JPH0241791B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0241791B2 JPH0241791B2 JP58188141A JP18814183A JPH0241791B2 JP H0241791 B2 JPH0241791 B2 JP H0241791B2 JP 58188141 A JP58188141 A JP 58188141A JP 18814183 A JP18814183 A JP 18814183A JP H0241791 B2 JPH0241791 B2 JP H0241791B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- basic
- rectangular area
- area
- rectangular
- generated
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は、３次元物体の処理過程において、投
影されるスクリーン平面上に基本物体（球や直方
体、円筒体、円錐など）の投影矩形領域を生成
し、これらを物体認識に利用し、画像表示の高速
化を図る３次元物体認識表示方式に関するもので
ある。 〔従来技術と問題点〕 第１図は従来の３次元物体認識表示方式の概要
を示すものであつて、第１図においてＰはピクセ
ル、riとrjは視線、Ｓはスクリーン平面、ａとｂ
は基本物体、１は物体ＸないしＺは世界空間の座
標軸をそれぞれ示している。従来の３次元物体認
識表示方式においては、世界空間に存在する物体
１を構成する基本物体ａ，ｂを対象として、スク
リーン（画像表示装置のデイスプレイ面）Ｓ上の
各点（ピクセル）Ｐに物体１を表示させるか否か
の判定のため、視点から発した視線ri，rj…と基
本物体ａ，ｂとの交差テストを全てのピクセルＰ
に対して行つている。このため、計算量が増加
し、表示を高速に行い得ないという欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明は、上記の欠点を除去するものであつ
て、基本物体から合成された３次元物体の存在領
域を示す２次元矩形領域をスクリーン平面上に生
成し、或るピクセルを通る視線がその矩形領域に
存在する場合のみ交差判定を行い、これにより交
差判定のための計算量を減少し、効率のよい３次
元物体認識表示方式を提供することを目的として
いる。 〔発明の構成〕 そしてそのため、本発明の３次元物体認識表示
方式は、各ノードが物体に対応し且つリーフ・ノ
ードが基本物体に対応する２進木形式のデータ構
造を格納するフアイルと、リーフ・ノードで示さ
れる基本物体を囲む箱領域を生成し生成された箱
領域がスクリーン平面上に投影されたときの図形
に基づいて基本物体の矩形領域を生成し生成され
た基本物体の矩形領域を対応するリーフ・ノード
に関連付けると共にリーフ・ノードの矩形領域を
基礎として各ノードに対応する矩形領域を順番に
生成し生成された矩形領域を対応するノードに関
連付ける境界領域生成手段と、矩形領域の付加さ
れた上記２進木形式のデータ構造を参照して視点
から発する視線のうち矩形領域を通る視線につい
てのみ物体との交差判定を行う物体認識手段とを
具備することを特徴とするものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。第
２図はスクリーン平面上における物体１に対する
矩形領域を示す図である。第２図において、a′は
基本物体ａに対する投影矩形領域、b′は基本物体
１に対する投影矩形領域、１′は物体１に対する
投影矩形領域をそれぞれ示している。 本発明は、基本物体ａ，ｂおよびその合成過程
における準物体（中間物体）１のスクリーン平面
Ｓ上に投影した矩形領域a′，b′，１′を前処理段
階に生成するようにしたものである。この生成規
則を、物体の合成法（＋：和集合、−：差集合、
＆：積集合という３つのブーリアン・オペレータ
による）に基づくようにしたものである。 第３図イ，ロは本発明による３次元物体認識表
示方式の概要を示す図である。この例では、物体
１は基本物体ａ、ｂの和集合で表現される。第３
図ロは、物体１を表わす２進トリー・データ構造
を示している。第３図ロにおいて、丸〇は中間ノ
ード、四角は基本物体（リーフ・ノード）を示
す。本発明においては、ａのリーフ・ノードには
投影矩形領域a′を示す情報が付加され、ｂのリー
フ・ノードには投影矩形領域b′を示す情報が付加
され、物体１の中間ノードには投影矩形領域１′
を示す情報が付加されている。そして、物体認識
時に、このデータ構造をトツプ・ダウンに検索
し、視線がこの矩形領域内に含まれるものについ
てのみ続行し、最終的に基本物体との交差判定を
行うようにしたものである。第３図イにおいて、
視線riは矩形領域１′内にないため基本物体ａ，
ｂとの交差判定を行わない。 第４図は物体の階層的表現を説明する図であ
る。本発明においては、物体を形成する合成過程
を２進トリー・データ構造で表現する。この２進
トリー・データ構造内の各中間ノードには中間物
体の占有する空間情報、各リーフ・ノードには基
本物体の占有する空間情報を付加し、２進トリ
ー・データ構造を物体の階層的表現として利用す
る。この際、位置、大きさ等の情報は、基本物体
を表現する情報をもつリーフ・ノードにのみ貯え
られる。第３図は家という物体を表現する２進ト
リー・データ構造を示す。家という物体は、 家＝ａ＋ｂ＋（ｃ−ｄ） で表現される。なお、ａ、ｂ、ｃ、ｄは基本物体
を示す。 先ず、前処理としてリーフ・ノードからボト
ム・アツプに各中間ノードの矩形領域を決定し、
