JP2000348196A - Three-dimensional image generation device and environment map generation method - Google Patents
Three-dimensional image generation device and environment map generation methodInfo
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- Image Input (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は3次元画像生成装置に関し、ミップ
マッピングの手法を併用した環境マッピングを実行する
ために必要な環境マップを効率的にキューブメモリに格
納することを目的とする。
【解決手段】 2次元座標を指定することでメモリアド
レスの特定が可能なキューブメモリ18を設ける。キュ
ーブメモリ18に、縮尺1/2を公比とする環境マップ
20,20−1,20−2,20−3を含むミップマッ
プ構造の環境マップを記憶させる。環境マップ20,2
0−1,20−2,20−3のそれぞれは、立方体の各
面に投影された6枚分の画像データを有する。6枚分の
画像データは縦横比1:2のメモリ領域の3/4を占め
るL字状に配置される。縮尺の小さな環境マップは、順
次、縮尺の大きな環境マップに占有されるL字状のメモ
リ領域の凹状角部に外接する縦横比1:2のメモリ領域
内に配置する。
(57) Abstract: The present invention relates to a three-dimensional image generation device, and an object of the present invention is to efficiently store an environment map necessary for executing an environment mapping using a mip mapping method in a cube memory. I do. A cube memory (18) capable of specifying a memory address by designating two-dimensional coordinates is provided. An environment map having a mipmap structure including environment maps 20, 20-1, 20-2, and 20-3 having a reduced scale of 1/2 as a common ratio is stored in the cube memory 18. Environment map 20, 2
Each of 0-1, 20-2, and 20-3 has six pieces of image data projected on each surface of the cube. The six image data are arranged in an L-shape occupying 3/4 of the memory area having an aspect ratio of 1: 2. The small scale environment maps are sequentially arranged in a memory area having an aspect ratio of 1: 2 circumscribing the concave corners of the L-shaped memory area occupied by the large scale environment map.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元画像生成装
置および環境マップの生成方法に係り、特に、ミップ
(MIP:Multum in Parvo)マッピングの手法を併用した
環境マッピングを実行する3次元画像生成装置、および
その処理に用いられる環境マップを生成する方法として
好適な環境マップの生成方法に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a three-dimensional image generating apparatus and an environment map generating method, and more particularly to a mip.
The present invention relates to a three-dimensional image generation apparatus that executes environment mapping using a technique of (MIP: Multum in Parvo) mapping, and a method of generating an environment map suitable as a method of generating an environment map used for the processing.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、3次元画像の現実感を高める
手法の一つとして、物体の表面に周囲環境を映り込ませ
る環境マッピングが知られている。環境マッピングを用
いて3次元画像を生成する方法は、例えば、“Reflecti
on Vector Shading Hardware"(Douglas Voorhies and J
im Foran: SIGGRAPH 94 Conference Proceedings, P16
3)に開示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as one of the methods for enhancing the realism of a three-dimensional image, environment mapping for reflecting the surrounding environment on the surface of an object is known. A method of generating a three-dimensional image using environment mapping is described in, for example, “Reflecti
on Vector Shading Hardware "(Douglas Voorhies and J
im Foran: SIGGRAPH 94 Conference Proceedings, P16
It is disclosed in 3).
【0003】この手法によれば、環境マッピングは、所
定の立方体の各面に対応するメモリ領域を有する環境マ
ップを用いて実行される。以下、それら各面に対応する
メモリ領域を、便宜上「環境マップの各面」と称す。環
境マップの各面には、上述した立方体を取り巻く3次元
空間中の風景(無限遠の遠景を含む)を、その立方体の
中心に向けて各面に投影することで得られる画像のデー
タが記憶されている。According to this technique, environment mapping is performed using an environment map having a memory area corresponding to each surface of a predetermined cube. Hereinafter, the memory area corresponding to each of these surfaces is referred to as “each surface of the environment map” for convenience. Each plane of the environment map stores image data obtained by projecting a landscape (including a distant view at infinity) in a three-dimensional space surrounding the above-described cube toward each center toward the center of the cube. Have been.
【0004】環境マッピングの処理対象である物体(以
下、「被表示物体」と称す)は、仮想的に、環境マップ
に対応する立方体の中心に配置される。被表示物体は、
2次元的に配置された複数のピクセルを備える表示部に
2次元画像として表示される。環境マッピングの処理は
ピクセル単位で行われる。以下、処理中の一つのピクセ
ルを「着目ピクセル」と称し、また、ピクセルを「点」
とみなす。[0004] An object to be subjected to environment mapping (hereinafter referred to as an "object to be displayed") is virtually located at the center of a cube corresponding to the environment map. The displayed object is
The image is displayed as a two-dimensional image on a display unit having a plurality of pixels arranged two-dimensionally. The environment mapping process is performed on a pixel-by-pixel basis. Hereinafter, one pixel being processed is referred to as a “pixel of interest”, and a pixel is referred to as a “dot”.
Consider
【0005】環境マッピングの処理では、上述した仮想
的な状況の下で、着目ピクセル毎に、その着目ピクセル
から被表示物体に向かう視線が設定され、その視線と被
示物体とが交わる点が反射点として定義される。被表示
物体の各点については予め法線ベクトルが定められてお
り、上記の如く反射点が設定されると、その点の法線ベ
クトルに基づいて、その反射点における視線の反射ベク
トルが求められる。In the environment mapping process, a line of sight from the pixel of interest to the object to be displayed is set for each pixel of interest under the above-described virtual situation, and a point where the line of sight intersects the object to be displayed is reflected. Defined as a point. A normal vector is determined in advance for each point of the displayed object, and when a reflection point is set as described above, a reflection vector of a line of sight at the reflection point is obtained based on the normal vector of the point. .
【0006】視線の反射ベクトルは、反射点から着目ベ
クトルに向かう反射光を発生させる光と逆向きのベクト
ルである。従って、反射ベクトルの進行方向に存在する
風景の色を着目ピクセルの色に反映させれば、反射点に
風景が映し込まれているような表現を実現することがで
きる。環境マッピングの処理では、上記の如く求められ
た反射ベクトルと環境マップとの交点が参照点として決
定され、その参照点の画像データ(各色成分の輝度等)
が着目ピクセルの色に反映される。その結果、表示部に
は、周囲の環境を映す被表示物体が表示される。[0006] The line-of-sight reflection vector is a vector in the opposite direction to the light that generates reflected light from the reflection point toward the target vector. Therefore, if the color of the scenery present in the direction of travel of the reflection vector is reflected on the color of the pixel of interest, it is possible to realize an expression as if the scenery is reflected at the reflection point. In the environment mapping processing, the intersection between the reflection vector and the environment map determined as described above is determined as a reference point, and the image data of the reference point (the luminance of each color component, etc.)
Is reflected in the color of the pixel of interest. As a result, an object to be displayed that reflects the surrounding environment is displayed on the display unit.
【0007】環境マッピングによって被表示物体に映し
込まれる風景の縮尺は物体表面の曲率などに応じて変化
する。ところで、環境マップに記憶されている風景の大
きさ、すなわち、被表示物体に映し込まれる風景の元と
なる絵(以下、「元絵」と称す)の大きさが一定である
と、風景を大きく表示する際には元絵上の多数の点がサ
ンプリングされ、風景を小さく表示する際には元絵上の
少数の点がサンプリングされる事態が生ずる。[0007] The scale of the scene projected on the display object by the environment mapping changes according to the curvature of the surface of the object. By the way, if the size of the landscape stored in the environment map, that is, the size of the picture (hereinafter, referred to as “original picture”) that is the source of the landscape projected on the display target object is constant, When displaying a large image, many points on the original picture are sampled, and when displaying a small landscape, a small number of points on the original picture may be sampled.
