JP6975665B2

JP6975665B2 - Texture mapping device and texture mapping program

Info

Publication number: JP6975665B2
Application number: JP2018046681A
Authority: JP
Inventors: 怜守屋; 徳直塩浦; 茂樹谷本
Original assignee: Nihon Unisys Ltd
Current assignee: Nihon Unisys Ltd
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2021-12-01
Anticipated expiration: 2038-03-14
Also published as: JP2019159904A

Description

本発明は、テクスチャマッピング装置およびテクスチャマッピング用プログラムに関し、特に、ポリゴンメッシュから成る３Ｄモデルが有する複数のフェイスにテクスチャを貼り付けるテクスチャマッピングを行う装置およびプログラムに用いて好適なものである。 The present invention relates to a texture mapping device and a texture mapping program, and is particularly suitable for use in a device and program for performing texture mapping in which a texture is attached to a plurality of faces of a 3D model composed of a polygon mesh.

従来、３次元コンピュータグラフィックス（ＣＧ）で作成されたポリゴンメッシュ等の３Ｄモデルの表面にテクスチャ（画像データ）を貼付することにより、３Ｄモデルに対して所望の色や模様、質感などを付与するようにしたテクスチャマッピングと呼ばれる技術が知られている。 Conventionally, by pasting a texture (image data) on the surface of a 3D model such as a polygon mesh created by 3D computer graphics (CG), a desired color, pattern, texture, etc. is given to the 3D model. A technique called texture mapping is known.

ポリゴンメッシュから成る３Ｄモデルは、三角形状をした複数のフェイスの集合から構成される。テクスチャは、ポリゴンメッシュの表面を構成する各フェイスに対応するように複数の三角形領域に形成され、各三角形領域のテクチャ画像が各フェイスに対して壁紙のように貼り付けられる。テクスチャの画像データは、格子状に配された画素群で構成され、各画素はＲＧＢα（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青、αは色の透明度）の色情報を持つ。以下では、２Ｄのテクスチャ画像全体を「全体テクチャ」と記述し、それを分割して成る個々の三角形領域（ピース領域）の画像を「テクスチャ」と記述して区別することとする。 A 3D model consisting of a polygon mesh is composed of a set of a plurality of triangular faces. The texture is formed in a plurality of triangular areas corresponding to each face constituting the surface of the polygon mesh, and the texture image of each triangular area is attached to each face like wallpaper. The image data of the texture is composed of a group of pixels arranged in a grid pattern, and each pixel has color information of RGBα (R is red, G is green, B is blue, and α is color transparency). In the following, the entire 2D texture image will be described as "whole texture", and the image of each triangular area (piece area) formed by dividing it will be described as "texture" to distinguish them.

多くの場合、３Ｄモデル上の位置が３次元のｘｙｚ座標（３Ｄ座標）で表されるのに対し、全体テクスチャ上の位置は２次元のｕｖ座標（テクスチャ座標）で表される。複数のテクスチャを３Ｄモデルの各フェイスに貼り付けるためには、３Ｄモデルの各フェイスが全体テクスチャのどの部分をテクスチャとして使用するかという情報が必要であるが、これはテクスチャ座標で示される。このテクスチャ座標は、正確には画素毎に必要となるが、実際には処理速度確保のためにフェイスの頂点毎に計算され、画素毎の座標は線形補間されることが多い。 In many cases, the position on the 3D model is represented by the three-dimensional xyz coordinates (3D coordinates), while the position on the entire texture is represented by the two-dimensional uv coordinates (texture coordinates). In order to paste multiple textures to each face of the 3D model, information about which part of the entire texture each face of the 3D model uses as the texture is required, which is indicated by the texture coordinates. This texture coordinate is required for each pixel to be exact, but in reality, it is calculated for each vertex of the face in order to secure the processing speed, and the coordinates for each pixel are often linearly interpolated.

ところで、３Ｄモデルで隣接するフェイスに共通する２頂点に対応するテクスチャのテクスチャ座標値は、常に同一であるとは限らない。このことを、図１４を用いて説明する。図１４は、隣接する２つのフェイスと、各フェイスに貼られる各テクスチャとの対応関係を模式的に示した図である。このうち、図１４（ａ）は、各フェイスの共通２頂点に対応する各テクスチャのテクスチャ座標値が同一である場合を示している。一方、図１４（ｂ）は、各フェイスの共通２頂点に対応する各テクスチャのテクスチャ座標値が異なる場合を示している。 By the way, the texture coordinate values of the textures corresponding to the two vertices common to the adjacent faces in the 3D model are not always the same. This will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram schematically showing the correspondence between two adjacent faces and each texture attached to each face. Of these, FIG. 14A shows a case where the texture coordinate values of the textures corresponding to the two common vertices of each face are the same. On the other hand, FIG. 14B shows a case where the texture coordinate values of the textures corresponding to the two common vertices of each face are different.

図１４（ａ１）および（ｂ１）は、３Ｄモデルで隣接する２つのフェイスＦＣ１，ＦＣ２を示している。これら２つのフェイスＦＣ１，ＦＣ２に共通する２頂点の３Ｄ座標値（ｘ₁，ｙ₁，ｚ₁），（ｘ₂，ｙ₂，ｚ₂）は、何れも２つのフェイスＦＣ１，ＦＣ２において共通する値である。 14 (a1) and 14 (b1) show two adjacent faces FC1 and FC2 in a 3D model. _{The 3D coordinate values (x 1} , y ₁ , z ₁ ) and (x ₂ , y ₂ , z ₂ ) of the two vertices common to these two faces FC1 and FC2 are all common to the two faces FC1 and FC2. The value.

図１４（ａ２）および（ｂ２）は、２つのフェイスＦＣ１，ＦＣ２に貼り付けられる２つのテクスチャＴＸ１，ＴＸ２を示している。図１４（ａ２）の場合は、フェイスＦＣ１の２頂点に対応するテクスチャＴＸ１の２頂点のテクスチャ座標値と、フェイスＦＣ２の２頂点（フェイスＦＣ１の２頂点と共通）に対応するテクスチャＴＸ２の２頂点のテクスチャ座標値とが何れも（ｕ₁，ｖ₁），（ｕ₂，ｖ₂）であり、３Ｄ座標値だけでなくテクスチャ座標値も共通となっている。すなわち、２つの隣接するフェイスＦＣ１，ＦＣ２に貼り付けられる２つのテクスチャＴＸ１，ＴＸ２も隣接した状態となっている。以下、この状態を「テクスチャが連続」または「連続テクスチャ」という。 14 (a2) and 14 (b2) show two textures TX1 and TX2 attached to the two faces FC1 and FC2. In the case of FIG. 14 (a2), the texture coordinate values of the two vertices of the texture TX1 corresponding to the two vertices of the face FC1 and the two vertices of the texture TX2 corresponding to the two vertices of the face FC2 (common to the two vertices of the face FC1). The texture coordinate values of are (u ₁ , v ₁ ) and (u ₂ , v ₂ ), and not only the 3D coordinate values but also the texture coordinate values are common. That is, the two textures TX1 and TX2 attached to the two adjacent faces FC1 and FC2 are also in an adjacent state. Hereinafter, this state is referred to as "texture is continuous" or "continuous texture".

これに対し、図１４（ｂ２）の場合は、フェイスＦＣ１の２頂点に対応するテクスチャＴＸ１の２頂点のテクスチャ座標値が（ｕ₁₁，ｖ₁₁），（ｕ₂₁，ｖ₂₁）であり、フェイスＦＣ２の２頂点（フェイスＦＣ１の２頂点と共通）に対応するテクスチャＴＸ２の２頂点のテクスチャ座標値が（ｕ₁₂，ｖ₁₂），（ｕ₂₂，ｖ₂₂）であり、各テクスチャＴＸ１，ＴＸ２のテクスチャ座標値が異なっている。すなわち、２つの隣接するフェイスＦＣ１，ＦＣ２に貼り付けられる２つのテクスチャＴＸ１，ＴＸ２は、隣接した状態となっていない。以下、この状態を「テクスチャが非連続」または「非連続テクスチャ」という。例えば、様々な方向に設置されたカメラで撮影した写真を合成して３Ｄポリゴンメッシュを作成する場合に、全てのテクスチャが非連続となることがある。 On the other hand, in the case of FIG. 14 (b2), the texture coordinate values of the two vertices of the texture TX1 corresponding to the two vertices of the face FC1 are (u ₁₁ , v ₁₁ ) and (u ₂₁ , v ₂₁ ), and the face. The texture coordinate values of the two vertices of the texture TX2 corresponding to the two vertices of FC2 (common to the two vertices of the face FC1) are (u ₁₂ , v ₁₂ ) and (u ₂₂ , v ₂₂ ), and each texture TX1 and TX2 The texture coordinate values are different. That is, the two textures TX1 and TX2 attached to the two adjacent faces FC1 and FC2 are not in an adjacent state. Hereinafter, this state is referred to as "texture is discontinuous" or "discontinuous texture". For example, when creating a 3D polygon mesh by synthesizing photographs taken by cameras installed in various directions, all textures may be discontinuous.

なお、特許文献１には、複数の立体形状構成要素の集合として表現された３次元立体モデルに対してテクスチャ情報（色彩情報）を付与する場合に、各立体形状構成要素間でのテクスチャ情報の不連続性を抑制しつつ、同時に現実の物体の有するテクスチャ情報により近いテクスチャ情報を各立体形状構成要素に選択的に付与することが開示されている。 In addition, in Patent Document 1, when texture information (color information) is given to a three-dimensional three-dimensional model expressed as a set of a plurality of three-dimensional shape components, the texture information between the three-dimensional shape components is described. It is disclosed that while suppressing discontinuity, texture information closer to the texture information of a real object is selectively added to each three-dimensional shape component.

また、特許文献２には、複数のポリゴンで構成された形状データに基づいて、物体形状を構成するポリゴンを全て展開した展開図を作成し、当該展開図にテクスチャ画像を重ね、移動・回転・スケーリングして所望の状態に合わせ込んだ後、その際に展開図として頂点座標に与えられたテクスチャ座標値をもとに、テクスチャマッピングを施して２次元投影画像を生成することが開示されている。 Further, in Patent Document 2, a developed view in which all the polygons constituting the object shape are expanded is created based on the shape data composed of a plurality of polygons, and the texture image is superimposed on the developed view to move, rotate, and rotate. It is disclosed that after scaling and adjusting to a desired state, texture mapping is performed based on the texture coordinate values given to the vertex coordinates as a developed view to generate a two-dimensional projected image. ..

