JP4230456B2 - 3次元画像処理 - Google Patents
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Description
アニメを提供するには、視聴者が、静止画像の連鎖ではなく、連続変更された画像として捉えるように、毎秒20から30フレームに近い速度(アプリケーションによってはこれより低速でも良い)で画像を更新することが必要である。
3次元グラフィックスを描画する際の主要な問題は、陰面消去である。視点からは、手前の面は後方部分を隠蔽しなくてはならない。
従来、システム資源を集中的に消費するため、3次元グラフィックスエンジンは、強力なプロセッサや大量のメモリを備えたワークステーションのような高性能システムで使われていた。限定された演算能力による制限事項は、最高速のプロセッサを装備できない装置でより明らかであった。このような装置の例としては、携帯電話、個人携帯情報端末(PDA)、携帯ビデオゲーム機などがある。従って、3次元のリアルタイムアニメグラフィックを、上記装置で使用可能な処理能力により処理できるように、効果的なアルゴリズムを実現する必要性がある。
a)オブジェクトファイルの中の前記少なくとも1つのオブジェクトの複数の表面部分に対応する複数の平面三角形プリミティブを保存するステップであって、前記複数の三角形プリミティブは元の順序に従って割り当てられた頂点データにより表されるステップと、
b)三角形ストリップを開始するために、いずれの未処理の三角形をも遮る可能性がない三角形を選択するステップと、
c)前記三角形ストリップの最後の三角形に追加する近隣三角形を選択するステップと、
d)前記選択した三角形が前記未処理の三角形のいずれかを遮る可能性があるかどうかを決定するステップと、
e)前記選択した三角形を前記ストリップに追加して、前記選択した三角形が前記未処理の三角形のいずれをも遮る可能性がない場合は手順c)に戻るステップと、
f)前記選択した三角形が前記未処理の三角形のいずれかを遮る可能性がある場合には、新しい三角形ストリップを開始するために手順b)に戻るステップと、
g)前記オブジェクトファイル内の全ての三角形が処理されるまで、手順b)からf)を繰り返すステップと、
を備える方法である。
前記方法は、オブジェクトファイルの三角形の前面と三角形プレーンを決定する段階をさらに備えることが好ましく、選択した三角形が未処理の任意の三角形を遮れるかどうかの決定は、
g)選択した三角形が、任意の未処理三角形のプレーンの前面に1つ以上の頂点を持つかどうかを決定するステップと、
h)ステップg)に該当する任意の未処理の三角形が、選択した三角形のプレーンの背面に1つ以上の頂点を持つかどうかを決定するステップと、
により決定される。
i)前記オブジェクトが、オブジェクト空間のXYプレーン内で対称性を持つかどうかを決定するステップと、
j)前記オブジェクトファイルに、対称性が決定したプレーンを格納するステップと、
k)対称性が決定したプレーンの片側から、前記オブジェクトファイル内の全頂点を取り除くステップと、
前記オブジェクト空間のXZプレーンのために手順i)からk)までを繰り返すステップと、
を備えてもよい。
l)ステップf)またはk)及び前記2番目の装置上にオブジェクトファイルを保存後、前記オブジェクトファイルを前記1番目の装置から2番目の装置に転送するステップ
を備えることが好ましい。
このように、画像描画処理において計算量の多い部分は、ワークステーションやPCのような高性能処理能力を備えた装置で前もって実行することが可能であり、アニメ3次元グラフィックスが、携帯電話、PDAあるいは携帯ビデオゲーム機のような比較的性能の低い処理能力の装置上でリアルタイムで描画することが可能である。
m)視点方向を決定するステップと、
n)望ましくはペインターズアルゴリズムを使用することで、オブジェクト順序を決定し、前記オブジェクトを前記2番目の装置上に表示するステップと、
を備える方法を提供することにより、実現される。
o)前記視点方向に対して後ろ向きの全ての三角形を削除するステップ
を備えることが好ましい。
p)前記オブジェクトファイルに格納されている対称プレーンを取り出すステップと、
q)本来の頂点データと同じ順序であり、前記本来の頂点データの後に前記オブジェクトファイルに保存される、前記オブジェクトファイルに存在する頂点データの複製を作成し、及び取り出された複製頂点のそれぞれの対称プレーンに対して直角の軸上の頂点値の符号を反転するステップと、
を備える。
r)前記三角形ストリップを、作成された順序で表示するステップと、