【0008】元絵のサンプリング結果に基づいて表示を
再生しようとする場合、元絵の中にサンプリング周波数
の1/2を越える周波数成分が含まれていると、エイリ
アシング(aliasing)、すなわち、再生画面上にチラツ
キ等の不具合を発生させる障害が発生する。従って、環
境マッピングによって表示すべき風景に対して元絵が大
き過ぎると、すなわち、元絵の解像度が高すぎると、サ
ンプリング密度が不適当に小さくなってエイリアシング
が起きることがある。When the display is to be reproduced based on the sampling result of the original picture, if the original picture contains a frequency component exceeding 1/2 of the sampling frequency, aliasing, that is, a reproduction screen A failure that causes a problem such as a flicker occurs on the top. Therefore, if the original picture is too large for the scene to be displayed by the environment mapping, that is, if the resolution of the original picture is too high, the sampling density becomes inappropriately small and aliasing may occur.
【0009】従来より、上述したエイリアシングを防止
する手法としてミップマッピングが知られている。ミッ
プマッピングでは、同一の画像について予め準備された
大きさの異なる複数の元絵が用いられる。より具体的に
は、ミップマッピングでは、表示すべき画像のサイズに
応じて、複数の元絵の中から所定数の元絵(通常は2
枚)が選択され、それら所定数の元絵のそれぞれからサ
ンプリングされる画像データを補間処理することによ
り、各ピクセルの画像データが求められる。Conventionally, mip mapping has been known as a method for preventing the above-mentioned aliasing. In the mip mapping, a plurality of original pictures of different sizes prepared in advance for the same image are used. More specifically, in mip mapping, a predetermined number of original pictures (usually 2 pictures) are selected from a plurality of original pictures according to the size of the image to be displayed.
Is selected, and image data of each pixel is obtained by interpolating image data sampled from each of the predetermined number of original pictures.
【0010】上述したミップマッピングによれば、元絵
に対するサンプリング密度が小さくなり過ぎるのを防止
することができる。このため、上記のミップマッピング
を併用して従来の環境マッピングを実行することによれ
ば、被表示物体上に映し込まれる風景の大きさに関わら
ず、エイリアシングの発生を有効に防止することができ
る。According to the mip mapping described above, it is possible to prevent the sampling density for the original picture from becoming too small. For this reason, by performing the conventional environment mapping in combination with the above-described mip mapping, it is possible to effectively prevent the occurrence of aliasing regardless of the size of the scenery projected on the display target object. .
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来の環境マッピング
を実行するためには、立方体の各面に対応する6面分の
画像が必要である。従って、環境マッピングとミップマ
ッピングとを組み合わせて行うためには、6面分の画像
のそれぞれについて、大きさの異なる複数の元絵が必要
である。In order to execute the conventional environment mapping, images of six planes corresponding to each plane of the cube are required. Therefore, in order to perform the environment mapping and the mip mapping in combination, a plurality of original pictures having different sizes are required for each of the six images.
【0012】メモリ領域に生ずる無駄を排除するため、
それら複数の元絵は効率的にメモリ内に記憶されること
が望ましい。また、環境マップのデザインを容易にする
ためには、同じ縮尺で描かれた6枚の画像のデータが、
画像相互のつながりが感覚的に理解し易い配置で2次元
的に並んで記憶されていることが望ましい。更に、ミッ
プマッピングの実行を容易とするためには、縮尺の異な
る複数の画像上における同一点の対応が、複雑な座標変
換を行うことなく容易にとれるべきである。In order to eliminate waste occurring in the memory area,
It is desirable that the plurality of original pictures be efficiently stored in the memory. Also, in order to facilitate the design of the environment map, the data of six images drawn at the same scale,
It is desirable that the connection between images be stored two-dimensionally in an arrangement that is easy to understand sensory. Furthermore, in order to facilitate the execution of the mip mapping, it is necessary to easily correspond the same point on a plurality of images having different scales without performing complicated coordinate transformation.
【0013】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、環境マッピングとミップマッピン
グとを併せて実行するために必要な環境マップを、上述
した要求を満たす状態で記憶する3次元画像生成装置を
提供することを第1の目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and stores an environment map required to execute both environment mapping and mip mapping in a state satisfying the above-mentioned requirements. A first object is to provide a three-dimensional image generation device.
【0014】また、本発明は、上述した要求を満たす状
態で記憶される環境マップを生成することのできる環境
マップの生成方法を提供することを第2の目的とする。It is a second object of the present invention to provide a method of generating an environment map capable of generating an environment map stored in a state satisfying the above requirements.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、請求項1記載の発明は、被表示物体の表面にそ
の周囲の風景を映し込む環境マッピングを行う3次元画
像生成装置であって、2次元座標を指定することでメモ
リアドレスの特定が可能な2次元メモリとして使用でき
るメモリを備え、前記メモリは、縮尺が公比1/2の等
比数列を成す複数の環境マップを含むミップマップ構造
の環境マップを格納し、前記複数の環境マップのそれぞ
れは、立方体の各面に投影された6枚の画像に対応する
画像データを有し、前記複数の環境マップのそれぞれが
有する6枚の画像の画像データは、縦横比1:2のメモ
リ領域の3/4を占めるL字状に配置された状態で前記
メモリに記憶され、かつ、前記ミップマップ構造の環境
マップは、縮尺の小さな環境マップが、順次、縮尺の大
きな環境マップに占有されるL字状のメモリ領域の凹状
角部に外接する縦横比1:2のメモリ領域内に配置され
るように、前記メモリに記憶される構成を有している。According to a first aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional image generating apparatus for performing environment mapping in which a surrounding scene is projected on a surface of an object to be displayed. There is provided a memory which can be used as a two-dimensional memory capable of specifying a memory address by designating two-dimensional coordinates. The memory includes a plurality of environment maps having a reduced scale forming a geometric progression having a common ratio of 1/2. An environment map having a mipmap structure is stored. Each of the plurality of environment maps has image data corresponding to six images projected on each surface of the cube, and each of the plurality of environment maps has The image data of the six images is stored in the memory in an L-shape occupying 3/4 of the memory area having an aspect ratio of 1: 2, and the environment map of the mipmap structure is scaled. of The environment maps are sequentially stored in a memory area having an aspect ratio of 1: 2 circumscribing the concave corners of the L-shaped memory area occupied by the large-scale environment map. It has a configuration to be performed.
【0016】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の3次元画像生成装置であって、前記複数の環境マッ
プのそれぞれが有する6枚分の画像データの配置は、全
ての環境マップについて統一されており、前記複数の環
境マップのうち、縮尺の小さい環境マップは、縮尺の大
きな環境マップに占有されるメモリ領域より、前記メモ
リの原点(0,0)側のメモリ領域に格納されるように
構成されている。According to a second aspect of the present invention, there is provided the three-dimensional image generating apparatus according to the first aspect, wherein the arrangement of the image data for the six images included in each of the plurality of environment maps is performed on all the environment maps. Of the plurality of environment maps, the smaller scale environment map is stored in the memory area closer to the origin (0, 0) of the memory than the memory area occupied by the larger scale environment map. It is configured to:
【0017】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは2記載の3次元画像生成装置であって、前記複数の
環境マップのそれぞれが有する6枚の画像の画像データ
は、前記立方体の6面のうち5面の画像の連続性が維持
される状態で前記メモリに記憶されるように構成されて
いる。According to a third aspect of the present invention, in the three-dimensional image generating apparatus according to the first or second aspect, the image data of the six images included in each of the plurality of environment maps includes The image is configured to be stored in the memory in a state where the continuity of the images on five of the six surfaces is maintained.
【0018】また、請求項4記載の発明は、請求項1乃
至3の何れか1項記載の3次元画像生成装置であって、
前記複数の環境マップのそれぞれが有する6枚の画像の
画像データは、前記立方体に投影される画像のうち、前
記被表示物体との関係で手前、奥、右および左に位置す
る4枚の画像の連続性が維持される状態で前記メモリに
記憶されるように構成されている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the three-dimensional image generating apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein:
The image data of the six images included in each of the plurality of environment maps includes, among the images projected on the cube, four images located on the front, back, right, and left in relation to the display target object Is stored in the memory in a state where continuity is maintained.
