JPH0997148A

JPH0997148A - 映像生成装置

Info

Publication number: JPH0997148A
Application number: JP7251368A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Arai; 正敏新井; Masanori Kubo; 政則久保; Koichi Murakami; 公一村上
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-04-08
Also published as: US5818454A

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の色を設定したルックアップテーブル
（ＬＵＴ）を参照して、映像表示する対象物の表示色を
決定する映像生成装置にあって、設定する表示色の個数
に制約があるＬＵＴを有効に利用していない。【解決手段】対象物（オブジェクトα）にＬＵＴに対
する所定の番号（オフセット番号＝２）を割り当ててお
き、対象物の表示色を決定する際に、このオフセット番
号にマップテーブルの値を加算してＬＵＴ番号を指定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像生成装置に関
し、特に、３原色レベルの組み合わせを変えた複数の色
を設定したルックアップテーブル（以下、ＬＵＴとい
う）を参照して、対象物，背景等を構成する各画素の表
示色を決定する映像生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マンマシンインターフェース、ヒ
ューマンインターフェースというような人間と計算機と
の対話方法に対する要求があり、人工現実感（ＡＲ）、
仮想現実感（ＶＲ）といった技術により人間の五感を利
用した直観的な対話方法が開発されるようになってき
た。また、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の分野で
もゲームに代表されるような高速映像生成，アニメーシ
ョン機能に人間の操作で映像が変化するものが登場して
きている。

【０００３】そして、コンピュータシステムの高性能化
に伴って、自立したオブジェクト群から構成される人工
生物が考えられており、コンピュータ上でその人工生物
が住む世界を実現する試みもなされている。このような
人工生物の動作を映像表示するための映像生成装置が、
本願出願人より出願されている（特願平６−３２８８４
７号）。この映像生成装置は、人工生物が考えて行いた
い行動パターンを命令として入力し、この命令に従っ
て、多数の映像パターンから所望の映像を選択して連続
映像を生成，表示することにより人工生物の行動を映像
化し、実世界におけるような体験を可能とするものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような映像生成装
置において、人工生物，まわりの自然物（木，山，川，
雲など）及び背景（空，地面など）を映像表示する場
合、それぞれの表示色を簡便に決定できるように、ＬＵ
Ｔを利用している。このＬＵＴは、３原色のレベルの組
み合わせが各番号毎に割り当てられており、ＬＵＴの番
号を選択することにより１つの表示色を指定できる。

【０００５】また、この種の映像生成装置にあって、人
工生物を様々な環境の中で行動させ、人工生物の動作を
現実の生物の動作に近い状態で表示して視聴者により高
い現実感を提供するためには、その人工生物だけでな
く、まわりの自然物及び背景も、時刻，天候に合わせて
その表示色を変える必要がある。従って、予め多数の表
示色を有しておくことが理想ではあるが、上述したよう
な人工生物の映像化はパーソナルコンピュータにより実
現されるものであるので、メモリ容量にも限りがあって
あまり多数の表示色をＬＵＴに設定しておくことができ
ない。

【０００６】このような事情により、設定される表示色
の個数に制約があるＬＵＴを如何に有効に利用して、人
工生物の動作に現実感を持たせるかの工夫が今後の課題
である。

【０００７】ところで、雨を映像表示する場合、従来で
は、背景色に近い色、例えば二色を用い、垂直または斜
め方向に連続する複数の画素に対して交互に一色ずつ使
用して雨のパターンを表示している。よって、雨の表示
色が二色に限定されてしまう、また、雨の透明感を充分
に表示できないという課題がある。例えば、背景を表現
する表示色に透明感を加味してなる別の表示色をＬＵＴ
に設定しておく手法も考えられるが、ＬＵＴの設定表示
色の数を増やす結果になるので現実的な手法ではない。

【０００８】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、１つの目的は、表示色を設定しているＬＵＴの
ダイナミックな利用を実現できる映像生成装置を提供す
ることにある。

【０００９】本発明の他の目的は、２つの表示対象物
（以下、オブジェクトという）の境界部分を表示する際
に、数少ない表示色を用いて現実感に満ちた映像を表現
できる映像生成装置を提供することにある。

