JPH011082A - Object image synthesis device - Google Patents

Object image synthesis device

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JPH011082A
JPH011082A JP62-156905A JP15690587A JPH011082A JP H011082 A JPH011082 A JP H011082A JP 15690587 A JP15690587 A JP 15690587A JP H011082 A JPH011082 A JP H011082A
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area
brightness calculation
information
calculation unit
ray
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根本 啓次
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、物体を表示するための画像を合成する、物体
画像合成装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an object image synthesis device that synthesizes images for displaying objects.

Ctie来の技術〕 物体を表示するためのディジタル画像を合成する方法と
して、光線探索法と呼ばれる方法がある。この方法では
、光源から視点に至る光線の経路を逆向きに辿って、光
線と物体との交差判定処理を行ない、その結果に基づい
て画像を構成する各画素の輝度を計算する。この光線探
索法の一例は、情報処理学会論文誌、第25巻、第6号
、出口弘、西村仁志、吉村浩、用田亨、白河功。
Technology from Ctie] As a method of synthesizing digital images for displaying objects, there is a method called the ray search method. In this method, the path of the light ray from the light source to the viewpoint is traced in the opposite direction, a process is performed to determine the intersection between the light ray and the object, and the brightness of each pixel making up the image is calculated based on the result. An example of this ray search method is published by Information Processing Society of Japan, Volume 25, No. 6, Hiroshi Deguchi, Hitoshi Nishimura, Hiroshi Yoshimura, Toru Yoda, and Isao Shirakawa.

大村皓−著、論文「コンピュータグラフィックスシステ
ム LI NKS−1における画像生成の高速f上手法
」に記載されている。
It is described in the paper "High-speed f-based method for image generation in the computer graphics system LI NKS-1" written by Hiroshi Omura.

このような光線探索法による画像生成を高速に行なうた
めに、物体の定義されている空間を複数の領域に分割し
て各領域をそれぞれ1台のコンピュータに割り当てて、
各コンピュータが割り当てられた領域を通過する光線の
処理を行なう方法が提案されている。この方法の詳細は
、コンピュータ グラフィックス(Computer 
Graphics) 、第18巻、第3号、マーク・デ
ィッペ(Mark Dippe)、ジョン・スウェンセ
ン(John Swensen)著、論文「アン アダ
プティブ サブディヴイジョンアルゴリズム アンド 
パラレル アーキテクチャ フォア リアリスティック
 イメージ シンセシス(^n A+Iaptive 
5ubdivision^Igorithm andP
arallel^rchitecture for R
ealistic ImageSynthesis) 
Jに記載されている。上記の方法においては、空間はま
ず直方体形状の複数個の領域に分割され、各領域がそれ
ぞれ1台のコンピュータに割り当てられる。次に、各コ
ンピュータには、割り当てられた直方体形状の領域に含
まれる物体のデータが記憶される。そして、各コンピュ
ータでは1割り当てられた領域を通過する光線と物体と
の交差判定処理が行なわれる。この交差判定処理により
、物体と光線が交差した場合には、物体表面における反
射、透過処理が行なわれる。その領域内で物体と交差し
ない光線の情報は、隣接する領域に割り当てられたコン
ピュータへ転送される。このような処理を行なう場合、
各コンピュータの処理量にかなりのばらつきが生じてし
まう可能性がある。すなわち、多くの物体を含む領域を
割り当てられたコンピュータの処理量は非常に多く、物
体を全く含まない領域を割り当てられたコンピュータで
は、はとんど処理が行なわれないといった場合がある。
In order to generate images quickly using such a ray search method, the space in which the object is defined is divided into multiple regions and each region is assigned to one computer.
A method has been proposed in which each computer processes the light rays passing through its assigned area. Details of this method can be found in Computer Graphics.
Graphics, Volume 18, No. 3, Mark Dippe, John Swensen, Paper "An Adaptive Subdivision Algorithm and
Parallel architecture for realistic image synthesis (^n A+Iaptive
5ubdivision^Igorithm andP
Arallel^architecture for R
realistic Image Synthesis)
It is described in J. In the above method, the space is first divided into a plurality of rectangular parallelepiped regions, and each region is assigned to one computer. Next, each computer stores data on objects included in the assigned rectangular parallelepiped area. Then, each computer performs an intersection determination process between a light ray passing through one assigned area and an object. Through this intersection determination processing, when the object and the light ray intersect, reflection and transmission processing on the object surface is performed. Information about rays that do not intersect objects within that region is transferred to computers assigned to adjacent regions. When performing such processing,
There may be considerable variation in the amount of processing performed by each computer. That is, a computer assigned to an area containing many objects has a very large amount of processing to do, while a computer assigned to an area containing no objects may not be able to process much at all.

このようなコンピュータ間の負荷のばらつきを減少させ
るために、直方体に分割された領域の頂点を任意に移動
して、領域の体積や形状を変化させる方法が提案されて
いる。すなわち、頂点を移動することにより体積が減少
した領域に割り当てられたコンピュータの処理量は減少
する。そして、その頂点の移動により体積が増加した領
域に割り当てられたコンピュータにその分の処理が分担
されるのである。こうして、各コンピュータ間の負荷の
再配分が行なわれる。
In order to reduce such variations in load between computers, a method has been proposed in which the vertices of a region divided into rectangular parallelepipeds are arbitrarily moved to change the volume and shape of the region. That is, by moving the vertices, the amount of computer processing allocated to the region whose volume has decreased is reduced. Then, the processing for that amount is shared with the computer assigned to the area whose volume has increased due to the movement of the vertex. In this way, the load is redistributed among the computers.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような従来の負荷の再配分方法では、領域 、の頂
点を移動して負荷の再配分を行なうために、領域の形状
が様々に変化してしまう。すなわち、頂点の移動による
変形なので、領域の形状は六面体に保たれるが、領域の
各境界面の向きや形状は任意となる。このため、次のよ
うな問題点が生じる。
In such conventional load redistribution methods, the shape of the region changes in various ways because the load is redistributed by moving the vertices of the region. That is, since the deformation is due to the movement of vertices, the shape of the region is kept as a hexahedron, but the orientation and shape of each boundary surface of the region can be arbitrary. This causes the following problems.