【0019】請求項5記載の発明は、上記第2の目的を
達成するため、3次元画像の生成過程で、被表示物体の
表面にその周囲の風景を映し込む環境マッピングを行う
際に参照される環境マップの生成方法であって、立方体
の各面に投影された6枚の画像に対応する画像データを
作成するステップと、前記6枚の画像データに基づい
て、縮尺1/2を公比とする複数の環境マップを含むミ
ップマップ構造の環境マップを作成するステップと、2
次元座標を指定することでメモリアドレスの特定が可能
であり、かつ、立方体表面に対応付けられたメモリ領域
を有するメモリに、前記ミップマップ構造の環境マップ
を記憶させるステップとを備え、前記複数の環境マップ
のそれぞれが有する6枚の画像の画像データは、縦横比
1:2のメモリ領域の3/4を占めるL字状に配置され
た状態で前記メモリに記憶され、かつ、前記ミップマッ
プ構造の環境マップは、縮尺の小さな環境マップが、順
次、縮尺の大きな環境マップに占有されるL字状のメモ
リ領域の凹状角部に外接する縦横比1:2のメモリ領域
内に配置されるように、前記メモリに記憶される構成を
有している。According to a fifth aspect of the present invention, in order to achieve the second object, in the process of generating a three-dimensional image, it is referred to when performing environment mapping in which the surrounding scenery is projected on the surface of the display target object. Generating an image data corresponding to six images projected on each surface of a cube, based on the six image data; Creating an environment map of a mipmap structure including a plurality of environment maps,
Storing a mipmap structure environment map in a memory having a memory area associated with a cubic surface, wherein a memory address can be specified by specifying dimensional coordinates. Image data of six images included in each of the environment maps is stored in the memory in an L-shape occupying 3/4 of a memory area having an aspect ratio of 1: 2, and the mip map structure is provided. In the environment map, the small-scale environment map is sequentially arranged in the memory area having an aspect ratio of 1: 2 circumscribing the concave corner of the L-shaped memory area occupied by the large-scale environment map. Has a configuration stored in the memory.
【0020】また、請求項6記載の発明は、請求項5記
載の環境マップの生成方法であって、前記複数の環境マ
ップのそれぞれが有する6枚分の画像データの配置は、
全ての環境マップについて統一されており、前記複数の
環境マップのうち、縮尺の小さい環境マップは、縮尺の
大きな環境マップに占有されるメモリ領域より、前記メ
モリの原点(0,0)側のメモリ領域に格納されてるよ
うに構成されている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the environment map generating method according to the fifth aspect, wherein the arrangement of the six pieces of image data included in each of the plurality of environment maps includes:
All of the environment maps are unified, and among the plurality of environment maps, the smaller scale environment map is located closer to the origin (0,0) of the memory than the memory area occupied by the larger scale environment map. It is configured to be stored in the area.
【0021】また、請求項7記載の発明は、請求項5ま
たは6記載の環境マップの生成方法であって、前記複数
の環境マップのそれぞれが有する6枚の画像の画像デー
タは、前記立方体の6面のうち5面の画像の連続性が維
持される状態で前記メモリに記憶されるように構成され
ている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the environment map generating method according to the fifth or sixth aspect, wherein the image data of the six images included in each of the plurality of environment maps includes the image data of the cube. The image is configured to be stored in the memory in a state where the continuity of the images on five of the six surfaces is maintained.
【0022】また、請求項8記載の発明は、請求項5乃
至7の何れか1項記載の環境マップの生成方法であっ
て、前記複数の環境マップのそれぞれが有する6枚の画
像の画像データは、前記立方体に投影される画像のう
ち、前記被表示物体との関係で手前、奥、右および左に
位置する4枚の画像の連続性が維持される状態で前記メ
モリに記憶されるように構成されている。The invention according to claim 8 is the method for generating an environment map according to any one of claims 5 to 7, wherein the image data of six images included in each of the plurality of environment maps is provided. Is stored in the memory in a state where continuity of four images located on the near side, the back side, the right side, and the left side in relation to the object to be displayed among the images projected on the cube is maintained. Is configured.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図5を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明
の実施の形態1の3次元画像生成装置のブロック図を示
す。図1に示す如く、本実施形態の3次元画像生成装置
は、ジオメトリ部10、レンダリング部12、メモリ部
14および表示部16を備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
An embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a block diagram of a three-dimensional image generation device according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the three-dimensional image generation device of the present embodiment includes a geometry unit 10, a rendering unit 12, a memory unit 14, and a display unit 16.
【0024】ジオメトリ部10は、表示すべき3次元画
像のデータを生成する処理や、生成した3次元画像のデ
ータを2次元のデータに変換して出力する処理等を実行
する部分である。The geometry section 10 is a section for executing a process of generating data of a three-dimensional image to be displayed, a process of converting the generated data of the three-dimensional image into two-dimensional data, and outputting the data.
【0025】レンダリング部12は、3次元画像を表示
部16に描画するために必要な種々の処理を実行する部
分である。レンダリング部12における処理は、ジオメ
トリ部10から供給されるデータや、メモリ部16に格
納されている各種のデータ等に基づいて実行される。The rendering unit 12 is a unit that executes various processes necessary for rendering a three-dimensional image on the display unit 16. The processing in the rendering unit 12 is executed based on data supplied from the geometry unit 10, various data stored in the memory unit 16, and the like.
【0026】メモリ部14は、レンダリング部12の処
理の実行に必要な情報を記憶しておくための領域であ
る。本実施形態において、メモリ部14には、3次元画
像を構成するポリゴンの奥行き情報を記憶するZバッフ
ァ(図示せず)や、3次元画像に用いられるテクスチャ
に関するデータを記憶するテクスチャメモリ(図示せ
ず)と共に、環境マッピングの処理に必要な環境マップ
を格納するキューブメモリ18が含まれている。尚、本
実施形態においては、キューブメモリ18が前記請求項
1記載の「メモリ」に相当している。The memory unit 14 is an area for storing information necessary for executing the processing of the rendering unit 12. In the present embodiment, the memory unit 14 includes a Z buffer (not shown) for storing depth information of polygons constituting the three-dimensional image, and a texture memory (not shown) for storing data relating to texture used for the three-dimensional image. And a cube memory 18 for storing an environment map necessary for processing the environment mapping. In this embodiment, the cube memory 18 corresponds to the “memory” in the first aspect.
【0027】表示部16は、2次元的に配置された複数
のピクセルのそれぞれを適当に発色させることによりに
3次元画像を表示する部分である。本実施形態におい
て、表示部16は、レンダリング部12からピクセル毎
の描画データが供給されることにより3次元画像を表示
する。The display section 16 is a section for displaying a three-dimensional image by appropriately coloring each of a plurality of pixels arranged two-dimensionally. In the present embodiment, the display unit 16 displays a three-dimensional image by receiving rendering data for each pixel from the rendering unit 12.
【0028】本実施形態の3次元画像装置は、レンダリ
ング部16において、環境マッピング、すなわち、3次
元画像を構成する被表示物体の表面に周囲環境を映り込
ませる処理を実行する。図2は、環境マッピングの内容
を説明するための概念図を示す。環境マッピングは、図
2に示す環境マップ20を用いて行われる。環境マップ
20は、キューブメモリ18に格納されており、所定の
3次元空間中に仮定される所定の立方体の各面に対応す
るメモリ領域を備えている。以下、それら各面に対応す
るメモリ領域を、便宜上「環境マップ20の各面」と称
す。In the three-dimensional image apparatus according to the present embodiment, the rendering unit 16 executes environment mapping, that is, a process of reflecting the surrounding environment on the surface of the display object forming the three-dimensional image. FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the contents of environment mapping. The environment mapping is performed using the environment map 20 shown in FIG. The environment map 20 is stored in the cube memory 18 and has a memory area corresponding to each surface of a predetermined cube assumed in a predetermined three-dimensional space. Hereinafter, the memory area corresponding to each of these surfaces is referred to as “each surface of the environment map 20” for convenience.
