JPH0997343A - テクスチャデータ生成方法及び装置及びコンピュータ制御装置 - Google Patents
テクスチャデータ生成方法及び装置及びコンピュータ制御装置Info
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- JPH0997343A JPH0997343A JP7252790A JP25279095A JPH0997343A JP H0997343 A JPH0997343 A JP H0997343A JP 7252790 A JP7252790 A JP 7252790A JP 25279095 A JP25279095 A JP 25279095A JP H0997343 A JPH0997343 A JP H0997343A
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Abstract
し、かつテクスチャ原画像から必要な領域を抽出する際
の無駄を解消する(必要でない領域の削減)。 【解決手段】テクスチャの基となる原画像を入出力イン
ターフェースを介して読取り(ステップS201)、テ
クスチャの基となるテクスチャ原画像上に、必要とする
領域を、貼り付け先の特徴点で指定し(ステップS20
2)、指定された領域を囲む四角形を所定の規則に基づ
いて生成し、生成された四角形のうち面積が最少となる
四角形を抽出する(ステップS203〜S207)。そ
して、抽出された四角形で囲まれる画像を所望の大きさ
の長方形画像に変換し(ステップS208〜S21
2)、更に、指定領域(特徴点)を、前記長方形画像上
の領域に変換する(ステップS213)。得られた長方
形画像と領域を指定する特徴点のデータをテクスチャデ
ータとして出力する(ステップS214)。
Description
フィクスにおけるテクスチャデータの生成方法及び装置
に関する。
次元のシーンの描画方法に、表面の模様をテクスチャデ
ータとして用意し、これを3次元シーンの形状データに
貼り付けるという手法がある。このテクスチャデータと
しては、自然画を撮影して得られた画像を適用すること
ができる。
する場合、そのテクスチャデータの生成方法には、従
来、以下のような2通りの方法が存在した。
状、大きさに合わせて画像の撮影を行ってテクスチャ原
画像を得て、貼り付け先の形状と対応する点(頂点等)
を当該テクスチャ原画像上に設定する。そして、このテ
クスチャ原画像上に与えられた点と貼り付け先の点とを
対応付けながら画像の貼り付けを行う。
上に所望の矩形を設定し、テクスチャ原画像から必要な
領域を矩形で切り出す。この切り出された矩形の画像を
テクスチャ原画像として上記(1)と同様の手順(頂点
の設定及び貼り付け)で画像の貼り付けを行う。
来のテクスチャデータの生成手法には次のような問題が
ある。まず、上記(1)の手法では、テクスチャとして
利用する対象の撮影を、その形状、大きさに合わせて行
わなければならない。即ち、テクスチャとして利用する
対象の全体を含むとともに、当該画像を極力大きく撮影
することが望ましく、撮影を簡便に行うことができな
い。ここで、テクスチャとして利用する対象を極力大き
さ撮影するのは、貼り付け後のテクスチャの細部につい
ての再現性を向上するためである。
的な表面を撮影する場合、斜め方向から撮影すると、そ
の撮影結果において当該表面の模様等が部分的に縮んだ
ようになる。そのため、縮んだ箇所の細部を表現しよう
とすると高い解像度が要求されてしまい、テクスチャデ
ータのデータ量が増加してしまう。従って、撮影はテク
スチャとして利用する対象の真上から行うことが望まし
く、このことも撮影を困難にする要因である。
の原画像中の必要領域は長方形の形をしているとは限ら
ないため、無駄な領域を多く残してしまう可能性がある
という問題があった。また、テクスチャとして利用する
対象を斜めから撮影してしまった場合は上述の(1)の
場合と同様の問題が発生する。
で、テクスチャ原画像を用意する際の撮影を簡便にし、
かつ、テクスチャ原画像から必要な領域を抽出する際の
無駄を解消する(必要でない領域の削減)ことを可能と
するテクスチャデータの生成方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
めの本発明のテクスチャデータ生成装置は以下の構成を
備えている。即ち、コンピュータグラフィクスに用いる
テクスチャデータを生成するテクスチャデータ生成装置
であって、テクスチャの基となるテクスチャ原画像上
に、必要とする領域を指定する指定手段と、前記指定手
段で指定された領域を囲む四角形を所定の規則に基づい
て生成し、面積の最少となる四角形を抽出する生成手段
