JPS63172383A - 画素を色変調する方法 - Google Patents
画素を色変調する方法Info
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- JPS63172383A JPS63172383A JP62308822A JP30882287A JPS63172383A JP S63172383 A JPS63172383 A JP S63172383A JP 62308822 A JP62308822 A JP 62308822A JP 30882287 A JP30882287 A JP 30882287A JP S63172383 A JPS63172383 A JP S63172383A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
- G06T11/001—Texturing; Colouring; Generation of texture or colour
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Color Image Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この出願は1983年8月30口に出願された係属中の
米国特許出願通し番号第527.809号と関連を有す
る。
米国特許出願通し番号第527.809号と関連を有す
る。
発明の背景
この発明は全般的に計算機式像発生装置、更に具体的に
云えば、セルの生地構成の為に、表示画素を実時間で色
変調する方法に関する。
云えば、セルの生地構成の為に、表示画素を実時間で色
変調する方法に関する。
実時間で計算機で像を発生することの1つの用途は、航
空機の操縦の様なタスクを練習する為に、オペレータ又
は訓練員に対して場面を呈示する視覚訓練シミュレータ
であった。′視覚訓練シミュレータでは、所望のゲーム
区域の3次元モデルを作成し、磁気ディスク又はその他
のバルク記憶媒質に記憶する。このモデルが視覚データ
ベースと呼ばれる。視覚シミュレータが、像発生器を、
陰極線管(CRT)又は聞手、1な表示装置の様な電気
光学的な表示装置と組合せる。像発生器が記憶媒質から
3次元データを受取り、そのデータを、表示の為に、遠
近を補償した対応する2次元の場面の記述に変換する。
空機の操縦の様なタスクを練習する為に、オペレータ又
は訓練員に対して場面を呈示する視覚訓練シミュレータ
であった。′視覚訓練シミュレータでは、所望のゲーム
区域の3次元モデルを作成し、磁気ディスク又はその他
のバルク記憶媒質に記憶する。このモデルが視覚データ
ベースと呼ばれる。視覚シミュレータが、像発生器を、
陰極線管(CRT)又は聞手、1な表示装置の様な電気
光学的な表示装置と組合せる。像発生器が記憶媒質から
3次元データを受取り、そのデータを、表示の為に、遠
近を補償した対応する2次元の場面の記述に変換する。
表示される像は、オペレータがシミュレーションをして
いるタスクを実際に遂行した場合に、このオペレータに
見える様な場面を表わす。表示像の発生は「実時間」と
云うが、これは合衆国テレビジョン基準の様に、毎秒3
0フレームを意味すると解するのが普通である。198
3年にワイリ・インターサイアンス社から出版された、
ブルースJ、シャクタ編集の「コンビュ−タ・イメージ
・ジェネレーション」と云う本に、計算機式像発生装置
が記載されている。
いるタスクを実際に遂行した場合に、このオペレータに
見える様な場面を表わす。表示像の発生は「実時間」と
云うが、これは合衆国テレビジョン基準の様に、毎秒3
0フレームを意味すると解するのが普通である。198
3年にワイリ・インターサイアンス社から出版された、
ブルースJ、シャクタ編集の「コンビュ−タ・イメージ
・ジェネレーション」と云う本に、計算機式像発生装置
が記載されている。
公知の1つの装置が米国特許第4,343.037号に
記載されている。この米国特許では、生地パターンをメ
モリに記憶し、各々の走査線に沿った各々の画素に対し
て検索する。(腹数個の走査線がフレームを形成する。
記載されている。この米国特許では、生地パターンをメ
モリに記憶し、各々の走査線に沿った各々の画素に対し
て検索する。(腹数個の走査線がフレームを形成する。
米国テレビジョン業界で使われている矩形ラスク走査で
は、525本の走査線が完全な1フレームを構成する。
は、525本の走査線が完全な1フレームを構成する。
)然し、メモリの実際的な−J’法の制限の為、!lし
びにメモリから記憶データを検索するのに要するアクセ
ス時間の為、この米国特許の装置で実時間で処理し得る
細部レベル(LOD)は限られている。樹木の様な曵雑
な物体の像を描くには、現実感のある又は適当な像を発
生するのに要する辺の数及び生地パターンは、この米国
特許に従って構成された装置で、実現性のある実時間応
答を達成するには、楚止的に大きいと考えられる。
びにメモリから記憶データを検索するのに要するアクセ
ス時間の為、この米国特許の装置で実時間で処理し得る
細部レベル(LOD)は限られている。樹木の様な曵雑
な物体の像を描くには、現実感のある又は適当な像を発
生するのに要する辺の数及び生地パターンは、この米国
特許に従って構成された装置で、実現性のある実時間応
答を達成するには、楚止的に大きいと考えられる。
前掲米国特許出願通し番号節527,809号に記載さ
れたセル生地の像変調は、現存のデータベースの面の色
の111色変調を面の透明度情報と組合せて用いる。即
ち、各々のセルに対するセル生地処理が、面に割当てら
れた腹合色の強度及びそれに対応する透明度によって制
御される。真の全色のセル生地変調は、3個1組の原色
(即ち、赤、緑、青で以下RGBと呼ぶ)の内の1つを
夫々割当てた3つの面を、各々のセルに対する生地マツ
プから得られた適当な強度及び透明−を用いて逐次的に
処理することによって得られる。然し、こ、の方式は非
常に効率が悪い。この処理は、利用し1町する実時間の
像処理能力の大きな部分を消費する。
れたセル生地の像変調は、現存のデータベースの面の色
の111色変調を面の透明度情報と組合せて用いる。即
ち、各々のセルに対するセル生地処理が、面に割当てら