各ノードにその情報を付加する。この矩形領域の
定義法は、以下のようである。 (i) 各種基本物体に対して、基本物体に外接する
箱領域を定義する。第５図は基本物体に対する
箱領域の定義を説明するものであり、第５図に
おいて、ｘ、ｙ、ｚは基本物体の座標系を示
す。 (ii) 箱領域の各頂点をスクリーン座標空間に変換
し、変換された各頂点をスクリーン上に投影す
る。 (iii) スクリーン上に投影された頂点座標の最大値
および最小値を求めることにより、基本物体の
矩形領域を決定する。第６図はスクリーン上で
の矩形領域の定義を説明するものである。 (iv) 次に２進トリー・データ構造をボトム・アツ
プに登りながら各ノードにおける矩形領域を以
下の規則に従い構築する。
影されるスクリーン平面上に基本物体（球や直方
体、円筒体、円錐など）の投影矩形領域を生成
し、これらを物体認識に利用し、画像表示の高速
化を図る３次元物体認識表示方式に関するもので
ある。 〔従来技術と問題点〕 第１図は従来の３次元物体認識表示方式の概要
を示すものであつて、第１図においてＰはピクセ
ル、riとrjは視線、Ｓはスクリーン平面、ａとｂ
は基本物体、１は物体ＸないしＺは世界空間の座
標軸をそれぞれ示している。従来の３次元物体認
識表示方式においては、世界空間に存在する物体
１を構成する基本物体ａ，ｂを対象として、スク
リーン（画像表示装置のデイスプレイ面）Ｓ上の
各点（ピクセル）Ｐに物体１を表示させるか否か
の判定のため、視点から発した視線ri，rj…と基
本物体ａ，ｂとの交差テストを全てのピクセルＰ
に対して行つている。このため、計算量が増加
し、表示を高速に行い得ないという欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明は、上記の欠点を除去するものであつ
て、基本物体から合成された３次元物体の存在領
域を示す２次元矩形領域をスクリーン平面上に生
成し、或るピクセルを通る視線がその矩形領域に
存在する場合のみ交差判定を行い、これにより交
差判定のための計算量を減少し、効率のよい３次
元物体認識表示方式を提供することを目的として
いる。 〔発明の構成〕 そしてそのため、本発明の３次元物体認識表示
方式は、各ノードが物体に対応し且つリーフ・ノ
ードが基本物体に対応する２進木形式のデータ構
造を格納するフアイルと、リーフ・ノードで示さ
れる基本物体を囲む箱領域を生成し生成された箱
領域がスクリーン平面上に投影されたときの図形
に基づいて基本物体の矩形領域を生成し生成され
た基本物体の矩形領域を対応するリーフ・ノード
に関連付けると共にリーフ・ノードの矩形領域を
基礎として各ノードに対応する矩形領域を順番に
生成し生成された矩形領域を対応するノードに関
連付ける境界領域生成手段と、矩形領域の付加さ
れた上記２進木形式のデータ構造を参照して視点
から発する視線のうち矩形領域を通る視線につい
てのみ物体との交差判定を行う物体認識手段とを
具備することを特徴とするものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。第
２図はスクリーン平面上における物体１に対する
矩形領域を示す図である。第２図において、a′は
基本物体ａに対する投影矩形領域、b′は基本物体
１に対する投影矩形領域、１′は物体１に対する
投影矩形領域をそれぞれ示している。 本発明は、基本物体ａ，ｂおよびその合成過程
における準物体（中間物体）１のスクリーン平面
Ｓ上に投影した矩形領域a′，b′，１′を前処理段
階に生成するようにしたものである。この生成規
則を、物体の合成法（＋：和集合、−：差集合、
＆：積集合という３つのブーリアン・オペレータ
による）に基づくようにしたものである。 第３図イ，ロは本発明による３次元物体認識表
示方式の概要を示す図である。この例では、物体
１は基本物体ａ、ｂの和集合で表現される。第３
図ロは、物体１を表わす２進トリー・データ構造
を示している。第３図ロにおいて、丸〇は中間ノ
ード、四角は基本物体（リーフ・ノード）を示
す。本発明においては、ａのリーフ・ノードには
投影矩形領域a′を示す情報が付加され、ｂのリー
フ・ノードには投影矩形領域b′を示す情報が付加
され、物体１の中間ノードには投影矩形領域１′
を示す情報が付加されている。そして、物体認識
時に、このデータ構造をトツプ・ダウンに検索
し、視線がこの矩形領域内に含まれるものについ
てのみ続行し、最終的に基本物体との交差判定を
行うようにしたものである。第３図イにおいて、
視線riは矩形領域１′内にないため基本物体ａ，
ｂとの交差判定を行わない。 第４図は物体の階層的表現を説明する図であ
る。本発明においては、物体を形成する合成過程
を２進トリー・データ構造で表現する。この２進
トリー・データ構造内の各中間ノードには中間物
体の占有する空間情報、各リーフ・ノードには基
本物体の占有する空間情報を付加し、２進トリ
ー・データ構造を物体の階層的表現として利用す
る。この際、位置、大きさ等の情報は、基本物体
を表現する情報をもつリーフ・ノードにのみ貯え
られる。第３図は家という物体を表現する２進ト
リー・データ構造を示す。家という物体は、 家＝ａ＋ｂ＋（ｃ−ｄ） で表現される。なお、ａ、ｂ、ｃ、ｄは基本物体
を示す。 先ず、前処理としてリーフ・ノードからボト
ム・アツプに各中間ノードの矩形領域を決定し、
各ノードにその情報を付加する。この矩形領域の
定義法は、以下のようである。 (i) 各種基本物体に対して、基本物体に外接する
箱領域を定義する。第５図は基本物体に対する
箱領域の定義を説明するものであり、第５図に
おいて、ｘ、ｙ、ｚは基本物体の座標系を示
