレンダリングを行うレンダリング部７と、レンダリング部７で生成されたコンピュータグラフィックスの表示を行う出力部８と、から構成されている。 ここで、詳細レベル計算部４−１，４−２，．．．，４−ｎには、任意の計算方法で詳細レベルを計算することができるものとする。例えば、第１の実施の形態における詳細レベル計算部４による詳細レベルの計算方法や、第２の実施の形態における詳細レベル計算部４による詳細レベルの計算方法、あるいは、従来技法であるＬＯＤ手法による詳細レベルの計算方法が挙げられる。   [Ninth Embodiment] FIG. 22 is a block diagram showing the structure of a three-dimensional graphics display device according to a ninth embodiment. The three-dimensional graphics display device includes a model storage base 3 for storing a plurality of resolution three-dimensional models of objects arranged in a virtual space together with the detail levels, and two or more details for calculating the detail levels of the objects. Level calculation units 4-1, 4-2,. . . , 4-n (n is an integer of 2 or more) and two or more detail level calculation units 4-1,. . . , 4-n are integrated, and a detail level integration unit 16 that determines the detail level of the 3D model used for rendering, and an integration rule when the detail level integration unit 16 integrates the detail level. Using the integrated rule storage base 17 to be stored, the model switching unit 6 for switching the 3D model used for rendering according to the detail level determined by the detail level integration unit 16, and the 3D model selected by the model switching unit 6 The rendering unit 7 performs computer graphics rendering, and the output unit 8 displays computer graphics generated by the rendering unit 7. Here, the detail level calculation units 4-1, 4-2,. . . , 4-n, the level of detail can be calculated by an arbitrary calculation method. For example, the detail level calculation method by the detail level calculation unit 4 in the first embodiment, the detail level calculation method by the detail level calculation unit 4 in the second embodiment, or the conventional LOD method. Detailed level calculation method.

また、統合ルール格納ベースに格納する詳細レベル統合のための統合ルールの一例としては、
・詳細レベルの平均値を、小数点切り上げて整数化したもの
・詳細レベル中の最小値を統合後の詳細レベルとする
・詳細レベル中の最大値を統合後の詳細レベルとする
等が考えられる。 In addition, as an example of integration rules for level of detail integration stored in the integration rule storage base,
The average value of the detail level is rounded up to an integer. The minimum value in the detail level is used as the detail level after integration. The maximum value in the detail level is used as the detail level after integration.

次に、第９の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の動作について説明する。詳細レベル計算部４−ｉ（１≦ｉ≦ｎ）において詳細レベルが計算されると、詳細レベル統合部１６では、統合ルール格納ベース１７に格納されている詳細レベル統合ルールに従って、詳細レベル計算部４−１，．．．，４−ｎで求められた詳細レベルから、レンダリングに使用するモデルの詳細レベルを算出する。詳細レベル統合部１６で算出された詳細レベルは、モデル切替部６へと伝達される。   Next, the operation of the three-dimensional graphics display device according to the ninth embodiment will be described. When the detail level is calculated in the detail level calculation unit 4-i (1 ≦ i ≦ n), the detail level integration unit 16 performs the detail level calculation unit according to the detail level integration rule stored in the integration rule storage base 17. 4-1,. . . , 4-n, the level of detail of the model used for rendering is calculated. The detail level calculated by the detail level integration unit 16 is transmitted to the model switching unit 6.

モデル切替部６では、モデル格納ベース３に格納されているモデルの中から詳細レベルに従ってレンダリングに使用するモデルを決定し、決定したモデルをレンダリング部７へと伝達する。レンダリング部７では、伝達されたモデルを用いて３次元コンピュータグラフィックスのレンダリングを行う。   The model switching unit 6 determines a model to be used for rendering from the models stored in the model storage base 3 according to the detail level, and transmits the determined model to the rendering unit 7. The rendering unit 7 renders three-dimensional computer graphics using the transmitted model.