一般に、３Ｄモデルにおけるフェイスの数が多いと、その立体形状を３Ｄプリンタで造形できないことや、操作性が悪化するなど問題が多い。そのため、３Ｄモデルの立体形状をできるだけ変えずに、フェイスの数を削減する必要がある。このフェイス削減機能は「簡略化」と呼ばれる。簡略化の処理として、フェイスのエッジを「縮約」する処理を繰り返す方法がよく利用される。縮約とは、削除するエッジの両端の頂点を近づけて１つの頂点にすることにより、フェイスを削減する処理のことである。 In general, if the number of faces in a 3D model is large, there are many problems such as the inability to form the three-dimensional shape with a 3D printer and the deterioration of operability. Therefore, it is necessary to reduce the number of faces without changing the three-dimensional shape of the 3D model as much as possible. This face reduction function is called "simplification". As a simplification process, a method of repeating the process of "reducing" the edges of the face is often used. The reduction is a process of reducing the number of faces by bringing the vertices at both ends of the edge to be deleted close to each other to form one vertex.

図１５は、この縮約を説明するための模式図である。図１５（ａ）は縮約実行前のフェイス群を示し、図１５（ｂ）は縮約実行後のフェイス群を示している。ここでは、図１５（ａ）に示すエッジＥＧを削除することを考える。この場合、例えばエッジＥＧの両端の頂点Ｐ１，Ｐ２を、図１５（ｂ）のようにその中点Ｐ３に置き換えることにより、フェイスの数を２つ減らしている。 FIG. 15 is a schematic diagram for explaining this reduction. FIG. 15A shows the face group before the reduction execution, and FIG. 15B shows the face group after the reduction execution. Here, it is considered to delete the edge EG shown in FIG. 15 (a). In this case, for example, by replacing the vertices P1 and P2 at both ends of the edge EG with the midpoint P3 as shown in FIG. 15B, the number of faces is reduced by two.

フェイスにテクスチャが貼られている場合、テクスチャの模様をできるだけ変えないように縮約する必要がある。そのためには、３Ｄモデル上で新たに作られるフェイスの頂点（図１５の場合は頂点Ｐ３）の３Ｄ座標値に対応するテクスチャ座標値を適切に決める必要がある。ここで、図１４（ａ）のようにテクスチャが連続なら、新たに作られる頂点Ｐ３の３Ｄ座標値をもとに、テクスチャ座標値を推定できる。例えば、新たに作られる頂点Ｐ３が、縮約前の頂点Ｐ１，Ｐ２の中点であるなら、頂点Ｐ３に対応するテクスチャ座標値も、頂点Ｐ１，Ｐ２に対応するテクスチャ座標値の中点であると推定することが可能である。 If the face has a texture, it should be contracted so as not to change the pattern of the texture as much as possible. For that purpose, it is necessary to appropriately determine the texture coordinate value corresponding to the 3D coordinate value of the vertex (vertex P3 in the case of FIG. 15) of the face newly created on the 3D model. Here, if the texture is continuous as shown in FIG. 14A, the texture coordinate value can be estimated based on the 3D coordinate value of the newly created vertex P3. For example, if the newly created vertex P3 is the midpoint of the vertices P1 and P2 before reduction, the texture coordinate value corresponding to the vertex P3 is also the midpoint of the texture coordinate value corresponding to the vertices P1 and P2. It is possible to estimate.

しかしながら、図１４（ｂ）のようにテクスチャが非連続だと、３Ｄモデル上で新たに作られる頂点Ｐ３に対応するテクスチャ座標値を推定することができない。そのため、縮約によって削除されるフェイスに貼られていたテクスチャを再現することができない。図１６は、そのことを模式的に示す図である。 However, if the texture is discontinuous as shown in FIG. 14 (b), the texture coordinate value corresponding to the newly created vertex P3 on the 3D model cannot be estimated. Therefore, it is not possible to reproduce the texture attached to the face that is deleted by the contraction. FIG. 16 is a diagram schematically showing this.

例えば、図１６（ａ）に示すように、削除されるフェイスＦＣ１，ＦＣ２に貼られるテクスチャに“●”の模様があり、その他のフェイスに貼られるテクスチャに“■”の模様がある場合において、図１６（ｂ）のようにそれらのテクスチャが非連続であるとする。この場合、縮約を行ってフェイスＦＣ１，ＦＣ２を削除すると、“●”の模様がなくなり、このテクスチャ模様を保持できない。このため、貼り付けられるテクスチャが非連続なフェイスは、縮約によって削除することができないという問題があった。全てのフェイスに貼られるテクスチャが非連続だと、縮約を全く行うことができない。上記特許文献１，２には、この縮約に伴う問題の解決手法は示されていない。 For example, as shown in FIG. 16A, when the textures attached to the deleted faces FC1 and FC2 have a pattern of “●” and the textures attached to the other faces have a pattern of “■”. It is assumed that those textures are discontinuous as shown in FIG. 16 (b). In this case, if the faces FC1 and FC2 are deleted by performing reduction, the pattern of "●" disappears and this texture pattern cannot be retained. Therefore, there is a problem that a face whose pasted texture is discontinuous cannot be deleted by contraction. If the textures on all faces are discontinuous, no contraction can be done. The above-mentioned Patent Documents 1 and 2 do not show a method for solving the problem associated with this contraction.

なお、ここで説明した縮約は、フェイスの隣接関係が変わることのある編集処理の一例である。縮約以外のポリゴンメッシュの編集処理においても、フェイスの隣接関係が変わることがある。そのような編集処理に関しても、各フェイスに貼り付けられるテクスチャが非連続な場合には上記と同様の問題が生じる。 The contraction described here is an example of an editing process in which the adjacency relationship of faces may change. Even in the editing process of polygon mesh other than contraction, the adjacency relationship of faces may change. Even in such an editing process, if the textures attached to each face are discontinuous, the same problem as described above occurs.

特許３６２５６２４号公報Japanese Patent No. 3625624 特開平６−１７６１２９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-176129

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、３Ｄモデルに貼られるテクスチャが非連続な場合であっても、ポリゴンメッシュの編集処理によって新たに作られるフェイスの頂点の３Ｄ座標値に対応するテクスチャ座標値を適切に決定することができるようにして、貼り付けられるテクスチャが非連続なフェイスでもポリゴンメッシュの編集処理を行うことができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and even if the texture attached to the 3D model is discontinuous, the top of the face newly created by the editing process of the polygon mesh is formed. It is an object of the present invention to enable the texture coordinate values corresponding to the 3D coordinate values to be appropriately determined so that the polygon mesh can be edited even if the texture to be pasted is a non-continuous face.

上記した課題を解決するために、本発明では、ポリゴンメッシュから成る３Ｄモデルが有する３Ｄの各フェイスを２Ｄの各フェイスに平面化し、当該２Ｄの各フェイスに対して、元の３Ｄ座標値に対応するテクスチャ座標値に基づいて特定されるテクスチャに基づく画像を貼り付けることにより、各テクスチャの位置が再構成された全体テクスチャの２Ｄ画像である再構成全体テクスチャを生成する。そして、こうして生成された再構成全体テクスチャとその識別情報、および、当該再構成全体テクスチャ上における各テクスチャを構成する各頂点のテクスチャ座標値である再構成テクスチャ座標値を、元の全体テクスチャとその識別情報およびテクスチャ座標値に代えて利用するように更新処理を行うようにしている。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, each 3D face of the 3D model composed of the polygon mesh is flattened into each 2D face, and each face of the 2D corresponds to the original 3D coordinate value. By pasting an image based on the texture specified based on the texture coordinate values to be performed, a reconstructed whole texture which is a 2D image of the whole texture in which the position of each texture is reconstructed is generated. Then, the reconstructed whole texture and its identification information generated in this way, and the reconstructed texture coordinate value which is the texture coordinate value of each vertex constituting each texture on the reconstructed whole texture are set to the original whole texture and its identification. The update process is performed so that it is used instead of the identification information and the texture coordinate value.

上記のように構成した本発明によれば、３Ｄモデルに貼られるテクスチャが非連続な場合であっても、３Ｄモデルの連続な各フェイスを平面化することで構成された２Ｄの連続な各フェイスに対し、元の各テクスチャに基づく画像が貼られることによって再構成全体テクスチャが生成されるので、再構成される各テクスチャは連続となる。そして、この連続な各テクスチャから成る再構成全体テクスチャとその識別情報、および、当該連続な各テクスチャを構成する各頂点の再構成テクスチャ座標値がテクスチャマッピングに利用されるようになる。これにより、３Ｄモデルについて縮約などの編集処理によって新たに作られるフェイスの頂点の３Ｄ座標値に対応する再構成テクスチャ座標値を適切に決定することができ、貼り付けられる元のテクスチャが非連続なフェイスでもポリゴンメッシュの編集処理を行うことができるようになる。 According to the present invention configured as described above, even if the texture applied to the 3D model is discontinuous, each continuous face of the 3D model is formed by flattening each continuous face of the 3D model. On the other hand, since the entire reconstructed texture is generated by pasting the image based on each original texture, each reconstructed texture is continuous. Then, the entire reconstructed texture composed of the continuous textures, the identification information thereof, and the reconstructed texture coordinate values of the vertices constituting the continuous textures are used for the texture mapping. This makes it possible to appropriately determine the reconstructed texture coordinate values corresponding to the 3D coordinate values of the vertices of the face newly created by editing processing such as reduction of the 3D model, and the original texture to be pasted is discontinuous. It will be possible to edit the polygon mesh even with a simple face.

本実施形態によるテクスチャマッピング装置の機能構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure example of the texture mapping apparatus by this embodiment. 本実施形態の領域指定部により指定される分割領域の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the division area designated by the area designation part of this embodiment. 本実施形態のフェイス平面化部による平面化の２つの手法による処理内容を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the processing content by two methods of flattening by a face flattening part of this embodiment. 本実施形態によるフェイス平面化部の具体的な処理内容を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the specific processing content of the face flattening part by this embodiment. 本実施形態による２Ｄ画像生成部の具体的な機能構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific functional composition example of the 2D image generation part by this embodiment. 本実施形態による必要画素数算出部の処理内容を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the processing content of the required pixel number calculation part by this embodiment. 本実施形態による正規化部の処理内容を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the processing content of the normalization part by this embodiment. 本実施形態による画像生成部の具体的な機能構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific functional composition example of the image generation part by this embodiment. 本実施形態によるフェイス存否判定部の処理内容を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the processing content of the face presence / absence determination part by this embodiment. 本実施形態による画素色決定部の処理内容を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the processing content of the pixel color determination part by this Embodiment. 本実施形態による更新処理部の処理内容を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the processing content of the update processing part by this Embodiment. 本実施形態によるテクスチャマッピング装置の動作の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the operation of the texture mapping apparatus by this embodiment. ３Ｄモデルのフェイスを縮約した場合に、新たなテクスチャ座標値を推定する内容を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the content of estimating the new texture coordinate value when the face of a 3D model is reduced. 隣接する２つのフェイスと、各フェイスに貼られる各テクスチャとの対応関係を模式的に示した図である。It is a figure which shows the correspondence relationship of two adjacent faces and each texture attached to each face schematically. フェイスの縮約を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the reduction of a face. 従来の問題点を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a conventional problem.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態によるテクスチャマッピング装置の機能構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態のテクスチャマッピング装置１０は、その機能構成として、領域指定部１１、座標情報取得部１２、フェイス平面化部１３、２Ｄ画像生成部１４および更新処理部１５を備えている。本実施形態のテクスチャマッピング装置１０は、例えば、上記各機能を備えたパーソナルコンピュータなどで構成される。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration example of the texture mapping device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the texture mapping device 10 of the present embodiment includes an area designation unit 11, a coordinate information acquisition unit 12, a face flattening unit 13, a 2D image generation unit 14, and an update processing unit 15 as functional configurations thereof. I have. The texture mapping device 10 of the present embodiment is composed of, for example, a personal computer having each of the above functions.