【００１０】本発明の更に他の目的は、透明度が高い一
方のオブジェクトと透明性がない他方のオブジェクトと
を重ねて表示する際に、数少ない表示色を用いて現実感
に満ちた映像を表現できる映像生成装置を提供すること
にある。

【００１１】本発明の更に他の目的は、新たな表示色を
使用することなく、透明感がある雨などの水の流れを映
像表現できる映像生成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る映
像生成装置は、複数の色を設定したルックアップテーブ
ルを参照して、映像表示する対象物の表示色を決定する
映像生成装置において、前記対象物に前記ルックアップ
テーブルに対する所定の番号を割り当てておき、各対象
物の表示色を決定する際にこの所定の番号を用いて前記
ルックアップテーブルを参照するように構成したことを
特徴とする。

【００１３】本願の請求項２に係る映像生成装置は、請
求項１において、前記所定の番号はオフセット番号であ
り、該オフセット番号に対象物毎の色番号を加算した番
号により前記ルックアップテーブルを参照するように構
成したことを特徴とする。

【００１４】図１は、請求項１，２の概念を示す模式図
である。図１においてＬＵＴは、３原色ｒ，ｇ，ｂのレ
ベルを組み合わせてなる複数の色（図１に示す例では２
５６色）が番号順（図１に示す例では０から２５５ま
で）に設定されている。映像表示される各オブジェクト
の色は、ＬＵＴに設定されたこれらの複数色の中のいく
つかの表示色を用いて表現され、各オブジェクトの表示
に使用される複数の表示色は、ＬＵＴにおいて番号が連
続している。図１に示す例では、ある１つのオブジェク
トαにおいて、（ｎ＋１）個の表示色が割り当てられて
おり、これらの（ｎ＋１）個の表示色は、ＬＵＴのＮ
ｏ．２からＮｏ．（ｎ＋２）までの番号に設定されてい
る。

【００１５】ここで、各オブジェクトの表示に使用され
る表示色の中でＬＵＴの番号が最も小さい表示色のＬＵ
Ｔ番号、つまり、そのオブジェクトに対するＬＵＴでの
先頭番号（図１に示すオブジェクトαにあっては２）
を、そのオブジェクトのオフセット番号とする。そし
て、ＬＵＴに設定された所望の表示色を選択する場合に
は、そのオブジェクト固有のオフセット番号（オブジェ
クトαでは２）に、所定の数（オブジェクトＡでは０か
らｎまでのうちの何れかの数）を加算することにより、
所望のＬＵＴ番号を指定して所望の表示色を決定する。
このように、各オブジェクトにおいてオフセット番号を
決めておくことにより、単に所望のＬＵＴ番号を指定す
る場合に比べて、番号指定に使用するビット数を大幅に
低減することができる。

【００１６】また、オフセット番号を使用することによ
り、オブジェクトに割り当てる表示色の個数を各オブジ
ェクト単位に変化させることが容易となる。割り当てる
表示色の個数を変化する一例としては、例えば、人工生
物について夜間は目立ちにくいので、昼間より夜間の際
にはその表示色の割り当て個数を減らすことが考えられ
る。このようにすると、減らした個数分だけの表示色
を、例えば蛍の光などの夜間にしか見られない物の表示
に利用できる。

【００１７】図２は、この表示色の割り当て個数の変化
例を示す模式図である。オブジェクトαについて、図１
に示す場合では（ｎ＋１）個の表示色が割り当てられて
いたが、図２に示す場合では（ｍ＋１）個の表示色が割
り当てられている。なお、オフセット番号は何れも２で
ある。図２に示すように表示色の個数が変化しても、同
様に、オフセット番号２に０からｍまでのうちの何れか
の数を加算することにより、所望のＬＵＴ番号を指定し
て所望の表示色を決定できる。以上のようにして、各オ
ブジェクトに割り当てる表示色個数の変更を容易に行え
るので、ＬＵＴに設定された複数の表示色（例えば２５
６色）を動的に活用できる。

【００１８】本願の請求項３に係る映像生成装置は、請
求項１または２において、第１の対象物と第２の対象物
との境界部分を映像表示する際に使用する表示色が前記
ルックアップテーブルに予め設定されていることを特徴
とする。