第一に、分割された領域かう隣接する領域へ光線の情報
を伝達する場合、領域の境界面と光線との交差判定によ
り、転送すべき領域を決定する。
First, when transmitting light beam information to an adjacent divided region, the region to be transferred is determined by determining the intersection of the light beam with the boundary surface of the region.

しかし、領域の各境界面の向きや形状が任意なので、こ
の交差判定処理の処理量が非常に多くなってしまう。こ
のため、全体の処理時間も遅くなってしまうという問題
点がある。
However, since the orientation and shape of each boundary surface of the region are arbitrary, the processing amount of this intersection determination process becomes extremely large. Therefore, there is a problem that the overall processing time becomes slow.

第二に、領域の形状が変化された場合、領域に含まれる
物体の情報も変化させなければならない。すなわち、体
積が減少した領域の場合、変化以前にその領域に含まれ
ていた物体のうちで、変(ヒ以後にはその領域に含まれ
ないものが存在する可能性がある。また、体積が増加し
た領域の場合は、新たな物体がその領域に含まれる可能
性がある。このような物体情報の変更を行なう場合も、
領域の形状が様々なので、その領域に含まれる物体を判
定する処理に要する処理量や処理時間が、非常に多くな
ってしまうという問題点がある。
Second, when the shape of a region is changed, information about objects included in the region must also be changed. In other words, in the case of a region whose volume has decreased, there is a possibility that some objects that were included in the region before the change are no longer included in the region after the change. In the case of an increased area, there is a possibility that a new object is included in that area.When changing object information like this,
Since the shapes of the regions vary, there is a problem in that the processing amount and processing time required to determine objects included in the regions become extremely large.

このように、領域の頂点を移動して負荷の再配分を行な
うという従来の方法では、再配分に要する処理が非常に
多く、再配分による効果が十分に得られないという問題
点がある。
As described above, the conventional method of redistributing the load by moving the vertices of the area has the problem that the redistribution requires a very large amount of processing, and the effect of the redistribution cannot be sufficiently obtained.

本発明の目的は、負荷の再配分のための領域形状の変更
処理を単純にすることで、領域形状の変更に伴う処理を
軽減することができ、再配分の効果を十分に上げること
のできる物体画像合成装置を提供するにある。
An object of the present invention is to simplify the process of changing the area shape for load redistribution, thereby reducing the processing involved in changing the area shape and sufficiently increasing the effect of the redistribution. The present invention provides an object image synthesis device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の物体画像合成装置は、視点から各画素を通る複
数の光線の情報を発生する初期光線発生部と、物体の情
報を設定する物体情報設定部と、上記物体の定義される
空間を分割することにより生成される複数の領域のうち
の1領域を担当してこの領域を通過する光線と上記担当
領域に含まれる物体との交差判定処理を行なうことによ
り上記画素の輝度を計算する複数の輝度計算部と、この
輝度計算部で計算された輝度を画像として記憶する画像
記憶部とで構成されるとともに、上記輝度計算部に、上
記物体定義空間を座標軸に垂直な平面で分割して生成さ
れる複数の領域のうちの上記輝度計算部の担当領域の範
囲を記憶する領域情報記憶手段と、初期値として与えら
れる上記担当領域の範囲を上記輝度計算部の初期領域の
範囲として記憶する初期領域記憶手段と、上記輝度計算
部の負荷を決定する負荷決定手段と、各座標軸に平行な
方向において上記担当領域と隣接する領域を担当する隣
接輝度計算部と上記輝度計算部との相互通信をそれぞれ
行なう相互通信手段と、上記相互通信手段を介して得ら
れる上記隣接輝度計算部の負荷と上記輝度計算部の負荷
とを比較して上記輝度計算部の担当領域を上記の各隣接
輝度計算部の方向で拡大するかどうかをそれぞれ決定す
る拡大決定手段と、上記隣接輝度計算部の負荷と上記輝
度計算部の負荷とを比較しさらに上記初期領域記憶手段
に記憶された上記初期領域の範囲と上記領域情報記憶手
段に記憶された上記担当領域の範囲とを比較してこれら
の比較結果に基づき上記担当領域を上記の各隣接輝度計
算部の方向で縮小するかどうかをそれぞれ決定する縮小
決定手段と、上記拡大決定手段と上記縮小決定手段との
決定に基づき上記領域情報記憶手段に記憶された上記担
当領域の範囲を変更する領域変更手段とが備えられてい
る。
The object image synthesis device of the present invention divides a space in which the object is defined into an initial ray generation section that generates information on a plurality of rays passing through each pixel from a viewpoint, and an object information setting section that sets object information. The brightness of the pixel is calculated by performing an intersection determination process between a light ray passing through this area and an object included in the area. Consisting of a brightness calculation unit and an image storage unit that stores the brightness calculated by the brightness calculation unit as an image, the brightness calculation unit generates data by dividing the object definition space by a plane perpendicular to the coordinate axis. area information storage means for storing the range of the area in charge of the brightness calculation section out of a plurality of areas to be processed; Mutual communication between an area storage means, a load determination means for determining a load of the brightness calculation unit, an adjacent brightness calculation unit responsible for an area adjacent to the responsible area in a direction parallel to each coordinate axis, and the brightness calculation unit. By comparing the load of the adjacent brightness calculation unit obtained through the mutual communication means and the load of the brightness calculation unit, the area in charge of the brightness calculation unit is determined by each of the adjacent brightness calculation units. expansion determining means for determining whether or not to expand in the direction of, respectively, comparing the load of the adjacent brightness calculation section with the load of the brightness calculation section, and further comparing the range of the initial area stored in the initial area storage means. Reduction determining means for comparing the range of the assigned area stored in the area information storage means and determining whether or not to reduce the assigned area in the direction of each of the adjacent brightness calculation units based on the comparison results. and area changing means for changing the range of the area in its duty stored in the area information storage means based on the decisions made by the expansion determining means and the reduction determining means.

