JP2000339496A - 画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents
画像処理方法及び画像処理装置Info
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Abstract
像処理方法及び画像処理装置を提供する。 【解決手段】 視点から観察される3次元空間内のオブ
ジェクト12にフォグ効果を与える画像処理方法であっ
て、3次元空間内に設定されたフォグ基準面10とオブ
ジェクト12との間の距離dに基づいて、視点から観察
したオブジェクト12のフォグ濃度を定める。
Description
画像処理装置に係り、特に、フォグ効果を発生する画像
処理方法及び画像処理装置に関する。
は、臨場感のある画像を提供すべく、画像中に、霧、も
や、煙、ほこり等のフォグ(fog)を発生させるフォグ
効果発生技術が注目されている。
る。従来のフォグ効果発生技術では、フォグを発生する
際、視点とポリゴン上の点との距離を算出し、その距離
に基づいてその点のフォグ濃度を設定していた。例え
ば、視点とポリゴン上の点との距離が大きい場合には、
ポリゴン上のその点についてのフォグ濃度を濃くし、視
点とポリゴン上の点との距離が短い場合には、その点に
ついてのフォグの濃度を薄くしていた。
うな従来のフォグ効果発生技術では、視点からの距離が
大きくなるほどフォグ濃度が濃くなるため、例えば地面
の近くに濃い霧が立ちこめていて、上空にいくと霧が薄
くなるような臨場感のある画像を提供することはできな
かった。
ォグ濃度を変化させる場合でも、フォグ濃度の変化のし
かたが均一であり、霧がもやもやしているような臨場感
のある画像を提供することはできなかった。
することができる画像処理方法及び画像処理装置を提供
することにある。
察される3次元空間内のオブジェクトにフォグ効果を与
える画像処理方法であって、前記3次元空間内に設定さ
れたフォグ基準面と前記オブジェクトとの間の距離に基
づいて、前記視点から観察した前記オブジェクトのフォ
グ濃度を定めることを特徴とする画像処理方法により達
成される。これにより、フォグ基準面とオブジェクトと
の間の距離に応じてフォグ濃度を設定するので、地面に
近くに濃い霧がたちこめているような臨場感のある画像
を提供することができる。
次元空間内のオブジェクトにフォグ効果を与える画像処
理方法であって、前記3次元空間内に設定されたフォグ
基準面と前記オブジェクトとの間の距離と、前記視点と
前記オブジェクトとの間の距離とに基づいて、前記視点
から観察した前記オブジェクトの前記フォグ濃度を定め
ることを特徴とする画像処理方法により達成される。こ
れにより、フォグ基準面からの距離が等しいオブジェク
トであっても、近くのオブジェクトについてはフォグ濃
度が薄くなり、遠くのオブジェクトについてはフォグ濃
度が濃くなるので、臨場感のある画像を提供することが
できる。
フォグ基準面の一側に属するオブジェクトについては第
1の関数を用いて前記フォグ濃度を演算し、前記フォグ
基準面の他側に属するオブジェクトについては前記第1
の関数と異なる第2の関数を用いて前記フォグ濃度を演
算することが望ましい。これにより、更に臨場感のある
画像を提供することができる。
フォグ濃度をランダムに変化させてヘイズ処理を行うこ
とが望ましい。これにより、フォグがもやもやとしてい
る状態を表現することができ、臨場感のある画像を提供
することができる。
フォグ基準面を複数設け、前記複数のフォグ基準面に対
して定められた前記フォグ濃度を合成することが望まし
い。これにより、更に臨場感のある画像を提供すること
ができる。
次元空間内のオブジェクトにフォグ効果を与える画像処
理装置であって、前記3次元空間内に設定されたフォグ
基準面と前記オブジェクトとの間の距離に基づいて、前
記視点から観察した前記オブジェクトのフォグ濃度を定
めるフォグ濃度設定手段を有することを特徴とする画像
処理装置により達成される。これにより、フォグ基準面
とオブジェクトとの間の距離に応じてフォグ濃度を設定
するので、地面に近くに濃い霧がたちこめているような
臨場感のある画像を提供することができる。
次元空間内のオブジェクトにフォグ効果を与える画像処
理装置であって、前記3次元空間内に設定されたフォグ
基準面と前記オブジェクトとの間の距離と、前記視点と
前記オブジェクトとの間の距離とに基づいて、前記視点
から観察した前記オブジェクトのフォグ濃度を定めるフ
ォグ濃度設定手段を有することを特徴とする画像処理装
置により達成される。これにより、フォグ基準面からの
距離が等しいオブジェクトであっても、近くのオブジェ
クトについてはフォグ濃度が薄くなり、遠くのオブジェ
クトについてはフォグ濃度が濃くなるので、臨場感のあ
る画像を提供することができる。
フォグ濃度設定手段は、前記フォグ基準面の一側に属す
るオブジェクトについては第1の関数を用いて前記フォ
