JPH07105401A - テクスチャマッピング方法 - Google Patents
テクスチャマッピング方法Info
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- JPH07105401A JPH07105401A JP5247071A JP24707193A JPH07105401A JP H07105401 A JPH07105401 A JP H07105401A JP 5247071 A JP5247071 A JP 5247071A JP 24707193 A JP24707193 A JP 24707193A JP H07105401 A JPH07105401 A JP H07105401A
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract
テクスチャ画像を繰り返し張り付けた領域に不自然な周
期性を生じることを防止することを目的とする。 【構成】 テクスチャ画像内の矩形領域を決定し、上記
矩形領域の1辺又は隣接する2辺を対称軸とする対称構
造テクスチャ画像を形成し、上記対称構造テクスチャ画
像を表示する物体の表面に連続して張り付ける。
Description
法に関する。
成された幾何データを、人間に分かりやすいように視覚
化することが、CG(Computer Graphics)の分野で盛ん
に行なわれている。その場合、より簡単に現実のものに
似せて見せる為に、表示する物体の表面に、予め用意し
た画像を張り付ける処理を行なうことがある。例えば、
地面や道路などの写真から画像データを作成し、CAD
などで作成した建築物の背景の地面や道路などにその画
像データを張り付ける。物体の表面に張り付ける画像デ
ータのことを、特にテクスチャ、或はテクスチャ画像と
いい、また、この処理のことをテクスチャマンピングと
いう。
示す如く、テクスチャ画像10の画像空間の座標(u,
v)からテクスチャを張り付ける物体11の表面上の座
標(p,q)への写像であり、図18(B)に示す如
く、ステップS2で表示する物体の表面の座標(p,
q)を計算し、ステップS4で座標(p,q)に対応す
るテクスチャ画像空間の座標(u,v)を計算し、次の
ステップS6で座標(u,v)の色データを読み出して
座標(p,q)の色データとすることを繰り返す。
ピングでは、物体の1つの面には1つのテクスチャ画像
が繰り返し張り付けられる。
面,芝生,道路等のテクスチャ画像10を広い範囲の領
域12に繰り返し張り付けると、その領域12に新たな
模様の不自然な周期性が生じる。この原因としては、
テクスチャ画像の境界部分の模様が不連続となるテク
スチャ画像を繰り返し並べることで模様に周期性が生じ
る、等があげられる。
で、テクスチャ画像を繰り返し張り付けた領域に不自然
な周期性を生じることを防止したテクスチャマッピング
方法を提供することを目的とする。
ピング方法は、予め用意されたテクスチャ画像を、表示
する物体の表面に張り付けるテクスチャマッピング方法
において、上記テクスチャ画像内の矩形領域を決定し、
上記矩形領域の1辺又は隣接する2辺を対称軸とする対
称構造テクスチャ画像を形成し、上記対称構造テクスチ
ャ画像を表示する物体の表面に連続して張り付ける。
表示する物体の表面に張り付けるテクスチャマッピング
方法において、上記物体の表面の座標に応じて予め用意
された複数のテクスチャ画像から1又は複数のテクスチ
ャ画像を選択し、選択した1又は複数のテクスチャ画像
夫々の空間座標を、上記物体の表面の座標に応じて変換
し、上記空間座標を変換した1のテクスチャ画像又は複
数のテクスチャ画像を混合した新たなテクスチャ画像を
上記物体の表面に張り付ける。
物体の表面に連続して張り付けるための、対称構造テク
スチャ画像の境界部分の模様が連続し、境界部分の模様
の不連続による模様の不自然な周期性の発生がなくな
る。
ャ画像を選択し、空間座標の変換及び混合を行なうこと
により、模様の異なる数多くの新たなテクスチャ画像が
得られ、これを物体の表面に張り付けるため、模様の不
自然な周期性の発生がなくなる。
テムのブロック図を示す。同図中、CPU10はバス1
1に接続されたシステム全体を制御すると共に、テクス
チャマッピング等の処理を行なう。メモリ12はCPU
10が実行するプログラムを格納すると共に、テクスチ
ャマッピングの作業領域として用いられる。外部記憶装
置13にはテクスチャ画像及びこれを塗り付けられる物
体の画像データが格納されている。表示制御部14は画
像メモリ15に記憶された画像をディスプレイ16に表
示させる。
理の一実施例のフローチャートを示す。この処理はCP
U10によりオリジナルのテクスチャ画像を外部記憶装