上記各機能ブロック１１〜１５は、ハードウェア、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ソフトウェアの何れによっても構成することが可能である。例えばソフトウェアによって構成する場合、上記各機能ブロック１１〜１５は、実際にはコンピュータのＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成され、ＲＡＭやＲＯＭ、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記録媒体に記憶されたテクスチャマッピング用プログラムが動作することによって実現される。 Each of the above functional blocks 11 to 15 can be configured by any of hardware, DSP (Digital Signal Processor), and software. For example, when configured by software, each of the above functional blocks 11 to 15 is actually configured to include a computer CPU, RAM, ROM, etc., and is a texture stored in a recording medium such as RAM, ROM, hard disk, or semiconductor memory. It is realized by operating the mapping program.

また、本実施形態のテクスチャマッピング装置１０には、記憶媒体としてのＣＧデータ記憶部１００が接続されている。ＣＧデータ記憶部１００は、パーソナルコンピュータであるテクスチャマッピング装置１０と有線ケーブルまたは無線ＬＡＮを介して接続される。あるいは、ＣＧデータ記憶部１００は、テクスチャマッピング装置１０から通信ネットワークを介して接続可能なサーバに備えられ、テクスチャマッピング装置１０からサーバにアクセスしてＣＧデータ記憶部１００と接続する構成としてもよい。 Further, a CG data storage unit 100 as a storage medium is connected to the texture mapping device 10 of the present embodiment. The CG data storage unit 100 is connected to the texture mapping device 10 which is a personal computer via a wired cable or a wireless LAN. Alternatively, the CG data storage unit 100 may be provided in a server that can be connected from the texture mapping device 10 via a communication network, and may be configured to access the server from the texture mapping device 10 and connect to the CG data storage unit 100.

なお、本実施形態のテクスチャマッピング装置１０およびＣＧデータ記憶部１００をサーバが備え、通信ネットワークを介してサーバに接続されたクライアント端末からの要求に応じて、以下に説明するテクスチャマッピング装置１０の処理をサーバが実行し、その実行結果をサーバからクライアント端末に提供するように構成してもよい。 The server includes the texture mapping device 10 and the CG data storage unit 100 of the present embodiment, and the processing of the texture mapping device 10 described below is performed in response to a request from a client terminal connected to the server via a communication network. May be configured so that the server executes and the execution result is provided from the server to the client terminal.

ＣＧデータ記憶部１００は、ポリゴンメッシュから成る３Ｄモデルに関する３Ｄモデルデータ１００Ａと、当該３Ｄモデルが有する複数のフェイスに対し貼り付けるテクスチャ画像に関するテクスチャデータ１００Ｂと、紐付けデータ１００Ｃとを含むＣＧデータを記憶している。 The CG data storage unit 100 stores CG data including 3D model data 100A relating to a 3D model composed of polygon meshes, texture data 100B relating to a texture image to be pasted on a plurality of faces of the 3D model, and association data 100C. I remember.

３Ｄモデルデータ１００Ａは、１つ１つが三角形状をした複数のフェイスを有する一般的なポリゴンメッシュのデータである。３Ｄモデルデータ１００Ａは、フェイスごとに、３次元空間上のｘｙｚ座標（３Ｄ座標）における３頂点の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）と、３つのエッジ（三角形の辺）を介して隣接する３つのフェイスの情報とを有している。なお、隣接するフェイスの情報は、頂点の周りに存在する複数のフェイスの情報を有する構成など、他の構成でもよい。
The 3D model data 100A is data of a general polygon mesh having a plurality of faces, each of which has a triangular shape. In the 3D model data 100A, for each face, the coordinate values (x, y, z) of the three vertices in the xyz coordinates (3D coordinates) in the three-dimensional space and the three adjacent edges (sides of the triangle) are adjacent to each other. It has information on two faces. The information of adjacent faces may be another configuration such as a configuration having information of a plurality of faces existing around the vertices.

テクスチャデータ１００Ｂは、ポリゴンメッシュの各フェイスに貼り付ける複数のテクスチャを有する２次元の画像データである。複数のテクスチャは、１枚のテクスチャ画像の全体を三角形状の複数のピース領域に分割して構成されるものである。複数枚のテクスチャ画像から各テクスチャが構成される場合もある。以下では、テクスチャ画像の全体を「全体テクスチャ」と言い、その中の複数のピース領域を「テクスチャ」と言って両者を区別する。 The texture data 100B is two-dimensional image data having a plurality of textures to be attached to each face of the polygon mesh. The plurality of textures are composed by dividing the entire one texture image into a plurality of triangular piece regions. Each texture may be composed of multiple texture images. In the following, the entire texture image is referred to as "whole texture", and a plurality of piece areas in the texture image are referred to as "texture" to distinguish between the two.

本実施形態のテクスチャマッピング装置１０は、３Ｄモデルデータ１００Ａのポリゴンメッシュから成る３Ｄモデルが有する複数のフェイスに対し、テクスチャデータ１００Ｂが有する複数のテクスチャを貼り付けるテクスチャマッピングを行うものである。このテクスチャマッピングを行うに当たり、３Ｄモデルの各フェイスが全体テクスチャの中のどのピース領域をテクスチャとして使用するかという情報が必要である。そして、その情報を記録したのが紐付けデータ１００Ｃである。紐付けデータ１００Ｃは、フェイスごとに、貼り付けられる全体テクスチャの識別情報と、貼り付けられるテクチャに関する２次元空間上のｕｖ座標（テクスチャ座標）における３頂点のテクスチャ座標値（ｕ，ｖ）とを有している。 The texture mapping device 10 of the present embodiment performs texture mapping in which a plurality of textures of the texture data 100B are attached to a plurality of faces of the 3D model composed of the polygon mesh of the 3D model data 100A. In performing this texture mapping, it is necessary to know which piece area in the entire texture each face of the 3D model uses as the texture. Then, it is the association data 100C that records the information. The association data 100C has the identification information of the entire texture to be pasted and the texture coordinate values (u, v) of the three vertices in the uv coordinates (texture coordinates) in the two-dimensional space regarding the texture to be pasted for each face. Have.

領域指定部１１は、３Ｄモデルの立体形状の中から処理対象とする領域を指定する。領域指定部１１により領域が指定された場合、座標情報取得部１２、フェイス平面化部１３、２Ｄ画像生成部１４および更新処理部１５は、領域指定部１１により指定された領域に対して各処理を実行する。例えば、１つの３Ｄモデルを複数の領域に分割し、当該分割した領域を順に、または同時に指定することにより、領域ごとに各処理を実行する。 The area designation unit 11 designates an area to be processed from the three-dimensional shape of the 3D model. When an area is designated by the area designation unit 11, the coordinate information acquisition unit 12, the face flattening unit 13, the 2D image generation unit 14, and the update processing unit 15 each process the area designated by the area designation unit 11. To execute. For example, one 3D model is divided into a plurality of areas, and the divided areas are specified in order or at the same time, so that each process is executed for each area.

図２は、領域指定部１１により指定される分割領域の一例を示す図である。図２に示すように、３Ｄモデルの個々の分割領域は、いつくかの連結した（エッジを介して繋がった）フェイス群から成る。ここで、領域指定部１１による領域の指定方法は任意である。例えば、ＣＧデータ記憶部１００に記憶されている３Ｄモデルデータ１００Ａに基づいて３次元形状をディスプレイに画面表示させ、マウスやタッチパネル等のユーザ操作によって領域を指定することが可能である。あるいは、３Ｄ形状における複数のエッジを自動的に検出し、当該エッジで囲まれる領域を自動的に指定するようにしてもよい。 FIG. 2 is a diagram showing an example of a divided region designated by the region designation unit 11. As shown in FIG. 2, each divided region of the 3D model consists of several connected (connected via edges) faces. Here, the method of designating the area by the area designating unit 11 is arbitrary. For example, it is possible to display a three-dimensional shape on a screen based on the 3D model data 100A stored in the CG data storage unit 100 and specify an area by a user operation such as a mouse or a touch panel. Alternatively, a plurality of edges in the 3D shape may be automatically detected and a region surrounded by the edges may be automatically specified.

領域指定部１１が自動的に領域指定を行うケースとして、例えば次の３つが挙げられる。第１は、３Ｄ形状の幾何的な特徴を考慮して領域分割する方法である。すなわち、領域指定部１１は、３Ｄの立体形状において、折れている箇所（隣接するフェイスが所定角度以上を成して接する箇所）や、曲率の傾向が変わる箇所などを公知のエッジ検出技術により自動的に検出し、検出したエッジを境界にして領域を分割する。そして、分割した個々の領域を指定する。 For example, the following three cases can be mentioned as a case where the area designation unit 11 automatically designates an area. The first is a method of dividing a region in consideration of the geometrical features of the 3D shape. That is, in the 3D three-dimensional shape, the area designation unit 11 automatically determines a bent portion (a portion where adjacent faces meet at a predetermined angle or more), a portion where the tendency of curvature changes, and the like by a known edge detection technique. The area is divided with the detected edge as the boundary. Then, the divided individual areas are specified.

第２は、フェイス平面化部１３による平面化を考慮して領域分割する方法である。本実施形態では、後述するように、３Ｄの立体形状を２Ｄに平面化する処理を行う。この場合、３Ｄモデルを複数の領域に分割し、分割した領域ごとに、領域内に含まれる３Ｄのフェイス群を２Ｄのフェイス群に平面化することにより、当該平面化の処理を行いやすくすることができる。よって、各領域の境界となるエッジは、必ずしも立体形状で折れている箇所や曲率の傾向が変わる箇所に限らない。例えば、図２に示す円柱側面のように、滑らかに連続する周期曲面上で、隣接するフェイスが所定角度未満で接する部分をエッジとして領域分割してもよい。 The second method is a method of dividing the area in consideration of flattening by the face flattening unit 13. In this embodiment, as will be described later, a process of flattening a 3D three-dimensional shape into 2D is performed. In this case, the 3D model is divided into a plurality of regions, and the 3D face group included in the divided regions is flattened into a 2D face group, thereby facilitating the flattening process. Can be done. Therefore, the edge that becomes the boundary of each region is not necessarily limited to the part that is broken in the three-dimensional shape or the part where the tendency of the curvature changes. For example, on a smoothly continuous periodic curved surface such as the side surface of a cylinder shown in FIG. 2, a region may be divided with a portion where adjacent faces contact at less than a predetermined angle as an edge.