と、前記生成手段で抽出された四角形で囲まれる画像を
所望の大きさの長方形画像に変換する第1変換手段と、
前記指定手段で指定された指定領域を前記長方形画像上
の領域に変換する第2変換手段と、前記第1変換手段で
得られた長方形画像と前記第2変換手段で得られた指定
領域を示す情報をテクスチャデータとして出力する出力
手段とを備える。
付け先の画像の形状を表す複数の特徴点をテクスチャ画
像上に指定することで、必要とする領域を指定し、前記
第2変換手段は、前記指定手段で指定された前記複数の
特徴点を前記長方形画像上の対応する位置の特徴点に変
換する。貼り付け先の特徴点(頂点や制御点等)を指定
するので、得られた長方形画像に対して再度特徴点を指
示することが不要となり、操作性が向上する(これに対
して、従来はテクスチャ原画像からの矩形画像の切り出
しと特徴点の指示が別々の処理であったため、操作が煩
わしかった)。
複数の特徴点を囲む凸包多角形を形成し、該凸包多角形
の4辺を含む直線で形成される四角形のうち、面積が最
少となる四角形を抽出する。
明の好適な実施の形態を説明する。
置の概略の構成を表すブロック図である。図中、101
はCPUであり、本実施形態の手順を含む各種の処理を
実行する。102はメモリでありROM102a、RA
M102bを含む。ROM102aはCPU101が実
行する制御プログラムや各種データを格納し、RAM1
02bはCPU101が各種制御を実行するための作業
領域を提供する。
ィスク、フロッピーディスクで構成される。記憶装置1
03には、テクスチャ原画像データ等、各種のデータが
格納される。
ら入力あるいは出力するための入出力インターフェース
である。例えば、カメラで撮影して得られたテクスチャ
原画像をスキャナで読み取り、これを入出力インターフ
ェース104を介して取り込むことができる。105は
キーボードであり、データを選択したり、手順の入力を
行う。106はポインティングデバイスであり、表示装
置上での指示点を指定するもので、例えばマウスで構成
される。107は表示装置であり、処理状況や処理結
果、処理過程、処理データを表示する。
において実現される本実施形態のテクスチャデータ生成
処理を説明する。図2は本実施形態のテクスチャデータ
生成処理の手順を表すフローチャートである。
チャのもとであるテクスチャ原画像を入出力インターフ
ェース104を通して読込み、テクスチャ原画像として
記憶装置103に格納する。ここで、テクスチャ原画像
とは、生成したいテクスチャを含む通常のカラーまたは
濃淡画像である。そして、以下の処理により、このテク
スチャ原画像中の一部の領域の画像データを利用して、
テクスチャデータとなる画像を生成することとなる。
上にテクスチャデータとして必要となる領域を指定す
る。このステップは、テクスチャを張り込む先であるパ
ッチデータ(平面や曲面)の頂点や制御点がテクスチャ
原画像上にどこにくるかを複数の点で指定するなどによ
り行われる。この点の指定は、記憶装置103に格納さ
れているテクスチャ原画像を表示装置107上に表示
し、その表示画面の上で、マウス106を用いて指定す
ることにより指定される。指定された頂点や制御点等の
特徴点は、指示点情報データとして記憶装置103に格
納される。
202で指定されたテクスチャ原画像上の指定点により
テクスチャデータに必要とされると規定された領域を囲
む凸包を生成する。例えば、パッチが平面パッチ(ポリ
ゴン)である場合は、頂点である指定点を囲む凸包を生
成すればよい。また、曲面パッチの場合、例えばテクス
チャを貼り付けるべき曲面を規定する制御点をテクスチ
ャ原画像上に指定し、該制御点によってにより規定され
る曲面を囲む凸包を生成することとなる。この場合、必
ずしも制御点が凸包に含まれるようになるとは限らな
い。更に説明すれば、制御点で規定される空間中の曲面
パッチを、テクスチャ原画像の平面上に描写し、この描
写された曲面パッチを含む凸包を形成することになる。
プS203で生成された凸包を構成している辺のうちか
ら、4辺を選択する。続いて、ステップS205にて、
選択された4辺を含む直線で四角形を生成する。このと
き、生成される四角形が凸包の全体を包含しないものは
除外し、凸包全体を包含する四角形のみを生成する。生
成された四角形の面積が最小(今まで生成してきた中で
最小)のものであった場合、この四角形を四角形Sとし
てRAM102bに記憶しておく。ステップS207に
て、凸包のすべての4辺の組み合せに対してステップS
204〜S206の処理が行われたかをチェックし、す
べての4辺の組み合わせに対してこれらのステップを行
うようにする。これにより、凸包を包含する四角形のう
ち面積が最少となる四角形Sを生成できる。ここまでの
処理の概念を図3に示す。