れた腹合色の強度及びそれに対応する透明度によって制
御される。真の全色のセル生地変調は、3個1組の原色
(即ち、赤、緑、青で以下RGBと呼ぶ)の内の1つを
夫々割当てた3つの面を、各々のセルに対する生地マツ
プから得られた適当な強度及び透明−を用いて逐次的に
処理することによって得られる。然し、こ、の方式は非
常に効率が悪い。この処理は、利用し1町する実時間の
像処理能力の大きな部分を消費する。
更に、この米国特許出願の形式に真の全色セル変調を追
加する為の直接的な変更は、セル生地用ハードウェアに
大幅の増加を必要とする。
加する為の直接的な変更は、セル生地用ハードウェアに
大幅の増加を必要とする。
画素のRGB成分全部の同時の、但し同じ変調(即ち単
色変調)が出来る従来の装置があるが、実時間像発生装
置で、セルの生地構成の為に、RGB成分の各々の個別
の独立の真の全色変調は、この発明以前には実現出来な
かった。この明細書で云う真の全色変調は、1つの面上
に現実感のあるカラー像を表示することが出来る様に、
1個の生地コードを用いて、RGB成分を独立に変調す
ることにより、RGB成分を制御し得ること\云うこと
が出来る。
色変調)が出来る従来の装置があるが、実時間像発生装
置で、セルの生地構成の為に、RGB成分の各々の個別
の独立の真の全色変調は、この発明以前には実現出来な
かった。この明細書で云う真の全色変調は、1つの面上
に現実感のあるカラー像を表示することが出来る様に、
1個の生地コードを用いて、RGB成分を独立に変調す
ることにより、RGB成分を制御し得ること\云うこと
が出来る。
従って、この発明の目的は、真の全色のセル生地変調を
伴う実時間の計算機による像の発生を行なうことである
。
伴う実時間の計算機による像の発生を行なうことである
。
この発明の別の目的は、必要とするハードウェアを最小
限に抑えながら、真の全色のセル生地変調を持つ実時間
ビデオ像発生器を提供することである。
限に抑えながら、真の全色のセル生地変調を持つ実時間
ビデオ像発生器を提供することである。
発明の要約
この発明では、セルの生地構成の為に画素を色変調する
方法が、原像の予定の部分に対応する災数個のセルの夫
々1つに、予め定められた1組の色量子からある色量子
を割当て、それらの中心が画素の中心を含む多角形の頂
点を定める様な、画素の周りにあるセルに対して割当て
られた夫々の量子並びに画素の中心に対する夫々の位置
に応答して、表示すべき画素に対する加重平均値を決定
し、画素の色強麿を制御する為にこの加重平均値を用い
ることを含む。1組の量子にある色量子の数は、原像の
実際の色の数より少ない。
方法が、原像の予定の部分に対応する災数個のセルの夫
々1つに、予め定められた1組の色量子からある色量子
を割当て、それらの中心が画素の中心を含む多角形の頂
点を定める様な、画素の周りにあるセルに対して割当て
られた夫々の量子並びに画素の中心に対する夫々の位置
に応答して、表示すべき画素に対する加重平均値を決定
し、画素の色強麿を制御する為にこの加重平均値を用い
ることを含む。1組の量子にある色量子の数は、原像の
実際の色の数より少ない。
1組の量子の内、あるセルに割当てられる色量子は、セ
ルの実際の色に最も近い色量子である。
ルの実際の色に最も近い色量子である。
その近さは、黒を原点とした赤、緑及び青の原色の3次
元座標系内のユークリッド距離で測定する。
元座標系内のユークリッド距離で測定する。
テーパ形量子化方式を用いて、原像の全ての色を表わす
1組の色量子の各員を決定することが出来る。特定の実
施例では、各々の表示画素の赤、緑、青及び透明度内容
の夫々を制御する為に、8ビツト変調コードを使い、こ
うして表示像を形成する各々の色を独立に変調すること
が出来る様にして、真の全色変調を達成する。
1組の色量子の各員を決定することが出来る。特定の実
施例では、各々の表示画素の赤、緑、青及び透明度内容
の夫々を制御する為に、8ビツト変調コードを使い、こ
うして表示像を形成する各々の色を独立に変調すること
が出来る様にして、真の全色変調を達成する。
この発明の上記並びにその他の目的、面及び利点は、図
面についてこの発明の現在好ましいと考えられる実施例
を以下詳しく説明する所から、更によく理解されよう。
面についてこの発明の現在好ましいと考えられる実施例
を以下詳しく説明する所から、更によく理解されよう。
詳しい説明
この発明の詳細な説明する為に、前掲米国特許出願に記
載されたセルの生地構成を簡Illに説明する。
載されたセルの生地構成を簡Illに説明する。
一般的に、3次元空間内の定められた面上の任意の点は
、2つのパラメータの値によって特定することが出来る
。平面状の面では、これらのパラメータはデカルト座標
に対応してX、Yと記される。円柱面では、円柱座標に
対応してZ、θと記される。球面では、球面座標に対応
してθ、φと記される。以下の説明では、これらのパラ
メータの総称として、Ql及びQ2を用いる。ベースの
色又は変調情報はQl及びQ2の関数と見なすことが出
来る。
、2つのパラメータの値によって特定することが出来る
。平面状の面では、これらのパラメータはデカルト座標
に対応してX、Yと記される。円柱面では、円柱座標に
対応してZ、θと記される。球面では、球面座標に対応
してθ、φと記される。以下の説明では、これらのパラ
メータの総称として、Ql及びQ2を用いる。ベースの
色又は変調情報はQl及びQ2の関数と見なすことが出
来る。
1つの動作モードでは、画素の中心に対応するQl及び
Q:!の値を決定する。このQl、Q2によって選定さ
れた変調又は色情報をセル・データ・メモリから取出す
。このメモリには、ビデオ表示装置に示すべき1組の物
体の各々の面に対する変調又は色情報が予め入っている
。Ql及びQ2の値を使って、表示画素ビデオを決定し
又は変更する。メモリの川明の内容は、物体の像の上に
あるQl及びQ2の値にアルゴリズムを適用することに
より、又は表示すべき物体の領域の特徴の写真(これ自
体は予めディジタル化されている)を量子化することに
より、又はこれらの方式の組合せによって、決定するこ
とが出来る。この様な像記述方式の結果が、計算機によ
る像を発生する為の処理の間、検索される様に、セル・
データ・メモリに記憶される。計算機による像の発生の