第３は、フェイスに貼り付けるテクスチャ画像の単位を考慮して領域分割する方法である。例えば、１つの３Ｄモデルに対して、領域ごとに異なる全体テクスチャの画像を貼り付ける場合がある。また、３Ｄモデルの全体のうち一部分のフェイスに対してのみテクスチャを貼り付ける場合もある。このような場合、領域指定部１１は、テクスチャ画像の境界で領域を分割する。例えば、領域指定部１１は、各フェイスに紐付けられている全体テクスチャの識別情報をもとに、隣接するフェイス間で識別情報が異なる部分をエッジとして自動的に検出し、検出されたエッジで囲まれる領域を自動的に指定する。この場合、領域指定部１１は、領域を指定するとともに、その領域に貼り付ける全体テクスチャ（の識別情報）を指定する。 The third method is to divide the area in consideration of the unit of the texture image to be attached to the face. For example, an image of a different overall texture may be pasted for each area for one 3D model. In addition, the texture may be pasted only on a part of the faces of the entire 3D model. In such a case, the area designation unit 11 divides the area at the boundary of the texture image. For example, the area designation unit 11 automatically detects a portion where the identification information differs between adjacent faces as an edge based on the identification information of the entire texture associated with each face, and the detected edge is used. The area to be enclosed is automatically specified. In this case, the area designation unit 11 designates the area and also specifies (identification information) of the entire texture to be attached to the area.

なお、３Ｄモデルの全体領域のうち、フェイスの縮約を行いたい領域が限定されている場合は、所望の対象領域をユーザ操作により指定して、当該指定した領域のみを対象として、座標情報取得部１２、フェイス平面化部１３、２Ｄ画像生成部１４および更新処理部１５の処理を実行するようにすることも可能である。 If the area in which the face is to be reduced is limited in the entire area of the 3D model, the desired target area is specified by the user operation, and the coordinate information is acquired only for the specified area. It is also possible to execute the processing of the unit 12, the face flattening unit 13, the 2D image generation unit 14, and the update processing unit 15.

座標情報取得部１２は、領域指定部１１により指定された領域について、３Ｄモデルデータ１００Ａ、テクスチャデータ１００Ｂおよび紐付けデータ１００ＣをＣＧデータ記憶部１００から取得する。ここで取得するデータの中には、３Ｄモデルのフェイスを構成する各頂点の３Ｄ座標値、および、フェイスに貼り付けられるテクチャを構成する各頂点のテクスチャ座標値の各座標情報が含まれている。 The coordinate information acquisition unit 12 acquires 3D model data 100A, texture data 100B, and association data 100C from the CG data storage unit 100 for the area designated by the area designation unit 11. The data acquired here includes the 3D coordinate values of the vertices constituting the face of the 3D model and the texture coordinate values of the vertices constituting the texture attached to the face. ..

フェイス平面化部１３は、座標情報取得部１２により取得された各フェイスの３Ｄ座標値に基づいて、３Ｄの各フェイス（以下、１つ１つを３Ｄフェイスという）を２Ｄの各フェイス（以下、１つ１つを２Ｄフェイスという）に平面化する。フェイス平面化部１３による平面化の手法としては、次の２つが考えられる。図３は、フェイス平面化部１３による平面化の２つの手法による処理内容を説明するための模式図である。ここで、図３（ａ）が第１の手法（投影方法）を示し、図３（ｂ）が第２の手法（展開方法）を示している。 The face flattening unit 13 converts each 3D face (hereinafter, each one is referred to as a 3D face) into a 2D face (hereinafter, each face) based on the 3D coordinate value of each face acquired by the coordinate information acquisition unit 12. Each one is flattened into a 2D face). The following two methods can be considered as the method of flattening by the face flattening unit 13. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the processing contents by the two methods of flattening by the face flattening unit 13. Here, FIG. 3A shows a first method (projection method), and FIG. 3B shows a second method (development method).

第１の手法は、図３（ａ１）に示すように、３Ｄの各フェイスを構成する各頂点を、所定の一平面に対して垂直な方向に、当該一平面に投影することにより、３Ｄフェイスを２Ｄフェイスに平面化する方法である。この第１の手法は、高速に計算できるというメリットを有する反面、図３（ａ２）に示すように、３Ｄフェイスが一平面と平行でなくなるほど、平面化された２Ｄフェイスの形状が元の３Ｄフェイスの形状から大きく変形するというデメリットを有する。図３（ａ３）に示されるように、３Ｄフェイスから大きく変形した２Ｄフェイスでは、そこに貼られるテクスチャ画像の画素数が少なくなり、画質が劣化する。 In the first method, as shown in FIG. 3 (a1), each vertex constituting each face in 3D is projected onto the plane in a direction perpendicular to a predetermined plane, whereby the 3D face is projected. Is a method of flattening a 2D face. While this first method has the advantage of being able to calculate at high speed, as shown in FIG. 3 (a2), the shape of the flattened 2D face is the original 3D so that the 3D face is not parallel to one plane. It has the demerit that it is greatly deformed from the shape of the face. As shown in FIG. 3 (a3), in a 2D face that is greatly deformed from a 3D face, the number of pixels of the texture image attached to the 2D face is reduced, and the image quality is deteriorated.

第２の手法は、図３（ｂ１）に示すように、３Ｄの各フェイスを所定の一平面に展開することにより、３Ｄフェイスを２Ｄフェイスに平面化する方法である。この第２の手法は、第１の手法に比べて計算に多くの時間がかかるが、３Ｄフェイスが一平面と平行でなくても、平面化される２Ｄフェイスの変形は最小限に抑えられるため、そこに貼られるテクスチャ画像の画質の劣化を最小限に抑えることができる。 The second method is a method of flattening a 3D face into a 2D face by expanding each 3D face into a predetermined one plane as shown in FIG. 3 (b1). This second method takes more time to calculate than the first method, but even if the 3D face is not parallel to one plane, the deformation of the flattened 2D face is minimized. , It is possible to minimize the deterioration of the image quality of the texture image pasted there.

なお、円筒面のような可展面の場合は、フェイスの形を変えずに展開することが可能である。これに対し、球面のような非可展面の場合は、フェイスの隣接関係を保ったまま展開すると、フェイスの形が変わることは避けられない。よって、この場合は、計算の高速性を優先して、第１の手法を適用して平面化を行うようにしてよい。第１の手法または第２の手法のどちらを適用してフェイスの平面化を行うかは、適用が可能な面であるか否かとか、処理の高速性と画像の品質とのどちらを重視するかなどを考慮して、適宜決めればよい。 In the case of a developable surface such as a cylindrical surface, it can be developed without changing the shape of the face. On the other hand, in the case of a non-develable surface such as a spherical surface, it is inevitable that the shape of the face will change if it is developed while maintaining the adjacency of the faces. Therefore, in this case, priority may be given to the high speed of calculation, and the first method may be applied to perform flattening. Whether the face is flattened by applying the first method or the second method emphasizes whether or not the surface is applicable, and whether the processing speed or the image quality is important. It may be decided as appropriate in consideration of such factors.

なお、フェイス平面化部１３において、図３（ａ）のように各３Ｄフェイスを一平面上に平行投影する場合、領域指定部１１は、１つの領域内に含まれる各３Ｄフェイスの法線ベクトルの向きが一定範囲内に入るように、領域分割する。一方、フェイス平面化部１３において、図３（ｂ）のように各３Ｄフェイスを一平面上に展開する場合、領域指定部１１は、可展性を考慮して領域分割することが好ましい。 When each 3D face is projected in parallel on one plane as shown in FIG. 3A in the face flattening unit 13, the area designation unit 11 is a normal vector of each 3D face included in one area. The area is divided so that the direction of is within a certain range. On the other hand, in the face flattening unit 13, when each 3D face is developed on one plane as shown in FIG. 3B, it is preferable that the area designating unit 11 is divided into regions in consideration of malleability.

図４は、フェイス平面化部１３の具体的な処理内容を説明するための模式図である。まず、フェイス平面化部１３は、図４（ａ）に示すように、領域指定部１１により指定された３Ｄモデル上の領域に対して、３Ｄ座標上に一平面４１を特定し、その一平面４１上に指定領域内の各３Ｄフェイスを投影または展開する。ここで、一平面４１の法線方向は、例えば、指定領域内に含まれる各３Ｄフェイスの法線方向の平均、または、各３Ｄフェイスの面積を重みとする重み付き平均として算出する。あるいは、ユーザがマウスドラッグ操作により領域を指定した場合は、その領域指定時の視線方向（画面に垂直な方向）を一平面４１の法線方向とするようにしてもよい。なお、一平面４１の位置は任意であるが、例えば３Ｄ座標の原点を通過するように決める。 FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the specific processing contents of the face flattening unit 13. First, as shown in FIG. 4A, the face flattening unit 13 identifies one plane 41 on the 3D coordinates with respect to the area on the 3D model designated by the area designation unit 11, and the one plane thereof. Project or expand each 3D face in the designated area on 41. Here, the normal direction of one plane 41 is calculated as, for example, an average of the normal directions of each 3D face included in the designated area, or a weighted average having the area of each 3D face as a weight. Alternatively, when the user specifies an area by dragging the mouse, the line-of-sight direction (direction perpendicular to the screen) at the time of designating the area may be set to the normal direction of one plane 41. The position of the one plane 41 is arbitrary, but it is determined so as to pass through the origin of the 3D coordinates, for example.

次に、フェイス平面化部１３は、図４（ｂ）に示すように、一平面４１に投影または展開したフェイス群を２Ｄ化するために、一平面４１が２Ｄモデルのｘ’ｙ’座標の平面に乗るように座標変換する。すなわち、フェイス平面化部１３は、一平面４１上に投影または展開したフェイス群の各頂点の３Ｄ座標値（ｘｙｚ座標値）を、２Ｄ座標値（ｘ’ｙ’座標値）に変換する。この座標変換は、公知の技術を適用して行うことが可能である。 Next, as shown in FIG. 4B, the face flattening unit 13 uses the one plane 41 as the x'y'coordinate of the 2D model in order to convert the face group projected or expanded on the one plane 41 into 2D. Coordinates are converted so that they ride on a plane. That is, the face flattening unit 13 converts the 3D coordinate value (xyz coordinate value) of each vertex of the face group projected or expanded on the one plane 41 into a 2D coordinate value (x'y'coordinate value). This coordinate transformation can be performed by applying a known technique.

２Ｄ画像生成部１４は、フェイス平面化部１３により生成された各２Ｄフェイスに対して、元の３Ｄフェイスの３Ｄ座標値に対応して座標情報取得部１２により取得されたテクスチャ座標値に基づいて特定されるテクスチャ（以下、対応テクスチャという）に基づく画像を貼り付けることにより、各テクスチャの位置が再構成された全体テクスチャの２Ｄ画像（以下、再構成全体テクスチャという）を生成する。 The 2D image generation unit 14 is based on the texture coordinate values acquired by the coordinate information acquisition unit 12 corresponding to the 3D coordinate values of the original 3D face for each 2D face generated by the face flattening unit 13. By pasting an image based on the specified texture (hereinafter referred to as the corresponding texture), a 2D image of the entire texture in which the position of each texture is reconstructed (hereinafter referred to as the reconstructed entire texture) is generated.