グ濃度を演算し、前記フォグ基準面の他側に属するオブ
ジェクトについては前記第1の関数と異なる第2の関数
を用いて前記フォグ濃度を演算することが望ましい。こ
れにより、更に臨場感のある画像を提供することができ
る。
フォグ濃度をランダムに変化させてヘイズ処理を行うヘ
イズ処理手段を更に有することが望ましい。これによ
り、フォグがもやもやとしている状態を表現することが
でき、臨場感のある画像を提供することができる。
フォグ基準面は複数設けられ、前記フォグ濃度設定手段
は、前記複数のフォグ基準面に対して定められた前記フ
ォグ濃度を合成することが望ましい。これにより、更に
臨場感のある画像を提供することができる。
施形態による画像処理方法及び画像処理装置を図1乃至
図6を用いて説明する。図1は、本実施形態による画像
処理方法の原理を示す概念図である。図2は、本実施形
態による画像処理装置を示すブロック図である。図3
は、距離とフォグ濃度との関係を示すグラフである。図
4は、ヘイズ処理器を示すブロック図である。図5は、
空間的ランダム成分発生器の原理を示すグラフである。
図6は、ヘイズ処理が行われた後のフォグ濃度を示すグ
ラフである。
基準面10が設けられている。図1の縦軸は3次元空間
における高さ方向を示しており、横軸は3次元空間にお
ける奥行き方向を示しており、紙面垂直方向は3次元空
間における左右方向を示している。
12が位置している。実際の画像処理においては複数の
ポリゴンが存在するが、説明を簡略化するため、図1で
は、1つのポリゴン12のみ示している。
基準面10とポリゴン12上の点との間の距離dを演算
し、この距離dに応じてフォグ濃度を設定することに主
な特徴がある。即ち、従来の画像処理装置では、視点と
ポリゴン上の点との間の距離に応じてフォグ濃度を設定
していたため、地面の近くに霧が立ちこめているような
様子を表現することはできなかった。これに対し、本実
施形態では、フォグ基準面10とポリゴン12上の点と
の間の距離dに応じてフォグ濃度を設定するので、地面
の近くに霧が立ちこめているような様子を表現すること
ができ、臨場感のある画像を提供することができる。
10からの距離dが大きくなるに従ってフォグ濃度αが
薄くなるような関数を用いれば、地面の近くでは霧が濃
くなり、地面から遠ざかるに従って霧が薄くなるような
画像を提供することができる。
画像処理装置を図2を用いて説明する。
態による画像処理装置全体を制御する機能を有してい
る。ホストCPU14は、画面に表示するオブジェクト
に関するデータをジオメトリ演算器16に入力する。
関するデータを、ポリゴンのデータに変換する機能を有
している。具体的には、ポリゴンを3次元の視点座標系
上に配置すべく、ポリゴンの頂点の3次元座標を求め
る。演算によって求められたポリゴンの頂点の3次元座
標のデータは、ラスタライザ18に入力される。
元の表示画面上に表示すべく、ポリゴンの3次元座標を
2次元座標にラスタライズする機能を有している。具体
的には、オブジェクトを複数のラインに分解し、2次元
座標として定義する。これにより、ポリゴンの頂点は2
次元座標として定義される。
座標のデータは、フォグ生成器22に設けられた補間演
算器28に入力される。フォグ生成器22には、補間演
算器28の他、フォグ基準面データレジスタ24、距離
演算器26、フォグ濃度演算器30、及びフォグ色レジ
スタ32が設けられている。
入力された2次元座標を補間することにより、表示画面
上の1画素に対応した3次元座標(x,y,z)を求め
る機能を有している。補間演算器28で求められた3次
元座標(x,y,z)は、距離演算器26に入力され
る。
グ基準面10のデータを記憶しておくためのものであ
る。フォグ基準面10が例えば平面の場合には、フォグ
基準面10は平面の式lx+my+nz=p(l、m、
n、及びpは任意の実数)で表される。この場合、フォ
グ基準面データレジスタ24には、l、m、n、及びp
等のデータが記憶される。フォグ基準面データレジスタ
24に記憶されたデータは、距離演算器26に入力され
る。
リゴン12上の点との間の距離dを、表示画面の1画素
に対応して求める機能を有している。フォグ基準面10
が平面である場合には、フォグ基準面10とポリゴン1
2上の点との間の距離dは、 d=|lx+my+nz−p|/(l2+m2+n2)0.5 により求められる。
演算器30に入力される。フォグ濃度演算器30は、ポ
リゴン上の点におけるフォグ濃度αを求めるためのもの
である。フォグ濃度演算器30は、任意の関数α=f
(d)によりフォグ濃度αを求める。例えば、地面に霧
が立ちこめているような様子を表現するためには、距離
dが大きくなるに伴ってフォグ濃度αが小さくなるよ
う、図3に示すような関数を用いることができる。こう
して求められたフォグ濃度αは、ヘイズ処理器34に入
力される。また、ヘイズ処理器34は、距離演算器26
により求められた距離dが入力される。
ォグがもやもやしている様子を表現するためのものであ