【0029】環境マップ20の各面には、上述した立方
体を取り巻く3次元空間中の風景(無限遠の遠景を含
む)に関する画像データが、より具体的には、その風景
を立方体の中心に向けて立方体の各面に投影することで
得られる画像のデータが記憶されている。尚、画像デー
タには、例えば、立方体上の各点における各色成分
(R,G,B等)の輝度や、各点の不透明度を表すオパ
シティ等が記憶されている。On each surface of the environment map 20, image data on a landscape (including a distant view at infinity) in the three-dimensional space surrounding the above-mentioned cube is more specifically directed to the center of the cube. Data of an image obtained by projecting on each surface of the cube is stored. In the image data, for example, the luminance of each color component (R, G, B, etc.) at each point on the cube, the opacity indicating the opacity of each point, and the like are stored.
【0030】環境マッピングの処理において、周囲の風
景の映し込みの対象とされる物体(以下、「被表示物体
22」と称す)は、環境マップ20に対応する立方体の
中心に配置される。説明の便宜上、図2では被表示物体
22を大きく表しているが、環境マッピングの処理にお
いて、被表示物体22は無限小であり、その表面上の全
ての点が立方体の中心点に集約されているものとして扱
われる。In the environment mapping process, an object (hereinafter, referred to as “displayed object 22”) to be reflected in the surrounding landscape is arranged at the center of the cube corresponding to the environment map 20. For convenience of explanation, FIG. 2 shows the displayed object 22 in a large size. However, in the environment mapping processing, the displayed object 22 is infinitesimal, and all the points on the surface are collected at the center point of the cube. Is treated as if it were.
【0031】被表示物体22は、2次元的に配置された
複数のピクセルを備える表示部16に表示される。以
下、被表示物体22の各点に対応するピクセルを「着目
ピクセル」と称し、また、ピクセルを点とみなす。環境
マッピングの処理では、着目ピクセル毎に被表示物体2
2に向かう視線24が設定され、更に、視線24と被表
示物体22とが交わる点が反射点26として定義され
る。The object 22 to be displayed is displayed on the display section 16 having a plurality of pixels arranged two-dimensionally. Hereinafter, a pixel corresponding to each point of the display target object 22 is referred to as a “pixel of interest”, and the pixel is regarded as a point. In the environment mapping process, the display object 2
2 is set, and a point at which the line of sight 24 intersects the displayed object 22 is defined as a reflection point 26.
【0032】被表示物体22については、その表面上の
各点について予め法線ベクトル(図示せず)が定められ
ている。環境マッピングの処理では、上記の如く設定さ
れた反射点26について、その点の法線ベクトルに基づ
いて視線24の反射ベクトル28が求められる。反射ベ
クトル28は、反射点26から着目ベクトルに向かう反
射光を発生させる光と逆向きのベクトルである。従っ
て、反射ベクトル28の進行方向に存在する風景の色を
着目ピクセルの色に反映させれば、反射点26に風景が
映し込まれているような表現を実現することができる。With respect to the displayed object 22, a normal vector (not shown) is determined in advance for each point on the surface. In the environment mapping process, for the reflection point 26 set as described above, the reflection vector 28 of the line of sight 24 is obtained based on the normal vector of the point. The reflection vector 28 is a vector in the opposite direction to the light that generates reflected light from the reflection point 26 toward the target vector. Therefore, by reflecting the color of the scenery existing in the traveling direction of the reflection vector 28 on the color of the pixel of interest, it is possible to realize an expression as if the scenery is reflected at the reflection point 26.
【0033】環境マッピングの処理では、上記の如く求
められた反射ベクトル28と環境マップ20との交点が
参照点30として決定され、その参照点30に関するデ
ータを用いて個々の着目ピクセルに反映させる画像デー
タが算出される。その結果、表示部16には、周囲の環
境を映す被表示物体22が表示される。In the environment mapping process, the intersection between the reflection vector 28 and the environment map 20 determined as described above is determined as a reference point 30, and an image to be reflected on each pixel of interest using data on the reference point 30. Data is calculated. As a result, the display object 16 is displayed on the display unit 16, reflecting the surrounding environment.
【0034】本実施形態の3次元画像生成装置は、レン
ダリング部12において、上述した環境マッピングと併
せてミップマッピングの処理を実行する。図3は、ミッ
プマッピングの内容を説明するための概念図を示す。よ
り具体的には、図3(A)はミップマッピングの際に参
照される縮尺1の元絵(面0)を、図3(B)は面0と
同じ画像が縮尺1/2で描かれた元絵(面1)を、図3
(C)は面0と同じ画像が縮尺1/4で描かれた元絵
(面2)を、また、図3(D)は面0と同じ画像が縮尺
1/8で描かれた元絵(面3)をそれぞれ示す。In the three-dimensional image generating apparatus according to the present embodiment, the rendering unit 12 performs a mip mapping process together with the above-described environment mapping. FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the contents of mip mapping. More specifically, FIG. 3A shows the original picture (plane 0) of scale 1 referred to during mip mapping, and FIG. 3B shows the same image as plane 0 at scale 1/2. Fig. 3 shows the original picture (side 1)
(C) shows the original picture (Surface 2) in which the same image as plane 0 was drawn at a scale of 1/4, and FIG. 3 (D) shows the original picture in which the same image as plane 0 was drawn at a scale of 1/8. (Surface 3) is shown.
【0035】ミップマッピングは、図3(A)乃至図3
(D)に示すような複数の元絵、すなわち、同じ画像を
異なる縮尺で表した複数の元絵を使用して行われる。す
なわち、ミップマッピングの処理では、上述した複数の
元絵の中から、表示すべき画像と縮尺の近似する所定数
(例えば2枚)の元絵が選択され、それらの元絵からサ
ンプリングされた画像データを用いた補間処理が実行さ
れることにより各ピクセルの画像データが算出される。
縮尺の異なる元絵の数は、等比数列的に縮尺を変化させ
ることにより所望の数だけ設けることができる。以下、
縮尺の異なるそれら一連の元絵を「ミップマップ」と、
また、縮尺の異なる一連の元絵を組み合わせた構造を
「ミップマップ構造」と称す。The mip mapping is shown in FIGS.
This is performed using a plurality of original pictures as shown in (D), that is, a plurality of original pictures representing the same image at different scales. That is, in the process of mip mapping, a predetermined number (for example, two) of original pictures whose scales are similar to the image to be displayed are selected from the plurality of original pictures described above, and the images sampled from those original pictures are selected. The image data of each pixel is calculated by performing the interpolation process using the data.
The desired number of original pictures having different scales can be provided by changing the scale in a geometric progression. Less than,
These series of original pictures with different scales are called “mip maps”
A structure in which a series of original pictures having different scales are combined is referred to as a “mip map structure”.
【0036】本実施形態において、ミップマップは、環
境マップ20に対応する立方体の各面に投影された6枚
の風景画像のそれぞれについて準備されている。換言す
ると、本実施形態において、キューブメモリ18には、
縮尺の異なる複数の環境マップが、上述したミップマッ
プ構造で記憶されている。以下、「環境マップ20」
は、図3(A)に示す“面0”に対応する環境マップ、
すなわち、縮尺1/1の環境マップを指すものとする。
また、“面1”以降に対応する縮尺1/2以下の環境マ
ップを特に指定する必要がある場合は、その環境マップ
を「環境マップ20−n」(nは整数)と記す。In the present embodiment, mip maps are prepared for each of the six landscape images projected on each surface of the cube corresponding to the environment map 20. In other words, in the present embodiment, the cube memory 18 has
A plurality of environment maps having different scales are stored in the mipmap structure described above. Hereinafter, "Environment Map 20"
Is an environment map corresponding to “Surface 0” shown in FIG.