ここで、対応テクスチャとは、２Ｄフェイスが平面化される前の元の３Ｄフェイスに対して貼り付けるものとして紐付けデータ１００Ｃにより紐付けられていたテクスチャのことである。また、平面化された２Ｄフェイスに対して「対応テクスチャに基づく画像」を貼り付けるというのは、対応テクスチャをそのまま貼り付けるのではなく、対応テクスチャに基づく色情報（ＲＧＢα）を各画素に付与した画像を作って貼り付けるという意味である。 Here, the corresponding texture is a texture associated with the association data 100C as being attached to the original 3D face before the 2D face is flattened. In addition, pasting an "image based on the corresponding texture" on a flattened 2D face does not mean that the corresponding texture is pasted as it is, but color information (RGBα) based on the corresponding texture is given to each pixel. It means creating and pasting an image.

図５は、２Ｄ画像生成部１４の具体的な機能構成例を示すブロック図である。図５に示すように、２Ｄ画像生成部１４は、必要画素数算出部５１、正規化部５２、画素構成部５３および画像生成部５４を備えて構成される。２Ｄ画像生成部１４は、この図５に示す機能構成により、２Ｄ画像の生成を行う。 FIG. 5 is a block diagram showing a specific functional configuration example of the 2D image generation unit 14. As shown in FIG. 5, the 2D image generation unit 14 includes a required number of pixels calculation unit 51, a normalization unit 52, a pixel configuration unit 53, and an image generation unit 54. The 2D image generation unit 14 generates a 2D image according to the functional configuration shown in FIG.

必要画素数算出部５１は、まず、座標情報取得部１２により取得されたテクスチャデータ１００Ｂに基づいて、各３Ｄフェイスに貼られたテクスチャの３Ｄ空間上での画素間隔を求める。例えば、必要画素数算出部５１は、各３Ｄフェイスに貼られた複数のテクスチャ画素間隔の平均値を算出する。次に、必要画素数算出部５１は、当該求めた画素間隔（平均値）と、フェイス平面化部１３により生成された各２Ｄフェイスのサイズとに基づいて、再構成全体テクスチャに必要な画素数を算出する。例えば、必要画素数算出部５１は、図６に示すように、フェイス平面化部１３により生成された各２Ｄフェイスを包含する最小面積の長方形領域６１を設定し、当該長方形領域６１の長辺に対して上記求めた画素間隔で置くことのできる画素数を算出する。 First, the required pixel number calculation unit 51 obtains the pixel spacing of the texture attached to each 3D face in the 3D space based on the texture data 100B acquired by the coordinate information acquisition unit 12. For example, the required number of pixels calculation unit 51 calculates the average value of the intervals between a plurality of texture pixels attached to each 3D face. Next, the required number of pixels calculation unit 51 is the number of pixels required for the entire reconstructed texture based on the obtained pixel spacing (average value) and the size of each 2D face generated by the face flattening unit 13. Is calculated. For example, as shown in FIG. 6, the required pixel number calculation unit 51 sets a rectangular region 61 having a minimum area including each 2D face generated by the face flattening unit 13, and sets a rectangular region 61 on the long side of the rectangular region 61. On the other hand, the number of pixels that can be placed at the pixel spacing obtained above is calculated.

なお、ユーザの操作に応じて、画素間隔を調整したり、必要画素数を直接入力したりするようにしてもよい。 The pixel spacing may be adjusted or the required number of pixels may be directly input according to the user's operation.

正規化部５２は、フェイス平面化部１３により生成された各２Ｄフェイスが全体テクスチャのサイズと合うように（指定領域と同じサイズの範囲内にちょうど収まるように）、各２Ｄフェイスのサイズを正規化する。図７は、この正規化部５２の処理内容を説明するための模式図である。図７に示すように、正規化部５２は、図６のように設定した長方形領域６１の各辺の長さが“１”となるように（正方形領域７１となるように）、長方形領域６１と、その中に含まれる各２Ｄフェイスとをｘ’方向およびｙ’方向に独立に拡大または縮小する。さらに、正規化部５２は、その正方形領域７１の４頂点のうち、ｘ’座標値およびｙ’座標値がともに最小の頂点が原点と一致するように、拡大／縮小後の２Ｄフェイス群を平行移動する。 The normalization unit 52 normalizes the size of each 2D face so that each 2D face generated by the face flattening unit 13 matches the size of the entire texture (so that it fits within the same size range as the specified area). To become. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the processing content of the normalization unit 52. As shown in FIG. 7, the normalization unit 52 sets the rectangular region 61 so that the length of each side of the rectangular region 61 set as shown in FIG. 6 is “1” (so that it becomes the square region 71). And each 2D face contained therein is independently enlarged or reduced in the x'direction and the y'direction. Further, the normalization unit 52 translates the enlarged / reduced 2D face group so that the vertex having the smallest x'coordinate value and y'coordinate value of the four vertices of the square region 71 coincides with the origin. Moving.

画素構成部５３は、正規化部５２により正規化された各２Ｄフェイスで特定される範囲（正方形領域７１で示される範囲）を、必要画素数算出部５１により算出された画素数で分割して格子状に区切り、各格子を再構成全体テクスチャの各画素に割り当てる。すなわち、１つの格子のセルが、再構成全体テクスチャの画素に相当する。 The pixel configuration unit 53 divides the range specified by each 2D face normalized by the normalization unit 52 (the range indicated by the square area 71) by the number of pixels calculated by the required pixel number calculation unit 51. Divide into grids and assign each grid to each pixel of the reconstructed whole texture. That is, one grid cell corresponds to a pixel of the entire reconstructed texture.

画像生成部５４は、正規化部５２により正規化された各２Ｄフェイスに対し、上述した「対応テクスチャに基づく画像」を貼り付ける。ここで、画像生成部５４は、正規化部５２により正規化された各２Ｄフェイスに対して、画素構成部５３により構成された各画素ごとに、対応テクスチャに基づく色情報（ＲＧＢα）を与える。 The image generation unit 54 attaches the above-mentioned "image based on the corresponding texture" to each 2D face normalized by the normalization unit 52. Here, the image generation unit 54 gives color information (RGBα) based on the corresponding texture to each 2D face normalized by the normalization unit 52 for each pixel configured by the pixel configuration unit 53.

図８は、画像生成部５４の具体的な機能構成例を示すブロック図である。図８に示すように、画像生成部５４は、フェイス存否判定部５４Ａおよび画素色決定部５４Ｂを備えて構成される。フェイス存否判定部５４Ａは、画素構成部５３により構成された画素の少なくとも一部分に、正規化部５２により正規化された２Ｄフェイスが存在するか否かを判定する。 FIG. 8 is a block diagram showing a specific functional configuration example of the image generation unit 54. As shown in FIG. 8, the image generation unit 54 includes a face presence / absence determination unit 54A and a pixel color determination unit 54B. The face presence / absence determination unit 54A determines whether or not a 2D face normalized by the normalization unit 52 exists in at least a part of the pixels configured by the pixel configuration unit 53.

図９は、フェイス存否判定部５４Ａの処理内容を説明するための模式図である。図９には、複数の２Ｄフェイスを含む正方形領域７１を、必要画素数算出部５１により算出された画素数で区切った複数の格子、つまり再構成全体テクスチャの各画素が示されている。図９から明らかな通り、各画素の中には、２Ｄフェイスが全く含まれないもの（１つの画素の全域が無色で示されているもの）と、２Ｄフェイスの少なくとも一部が含まれるもの（１つの画素の中の少なくとも一部の領域が有色で示されているもの）とが存在する。フェイス存否判定部５４Ａは、正方形領域７１内に含まれる各画素が、２Ｄフェイスの少なくとも一部を含むものか否かを判定する。 FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the processing content of the face presence / absence determination unit 54A. FIG. 9 shows a plurality of grids in which a square region 71 including a plurality of 2D faces is divided by the number of pixels calculated by the required number of pixels calculation unit 51, that is, each pixel of the reconstructed entire texture. As is clear from FIG. 9, each pixel does not contain a 2D face at all (the entire area of one pixel is shown as colorless) and one that contains at least a part of the 2D face (the one in which the entire area of one pixel is shown colorless). At least a part of the area in one pixel is shown in color). The face presence / absence determination unit 54A determines whether or not each pixel included in the square region 71 includes at least a part of the 2D face.

画素色決定部５４Ｂは、フェイス存否判定部５４Ａにより２Ｄフェイスが存在しないと判定された画素については、特定の色（例えば、黒色）で画素の色を決定する。一方、フェイス存否判定部５４Ｂにより２Ｄフェイスの少なくとも一部が存在すると判定された画素については、２Ｄフェイスに対応する対応テクスチャの色をもとに画素の色を決定する。例えば、画素内に１個以上のサンプリング点を設定し、サンプリング点に存在する２Ｄフェイスに対応する対応テクスチャの色をもとに画素の色を決定する。ここで、１つの画素内に複数の２Ｄフェイスの一部が存在する場合でも、サンプリング点に対応する当該複数の２Ｄフェイスの何れかに対応する対応テクスチャの色をもとに画素の色を決定する。 The pixel color determination unit 54B determines the color of the pixel with a specific color (for example, black) for the pixel determined by the face presence / absence determination unit 54A that the 2D face does not exist. On the other hand, for the pixel determined by the face presence / absence determination unit 54B that at least a part of the 2D face is present, the color of the pixel is determined based on the color of the corresponding texture corresponding to the 2D face. For example, one or more sampling points are set in the pixel, and the color of the pixel is determined based on the color of the corresponding texture corresponding to the 2D face existing at the sampling point. Here, even if a part of a plurality of 2D faces exists in one pixel, the pixel color is determined based on the color of the corresponding texture corresponding to any of the plurality of 2D faces corresponding to the sampling points. do.

以下、サンプリング点数が１つの場合について説明するが、複数のサンプリング点で色を決める場合は、各サンプリング点での色をもとに平均を取るなどして画素の色を決めればよい。サンプリング点を１つとする場合、例えば画素の中心点をサンプリング点とする。この場合、画素色決定部５４Ｂは、フェイス存否判定部５４Ａにより２Ｄフェイスの少なくとも一部が存在すると判定された画素について、例えば以下のようにして画素の色を決定する。すなわち、画素色決定部５４Ｂは、画素の中心点に２Ｄフェイスが存在する場合は、当該中心点に存在する２Ｄフェイスに対応する対応テクスチャの色を画素の色として決定する。これは、１つの画素内に１つの２Ｄフェイスの一部が存在する場合も、１つの画素内に複数の２Ｄフェイスの一部が存在する場合も同様である。一方、画素の中心点に２Ｄフェイスが存在しない場合は、当該画素内で中心点以外に存在する２Ｄフェイス（例えば、中心点から最も近い２Ｄフェイス）に対応する対応テクスチャの色を画素の色として決定する。なお、ここで説明した画素の色の決め方は一例に過ぎず、これ以外の方法で画素の色を決定するようにしてもよい。 Hereinafter, the case where the number of sampling points is one will be described, but when the color is determined by a plurality of sampling points, the pixel color may be determined by taking an average based on the color at each sampling point. When one sampling point is used, for example, the center point of the pixel is set as the sampling point. In this case, the pixel color determination unit 54B determines the color of the pixel for the pixel determined by the face presence / absence determination unit 54A that at least a part of the 2D face is present, for example, as follows. That is, when the 2D face exists at the center point of the pixel, the pixel color determining unit 54B determines the color of the corresponding texture corresponding to the 2D face existing at the center point as the pixel color. This is the same when a part of one 2D face is present in one pixel and when a part of a plurality of 2D faces is present in one pixel. On the other hand, when the 2D face does not exist at the center point of the pixel, the color of the corresponding texture corresponding to the 2D face (for example, the 2D face closest to the center point) existing in the pixel other than the center point is used as the pixel color. decide. The method of determining the pixel color described here is only an example, and the pixel color may be determined by a method other than this.