る。ヘイズ処理器34により求められたフォグ濃度α′
のデータは、フォグ合成器36に入力される。
を記憶するためのものである。フォグ色レジスタ32に
記憶されたフォグ色Cfogのデータは、フォグ合成器3
6に入力される。
座標のデータは、フォグ生成器22のみならず、ポリゴ
ン色生成器20にも入力される。ポリゴン色生成器20
は、ポリゴン12上の点の色、即ちポリゴン色Cpolyを
生成する機能を有するものである。ポリゴン色C
polyは、表示画面の1画素に対応するように求められ
る。ポリゴン色生成器20で求められたポリゴン色C
polyのデータは、フォグ合成器36に入力される。
ォグ色Cfog、及びポリゴン色Cpol yのデータを用いて
合成することにより、ポリゴン12上の点の表示色C
disのデータを求める機能を有している。表示色Cdisの
データは、表示画面上の1画素に対応して求められる。
ポリゴン12上の点の表示色Cdisは、 Cdis=(1−α′)・Cpoly+α′・Cfog の式により求められる。こうして求められたポリゴン1
2上の表示色Cdisは、ディスプレイ装置38に出力さ
れ、ディスプレイ装置38の画面に表示される。
至図6を用いて詳細に説明する。ヘイズ処理器34に
は、フォグがもやもやする状態を表現すべく、空間的ラ
ンダム成分発生器100、及び濃度のランダム成分発生
器120が設けられている。
グがもやもやする状態を表す際の、空間的な成分を発生
する機能を有している。更新頻度レジスタ102には、
空間的ランダム成分の更新頻度を示す更新頻度データD
upd1が記憶される。更新頻度データDupd1の値は、表示
画面の1更新時間(1int)の整数倍の値とする。更
新頻度レジスタ102に記憶された更新頻度データD
upd1は、乱数発生器104に入力される。乱数発生器1
04は、更新頻度データDupd1に基づいた頻度で乱数デ
ータDran1を発生する。乱数発生器104から発生した
乱数データDran1は、範囲比較器106に入力される。
オフ期間幅レジスタ108は、フォグの濃度が変化する
空間的な幅を設定するためのものである。オフ期間幅レ
ジスタ108には、オフ期間幅データDoff1が記憶され
る。オフ期間幅データDoff1は、距離の区間成分、及び
一定距離の平面におけるオフ期間出現頻度成分を持つも
のとする。なお、オフ期間幅データDoff1の値は、フォ
グのもやもやした状態を人間の視覚により画面上で認識
できる程度に、適宜設定することが望ましい。
タDran1、及びオフ期間幅データD off1が入力される。
範囲比較器106は、乱数データDran1と距離dとを比
較し、これらが一致した場合に、オフ期間幅データD
off1の値に基づいて制御信号CTLをOFFにするもの
である。この制御信号CTLはマスク132に入力され
る。制御信号CTLは通常はONであるが、乱数データ
Dran1と距離dの値が一致すると、オフ期間幅データD
off1の値に基づいてOFFとなる。
0による空間的ランダム成分の発生状態を、図5を用い
て説明する。図5に実線で示すように、フォグ濃度α
は、フォグ基準面10からの距離dに基づいて決まる。
フォグ基準面10から距離d1だけ離間した領域ではフ
ォグ濃度はα1となり、フォグ基準面10から距離dnだ
け離間した領域ではフォグ濃度はαnとなる。ここで、
空間的ランダム成分発生器100の範囲比較器106か
らのCTL信号がOFFとなると、図5に丸印で示す領
域においてフォグ濃度が変化することとなる。
ォグの濃度を変化させる頻度を記憶するための、更新頻
度レジスタ122が設けられている。更新頻度レジスタ
122に記憶された更新頻度データDupd2は、乱数発生
器124に入力される。なお、更新頻度データDupd2の
値は、表示画面の1更新時間の整数倍とする。乱数発生
器124は、更新頻度データDupd2に基づいた頻度で乱
数データDran2をマスク132に出力する。
ran2は、制御信号CTLがONのときだけ減算器134
に出力される。減算器134は、フォグ濃度αから乱数
データDran2を減算し、フォグ濃度α′を出力する。こ
れにより、図6に示すように、距離dに対してフォグ濃
度α′がランダムに変化する。
基準面とポリゴンとの間の距離に応じてフォグ濃度を設
定するので、地面に近くに濃い霧がたちこめているよう
な臨場感のある画像を提供することができる。
ォグの濃度を変化させるヘイズ処理を行うので、フォグ
のもやもやとした様子を表現することができ、臨場感の
ある画像を提供することができる。
理方法の変形例を図7を用いて説明する。図7は、本実
施形態による画像処理方法の原理を示す概念図である。
ポリゴン12上の点とを結ぶ線分と、フォグ基準面10
との間で構成される積分値に基づいて、ポリゴン12上
の点におけるフォグ濃度αを求めることを特徴とするも
のである。
いてはフォグ濃度が濃くなり、近い位置にあるポリゴン
についてはフォグ濃度が薄くなる。
からの距離が等しいオブジェクトであっても、近くのオ