〔作用〕[Effect]

本発明における負荷の再配分方法について述べる。各輝
度計算部には、物体定義空間を座標軸に垂直な平面で分
割して生成される、複数の領域のうちの1領域が、その
輝度計算部の担当領域として割り当てられる。この担当
領域の範囲は、輝度計算部に備えられた領域情報記憶手
段に記憶される。また、初期値として与えられる担当領
域の範囲が、各輝度計算部の初期領域の範囲として初期
領域記憶手段に記憶される。ここで、この輝度計算部の
担当領域と隣接する領域のうちで、各座標軸(x、y、
z軸)に平行な方向の領域を担当する6つの輝度計算部
を、隣接輝度計算部と呼ぶ。
A load redistribution method in the present invention will be described. Each brightness calculation unit is assigned one of a plurality of areas generated by dividing the object definition space along a plane perpendicular to the coordinate axes as the area in charge of the brightness calculation unit. The range of this area in charge is stored in area information storage means provided in the brightness calculation section. Further, the range of the assigned area given as the initial value is stored in the initial area storage means as the initial area range of each brightness calculation section. Here, each coordinate axis (x, y,
The six brightness calculation units in charge of areas in the direction parallel to the z-axis are called adjacent brightness calculation units.

各輝度計算部の負荷は、負荷決定手段によって決定され
て、相互通信手段を介して6つの隣接輝度計算部に転送
される。
The load of each brightness calculation unit is determined by the load determination means and transferred to six adjacent brightness calculation units via the mutual communication means.

次に拡大決定手段は、負荷決定手段によって決定された
負荷と、相互通信手段を介して得られる6つの隣接輝度
計算部のそれぞれの負荷との比較を行う。もしこの輝度
計算部の負荷が隣接輝度計算部の負荷よりも小さくて、
両者の差の絶対値が与えられた閾値よりも大きい場合に
は、この隣接輝度計算部の担当領域の方向で、この輝度
計算部の担当領域を拡大すると決定する。また、もし負
荷の比較結果の条件が成り立たない場合には、この隣接
輝度計算部の担当領域の方向で、この輝度計算部の担当
領域を拡大しないと決定する。このような決定を、6つ
の隣接輝度計算部の担当領域の方向においてそれぞれ行
う。
Next, the expansion determining means compares the load determined by the load determining means with the load of each of the six adjacent brightness calculation units obtained via the mutual communication means. If the load on this brightness calculation unit is smaller than the load on the adjacent brightness calculation unit,
When the absolute value of the difference between the two is larger than a given threshold value, it is determined that the area in charge of this brightness calculation unit is expanded in the direction of the area in charge of this adjacent brightness calculation unit. Furthermore, if the condition of the load comparison result does not hold, it is determined not to expand the area in charge of this brightness calculation unit in the direction of the area in charge of this adjacent brightness calculation unit. Such a determination is made in each direction of the area in charge of the six adjacent brightness calculation units.

同時に縮小決定手段は、負荷決定手段によって決定され
た負荷と、相互通信手段を介して得られる6つの隣接輝
度計算部の負荷との比較を行う。
At the same time, the reduction determining means compares the load determined by the load determining means with the loads of six adjacent brightness calculation units obtained via the mutual communication means.

また縮小決定手段は、初期領域記憶手段に記憶された初
期領域の範囲と、領域情報記憶手段に記憶された担当領
域の範囲との比較を行う。
Further, the reduction determining means compares the range of the initial area stored in the initial area storage means and the range of the area in charge stored in the area information storage means.

もしこの輝度計算部の負荷が隣接輝度計算部の負荷より
も大きくて、両者の差の絶対値が与えられた閾値よりも
大きい場合には、この隣接輝度計算部の担当領域の方向
で、この隣接輝度計算部の担当領域を縮小すると決定す
る。ただし、担当領域と初期領域との比較結果に基づき
、担当領域を縮小すると初期領域よりも担当領域が小さ
くなってしまう場合には、縮小しないと決定する。
If the load of this brightness calculation unit is larger than the load of the adjacent brightness calculation unit, and the absolute value of the difference between the two is larger than the given threshold, then this It is decided to reduce the area in charge of the adjacent brightness calculation section. However, based on the comparison result between the assigned area and the initial area, if reducing the assigned area would result in the assigned area becoming smaller than the initial area, it is determined not to reduce the assigned area.

また、もし負荷の比較結果の条件が成り立たない場合に
も、この輝度計算部の担当領域を縮小しないと決定する
。このような決定を、6つの隣接輝度計算部の担当領域
の方向においてそれぞれ行う。
Also, if the conditions of the load comparison result do not hold, it is determined not to reduce the area in charge of this brightness calculation unit. Such a determination is made in each direction of the area in charge of the six adjacent brightness calculation units.

最後に領域変更手段は、拡大決定手段と縮小決定手段と
の決定に従い領域情報記憶手段に記憶された担当領域の
範囲を変更して、担当領域の拡大および縮小を実行する
Finally, the area changing means changes the range of the area in its duty stored in the area information storage means in accordance with the decisions made by the expansion determining unit and the reduction determining unit, and executes expansion and reduction of the area in its duty.

このように、負荷の比較結果に基づいて担当領域を拡大
または縮小することにより、輝度計算部とその隣接輝度
計算部との間で、負荷の再配分が実行される。
In this way, the load is redistributed between the brightness calculation unit and its adjacent brightness calculation units by expanding or contracting the assigned area based on the load comparison results.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(a)(b)は、本発明の一実施例としての物体
画像合成装置を示す構成図であり、第1図(a)は、物
体画像合成装置の全体を示す全体構成図、第1図(b)
は、その輝度計算部の詳細な構成を示す構成図である。
FIGS. 1(a) and 1(b) are block diagrams showing an object image synthesizing apparatus as an embodiment of the present invention, and FIG. 1(a) is an overall block diagram showing the entire object image synthesizing apparatus. Figure 1(b)
FIG. 2 is a configuration diagram showing a detailed configuration of the brightness calculation section.

