JPH07225852A

JPH07225852A - 動画生成方法および装置

Info

Publication number: JPH07225852A
Application number: JP6018105A
Authority: JP
Inventors: Kaori Suzuki; 香緒里鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1995-08-22
Also published as: US5673380A

Abstract

(57)【要約】【目的】１フレーム当りの動画の作成表示に要する時間
を減少させ、バッチ処理を行うことなく実時間処理での
動画の作成表示を可能とする。【構成】計算手段２２で動画データを計算して生成し、
計算結果蓄積手段２８に蓄積する。表示手段２４は、計
算結果蓄積手段２８から読み出した動画データに基づい
て画像データを作成して表示する。制御手段２６は、計
算手段２２と表示手段２４の処理を並行して行わせる。
制御手段２６は、最初に計算手段２２に起動命令を送っ
て動画データの計算を先行させ、計算結果蓄積手段２８
に一定量の計算結果、例えば１フレーム分の計算結果が
蓄積されてから表示手段２４に起動命令を送って動画の
表示を開始させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ・グラフ
ィックスを用いた動画生成方法および装置に関し、特
に、動画データの計算プロセスと動画データの表示プロ
セスとに分けて動画を生成表示する動画生成方法および
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンピュータ・グラフィックス
（以下「ＣＧ」という）を用いて時間変化する画像や図
形などの動画を生成して表示する場合、まず表示する物
体の３次元データを計算して生成し、次に、その計算デ
ータから実際に表示する画面の画像データを作成する必
要がある。

【０００３】例えばＣＧアニメーションの場合、まず表
示しようとする時間における３次元空間での物体の位置
や形状などを計算し、次に、計算された物体をある視点
から見た２次元投影として画像データを生成してディス
プレイ画面に表示する。このため従来の動画生成装置に
あっては、図１９に示すように、まずある時刻ｔの動画
データを計算プロセス１００で計算して作成する。次
に、計算結果を表示プロセス１１０に送って画像データ
を作成して表示する。次に時間管理部１２０で現在時刻
ｔをインクリメントして進み、次の時刻について計算プ
ロセス１００と表示プロセス１１０の逐次処理を繰り返
して動画を生成表示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の計算プロセスと表示プロセスを順番に繰り返す逐次
処理の動画生成にあっては、図２０に示すように、例え
ばフレームＦ１からフレームＦｎの動画を生成表示する
場合、動画の１フレームを表示するまでに、データ生成
の計算にかかる時間Ｔc にデータの表示にかかる時間Ｔ
d を加えた時間が必要となり、ｎフレーム分の動画につ
いては、の時間が必要になる。

【０００５】また、場面によって処理対象の物体の数や
データの複雑さが異なるため、データ生成の形成時間お
よび表示時間がまちまちであり、連続するフレーム画像
を一定の時間間隔で表示するためには、一旦、全フレー
ムについてデータ生成の計算と表示処理を行って画像デ
ータにしてメモリに格納し、その後に再生する方法がと
られている。

【０００６】しかし、これでは全ての処理が終わってか
らでしか動画を見ることができないことになり、また画
像データとして保存するためには大量のメモリを必要と
し、試行錯誤に動画の特性表示が要求される編集作業に
は適応できないという問題があった。本発明は、このよ
うな従来の問題点に鑑みてなされたもので、１フレーム
当りの動画の作成表示に要する時間を減少させ、バッチ
処理を行うことなく実時間処理での動画の作成表示を可
能とする動画生成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。本発明の動画生成装置は、図１（Ａ）に示す
ように、計算手段２２、表示手段２４、計算結果蓄積手
段２８、および制御手段２６で構成される。計算手段２
２は、動画データを計算して生成する。計算結果蓄積手
段２８は、計算手段２２によって生成された動画データ
を蓄積する。表示手段２４は、計算結果蓄積手段２８か
ら読み出した動画データに基づいて動画データを表示す
る。更に、制御手段２６は、計算手段２２と表示手段２
４の処理を並行して行わせる。

【０００８】ここで、制御手段２６は、最初に計算手段
２２に起動命令を送って動画データの計算を先行させ、
計算結果蓄積手段２８に一定量の計算結果、例えば１フ
レーム分の計算結果が蓄積されてから表示手段２４に起
動命令を送って動画データの表示を開始させる。動画デ
ータを等間隔で表示する場合、制御手段２６は、予め定
めた一定時間Ｔd ごとに表示手段２４に表示命令を送っ
て一定の時間間隔で動画データを切替表示する。この場
合、表示手段２４による動画データの表示中に、計算手
段２２で次の表示に使用する動画データの計算が終了し
なかった場合、現在表示中と同じ動画データを表示し続
ける。