為に、物体の像をこの様に処理することがセルの生地構
成と呼ばれる。
Q:!の値を決定する。このQl、Q2によって選定さ
れた変調又は色情報をセル・データ・メモリから取出す
。このメモリには、ビデオ表示装置に示すべき1組の物
体の各々の面に対する変調又は色情報が予め入っている
。Ql及びQ2の値を使って、表示画素ビデオを決定し
又は変更する。メモリの川明の内容は、物体の像の上に
あるQl及びQ2の値にアルゴリズムを適用することに
より、又は表示すべき物体の領域の特徴の写真(これ自
体は予めディジタル化されている)を量子化することに
より、又はこれらの方式の組合せによって、決定するこ
とが出来る。この様な像記述方式の結果が、計算機によ
る像を発生する為の処理の間、検索される様に、セル・
データ・メモリに記憶される。計算機による像の発生の
為に、物体の像をこの様に処理することがセルの生地構
成と呼ばれる。
パラメータによって定められた曲面に対する視点からの
視線の入射点を決定子る数式は非常にt(雑なので、実
時間装置でこの様な面にセル生地を用いるには、ベクト
ル処理装置を含む大はのハードウェアを必要とするのが
典型的である。ベクトル処理装置は、セルからのビデオ
情報を表示すべき場面の表示画素に写像する為の計算を
行なう。
視線の入射点を決定子る数式は非常にt(雑なので、実
時間装置でこの様な面にセル生地を用いるには、ベクト
ル処理装置を含む大はのハードウェアを必要とするのが
典型的である。ベクトル処理装置は、セルからのビデオ
情報を表示すべき場面の表示画素に写像する為の計算を
行なう。
この明細書で云うセルは、原像の内、予定の色を持つ特
徴づけられた最小部分を指し、画素は最小の表示単位を
指す。画素の1例はテレビのラスタ・ドツトであり、そ
の場合、1本の水平走査線当たり約500個のラスタ・
ドツトがある。
徴づけられた最小部分を指し、画素は最小の表示単位を
指す。画素の1例はテレビのラスタ・ドツトであり、そ
の場合、1本の水平走査線当たり約500個のラスタ・
ドツトがある。
次に図面について説明する。第1A図及び第1B図には
、前に引用した米国特許出願に記載されるビデオ発生器
がブロック図で示されている。入力メモリ104に対し
、原像データがベクトル処理装置102から人力され、
オペレータ入力が利用者制御装置(図面に示してない)
から供給される。原像データは、表示すべき場面内の各
々の物体の面に対する色及び生地情報を持っている。メ
モリ104はディジタル形データベースとして二重バッ
ファになっており、1つのフィールドに対するデータを
読出しながら、別のフィールドに対するデータをロード
することが出来る。入力メモリ104は、予定のフィー
ルドの1チヤンネルに現れ得る全ての面データを保Hす
るのに十分な奥行を持つ様に構成されている。場面内の
面のパターン係数を観察者の視点から見た3次元の遠近
図に変換する普通のベクトル計算が、ベクトル処理装置
102によって行なわれる。視点及びオペレータの制御
人力を用いて、表示の為にどの物体の像を処理すべきか
を決定する。
、前に引用した米国特許出願に記載されるビデオ発生器
がブロック図で示されている。入力メモリ104に対し
、原像データがベクトル処理装置102から人力され、
オペレータ入力が利用者制御装置(図面に示してない)
から供給される。原像データは、表示すべき場面内の各
々の物体の面に対する色及び生地情報を持っている。メ
モリ104はディジタル形データベースとして二重バッ
ファになっており、1つのフィールドに対するデータを
読出しながら、別のフィールドに対するデータをロード
することが出来る。入力メモリ104は、予定のフィー
ルドの1チヤンネルに現れ得る全ての面データを保Hす
るのに十分な奥行を持つ様に構成されている。場面内の
面のパターン係数を観察者の視点から見た3次元の遠近
図に変換する普通のベクトル計算が、ベクトル処理装置
102によって行なわれる。視点及びオペレータの制御
人力を用いて、表示の為にどの物体の像を処理すべきか
を決定する。
垂直補間器110,112,114.116及び水平補
間器118.120の組合せにより、双一次補間を行な
う。水平補間器からの出力がセル・マツプ・アドレス発
生器122,124,126.128に供給され、これ
らのアドレス発生器が、セル生地マツプ130,132
,134,136をアクセスする為のマツプ・アドレス
を計算する。セル生地マツプ130,132,134゜
136は、原像の各々のセルに対するセル生地データを
持っている。夫々X及びYのQの値を組合せて、画素の
隣接する4つのセルの各々に対するマツプ・アドレスを
形成する。これらのセルの中心が、表示すべき画素の中
心の像を含む多角形の頂点を定める。マツプのLODを
使って、?SJ一点から表示すべき場面の特徴まで視線
に沿って測った距離に関係なく、表示すべき画素の寸法
に対するマツプ・セルの寸法を制御する。一層細かいマ
ツプを1/4寸法の小さいマツプに濾過することにより
、一層粗い各々のLODマツプを発生することが出来る
。即ち、256X256マツプが128X128マツプ
になり、その後64X64マツプと云う様に、視点から
特徴までの見る距離が増加するのにつれて変わる。
間器118.120の組合せにより、双一次補間を行な
う。水平補間器からの出力がセル・マツプ・アドレス発
生器122,124,126.128に供給され、これ
らのアドレス発生器が、セル生地マツプ130,132
,134,136をアクセスする為のマツプ・アドレス
を計算する。セル生地マツプ130,132,134゜
136は、原像の各々のセルに対するセル生地データを
持っている。夫々X及びYのQの値を組合せて、画素の
隣接する4つのセルの各々に対するマツプ・アドレスを
形成する。これらのセルの中心が、表示すべき画素の中
心の像を含む多角形の頂点を定める。マツプのLODを
使って、?SJ一点から表示すべき場面の特徴まで視線
に沿って測った距離に関係なく、表示すべき画素の寸法
に対するマツプ・セルの寸法を制御する。一層細かいマ
ツプを1/4寸法の小さいマツプに濾過することにより
、一層粗い各々のLODマツプを発生することが出来る
。即ち、256X256マツプが128X128マツプ
になり、その後64X64マツプと云う様に、視点から