す。 (ii) 箱領域の各頂点をスクリーン座標空間に変換
し、変換された各頂点をスクリーン上に投影す
る。 (iii) スクリーン上に投影された頂点座標の最大値
および最小値を求めることにより、基本物体の
矩形領域を決定する。第６図はスクリーン上で
の矩形領域の定義を説明するものである。 (iv) 次に２進トリー・データ構造をボトム・アツ
プに登りながら各ノードにおける矩形領域を以
下の規則に従い構築する。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、物体の認識過程においてスクリーン上の矩形
領域を有効に利用するため、視線と物体との交差
計算量を必要最小現にすることができ、これによ
り物体認識や表示などの処理を高速に行うことが
出来るという効果がある。
ば、物体の認識過程においてスクリーン上の矩形
領域を有効に利用するため、視線と物体との交差
計算量を必要最小現にすることができ、これによ
り物体認識や表示などの処理を高速に行うことが
出来るという効果がある。
第１図は従来の３次元物体認識表示方式を説明
する図、第２図は本発明におけるスクリーン平面
上の矩形領域を示す図、第３図は本発明における
３次元物体認識表示方式の概要を示す図、第４図
は物体の階層的表現を示す図、第５図は基本物体
を囲む箱領域の定義を説明するための図、第６図
はスクリーン平面上に投影された基本物体の箱領
域から矩形領域を作成する方法を説明する図、第
７図は本発明を計算機を用いて実施する場合のソ
フトウエア構成を示す図、第８図は第７図の境界
生成ルーチンを説明するための図、第９図は第７
図の物体認識ルーチンを説明するための図であ
る。 riとrj……視線、ａとｂ……基本物体。
する図、第２図は本発明におけるスクリーン平面
上の矩形領域を示す図、第３図は本発明における
３次元物体認識表示方式の概要を示す図、第４図
は物体の階層的表現を示す図、第５図は基本物体
を囲む箱領域の定義を説明するための図、第６図
はスクリーン平面上に投影された基本物体の箱領
域から矩形領域を作成する方法を説明する図、第
７図は本発明を計算機を用いて実施する場合のソ
フトウエア構成を示す図、第８図は第７図の境界
生成ルーチンを説明するための図、第９図は第７
図の物体認識ルーチンを説明するための図であ
る。 riとrj……視線、ａとｂ……基本物体。
Claims (1)
- １ 各ノードが物体に対応し且つリーフ・ノード
が基本物体に対応する２進木形式のデータ構造を
格納するフアイルと、リーフ・ノードで示される
基本物体を囲む箱領域を生成し生成された箱領域
がスクリーン平面上に投影されたときの図形に基
づいて基本物体の矩形領域を生成し生成された基
本物体の矩形領域を対応するリーフ・ノードに関
連付けると共にリーフ・ノードの矩形領域を基礎
として各ノードに対応する矩形領域を順番に生成
し生成された矩形領域を対応するノードに関連付
ける境界領域生成手段と、矩形領域の付加された
上記２進木形式のデータ構造を参照して視点から
発する視線のうち矩形領域を通る視線についての
み物体との交差判定を行う物体認識手段とを具備
することを特徴とする３次元物体認識表示方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188141A JPS6079477A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ３次元物体認識表示方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188141A JPS6079477A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ３次元物体認識表示方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6079477A JPS6079477A (ja) | 1985-05-07 |
| JPH0241791B2 true JPH0241791B2 (ja) | 1990-09-19 |
Family
ID=16218458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58188141A Granted JPS6079477A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ３次元物体認識表示方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6079477A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4967375A (en) * | 1986-03-17 | 1990-10-30 | Star Technologies, Inc. | Fast architecture for graphics processor |
| JPH0614360B2 (ja) * | 1987-07-20 | 1994-02-23 | 工業技術院長 | 物体認識装置 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58188141A patent/JPS6079477A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6079477A (ja) | 1985-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |