JPH09128566A - 画像合成方法及び画像合成装置 - Google Patents
画像合成方法及び画像合成装置Info
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- JPH09128566A JPH09128566A JP30506795A JP30506795A JPH09128566A JP H09128566 A JPH09128566 A JP H09128566A JP 30506795 A JP30506795 A JP 30506795A JP 30506795 A JP30506795 A JP 30506795A JP H09128566 A JPH09128566 A JP H09128566A
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Abstract
することができる画像合成方法及び画像合成装置を提供
することを課題とする。 【解決手段】 オブジェクト空間に配置される複数のオ
ブジェクトのうち、隣り合う少なくともオブジェクトA
とオブジェクトBとが行う関節運動をリアルタイム画像
表示する画像合成方法であって、関節運動が行われると
きに、オブジェクトAの関節面の頂点がオブジェクトB
の関節面の頂点と一致して、伸縮ポリゴンPB0…PB
5が伸縮する。そして、オブジェクトAとオブジェクト
Bとの間に一定の捻れが生じる関節運動が行われる場合
には、オブジェクトBの関節面の頂点が捻れと同方向に
循環してずれた位置のオブジェクトAの頂点と一致し
て、伸縮ポリゴンPB0…PB5が伸縮する。
Description
画像合成装置に関し、特に、複数のモデルの関節運動を
好適に画像表示する画像合成方法及び画像合成装置に関
する。
り、複数のオブジェクト(部品)の組み合わせからなる
表示物が記憶装置内に構築されたオブジェクト空間にお
いて様々な動作を行う様子を画像出力する画像合成装置
が広く親しまれている。
て、表示物のオブジェクト空間における動きを滑らかに
表示することは該画像合成装置の表示画像の質を高める
上で必須であり、そのため、必要な画像処理を複雑化す
ることなく表示物の関節部分の画像表示を滑らかなもの
とする技術が望まれていた。
たものであり、表示物の関節部分の画像表示を好適なも
のとすることができる画像合成方法及び画像合成装置を
提供することを課題とする。
空間に配置され、頂点によって特定されるポリゴンが組
み合わされてなる複数のオブジェクトのうち、隣り合う
第1オブジェクトと第2オブジェクトとが行う関節運動
をリアルタイム画像表示する画像合成方法であって、前
記第1オブジェクトを、前記第2オブジェクトに近接し
て第0頂点から第(n−1)頂点までのn個の頂点によ
り特定される第1関節面を含むように形成し、前記第2
オブジェクトを、前記第1オブジェクトに近接して第0
頂点から第(n−1)頂点までのn個の頂点により特定
される第2関節面を含むように形成し、前記第1及び第
2オブジェクトを構成するポリゴンの前記関節運動の前
後での頂点の位置情報を所与の時間毎に導出する位置情
報導出ステップと、第1オブジェクトの第0頂点から第
(n−1)頂点を、それぞれ、第2オブジェクトの第0
頂点から第(n−1)頂点とするオブジェクト連結ステ
ップと、前記関節運動に際して前記第1オブジェクトと
前記第2オブジェクトとに所与の捻れが生じた場合に、
該捻れの角度に対応して増減する整数である頂点シフト
数m及び下記の式によって導出されるF(i)を用い
て、前記第1オブジェクトの第i頂点を前記第2オブジ
ェクトの第F(i)頂点とする頂点循環ステップとを含
むことを特徴とする。
剰余を表す。) 本発明によれば、位置情報導出ステップによって第1オ
ブジェクト及び第2オブジェクトのポリゴンの頂点の位
置情報が導出される。そして、オブジェクト連結ステッ
プは、導出された第1オブジェクトの頂点の位置情報の
うち前記第1関節面に含まれる前記第0頂点から第(n
−1)頂点を、第2オブジェクトの前記第2関節面に含
まれる前記第0頂点から第(n−1)頂点として、両オ
ブジェクトを共通の関節面にて隙間無く連結する。
クトと前記第2オブジェクトとの間に捻れが生じた場合
に、前記頂点循環ステップによって、前記第1オブジェ