s)前記三角形ストリップの三角形を、前記ストリップに追加された順序で表示するステップと、
をさらに備える。
a)複数の平面三角形プリミティブが頂点データにより表される、前記少なくとも1つのオブジェクトの複数の表面部分に対応する複数の前記平面三角形プリミティブを格納するステップと、
b)前記3次元オブジェクトの対称プレーンを決定するステップと、
c)前記オブジェクトファイルに対称プレーンデータを格納するステップと、
d)全ての頂点データを前記対称プレーンそれぞれの一つの面から削除するステップと、
e)前記オブジェクトファイルを、前記1番目の装置から前記2番目の装置へ転送するステップと、
f)前記対称プレーン内の頂点データをミラーリングし、前記画像を描画することで、前記2番目の装置上に前記画像を表示するステップと、
を備える方法を提供することにより実現される。
このようなヒューリスティック探索を実施するいくつかの技法が知られており、従って本明細書にはこれらの技法の詳細を説明しない。
Claims (25)
- 少なくとも1つの3次元オブジェクトを表す三角形プリミティブを定義するデータを含むオブジェクトファイルを処理し、陰面が消去された2次元画像の作成のために前記三角形プリミティブが描画されうる描画順序を決定することにより、2番目の装置上で3次元オブジェクトの2次元画像を描画するために使用されるオブジェクトファイルを1番目の装置上に準備する方法であって、
a)オブジェクトファイルの中の前記少なくとも1つのオブジェクトの複数の表面部分に対応する複数の平面三角形プリミティブを保存するステップであって、前記複数の三角形プリミティブは元の順序に従って割り当てられた頂点データにより表されるステップと、
b)三角形ストリップを開始するために、いずれの未処理の三角形をも遮る可能性がない三角形を選択するステップと、
c)前記三角形ストリップの最後の三角形に追加する近隣三角形を選択するステップと、
d)前記選択した三角形が前記未処理の三角形のいずれかを遮る可能性があるかどうかを決定するステップと、
e)前記選択した三角形を前記ストリップに追加して、前記選択した三角形が前記未処理の三角形のいずれをも遮る可能性がない場合は手順c)に戻るステップと、
f)前記選択した三角形が前記未処理の三角形のいずれかを遮る可能性がある場合には、新しい三角形ストリップを開始するために手順b)に戻るステップと、
g)前記オブジェクトファイル内の全ての三角形が処理されるまで、手順b)からf)を繰り返すステップと、
を備える方法。 - 前記ステップb)において、その他の未処理の三角形を遮っていない三角形を見つけることが不可能な場合は、前記オブジェクトファイルを2つに分割するステップをさらに備える請求項1に記載の方法。
- 望ましくはいずれかの分割プレーンを使った空間分割法を使用してオブジェクトを分割することで、前記未処理の三角形の少なくとも1つが、遮る可能性があることのできる前記未処理の三角形とは異なる側へ残るようにし、
その分割法は、望ましくは任意の未処理の三角形のプレーンが使用され、前記三角形が分割プレーンの外側の面に関連し、従って前記三角形が覆う可能性のある反対側の面にある全ての三角形を残したままにする、請求項2に記載の方法。 - 選択した三角形が前記未処理の三角形のいずれかを遮れるかどうかの決定が、
g)前記選択した三角形が、前記未処理の三角形のいずれかのプレーンの前面に1つ以上の頂点を持つかどうかを決定するステップと、
h)前記ステップg)において該当する未処理の三角形のいずれかが、前記選択した三角形のプレーンの背面に1つ以上の頂点を持つかどうかを決定するステップと、
を含む、前記オブジェクトファイル内の三角形の前面及び三角形プレーンを決定するステップをさらに備える、請求項1から請求項3のいずれかに記載の方法。 - 前記ステップb)の前に、
i)前記オブジェクトが、オブジェクト空間のXYプレーン内で対称性を持つかどうかを決定するステップと、
j)前記オブジェクトファイルに、対称性が決定したプレーンを格納するステップと、
k)対称性が決定したプレーンの片側から、前記オブジェクトファイル内の全頂点を取り除くステップと、
前記オブジェクト空間のXZプレーンのために手順i)からk)までを繰り返すステップと、
を備える請求項1から請求項4のいずれかに記載の方法。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の方法であって、