第1図(a)に示すように、予め設定された視点から合
成される画像の各画素を通る複数の光線の情報を発生す
る初期光線発生部1が設けられている。また、表示され
る物体の情報を設定するための、物体情報設定部2が設
けられている。さらに、物体の定義される空間を分割す
ることにより生成される複数の領域のうちの1領域を担
当して、この領域を通過する光線と担当領域に含まれる
物体との交差判定処理を行なうことにより、各画素の輝
度を計算する複数の輝度計算部3が設けられている。こ
の輝度計算部3で計算された輝度を、画像として記憶す
る画像記憶部4が設けられている。この画像記憶部4は
、画像の合成を行なう前に、総ての輝度を0に設定する
。そして、これらの初期光線発生部1と物体情報設定部
2と複数の輝度計算部3と画像記憶部4との間で情報を
伝達するための接続線5が設けられている。この接続線
5を介して、例えばキーボードから情報を入力するため
の、情報入力部6が設けられている。第1図(b)に示
すように、輝度計算部3には、6方向に隣接する領域を
担当する輝度計算部3と、相互に通信を行なう、相互通
信手段31が設けられている。また、接続線5を介して
通信を行なう、通信手段32が設けられている。さらに
、輝度計算部3内での情報の伝達を行なうための、接続
線101が設けられている。
As shown in FIG. 1(a), an initial ray generating section 1 is provided which generates information on a plurality of rays passing through each pixel of an image to be synthesized from a preset viewpoint. Further, an object information setting section 2 is provided for setting information about the object to be displayed. Furthermore, taking charge of one region out of a plurality of regions generated by dividing the space in which the object is defined, and performing intersection determination processing between the light ray passing through this region and the object included in the assigned region. Accordingly, a plurality of brightness calculation units 3 are provided that calculate the brightness of each pixel. An image storage section 4 is provided to store the luminance calculated by the luminance calculation section 3 as an image. The image storage unit 4 sets all luminances to 0 before combining images. A connection line 5 is provided for transmitting information between the initial light generation section 1, the object information setting section 2, the plurality of brightness calculation sections 3, and the image storage section 4. An information input section 6 is provided via this connection line 5 for inputting information from, for example, a keyboard. As shown in FIG. 1(b), the brightness calculation unit 3 is provided with mutual communication means 31 that communicates with the brightness calculation units 3 in charge of areas adjacent in six directions. Further, a communication means 32 for communicating via the connection line 5 is provided. Furthermore, a connection line 101 is provided for transmitting information within the brightness calculation section 3.

第2図は、画素p(i、j)の輝度Iの計算方法を示す
説明図である。第2図に示すように、光線探索法におい
ては、光源りから画素p(i。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of calculating the brightness I of the pixel p(i,j). As shown in FIG. 2, in the ray search method, from the light source to the pixel p(i).

j)を通って視点Eに至る光線の経路を逆向きに辿って
、画素p(i、j)の輝度の計算を行なう、ここで、画
素p(i、j)の輝度Iを、視点Eから画素p(i、j
)を通って逆向きに発生される光線Rの輝度と呼ぶこと
にする。この光線Rの輝度工とは、画素p(i、j)を
通って視点Eに入射する光の強度■である。光線Rの輝
度Iは、次式で計算される。
Calculate the brightness of pixel p(i, j) by tracing the path of the ray in the opposite direction through j) to viewpoint E. Here, the brightness I of pixel p(i, j) is from pixel p(i, j
) is called the brightness of the light ray R generated in the opposite direction. The brightness of this light ray R is the intensity ■ of the light that passes through the pixel p(i, j) and enters the viewpoint E. The brightness I of the light ray R is calculated by the following formula.

I=ref ・I’、+di f −(N−Rt、)−
ILref:物体Oの反射係数 dif:物体0の拡散係数 1’  :I(万同力)らの入射元強度IL:光源りか
らの入射強度 N:物体Oの表面単位法線ベクトル R″ :R方向の正反射方向ベクトル RL:光源りの方向ベクトル これらの2つの入射光強度I’、ILを求めるために、
交点CPを始点として方向がR’ 、RLとなる2つの
光線R’ 、RLを発生させる。また、輝度工を求める
ためのI’、Itの係数を、光線R’ 、RLの減衰率
G’ 、GLとして設定する。
I=ref ・I', +di f −(N−Rt,)−
ILref: Reflection coefficient of object O dif: Diffusion coefficient of object 0 1': Incident source intensity of I (Mandoryoku) IL: Incident intensity from light source N: Surface unit normal vector of object O R'': R Specular reflection direction vector RL: Direction vector of the light source To find these two incident light intensities I' and IL,
Two light rays R' and RL whose directions are R' and RL are generated starting from the intersection CP. Further, the coefficients of I' and It for determining the brightness factor are set as the attenuation rates G' and GL of the rays R' and RL.

すなわち、光線Rが物体Oに衝突することにより減衰さ
れて、光線R’ 、RLが発生されるのである。これら
の減衰率G’ 、GLは、 G’=G−ref GL =G−d i f・(N−Rt、)G:光線Rの
減衰率(=1) となる、これらの減衰率G’ 、GLを用いることによ
り、光線Rの輝度Iすなわち画素p (i。
That is, when the light ray R collides with the object O, it is attenuated and the light rays R' and RL are generated. These attenuation rates G' and GL are as follows: G'=G-ref GL =G-dif・(N-Rt,)G: Attenuation rate of light ray R (=1) These attenuation rates G' , GL, the brightness I of the ray R, that is, the pixel p (i.

j)の輝度Iは、次のように求められる。The brightness I of j) is determined as follows.

I =G’  ・I”+GL・工。I = G’・I”+GL・ENG.

このように、新たな光線R’ 、RLが生成されると、
光線Rの情報は必要無くなる。
In this way, when new rays R' and RL are generated,
Information about the ray R is no longer necessary.

さらに第2図に示すように、光線R°が物体O“と交差
した場合は、同様に光線R”、RL’とが発生される。
Furthermore, as shown in FIG. 2, when the ray R° intersects the object O", rays R" and RL' are similarly generated.