【０００９】また一定の表示時間Ｔd のあいだに表示手
段２４による動画データの表示処理が終了しない場合
は、表示手段２４による表示処理を強制的に打ち切って
次の動画データの表示に移行させる。計算結果蓄積手段
２８には、計算手段２２による動画データの計算結果
を、表示関数名と該関数表示名で指定されるデータを含
んだデータ構造体として記憶することが望ましい。この
場合、表示手段２４は、計算結果蓄積手段からデータ構
造体を順番に読み出し、その中の表示関数名に従ってデ
ータの表示処理を繰り返す。

【００１０】計算手段２２による動画データの計算と、
表示手段２４による動画データの表示は、基本的にフレ
ーム単位に行われる。また計算手段２２、表示手段２
４、および制御手段２６は、計算機上のオペレーティン
グシステムで実現されるマルチプロセスで実行される。

【００１１】

【作用】本発明にあっては、データ生成を行う計算プロ
セスとデータ表示を行う表示プロセスに分割し、２つの
プロセスで計算と表示を同時に並行して行うマルチプロ
セス処理とする。計算プロセスと表示プロセスの間に
は、計算結果を格納するバッファとしての計算結果格納
部が設けられ、計算プロセスと表示プロセス間でデータ
のやりとりを行う。

【００１２】ここで、ＴicをフレームＦｉの動画の計算
に要する時間、ＴdiをフレームＦiを表示するのに要す
る時間とすると、従来の逐次処理に必要な表示時間が、となるのに対し、本発明では、計算プロセスが先行し、
計算バッファの量が十分で待ち合わせ時間が発生しない
場合、となる。すなわち、本発明の並行処理は従来の逐次処理
に対し半分の処理時間に短縮できる。

【００１３】また通常の動画表示にあっては、例えば１
秒当り３０フレームというように動画を一定の時間間隔
で表示する必要がある。この場合、本発明は、計算プロ
セスと表示プロセスを時間制御手段で制御する。すなわ
ち、一定の時間間隔で表示プロセスに表示命令を送るこ
とによって等間隔の表示を行う。表示時間内に計算プロ
セスが終了しない場合は、現在表示中の画像を続けて表
示させる。逆に、表示プロセスが一定の表示時間内に表
示を終了しない場合は、表示プロセスに表示の打切りを
指示する。

【００１４】更に本発明にあっては、計算結果蓄積手段
に計算プロセスの計算結果として書込まれるデータ構造
体として、通常のデータに加えて表示関数名を含めてい
る。このように表示関数名がデータに含まれていると、
表示処理を実行する側で、単一の関数で異なるデータを
扱うことができ、複雑な場合分けも必要ないので扱いが
簡単になる。

【００１５】

【実施例】図２はコンピュータ・グラフィックスとして
実現される本発明の動画生成装置のハードウェア構成の
一例を示す。図２において、プロセッサユニット１０は
同時に並行して２以上のプロセッサを実行可能なものを
使用する。プロセッサユニット１０のバス２０には主記
憶ユニット１２およびファイルユニット１４が接続され
る。更にプロセッサユニット１０のバス２０にはグラフ
ィックス・アクセラレータ１６が接続され、動画像をカ
ラーディスプレイ１８に表示できるようにしている。

【００１６】このようなハードウェア構成は本発明の動
画生成装置の基本的なものであり、これに加えて編集作
業のためにオペレータとの間のやり取りを行うキーボー
ド、マウス、ポインティングデバイスなどのユーザイン
タフェース、プリンタなどのハードウェアが必要に応じ
て適宜に設けられる。プロセッサユニット１０にはオペ
レーティングシステムとして実現される本発明の動画生
成のための処理プロセスを実現する手段として、計算部
２２、表示部２４および時間制御部２６が設けられる。
計算部２２はファイルユニット１４などに格納されたデ
ータベースを使用して、表示しようとするある時間にお
ける物体の位置や形状などを仮想的な３次元空間におい
て計算して、動画データを求める。

【００１７】計算部２２における動画データの計算処理
はフレーム単位（１画面単位）に行われる。計算部２２
で計算により生成された動画データは、主記憶ユニット
１２に確保している計算バッファとして機能する計算結
果蓄積部２８に格納される。なお計算結果蓄積部２８は
主記憶ユニット１２に設けてもよいし、またファイルユ
ニット１４の中に設けるようにしてもよい。

【００１８】プロセッサユニット１０に設けられた表示
部２４は、主記憶ユニット１２の計算結果蓄積部２８に
格納された計算部２２による動画データを読み出し、３
次元空間における位置や形状として求められている物体
の動画データを、ある視点から見た２次元の投影データ
に変換し、描画する物体の基本となる構成要素の集まり
でなる描画データを生成する。

【００１９】この表示部２４で生成される描画データ
は、例えば３次元ＣＡＤなどでよく使われているグラフ
ィックス・ライブラリのＰＨＩＧＳ（Programmer´s Hi
erarchical Interactive Graphics Standard ）に相当
する。即ち、ＰＨＩＧＳにあっては、描画する物体の基
本となる構成をセントラル・ストラクチャストアという
一種のデータベースに階層的に格納し、これをディスプ
レイリストと呼んでいる。表示部２４で描画データとし
て求められたディスプレイリストに基づく実際の描画
は、グラフィックス・アクセラレータ１６で実現され
る。