クトの第i頂点を前記2オブジェクトの第F(i)頂点
として、前記第2オブジェクトの関節面に含まれる頂点
を捻れに対応して循環させる。
2オブジェクトが第0頂点から第5頂点までの6個の頂
点によって特定される正6角形の関節面を持つ場合は、
前記オブジェクト連結ステップによって、第1オブジェ
クトの第i頂点と第2オブジェクトの第i頂点とが一致
して画像合成される(i=0,…,5)。そして、第1
オブジェクトと第2オブジェクトとの間に120゜の捻
れが生じる場合には、例えば、前記頂点シフト数mをm
=2とし、前記頂点循環ステップによって、前記第1オ
ブジェクトの第i頂点を前記第2オブジェクトの第F
(i)頂点として用いる(i=0,…,5)。
て、頂点シフト数はm=2であり、頂点数nはn=6で
あるから、各F(i)は、 F(0)=mod(2+0,6)=2、 F(1)=mod(2+1,6)=3、 F(2)=mod(2+2,6)=4、 F(3)=mod(2+3,6)=5、 F(4)=mod(2+4,6)=0、 F(5)=mod(2+5,6)=1、 となり、第1オブジェクトの第0頂点は第2オブジェク
トの第2頂点と、第1オブジェクトの第1頂点は第2オ
ブジェクトの第3頂点と、第1オブジェクトの第2頂点
は第2オブジェクトの第4頂点と、第1オブジェクトの
第3頂点は第2オブジェクトの第5頂点と、第1オブジ
ェクトの第4頂点は第2オブジェクトの第0頂点と、第
1オブジェクトの第5頂点は第2オブジェクトの第1頂
点と、して、それぞれ循環して再定義される。
第2オブジェクトとを裂け目無く滑らかに連結すること
ができ、更に、前記第1オブジェクトと前記第2オブジ
ェクトとの間に捻れが生じた場合にも自然な捻れの補正
を行うことができる。
過程において、表示物の関節を介して隣接する2つのオ
ブジェクト(部品)を、図1Aに示すように、いずれも
固定した形状をなすように形成した場合、関節10の動
き(以下「関節運動」という)に際して該関節10付近
の画像表示が見苦しくなるという問題を認識した。
のオブジェクト12、14がいずれも固定形状をなす場
合には、関節運動の態様に応じて、例えば、図1Bに示
すように関節10の外側に裂け目16が生じていずれか
のオブジェクトの一端面が露出して画像表示されるとい
う問題がある。
隣接する2つのオブジェクト12、14が互いに重なり
合うような関節運動の態様においては、該関節10で両
オブジェクトの側面が互いに交差する。このため陰面処
理の手法によっては表示される側面が頻繁に交代して画
像表示にちらつきが生じる等の問題がある。
画像表示は見苦しく画像合成装置の娯楽性を著しく損ね
てしまう。このような問題を解決するために、本発明者
は固定形状をなす複数のオブジェクトのみの組み合わせ
によって表示物を構成していたという従来の技術を見直
し、関節部分において側面が伸縮するオブジェクトを画
像表示するという発明を創作するに至った。
き詳細に説明する。
いた隣接する2つのオブジェクトの関節運動の画像表示
を示す図である。同図に示す2つのオブジェクトA、オ
ブジェクトBは12枚のポリゴンの組み合わせによって
6角柱状に形成されていて、それぞれの関節面18が同
一となるようにして滑らかに接続されている。そして、
関節運動の前後に際してオブジェクトBにおけるオブジ
ェクトAに接する6枚のポリゴン(以下、「伸縮ポリゴ
ン」という)PB0…PB5が、オブジェクトAとオブ
ジェクトBとが互いに接するように伸縮する。尚、伸縮
ポリゴンPB3…PB5は図示されておらず、伸縮ポリ
ゴンPB3、PB4、PB5はそれぞれ順に伸縮ポリゴ
ンPB0、PB1、PB2に対向する位置に配されてい
る。
隣接する端面を互いに一致させて関節面18とすれば、
これらのオブジェクトA、Bの関節運動に際して関節部
分の外側に裂け目が生じることがなく、いずれのオブジ
ェクトの関節部分の端面も露出して画像表示されない。
また、2つのオブジェクトを構成する側面が互いに交差
しないため、陰面消去の手法によらず、好適に関節部分
の陰面消去処理を行うことができる。尚、前記伸縮ポリ
ゴンPB0…PB5は関節面18とオブジェクトBの他
端面20と間に設けられ該関節面18に対応して設けら
れる区画線22によって区画されている。そして、該区
画線22は関節面18と前記他端面20との中間位置に