特徴までの見る距離が増加するのにつれて変わる。
LODセル・メモリ130,132,134゜136か
相異なるLOD版のマツプを記憶している。マツプ記憶
装置は、LODの間の滑かな変化が達成される様に、(
N+1)が次の一層粗いLODマツプを表わすものとし
て、N及び(N+1)のLODマツプ版が同時に利用出
来る様に構成されている。どのLODマツプを使うかの
決定は、観察・1九面内のX及びYパターンの勾配の両
方を監視することによって下す。これが、部品106乃
至109で構成された基本数計算器にある浮動小数点減
算ハードウェアによって制御される。
相異なるLOD版のマツプを記憶している。マツプ記憶
装置は、LODの間の滑かな変化が達成される様に、(
N+1)が次の一層粗いLODマツプを表わすものとし
て、N及び(N+1)のLODマツプ版が同時に利用出
来る様に構成されている。どのLODマツプを使うかの
決定は、観察・1九面内のX及びYパターンの勾配の両
方を監視することによって下す。これが、部品106乃
至109で構成された基本数計算器にある浮動小数点減
算ハードウェアによって制御される。
セル・メモリ130,132,134,136からの出
力が、夫々ブロック138,140,142.144で
表わす夫々のセル平滑部品に供給される。セル平滑ブロ
ックは、水平補間器11g。
力が、夫々ブロック138,140,142.144で
表わす夫々のセル平滑部品に供給される。セル平滑ブロ
ックは、水平補間器11g。
120からの人力も受取り、それを使って、最終的に画
素の強度を制御する為に、それらの中心が表示すべき画
素の中心を取囲む多角形を定める様な4つの隣接するセ
ルの各々からの強度人力の割合いを、各々のセル強度に
対して計算する。各々のLODに於けるセルの平滑化の
後、各々のLODから得られた変調をブロック146,
148゜150.152で示す回路で混合する。この混
合動作によってi−1られたセル生地の値を使って、ブ
ロック154,156,158,160で表わす透明度
/変調回路で、面の透明度を制御すると共に面の色を変
調する。透明度/変調回路154゜156.158.1
60からの出力をスパン処理装置162に供給して、表
示すべき像の生地を制御する。
素の強度を制御する為に、それらの中心が表示すべき画
素の中心を取囲む多角形を定める様な4つの隣接するセ
ルの各々からの強度人力の割合いを、各々のセル強度に
対して計算する。各々のLODに於けるセルの平滑化の
後、各々のLODから得られた変調をブロック146,
148゜150.152で示す回路で混合する。この混
合動作によってi−1られたセル生地の値を使って、ブ
ロック154,156,158,160で表わす透明度
/変調回路で、面の透明度を制御すると共に面の色を変
調する。透明度/変調回路154゜156.158.1
60からの出力をスパン処理装置162に供給して、表
示すべき像の生地を制御する。
第2図はこの発明のセル生地発生器のブロック図である
。無用の繰返しを避ける為に、画素計算通路に沿ってデ
ータを処理するセル生地発生器回路の一部分(即ち赤色
用の部品200)Lか示してないが、セル生地発生器の
緑、青及び透明度の各出力を発生する為に、同様な回路
210,220.230を使うことが出来ることを承知
されたい。実時間像発生装置が要求する各々の並列の画
素処理通路に対して生地変調を行なう為に、同様な赤、
緑青及び透明度回路を使うことが出来る。
。無用の繰返しを避ける為に、画素計算通路に沿ってデ
ータを処理するセル生地発生器回路の一部分(即ち赤色
用の部品200)Lか示してないが、セル生地発生器の
緑、青及び透明度の各出力を発生する為に、同様な回路
210,220.230を使うことが出来ることを承知
されたい。実時間像発生装置が要求する各々の並列の画
素処理通路に対して生地変調を行なう為に、同様な赤、
緑青及び透明度回路を使うことが出来る。
透明度データは色データと同様に処理されるから、以下
色について述べることは、特に断わらない限り、透明度
にも適用されるものと解されたい。
色について述べることは、特に断わらない限り、透明度
にも適用されるものと解されたい。
復号器164,166.168.170,172.17
4,176.178 (以下これを復号器164乃至1
78と呼ぶ)の夫々の人力がセル・データ・メモリ16
5に結合され、並列形式の色コードを受取る。図示の実
施例では、画素の中心の像を取囲む、2つの細部レベル
(N及びN+M)の夫々の座標の対X、 y;x、 Y
+1 ;X+1゜Y及びX+1.Y+1によって表わさ
れるアドレス持つ隣接する4つのセルが処理される。各
々の復号器が、それに供給された対応するN LOD
又はN+M LOD色コードから赤色データを決定す
る。N LOD及びN+M LOD色コードが夫々
縁、青及び透明度(GBT)回路の対応する復号器部品
にも供給される。復号器164.168.172,17
6が夫々N LOD色コードを受取り、復号器166
.170,174.178が夫々N十M LOD色コ
ードを受取る。夫々復号器N及びN+I LODのR
T164と166.168と170,172と174.
176と178が、夫々のセルに対し、計算している通
路に沿った画素の中心を取囲む多角形の頂点をその頂点
が定める様な、隣接する4つのセルの1つに対する色コ
ードから、赤色情報を抽出する。
4,176.178 (以下これを復号器164乃至1
78と呼ぶ)の夫々の人力がセル・データ・メモリ16
5に結合され、並列形式の色コードを受取る。図示の実
施例では、画素の中心の像を取囲む、2つの細部レベル
(N及びN+M)の夫々の座標の対X、 y;x、 Y
+1 ;X+1゜Y及びX+1.Y+1によって表わさ
れるアドレス持つ隣接する4つのセルが処理される。各
々の復号器が、それに供給された対応するN LOD
又はN+M LOD色コードから赤色データを決定す
る。N LOD及びN+M LOD色コードが夫々
縁、青及び透明度(GBT)回路の対応する復号器部品
にも供給される。復号器164.168.172,17
6が夫々N LOD色コードを受取り、復号器166
.170,174.178が夫々N十M LOD色コ
ードを受取る。夫々復号器N及びN+I LODのR
T164と166.168と170,172と174.