例えば、詳細レベル計算部として、第１の実施の形態で説明した詳細レベル計算部４による詳細レベル計算と、従来技術のＬＯＤ手法による詳細レベル計算が備えられ、また、統合ルール格納部に、詳細レベル中の最大値を統合後の詳細レベルとするという統合ルールが格納されている場合について説明する。   For example, the detail level calculation unit includes the detail level calculation by the detail level calculation unit 4 described in the first embodiment and the detail level calculation by the LOD method of the prior art. A case where an integration rule for setting the maximum value in the level as the detailed level after integration is stored will be described.

詳細レベル計算部４から算出した詳細レベルが詳細レベル０で、ＬＯＤ手法により算出した詳細レベルが詳細レベル０の場合、つまり、観測に適した角度から、かつ近距離からオブジェクトを観測する場合、詳細レベル統合部１６で統合した詳細レベルは０となり、オブジェクトは高解像度のモデルを用いてレンダリングされる。一方、視線ずれ角比較部４４から算出した詳細レベルが詳細レベル０で、ＬＯＤ手法により算出した詳細レベルが詳細レベル２の場合、つまり、観測に適した角度から、かつ遠距離からオブジェクトを観測する場合、詳細レベル統合部１６で統合した詳細レベルは２となり、オブジェクトは低解像度のモデルを用いてレンダリングされる。   When the detail level calculated from the detail level calculation unit 4 is the detail level 0 and the detail level calculated by the LOD method is the detail level 0, that is, when the object is observed from an angle suitable for observation and from a short distance The level of detail integrated by the level integration unit 16 is 0, and the object is rendered using a high-resolution model. On the other hand, when the detail level calculated from the line-of-sight angle comparison unit 44 is the detail level 0 and the detail level calculated by the LOD method is the detail level 2, that is, the object is observed from an angle suitable for observation and from a long distance. In this case, the detail level integrated by the detail level integration unit 16 is 2, and the object is rendered using a low-resolution model.

このように、第９の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置では、各詳細レベル計算部において詳細レベルが計算されると、詳細レベル統合部では、統合ルール格納ベースに格納されている詳細レベル統合ルールに従って、詳細レベル計算部で求められた詳細レベルから、レンダリングに使用するモデルの詳細レベルを算出する。詳細レベル統合部で算出された詳細レベルは、モデル切替部へと伝達される。モデル切替部では、モデル格納ベースに格納されているモデルの中から詳細レベルに従ってレンダリングに使用するモデルを決定する。これらの働きにより、２つ以上の観点から求めたオブジェクトの詳細レベルを統合して、レンダリングに用いるモデルを切り替えることにより、コンピュータグラフィックスの品質を低下させることなく、レンダリング速度の高速化を図ることが可能になる。   Thus, in the three-dimensional graphics display device according to the ninth embodiment, when the detail level is calculated in each detail level calculation unit, the detail level integration unit stores the detail level stored in the integration rule storage base. According to the integration rule, the detail level of the model used for rendering is calculated from the detail level obtained by the detail level calculation unit. The detail level calculated by the detail level integration unit is transmitted to the model switching unit. The model switching unit determines a model to be used for rendering according to the level of detail from the models stored in the model storage base. Through these functions, it is possible to increase the rendering speed without degrading the quality of computer graphics by integrating the detail levels of objects obtained from two or more viewpoints and switching the model used for rendering. Is possible.