四角形Sの生成手順を説明する図である。図3の(a)
は、テクスチャ原画像中に指定された頂点又は制御点を
示す。このように頂点や制御点により、テクスチャ原画
像中のテクスチャデータとして必要な領域が設定され
る。(b)では、テクスチャ原画像中に設定された点に
基づいて凸包図形が生成された状態が示されている。凸
包図形とは、図3の(b)に示されているように、設定
された頂点・制御点の幾つかを結んでできる多角形で、
全ての頂点・制御点を包含し、かつ、最大面積を有する
多角形である。
と、この凸包図形におけるいずれかの4辺を含む直線で
形成される四角形のうち面積が最少のものを四角形Sと
して決定する(図3の(c))。
て、ステップS208以降でテクスチャデータの生成を
行うことになる。
る任意の長方形を想定し、四角形Sを長方形Rに変換す
る第1の座標変換系を生成する。図4は四角形Sと長方
形Rとの対応を説明する図である。また、図5は四角形
Sと長方形Rの内部の点の対応を説明する図である。第
1の座標変換系では、図4に示すように四角形Sと長方
形Rの頂点並びに内部を対応させ、図5に示すように、
四角形Sの内部の点(u,v)を、長方形Rの内部の点
(s,t)(ここで0≦s≦1,0≦t≦1)に対応さ
せるために、双一次補間を用いて、次式 u=(1−t)・{(1−s)・x1+s・x2}+t・{(1−s)・x4+s・x3・s} v=(1−t)・{(1−s)・y1+s・y2}+t・{(1−s)・y4+s・y3・s} のような座標変換を行う。ここで、(x1,y1),(x
2,y2),(x3,y3),(x4,y4)は、それぞれ四
角形P1,P2,P3,P4の頂点座標である。以上のよう
に第1の座標変換系の生成では、(s,t)を代入すれ
ば(u,v)が求まる変換系が生成される。
の変換の逆変換となる長方形Rを四角形Sに変換する第
2の座標変換系を生成する。これは、上式を(s,t)
の連立方程式とみなし、これを(s,t)について解け
ば、(u,v)値から(s,t)値を求める変換式とな
る。このような第2の座標変換系が必要である理由は、
図3にあるように、形状の頂点(制御点)が画像中では
どこに対応するかを指定しているが、この画像を四角形
が長方形になるように変形してしまうと、その点がどこ
であったかがわからなくなってしまうためである。即
ち、指定した時点での頂点に対応する指定点は四角形S
上に乗っており、(u,v)で与えられる。これらの指
定点が、長方形R上ではどこに対応するかを求めておか
ないと、変形した画像と形状との対応がとれなくなって
しまう。よって、四角形S上の点(u,v)からそれに
対応する長方形R上の(s,t)を求める変換系が必要
となる。
ある解像度の画像とみなし、記憶装置103内にこの長
方形Rの画像データを格納する領域を確保する。そし
て、この長方形Rの画像のある画素Aの位置P(s,
t)を第1の座標変換系により変換し、テクスチャ原画
像上での位置P’(u,v)を計算する。ここで、位置
Pは長方形Rの画像の画素の位置そのものの値ではな
く、縦横それぞれで、正規化した値であり、(s,t)
で表されている。次にステップS211において、こう
して得られたテクスチャ原画像上での位置P’に最も近
いテクスチャ原画像の画素を見つけ、その画素値を画素
Aとして記憶装置301内の画像データに格納する。以
上のステップS210からS211までの処理を、長方
形Rの画像の全画素に対して行う(ステップS21
2)。こうして、長方形Rの画像データが得られ、これ
を画像データとして記憶装置103に格納する。
・制御点などの領域指定に用いた指示点が、長方形R上
ではどの位置に相当するか、すなわち、ステップS21
0〜S212で生成した画像上のどの位置に相当するか
を、第2の座標変換系を用いて計算する(ステップS2
13)。得られた指示点は、やはり指示点情報データと
して記憶装置103に格納される。最後に、ステップS
212までで生成した画像と、ステップS213で算出
した指示点の該画像上での位置をテクスチャデータとし
て出力する。これにより、テクスチャ用画像データと、
テクスチャが貼られる側(パッチなど)の頂点・制御点
といった情報の両方が獲得できる。
例を示す。図6は、ステップS201で読み込んだテク
スチャ原画像に、ステップS202で必要とする領域の
指定を行った図である。×印で示した点が、パッチの頂
点に相当する。これを元に、ステップS203〜S21
4までの処理を行い、出力された結果を図7に示す。必
要とされる領域のみを切り出した画像データ、および、
指定点のデータがこのように獲得される。なお、図6、
図7はカラーの濃淡画像である。
で、×印で囲まれた床には、全体に網目状の模様がほど
かされている。図6では、このテクスチャデータの対象