That is, it refers to an environment map of a scale 1/1.
When it is necessary to particularly designate an environment map of a scale 1/2 or less corresponding to "surface 1" and thereafter, the environment map is described as "environment map 20-n" (n is an integer).
【0037】レンダリング部12は、図1に示す如く、
キューブアドレス生成部32、環境ジェネレータ34、
および色演算部36を備えている。キューブアドレス生
成部32では、以下の処理が実行される。 (1)上述した手法で着目ピクセル毎に視線24および
反射ベクトル28を生成し、縮尺1/1の環境マップ2
0上で参照点30を決定する処理。 (2)表示すべき画像の大きさに応じて参照すべき2枚
の環境マップ20−nを選択する処理。 (3)選択された環境マップ20−n上で参照点30に
対応する点を求め、それらの点に対応するキューブメモ
リ18上でのアドレス(以下、「キューブアドレス」と
称す)を出力する処理。The rendering unit 12, as shown in FIG.
Cube address generator 32, environment generator 34,
And a color calculation unit 36. In the cube address generation unit 32, the following processing is executed. (1) The line of sight 24 and the reflection vector 28 are generated for each pixel of interest by the above-described method, and an environment map 2 with a scale of 1/1
The process of determining the reference point 30 on 0. (2) A process of selecting two environment maps 20-n to be referred to according to the size of an image to be displayed. (3) Processing for finding points corresponding to the reference points 30 on the selected environment map 20-n and outputting the addresses on the cube memory 18 corresponding to those points (hereinafter referred to as "cube addresses"). .
【0038】キューブアドレス生成部32から出力され
るキューブアドレスは環境ジェネレータ34に供給され
る。環境ジェネレータ34では、以下の処理が実行され
る。 (1)キューブメモリ18にアクセスして、キューブア
ドレスに対応する画像データを読み出す処理。 (2)キューブメモリ18から読み出した画像データを
用いて適当な補間処理を行うことで、表示すべき画像の
大きさに適合する画像データを求める処理。The cube address output from the cube address generator 32 is supplied to an environment generator 34. In the environment generator 34, the following processing is executed. (1) A process of accessing the cube memory 18 and reading out image data corresponding to the cube address. (2) A process of obtaining image data suitable for the size of an image to be displayed by performing an appropriate interpolation process using the image data read from the cube memory 18.
【0039】環境ジェネレータ34で求められた画像デ
ータは色演算部36に供給される。色演算部36は、レ
ンダリング部12の他の部分で演算された画像データ
に、環境ジェネレータ34で求められた画像データを反
映させることにより、着目ピクセルで発色させるべき色
に関するデータを演算する。色演算部36で生成された
データは表示部16に供給される。その結果、風景が映
し込まれた被表示物体22が表示部16に表示される。The image data obtained by the environment generator 34 is supplied to a color operation unit 36. The color calculation unit 36 calculates data on a color to be developed at the target pixel by reflecting the image data calculated by the environment generator 34 on the image data calculated by the other parts of the rendering unit 12. The data generated by the color calculation unit 36 is supplied to the display unit 16. As a result, the display target object 22 on which the landscape is projected is displayed on the display unit 16.
【0040】上述の如く、レンダリング部12は、キュ
ーブメモリ18に記憶されているミップマップ構造の環
境マップを用いて、ミップマッピングと環境マッピング
とを組み合わせて着目ピクセルに反映させるべき画像デ
ータを求める。ミップマッピングによれば、表示すべき
風景の大きさに応じて元絵に対するサンプリング密度が
大きく変化するのを防止して、小さな画像でエイリアシ
ングが生ずるのを防止することができる。従って、本実
施形態の3次元画像生成装置によれば、被表示物体22
の表面に精細な風景を任意の大きさで映し込ませること
ができる。As described above, the rendering unit 12 uses the mipmap structure environment map stored in the cube memory 18 to combine the mip mapping and the environment mapping to obtain image data to be reflected on the target pixel. According to the mip mapping, it is possible to prevent the sampling density for the original picture from largely changing according to the size of the scene to be displayed, and to prevent aliasing from occurring in a small image. Therefore, according to the three-dimensional image generation device of the present embodiment, the display object 22
It is possible to project a detailed scenery of any size on the surface of the camera.
【0041】本実施形態の3次元生成装置において、キ
ューブメモリ18の内部、そのインターフェースの内
部、或いは環境ジェネレータ34の内部には、2次元デ
ータ(x、y)をキューブメモリ18のメモリアドレス
に変換する変換部が含まれている。従って、本実施形態
において、キューブメモリ18は、2次元座標を指定す
ることでメモリ領域が特定できるメモリ(以下、「2次
元メモリ」と称す)として使用することができる。In the three-dimensional generating apparatus of the present embodiment, the two-dimensional data (x, y) is converted into a memory address of the cube memory 18 inside the cube memory 18, inside its interface, or inside the environment generator 34. A conversion unit is included. Therefore, in the present embodiment, the cube memory 18 can be used as a memory that can specify a memory area by designating two-dimensional coordinates (hereinafter, referred to as “two-dimensional memory”).
【0042】本実施形態の3次元生成装置は、上記の如
く2次元メモリとして扱うことのできるキューブメモリ
18の内部に、以下に説明する状態でミップマップ構造
の環境マップが格納されている点に特徴を有している。
以下、図4および図5を参照して、本実施形態の特徴部
について説明する。The three-dimensional generating apparatus according to the present embodiment is different from the three-dimensional generating apparatus in that an environment map having a mipmap structure is stored in a cube memory 18 which can be treated as a two-dimensional memory as described above in a state described below. Has features.
Hereinafter, the characteristic portion of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
【0043】図4(A)は、環境マップ20に対応する
立方体の展開図の1例を示す。環境マップ20には、上
記の如く6面分の風景画像が記憶されている。図4
(A)において、“上”、“下”、“左”、“右”、
“手前”、“奥”は、それぞれ、スクリーンの観察者に
とっての方向を示す。但し、表裏の関係は被表示物体か
ら見た向きとなっている。このため、図4上では左右が
逆転している。6枚の風景画像のデータは、それらの画
像が投影された各面を例えば図4(A)のように展開す
ることで、互いの画像の連続性を最大限維持したまま2
次元のデータ領域に格納することが可能となる。FIG. 4A shows an example of a development view of a cube corresponding to the environment map 20. The environment map 20 stores six landscape images as described above. FIG.
In (A), “up”, “down”, “left”, “right”,
“Front” and “back” indicate the directions of the screen to the viewer, respectively. However, the relationship between the front and back is the direction viewed from the display target object. Therefore, in FIG. 4, the left and right are reversed. The data of the six scenery images is obtained by developing each surface onto which the images are projected as shown in FIG. 4A, for example, while maintaining the continuity of the images to the maximum.
It can be stored in a dimensional data area.
【0044】従って、キューブメモリ18に、図4
(A)に示す展開図と同じ2次元形状のメモリ領域を確
保して、そのメモリ領域に展開図と同じ配列で画像デー
タを格納すれば、各面の画像相互の連続性を最大限に維
持した状態で、環境マップ20の画像データをキューブ
メモリ18に納めることができる。しかしながら、図4
(A)に示す展開図の配置をそのままキューブメモリ1
8に反映させると、キューブメモリ18中に無駄な領域
が発生し易い。Accordingly, the cube memory 18 is stored in FIG.
If a memory area of the same two-dimensional shape as that of the developed view shown in (A) is secured and the image data is stored in the memory area in the same arrangement as the developed view, the mutual continuity of the images on each surface is maintained to the maximum. In this state, the image data of the environment map 20 can be stored in the cube memory 18. However, FIG.