第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置のモデル格納ベースに格納されるモデルの構造の１例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the model stored in the model storage base of the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の推奨視線ベクトル格納ベースに格納されるデータの１例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data stored in the recommendation gaze vector storage base of the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置におけるユーザとオブジェクトの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the user and object in the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置における視線ずれ角比較部での処理を示す図である。It is a figure which shows the process in the gaze shift angle comparison part in the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置における画面出力を示す図。The figure which shows the screen output in the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置におけるモデル格納ベースに格納されるモデルの構造の１例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the model stored in the model storage base in the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置における推奨視線ベクトル格納ベースに格納されるデータの１例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data stored in the recommendation gaze vector storage base in the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置におけるユーザとオブジェクトの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the user and object in the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第１の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置における画面出力を示す図である。It is a figure which shows the screen output in the three-dimensional graphics display apparatus by 1st Embodiment. 第２の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional graphics display apparatus by 2nd Embodiment. 第３の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional graphics display apparatus by 3rd Embodiment. 第４の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional graphics display apparatus by 4th Embodiment. 第５の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional graphics display apparatus by 5th Embodiment. 第５の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置における推奨方向ベクトル格納ベースに格納されるデータの１例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data stored in the recommended direction vector storage base in the three-dimensional graphics display apparatus by 5th Embodiment. 第５の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置におけるユーザとオブジェクトの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the user and object in the three-dimensional graphics display apparatus by 5th Embodiment. 第５の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置における方向ずれ角比較部での処理を示す図である。It is a figure which shows the process in the direction shift angle comparison part in the three-dimensional graphics display apparatus by 5th Embodiment. 第５の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置における画面出力を示す図である。It is a figure which shows the screen output in the three-dimensional graphics display apparatus by 5th Embodiment. 第６の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional graphics display apparatus by 6th Embodiment. 第７の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional graphics display apparatus by 7th Embodiment. 第８の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional graphics display apparatus by 8th Embodiment. 第９の実施の形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional graphics display apparatus by 9th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 視点位置変更部
２ 視点情報格納ベース
３ モデル格納ベース
４ 詳細レベル計算部
４−１〜４−ｎ 詳細レベル計算部
４１ 推奨視線ベクトル格納ベース
４２ 視線ずれ角閾値格納ベース
４３ 視線ずれ角計算部
４４ 視線ずれ角比較部
４５ 推奨方向ベクトル格納ベース
４６ 方向ずれ角閾値格納ベース
４７ 方向ずれ角計算部
４８ 方向ずれ角比較部
６ モデル切替部
７ レンダリング部
８ 出力部
９ 推奨視線ベクトル変更部
１０ 視線ずれ角閾値変更部
１３ 推奨方向ベクトル変更部
１４ 方向ずれ角閾値変更部
１６ 詳細レベル統合部
１７ 統合ルール格納ベース
１００ 書架オブジェクト
１０１〜１０３ モデル
１０４ 推奨視線ベクトル
１０５ ユーザ
１０６ 視線方向
１１１〜１１３ 出力
２００ 額縁オブジェクト
２０１〜２０３ モデル
２０１ｐ〜２０３ｐ 画像
２０４ 推奨視線ベクトル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Viewpoint change part 2 Viewpoint information storage base 3 Model storage base 4 Detail level calculation part 4-1 to 4-n Detail level calculation part 41 Recommended gaze vector storage base 42 Gaze angle threshold storage base 43 Gaze angle calculation part 44 Gaze deviation angle comparison unit 45 Recommended direction vector storage base 46 Direction deviation angle threshold storage base 47 Direction deviation angle calculation unit 48 Direction deviation angle comparison unit 6 Model switching unit 7 Rendering unit 8 Output unit 9 Recommended gaze vector change unit 10 Gaze deviation angle Threshold change unit 13 Recommended direction vector change unit 14 Direction deviation angle threshold change unit 16 Detailed level integration unit 17 Integrated rule storage base 100 Bookcase objects 101-103 Model 104 Recommended line-of-sight vector 105 User 106 Line-of-sight directions 111-113 Output 200 Frame object 201 ~ 203 model 201p ~ 203p Image 204 Recommended line-of-sight vector

Claims (4)