176と178が、夫々のセルに対し、計算している通
路に沿った画素の中心を取囲む多角形の頂点をその頂点
が定める様な、隣接する4つのセルの1つに対する色コ
ードから、赤色情報を抽出する。
各々の復号器164乃至178は、セル・データ・メモ
リ165から供給されたセル色コードから、色情報を求
める手段をもっている。色情報を求める手段は、テーブ
ル・ルックアップ、PROM、翻訳メモリ、その組合せ
、又は供給された色コードに応答して予定の色表示子を
発生するその他の同様な装置であってよい。復号器16
4乃至178には、符号化された人力から色情報を抽出
する過程が、各々の復号器164乃至178に対して並
列に実行出来る様に、相異なる各々のLODセル生地マ
ツプにそれ自身の1組の色表示子を供給するのに十分な
奥行が割付けられている。
リ165から供給されたセル色コードから、色情報を求
める手段をもっている。色情報を求める手段は、テーブ
ル・ルックアップ、PROM、翻訳メモリ、その組合せ
、又は供給された色コードに応答して予定の色表示子を
発生するその他の同様な装置であってよい。復号器16
4乃至178には、符号化された人力から色情報を抽出
する過程が、各々の復号器164乃至178に対して並
列に実行出来る様に、相異なる各々のLODセル生地マ
ツプにそれ自身の1組の色表示子を供給するのに十分な
奥行が割付けられている。
コストを最小限に抑えると共に、生地の計算速は及びそ
の融通性を高める為に、色を表わすワード長を短くして
メモリの所要寸法を縮小する為に、色スペクトル全体が
1組のr定の色量子又は変調値で表わされる。色スペク
トルをは子化する全般的な目的は、1組の色量子を形成
する構成員又は色量子の比較的少ない数を選択して、最
終的に表示される像に原像の感じのよい正確な再現が得
られる様にしながら、表示すべきもとの像又は原像の各
々の色を表わす為に、その組の予定の1員を使うことが
出来るようにすることである。一様に分布した色量子を
使う試みでは、原像と、分布が一様な色量子から形成さ
れた対応する表示像との間に、輪郭が付くと云う様なか
なりの目に付く差が生じた。この発明に従って、色量子
の組の構成員を選択する為に、ピラミッド形又はテーパ
形)濾過色瞳子化方式を用いることにより、色スペクト
ル全体を表わすのに、圧縮8ビツト・コードの様な1組
の色量子を使う欠点をなくすことが出来る。
の融通性を高める為に、色を表わすワード長を短くして
メモリの所要寸法を縮小する為に、色スペクトル全体が
1組のr定の色量子又は変調値で表わされる。色スペク
トルをは子化する全般的な目的は、1組の色量子を形成
する構成員又は色量子の比較的少ない数を選択して、最
終的に表示される像に原像の感じのよい正確な再現が得
られる様にしながら、表示すべきもとの像又は原像の各
々の色を表わす為に、その組の予定の1員を使うことが
出来るようにすることである。一様に分布した色量子を
使う試みでは、原像と、分布が一様な色量子から形成さ
れた対応する表示像との間に、輪郭が付くと云う様なか
なりの目に付く差が生じた。この発明に従って、色量子
の組の構成員を選択する為に、ピラミッド形又はテーパ
形)濾過色瞳子化方式を用いることにより、色スペクト
ル全体を表わすのに、圧縮8ビツト・コードの様な1組
の色量子を使う欠点をなくすことが出来る。
この発明の現在好ましいと考えられる実施例で使われた
特定のテーパ形量子化方式は、コンピュータ・グラフィ
ックス誌、第16巻第3号(1982年7月号)所載の
ポール・ヘツクバートの論文「フレーム・バッファ表示
装置用のカラー像の量子化」に記載された中央値切断方
法と類似している。
特定のテーパ形量子化方式は、コンピュータ・グラフィ
ックス誌、第16巻第3号(1982年7月号)所載の
ポール・ヘツクバートの論文「フレーム・バッファ表示
装置用のカラー像の量子化」に記載された中央値切断方
法と類似している。
テーパ形量子化方式では、原像の色を量子化する為に使
われる予定の1組の色量子を最終的に設定する。この色
量子の数は、考えられる全ての色よりも実質的に少なく
、原像にある全ての色を表わす(赤、緑及び青の別々の
変調値として表わされる)。1組の色量子の構成員を決
定した後、この1組の量子から、原像の各セルの色に最
も近い色量子を選択することにより、原像の色を写像又
は量子化することが出来る。近さは、3次元RGB座標
系に於けるユークリッド距離で測定する。
われる予定の1組の色量子を最終的に設定する。この色
量子の数は、考えられる全ての色よりも実質的に少なく
、原像にある全ての色を表わす(赤、緑及び青の別々の
変調値として表わされる)。1組の色量子の構成員を決
定した後、この1組の量子から、原像の各セルの色に最
も近い色量子を選択することにより、原像の色を写像又
は量子化することが出来る。近さは、3次元RGB座標
系に於けるユークリッド距離で測定する。
即ち、3直交軸系の各軸が、系の原点から夫々RCB色
の単調に嚢化する色強度を表わす。1つの軸の色を純粋
に表わすものでない色には、3軸系内で、赤、緑及び青
の原色の夫々の強度の組合せを表わす位置を割当てる。
の単調に嚢化する色強度を表わす。1つの軸の色を純粋
に表わすものでない色には、3軸系内で、赤、緑及び青
の原色の夫々の強度の組合せを表わす位置を割当てる。
1組の色量子の各々の構成員には、同定番号又は色コー
ドを割当てることが出来、原像の各セルに対し、一番近
い色の同定番号をセル・データ・メモリ165の予定の
位置に記憶する。例えば、64個(即ち、26)の異な
る色が、原像にある全ての色を表わす色量子の組を形成
し、透明度に2ビツトを割当てる場合、原像の各セルの
色は、この発明に従って夫々8ビツト・コードで表わす
ことが出来る。
ドを割当てることが出来、原像の各セルに対し、一番近
い色の同定番号をセル・データ・メモリ165の予定の
位置に記憶する。例えば、64個(即ち、26)の異な
る色が、原像にある全ての色を表わす色量子の組を形成
し、透明度に2ビツトを割当てる場合、原像の各セルの
色は、この発明に従って夫々8ビツト・コードで表わす
ことが出来る。
復号器164乃至178は、メモリ165から夫々のセ
ルの色コードを受取って、表示回路186の赤色回路に
適用される実際の変ユリを表わす赤−皮調指数を利用出
来る様に構成されている。
ルの色コードを受取って、表示回路186の赤色回路に
適用される実際の変ユリを表わす赤−皮調指数を利用出
来る様に構成されている。
原像の赤、緑及び青色成分の各々に対し、8ビツト・コ
ードの代りに、8ビツト・ワードを使う場合、大体1.