これらの減衰率G”、GL’は、やはり同様に次式で計
算される。
These attenuation rates G'' and GL' are similarly calculated using the following equations.

G” =G’  −re f’ m−1→  。G”=G’-re f’ m-1→.

GL’ =G’  ・dif’  ・ (N  −RL
 )ref’  :物体○゛の反射係数 dif’  :物体0°の拡散係数 N゛ :物体0°の表面の単位法線ベクトルRL’:光
線Nの方向ベクトル このように、減衰率G″・Gt’には、減衰率G′が積
算される。ただし、光線RLの処理は、光線R,R’と
は異なる。光線RLが物体と交差した場合には、交点C
Pはその物体の影となり、光線りの照明光を受けること
ができない。従って、光線RLの輝度ILは0となる。
GL' = G'・dif' ・ (N −RL
) ref': Reflection coefficient dif' of object ゛: Diffusion coefficient N゛ of object 0°: Unit normal vector of surface of object 0° RL': Direction vector of ray N As shown, attenuation rate G''・Gt ' is multiplied by the attenuation rate G'. However, the processing of the ray RL is different from that of the rays R and R'. When the ray RL intersects the object, the intersection point C
P becomes a shadow of the object and cannot receive the illuminating light of the ray. Therefore, the brightness IL of the light ray RL is zero.

もし光線RLがどの物体とも交差しない場合には、光線
RLの輝度工しは光源りの輝度となる。このように、物
体へ向かう光線R,R’と光源りへ向かう光線RLとは
扱いが異なるので、光線の種類を区別する必要がある。
If the light ray RL does not intersect any object, the brightness scale of the light ray RL will be the brightness of the light source. In this way, the light rays R and R' heading towards the object and the light ray RL heading towards the light source are handled differently, so it is necessary to distinguish between the types of light rays.

そこで、光線Rに光線の種類を区別するための種類Cを
設定する。この種類Cは、光線Rが物体に向かう場合に
はO1光源に向かう場合には1という値が与えられる。
Therefore, a type C is set for the light ray R to distinguish the type of light ray. This type C is given a value of 1 when the ray R is directed toward an object and when it is directed toward the O1 light source.

第2図に示すように、物体へ向かう光線は、物体に衝突
する毎に新たな物体へ向かう光線を発生する。このため
、1画素pの輝度Iを計算するために、多くの光線の処
理を行なわなければならない場合が生じる。しかし、物
体と衝突する毎に光線は減衰を受けるので、衝突回数が
多くなると、その光線が輝度■に与える影響はほとんど
無視できるようになる。そこで、光線Rの衝突回数を制
限するために、光線Rに回数Tを設定する。この回数T
は、光線Rの可能な衝突回数を示すものである。
As shown in FIG. 2, a ray of light directed toward an object generates a new ray of light directed toward the object each time it collides with an object. Therefore, in order to calculate the brightness I of one pixel p, many light rays may have to be processed. However, each time the light ray collides with an object, it is attenuated, so as the number of collisions increases, the effect of the light ray on the luminance (■) becomes almost negligible. Therefore, in order to limit the number of collisions of the ray R, a number T is set for the ray R. This number of times T
indicates the possible number of collisions of the ray R.

回数Tを持つ光線Rが物体に衝突して、物体に向かう光
線R°が発生される場合、光線R′の回数T′は(T−
1)に設定される。もし、回数Tが0の光線Rが物体と
衝突した場合には、物体に向かう光線R“は発生されず
に、光源りへ向かう光線Rtのみが発生される。なお、
第2図では光源りが1個しか存在しないが、複数個の光
源Ll(i=1.2.・・・)が存在する場合は、すべ
ての光源LIへ向かう光線を発生しなければならない。
When a ray R with a number of times T collides with an object and a ray R° directed towards the object is generated, the number T' of the ray R' is (T-
1). If a ray R whose number of times T is 0 collides with an object, a ray R'' toward the object is not generated, but only a ray Rt toward the light source is generated.
In FIG. 2, there is only one light source LI, but if a plurality of light sources Ll (i=1.2, . . . ) exist, light rays directed toward all the light sources LI must be generated.

ところで、光源へ向かう光線RLの場合には、前述の通
り物体と交差しても新たな光線の発生を行わないので、
光源RLの情報としての回数Tは意味を持たない。そこ
で、複数個の光源Llが存在する場合には、光線RLの
回数Tとして、その光線RLが向かう光源の番号iを設
定する。
By the way, in the case of the light ray RL heading toward the light source, no new light ray is generated even if it intersects with an object, as described above, so
The number of times T as information about the light source RL has no meaning. Therefore, when a plurality of light sources Ll exist, the number i of the light source to which the light ray RL is directed is set as the number T of the light ray RL.

このように光線RLの回数Tを設定することにより、複
数個の光源L+が存在する場合でも、各光線RLが向か
う光源L1の番号iが分がるので、正しく処理を行うこ
とができる。また、ここでは簡単のため物体の表面にお
ける反射のみを考えた。もし物体の透過も考慮する場合
には、物体と光線Rとの交点において、透過方向への光
線を発生すればよい。ただし、この光線の種類は、物体
へ向かう光線であり、上述の光線R°と同様に処理すれ
ば、正しく物体の透過を表現できる。
By setting the number of times T of the light rays RL in this manner, even if there are a plurality of light sources L+, the number i of the light source L1 to which each light ray RL is directed can be determined, so that processing can be performed correctly. Also, here, for simplicity, only reflection on the surface of the object was considered. If transmission through the object is also taken into consideration, it is sufficient to generate a ray in the transmission direction at the intersection of the object and the ray R. However, this type of light ray is a ray directed toward an object, and if it is processed in the same manner as the above-mentioned ray R°, the transmission of the object can be accurately expressed.

第3図は、光線Rを発生した際に設定すべき光線Rの情
報を示す説明図である。第3図に示すように光線Rを発
生した際には、光線Rの情報として、光線Rを示す半直
線の始点位置座標(S、。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing information on the light ray R that should be set when the light ray R is generated. When the ray R is generated as shown in FIG. 3, the information about the ray R is the starting point position coordinates (S,) of the half-line indicating the ray R.