となる床部分が斜め上の方向から撮影されているので、
図面上で上部へいくほど模様が縮まったようになる。こ
のようなテクスチャ画像を従来の矩形領域を用いて切り
出すと、上部の方の細かい模様を再現するために高い解
像度が要求され、結果的にテクスチャデータのデータ量
が増加してしまう。あるいは、解像度を制限した場合
に、部分的に画像が劣化することになる。
うに長方形にデータを変換し、ほぼ均一な模様(実際の
模様に近い)を再現し、これをテクスチャデータとする
ので、不必要に高い解像度を有する必要がなく、テクス
チャデータのデータ量を低減することが可能となる。更
に、必要な領域を可能な限り大きく含むようにテクスチ
ャデータが生成されるので、テクスチャデータに含まれ
る無駄なデータを低減でき、テクスチャデータのデータ
量を低減できる。なお、図7の長方形の縦横比は3次元
形状に合わせて設定するのが好ましい。例えば、図6上
部の縮んだ模様を復元するには、図7の長方形Rの縦横
の長さの比が、実際の玄関の床の縦横の比と一致させる
のが好ましい。
チャとして利用する対象の撮影において、その対象の大
きさ、撮影方向の自由度が増すので、テクスチャ原画像
の撮影が簡便化される。また、テクスチャ原画像から必
要な領域を取り出すに際して、無駄な領域が効果的に除
外されるので、テクスチャデータのデータ容量を低減で
きる。
したように、テクスチャとして利用する対象の画像が部
分的に細かくなってしまうような場合でも、不必要に解
像度を上げずに、しかも画像に劣化を生じさせずにテク
スチャデータを生成することができる。
て達成される本発明の目的は、前述の実施例のプログラ
ムを記憶させた記憶媒体によっても達成できる。即ち、
上記装置に、その記憶媒体を装着し、その記憶媒体から
読み出したプログラム自体が本発明の新規な機能を達成
するからである。この場合、図1の構成において、例え
ば記憶装置103をフロッピーディスクで構成し、フロ
ッピーディスクからプログラムを供給することができ
る。フロッピーディスクから供給されたプログラムはR
AM102bにロードされて、CPU101によって実
行される。このための、本発明にかかるプログラムの構
造的特徴は、図8に示す通りである。
行の手順を表す図である。80は読取り処理であり、テ
クスチャの基となる原画像を入出力インターフェースを
介して読取り、記憶装置103に格納する(図2のステ
ップS201)。81は指定処理であり、テクスチャの
基となるテクスチャ原画像上に、必要とする領域を、貼
り付け先のパッチの頂点や制御点で指定する(ステップ
S202)。82は生成処理であり、指定処理81で指
定された領域を囲む四角形を所定の規則に基づいて生成
し、生成された四角形のうち面積が最少となる四角形を
抽出する(ステップS203〜ステップS207)。
で抽出された四角形で囲まれる画像を所望の大きさの長
方形画像に変換する(ステップS208〜ステップS2
12)。更に、84は第2変換処理であり、先の指定処
理81において指定された指定領域(特徴点)を、前記
長方形画像上の領域に変換する(ステップS213)。
そして、85は出力処理であり、第1変換処理83で得
られた長方形画像と第2変換処理84で得られた指定領
域を示す情報をテクスチャデータとして出力する(ステ
ップS214)。
めのプログラムモジュールの記憶媒体への格納状態を表
すメモリマップである。読取り処理モジュール80’、
指定処理モジュール81’、生成処理モジュール8
2’、第1変換処理モジュール83’、第2変換処理モ
ジュール84’、出力処理モジュール85’は、それぞ
れ読取り処理80、指定処理81、生成処理82、第1
変換処理83、第2変換処理84、出力処理85を実行
するためのプログラムモジュールである。
るシステムに適用しても、1つの機器からなる装置に適
用してもよい。また、本発明はシステム或は装置にプロ
グラムを供給することによって達成される場合にも適用
できることは言うまでもない。この場合、本発明に係る
プログラムを格納した記憶媒体が、本発明を構成するこ
とになる。そして、該記憶媒体からそのプログラムをシ
ステム或は装置に読み出すことによって、そのシステム
或は装置が、予め定められた仕方で動作する。
テクスチャ原画像を用意する際の撮影が簡便になるとと
もに、テクスチャ原画像から必要な領域を抽出する際の
無駄を解消する(必要でない領域を削減する)ことが可
能となる。
構成を表すブロック図である。
を表すフローチャートである。
生成手順を説明する図である。
る。
る図である。
一例を表す図である。
ータを表す図である。
グラムを格納した記憶媒体の構成を説明する図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 コンピュータグラフィクスに用いるテク