【００１９】本願の請求項４に係る映像生成装置は、請
求項１または２において、第１の対象物と該第１の対象
物の前方に配置された半透明な第２の対象物とを重ねて
映像表示する際に使用する表示色が前記ルックアップテ
ーブルに予め設定されていることを特徴とする。

【００２０】図３は、請求項３，４の概念を示す模式図
である。図３において、左側に映像の一例を示してお
り、山の前方に人工生物である鳥が羽ばたいている情景
の映像である。なお、背景は空である。二次元の表示画
面（Ｕ−Ｖ系）における画素Ａは、空を背景にして鳥の
頭の部分を構成する画素であり、鳥の頭の部分を表現す
る表示色を使用すれば良い。また、画素Ｂは、鳥と山と
の境界部分であり、鳥の表示色と山の表示色とを混合さ
せたような表示色を使用する。この画素Ｂのような２つ
のオブジェクトの境界部分の表示色の決定時に請求項３
を利用する。更に、画素Ｃは、鳥の羽の部分を構成する
画素であるが、鳥は羽ばたいているので羽の色ははっき
りとは見えず半透明なようになり、半透明な鳥の羽を透
かして背景の空が見えている。この画素Ｃのような半透
明のオブジェクトと普通のオブジェクトとが重なった部
分の表示色の決定時に請求項４を利用する。

【００２１】以上の３例の画素Ａ，Ｂ，ＣにおけるＬＵ
Ｔ番号の指定動作について説明する。なお、ＬＵＴの複
数の表示色は、画素Ａのような単独オブジェクトの表示
に使用する表示色、画素Ｂのような２つのオブジェクト
の境界部分の表示に使用する表示色、画素Ｃのような半
透明な部分の表示に使用する表示色とに、小さい番号か
ら順に区分けされている。

【００２２】まず、画素ＡのＬＵＴ番号の指定について
説明する。鳥というオブジェクトに設定されているオフ
セット番号にマップテーブルの値１が加算されてＬＵＴ
番号が得られ、その番号の表示色が選択される。なお、
図中の「表示色数」には、鳥を表示する際に使用する表
示色の総数（図では（ｎ＋１））が入っている。また、
単独のオブジェクトを表示する際に、例えば、夕焼けな
ので通常よりも色表示を赤っぽくしたい、または、まわ
りが暗くなったので３原色のレベルを全体に下げたいと
かの要求がある場合、このような要求を関数ｆ（ｘ）に
て変換して、所望のＬＵＴ番号を指定することも可能で
ある。

【００２３】境界部分である画素Ｂについては、鳥と山
との境界に設定されているオフセット番号にマップテー
ブルの値１が加算されてＬＵＴ番号が得られ、その番号
の表示色が選択される。なお、図中の「表示色数」に
は、鳥（または山）を単独で表示する際に使用する表示
色の総数（図では（ｉ＋１））が入っている。また、鳥
と山との境界部分に割り当てられている表示色の総数は
（ｊ＋１）個である。ここで、ｉとｊとの間にはｉ＞ｊ
の関係がある。これは、境界部分の表示色は、接する２
つのオブジェクト（本例では鳥と山）のそれぞれの代表
色を平均したような表示色であれば良いので、あまり多
数の表示色を必要としないからである。なお、何れか一
方のオブジェクトの代表色を優先させて、平均する際に
重み付けを行っても良い。

【００２４】半透明部分である画素Ｃについては、鳥と
空との半透明部分に設定されているオフセット番号にマ
ップテーブルの値０が加算されてＬＵＴ番号が得られ、
その番号の表示色が選択される。なお、図中の「表示色
数」には、鳥（または空）を単独で表示する際に使用す
る表示色の総数（図では（ｓ＋１））が入っている。ま
た、鳥と空との半透明部分に割り当てられている表示色
の総数は（ｔ＋１）個である。ここで、ｓとｔとの間に
はｓ＞ｔの関係がある。これは、半透明なオブジェクト
（本例では鳥の羽）を透かして見える他のオブジェクト
（本例では空）が少しぼやけたような感じが表現されれ
ば良いので、あまり多数の表示色を必要としないからで
ある。