【００２０】更に表示部２４にあっては、各種のレンダ
リングに関する計算を実行する。レンダリングの一般的
なものとしては、モデリング変換による形状変形、色計
算による着色、視野計算による見る範囲の変更、クリッ
ピングによる領域の制限、座標変換による見る方向の変
更、アンチェリアシングとして行われるぎざぎざの除
去、フラット・シェージングなどのレンダリング処理が
ある。

【００２１】更に高品位のレンダリングとして濃淡の色
表現に関するフォン・シェーディング、透明感の表現に
関するαブレンディング、光線の影響を計算して陰影や
光の反射などを表現するラジオシティや、画像構成に関
するシャドウ・マッピング、バンプ・マッピング、リフ
レッション・マッピングなどの各種のマッピング、霧や
靄を表現するフォグ、粒子や雲の表現を行うパーティク
ル、自由曲面や軟体を表現するメタボールなどの各種の
アルゴリズムが含まれる。

【００２２】なお、表示部２４における負担を軽減する
ためには、ＯＳで実現される各種のレンダリング処理
を、グラフィックス・アクセラレータ１６側に設けるよ
うにしてもよい。グラフィックス・アクセラレータ１６
はプロセッサユニット１０により求められた描画データ
例えばディスプレイリストを読み出して、物体を表現す
る微小なポリゴンの頂点座標を含む所謂ポリゴンデータ
に変換する。続いてポリゴンデータの各頂点の画素デー
タを生成し、更に頂点の画素データの間を補間する画素
データを生成して、最終的に動画画像のフレームドット
パターンを生成し、カラーディスプレイ１８にフレーム
単位に動画像を表示する。カラーディスプレイ１８の動
画表示において、違和感なく滑らかな動きの動画を見せ
るためには、１秒間当たり３０フレーム以上の表示速度
が要求される。

【００２３】プロセッサユニット１０に設けた時間制御
部２６は、計算部２２と表示部２４による同時並列的な
処理の手順を制御する。動画生成の開始は計算部２２に
よる動画データの計算処理を先行させる。即ち、オペレ
ータなどからの動画生成の起動コマンドを受けると、時
間制御部２６は計算部２２に起動命令を発行し、動画デ
ータの計算を先行して開始させる。

【００２４】主記憶ユニット１２の計算結果蓄積部２８
に、先行する計算部２２より一定量の動画データの計算
結果が格納されると、時間制御部２６は表示部２４に起
動命令を発行して表示処理を開始させる。具体的には、
計算結果蓄積部２８に１フレーム分の動画データの計算
結果が蓄積されたときに、表示部２４に起動命令を発行
して表示処理を開始させる。

【００２５】更に時間制御部２６は、この実施例にあっ
ては表示部２４による動画像の表示間隔が等間隔となる
ように時間制御を行っている。具体的には、カラーディ
スプレイ１８に表示する動画像の表示速度が１秒当たり
３０フレームとなるように、表示部２４に対し表示命令
を発行する。このため、時間制御部２６による設定時間
内に計算部２２による次のフレームの動画データの計算
結果が得られない場合、即ち計算部２２における動画デ
ータの計算に時間がかかっている場合には、表示部２４
に対し次のフレームについても、現在処理している動画
像と同じ表示を行わせる。逆に、表示部２４による動画
像の表示処理が時間制御部２６への設定時間を越えても
終了しない場合には、設定時間に達した時点で表示部２
４による表示処理を打ち切って、次のフレームの表示処
理に移行させる。

【００２６】これに対し、計算部２２は時間制御部２６
による時間制御を受けておらず、動画データの計算時間
は、動画内容に応じフレームごとに異なった計算時間と
なる。図３は図２のハードウェア構成で実現される本発
明の動画生成装置の機能ブロックを示している。図３に
おいて、時間制御部２６が計算部２２、表示部２４の全
体的な制御を行っている。なお表示部２４の機能には、
図２に示したグラフィックス・アクセラレータ１６も含
まれる。

【００２７】図４は図３の時間制御部２６による動画像
の表示間隔を一定時間Ｔd とした場合のタイムチャート
を示している。なお図４はｎフレーム分の動画像の生成
を例にとっている。図３において時間制御部２６は、ま
ず計算部２２に起動命令を発行し、動画データの計算処
理を先行させる。そのため、図４に示すように第１フレ
ームＦ１の計算処理が行われ、この計算時間はＴc1とな
る。第１フレームＦ１の計算終了により計算結果が計算
結果蓄積部２８に格納されると、時間制御部２６は表示
部２４に起動命令を発行し、第１フレームＦ１の表示処
理を開始させる。