S、、S2)と方向(dX、dy、d2)とが設定され
る。また、光線Rの輝度が影響を与える画素p(i、j
)の位置(i、j)も、光線Rの情報として設定される
。さらに、光線Rの持つ減衰率Gと光線Rの回数Tと光
線Rの種類Cも光線Rの情報として設定される。
S, , S2) and direction (dX, dy, d2) are set. Furthermore, the pixel p(i, j
) position (i, j) is also set as information on the ray R. Furthermore, the attenuation rate G of the light ray R, the number of times T of the light ray R, and the type C of the light ray R are also set as information about the light ray R.

第4図は、初期光線発生部1の動作を説明するための説
明図である。第4図に示すように、初期光線発生部1に
おいて、視点Eを始点として。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the initial light beam generating section 1. As shown in FIG. 4, in the initial ray generating section 1, the starting point is the viewpoint E.

画(%Pを構成する各画素p(i、j)を通る半直線の
延長上に、光線Rを発生する。そのために、第1図(a
)の初期光線発生部1には、情報入力部6により、視点
Eの位置座標(E、、、Ey。
A ray R is generated on the extension of a half straight line passing through each pixel p (i, j) constituting the image (%P).
), the information input unit 6 inputs the position coordinates (E, , Ey) of the viewpoint E to the initial ray generating unit 1 .

E、)が入力される。また、合成される画像Pを定義す
る情報として、画像Pの平面と範囲を示すパラメータが
、情報入力部6から入力される。初期光線発生部1では
、これらのパラメータに基づいて、光線Rの情報の発生
を行なう。この光線Rを示す半直線を染める方法の一例
は、ティー・ホイッテッド(T、Whittea)著、
コミュニケーション オブ ニーシーエム(Commu
nicatiton ofACM)、第23巻、第6号
、343頁がら、349頁、論文「アン インブルーブ
ト イルミネーション モデル フォオ シェープイツ
ト デイスプレィ(An improved Illu
minatio[1Model forShaded 
Display) Jに記載されている。次に、この半
直線と物体定義空間との交点のうちで、最も視点に近い
交点の位置座標(S、、Sy、S2)を求める。この位
置座標(S、、Sy、S2)が、光線Rの始点位置座標
(S、、S、、Sz)となる、すなわち、光線Rが最初
に物体定義空間に入射する位置が、光線Rの始点となる
。また、始点Eから画素pに向かう方向が、光線Rの方
向(d、、d、、d、)となる。さらに、画素p(i、
j)の位置(i、j)が、光線Rの画素位置(i、j)
として設定される。初期光線発生部1では、発生される
光線Rの減衰率Gは1、すなわちまったく減衰を受けて
いない状態に設定される。また、回数Tとしては、情報
入力部6から初期光線発生部1に予め設定された定数値
が与えられる。さらに、種類Cとしては、物体へ向かう
光線を示すOの値が与えられる。初期光線発生部1では
、このような情報を持つ光線Rが、画像Pのすべての画
素p(i、j)に対応して発生されて、輝度計算部3へ
転送される。
E,) is input. Further, as information defining the image P to be synthesized, parameters indicating the plane and range of the image P are input from the information input unit 6. The initial light beam generating section 1 generates information about the light beam R based on these parameters. An example of a method for dyeing a half-line indicating this ray R is written by T. Whittea.
Communication of NCM
nicatiton of ACM), Vol. 23, No. 6, pp. 343-349, the article "An improved illumination model for shaping displays"
minatio[1Model forShaded
Display) J. Next, among the intersections between this half-line and the object definition space, the position coordinates (S, , Sy, S2) of the intersection closest to the viewpoint are determined. These position coordinates (S,,Sy,S2) become the starting point position coordinates (S,,S,,Sz) of the ray R. In other words, the position where the ray R first enters the object definition space is the position of the ray R. It becomes the starting point. Further, the direction from the starting point E toward the pixel p is the direction of the light ray R (d,, d,, d,). Furthermore, pixel p(i,
The position (i, j) of j) is the pixel position (i, j) of the ray R
is set as In the initial light beam generating section 1, the attenuation rate G of the generated light beam R is set to 1, that is, the light beam R is not attenuated at all. Further, as the number of times T, a constant value set in advance is given to the initial light beam generation section 1 from the information input section 6. Further, as type C, a value of O indicating a ray of light directed toward an object is given. In the initial light beam generation section 1, a light beam R having such information is generated corresponding to all the pixels p(i, j) of the image P, and is transferred to the brightness calculation section 3.

第5図は物体情報設定部2に設定される物体の情報を示
す説明図である。説明を簡単にするために、表示される
物体を球に限定して説明を行なうが、多面体や自由曲面
などの物体を表示する場合も、はぼ同様に行なうことが
できる。第5図に示すように、情報入力部6から物体の
情報が入力されて、物体情報設定部2に設定される。設
定される物体iの情報は、物体iを区別するための物体
番号n1.物体としての球の中心座標(X、。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing object information set in the object information setting section 2. As shown in FIG. To simplify the explanation, the displayed object will be limited to a sphere, but the same method can be used when displaying objects such as polyhedrons and free-form surfaces. As shown in FIG. 5, object information is input from the information input section 6 and set in the object information setting section 2. As shown in FIG. The information on object i that is set includes object number n1.n1 for distinguishing object i. The center coordinates of the sphere as an object (X,.

’/+ + Z+ )、半径’l+物体の材質を示す拡
散係数dif+、反射係数ref、である。さらに、物
体iの外接領域を示す情報として、物体を含む最小の直
方体の範囲が設定される。
'/+ + Z+), radius 'l+diffusion coefficient dif+ indicating the material of the object, and reflection coefficient ref. Further, as information indicating the circumscribed area of the object i, the range of the smallest rectangular parallelepiped including the object is set.