図１０は、画素色決定部５４Ｂの処理内容を説明するための模式図である。図１０は、図９に符号９１で示す部分を拡大して示したものである。すなわち、図１０には、画素構成部５３により構成された２つの隣接する画素１０１，１０２と、正規化部５２により正規化された１つの２Ｄフェイス１０３とが示されている。１０１Ｃは左側の画素１０１の中心点、１０２Ｃは右側の画素１０２の中心点である。 FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the processing content of the pixel color determining unit 54B. FIG. 10 is an enlarged view of the portion indicated by reference numeral 91 in FIG. That is, FIG. 10 shows two adjacent pixels 101 and 102 configured by the pixel component 53 and one 2D face 103 normalized by the normalization section 52. 101C is the center point of the pixel 101 on the left side, and 102C is the center point of the pixel 102 on the right side.

左側の画素１０１は、その中心点１０１Ｃに２Ｄフェイス１０３が存在する。よって、画素色決定部５４Ｂは、左側および画素１０１について、２Ｄフェイス１０３に対応する対応テクスチャ（２Ｄフェイス１０３が平面化される前の３Ｄフェイスに貼り付けられるテクスチャ）の色を画素の色として決定する。 The pixel 101 on the left side has a 2D face 103 at its center point 101C. Therefore, the pixel color determination unit 54B determines the color of the corresponding texture corresponding to the 2D face 103 (the texture attached to the 3D face before the 2D face 103 is flattened) as the pixel color for the left side and the pixel 101. do.

一方、右側の画素１０２は、その中心点１０２Ｃに２Ｄフェイス１０３が存在しない（中心点１０２Ｃにはこれ以外の２Ｄフェイスも存在しない）。よって、画素色決定部５４Ｂは、右側および画素１０２について、当該画素１０２内で中心点１０２Ｃ以外に存在する２Ｄフェイス（図１０の場合は、２Ｄフェイス１０３）に対応する対応テクスチャの色を画素１０２の色として決定する。例えば、画素１０２の中心点１０２Ｃから、２Ｄフェイス群に最近点１０２Ｎを求め、当該最近点１０２Ｎを含む２Ｄフェイスに対応する対応テクスチャの色を画素１０２の色として決定する。 On the other hand, the pixel 102 on the right side does not have a 2D face 103 at the center point 102C (there is no other 2D face at the center point 102C). Therefore, the pixel color determining unit 54B sets the color of the corresponding texture corresponding to the 2D face (2D face 103 in the case of FIG. 10) existing in the pixel 102 other than the center point 102C in the pixel 102 on the right side and the pixel 102. Determined as the color of. For example, the latest point 102N is obtained from the center point 102C of the pixel 102 in the 2D face group, and the color of the corresponding texture corresponding to the 2D face including the recent point 102N is determined as the color of the pixel 102.

図１に戻り、更新処理部１５は、以上のようにして生成された再構成全体テクスチャとその識別情報、および、再構成全体テクスチャ上における各２Ｄテクスチャを構成する各頂点のテクスチャ座標値（以下、再構成テクスチャ座標値という）を、ＣＧデータ記憶部１００にテクスチャデータ１００Ｂとして記憶されている全体テクスチャと、紐付けデータ１００Ｃとして記憶されている全体テクスチャの識別情報およびテクスチャ座標値とに代えて利用するように更新処理を行う。 Returning to FIG. 1, the update processing unit 15 reconstructs the entire texture generated as described above, its identification information, and the texture coordinate values of the vertices constituting each 2D texture on the entire reconstructed texture (hereinafter,). , Reconstructed texture coordinate value) is replaced with the identification information and texture coordinate value of the entire texture stored as the texture data 100B in the CG data storage unit 100 and the entire texture stored as the association data 100C. Perform update processing to use.

具体的には、更新処理部１５は、画像生成部５４により生成された再構成全体テクスチャを、ＣＧデータ記憶部１００にテクスチャデータ１００Ｂとして記憶されている全体テクスチャに代えて利用するようにするとともに、当該再構成全体テクスチャの識別情報を設定して、紐付けデータ１００Ｃとして記憶されている全体テクスチャの識別情報に代えて利用するように更新処理を行う。また、更新処理部１５は、正規化部５２により正規化された２Ｄフェイスの各頂点の２Ｄ座標値（ｘ’，ｙ’）を、各頂点の３Ｄモデル座標値と同じ値に置き換えて再構成テクスチャ座標値として設定し、当該設定した再構成テクスチャ座標値を、ＣＧデータ記憶部１００に紐付けデータ１００Ｃとして記憶されているテクスチャ座標値に代えて利用するように更新処理を行う。 Specifically, the update processing unit 15 uses the reconstructed entire texture generated by the image generation unit 54 in place of the overall texture stored as the texture data 100B in the CG data storage unit 100. , The identification information of the entire reconstructed texture is set, and the update process is performed so as to be used in place of the identification information of the entire texture stored as the association data 100C. Further, the update processing unit 15 reconstructs the 2D coordinate values (x', y') of each vertex of the 2D face normalized by the normalization unit 52 by replacing them with the same values as the 3D model coordinate values of each vertex. It is set as a texture coordinate value, and an update process is performed so that the set reconstructed texture coordinate value is used in place of the texture coordinate value stored as the associated data 100C in the CG data storage unit 100.

ここで、領域指定部１１により複数の領域を指定して、領域ごとに２Ｄ画像（再構成全体テクスチャ）を生成した場合、更新処理部１５は、図１１に示すように、領域ごとに生成された再構成全体テクスチャ１１１〜１１４を１つの統合テクスチャ１１５に統合するようにし、統合テクスチャ１１５とその識別情報、および、統合テクスチャ１１５上における各テクスチャを構成する各頂点のテクスチャ座標値（以下、統合テクスチャ座標値という）を、ＣＧデータ記憶部１００に記憶されている全体テクスチャとその識別情報およびテクスチャ座標値に代えて利用するように更新処理を行うことにより、画像データ数を削減するようにしてもよい。このとき、各テクスチャのｕ方向、ｖ方向の画素数をもとに、隙間ができるだけ開かないように、テクスチャを詰めて統合テクスチャ１１５を生成するのが好ましい。 Here, when a plurality of areas are designated by the area designation unit 11 and a 2D image (reconstruction entire texture) is generated for each area, the update processing unit 15 is generated for each area as shown in FIG. The entire reconstructed textures 111 to 114 are integrated into one integrated texture 115, the integrated texture 115 and its identification information, and the texture coordinate values of each vertex constituting each texture on the integrated texture 115 (hereinafter, integrated). The number of image data is reduced by performing an update process so that the entire texture stored in the CG data storage unit 100 (referred to as the texture coordinate value) is used in place of the identification information and the texture coordinate value. May be good. At this time, it is preferable to generate the integrated texture 115 by packing the textures based on the number of pixels in the u direction and the v direction of each texture so that the gap is not opened as much as possible.

更新処理部１５が行うＣＧデータ記憶部１００の更新処理は、例えば、ＣＧデータ記憶部１００に元々記憶されている全体テクスチャとその識別情報およびテクスチャ座標値の上に、再構成全体テクスチャ（または統合テクスチャ）とその識別情報および再構成テクスチャ座標値（または統合テクスチャ座標値）を上書きすることによって行う。あるいは、ＣＧデータ記憶部１００に元々記憶されている全体テクスチャとその識別情報およびテクスチャ座標値の他に、再構成全体テクスチャ（または統合テクスチャ）とその識別情報および再構成テクスチャ座標値（または統合テクスチャ座標値）を追加して記憶し、元のデータを非アクティブ状態とし、追加したデータをアクティブ状態とするようにしてもよい。 The update process of the CG data storage unit 100 performed by the update processing unit 15 is, for example, a reconstructed entire texture (or integration) on the entire texture originally stored in the CG data storage unit 100, its identification information, and the texture coordinate value. This is done by overwriting the texture) and its identification information and the reconstructed texture coordinate values (or integrated texture coordinate values). Alternatively, in addition to the entire texture originally stored in the CG data storage unit 100 and its identification information and texture coordinate values, the reconstructed overall texture (or integrated texture) and its identification information and reconstructed texture coordinate values (or integrated texture) are used. Coordinate values) may be added and stored, the original data may be inactive, and the added data may be active.

図１２は、以上説明した本実施形態によるテクスチャマッピング装置１０の動作の概略を示す図である。図１２（ａ）は、ＣＧデータ記憶部１００に記憶されているポリゴンメッシュから成る３Ｄモデルに関する３Ｄモデルデータ１００Ａを模式的に示したものである。図１２（ｂ）は、当該３Ｄモデルが有する複数のフェイスに対して貼り付ける各テクスチャに関するテクスチャデータ１００Ｂを示している。図１２（ｂ）に示す通り、図１２（ａ）の３Ｄモデルの各フェイスに貼り付ける複数のテクスチャは非連続（非連続テクスチャ）となっている。 FIG. 12 is a diagram showing an outline of the operation of the texture mapping device 10 according to the present embodiment described above. FIG. 12A schematically shows 3D model data 100A relating to a 3D model composed of polygon meshes stored in the CG data storage unit 100. FIG. 12B shows the texture data 100B for each texture to be attached to the plurality of faces of the 3D model. As shown in FIG. 12 (b), the plurality of textures attached to each face of the 3D model of FIG. 12 (a) are discontinuous (discontinuous textures).

フェイス平面化部１３は、図１２（ａ）に示す複数の３Ｄフェイスを複数の２Ｄフェイスに平面化する。図１２（ｃ）は、平面化された複数の２Ｄフェイスを示している。２Ｄ画像生成部１４は、フェイス平面化部１３により生成された図１２（ｃ）の各２Ｄフェイスを正規化し、正規化後の２Ｄフェイスに対して、２Ｄフェイスに対応する対応テクスチャ（図１２（ｂ）に示す各テクスチャ）に基づく画像を貼り付けることにより、各テクスチャの位置が再構成された全体テクスチャの２Ｄ画像（再構成全体テクスチャという）を生成する。 The face flattening unit 13 flattens the plurality of 3D faces shown in FIG. 12A into a plurality of 2D faces. FIG. 12 (c) shows a plurality of flattened 2D faces. The 2D image generation unit 14 normalizes each 2D face of FIG. 12 (c) generated by the face flattening unit 13, and has a corresponding texture corresponding to the 2D face with respect to the normalized 2D face (FIG. 12 (FIG. 12). By pasting an image based on each texture) shown in b), a 2D image (referred to as a reconstructed whole texture) of the whole texture in which the position of each texture is reconstructed is generated.