【００２８】表示部２４における第１フレームＦ１の表
示処理の時間は、時間制御部２６で開始されており、予
め設定したＴd に達すると新たな表示命令を発行して、
次の第２フレームＦ２の表示処理に切り替える。一方、
計算部２２にあっては、第１フレームＦ１の計算終了に
続いて、ある時間間隔を経た第２フレームＦ２の動画デ
ータの計算を開始しており、この場合、第１フレームＦ
１の表示を行っている表示時間Ｔd に達する前に第２フ
レームＦ２の計算が終了している。

【００２９】このため、表示部２４にあっては、第２フ
レームの表示開始に対する表示命令を受けると、直ちに
計算結果蓄積部２８より第２フレームＦ２の計算結果を
取り出して表示処理を開始するようになる。次の第３フ
レームＦ３については、動画データの計算に時間がかか
っており、第２フレームＦ２の表示時間Ｔd が終了して
も第３フレームの計算結果が得られていない。

【００３０】このように動画データの計算に時間がかか
る場合には、新たな時間制御部２６からの表示命令に対
し、表示部２４は前回と同じ第２フレームＦ２の表示処
理を行う。具体的には、図２のグラフィックス・アクセ
ラレータ１６のフレームメモリに格納されている第２フ
レームＦ２の動画像を、続けてカラーディスプレイ１８
に表示する。

【００３１】第３フレームＦ３の計算にＴc3時間がかか
って計算結果が得られると、２回続けて行った第２フレ
ームＦ２の表示後に、第３フレームＦ３の計算結果に基
づき第３フレームＦ３の表示処理を行う。以下同様に、
第４フレームＦ４から最終フレームＦｎまでの計算処理
と表示処理を同時並行的に行う。この結果、計算結果蓄
積部２８の容量が十分でフレームごとの計算結果の読出
しに待ち合わせ時間が発生しないと仮定した場合、ｎフ
レーム分の動画表示時間はとなる。即ち、図２０に示した従来の計算プロセスと表
示プロセスの逐次処理に比べ、半分の処理時間で実現す
ることができる。

【００３２】図５のフローチャートは図３の時間制御部
２６による処理動作の詳細を示す。ここでＦはフレーム
番号、ｔは表示開始からの経過時間、ｄｔは表示の時間
間隔を表わす。図５において、動画生成処理を開始する
と、まずステップＳ１で、フレーム番号Ｆ１およびｔ＝
０にセットする初期化処理を行う。次にステップＳ２
で、計算部２２および表示部２４を起動して動作状態と
する。ここで計算部２２と表示部２４は独立した処理単
位であるが、並行処理が可能である。例えば、ＯＳとし
てＵＮＩＸを用いる場合には、これらを別々のプロセス
とし、マルチプロセス処理を行う。

【００３３】次にステップＳ３で、計算部２２に計算を
開始させるように計算開始命令を送る。この計算開始命
令の送出は、独立して並行に処理を行うことのできる処
理単位にメッセージを送る方法により実現できる。例え
ばＵＮＩＸの場合は、プロセス間通信によって計算部２
２に計算開始命令を送ることができる。次のステップＳ
４にあっては、計算開始命令により計算動作を開始した
計算部２２による計算結果としての動画データが、計算
結果蓄積部２８に、ある指定された量、蓄積されたかど
うかをチェックしている。具体的には、１フレーム分の
計算結果が計算結果蓄積部２８に蓄積されたか否かチェ
ックしている。指定された量のデータが蓄積されていな
い場合には、ステップＳ５で、ある時間だけ待った後、
再びステップＳ４の指定量のデータ蓄積のチェックを行
う。

【００３４】この指定量のデータ蓄積を待つステップＳ
４の処理は、一定時間として設定した表示の時間間隔ｄ
ｔを越えて動画データの計算に時間がかかるような場合
に、動画データの計算処理を先行させる役割を果たす。
即ち、表示時間間隔ｄｔを越えて動画データの計算に時
間がかかっても、動画データの計算を打ち切ることな
く、表示の時間間隔ｄｔを越える時間に亘る動画データ
の計算処理を可能とする。

【００３５】ステップＳ４で、指定された量の計算結果
のデータが計算結果蓄積部２８に蓄積されたことが判別
されると、ステップＳ６に進み、フレーム番号Ｆの値を
１つ大きくする。また表示開始からの経過時間ｔを表示
の時間ｄｔだけ進める。この結果、フレーム番号Ｆは次
のフレームを示し、また経過時間ｔは現在のフレームの
表示終了予定時刻を表わすことになる。

【００３６】続いてステップＳ７で、計算結果蓄積部２
８に計算結果のデータが入っているか否か調べる。計算
結果のデータがない場合には新たな計算結果に基づく新
たな動画表示ができないので、ステップＳ８で、次のフ
レームの表示開始時刻まで待って、ステップＳ６に戻
り、現在フレームの表示内容をそのままにしておく。計
算結果蓄積部２８に計算結果が入っている場合には、ス
テップＳ９に進み、表示部２４に表示命令を送る。続い
てステップＳ１０で、現在時刻がステップＳ６で設定し
た表示終了予定時刻ｔに達するまで、ステップＳ１１
の、ある時間待つ処理を繰り返す。現在時刻が表示終了
予定時刻ｔに達すると、ステップＳ１２に進み、表示部
２４にそのフレームの表示終了を命令する。これによ
り、１フレーム分の動画表示が終了する。