設けられている。こうすれば、関節運動に際してオブジ
ェクトB全体が変形することを防ぐことができる。
無制限に行った場合にはオブジェクトAとオブジェクト
Bとが捻れを伴う関節運動を行う場合に問題が生じる。
すなわち、図3Aに示すようにオブジェクトAとオブジ
ェクトBとが捻れた位置関係にある場合にも前記伸縮ポ
リゴンPB0…PB5はそれぞれの対応する頂点を連結
するように伸縮する。そして、この捻れ角が一定以上の
場合、例えば図3Bに示すように捻れ角が180度であ
る場合には、伸縮ポリゴンPB0…PB5の中程でオブ
ジェクトBが細くなるというという問題がある。このた
め、本画像合成装置は、オブジェクトAとオブジェクト
Bとが一定の捻りを伴う関節運動を行う場合に、伸縮ポ
リゴンPB0…PB5の頂点のうち関節面に含まれる頂
点を再定義する手段を含んでいて、かかる場合にも好適
な画像表示を得ることができる。
きる本画像合成装置の構成を示す図である。同図に示す
画像合成装置は、オブジェクト空間に配置されるそれぞ
れの表示物に関する情報が記憶される記憶部30を有し
ている。そして、該記憶部30には前述した隣接する2
つのオブジェクトの輪郭線の形状情報を記憶するオブジ
ェクト情報記憶部32が特に設けられている。具体的に
は、オブジェクト情報記憶部32には各オブジェクトを
構成する複数のポリゴンの基本配置が各オブジェクトに
属する所定の原点を基準とする座標情報として記憶され
ていて、該座標情報によってオブジェクトの基本形状が
指定される。尚、ここで記憶される形状は「基本形状」
であって、画像表示時に際しては変形処理等がなされ
る。
ェクト情報記憶部32には各オブジェクトに対応したポ
リゴン頂点リストとポリゴン属性リストとが記憶され
る。図5、6はオブジェクトA及びオブジェクトBのポ
リゴン頂点リストを示す図であり、各オブジェクトを構
成するポリゴンの頂点座標と該頂点の名前とが対応して
記憶されている。ここで、各オブジェクトの頂点の名前
は図7、8に示すようにして定められていて、オブジェ
クトAは頂点CA0…CA5、A0…A11までの18
個の頂点によって指定され、オブジェクトBは頂点CB
0…CB5、B0…B11までの18個の頂点によって
指定される。ここで、符号の頭文字にCを付した頂点C
A0…CA5、CB0…CB5はそれぞれオブジェクト
A、オブジェクトBの関節面18の頂点の名前であり、
それらの頂点座標は各ポリゴン頂点リストの先頭側に格
納されている。また、頂点CA0と頂点CB0の如く符
号に付した数字が同じ頂点は互いに位置が一致すべき頂
点を表している。
9Bに示すように各ポリゴンの名前PA0…PA11、
PB0…PB11と各ポリゴンを特定する4つの頂点の
ループ、及び各ポリゴンの属性情報APA0…APA1
1、APB0…APB11とが対応して記憶されてい
る。このポリゴンの属性情報APA0…APA11、A
PB0…APB11は各ポリゴンPA0…PA11、P
B0…PB11に張り付けるべきテクスチャに関する情
報等が含まれている。
各ポリゴンを特定する頂点の位置座標を変更することに
よって、該ポリゴンの配置を変更することができると共
に大きさや形状をも変更することができる。
A及びオブジェクトBに関する情報は、処理部34(図
4参照)によって所定の演算処理が施されて一時記憶さ
れる。該処理部34には位置情報導出部36、オブジェ
クト連結部38、一時記憶部40、画像合成部42、頂
点循環部44が設けられている。
情報記憶部32に記憶される各オブジェクトの形状情報
と、記憶部30に記憶される、オブジェクト空間におけ
る各オブジェクトの動きを制御する制御プログラムや表
示物の動作情報に基づいて該オブジェクトの回転、平行
移動等の3次元演算処理を施してオブジェクト空間にお
ける位置座標情報を導き出す。そして、これらの情報は
一時記憶部40に記憶される。この際、前記オブジェク
ト連結部38はオブジェクトBにおけるオブジェクトA
側に隣接する端面の頂点CB0…CB5の情報をオブジ
ェクトAにおけるオブジェクトB側に隣接する端面の頂
点CA0…CA5の情報に置き換えて前記一時記憶部4
0に記憶することにより、オブジェクトAとオブジェク
トBとを連結する。前記画像合成部42はこうして記憶