700万(即ち、224)個の異なる色をとることが出
来る。更に、透明度を表わす為に余分の8ビツト・ワー
ドを割当てれば、40億以1−(即ち、232)の色及
び透明度の異なる組合せを選定することが出来る。更に
、原像の各セルに対して32個の情報ビットを記憶する
には、かなりのメモリが要求されよう。
ードの代りに、8ビツト・ワードを使う場合、大体1.
700万(即ち、224)個の異なる色をとることが出
来る。更に、透明度を表わす為に余分の8ビツト・ワー
ドを割当てれば、40億以1−(即ち、232)の色及
び透明度の異なる組合せを選定することが出来る。更に
、原像の各セルに対して32個の情報ビットを記憶する
には、かなりのメモリが要求されよう。
第3図には、予定の1組の色量子を作り出すプログラム
のフローチャートが示されている。色の間の空間関係は
、RG83次元色次元色塗とする。
のフローチャートが示されている。色の間の空間関係は
、RG83次元色次元色塗とする。
原像内の全ての色は色の3次元空間に於ける点として表
わされ、黒が原点にあり、純粋な赤、緑及び青が夫々の
軸に沿っている。
わされ、黒が原点にあり、純粋な赤、緑及び青が夫々の
軸に沿っている。
プログラムが工程100で開始され、102を実行する
ことにより、原像の色が矩形プリズムの中にきっちりと
囲い込まれ、こうして少なくとも1つの色点がプリズム
の各々の面にある様にする。
ことにより、原像の色が矩形プリズムの中にきっちりと
囲い込まれ、こうして少なくとも1つの色点がプリズム
の各々の面にある様にする。
工程104を実行することにより、囲い込まれた色がプ
リズムの最長の軸又は次元に沿って分類され、工程10
6を実行することにより、最長次元と垂直に、囲い込ま
れた色の中央値のところでプリズムが分割されて、1対
の色区画が形成される。
リズムの最長の軸又は次元に沿って分類され、工程10
6を実行することにより、最長次元と垂直に、囲い込ま
れた色の中央値のところでプリズムが分割されて、1対
の色区画が形成される。
一般的に、その各々が色変調値を表わす予定数の色区画
が、原像を量子化する為に望ましい。便宜の為、並びに
この発明に従って原像を量子化して、その後で表示した
時の知覚試験で満足し得る結果が11Iられた為、6ビ
ツト・コードで表わすことの出来る64個の相異なる色
の組を使った。工程108が、所望の数、即ち64個の
色区画が利用出来るかどうかを試験する。所望の数の色
区画が利用出来ない場合、プログラムは工程110の実
行に進み、これが現在の色区画の各々を2つに分割する
。その後、工程108の実行を繰返ず。
が、原像を量子化する為に望ましい。便宜の為、並びに
この発明に従って原像を量子化して、その後で表示した
時の知覚試験で満足し得る結果が11Iられた為、6ビ
ツト・コードで表わすことの出来る64個の相異なる色
の組を使った。工程108が、所望の数、即ち64個の
色区画が利用出来るかどうかを試験する。所望の数の色
区画が利用出来ない場合、プログラムは工程110の実
行に進み、これが現在の色区画の各々を2つに分割する
。その後、工程108の実行を繰返ず。
工程108を実行する時、所望の数の色区画が利用出来
る場合、プログラムが工程112を実行して、谷々の色
区画に対する色の値を決定する。
る場合、プログラムが工程112を実行して、谷々の色
区画に対する色の値を決定する。
ある色区画に対する色の値又は色量子は、その色区画の
中心の色の値である。各々の色区画に対する色の値の群
が、色量子の組を構成し、それを使って原像を量子化す
る。工程114・を実行することにより、1組の色の値
からのある色の値が原像の各セルに割当てられ、この時
割当てられる色の値は原像のセルの実際の色に一番近い
色の値である。工程116を実行することにより、原像
のセルに対して割当てられた色の値がセル・データ・メ
モリ165(第2図)に記憶され、この為、可視像を発
生する為の処理の際、それらを検索することが出来る。
中心の色の値である。各々の色区画に対する色の値の群
が、色量子の組を構成し、それを使って原像を量子化す
る。工程114・を実行することにより、1組の色の値
からのある色の値が原像の各セルに割当てられ、この時
割当てられる色の値は原像のセルの実際の色に一番近い
色の値である。工程116を実行することにより、原像
のセルに対して割当てられた色の値がセル・データ・メ
モリ165(第2図)に記憶され、この為、可視像を発
生する為の処理の際、それらを検索することが出来る。
動作について説明すると、原像の各々のセルに対し、r
め定められた1組の色量子からある色量子を割当てるこ
とにより、原像が量子化される。
め定められた1組の色量子からある色量子を割当てるこ
とにより、原像が量子化される。
割当てられた色H−fをセル・データ・メモリ165(
第2図)に記憶する。この1組の色量子は、原像の実際
の色を表わし、あるセルに割当てられた色量子は、この
1組の色量子の内、原像のセルに対応する部分の実際の
色に一番近い色を表わす色量子である。1組の色量子は
、第3図について説明した手順に従って決定することが
出来る。
第2図)に記憶する。この1組の色量子は、原像の実際
の色を表わし、あるセルに割当てられた色量子は、この
1組の色量子の内、原像のセルに対応する部分の実際の
色に一番近い色を表わす色量子である。1組の色量子は
、第3図について説明した手順に従って決定することが
出来る。
それらの中心が、表示すべき画素の中心の像を含む多角
形を定める様な、隣接する4つのセルの各々に対する色
コードが、N LO’D処理の為に、夫々復号器16
4.168,172.176に、モしてN+M LO