The arrangement of the development view shown in FIG.
8, the useless area is easily generated in the cube memory 18.
【0045】このため、本実施形態においては、図4
(B)に示す如く、“下”の画像データを、“上”と
“左”の双方に接する位置に移動させた状態で、環境マ
ップ20の画像データをキューブメモリ18に格納して
いる。環境マップ20の画像データをこのように配置す
ることによれば、5枚の風景画像の連続性を維持したま
ま、キューブメモリ18に効率的にデータを格納するこ
とが可能となる。For this reason, in this embodiment, FIG.
As shown in (B), the image data of the environment map 20 is stored in the cube memory 18 in a state where the image data of “lower” is moved to a position in contact with both “up” and “left”. By arranging the image data of the environment map 20 in this way, it is possible to efficiently store the data in the cube memory 18 while maintaining the continuity of the five landscape images.
【0046】図5は、本実施形態において用いられるキ
ューブメモリ14のメモリ領域を表す概念図である。本
実施形態において、キューブメモリ14には、縦横比が
1:2であり、かつ、環境マップ20の総面積に対して
4/3の面積を有するメモリ領域が与えられている。図
5に示す如く、環境マップ20のデータは、キューブメ
モリ14の原点(0,0)付近が未使用領域となるよう
に、キューブメモリ14に格納される。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a memory area of the cube memory 14 used in the present embodiment. In the present embodiment, the cube memory 14 is provided with a memory area having an aspect ratio of 1: 2 and an area of 4/3 of the total area of the environment map 20. As shown in FIG. 5, the data of the environment map 20 is stored in the cube memory 14 so that the vicinity of the origin (0, 0) of the cube memory 14 becomes an unused area.
【0047】環境マップ20が上記の如くキューブメモ
リ14に格納されると、キューブメモリ14の原点
(0,0)付近には、環境マップ20によって使用され
ない領域が、環境マップ20によって使用される領域の
1/3だけ残存する。本実施形態において、その未使用
領域には、環境マップ20と同様に図4(B)に示す状
態に配置された環境マップ20−1のデータが格納され
ている。縮尺が1/2である環境マップ20−1の総面
積は、縮尺が1/1である環境マップ20の総面積の1
/4であるため、環境マップ20−1は上述した未使用
領域内に納めることができる。When the environment map 20 is stored in the cube memory 14 as described above, an area not used by the environment map 20 near the origin (0,0) of the cube memory 14 becomes an area used by the environment map 20. Only 1/3 of the remaining. In the present embodiment, the unused area stores the data of the environment map 20-1 arranged in the state shown in FIG. The total area of the environment map 20-1 whose scale is 1/2 is 1 of the total area of the environment map 20 whose scale is 1/1.
Therefore, the environment map 20-1 can be stored in the unused area described above.
【0048】同様に、環境マップ20−2は、環境マッ
プ20−1によって使用されない領域内に、また、環境
マップ20−3は、環境マップ20−2によって使用さ
れない領域内に順次配置される。このように、本実施形
態で用いられるキューブメモリ18の内部には、ミップ
マップ構造を有する環境マップのデータが、順次無駄な
メモリ領域を発生させることなく、環境マップ20の総
面積に対して4/3の面積を有するメモリ領域の中に効
率的に格納されている。Similarly, the environment map 20-2 is sequentially arranged in an area not used by the environment map 20-1, and the environment map 20-3 is sequentially arranged in an area not used by the environment map 20-2. As described above, inside the cube memory 18 used in the present embodiment, the data of the environment map having the mipmap structure is stored in the entire area of the environment map 20 without generating a useless memory area. 3 is efficiently stored in a memory area having an area of.
【0049】上述の如く、キューブメモリ18に格納さ
れている個々の環境マップ20,20−1,20−2,
・・は、6枚の風景画像のうち5枚の風景画像の連続性
が保たれた状態で記憶されている。特に、本実施形態に
おいては、被表示物体22の側面を取り巻く手前、奥、
左および右の画像の連続性が維持されている。被表示物
体22を取り巻く風景は、個々の風景画像の連続性が維
持されているほど感覚的に理解し易い。特に、横方向に
連続すべき手前、奥、左および右の画像の連続性が保た
れていると、その風景を感覚的に理解することが容易で
ある。環境マッピングを利用するシステムは、環境マッ
ピングに用いられる風景が感覚的に理解し易いほど扱い
が容易となる。このため、本実施形態の3次元画像生成
装置によれば、扱いが容易となるという効果を得ること
ができる。As described above, the individual environment maps 20, 20-1, 20-2,
.. Are stored in a state where the continuity of five landscape images among the six landscape images is maintained. In particular, in the present embodiment, the front side, the back side,
The continuity of the left and right images is maintained. The scenery surrounding the display target object 22 is easier to understand intuitively as the continuity of the individual scenery images is maintained. In particular, when the continuity of the front, back, left, and right images that should be continued in the horizontal direction is maintained, it is easy to intuitively understand the scenery. A system using environment mapping is easier to handle as the scenery used for environment mapping is more intuitively understood. For this reason, according to the three-dimensional image generation device of the present embodiment, an effect that handling becomes easy can be obtained.
【0050】また、本実施形態の3次元画像生成装置に
おいて、ミップマップ構造の環境マップは、縮尺が1/
2となる毎にデータ領域が原点(0,0)に近づくよう
にキューブメモリ18に記憶されている。このようなデ
ータ構造によれば、環境マップ20上に参照点20を決
定した後、その参照点20のx、y座標値を共に1/2
とするだけで、環境マップ20−1上の対応点の座標値
(x/2、y/2)を求めることが可能となる。Further, in the three-dimensional image generating apparatus according to the present embodiment, the environment map having the mipmap structure has a reduced scale of 1 /.
The data area is stored in the cube memory 18 such that the data area approaches the origin (0, 0) every time the value becomes 2. According to such a data structure, after determining the reference point 20 on the environment map 20, the x and y coordinate values of the reference point 20 are both reduced to 1 /.
, The coordinate value (x / 2, y / 2) of the corresponding point on the environment map 20-1 can be obtained.
【0051】更に、その参照点20のx、y座標値を1
/4、或いは1/8とするだけで、環境マップ20−
2、または20−3上の対応点の座標値(x/4、y/
2)、または(x/8、y/8)求めることが可能とな
る。このように、本実施形態において用いられる環境マ
ップのデータ構造によれば、ミップマッピングの処理の
過程で要求される座標変換を容易な処理により実現する
ことができる。従って、本実施形態の3次元画像生成装
置によれば、ミップマッピングの処理を容易に行うこと
ができる。Further, the x and y coordinate values of the reference point 20 are set to 1
と す る or 8, the environment map 20-
2 or the coordinate value (x / 4, y /
2) or (x / 8, y / 8). As described above, according to the data structure of the environment map used in the present embodiment, the coordinate conversion required in the process of the mip mapping can be realized by an easy process. Therefore, according to the three-dimensional image generation device of the present embodiment, mip mapping processing can be easily performed.
【0052】[0052]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、複数の環
境マップのそれぞれが備える6枚分の画像データは所定
のL字状に配列された状態でメモリに格納される。ま
た、それらの環境マップの画像データは、縮尺の小さな
環境マップの画像データが、順次、縮尺の大きな環境マ
ップに占有されるL字状のメモリ領域の凹状角部に外接
するようにメモリに格納される。このような構造によれ
ば、縮尺の異なる複数の環境マップを含むミップマップ
構造の環境マップを、効率的にメモリに格納することが
できる。従って、本発明によれば、3次元画像生成装置
の小型化および低価格化を図ることができる。According to the first aspect of the present invention, six pieces of image data included in each of the plurality of environment maps are stored in the memory in a state of being arranged in a predetermined L-shape. Further, the image data of the environment maps are stored in the memory such that the image data of the small scale environment map sequentially circumscribes the concave corners of the L-shaped memory area occupied by the large scale environment map. Is done. According to such a structure, an environment map having a mipmap structure including a plurality of environment maps having different scales can be efficiently stored in the memory. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the size and cost of the three-dimensional image generation device.