された一時記憶部40の記憶内容に基づいて画像情報を
表示部46に出力する。
フロー図である。また、図11は同処理における前記一
時記憶部40の記憶内容を示す概念図であり、頂点座標
が記憶領域に整列して格納される様子を示している。以
下、これらの図に基づきオブジェクトAとオブジェクト
Bとを連結する処理の具体的な手順を説明する。
(レジスタ)にカウント値iを記憶保持する領域を確保
し、i=0を格納する(S1)。次に位置情報導出部3
6は前記オブジェクト情報記憶部32に記憶された前記
オブジェクトAのポリゴン頂点リストより頂点座標のう
ちの一つを読み出す(S2)。また位置情報導出部36
は、読み出した座標を用いてオブジェクト空間における
関節運動後の位置座標を導出し(S3)、前記一時記憶
部40の前記カウント値iに対応する領域(アドレス)
へ格納する(S4)。次に処理部34は前記カウント値
iの値に基づき、読み出した座標にかかる頂点が最終デ
ータであるかを判別する(S5)。尚、本例の場合には
カウント値i=18が最終データを表す。最終データで
ない場合には前記カウント値iを1だけインクリメント
し(S6)、次の頂点の座標を読み出す(S2)。以上
の処理を最終データにかかる頂点座標に対して行うまで
繰り返し(S5)、オブジェクトAの全ての頂点データ
の読み出し、演算及び記憶が行われると、前記画像合成
部42は前記一時記憶部40を読み出し、その情報に従
って画像情報を出力する(S7)。この時点での一時記
憶部40は、図11Aに示すように、カウント値i=0
〜5に対応する領域にオブジェクトAの関節面18に属
する頂点座標が格納され、カウント値i=6〜18に対
応する領域にその他の頂点座標が記憶されている。尚、
一時記憶部40には情報が読み出された後にも、記憶さ
れている座標情報は引き続き記憶される。
するオブジェクトBの捻れ角を導出する(S8)。本画
像合成装置では演算処理の軽減化を図る観点から厳密な
捻れ角の計算を行う代わりに、前記表示部46によって
表示される前記伸縮ポリゴンPB0…PB5の捻れの程
度が見苦しくならない範囲で、前記記憶部30に記憶さ
れるオブジェクトAに対するオブジェクトBの動作情報
に基づいた簡略化した演算により前記捻れ角θを求めて
いる。
が小さいとみなし、捻れに対する処理を省略してオブジ
ェクトBの表示処理に移る(S9)。ここで、60゜
は、関節面18の頂点数6に基づいて決定される角度で
あるが、前記表示部46によって表示される前記伸縮ポ
リゴンPB0…PB5の表示画像に基づいて、経験的に
決定することもできる。
6として再設定し(S10)、位置情報導出部36はオ
ブジェクトBのポリゴン頂点リストよりカウント値iに
対応する頂点の座標を読み出す(S11)。位置情報導
出部36は読み出した座標を用いてオブジェクト空間に
おける関節運動後の位置座標を導出し(S12)、カウ
ント値iに対応した一時記憶部40の領域に格納する
(S13、図11B参照)。次に、カウント値iの値に
より最終データであるか判別し(S14)、最終データ
でなければカウント値iを1だけインクリメントする
(S15)。そして、オブジェクトBの次の頂点を読み
出し(S11)し、最終データまで同様の処理を繰り返
す(S14)。そして、オブジェクトBの全ての頂点デ
ータの演算及び一時記憶を行う。すなわち、一時記憶部
40に記憶された頂点座標CA0…CA5は、そのまま
の記憶内容で保持し、オブジェクトBにのみ属する頂点
座標B0…B11だけをオブジェクトAにのみ属する頂
点座標A0…A11が記憶されていた領域に上書きして
変更記憶する。その後、前記画像合成部42は前記一時
記憶部40を読み出しその情報に従って画像情報を出力
する(S16)。
<60゜を満たさない場合(S9)には、前記頂点循環
部44による捻れに対する処理が行われる。図12は前
記頂点循環部44の処理手順を示すフロー図である。ま
た、図13は同処理における前記一時記憶部40の記憶
内容を示す概念図であり、図13AはオブジェクトAの
頂点座標が整列して格納されている様子を示し、図13
Bはそれらのうち関節面18に含まれる頂点CA0…C
A5の座標情報が順に入れ替えられて格納されている様
子を示す。以下、これらの図に基づき捻れに対する処理
の手順を説明する。
シフト数mとして導出する(S21)。その後、関節面