D処理の為に、夫々復号器166.170,174,1
78にセル・データ・メモリ165から供給される。処
理の間、復号器164乃至178の各々が、原像の夫々
のセルに対する色コードを受取り、夫々の出力に真の色
信号又は色変調指数を供給する。これらの出力がNLO
Dセル平滑回路180及びN+M LODセル平滑回
路182の適当な人力に接続される。
形を定める様な、隣接する4つのセルの各々に対する色
コードが、N LO’D処理の為に、夫々復号器16
4.168,172.176に、モしてN+M LO
D処理の為に、夫々復号器166.170,174,1
78にセル・データ・メモリ165から供給される。処
理の間、復号器164乃至178の各々が、原像の夫々
のセルに対する色コードを受取り、夫々の出力に真の色
信号又は色変調指数を供給する。これらの出力がNLO
Dセル平滑回路180及びN+M LODセル平滑回
路182の適当な人力に接続される。
G、B及びTに対する対応する回路にも、同じ色コード
が供給されるが、G、B及びTに対する夫々の復号回路
は、色コードを受取り、夫々選定された原色に対する対
応する真の色信号又は色変調指数を供給する様に予め構
成されている。この為、1組の色量子の各々の色量子に
対し、赤、緑、青及び透明度の色指数の独特な組合せが
得られ、この為、表示画素の赤、緑及び青成分の各々の
色強度を独qに制御することが出来る。
が供給されるが、G、B及びTに対する夫々の復号回路
は、色コードを受取り、夫々選定された原色に対する対
応する真の色信号又は色変調指数を供給する様に予め構
成されている。この為、1組の色量子の各々の色量子に
対し、赤、緑、青及び透明度の色指数の独特な組合せが
得られ、この為、表示画素の赤、緑及び青成分の各々の
色強度を独qに制御することが出来る。
例えば復号′rt164乃至178の各々が夫々がルッ
クアップ・テーブルを持ち、8ビツト色コード(最下位
の6ビツトが色、最]二位の2ビツトが透明度)を使う
場合、夫々4つの透明度の内の1つを持つ64種類の独
特な色が得られる。ルックアップ・テーブルは、数0乃
至63が透明度T。
クアップ・テーブルを持ち、8ビツト色コード(最下位
の6ビツトが色、最]二位の2ビツトが透明度)を使う
場合、夫々4つの透明度の内の1つを持つ64種類の独
特な色が得られる。ルックアップ・テーブルは、数0乃
至63が透明度T。
(例えば0%、即ち不透明)の64種類の色の各々を表
わし、数64乃至127が透明度T+ (例えば25
%)に於ける64種類の色の各々を表わし、数128乃
至191が透明度T= (例えば7596)に於ける
64種類の色の各々を表わし、数192乃至255が透
明度”ra (例えば100%、叩ち透明)に於ける
64種類の色の各々を表わす様に、構成することが出来
る。この場合、64種類の色からなる各々の群に対し、
色は同じ順序で呈示する。即ち、数0.64,128及
び192が1つの色を表わし、数1.65,129及び
193が別の色を表わすと云う様にする。勿論、透明度
の値は、所望の表示を呈示するのに適切な様に予定の形
で選択することが出来る。
わし、数64乃至127が透明度T+ (例えば25
%)に於ける64種類の色の各々を表わし、数128乃
至191が透明度T= (例えば7596)に於ける
64種類の色の各々を表わし、数192乃至255が透
明度”ra (例えば100%、叩ち透明)に於ける
64種類の色の各々を表わす様に、構成することが出来
る。この場合、64種類の色からなる各々の群に対し、
色は同じ順序で呈示する。即ち、数0.64,128及
び192が1つの色を表わし、数1.65,129及び
193が別の色を表わすと云う様にする。勿論、透明度
の値は、所望の表示を呈示するのに適切な様に予定の形
で選択することが出来る。
N LODセル平滑回路180が、それに対して供給
された夫々の色指数を通じてセルに割当てられた夫々の
色量子と、表示すべき画素の中心に対するセルの位置に
応答して、表示すべき画素に対する色強度の加重・IZ
均値を決定する。N+MLODセル・1′、滑回路18
2が、それに対して供給されたN十M LODセル情
報から、色強度の同様なm iri、 弔均値を決定す
る。N LOD及びN+M LODセル・ト滑回路
180,182からの加1R・ト均値がLOD混合回路
184に供給され、こレバN L OD )III
il’i、 jlL均&j ヲN + M L OD
加m平均値と予定の形で組合せ、その結果を表わす信
号を表示回路186に供給する。この表示回路は、真の
原色のセルの生地構成を行なう為に、表示すべき画素を
色変調する為、G、B及び1回路からの出力信号をも受
取る。この為、現実感のある像が必ずしも得られない様
な近似又はその他の方式に頼らずに、1つの面上に多色
を表示することが出来る。
された夫々の色指数を通じてセルに割当てられた夫々の
色量子と、表示すべき画素の中心に対するセルの位置に
応答して、表示すべき画素に対する色強度の加重・IZ
均値を決定する。N+MLODセル・1′、滑回路18
2が、それに対して供給されたN十M LODセル情
報から、色強度の同様なm iri、 弔均値を決定す
る。N LOD及びN+M LODセル・ト滑回路
180,182からの加1R・ト均値がLOD混合回路
184に供給され、こレバN L OD )III
il’i、 jlL均&j ヲN + M L OD
加m平均値と予定の形で組合せ、その結果を表わす信
号を表示回路186に供給する。この表示回路は、真の
原色のセルの生地構成を行なう為に、表示すべき画素を
色変調する為、G、B及び1回路からの出力信号をも受