ユーザの視点情報の変更を行う視点位置変更手段と、
ユーザの視点位置，方向などの視点情報を格納しておく視点情報格納ベースと、
仮想空間に配置するそれぞれのオブジェクトに対して解像度の異なる複数のモデルを詳細レベルと共に格納しておくモデル格納ベースと、
前記視点情報格納ベースに格納された視点情報に基づいて、前記ユーザの視点位置と前記オブジェクトに対して設定された観測に適した部位を示す観測基準点とを用いて生成されたベクトルと前記オブジェクトに対して設定された観測に適した方向を示す推奨方向ベクトルとの方向ずれ角を計算し、当該計算した方向ずれ角を用いて詳細レベルを決定する詳細レベル計算手段と、
前記詳細レベル計算手段で算出された詳細レベルに従ってレンダリングに使用する各オブジェクトのモデルを切り替えるモデル切替手段と、
モデル切替手段から送られたモデルを用いて３Ｄコンピュータグラフィックスのレンダリングを行うレンダリング手段と、
前記レンダリング手段で生成されたコンピュータグラフィックスの表示を行う出力手段と、
前記推奨方向ベクトルを変更する推奨方向ベクトル変更手段とを有することを特徴とする３次元グラフィックス表示装置。 Viewpoint position changing means for changing user viewpoint information;
A viewpoint information storage base for storing viewpoint information such as the user's viewpoint position and direction;
A model storage base for storing a plurality of models having different resolutions for each object arranged in the virtual space together with a detail level;
Based on the viewpoint information stored in the viewpoint information storage base, a vector generated using the viewpoint position of the user and an observation reference point indicating a part suitable for observation set for the object, and the object A level of detail calculation means for calculating a direction deviation angle with a recommended direction vector indicating a direction suitable for the observation set for, and determining a level of detail using the calculated direction deviation angle;
Model switching means for switching the model of each object used for rendering according to the level of detail calculated by the level of detail calculation means;
Rendering means for rendering 3D computer graphics using the model sent from the model switching means;
Output means for displaying the computer graphics generated by the rendering means;
A three-dimensional graphics display device comprising recommended direction vector changing means for changing the recommended direction vector . ３次元グラフィックス表示装置であって、
ユーザの視点情報の変更を行う視点位置変更手段と、
ユーザの視点位置，方向などの視点情報を格納しておく視点情報格納ベースと、
仮想空間に配置するそれぞれのオブジェクトに対して解像度の異なる複数のモデルを詳細レベルと共に格納しておくモデル格納ベースと、
前記視点情報格納ベースの視点情報に従ってレンダリングに用いる各オブジェクトの詳細レベルを計算する詳細レベル計算手段と、
前記詳細レベル計算手段で算出された詳細レベルに従ってレンダリングに使用する各オブジェクトのモデルを切り替えるモデル切替手段と、
モデル切替手段から送られたモデルを用いて３Ｄコンピュータグラフィックスのレンダリングを行うレンダリング手段と、
前記レンダリング手段で生成されたコンピュータグラフィックスの表示を行う出力手段とを有し、
前記詳細レベル計算手段は、
各オブジェクトの観測に適した部位を示す観測基準点、および観測に適した方向を示す推奨方向ベクトルを格納する推奨方向ベクトル格納ベースと、
前記視点情報格納ベースに格納されている視点位置を始点とし前記推奨方向ベクトル格納ベースに格納されている観測基準点を終点とするベクトルと前記推奨方向ベクトル格納ベースに格納されている推奨方向ベクトルとのなす角度（方向ずれ角）を計算する方向ずれ角計算手段と、
方向ずれ角に応じて詳細レベルを決定するために方向ずれ角の閾値を格納する方向ずれ角閾値格納ベースと、
方向ずれ角計算手段によって算出された各オブジェクトの方向ずれ角から詳細レベルを決定する方向ずれ角比較手段と、を有し、
前記３次元グラフィックス表示装置は、更に、前記推奨方向ベクトルを変更する推奨方向ベクトル変更手段を有することを特徴とする３次元グラフィックス表示装置。 A three-dimensional graphics display device,
Viewpoint position changing means for changing user viewpoint information;
A viewpoint information storage base for storing viewpoint information such as the user's viewpoint position and direction;
A model storage base for storing a plurality of models having different resolutions for each object arranged in the virtual space together with a detail level;
A detail level calculating means for calculating a detail level of each object used for rendering according to the viewpoint information stored in the viewpoint information storage;
Model switching means for switching the model of each object used for rendering according to the level of detail calculated by the level of detail calculation means;
Rendering means for rendering 3D computer graphics using the model sent from the model switching means;
Output means for displaying computer graphics generated by the rendering means,
The level of detail calculation means includes:
An observation reference point indicating a part suitable for observation of each object, and a recommended direction vector storage base for storing a recommended direction vector indicating a direction suitable for observation;
A vector having a viewpoint position stored in the viewpoint information storage base as a start point and an observation reference point stored in the recommended direction vector storage base as an end point, and a recommended direction vector stored in the recommended direction vector storage base; A direction deviation angle calculating means for calculating an angle formed by (direction deviation angle);