【0053】請求項2記載の発明によれば、ミップマッ
プ構造の環境マップに含まれる複数の環境マップは、メ
モリに原点(0,0)付近のメモリ領域を占有しないよ
うに縦横被1:2のメモリ領域中に格納される。また、
本発明において、環境マップのそれぞれが格納されるメ
モリ領域は、その環境マップの縮尺が1/2となる毎に
原点(0,0)に近づく。この場合、所定の環境マップ
上の任意の点の座標を(x、y)とすると、その環境マ
ップの縮尺に対して1/2の縮尺を有する環境マップ上
で、その任意の点に対応する点の座標は(x/2,y/
2)となる。このため、本発明によれば、ミップマップ
構造の環境マップ上で相互に対応する点を、簡単な座標
変換を行うだけで容易に対応付けることができる。この
ため、本発明によれば、ミップマッピングと環境マッピ
ングとを組み合わせた処理を、簡単な処理により実現す
ることができる。According to the second aspect of the present invention, the plurality of environment maps included in the mipmap-structured environment map are arranged so that the memory does not occupy the memory area near the origin (0,0). Is stored in the memory area. Also,
In the present invention, the memory area in which each of the environment maps is stored approaches the origin (0, 0) every time the scale of the environment map is reduced to half. In this case, assuming that the coordinates of an arbitrary point on a predetermined environment map are (x, y), the point corresponding to the arbitrary point on the environment map having a scale 1/2 that of the scale of the environment map. The coordinates of the point are (x / 2, y /
2). Therefore, according to the present invention, mutually corresponding points on an environment map having a mipmap structure can be easily associated only by performing simple coordinate conversion. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a process combining the mip mapping and the environment mapping by a simple process.
【0054】請求項3記載の発明によれば、ミップマッ
プ構造の環境マップに含まれる複数の環境マップのそれ
ぞれが、5枚分の画像データの連続性を維持した状態で
メモリに格納されている。このような画像データの配置
によれば、環境マップに記憶されている画像を感覚的に
容易に理解することができる。このため、本発明によれ
ば、3次元画像生成装置の扱いを容易とすることができ
る。According to the third aspect of the present invention, each of the plurality of environment maps included in the environment map having the mipmap structure is stored in the memory while maintaining the continuity of the five image data. . According to such an arrangement of the image data, the image stored in the environment map can be easily and intuitively understood. For this reason, according to the present invention, the handling of the three-dimensional image generation device can be facilitated.
【0055】請求項4記載の発明によれば、ミップマッ
プ構造の環境マップに含まれる複数の環境マップのそれ
ぞれが、手前、奥、右および左に位置する4枚分の画像
データの連続性を維持した状態でメモリに格納されてい
る。このような画像データの配置によれば、環境マップ
に記憶されている画像を、感覚的に特に容易に理解する
ことが可能となる。このため、本発明によれば、3次元
画像生成装置の扱いを容易とすることができる。According to the fourth aspect of the present invention, each of the plurality of environment maps included in the mipmap structure environment map indicates the continuity of the four image data located at the front, back, right, and left. It is stored in the memory as it is maintained. According to such an arrangement of the image data, it is possible to intuitively and particularly easily understand the image stored in the environment map. For this reason, according to the present invention, the handling of the three-dimensional image generation device can be facilitated.
【0056】請求項5記載の発明によれば、複数の環境
マップのそれぞれが備える6枚分の画像データを、所定
のL字状に配列された状態で、効率的にメモリに格納す
ることができる。このため、本発明によれば、ミップマ
ッピングと環境マッピングとを組み合わせて行うための
環境マップを、少ないメモリ消費量で安価に製造するこ
とができる。According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to efficiently store, in a memory, six pieces of image data included in each of a plurality of environment maps in a state of being arranged in a predetermined L-shape. it can. For this reason, according to the present invention, an environment map for performing a combination of mip mapping and environment mapping can be manufactured inexpensively with small memory consumption.
【0057】請求項6記載の発明によれば、ミップマッ
プ構造の環境マップに含まれる複数の環境マップを、簡
単な座標変換で対応点の対応付けができる状態で効率良
くメモリに格納することができる。このため、本発明に
よれば、ミップマッピングと環境マッピングとを組み合
わせた処理を簡単な処理で実現するうえで好適な環境マ
ップを、容易に生成することができる。According to the present invention, a plurality of environment maps included in the environment map having the mipmap structure can be efficiently stored in the memory in a state where the corresponding points can be associated by simple coordinate conversion. it can. For this reason, according to the present invention, it is possible to easily generate an environment map suitable for realizing a process combining the mip mapping and the environment mapping with a simple process.
【0058】請求項7記載の発明によれば、ミップマッ
プ構造の環境マップに含まれる複数の環境マップのそれ
ぞれを、5枚分の画像データの連続性が維持されるよう
にメモリに格納することができる。このため、本発明に
よれば、感覚的に理解し易い状態で画像を記憶する環境
マップを生成することができる。According to the seventh aspect of the present invention, each of the plurality of environment maps included in the mipmap structured environment map is stored in the memory such that the continuity of the five image data is maintained. Can be. For this reason, according to the present invention, it is possible to generate an environment map that stores an image in a state in which it is easy to intuitively understand.
【0059】請求項8記載の発明によれば、ミップマッ
プ構造の環境マップに含まれる複数の環境マップのそれ
ぞれを、手前、奥、右および左に位置する4枚分の画像
データの連続性が維持されるようにメモリに格納されて
いる。このため、本発明によれば、感覚的に特に理解し
易い状態で画像を記憶する環境マップを生成することが
できる。According to the eighth aspect of the present invention, each of the plurality of environment maps included in the mipmap structure environment map is used to determine the continuity of the four image data located at the front, back, right, and left. It is stored in memory to be maintained. For this reason, according to the present invention, it is possible to generate an environment map that stores an image in a state that is particularly easy to understand intuitively.
【図1】 本発明の実施の形態1の3次元画像生成装置
のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a three-dimensional image generation device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1に示す3次元画像生成装置において実行
される環境マッピングの内容を説明するための図であ
る。FIG. 2 is a diagram for explaining the contents of environment mapping executed in the three-dimensional image generation device shown in FIG.
【図3】 図1に示す3次元画像生成装置において実行
されるミップマッピングの内容を説明するための図であ
る。FIG. 3 is a diagram for explaining the contents of mip mapping executed in the three-dimensional image generation device shown in FIG. 1;
【図4】 図1に示す3次元画像生成装置が備えるキュ
ーブメモリに記憶される画像データの配置を説明するた
めのずである。FIG. 4 is a diagram for explaining an arrangement of image data stored in a cube memory included in the three-dimensional image generating apparatus shown in FIG. 1;
【図5】 図1に示す3次元画像生成装置が備えるキュ
ーブメモリのメモリ領域を概念的に表す図である。FIG. 5 is a diagram conceptually showing a memory area of a cube memory provided in the three-dimensional image generation device shown in FIG.