置13からメモリ12に読み出して実行される。同図
中、ステップS10では矩形領域の大きさを決定し、ス
テップS12で図2に示す矩形領域20をオリジナルの
テクスチャ画像21の開始位置(左上隅)に置く。ステ
ップS14では変数Dmax に最大値を設定し、変数X,
Yに夫々0を設定する。
に境界画素hi,hi’,vi,vi’を決定する。図
2ではi=1,2,3で、hi’はhiと互いの水平位
置が同一で、vi’はviと互いの垂直位置が同一であ
る。ステップS20では画素hiの色の値である色値C
hiとChi’との差の合計ΣDhiを計算し、ステッ
プS22で色値CviとCvi’の差の合計ΣDviを
計算し、ステップS24で重み係数α,β(例えばα+
β=1)を用いて変数Dの値を次式により計算する。
x >Dの場合にのみステップS28で変数Dの値を変数
Dmax に設定し矩形領域の左上隅位置を変数X,Yに設
定する。この後、ステップS30で矩形領域20がオリ
ジナルのテクスチャ画像21の終了位置(右下隅)に到
達したか否かを判別し、到達してなければステップS3
2で矩形領域をオリジナルのテクスチャ画像21の水平
方向にh画素だけ右に移動させる。その後、ステップS
34で矩形領域のその段(垂直走査位置)の水平走査が
終ったか否かを判別し、終ってなければそのままステッ
プS16に進み、終わっていればステップS36で矩形
領域を垂直方向にV画素だけ下に移動し、水平位置を開
始位置のそれと一致させてステップS16に進む。ステ
ップS36で終了位置に到達した場合はステップS38
で決定した矩形領域の位置を示す変数X,Yを出力して
処理を終了する。
の画素の色値の差が最小となる矩形領域を決定すること
ができる。
実施例のフローチャートを示す。同図中、ステップS4
0では矩形領域の大きさを決定し、ステップS42で図
4に示す矩形領域20をオリジナルのテクスチャ画像2
1の開始位置(左上隅)に置く。ステップS44では変
数Dmax に最大値を設定し、変数X,Yに夫々0を設定
する。次にステップS46で矩形領域20の内部に図4
に示す如く複数の任意の画素Pijを決定する。ステップ
S50では画素Pijの色値Cijの分散Dを計算する。
判別し、Dmax >Dの場合にのみステップS28で分散
Dの値を変数Dmax に設定し矩形領域の左上隅位置を変
数X,Yに設定する。この後、ステップS60で矩形領
域20がオリジナルテクスチャ画像21の終了位置(右
下隅)に到達したか否かを判別し、到達してなければス
テップS62で矩形領域をオリジナルのテクスチャ画像
21の水平方向にh画素だけ右に移動させる。その後、
ステップS64で矩形領域のその段(垂直走査位置)の
水平走査が終ったか否かを判別し、終ってなければその
ままステップS46に進み、終っていればステップS6
6で矩形領域を垂直方向にV画素だけ下に移動し、水平
位置を開始位置のそれと一致させてステップS46に進
む。ステップS66で終了位置に到達した場合はステッ
プS68で決定した矩形領域の位置を示す変数X,Yを
出力して処理を終了する。
最小となる矩形領域を決定することができる。
のフローチャートを示す。同図中、ステップS70では
矩形領域の大きさを決定し、ステップS72で図6に示
す矩形領域20をオリジナルのテクスチャ画像21の開
始位置(左上隅)に置く。ステップS74では変数Dma
x に最大値を設定し、変数X,Yに夫々0を設定する。
20の周縁に図2と同様の境界画素hi,hi’,v
i,vi’を決定する。ステップS80では画素hiの
色の値である色値ChiとChi’との差の合計ΣDh
iを計算し、ステップS82で色値CviとCvi’の
差の合計ΣDviを計算する。
20の内部に図4と同様に複数の任意の画素Pijを決定
し、ステップS84で画素Pijの色値Cijの分散Eを計
算する。この後、ステップS85で重み係数α,β,γ
(例えばα+β+γ=1)を用いて次式により変数Dの
値を計算する。
x >Dの場合にのみステップS88で変数Dの値を変数
Dmax に設定し矩形領域の左上隅位置を変数X,Yに設
定する。この後、ステップS90で矩形領域20がオリ
ジナルのテクスチャ画像21の終了位置(右下隅)に到
達したか否かを判別し、到達してなければステップS9
2で矩形領域をオリジナルのテクスチャ画像21の水平
方向にh画素だけ右に揺動させる。その後、ステップS
94で矩形領域のその段(垂直走査位置)の水平走査が
終ったか否かを判別し、終ってなければそのままステッ
プS76に進み、終わっていればステップS96で矩形
領域を垂直方向にV画素だけ下に移動し、水平位置を開
始位置のそれと一致させてステップS76に進む。ステ
ップS96で終了位置に到達した場合はステップS88
で決定した矩形領域の位置を示す変数X,Yを出力して