【００２５】本願の請求項５に係る映像生成装置は、複
数の画素の表示色を指定して、背景に対する水の流れの
映像を生成する映像生成装置において、背景を示す全画
素の中で背景を示さない画素に隣合う一部の画素の表示
色を、隣合った背景を示さない画素の表示色に変更する
ように構成したことを特徴とする。

【００２６】図４は、請求項５の概念を示す模式図であ
る。図４は中央の画素Ｐ１とこれに隣合う８個の画素Ｐ
２〜Ｐ９とを示している。垂直方向に連なる３個の画素
Ｐ４，Ｐ６，Ｐ９はあるオブジェクト（例えば木）を構
成し、残りの６個の画素は背景（例えば空）を構成して
いる。このような状態で、中央の画素Ｐ１を画素Ｐ４，
Ｐ６，Ｐ９の何れかと同じ表示色にする。このようにし
て、光が屈折した効果を出して透明な雨を表現する。同
じ色が続くと光が屈折したように見えるという原理を応
用し、透明な雨が降っている情景を表示する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。

【００２８】図５は本発明の映像生成装置の構成を示す
ブロック図である。図５において１は、各画素のデータ
が入力されるデータ入力部であり、データ入力部１は入
力された各画素のデータをデータ解析部２に出力する。
データ解析部２は、各画素がどのオブジェクトを構成し
ているかを調べて、３種類の画素に、即ち、単独でオブ
ジェクトを構成している画素（例えば図３の画素Ａ）
と、２つのオブジェクトの境界部分である画素（例えば
図３の画素Ｂ）と、半透明のオブジェクトが普通のオブ
ジェクトに重なっている部分の画素（例えば図３の画素
Ｃ）とに、区分けする。そして、区分けした状態で各画
素のデータをＬＵＴ管理部３に出力する。また、特別な
状況設定（例えば夕焼け時の設定）を行いたい場合には
そのプログラム情報もＬＵＴ管理部３に入力される。Ｌ
ＵＴ管理部３は、入力される各画素のデータ及びプログ
ラム情報に基づいて、各画素に対して、ＬＵＴ４の番号
を指定し、指定した番号の表示色のデータを表示部５に
出力する。表示部５は、ＬＵＴ管理部３からの各画素毎
の表示色のデータに基づいて映像を表示する。

【００２９】次に、動作について説明する。各画素のデ
ータはデータ入力部１を介してデータ解析部２に入力さ
れ、上述したような３種類の画素パターンに区分けされ
た後にＬＵＴ管理部３に出力される。単独のオブジェク
トを構成する画素の場合には、前述したように、その単
独のオブジェクトに設定されているオフセット番号にマ
ップテーブルの値が加算されてＬＵＴ４の番号が指定さ
れる（図３参照）。なお、ここで、特別な状況設定を示
すプログラム情報が入力されると、そのプログラム情報
に応じた関数ｆ（ｘ）に従って、その単独のオブジェク
トの新たなＬＵＴ４の番号が指定される（図３参照）。

【００３０】境界部分を構成する画素の場合には、前述
したように、境界部分に設定されているオフセット番号
にマップテーブルの値が加算されてＬＵＴ４の番号が指
定される（図３参照）。半透明部分を構成する画素の場
合には、前述したように、半透明部分に設定されている
オフセット番号にマップテーブルの値が加算されてＬＵ
Ｔ４の番号が指定される（図３参照）。

【００３１】各画素毎に指定されたＬＵＴ４の番号に設
定されている表示色のデータが、ＬＵＴ４から読み出さ
れて、表示部５に入力される。そして、表示部５にて、
表示色が選択されたこれらの各画素を合成して映像が表
示される。

【００３２】次に、各画素の表示色を選択した具体例に
ついて説明する。図６は、この具体例を示す模式図であ
る。映像中には、人工生物である鳥と、自然物である山
と、背景となる空との３種のオブジェクトが存在する。
そして、ＬＵＴのＮｏ．０〜２の表示色は単独の山に割
り当てられ、Ｎｏ．３〜８，Ｎｏ．９〜１２の表示色は
それぞれ単独の空，単独の鳥に割り当てられている。ま
た、ＬＵＴのＮｏ．１３〜１４の表示色は鳥と山との境
界部分に割り当てられ、Ｎｏ．１５〜１７の表示色は鳥
と空との半透明部分に割り当てられている。