【００３７】続いてステップＳ１３で、動画表示の終了
の有無をチェックする。動画表示の終了はオペレータに
よるコマンドあるいは最終フレームの表示終了で認識さ
れる。動画表示の終了でなかった場合には、再びステッ
プＳ６に戻り、次のフレームの表示処理を行う。ステッ
プＳ１３で動画表示の終了を判別した場合には、ステッ
プＳ１４で、計算部２２に計算の終了命令を送り、ステ
ップＳ１５で、計算部２２および表示部２４の終了化処
理を行って、一連の処理を終える。

【００３８】図６のフローチャートは図３に示した本発
明の計算部２２の処理動作を示す。図６において、まず
ステップＳ１で、時間制御部２６より計算開始命令がき
ているかどうか調べる。計算開始命令がきていると、ス
テップＳ２に進み、計算終了命令がきているかどうか調
べる。計算終了命令がきていなければ、ステップＳ３に
進み、１フレーム分の動画データの計算処理を実行す
る。

【００３９】このステップＳ３における動画データの計
算処理は、例えば図７に示すようになる。図７（Ａ）は
第１フレームＦ１の動画データの計算結果を模式的に示
している。なお実際は３次元空間の計算であるが、説明
を簡単にするため２次元空間で表している。図７（Ａ）
にあっては、転がってきたボール３２が落下する直前の
画像であり、落下後に、軌跡３４に示すように弾む動画
を予定している。

【００４０】このような場合、ボール３２が落下した後
の運動軌跡３４について、予め運動方程式が設定されて
おり、各フレームにおける時刻が決まると、運動方程式
の解として運動軌跡３４上のボール３２の位置が決ま
る。例えば図７（Ｂ），（Ｃ）に示す第２フレームＦ
２，第３フレームＦ３の図７（Ａ）の第１フレームＦ１
からの経過時間ｔ２，ｔ３が決まれば、運動軌跡３４の
運動方程式にｔ２，ｔ３を代入することで、第２フレー
ムＦ２，第３フレームＦ３でのボール３２の位置Ｐ２，
Ｐ３を一義的に決めることができる。

【００４１】更に、ボール３２のデータとしては球の方
程式を準備し、ボール３２を特定するために中心座標と
半径を各動画データごとに求めればよい。更に背景につ
いては各フレームごとに変化しないことから、固定的な
データとして生成する。再び図６を参照するに、ステッ
プＳ３で１フレーム分の動画データの計算処理が済む
と、ステップＳ４に進み、計算結果蓄積部２８にアクセ
ス可能かどうか調べる。アクセス可能であれば、ステッ
プＳ５で、計算結果蓄積部２８への他のプロセスからの
アクセスを禁止し、計算部２２で占有する。次にステッ
プＳ６で、計算結果蓄積部２８に書込余地があるか否か
調べ、書込余地があれば、ステップＳ７で、計算結果の
書込みを行う。

【００４２】計算結果の書込みが済むと、ステップＳ８
で、計算結果蓄積部２８へのアクセスの禁止を解除す
る。そしてステップＳ９で、計算のステップを１つ進
め、次のフレームの動画生成時刻に切り替えてステップ
Ｓ２に戻る。一方、ステップＳ６で計算結果蓄積部２８
に書込余地がなかった場合には、ステップＳ１０に進
み、計算部２２で獲得した計算結果蓄積部２８へのアク
セス禁止を解除し、他のプロセスによる処理に開放す
る。続いてステップＳ１１で、ある時間待って、再びス
テップＳ５に戻り、計算結果蓄積部２８へのアクセス禁
止を行って、再度書込みを試みる。

【００４３】尚、計算結果蓄積部２８に書込余地がなか
った場合には、時間制御部２６などの他のプロセスによ
り表示処理が済んだフレーム分の計算結果を消去して空
スペースを確保する処理が、別途行われる。図８のフロ
ーチャートは図３の表示部２４の処理動作を示す。図８
において、まずステップＳ１で、時間制御部２６から表
示命令が送られてきているかどうかを調べる。表示命令
が送られてきていると、ステップＳ２に進み、計算結果
蓄積部２８にアクセス可能かどうかを調べる。アクセス
可能であれば、ステップＳ３に進み、計算結果蓄積部２
８への他からのアクセスを禁止して、表示部２４で占有
する。

【００４４】続いてステップＳ４で、計算結果蓄積部２
８から計算結果を読み出し、ステップＳ５で、計算結果
蓄積部２８へのアクセス禁止を解除する。ステップＳ６
にあっては、計算結果蓄積部２８からの読出結果に基づ
き、予め定めた設定時間ｄｔだけ表示処理を行う。この
設定時間に亘る表示処理は、図５に示した時間制御部に
より管理されている。