第6図は物体としての球の外接領域を示す説明図である
。第6図に示すよう゛に、物体iの外接領域は、X方向
の範囲(X+−、X+。)、y方向の範囲(y r−y
 ++) r z方向の範囲(Zl−、Z1+)で示さ
れる直方体である。これらの値は次式で求められる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a circumscribed area of a sphere as an object. As shown in FIG. 6, the circumscribed area of object i is the range in the X direction (X+-,
++) r It is a rectangular parallelepiped indicated by the range (Zl-, Z1+) in the z direction. These values are obtained using the following equations.

xl−:xl−rI X I+= X 1 + r I ’/  I−=  ’/  t     r  t3’
++=3’++r+ zl−=z、  −r。
xl-: xl-rI X I+= X 1 + r I'/I-='/t r t3'
++=3'++r+ zl-=z, -r.

Z14=21+r+ 第7図は、物体情報設定部2に設定される光源の情報を
示す説明図である。説明を簡単にするために、点光源の
みに限定して説明を行なうが、平行光線やスポットライ
トなどの各種照明光を扱う場合も、はぼ同様に行なうこ
とができる。第7図に示すように、情報入力部6から物
体の照明としての光源の情報が入力されて、物体情報設
定部2に設定される。設定される光源の情報は、点光源
iの位置座標(Xl 、 ’/+ 、 Zl )、光源
の輝度ILIである。この輝度ILIは0から1の実数
値である。この輝度ILIの値は、光源の明るさを示す
ものであり、1のときが最も明るく、0のときが真っ暗
な光源となる。こうして設定された物体情報と光源情報
とは、物体情報設定部2から接続線5を介して輝度計算
部3に伝達される。
Z14=21+r+ FIG. 7 is an explanatory diagram showing light source information set in the object information setting section 2. To simplify the explanation, the explanation will be limited to point light sources, but the same procedure can be applied to various types of illumination light such as parallel rays and spotlights. As shown in FIG. 7, information on a light source for illuminating an object is input from the information input section 6 and set in the object information setting section 2. The information on the light source that is set is the position coordinates (Xl, '/+, Zl) of the point light source i and the brightness ILI of the light source. This brightness ILI is a real value between 0 and 1. The value of the brightness ILI indicates the brightness of the light source, and when it is 1, it is the brightest, and when it is 0, it is a completely dark light source. The object information and light source information thus set are transmitted from the object information setting section 2 to the brightness calculation section 3 via the connection line 5.

第8図は、複数の輝度計算部3を3次元配列状に結合す
る方法を示す説明図である。第8図に示すように、輝度
計算部3は、輝度計算部3内に設けられた相互通信手段
31を介して、3次元配列状に結合されている。すなわ
ち、各輝度計算部3はそれぞれx、y、z方向の両側の
輝度計算部3と接続されており、それらの輝度計算部3
と相互に情報を伝達することができる。ここで、x、y
、z方向のa、b、c番めの輝度計算部3を(a、b、
c)輝度計算部3と呼ぶことにすると、(a、b、c)
輝度計算部3は、(a−1゜b、  c)、  (a+
1.  b、  c)、  (a、  b−1゜c)、
  (a、b+1.  c)、  <a、  b、c−
1>(a、b、c+l)輝度計算部3と接続されている
。また、輝度計算部3は図中のx、y、z方向にそれぞ
れA、B、C個ずつ並んでおり、全部の輝度計算部3の
個数りは、 D=A−B−C となる。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method of combining a plurality of brightness calculation units 3 into a three-dimensional array. As shown in FIG. 8, the brightness calculation units 3 are connected in a three-dimensional array via mutual communication means 31 provided within the brightness calculation units 3. That is, each brightness calculation unit 3 is connected to the brightness calculation units 3 on both sides in the x, y, and z directions, and these brightness calculation units 3
information can be mutually transmitted. Here, x, y
, the a, b, and c-th brightness calculation units 3 in the z direction are (a, b,
c) If we call it the brightness calculation unit 3, (a, b, c)
The brightness calculation unit 3 calculates (a-1°b, c), (a+
1. b, c), (a, b-1゜c),
(a, b+1. c), <a, b, c-
1>(a, b, c+l) Connected to the brightness calculation unit 3. Further, the brightness calculation units 3 are arranged in A, B, and C pieces in the x, y, and z directions in the figure, respectively, and the total number of brightness calculation units 3 is as follows: D=A-B-C.

第9図は物体を定義する空間を、各輝度計算部3に割り
当てられる担当領域Sに分割する方法を示す説明図であ
る。第9図に示すように、X。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a method of dividing a space defining an object into areas S assigned to each brightness calculation unit 3. As shown in FIG.

y、z座標軸のうちの1軸にそれぞれ垂直な平面により
、物体定義空間を複数の直方体形状の領域に分割する。
The object definition space is divided into a plurality of rectangular parallelepiped-shaped regions by planes perpendicular to one of the y and z coordinate axes.

この場合に、X方向の領域数がA個、X方向の領域数が
B個、Z方向の領域数がC個となるように5分割を行な
う。そして、(a。
In this case, the area is divided into five so that the number of areas in the X direction is A, the number of areas in the X direction is B, and the number of areas in the Z direction is C. And (a.

b、c)輝度計算部3に、X方向め8番め、X方向の5
番め、2方向の0番めの領域を割り当てる。これにより
分割されたすべての領域をそれぞれ1個の輝度計算部3
に割り当てることができる。また、このような割り当て
を行なうことにより、相互通信手段31を介して接続さ
れた輝度計算部3は、それぞれ隣接する領域を担当する
ことになる。
b, c) In the brightness calculation unit 3, the 8th in the X direction, the 5th in the X direction
Allocate the 0th area in the 2nd direction. All the areas thus divided are each divided into one brightness calculation unit 3.
can be assigned to Moreover, by performing such allocation, the brightness calculation units 3 connected via the mutual communication means 31 are respectively in charge of adjacent areas.

第10図、第11図は、輝度計算部3の担当領域Sを示
す領域情報の内容を示す説明図である。
10 and 11 are explanatory diagrams showing the contents of area information indicating the area S in charge of the brightness calculation unit 3.