l)ステップf)またはk)の後、前記オブジェクトファイルを、前記1番目の装置から2番目の装置へ転送し、前記オブジェクトファイルを前記2番目の装置上に格納するステップをさらに備える方法。 - 前記1番目の装置が、PCまたはワークステーションにあるような、より高性能な画像処理手段を備え、前記2番目の装置が、移動通信端末またはPDAにあるような、性能の低い処理手段を備える請求項1から請求項6のいずれかに記載の方法。
- 請求項1から請求項7のいずれかの方法で取得したオブジェクトファイルを前記2番目の装置上に表示するための方法であって、
m)視点方向を決定するステップと、
n)望ましくはペインターズアルゴリズムを使用することで、オブジェクト順序を決定し、前記オブジェクトを前記2番目の装置上に表示するステップと、
を備える方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
o)前記視点方向に対して後ろ向きの全ての三角形を削除するステップをさらに備える方法。 - 請求項8または請求項9に記載の方法であって、
p)前記オブジェクトファイルに格納されている対称プレーンを取り出すステップと、
q)元の頂点データと同じ順序を有し、前記本来の頂点データの後に前記オブジェクトファイルに保存される、前記オブジェクトファイルに存在する前記頂点データの複製を作成すると共に、取り出された複製頂点のそれぞれの対称プレーンに対して直角の軸上の頂点値の符号を反転するステップと、
を備える方法。 - 請求項8から請求項10のいずれかに記載の方法であって、
r)前記三角形ストリップを作成された順序で表示するステップと、
s)前記三角形ストリップの三角形を前記ストリップに追加された順序で表示するステップと、
をさらに備える方法。 - 前記2番目の装置が、移動通信端末またはPDAにあるような、性能の低い処理手段を備える請求項8から請求項11のいずれかに記載の方法。
- 前記2番目の装置が携帯電話である請求項8から請求項11のいずれかに記載の方法。
- 画像描画処理が装置の主要CPUで実行され、その他全ての画像描画手段はソフトウェアにより組み込まれる、請求項12または請求項13に記載の方法。
- 少なくとも1つの3次元オブジェクトを表す三角形プリミティブを定義するデータを処理することで、3次元オブジェクトの2次元画像を2番目の装置上に描画するために使用されるオブジェクトファイルを、1番目の装置上に準備する方法であって、
a)前記少なくとも1つの3次元オブジェクトの複数の表面部分に対応する複数の前記平面三角形プリミティブを格納するステップであって、ここで前記平面三角形プリミティブは頂点データにより表されている、ステップと、
b)前記3次元オブジェクトの対称プレーンを決定するステップと、
c)前記オブジェクトファイルに対称プレーンデータを格納するステップと、
d)前記対称プレーンの一方の側に位置する全ての頂点データを削除するステップと、
e)前記オブジェクトファイルを、前記1番目の装置から前記2番目の装置へ転送するステップと、
を前記1番目の装置上で実行することを含み、ここで前記転送されたオブジェクトファイルは、前記2番目の装置において、削除されなかった前記頂点データを前記対称プレーンに関してミラーリングし、前記画像を描画するために用いられる、方法。 - 前記オブジェクトの座標系のX軸、Y軸、またはZ軸の1つに対し平行でない対称プレーンが無視される請求項15に記載の方法。
- 前記1番目の装置が、PCまたはワークステーションにあるような、より高性能な画像処理手段を備え、前記2番目の装置が、移動通信端末、PDA、または携帯ゲーム機にあるような、低い性能の処理手段を備える請求項15または請求項16に記載の方法。
- 前記2番目の装置が携帯電話である請求項17に記載の方法。
- 請求項1から5のいずれかに記載の方法を実行するように構成される、装置。
- 請求項8から11のいずれかに記載の方法を実行するように構成される、装置。
- 請求項15または16に記載の方法を実行するように構成される、装置。
- コンピュータの CPU で実行されることにより、請求項1から5のいずれかに記載の方法を該コンピュータに遂行させる、コンピュータ・プログラム。
- コンピュータの CPU で実行されることにより、請求項8から11のいずれかに記載の方法を該コンピュータに遂行させる、コンピュータ・プログラム。
- コンピュータの CPU で実行されることにより、請求項15または16に記載の方法を該コンピュータに遂行させる、コンピュータ・プログラム。
- 請求項22から24のいずれかに記載のコンピュータ・プログラムを備えるコンピュータ装置。
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