取る。この為、現実感のある像が必ずしも得られない様
な近似又はその他の方式に頼らずに、1つの面上に多色
を表示することが出来る。
以上の説明から、可視像発生装置に於けるセルの生地構
成の為に、実時間で真の原色変調を行なう独特で実用的
な方法を例示して説明したことが理解されよう。
成の為に、実時間で真の原色変調を行なう独特で実用的
な方法を例示して説明したことが理解されよう。
例として、この発明のある好ましい特徴しか示さなかっ
たが、当業者にはいろいろな変更が考えられよう。特許
請求の範囲は、この発明の範囲内に含まれるこの様な全
ての変更を包括するものであることを承知されたい。
たが、当業者にはいろいろな変更が考えられよう。特許
請求の範囲は、この発明の範囲内に含まれるこの様な全
ての変更を包括するものであることを承知されたい。
第1A図及び第1B図は併せて、この発明を利用しi−
1る様な、明細書本文中に記載した米国特許出願に記載
されるビデオ物体発生2:;の機能的なブロック図、 第2図はこの発明のセル生地発生2gのブロック図、 第3図はこの発明の代表的なテーパ形量子化方式のフロ
ーチャートである。
1る様な、明細書本文中に記載した米国特許出願に記載
されるビデオ物体発生2:;の機能的なブロック図、 第2図はこの発明のセル生地発生2gのブロック図、 第3図はこの発明の代表的なテーパ形量子化方式のフロ
ーチャートである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)原像の予定の部分に対応する複数個のセルから可視
像が形成される様にして、像を形成する画素の色強度制
御によって記憶データから可視像を発生する可視像発生
装置で、セルの生地構成の為に画素を色変調する方法に
於て、 前記複数個のセルの夫々1つに予め定められた1組の色
量子の内のある色量子を割当て、前記1組の色量子は前
記原像の実際の色を表わし、更に、あるセルに割当てら
れた色量子が、前記1組の色量子の内、このセルに対応
する原像の部分の色に最も近い色を表わしており、 表示すべき画素の周りのセルに割当てられた夫々の量子
、及び表示すべき画素の中心に対する、表示すべき画素
の像の周りにあるセルの場所に応答して、表示すべき画
素に対する色強度の加重平均値を決定し、表示すべき画
素の像の周りにあるセルの中心が、表示すべき画素の像
の中心を含む多角形の頂点を定めており、 表示すべき画素の色強度を制御する為に加重平均値を用
いる工程を含み、 前記1組の量子にある量子の数が、原像の実際の色の数
よりも少ない方法。 2)特許請求の範囲1)に記載した方法に於て、色量子
を割当てる工程が、予め定められた1組の色量子の各々
の色量子を同定する為のテーパ形量子化方式に原像をか
けることを含む方法。 3)特許請求の範囲2)に記載した方法に於て、テーパ
形量子化方式が最長寸法切断アルゴリズムを用いる方法
。 4)特許請求の範囲3)に記載した方法に於て、前記最
長寸法切断アルゴリズムが、 原像の色を、各軸に沿って原色の予定の強度を持つ3次
元色系内の点として表わし、該点が原像の対応する色を
形成する為の夫々の軸の色の組合せを表わしており、 前記点をプリズム内に囲い込み、 囲まれた点をプリズムの最長寸法に沿って分類し、 分類された色の中央値でプリズムを分割して、1対の色
区画を形成し、 予定数の区画が設定されるまで、囲い込む工程、分類す
る工程及び分割する工程を繰返し、 予定数の区画の各々に対する色量子を決定し、決定され
た色量子が前記1組の色量子を形成することを含む方法
。 5)特許請求の範囲3)に記載した方法に於て、色量子
を決定する工程が、前記予定数の区画の各々の中心を夫
々の区画に対する色量子として選定することを含む方法
。 6)特許請求の範囲5)に記載した方法に於て、予定数
の区画の各々に対する色量子を記憶することを含む方法
。 7)特許請求の範囲1)に記載した方法に於て、加重平
均値を用いる工程が、表示すべき画素の赤、緑及び青成
分の各々の色強度を独立に制御する為に加重平均値を用
いることを含む方法。 8)特許請求の範囲7)に記載した方法に於て、割当て
る工程が、色量子を表わすコードを割当て、加重平均値
を用いる工程が、赤、緑及び青色部分の各々に対して該
コードを用いることを含む方法。 9)各々のセルが予定の色強度の値を持つ様な、複数個
のセルを有する原像から導き出すことが出来る可視像を
形成する画素の色強度制御により、可視像を実時間で発
生する可視像発生装置で、可視像を真の全色で実時間で
セル生地の変調をする方法に於て、 前記原像をテーパ形量子化方式にかけて、原像の全ての
色を表わす小さな1組の色を同定し、該1組の色にある
員数が原像の全ての色よりも少なく、 前記組の内の一番近い色を原像の各々のセルに割当てる
ことにより、原像を量子化し、 各々の画素を取巻くセルに対して最も近い色が割当てら
れたことに応答して、可視像の各々の画素の色強度を変
調する工程を含む方法。 10)特許請求の範囲9)に記載した方法に於て、変調
する工程が、各々の画素の赤、緑及び青成分の各々の色
強度を独立に制御することを含む方法。 11)特許請求の範囲9)に記載した方法に於て、各々
の画素の像を取巻くセルの中心が、各々の画素の像の夫
々1つの中心を含む多角形の頂点を定めている方法。 12)特許請求の範囲10)に記載した方法に於て、量
子化する工程が、前記組の内の一番近い色を表わすコー
ドを原像の各々のセルに割当て、変調する工程が、該コ
ードを赤、緑及び青色部分の各々に用いることを含む方
法。
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