【００４５】ステップＳ７にあっては、時間制御部から
表示終了命令が送られてきているかどうか調べる。表示
終了命令が送られてきていれば、一連の処理を終了す
る。表示終了命令がきていなければ、ステップＳ８に進
み、処理中のフレームの表示終了命令がきているか否か
調べる。処理中の表示終了命令がきていなければ、ステ
ップＳ９で、フレームの表示が完了したか否か調べ、完
了するまでステップＳ６からの処理を繰り返す。フレー
ムの表示が完了した場合には、ステップＳ１に戻り、次
の表示命令を待つ。

【００４６】次に本発明で用いる計算結果蓄積部２８に
対する計算結果のデータ格納について説明する。今、図
９に示すような３次元空間の物体３６のデータが計算部
２２により生成されたとする。図１０は図９の物体３６
に関する計算データの一例を示す。この場合、物体３６
の指定色は「ｒｅｄ」であり、物体３６の基準点Ｐの座
標（ｌｏｃａｔｉｏｎ）は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．
０，１．０，０．５）である。また、物体３６の大きさ
を示すｘｙｚ方向のサイズ所謂スケール（ｓｃａｌｅ）
は、ｘ＝１．０、ｙ＝０．５、ｚ＝０．３である。図１
０のように生成された物体の計算データは、図２に示し
たようにファイルユニット１４あるいは主記憶ユニット
１２（メモリ）に格納される。

【００４７】まずファイルユニットを計算結果蓄積部２
８として用いる場合を説明する。ファイルユニットに格
納する場合には、図１１に示すような計算結果蓄積用の
ファイルを作成して計算結果を書き込む。このファイル
は色データ、位置Ｘ座標値、位置Ｙ座標値、位置Ｚ座標
値、Ｘ方向スパン値、Ｙ方向スパン値およびＺ方向スパ
ン値で構成される。

【００４８】図１０の計算結果を図１１のファイルを作
成して格納する場合、図１２の１つめのデータに示すデ
ータ構造をもつことになる。このような１フレームの動
画の生成に必要な１または複数の物体に関する計算結果
データが例えば図１１のデータ構造をもって、図１２に
示すように順番にファイルユニット１４に格納されるこ
とになる。

【００４９】次に図２の主記憶ユニット１２に示したよ
うに、計算結果蓄積部２８としてメモリを用いる場合を
説明する。本発明による動画生成のための計算部２２お
よび表示部２４がＣ言語で実現される場合には、Ｃ言語
の配列や構造体を用いてメモリに計算結果データを蓄積
する。図１３はメモリに格納するためのデータ構造体の
一例を示す。このデータ構造体にあっては、１または複
数の可変長のデータ格納部に加えて、データ構造体の中
に表示処理に用いる関数名である表示関数名も含めて記
述したことを特徴とする。このように表示関数名がデー
タ構造体に含まれていると、データ構造体を読み出して
表示部２４で表示処理を実行する際に単一の関数で異な
るデータを扱うことができ、複雑な場合分けも必要とし
ないことで表示処理を簡単にすることができる。

【００５０】図１４は図１０に示した計算結果データに
ついて、図１３のデータ構造体を使用してメモリに格納
する場合のデータ構造を示している。この場合には、３
つのデータ構造体３８，４０，４２が生成され、「ｓｅ
ｔ−ｃｏｌｏｒ」「ｓｅｔ−ｌｏｃａｔｉｏｎ」および
「ｓｅｔ−ｓｃａｌｅ」が表示実行のための関数であ
る。その後に続く「ｒｅｄ」や数値が、各関数が与える
設定値を表わしている。

【００５１】図１５は図１４に示すデータ構造体を用い
た本発明の表示部２４における表示処理を示している。
図１５において、まずデータ構造体をステップＳ１で１
つ取り出し、データ構造体の中の表示関数名を、ステッ
プＳ２で読む。最初のデータ構造体３８の表示関数名は
「ｓｅｔ−ｃｏｌｏｒ」であることから、これがステッ
プＳ３で判別され、ステップＳ６で、表示関数名に続く
設定値「ｒｅｄ」に従った色の処理が行われる。

【００５２】次にデータ構造体４０が取り出され、この
場合、表示関数名は「ｓｅｔ−ｌｏｃａｔｉｏｎ」であ
ることが、ステップＳ５で判別され、ステップＳ６で、
表示関数名に続く位置座標（１．０，０．５，２．０）
に関する位置の処理がおこなわれる。更に次のデータ構
造体４０の取出しについては、ステップＳ７で、表示関
数名「ｓｅｔ−ｓｃａｌｅ」が判別され、ステップＳ８
で、ｘｙｚ方向の各スケール１．０，０．５，０．３に
応じたスケールの処理が行われる。