【００３３】なお、図６に示す例では、境界部分の場合
には動くものを主体とし、その「表示色数」は鳥単独の
「表示色数」と同数の４となっており、また、半透明部
分のの場合には静的なものを主体とし、その「表示色
数」は空単独の「表示色数」と同数の６となっている。
そして、境界部分の場合には割り当てられる表示色の個
数が、鳥単独の個数４から２に間引かれており、また、
半透明部分の場合には割り当てられる表示色の個数が、
鳥単独の個数６から３に間引かれている。

【００３４】次に、透明の雨を表示する実施の形態につ
いて、図７を参照して説明する。図７（ａ）は透明の雨
を表示していない場合の９個の画素の表示状態を示して
おり、図７（ｂ）は透明の雨を表示している場合の９個
の画素の表示状態を示している。透明な雨を表示したい
場合には、図７（ａ）に示す画素状態から図７（ｂ）に
示す画素状態に変更する。図７（ｂ）でハッチングを付
した画素が、隣合った“木”または“葉”を示す表示色
に変更した画素である。このようにすると、光が屈折し
たように見えて、透明な雨が降っている情景を表現でき
る。

【００３５】なお、透明の雨を表示する場合について説
明したが、滝，川等における雨以外の水の流れを表示す
る場合にも、上述したこの手法を同様に適用できること
は勿論である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明の映像生成装置で
は、ＬＵＴを管理する際にオフセット番号を利用するこ
とにしたので、使用するビット数を低減することがで
き、また、それぞれのオブジェクト毎に割り当てる表示
色の個数を容易に変更でき、表示色の個数に制限がある
ＬＵＴを極めて有効に活用することができる。

【００３７】また、２つのオブジェクトの境界部分の画
素、及び、半透明なオブジェクトと透明でないオブジェ
クトとが重なった部分の画素について、これらの各オブ
ジェクトを単独に表示する際に割り当てる表示色の個数
よりも少ない個数の表示色をＬＵＴに設定しておくの
で、ＬＵＴを有効に活用して数少ない表示色にて現実感
に満ちた映像を表現できる。

【００３８】更に、オブジェクトを表示するまわりの画
素の表示色を背景の画素に転写することによって透明な
水の流れを表現するので、新たな表示色を設けることな
く、透明感がある雨などの水の流れを容易に映像表現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明（請求項１，２）の概念を示す図であ
る。

【図２】本発明（請求項１，２）の効果を説明するため
の図である。

【図３】本発明（請求項３，４）の概念を示す図であ
る。

【図４】本発明（請求項５）の概念を示す図である。

【図５】本発明の構成を示すブロック図である。

【図６】表示色選択の具体例を示す図である。

【図７】透明の雨の表現例を示す図である。

【符号の説明】

１データ入力部２データ解析部３ＬＵＴ管理部４ＬＵＴ５表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の色を設定したルックアップテーブ
ルを参照して、映像表示する対象物の表示色を決定する
映像生成装置において、前記対象物に前記ルックアップ
テーブルに対する所定の番号を割り当てておき、各対象
物の表示色を決定する際にこの所定の番号を用いて前記
ルックアップテーブルを参照するように構成したことを
特徴とする映像生成装置。
【請求項２】前記所定の番号はオフセット番号であ
り、該オフセット番号に対象物毎の色番号を加算した番
号により前記ルックアップテーブルを参照するように構
成したことを特徴とする請求項１記載の映像生成装置。
【請求項３】第１の対象物と第２の対象物との境界部
分を映像表示する際に使用する表示色が前記ルックアッ
プテーブルに予め設定されていることを特徴とする請求
項１または２記載の映像生成装置。
【請求項４】第１の対象物と該第１の対象物の前方に
配置された半透明な第２の対象物とを重ねて映像表示す
る際に使用する表示色が前記ルックアップテーブルに予
め設定されていることを特徴とする請求項１または２記
載の映像生成装置。
【請求項５】複数の画素の表示色を指定して、背景に
対する水の流れの映像を生成する映像生成装置におい
て、背景を示す全画素の中で背景を示さない画素に隣合
う一部の画素の表示色を、隣合った背景を示さない画素
の表示色に変更するように構成したことを特徴とする映
像生成装置。