処理を終了する。
色値のバラツキが最小となる矩形領域を決定することが
できる。
によって得られた図7(A)に示す矩形領域20につい
て辺a,b,c,dのうちいずれかを対称軸として順次
選択し、図7(B)〜(I)に示す対称構造テクスチャ
画像を作成する。図7(B)の画像は辺c,dを対称軸
として4つの矩形領域20を繰り返して形成され、その
外周は辺a×2,b×2とされている。図7(C)の画
像は辺b,cを対称軸として形成され、その外周は辺a
×2,d×2とされている。図7(D)の画像は辺a,
dを対称軸として形成され、その外周は辺b×2,c×
2とされている。図7(E)の画像は辺a,bを対称軸
として形成され、その外周は辺c×2,d×2とされて
いる。更に、図7(F)の画像は辺bを対称軸として2
つの矩形領域より形成され、その外周は辺d,a×2,
c×2とされている。図7(G)の画像は辺dを対称軸
として形成され、その外周は辺b,a×2,c×2とさ
れている。図7(H)の画像は辺aを対称軸として形成
され、その外周は辺c,b×2,d×2とされている。
図7(I)の画像は辺cを対称軸として形成され、その
外周は辺a,b×2,d×2とされている。
称構造テクスチャ画像はメモリ12及び外部記憶装置1
3に格納され、テスクチャマッピングの処理に使用され
る。図7(B)〜(I)に示す如き対称構造テクスチャ
画像を連続して張り付ける場合に、テクスチャ画像の境
界部分で模様が連続するため、境界部分での不連続によ
る不自然な模様の周期性が生じなくなる。
模様のバラツキが少ない矩形領域が選択されているた
め、更にテクスチャ画像を連続して張り付けた場合の境
界部分だけでなくテクスチャ画像内部の不自然な模様の
周期性が軽減される。
るテクスチャ画像の管理用リスト作成処理のフローチャ
ートを示す。この処理はリスト毎に実行される。同図
中、ステップS100では組合せパターン,回転角,重
み係数等の属性を決定する。ステップS102では各属
性が要素として1つ以上含む複数のセルからなるリスト
を作り、ステップS104でリストをランダムに並び変
える。次にステップS106でリストの先頭のポインタ
を設定し、ステップS108でリストの末尾のセルと先
頭のセルをつなぎ巡回リストを形成し、ステップS11
0で現在(カレント)のアクセスポインタをリストの先
頭に設定し、処理を終了する。このリストはメモリ12
及び外部記憶装置13に格納される。
き管理用リストが作成される。例えば図9(A)は回転
角を属性とし、属性a,b,k,c,dの順に移行する
巡回リストを構成しており、先頭ポインタは属性値aの
セルを指し、カレントポインタは属性値kのセルを指し
ている。
0に示す如く、ステップS112で使用する属性を含む
リストをメモリ12上に用意する。次にステップS11
4で各リストについて現在のアクセスポインタが指示す
るセルから属性を読み出し、ステップS116で夫々の
リストについて現在のアクセスポインタの指示を次のセ
ルに進め、処理を終了する。
処理のフローチャートを示す。同図中、ステップS12
0では組合せパターンの管理用リストから張り付けるテ
クスチャ画像Tiを選択する。図12(B)に示す組合
せパターンリストでは現在のアクセスポインタが指示す
るセルから属性の値3が読み出され、図12(C)に示
す組合せパターン表に従って、図13(A)〜(C)に
示す画像A,B,Cのうち画像Aと画像Bが選択され
る。ステップS122では選択された画像A,Bがメモ
リ12上になければ外部記憶装置13から読み出しメモ
リ12に格納する。次のステップS124で図13
(D)に示す如きテクスチャ画像を張り付ける物体の表
面30の座標(p,v)に対応する各テクスチャ画像T
iの座標(u,v)を計算する。次に回転角の管理リス
トからテクスチャ画像Tiの回転角を求める。図12
(A)に示す回転角リストでは現在のアクセスポインタ
が指示するセルから画像Aに対して回転角90度が求め
られ、次のセルから画像Bに対して回転角0度が求めら
れる。
像Tiを回転角だけ回転した座標(u,v)の色値Ci
を読み出し、ステップS130ではテクスチャ画像が複
数選択されているときに各テクスチャ画像の色値Ciを
所定の比率で混合して新たな色値Cnew を求め、座標
(p,q)の色値として張り付けを行なう。
クスチャ画像を選択し、空間座標の変換及び混合を行な
うことにより、模様の異なる数多くの新たなテクスチャ
画像が得られ、これを物体の表面に張り付けるため、模
様の不自然な周期性の発生がなくなる。
スチャ画像の選択や回転角の決定等に乱数の計算を頻繁
に行なう必要がなく計算の高速化がなされる。
構造を利用したマッピング処理のフローチャートを示
す。同図中、ステップS140では図15に示す如き、