【００５３】実際の動画データ生成にあっては、これ以
外にも多数の表示関数名があり、これらについて判別し
て、ステップＳ９で全てのデータ構造体の取出しが終了
するまで、処理を繰り返す。このような表示関数名をデ
ータ構造体に含む計算結果データをメモリを用いて蓄積
した場合には、表示を実行する表示部側でデータの種類
ごとに関数を作成する必要がなく、例えば「ｓｅｔ」と
いう１つの関数で全てのデータを扱うことができる。

【００５４】これに対し、もし計算結果データに表示関
数名が含まれていなかった場合には、読み出した計算結
果データについて、その都度データの型を調べて処理を
分けたり、また位置とスケールのようにデータ型が全く
同じ場合にはデータの型から判断できないので、予めデ
ータの順番を決めて判別するなどの複雑な処理を必要と
するが、本発明にあっては、表示関数名をデータ構造体
に含めたことで、このような複雑な処理が一切、不要と
できる。

【００５５】図１６は本発明による動画データ生成装置
の第２実施例を機能ブロックで示す。この第２実施例に
あっては、図３の第１実施例の時間制御部２６の代わり
に単なる制御部３０を設け、表示部２４による表示間隔
を一定間隔とせずに、実際のデータ表示に要する時間を
そのまま反映させたことを特徴とする。この第２実施例
は、表示部２４の処理性能が高いことで、動画表示に必
要な１秒間当たり３０フレーム以上となる表示速度を越
える表示が常時発揮できるような場合に適用できる。

【００５６】図１７は図１６の第２実施例における計算
部２２と表示部２４の並行処理のタイムチャートを示し
ている。この場合にも、制御部３０による命令を受けて
計算部２２の計算処理が先行し、まず第１フレームＦ１
の動画データの計算を行う。第１フレームＦ１の計算が
済むと、計算結果は計算結果蓄積部２８に書き込まれ、
続いて制御部３０の命令で、表示部２４による第１フレ
ームＦ１の表示処理が開始される。

【００５７】表示部２４による表示時間は制御部３０に
より管理されておらず、第１フレームＦ１の表示処理が
Ｔd1時間で終了すると、次の第２フレームＦ２の表示処
理に切り替わる。この場合、第１フレームの表示時間Ｔ
d1の終了時点で計算部２２による第２フレームＦ２の計
算結果が得られていることから、直ちに第２フレームＦ
２の表示処理に切り替わる。

【００５８】以下同様にして、計算部２２および表示部
２４のいずれについても、それぞれにおける実際の表示
時間より次のフレームの処理に移行する処理が最終フレ
ームＦｎまで繰り返される。図１８は図１６の第２実施
例に設けた制御部３０の処理動作を示す。このフローチ
ャートは図５に示した時間制御部２６のステップＳ１０
〜Ｓ１２の表示時間間隔の処理を除いたフローチャート
であり、この点以外は同じ処理となる。

【００５９】なお、本発明は実施例に示した数値による
限定は受けない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、動画データの計算と動画データの表示のマルチプロ
セスによる並行処理により、より短い時間間隔で動画表
示ができ、動画データをメモリなどに格納した後に読み
出して表示するバッチ処理によらなくとも、一定の時間
間隔での動画表示ができ、動画作成時の編集時にも完成
に近い状態で編集結果を確認でき、動画作成や編集の作
業を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明が適用される装置構成の一例を示した説
明図