10 ジオメトリ部 12 レンダリング部 14 メモリ部 16 表示部 18 キューブメモリ 20,20−1,20−2,20−3 環境マップ 22 被表示物体 24 視線 26 反射点 28 視線の反射ベクトル 30 参照点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Geometry part 12 Rendering part 14 Memory part 16 Display part 18 Cube memory 20, 20-1, 20-2, 20-3 Environment map 22 Displayed object 24 Gaze 26 Reflection point 28 Gaze reflection vector 30 Reference point
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B047 AA30 EB15 5B080 CA09 GA22 5C061 AA21 AB12 AB17 5C082 BA12 BA34 BA46 BB15 CA32 CA55 CB01 DA53 MM04 MM07 MM10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5B047 AA30 EB15 5B080 CA09 GA22 5C061 AA21 AB12 AB17 5C082 BA12 BA34 BA46 BB15 CA32 CA55 CB01 DA53 MM04 MM07 MM10
Claims (8)
し込む環境マッピングを行う3次元画像生成装置であっ
て、 2次元座標を指定することでメモリアドレスの特定が可
能な2次元メモリとして使用することができ、かつ、立
方体の表面に対応付けられたメモリ領域を有するメモリ
を備え、 前記メモリは、縮尺が公比1/2の等比数列を成す複数
の環境マップを含むミップマップ構造の環境マップを格
納し、 前記複数の環境マップのそれぞれは、立方体の各面に投
影された6枚の画像に対応する画像データを有し、 前記複数の環境マップのそれぞれが有する6枚の画像の
画像データは、縦横比1:2のメモリ領域の3/4を占
めるL字状に配置された状態で前記メモリに記憶され、
かつ、 前記ミップマップ構造の環境マップは、縮尺の小さな環
境マップが、順次、縮尺の大きな環境マップに占有され
るL字状のメモリ領域の凹状角部に外接する縦横比1:
2のメモリ領域内に配置されるように、前記メモリに記
憶されていることを特徴とする3次元画像生成装置。1. A three-dimensional image generating apparatus for performing environment mapping for projecting a surrounding scenery on a surface of an object to be displayed, comprising a two-dimensional memory capable of specifying a memory address by specifying two-dimensional coordinates. A mipmap structure comprising a plurality of environment maps that can be used and have a memory area associated with a surface of a cube, wherein the memory includes a plurality of environment maps having a geometric ratio of 1/2 in common ratio. Each of the plurality of environment maps has image data corresponding to six images projected on each surface of the cube, and the six images included in each of the plurality of environment maps Are stored in the memory in a state of being arranged in an L-shape occupying 3/4 of a memory area having an aspect ratio of 1: 2,
In the mipmap structure environment map, the small scale environment map sequentially circumscribes the concave corners of the L-shaped memory area occupied by the large scale environment map.
2. A three-dimensional image generation device, wherein the three-dimensional image generation device is stored in the memory so as to be arranged in two memory areas.
る6枚分の画像データの配置は、全ての環境マップにつ
いて統一されており、 前記複数の環境マップのうち、縮尺の小さい環境マップ
は、縮尺の大きな環境マップに占有されるメモリ領域よ
り、前記メモリの原点(0,0)側のメモリ領域に格納
されていることを特徴とする請求項1記載の3次元画像
生成装置。2. The arrangement of the image data for the six images included in each of the plurality of environment maps is unified for all the environment maps, and among the plurality of environment maps, the environment map having a small scale is a scale map. 3. The three-dimensional image generating apparatus according to claim 1, wherein the image data is stored in a memory area closer to the origin (0, 0) of the memory than a memory area occupied by the large environment map.
る6枚の画像の画像データは、前記立方体の6面のうち
5面の画像の連続性が維持される状態で前記メモリに記
憶されていることを特徴とする請求項1または2記載の
3次元画像生成装置。3. The image data of six images included in each of the plurality of environment maps is stored in the memory in a state where continuity of images of five of the six surfaces of the cube is maintained. The three-dimensional image generation device according to claim 1 or 2, wherein:
る6枚の画像の画像データは、前記立方体に投影される
画像のうち、前記被表示物体との関係で手前、奥、右お
よび左に位置する4枚の画像の連続性が維持される状態
で前記メモリに記憶されていることを特徴とする請求項
1乃至3の何れか1項記載の3次元画像生成装置。4. The image data of the six images included in each of the plurality of environment maps, among the images projected on the cube, are located at the near side, the back side, the right side, and the left side in relation to the object to be displayed. The three-dimensional image generation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the four images are stored in the memory in a state where continuity of the four images is maintained.
表面にその周囲の風景を映し込む環境マッピングを行う
際に参照される環境マップの生成方法であって、 立方体の各面に投影された6枚の画像に対応する画像デ
ータを作成するステップと、 前記6枚の画像データに基づいて、縮尺が公比1/2の
等比数列を成す複数の環境マップを含むミップマップ構
造の環境マップを作成するステップと、 2次元座標を指定することでメモリアドレスの特定が可
能であり、かつ、立方体表面に対応付けられたメモリ領
域を有するメモリに、前記ミップマップ構造の環境マッ
プを記憶させるステップとを備え、 前記複数の環境マップのそれぞれが有する6枚の画像の
画像データは、縦横比1:2のメモリ領域の3/4を占
めるL字状に配置された状態で前記メモリに記憶され、
かつ、 前記ミップマップ構造の環境マップは、縮尺の小さな環
境マップが、順次、縮尺の大きな環境マップに占有され
るL字状のメモリ領域の凹状角部に外接する縦横比1:
2のメモリ領域内に配置されるように、前記メモリに記
憶されていることを特徴とする環境マップの生成方法。5. A method for generating an environment map which is referred to when performing an environment mapping for projecting a surrounding scenery on a surface of an object to be displayed in a process of generating a three-dimensional image, wherein the environment map is projected onto each surface of a cube. Creating image data corresponding to the obtained six images, and a mipmap structure including a plurality of environment maps having a geometric scale of a common ratio of 1/2 based on the six image data. Creating an environment map, and specifying a two-dimensional coordinate to specify a memory address, and storing the environment map of the mipmap structure in a memory having a memory area associated with a cubic surface. The image data of six images of each of the plurality of environment maps is arranged in an L-shape occupying 3/4 of a memory area having an aspect ratio of 1: 2. Stored in said memory,
In the mipmap structure environment map, the small scale environment map sequentially circumscribes the concave corners of the L-shaped memory area occupied by the large scale environment map.
A method for generating an environment map, wherein the environment map is stored in the memory so as to be arranged in the second memory area.
る6枚分の画像データの配置は、全ての環境マップにつ
いて統一されており、 前記複数の環境マップのうち、縮尺の小さい環境マップ
は、縮尺の大きな環境マップに占有されるメモリ領域よ
り、前記メモリの原点(0,0)側のメモリ領域に格納
されていることを特徴とする請求項5記載の環境マップ
の生成方法。6. The arrangement of the image data for the six images included in each of the plurality of environment maps is unified for all environment maps, and among the plurality of environment maps, an environment map having a small scale is a scale map. 6. The method according to claim 5, wherein the memory map is stored in a memory area closer to the origin (0,0) of the memory than a memory area occupied by the larger environment map.
る6枚の画像の画像データは、前記立方体の6面のうち
5面の画像の連続性が維持される状態で前記メモリに記
憶されていることを特徴とする請求項5または6記載の
環境マップの生成方法。7. Image data of six images included in each of the plurality of environment maps is stored in the memory in a state where continuity of images of five of the six surfaces of the cube is maintained. 7. The method for generating an environment map according to claim 5, wherein:
る6枚の画像の画像データは、前記立方体に投影される
画像のうち、前記被表示物体との関係で手前、奥、右お
よび左に位置する4枚の画像の連続性が維持される状態
で前記メモリに記憶されていることを特徴とする請求項
5乃至7の何れか1項記載の環境マップの生成方法。8. The image data of the six images included in each of the plurality of environment maps includes, among the images projected on the cube, positions at the near side, the back side, the right side, and the left side in relation to the object to be displayed. The method of generating an environment map according to claim 5, wherein continuity of the four images is maintained in the memory.
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|---|---|---|---|---|
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| US7120289B2 (en) | 2000-10-27 | 2006-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image generation method and apparatus |
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-
1999
- 1999-06-02 JP JP15458399A patent/JP4308367B2/en not_active Expired - Fee Related
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