テクスチャ画像を張り付ける物体の表面30の座標
(p,q)に対応するメタテクスチャデータ空間の座標
(m,n)を決定する。ここでは物体の表面30をΔp
×Δqの区画に分割してテクスチャ画像を張り付け、こ
の区画に対応してメタテクスチャデータ空間の座標
(m,n)を設けている。ステップS142では座標
(m,n)に対応した値Vをメタテクスチャデータ空間
35から読み出し、ステップS144で予め用意してあ
る対応表36から値Vに対応する画像の組合せパターン
つまり使用する1つ又は複数のテクスチャ画像Ti及び
回転角を読み出す。ステップS146では座標(p,
q)に対応する各テクスチャ画像Tiの座標(u,v)
を決定する。
像Tiを回転角だけ回転した座標(u,v)の色値Ci
を読み出し、ステップS152ではテクスチャ画像が複
数選択されているときに各テクスチャ画像の色値Ciを
所定の比率で混合して新たな色値Cnew を求め、座標
(p,q)の色値として張り付けを行なう。
ータ構造を用いることにより、複雑なテクスチャマッピ
ング処理をメタテクスチャデータと、そのデータ値と属
性値の対応表とで柔軟に管理することができる。
構造を利用した適応型マッピング処理のフローチャート
を示す。同図中、ステップS160では図15に示す如
き、テクスチャ画像を張り付ける物体の表面の座標
(p,q)に対応するメタテクスチャ空間の座標(m,
n)を決定する。ステップS162では座標(m,n)
に対応した値vをメタテクスチャデータ空間から読み出
し、ステップS164で予め用意してある対応表から値
Vに対応する画像の組合せパターンつまり使用する1つ
又は複数のテクスチャ画像Ti及び回転角及び描画を読
み出す。
描画優先度Pが予め設定されている描画重要レベルA未
満か否かを判別し、P<Aの場合は座標(p,q)のテ
クスチャマッピング処理を行なわずに処理を終了する。
P≧Aの場合はステップS168で図14のステップS
146〜S152と同様にしてテクスチャマッピング処
理を行ない処理を終了する。
部分はテクスチャ画像を張り付けても意味がないので、
遠方部分の描画優先度PをレベルAより小として描画処
理を高速化できる。
ング方法によれば、テクスチャ画像を繰り返し張り付け
た領域に不自然な周期性を生じることを防止でき、実用
上きわめて有用である。
である。
である。
である。
る。
トである。
ーチャートである。
たマッピング処理のフローチャートである。
る。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 予め用意されたテクスチャ画像を、表示
する物体の表面に張り付けるテクスチャマッピング方法
において、 上記テクスチャ画像内の矩形領域を決定し、上記矩形領
域の1辺又は隣接する2辺を対称軸とする対称構造テク
スチャ画像を形成し、 上記対称構造テクスチャ画像を表示する物体の表面に連
続して張り付けることを特徴とするテスクチャマッピン
グ方法。 - 【請求項2】 前記矩形領域は、テクスチャ画像内で矩
形領域の対向する辺上の画素の色値の差が最小となるよ
う決定することを特徴とする請求項1記載のテクスチャ
マッピング方法。 - 【請求項3】 前記矩形領域は、テクスチャ画像内で矩
形領域内の画素の色値の分散が最小となるよう決定する
ことを特徴とする請求項1記載のテクスチャマッピング
方法。 - 【請求項4】 前記矩形領域は、テクスチャ画像内で、
矩形領域の対向する辺上の画素の色値の差と上記矩形領
域内の画素の色値の分散との合計が最小となるよう決定
することを特徴とする請求項1記載のテクスチャマッピ
ング方法。 - 【請求項5】 予め用意されたテクスチャ画像を、表示
する物体の表面に張り付けるテクスチャマッピング方法
において、 上記物体の表面の座標に応じて予め用意された複数のテ
クスチャ画像から1又は複数のテクスチャ画像を選択
し、選択した1又は複数のテクスチャ画像夫々の空間座
標を、上記物体の表面の座標に応じて変換し、 上記空間座標を変換した1のテクスチャ画像又は複数の
テクスチャ画像を混合した新たなテクスチャ画像を上記
物体の表面に張り付けることを特徴とするテクスチャマ
ッピング方法。 - 【請求項6】 上記物体の表面の座標に応じたテクスチ
ャ画像の選択及び空間座標の変換は、予め設定された管
理用リストに従って行なうことを特徴とする請求項5記
載のテクスチャマッピング方法。 - 【請求項7】 上記物体の表面の座標に応じたテクスチ
ャ画像の選択及び空間座標の変換は、物体の表面の座標
に応じたメタテクスチャデータに従って行なうことを特
徴とする請求項5記載のテクスチャマッピング方法。
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