18に含まれる頂点CA0…CA5の座標情報を読み出
し、一時記憶部40に設けられた作業領域に格納してお
く(S22)。次に前記カウント値iをi=0として初
期化し(S23)、一時記憶部40の作業領域に格納さ
れた前記座標情報のうち、F(i)=mod(m+i,
6)によって定められるF(i)によって指定される頂
点CA(F(i))に係るものを前記一時記憶部40の
カウント値iに対応する領域に格納する(S24)。こ
こで、mは前述した頂点シフト数を表す。こうした処理
をiを1ずつインクリメントしながら(S25)、i=
6を満たすまで繰り返す(S26)。
ステップによって図13Aに示すようにして既に前記一
時記憶部40に格納されたオブジェクトAの頂点座標の
うち、関節面18に係るものを循環して入れ替えること
ができる。
点座標の前記一時記憶部40への格納処理を行えば(図
10、S10〜S16)、例えば、前記頂点循環部44
による処理を行わなければ頂点のループがCB0(CA
0)−CB1(CA1)−B1−B0であったはずの伸
縮ポリゴンPB0は、頂点ループがCA3−CA4−B
1−B0として再定義されることになり、好適に捻れが
補正される。
ブジェクトAとオブジェクトBとの関節面18を前記伸
縮ポリゴンPB0…PB5を伸縮させて一致させること
によって、厳密な関節部分の画像の再現を行うことな
く、簡易に両オブジェクトを裂け目無く連結することに
成功している。更に、オブジェクトAとオブジェクトB
との間に捻れが生じた場合にも、関節面18に含まれる
頂点を循環して入れ替えるという比較的画像処理負担の
少ない方法で該捻れに伴う問題を解決することに成功し
ている。したがって、本発明は、表示画質の写実性より
も画像処理の高速性が求められる3次元ゲーム装置のよ
うな画像合成装置において、関節部分の簡易な画像処理
が可能な点で特に有効である。
ある。例えば、3以上のオブジェクトが連結して関節運
動を行う場合も前述した処理を繰り返すことにより同様
にして各々の端面が一致するように画像表示することが
できる。
した処理に続いてオブジェクトAとオブジェクトBとに
スムーズシェーディングを施せば、両オブジェクトの間
に捻れが生じた場合も、更に自然な画像を得ることがで
きる。
像合成装置の開発過程における問題点を示す図である。
2つのオブジェクトの関節運動の画像表示を示す図であ
る。
装置の開発過程における問題点を示す図である。
ある。
である。
である。
る。
る。
ジェクトBのポリゴン属性リストを示す図である。
すフロー図である。
像合成装置の一時記憶部の記憶内容を示す概念図であ
る。
すフロー図である。
像合成装置の一時記憶部の記憶内容を示す概念図であ
る。
部) 36 位置情報導出部(位置情報導出手段) 38 オブジェクト連結部(オブジェクト連結手段) 44 頂点循環部(頂点循環手段)
Claims (2)
- 【請求項1】 オブジェクト空間に配置され、頂点によ
って特定されるポリゴンが組み合わされてなる複数のオ
ブジェクトのうち、隣り合う第1オブジェクトと第2オ
ブジェクトとが行う関節運動をリアルタイム画像表示す
る画像合成方法であって、 前記第1オブジェクトを、前記第2オブジェクトに近接
して第0頂点から第(n−1)頂点までのn個の頂点に
より特定される第1関節面を含むように形成し、 前記第2オブジェクトを、前記第1オブジェクトに近接
して第0頂点から第(n−1)頂点までのn個の頂点に
より特定される第2関節面を含むように形成し、 前記第1及び第2オブジェクトを構成するポリゴンの前
記関節運動の前後での頂点の位置情報を所与の時間毎に
導出する位置情報導出ステップと、 第1オブジェクトの第0頂点から第(n−1)頂点を、
それぞれ、第2オブジェクトの第0頂点から第(n−
1)頂点とするオブジェクト連結ステップと、 前記関節運動に際して前記第1オブジェクトと前記第2
オブジェクトとに所与の捻れが生じた場合に、該捻れの
角度に対応して増減する整数である頂点シフト数m及び
下記の式によって導出されるF(i)を用いて、前記第
1オブジェクトの第i頂点を前記第2オブジェクトの第
F(i)頂点とする頂点循環ステップと、 を含むことを特徴とする画像合成方法。 F(i)=mod(m+i,n) (但し、mod