ブジェクトについてはフォグ濃度が薄くなり、遠くのオ
ブジェクトについてはフォグ濃度が濃くなるので、臨場
感のある画像を提供することができる。
よる画像処理方法を図8及び図9を用いて説明する。図
8は、本実施形態による画像処理方法の原理を示す概念
図である。図9は、本実施形態による画像処理方法を用
いた場合の画像表示例を示す図である。図1乃至図7に
示す第1実施形態による画像処理方法及び画像処理装置
と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略
または簡潔にする。
基準面10の上側の空間を表空間、フォグ基準面10の
下側の空間を裏空間として、それぞれの異なる関数や定
数を用いてフォグ濃度αを変化させることを特徴とする
ものである。
によりフォグ濃度αを求め、例えば、図8(b)に示す
ようにフォグ濃度αを設定する。なお、第1実施形態で
示すように、ヘイズ処理を行い、フォグ濃度α′を用い
ることにより、更に臨場感のある画像を提供することが
できる。一方、裏空間では、任意の定数をフォグ濃度α
とし、例えば、図8(c)に示すようにフォグ濃度を設
定する。
間と裏空間とで異なる関数や定数を用いてフォグ濃度を
設定すれば、更に臨場感のある画像を提供することがで
きる。
像表示の具体例を図9を用いて説明する。
り、雲海の上方に霧がかかっている様子を示している。
山150の麓には、フォグ基準面10が設けられてい
る。フォグ基準面10の上側は、表空間となっており、
図8(b)に示すような関数が用いられている。このた
め、フォグ基準面10から遠ざかって上空に行くに伴
い、霧が薄くなっている。一方、フォグ基準面10の下
側は、裏空間となっており、図8(c)に示すような定
数が用いられている。従って、図9(a)の斜線部では
フォグの濃度が一定となっており、雲海が形成されてい
るように表現される。
地球152は丸いため、フォグ基準面10aとして曲面
が用いられる。フォグ基準面10aの外側は表空間とな
っており、フォグ基準面10aの内側は裏空間となって
いる。表空間においては、図8(b)に示すような関数
が用いられており、フォグ濃度αが地球から遠ざかるに
伴い薄くなっている。一方、フォグ基準面10の内側の
裏空間では、フォグ濃度αとして定数が用いられてい
る。このため、フォグ基準面10の内側、即ち裏空間で
は、フォグ濃度αは一定となっている。従って、本実施
形態によれば、地球の近くは雲などにより覆われてお
り、地球から離れると大気がだんだん薄っている状態を
表現することができる。
基準面の表空間と裏空間とでそれぞれ異なった関数や定
数を用いてフォグ濃度を設定するので、更に臨場感のあ
る画像を提供することができる。
限らず種々の変形が可能である。
グ基準面は1つのみ設けたが、フォグ基準面は複数設け
てもよい。この場合、フォグ濃度は、それぞれのフォグ
基準面に対して合成したものが用いられることとなる。
例えば、平面のフォグ基準面と曲面のフォグ基準面を設
ければ、窪みの中にフォグがたまっている様子を表現す
ることができる。また、地面に対応するようなフォグ基
準面と、画面に対応するようなフォグ基準面とを設けれ
ば、地面からの距離と奥行きとに応じてフォグ濃度を変
化させることができる。
どを例として説明したが、霧や雲に限定されるものでは
なく、湯気、もや、ほこり、ちり、竜巻、霞、煙などあ
らゆるものに対して適用することができる。
合には、曲面を複数の平面に分割して近似し、その平面
からの距離dを用いてもよい。
ンのフォグ濃度を設定する場合を例に説明したが、あら
ゆるオブジェクトのフォグ濃度を設定する際に適用する
ことができる。
準面とオブジェクトとの間の距離に応じてフォグ濃度を
設定するので、地面に近くに濃い霧がたちこめているよ
うな臨場感のある画像を提供することができる。
の濃度を変化させるヘイズ処理を行うので、フォグのも
やもやとした様子を表現することができ、臨場感のある
画像を提供することができる。
空間と裏空間とでそれぞれ異なった関数や定数を用いて
フォグ濃度を設定するので、更に臨場感のある画像を提
供することができる。
理を示す概念図である。
すブロック図である。
ある。
である。
ラフである。
方法の原理を示す概念図である。
理を示す概念図である。
図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 視点から観察される3次元空間内のオブ
ジェクトにフォグ効果を与える画像処理方法であって、 前記3次元空間内に設定されたフォグ基準面と前記オブ
ジェクトとの間の距離に基づいて、前記視点から観察し
た前記オブジェクトのフォグ濃度を定めることを特徴と
する画像処理方法。 - 【請求項2】 視点から観察される3次元空間内のオブ
ジェクトにフォグ効果を与える画像処理方法であって、 前記3次元空間内に設定されたフォグ基準面と前記オブ
ジェクトとの間の距離と、前記視点と前記オブジェクト