【図３】表示を等間隔で行う本発明の第１実施例を示し
た機能ブロック図

【図４】図３の計算部と表示部の並行処理を示したタイ
ムチャート

【図５】図３の時間制御部の処理動作を示したフローチ
ャート

【図６】図３の計算部の処理動作を示したフローチャー
ト

【図７】動画データの計算例を示した説明図

【図８】図３の表示部の処理動作を示したフローチャー
ト

【図９】本発明で求める３次元物体の説明図

【図１０】図９の物体につき計算した動画データの説明
図

【図１１】ファイルユニットに格納するデータ構造体の
説明図

【図１２】ファイルユニットのデータ格納状態の説明図

【図１３】メモリに格納するデータ構造体の説明図

【図１４】図１３のデータ構造体の具体例を示した説明
図

【図１５】図１４のデータ構造体を用いた表示処理のフ
ローチャート

【図１６】表示時間間隔を可変長とした本発明の第２実
施例の機能ブロック図

【図１７】図１６による計算部と表示部の並行処理を示
したフローチャート

【図１８】図１６の制御部による処理動作を示したフロ
ーチャート

【図１９】従来の動画データ生成処理を示した説明図

【図２０】従来の計算プロセスと表示プロセスの逐次処
理を示したタイムチャート

【符号の説明】

１０：プロセッサユニット１２：主記憶ユニット１４：ファイルユニット１６：グラフィックス・アクセラレータ１８：カラーディスプレイ装置２０：バス２２：計算部２４：表示部２６：時間制御部２８：計算結果蓄積部３０：制御部３２：ボール３４：運動軌跡３６：物体３８，４０，４２：データ構造体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動画データを計算して生成する計算過程
と、前記計算過程で生成された動画データを記憶装置に蓄積
する計算結果蓄積過程と、前記記憶装置から読みし出た動画データに基づき、前記
動画データの計算に並行して動画データを表示する表示
過程と、を備えたことを特徴とする動画生成方法。
【請求項２】請求項１記載の動画生成方法に於いて、最
初に前記計算過程による動画データの計算を先行させ、
前記計算結果蓄積過程で一定量の計算結果が蓄積されて
から前記表示過程による動画データの表示を開始させる
ことを特徴とする動画生成方法。
【請求項３】請求項１記載の動画生成方法に於いて、前
記表示過程は、予め定めた一定の時間間隔（Ｔd ）で動
画データを表示することを特徴とする動画生成方法。
【請求項４】請求項３記載の動画生成方法に於いて、前
記表示過程は、動画データの表示中に、前記計算過程で
次の表示に使用する動画データの計算が終了しなかった
場合、現在表示中と同じ動画データを表示し続けること
を特徴とする動画生成方法。
【請求項５】請求項３記載の動画生成方法に於いて、前
記表示過程は、一定時間（Ｔd ）のあいだに動画データ
の表示処理が終了しない場合は、該表示処理を強制的に
打ち切って次の動画データの表示に移行することを特徴
とする動画生成方法。
【請求項６】請求項１記載の動画生成方法に於いて、前
記計算結果蓄積過程は、前記計算過程で求めた動画デー
タの計算結果を、表示関数名と該関数表示名で指定され
るデータを含んだデータ構造体として記憶することを特
徴とする動画再生方法。
【請求項７】請求項６記載の動画生成方法に於いて、前
記表示過程は、前記計算結果蓄積過程で記憶装置に格納
された前記データ構造体を順番に読み出し、該データ構
造体の表示関数名に従ってデータの表示処理を繰り返す
ことを特徴とする動画再生方法。
【請求項８】請求項１乃至７記載の動画生成方法に於い
て、計算過程および表示過程を、計算機上のオペレーテ
ィングシステムで実現されるマルチプロセスで実行する
ことを特徴とする動画生成方法。
【請求項９】動画データを計算して生成する計算手段
（２２）と、前記計算手段（２２）によって生成された動画データを
蓄積する計算結果蓄積手段（２８）と、前記計算結果蓄積手段（２８）から読み出した動画デー
タに基づいて動画データを表示する表示手段（２４）
と、前記計算手段（２２）と表示手段（２４）の処理を並行
して行わせる制御手段（２６）と、を備えたことを特徴
とする動画生成装置。
【請求項１０】請求項９記載の動画生成装置に於いて、
前記制御手段（２６）は、最初に前記計算手段（２２）
に起動命令を送って動画データの計算を先行させ、前記
計算結果蓄積手段（２８）に一定量の計算結果が蓄積さ
れてから前記表示手段（２４）に起動命令を送って動画
データの表示を開始させることを特徴とする動画生成装
置。
【請求項１１】請求項９記載の動画生成装置に於いて、
前記制御手段（２６）は、予め定めた一定時間（Ｔd ）
ごとに前記表示手段（２４）に表示命令を送って一定の
時間間隔で動画データを切替表示することを特徴とする
動画生成装置。
【請求項１２】請求項１１記載の動画生成装置に於い
て、前記制御手段（２６）は、前記表示手段（２４）に
よる動画データの表示中に、前記計算手段（２２）で次
の表示に使用する動画データの計算が終了しなかった場
合、現在表示中と同じ動画データを表示し続けることを
特徴とする動画生成装置。
【請求項１３】請求項１１記載の動画生成装置に於い
て、前記制御手段（２６）は、前記一定時間のあいだに
前記表示手段（２４）による動画データの表示処理が終
了しない場合は、該表示手段（２４）による表示処理を
強制的に打ち切って次の動画データの表示に移行させる
ことを特徴とする動画生成装置。
【請求項１４】請求項９記載の動画生成装置に於いて、
前記計算結果蓄積手段（２８）は、前記計算手段（２
２）による動画データの計算結果を、表示関数名と該関
数表示名で指定されるデータを含んだデータ構造体とし
て前記計算結果蓄積手段（２８）に記憶することを特徴
とする動画再生装置。
【請求項１５】請求項１４記載の動画生成装置に於い
て、前記表示手段（２４）は、前記計算結果蓄積手段
（２２）に格納された前記データ構造体を順番に読み出
し、該データ構造体の表示関数名に従ってデータの表示
処理を繰り返すことを特徴とする動画再生装置。
【請求項１６】請求項９乃至１４記載の動画生成装置に
於いて、計算手段（２２）、表示手段（２４）、および
制御手段（２６）を、計算機上のオペレーティングシス
テムで実現されるマルチプロセスで実行されることを特
徴とする動画生成装置。