スチャデータを生成するテクスチャデータ生成装置であ
って、 テクスチャの基となるテクスチャ原画像上に、必要とす
る領域を指定する指定手段と、 前記指定手段で指定された領域を囲む四角形を所定の規
則に基づいて生成し、面積の最少となる四角形を抽出す
る生成手段と、 前記生成手段で抽出された四角形で囲まれる画像を所望
の大きさの長方形画像に変換する第1変換手段と、 前記指定手段で指定された指定領域を前記長方形画像上
の領域に変換する第2変換手段と、 前記第1変換手段で得られた長方形画像と前記第2変換
手段で得られた指定領域を示す情報をテクスチャデータ
として出力する出力手段とを備えることを特徴とするテ
クスチャデータ生成装置。 - 【請求項2】 前記指定手段は、貼り付け先の画像の形
状を表す複数の特徴点をテクスチャ画像上に指定するこ
とで、必要とする領域を指定し、 前記第2変換手段は、前記指定手段で指定された前記複
数の特徴点を前記長方形画像上の対応する位置の特徴点
に変換することを特徴とする請求項1に記載のテクスチ
ャデータ生成装置。 - 【請求項3】 前記生成手段は、前記複数の特徴点を囲
む凸包多角形を形成し、該凸包多角形の4辺を含む直線
で形成される四角形のうち、面積が最少となる四角形を
抽出することを特徴とする請求項2に記載のテクスチャ
データ生成装置。 - 【請求項4】 コンピュータグラフィクスに用いるテク
スチャデータを生成するテクスチャデータ生成方法であ
って、 テクスチャの基となるテクスチャ原画像上に、必要とす
る領域を指定する指定工程と、 前記指定工程で指定された領域を囲む四角形を所定の規
則に基づいて生成し、面積の最少となる四角形を抽出す
る生成工程と、 前記生成工程で抽出された四角形で囲まれる画像を所望
の大きさの長方形画像に変換する第1変換工程と、 前記指定工程で指定された指定領域を前記長方形画像上
の領域に変換する第2変換工程と、 前記第1変換工程で得られた長方形画像と前記第2変換
工程で得られた指定領域を示す情報をテクスチャデータ
として出力する出力工程とを備えることを特徴とするテ
クスチャデータ生成方法。 - 【請求項5】 前記指定工程は、貼り付け先の画像の形
状を表す複数の特徴点をテクスチャ画像上に指定するこ
とで、必要とする領域を指定し、 前記第2変換工程は、前記指定工程で指定された前記複
数の特徴点を前記長方形画像上の対応する位置の特徴点
に変換することを特徴とする請求項4に記載のテクスチ
ャデータ生成方法。 - 【請求項6】 前記生成工程は、前記複数の特徴点を囲
む凸包多角形を形成し、該凸包多角形の4辺を含む直線
で形成される四角形のうち、面積が最少となる四角形を
抽出することを特徴とする請求項5に記載のテクスチャ
データ生成方法。 - 【請求項7】 メモリ媒体から所定のプログラムを読み
こんでコンピュータを制御するコンピュータ制御装置で
あって、前記メモリ媒体は、 テクスチャの基となるテクスチャ原画像上に、必要とす
る領域を指定する指定工程の手順コードと、 前記指定工程で指定された領域を囲む四角形を所定の規
則に基づいて生成し、面積の最少となる四角形を抽出す
る生成工程の手順コードと、 前記生成工程で抽出された四角形で囲まれる画像を所望
の大きさの長方形画像に変換する第1変換工程の手順コ
ードと、 前記指定工程で指定された指定領域を前記長方形画像上
の領域に変換する第2変換工程の手順コードと、 前記第1変換工程で得られた長方形画像と前記第2変換
工程で得られた指定領域を示す情報をテクスチャデータ
として出力する出力工程の手順コードとを備えることを
特徴とするコンピュータ制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25279095A JP3610131B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | テクスチャデータ生成方法及び装置及びコンピュータ制御装置 |
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DE69630752T DE69630752T2 (de) | 1995-09-29 | 1996-09-27 | Verfahren und Vorrichtung zur Bildverarbeitung |
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JPH0997343A true JPH0997343A (ja) | 1997-04-08 |
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