図１２（ｄ）は、２Ｄ画像生成部１４により生成された再構成全体テクスチャを示している。図１２（ｄ）に示す通り、再構成全体テクスチャに含まれる複数のテクスチャは連続（連続テクスチャ）となっている。更新処理部１５は、以上のようにして生成された図１２（ｄ）に示す再構成全体テクスチャとその識別情報、および、各２Ｄテクスチャを構成する各頂点の再構成テクスチャ座標値を、ＣＧデータ記憶部１００に記憶されている全体テクスチャとその識別情報およびテクスチャ座標値に代えて利用するように更新処理を行う。これにより、図１２（ｅ）に示すように、３Ｄモデルと再構成全体テクスチャとが紐付けられた状態となる。 FIG. 12D shows the entire reconstruction texture generated by the 2D image generator 14. As shown in FIG. 12D, the plurality of textures included in the entire reconstructed texture are continuous (continuous texture). The update processing unit 15 obtains CG data of the entire reconstructed texture and its identification information generated as described above in FIG. 12 (d), and the reconstructed texture coordinate values of each vertex constituting each 2D texture. The update process is performed so as to be used instead of the entire texture stored in the storage unit 100, its identification information, and the texture coordinate value. As a result, as shown in FIG. 12 (e), the 3D model and the entire reconstructed texture are associated with each other.

このように、再構成全体テクスチャに含まれる複数のテクスチャが連続となっているため、３Ｄモデルのフェイスを縮約する場合も、縮約によって新たに作られる頂点の３Ｄ座標値をもとに、それに対応する新たなテクスチャ座標値を推定することができる。図１３は、３Ｄモデルのフェイスを縮約した場合に、新たなテクスチャ座標値を推定する内容を模式的に示す図である。 In this way, since multiple textures included in the entire reconstructed texture are continuous, even when the face of the 3D model is reduced, the 3D coordinate values of the vertices newly created by the reduction are used as the basis for the reduction. A new texture coordinate value corresponding to it can be estimated. FIG. 13 is a diagram schematically showing the contents of estimating a new texture coordinate value when the face of the 3D model is reduced.

図１３（ａ）は、縮約する前における３Ｄモデルの各フェイスとそれに貼り付ける各テクスチャ（再構成全体テクスチャの連続テクスチャ）とを示している。図１３（ａ１）に示す３Ｄモデルは、図１５（ａ）に示した３Ｄモデルと同じである。この３Ｄモデルに対し、エッジＥＧの両端の頂点Ｐ１，Ｐ２を、その中点Ｐ３に置き換えることにより、エッジＥＧを削減してフェイスの縮約を行ったとする。その結果を示したのが図１３（ｂ１）である。ここに示す３Ｄモデルは、図１５（ｂ）に示した３Ｄモデルと同じである。 FIG. 13A shows each face of the 3D model before reduction and each texture attached to the face (continuous texture of the entire reconstructed texture). The 3D model shown in FIG. 13 (a1) is the same as the 3D model shown in FIG. 15 (a). It is assumed that the edge EG is reduced and the face is reduced by replacing the vertices P1 and P2 at both ends of the edge EG with the midpoint P3 of the 3D model. The result is shown in FIG. 13 (b1). The 3D model shown here is the same as the 3D model shown in FIG. 15 (b).

図１３（ａ１）に示すフェイス群に対して図１３（ａ２）に示す各テクスチャが貼られている場合、テクスチャの模様をできるだけ変えないように縮約する必要がある。そのためには、３Ｄモデル上で新たに作られるフェイスの頂点Ｐ３の３Ｄ座標値に対応するテクスチャ座標値Ｐ３’を適切に決める必要がある。本実施形態では、図１３（ａ２）のようにテクスチャが連続であるため、新たに作られる頂点Ｐ３の３Ｄ座標値をもとに、それに対応するテクスチャ座標値Ｐ３’（図１３（ｂ２）参照）を推定することが可能である。例えば、新たに作られる頂点Ｐ３が、縮約前の頂点Ｐ１，Ｐ２の中点であるなら、頂点Ｐ３に対応するテクスチャ座標値Ｐ３’も、頂点Ｐ１，Ｐ２に対応するテクスチャ座標値の中点であると推定することが可能である。 When each texture shown in FIG. 13 (a2) is attached to the face group shown in FIG. 13 (a1), it is necessary to reduce the texture pattern so as not to change it as much as possible. For that purpose, it is necessary to appropriately determine the texture coordinate value P3'corresponding to the 3D coordinate value of the vertex P3 of the face newly created on the 3D model. In this embodiment, since the texture is continuous as shown in FIG. 13 (a2), the corresponding texture coordinate value P3'(see FIG. 13 (b2)) is based on the 3D coordinate value of the newly created vertex P3. ) Can be estimated. For example, if the newly created vertex P3 is the midpoint of the vertices P1 and P2 before reduction, the texture coordinate value P3'corresponding to the vertex P3 is also the midpoint of the texture coordinate values corresponding to the vertices P1 and P2. It is possible to presume that.

以上詳しく説明したように、本実施形態では、ポリゴンメッシュから成る３Ｄモデルが有する各３Ｄフェイスを各２Ｄフェイスに平面化し、当該各２Ｄフェイスに対して、元の３Ｄフェイスに貼り付けられる対応テクスチャに基づく画像を貼り付けることにより、再構成全体テクスチャを生成する。そして、こうして生成された再構成全体テクスチャとその識別情報、および、当該再構成全体テクスチャ上における各テクスチャを構成する各頂点の再構成テクスチャ座標値を、元の全体テクスチャとその識別情報およびテクスチャ座標値に代えて利用するように更新処理を行うようにしている。 As described in detail above, in the present embodiment, each 3D face of the 3D model composed of the polygon mesh is flattened into each 2D face, and the corresponding texture to be attached to the original 3D face for each 2D face. Generate the entire reconstruction texture by pasting the based image. Then, the reconstructed whole texture and its identification information thus generated, and the reconstructed texture coordinate values of each vertex constituting each texture on the reconstructed whole texture are set to the original whole texture and its identification information and texture coordinates. The update process is performed so that it is used instead of the value.

このように構成した本発明によれば、３Ｄモデルに貼られるテクスチャが非連続な場合であっても、再構成されるテクスチャは連続となり、この連続な各テクスチャから成る再構成全体テクスチャとその識別情報、および、当該連続な各テクスチャを構成する各頂点の再構成テクスチャ座標値がテクスチャマッピングに利用されるようになる。これにより、３Ｄモデルについて縮約によって新たに作られるフェイスの頂点の３Ｄ座標値に対応する再構成テクスチャ座標値を適切に決定することができ、貼り付けられる元のテクスチャが非連続なフェイスでも縮約を行うことができるようになる。上記実施形態では、ポリゴンメッシュの編集処理の一例として縮約を説明したが、これ以外のポリゴンメッシュの編集処理についても同様である。すなわち、貼り付けられる元のテクスチャが非連続なフェイスでも、フェイスの隣接関係が変わるような編集処理を行うことが可能である。 According to the present invention configured in this way, even if the texture applied to the 3D model is discontinuous, the reconstructed texture is continuous, and the entire reconstructed texture consisting of each of the continuous textures and its identification. The information and the reconstructed texture coordinate values of each vertex constituting each continuous texture will be used for texture mapping. This makes it possible to appropriately determine the reconstructed texture coordinate values corresponding to the 3D coordinate values of the vertices of the face newly created by reduction for the 3D model, and the original texture to be pasted is reduced even if the face is discontinuous. You will be able to make about. In the above embodiment, the reduction has been described as an example of the polygon mesh editing process, but the same applies to the other polygon mesh editing processes. That is, even if the original texture to be pasted is a discontinuous face, it is possible to perform an editing process that changes the adjacency relationship of the faces.

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 It should be noted that the above embodiments are merely examples of the embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from its gist or its main features.

例えば、上記実施形態では、正規化部５２の処理として、図６のように設定した長方形領域６１の各辺の長さが“１”となるように、長方形領域６１と、その中に含まれる各２Ｄフェイスとをｕ方向およびｖ方向に独立に拡大または縮小する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ｕ方向およびｖ方向に等倍率に拡大または縮小する構成としてもよい。 For example, in the above embodiment, as the processing of the normalization unit 52, the rectangular region 61 is included in the rectangular region 61 so that the length of each side of the rectangular region 61 set as shown in FIG. 6 is “1”. An example of expanding or contracting each 2D face independently in the u direction and the v direction has been shown, but the present invention is not limited thereto. For example, it may be configured to be enlarged or reduced to the same magnification in the u direction and the v direction.

１０テクスチャマッピング装置
１１領域指定部
１２座標情報取得部
１３フェイス平面化部
１４２Ｄ画像生成部
１５更新処理部
５１必要画素数算出部
５２正規化部
５３画素構成部
５４画像生成部
５４Ａフェイス存否判定部
５４Ｂ画素色決定部
１００ＣＧデータ記憶部
１００Ａ３Ｄモデルデータ
１００Ｂテクスチャデータ
１００Ｃ紐付けデータ 10 Texture mapping device 11 Area designation unit 12 Coordinate information acquisition unit 13 Face flattening unit 14 2D image generation unit 15 Update processing unit 51 Required pixel number calculation unit 52 Normalization unit 53 Pixel configuration unit 54 Image generation unit 54A Face presence / absence determination unit 54B Pixel color determination unit 100 CG data storage unit 100A 3D model data 100B Texture data 100C Linked data

Claims

ポリゴンメッシュから成る３Ｄモデルが有する複数のフェイスに対し、全体テクスチャの中のピース領域である複数のテクスチャを貼り付けるテクスチャマッピング装置であって、
上記フェイスを構成する各頂点の３Ｄ座標値、および、上記フェイスに貼り付けられるテクチャを構成する各頂点のテクスチャ座標値の各座標情報と、上記全体テクスチャの識別情報とを含むＣＧデータを記憶したＣＧデータ記憶部から、上記各座標情報を取得する座標情報取得部と、
上記座標情報取得部により取得された各フェイスの３Ｄ座標値に基づいて、３Ｄの各フェイスを２Ｄの各フェイスに平面化するフェイス平面化部と、
上記フェイス平面化部により生成された上記２Ｄの各フェイスに対して、元の３Ｄ座標値に対応して上記座標情報取得部により取得されたテクスチャ座標値に基づいて特定されるテクスチャである対応テクスチャに基づく画像を貼り付けることにより、各テクスチャの位置が再構成された全体テクスチャの２Ｄ画像である再構成全体テクスチャを生成する２Ｄ画像生成部と、
上記再構成全体テクスチャとその識別情報、および、上記再構成全体テクスチャ上における各テクスチャを構成する各頂点のテクスチャ座標値である再構成テクスチャ座標値を、上記ＣＧデータ記憶部に記憶されている上記全体テクスチャとその識別情報および上記テクスチャ座標値に代えて利用するように更新処理を行う更新処理部とを備えたことを特徴とするテクスチャマッピング装置。 It is a texture mapping device that pastes multiple textures, which are piece areas in the entire texture, to multiple faces of a 3D model consisting of polygon meshes.
CG data including the 3D coordinate values of the vertices constituting the face, the texture coordinate values of the vertices constituting the texture attached to the face, and the identification information of the entire texture is stored. A coordinate information acquisition unit that acquires each of the above coordinate information from the CG data storage unit, and
A face flattening unit that flattens each 3D face into each 2D face based on the 3D coordinate value of each face acquired by the coordinate information acquisition unit.
Corresponding texture that is a texture specified based on the texture coordinate values acquired by the coordinate information acquisition unit corresponding to the original 3D coordinate values for each of the 2D faces generated by the face flattening unit. A 2D image generator that generates a reconstructed whole texture, which is a 2D image of the whole texture in which the position of each texture is reconstructed by pasting an image based on.
The reconstructed texture coordinate value, which is the texture coordinate value of each vertex constituting each texture on the reconstructed whole texture, is stored in the CG data storage unit. A texture mapping device including an entire texture, its identification information, and an update processing unit that performs update processing so as to be used in place of the above texture coordinate values.