(X,Y)は、XをYで割ったときの剰余を表す。) - 【請求項2】 オブジェクト空間に配置され、頂点によ
って特定されるポリゴンが組み合わされてなる複数のオ
ブジェクトのうち、隣り合う第1オブジェクトと第2オ
ブジェクトとが行う関節運動がリアルタイム画像表示さ
れる画像合成装置であって、 前記第1オブジェクトは、前記第2オブジェクトに近接
して第0頂点から第(n−1)頂点までのn個の頂点に
より特定される第1関節面を含み、 前記第2オブジェクトは、前記第1オブジェクトに近接
して第0頂点から第(n−1)頂点までのn個の頂点に
より特定される第2関節面を含み、 前記第1及び第2オブジェクトを構成するポリゴンの前
記関節運動の前後での頂点の位置情報を所与の時間毎に
導出する位置情報導出手段と、 第1オブジェクトの第0頂点から第(n−1)頂点を、
それぞれ、第2オブジェクトの第0頂点から第(n−
1)頂点とするオブジェクト連結手段と、 前記関節運動に際して前記第1オブジェクトと前記第2
オブジェクトとに所与の捻れが生じた場合に、該捻れの
角度に対応して増減する整数である頂点シフト数m及び
下記の式によって導出されるF(i)を用いて、前記第
1オブジェクトの第i頂点を前記第2オブジェクトの第
F(i)頂点とする頂点循環手段と、 を含むことを特徴とする画像合成装置。 F(i)=mod(m+i,n) (但し、mod
(X,Y)は、XをYで割ったときの剰余を表す。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30506795A JP3712451B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 画像合成方法及び画像合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30506795A JP3712451B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 画像合成方法及び画像合成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09128566A true JPH09128566A (ja) | 1997-05-16 |
JP3712451B2 JP3712451B2 (ja) | 2005-11-02 |
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ID=17940728
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30506795A Expired - Fee Related JP3712451B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 画像合成方法及び画像合成装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003058909A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Sony Computer Entertainment Inc | 関節運動シミュレータおよびシミュレーション方法 |
JP2010507133A (ja) * | 2006-10-16 | 2010-03-04 | イマーション コーポレーション | 可撓性物体の模擬システム |
-
1995
- 1995-10-30 JP JP30506795A patent/JP3712451B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003058909A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Sony Computer Entertainment Inc | 関節運動シミュレータおよびシミュレーション方法 |
JP2010507133A (ja) * | 2006-10-16 | 2010-03-04 | イマーション コーポレーション | 可撓性物体の模擬システム |
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