A direction deviation angle threshold storage base for storing a threshold value of a direction deviation angle to determine a detail level according to the direction deviation angle;
Direction deviation angle comparison means for determining a detail level from the direction deviation angle of each object calculated by the direction deviation angle calculation means,
The three-dimensional graphics display device further includes recommended direction vector changing means for changing the recommended direction vector. ３次元グラフィックス表示装置であって、
ユーザの視点情報の変更を行う視点位置変更手段と、
ユーザの視点位置，方向などの視点情報を格納しておく視点情報格納ベースと、
仮想空間に配置するそれぞれのオブジェクトに対して解像度の異なる複数のモデルを詳細レベルと共に格納しておくモデル格納ベースと、
前記視点情報格納ベースの視点情報に従ってレンダリングに用いる各オブジェクトの詳細レベルを計算する詳細レベル計算手段と、
前記詳細レベル計算手段で算出された詳細レベルに従ってレンダリングに使用する各オブジェクトのモデルを切り替えるモデル切替手段と、
モデル切替手段から送られたモデルを用いて３Ｄコンピュータグラフィックスのレンダリングを行うレンダリング手段と、
前記レンダリング手段で生成されたコンピュータグラフィックスの表示を行う出力手段とを有し、
前記詳細レベル計算手段は、
各オブジェクトの観測に適した部位を示す観測基準点、および観測に適した方向を示す推奨方向ベクトルを格納する推奨方向ベクトル格納ベースと、
前記視点情報格納ベースに格納されている視点位置を始点とし前記推奨方向ベクトル格納ベースに格納されている観測基準点を終点とするベクトルと前記推奨方向ベクトル格納ベースに格納されている推奨方向ベクトルとのなす角度（方向ずれ角）を計算する方向ずれ角計算手段と、
方向ずれ角に応じて詳細レベルを決定するために方向ずれ角の閾値を格納する方向ずれ角閾値格納ベースと、
方向ずれ角計算手段によって算出された各オブジェクトの方向ずれ角から詳細レベルを決定する方向ずれ角比較手段と、を有し、
前記３次元グラフィックス表示装置は、更に、前記方向ずれ角閾値格納ベースに格納された各オブジェクトの方向ずれ角の閾値を変更する方向ずれ角閾値変更手段を有することを特徴とする３次元グラフィックス表示装置。 A three-dimensional graphics display device,
Viewpoint position changing means for changing user viewpoint information;
A viewpoint information storage base for storing viewpoint information such as the user's viewpoint position and direction;
A model storage base for storing a plurality of models having different resolutions for each object arranged in the virtual space together with a detail level;
A detail level calculating means for calculating a detail level of each object used for rendering according to the viewpoint information stored in the viewpoint information storage;
Model switching means for switching the model of each object used for rendering according to the level of detail calculated by the level of detail calculation means;
Rendering means for rendering 3D computer graphics using the model sent from the model switching means;
Output means for displaying computer graphics generated by the rendering means,
The level of detail calculation means includes:
An observation reference point indicating a part suitable for observation of each object, and a recommended direction vector storage base for storing a recommended direction vector indicating a direction suitable for observation;
A vector having a viewpoint position stored in the viewpoint information storage base as a start point and an observation reference point stored in the recommended direction vector storage base as an end point, and a recommended direction vector stored in the recommended direction vector storage base; A direction deviation angle calculating means for calculating an angle formed by (direction deviation angle);
A direction deviation angle threshold storage base for storing a threshold value of a direction deviation angle in order to determine a detail level according to the direction deviation angle;
Direction deviation angle comparison means for determining a detail level from the direction deviation angle of each object calculated by the direction deviation angle calculation means,
The three-dimensional graphics display device further includes direction deviation angle threshold value changing means for changing a threshold value of a direction deviation angle of each object stored in the direction deviation angle threshold value storage base. Display device. 前記３次元グラフィックス表示装置は、更に、前記推奨方向ベクトルを変更する推奨方向ベクトル変更手段を有することを特徴とする請求項３に記載の３次元グラフィックス表示装置。   4. The three-dimensional graphics display device according to claim 3, wherein the three-dimensional graphics display device further includes recommended direction vector changing means for changing the recommended direction vector.
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