上記フェイス平面化部は、上記３Ｄの各フェイスを構成する各頂点を、所定の一平面に対して垂直な方向に、上記一平面に投影することにより、上記３Ｄの各フェイスを上記２Ｄの各フェイスに平面化することを特徴とする請求項１に記載のテクスチャマッピング装置。 The face flattening unit projects each of the vertices constituting each of the 3D faces onto the one plane in a direction perpendicular to a predetermined one plane, thereby causing each of the 3D faces to be projected onto each of the 2D faces. The texture mapping device according to claim 1, wherein the face is flattened.

上記フェイス平面化部は、上記３Ｄの各フェイスを所定の一平面に展開することにより、上記３Ｄの各フェイスを上記２Ｄの各フェイスに平面化することを特徴とする請求項１に記載のテクスチャマッピング装置。 The texture according to claim 1, wherein the face flattening unit flattens each face of the 3D into each face of the 2D by expanding each face of the 3D into a predetermined one plane. Mapping device.

上記２Ｄ画像生成部は、
上記フェイス平面化部により生成された上記２Ｄの各フェイスが上記全体テクスチャのサイズと合うように、上記２Ｄの各フェイスのサイズを正規化する正規化部と、
上記正規化部により正規化された２Ｄの各フェイスに対して上記テクスチャに基づく画像を貼り付ける画像生成部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のテクスチャマッピング装置。 The 2D image generator is
A normalization section that normalizes the size of each face in 2D so that each face in 2D generated by the face flattening section matches the size of the entire texture.
The texture mapping device according to claim 1, further comprising an image generation unit for pasting an image based on the texture on each 2D face normalized by the normalization unit.

上記２Ｄ画像生成部は、
上記３Ｄの各フェイスに貼られたテクスチャの３Ｄ空間上での画素間隔を求め、当該求めた画素間隔と、上記フェイス平面化部により生成された上記２Ｄの各フェイスのサイズとに基づいて、上記再構成全体テクスチャに必要な画素数を算出する必要画素数算出部と、
上記正規化部により正規化された上記２Ｄの各フェイスで特定される範囲を、上記必要画素数算出部により算出された画素数で分割して格子状に区切り、各格子を上記再構成全体テクスチャの各画素に割り当てる画素構成部とを更に備え、
上記画像生成部は、上記正規化部により正規化された上記２Ｄの各フェイスに対して、上記画素構成部により構成された各画素ごとに、上記対応テクスチャに基づく色情報を与えることを特徴とする請求項４に記載のテクスチャマッピング装置。 The 2D image generator is
The pixel spacing of the texture attached to each of the 3D faces in the 3D space is obtained, and based on the obtained pixel spacing and the size of each face of the 2D generated by the face flattening unit, the above A required pixel number calculation unit that calculates the number of pixels required for the entire reconstructed texture,
The range specified by each face of the 2D normalized by the normalization unit is divided by the number of pixels calculated by the required pixel number calculation unit and divided into grids, and each grid is divided into grids, and each grid is reconstructed as a whole texture. Further equipped with a pixel component assigned to each pixel of
The image generation unit is characterized in that color information based on the corresponding texture is given to each of the 2D faces normalized by the normalization unit for each pixel configured by the pixel component unit. The texture mapping device according to claim 4.

上記画像生成部は、
上記画素構成部により構成された画素の少なくとも一部分に、上記正規化部により正規化された２Ｄのフェイスが存在するか否かを判定するフェイス存否判定部と、
上記フェイス存否判定部により上記２Ｄのフェイスが存在すると判定された画素については、上記２Ｄのフェイスに対応する上記対応テクスチャの色をもとに上記画素の色を決定する一方、上記フェイス存否判定部により上記２Ｄのフェイスが存在しないと判定された画素については、特定の色で上記画素の色を決定する画素色決定部とを備えたことを特徴とする請求項５に記載のテクスチャマッピング装置。 The above image generation unit
A face presence / absence determination unit that determines whether or not a 2D face normalized by the normalization unit exists in at least a part of the pixels configured by the pixel configuration unit.
For the pixel determined by the face presence / absence determination unit that the 2D face exists, the color of the pixel is determined based on the color of the corresponding texture corresponding to the 2D face, while the face presence / absence determination unit determines the color of the pixel. The texture mapping device according to claim 5, further comprising a pixel color determining unit that determines the color of the pixel with a specific color for the pixel determined to have no 2D face.

上記画素色決定部は、上記フェイス存否判定部により上記２Ｄのフェイスが存在すると判定された画素について、当該画素内に設定した１個以上のサンプリング点に存在する２Ｄのフェイスに対応する上記対応テクスチャの色を上記画素の色として決定することを特徴とする請求項６に記載のテクスチャマッピング装置。 The pixel color determination unit has the corresponding texture corresponding to the 2D face existing at one or more sampling points set in the pixel for the pixel determined by the face existence / absence determination unit to have the 2D face. The texture mapping device according to claim 6, wherein the color of is determined as the color of the pixel.

上記３Ｄモデルの立体形状の中から処理対象とする領域を指定する領域指定部を更に備え、
上記領域指定部により指定された領域に対して、上記座標情報取得部、上記フェイス平面化部、上記２Ｄ画像生成部、上記更新処理部の処理を実行することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のテクスチャマッピング装置。 Further, an area designation unit for designating an area to be processed from the three-dimensional shape of the above 3D model is provided.
Claims 1 to 7 are characterized in that the processing of the coordinate information acquisition unit, the face flattening unit, the 2D image generation unit, and the update processing unit is executed for the area designated by the area designation unit. The texture mapping device according to any one of the above items.

上記領域指定部により複数の領域を指定し、領域ごとに上記再構成全体テクスチャを生成した場合、上記更新処理部は、領域ごとに生成された上記再構成全体テクスチャを１つの統合テクスチャに統合するようにし、上記統合テクスチャとその識別情報、および、上記統合テクスチャ上における各テクスチャを構成する各頂点のテクスチャ座標値である統合テクスチャ座標値を、上記ＣＧデータ記憶部に記憶されている上記全体テクスチャとその識別情報および上記テクスチャ座標値に代えて利用するように更新処理を行うことを特徴とする請求項８に記載のテクスチャマッピング装置。 When a plurality of areas are specified by the area designation unit and the reconstruction whole texture is generated for each area, the update processing unit integrates the reconstruction whole texture generated for each area into one integrated texture. The integrated texture and its identification information, and the integrated texture coordinate value which is the texture coordinate value of each vertex constituting each texture on the integrated texture are stored in the CG data storage unit. The texture mapping device according to claim 8, wherein the texture mapping device is updated so as to be used in place of the identification information and the texture coordinate value.

ポリゴンメッシュから成る３Ｄモデルが有する複数のフェイスに対し、全体テクスチャの中のピース領域である複数のテクスチャを貼り付けるテクスチャマッピングに関する処理をコンピュータに実行させるためのテクスチャマッピング用プログラムであって、
上記フェイスを構成する各頂点の３Ｄ座標値、および、上記フェイスに貼り付けられるテクチャを構成する各頂点のテクスチャ座標値の各座標情報と、上記全体テクスチャの識別情報とを含むＣＧデータを記憶したＣＧデータ記憶部から、上記各座標情報を取得する座標情報取得手段、
上記座標情報取得手段により取得された各フェイスの３Ｄ座標値に基づいて、３Ｄの各フェイスを２Ｄの各フェイスに平面化するフェイス平面化手段、
上記フェイス平面化手段により生成された上記２Ｄの各フェイスに対して、元の３Ｄ座標値に対応して上記座標情報取得手段により取得されたテクスチャ座標値に基づいて特定されるテクスチャである対応テクスチャに基づく画像を貼り付けることにより、各テクスチャの位置が再構成された全体テクスチャの２Ｄ画像である再構成全体テクスチャを生成する２Ｄ画像生成手段、および
上記再構成全体テクスチャとその識別情報、および、上記再構成全体テクスチャ上における各テクスチャを構成する各頂点のテクスチャ座標値である再構成テクスチャ座標値を、上記ＣＧデータ記憶部に記憶されている上記全体テクスチャとその識別情報および上記テクスチャ座標値に代えて利用するように更新処理を行う更新処理手段
として上記コンピュータを機能させるためのテクスチャマッピング用プログラム。 It is a texture mapping program for causing a computer to execute a process related to texture mapping in which a plurality of textures, which are piece areas in the entire texture, are pasted to a plurality of faces of a 3D model composed of polygon meshes.
CG data including the 3D coordinate values of the vertices constituting the face, the texture coordinate values of the vertices constituting the texture attached to the face, and the identification information of the entire texture is stored. Coordinate information acquisition means for acquiring each of the above coordinate information from the CG data storage unit,
A face flattening means for flattening each 3D face to each 2D face based on the 3D coordinate value of each face acquired by the coordinate information acquisition means.
For each of the 2D faces generated by the face flattening means, a corresponding texture is a texture specified based on the texture coordinate values acquired by the coordinate information acquisition means corresponding to the original 3D coordinate values. A 2D image generation means for generating a reconstructed whole texture, which is a 2D image of the whole texture in which the position of each texture is reconstructed by pasting an image based on the above, the above-mentioned reconstructed whole texture and its identification information, and The reconstructed texture coordinate value, which is the texture coordinate value of each vertex constituting each texture on the reconstructed whole texture, is converted into the whole texture stored in the CG data storage unit, its identification information, and the texture coordinate value. A texture mapping program for operating the above computer as an update processing means that performs update processing so that it can be used instead.