との間の距離とに基づいて、前記視点から観察した前記
オブジェクトの前記フォグ濃度を定めることを特徴とす
る画像処理方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の画像処理方法にお
いて、 前記フォグ基準面の一側に属するオブジェクトについて
は第1の関数を用いて前記フォグ濃度を演算し、前記フ
ォグ基準面の他側に属するオブジェクトについては前記
第1の関数と異なる第2の関数を用いて前記フォグ濃度
を演算することを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
画像処理方法において、 前記フォグ濃度をランダムに変化させてヘイズ処理を行
うことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
画像処理方法において、 前記フォグ基準面を複数設け、 前記複数のフォグ基準面に対して定められた前記フォグ
濃度を合成することを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項6】 視点から観察される3次元空間内のオブ
ジェクトにフォグ効果を与える画像処理装置であって、 前記3次元空間内に設定されたフォグ基準面と前記オブ
ジェクトとの間の距離に基づいて、前記視点から観察し
た前記オブジェクトのフォグ濃度を定めるフォグ濃度設
定手段を有することを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項7】 視点から観察される3次元空間内のオブ
ジェクトにフォグ効果を与える画像処理装置であって、 前記3次元空間内に設定されたフォグ基準面と前記オブ
ジェクトとの間の距離と、前記視点と前記オブジェクト
との間の距離とに基づいて、前記視点から観察した前記
オブジェクトのフォグ濃度を定めるフォグ濃度設定手段
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項8】 請求項6又は7記載の画像処理装置にお
いて、 前記フォグ濃度設定手段は、前記フォグ基準面の一側に
属するオブジェクトについては第1の関数を用いて前記
フォグ濃度を演算し、前記フォグ基準面の他側に属する
オブジェクトについては前記第1の関数と異なる第2の
関数を用いて前記フォグ濃度を演算することを特徴とす
る画像処理装置。 - 【請求項9】 請求項6乃至8のいずれか1項に記載の
画像処理装置において、 前記フォグ濃度をランダムに変化させてヘイズ処理を行
うヘイズ処理手段を更に有することを特徴とする画像処
理装置。 - 【請求項10】 請求項6乃至9のいずれか1項に記載
の画像処理装置において、 前記フォグ基準面は複数設けられ、 前記フォグ濃度設定手段は、前記複数のフォグ基準面に
対して定められた前記フォグ濃度を合成することを特徴
とする画像処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14503799A JP4277362B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 画像処理方法及び画像処理装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14503799A JP4277362B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 画像処理方法及び画像処理装置 |
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|---|---|
| JP2000339496A true JP2000339496A (ja) | 2000-12-08 |
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| JP4277362B2 JP4277362B2 (ja) | 2009-06-10 |
Family
ID=15375947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14503799A Expired - Fee Related JP4277362B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 画像処理方法及び画像処理装置 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP4277362B2 (ja) |
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1999
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2000
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