第10図に示すように、輝度計算部3に設けられた領域
情報記憶手段33には、その輝度計算部3の担当領域S
を示す領域情報が記憶される。この領域情報としては、
x、y、z方向の何番めかを示す(a、b、c)の値と
、第11図に示すような担当領域Sのx、y、z方向の
範囲(x−1Xや>、<y−、yや)、(z−、zや)
とが記憶される。また、これらの領域情報の初期値が、
各輝度計算部3の初期領域Soの範囲として初期領域記
憶手段40に記憶される。さらに、3次元配列の外周に
存在する輝度計算部3においては、相互通信手段31に
より輝度計算部3が接続されていない場合がある。そこ
で、相互通信手段31により接続されている各方向に、
実際に輝度計算部3が接続されているか、接続されてい
ないかが有無の情報として領域情報記憶手段33に記憶
される。これらの領域情報は、情報入力手段6から入力
されて、各輝度計算部3に伝達される。
As shown in FIG. 10, the area information storage means 33 provided in the brightness calculation unit 3 stores the area S of the brightness calculation unit 3.
Area information indicating the area is stored. This area information includes:
The values of (a, b, c) indicating the number in the x, y, and z directions, and the range of the assigned area S in the x, y, and z directions (x-1X, >, < y-, y-ya), (z-, z-ya)
is memorized. In addition, the initial values of these area information are
This is stored in the initial area storage means 40 as the range of the initial area So of each brightness calculation unit 3. Further, in the brightness calculation units 3 existing on the outer periphery of the three-dimensional array, the brightness calculation units 3 may not be connected by the mutual communication means 31. Therefore, in each direction connected by the mutual communication means 31,
Whether the brightness calculation section 3 is actually connected or not is stored in the area information storage means 33 as presence/absence information. These area information are input from the information input means 6 and transmitted to each brightness calculation section 3.

第12図は、初期光線発生部1から輝度計算部3への光
線Rの情報の転送処理を示す説明図である。第12図に
示すように、初期光線発生部1で発生されたすべての光
線Rの情報は、接続線5を介してすべての輝度計算部3
へ一斉に転送される。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the process of transferring information on the light ray R from the initial light generation section 1 to the brightness calculation section 3. As shown in FIG.
will be transferred all at once.

そして、各輝度計算部3に設けられた光線情報判定手段
37には、初期光線発生部1から転送された光線Rの情
報が、通信手段32を介して入力される。同時に、領域
情報記憶部33に記憶された担当領域Sの情報が、この
光線情報判定手段37によって読み出される。入力され
た光線Rの始点位置座標(SX、S、、S、)は、光線
Rが最初に物体定義空間に入射する位置に設定されてい
る。このため、もしこの始点位置座標(SX。
Information on the light ray R transferred from the initial light generation section 1 is inputted to the light ray information determination means 37 provided in each brightness calculation section 3 via the communication means 32. At the same time, the information on the assigned area S stored in the area information storage section 33 is read out by the light beam information determining means 37. The starting point position coordinates (SX, S, , S,) of the input light ray R are set to the position where the light ray R first enters the object definition space. Therefore, if this starting point position coordinate (SX).

S、、S、>が担当領域Sに含まれていれば、光線I(
は担当領域Sを最初に通過することになる。そこで、光
線情報判定手段37では、光線Rの始点位置座標(SX
、Sy、Sz)と担当領域Sの範囲(x−、X+ )、
(y−,3’+ >。
If S,,S,> is included in the assigned area S, then the ray I(
will pass through the assigned area S first. Therefore, the light ray information determining means 37 determines the starting point position coordinates (SX
, Sy, Sz) and the range of the responsible area S (x-, X+),
(y-,3'+>.

(z−、z、)とが、比較される。(z-, z,) are compared.

X−≦S X < x + y−≦S y < y + 2−≦S2くハ という3条件式のすべてが満たされる場合、始点位置座
標(SX、S、、S、)は担当領域Sに含まれており、
光線Rは担当領域Sを最初に通過することになる。この
場合、光線情報判定手段37から光線Rの情報が光線情
報記憶手段34に転送されて、記憶される。また、これ
らの条件式のうちのどれかが成り立たない場合、光線R
は他の担当領域S′に最初に入射していることになる。
If all of the three conditional expressions X-≦S Contains
The light ray R will first pass through the assigned area S. In this case, the information on the ray R is transferred from the ray information determining means 37 to the ray information storage means 34 and stored therein. Also, if any of these conditional expressions does not hold, the ray R
This means that the light is first incident on another assigned area S'.

従って、光線Rの情報はこの輝度計算部3には記憶され
ない。
Therefore, information on the light ray R is not stored in this brightness calculation section 3.

以上の処理により、初期光線発生部1で発生された光線
Rの情報は、最初に入射する領域を担当する輝度計算部
3の、光線情報記憶手段34に記憶される。
Through the above processing, information on the light ray R generated by the initial light generation section 1 is stored in the light ray information storage means 34 of the brightness calculation section 3 which is in charge of the first incident area.

第13図は、輝度計算部3に設けられた物体情報記憶手
段35と光源情報記憶手段36に、物体情報設定部2か
ら、物体情報と光源情報とを記憶させる処理を示す説明
図である。第13図に示すように、物体情報設定部2に
記憶されたすべての物体情報と光源情報は、接続線5を
介してすべての輝度計算部3へ一斉に転送される。そし
て、輝度計算部3に設けられた光源情報記憶手段36は
、通信手段32を介して転送された光源情報をすべて記
憶する。そして、輝度計算部3に設けられた物体情報記
憶手段38は、通信手段32を介して転送された物体情
報をすべて記憶する。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a process of storing object information and light source information from the object information setting section 2 in the object information storage means 35 and light source information storage means 36 provided in the brightness calculation section 3. As shown in FIG. 13, all the object information and light source information stored in the object information setting section 2 are transferred to all the brightness calculation sections 3 via the connection line 5. The light source information storage means 36 provided in the brightness calculation section 3 stores all the light source information transferred via the communication means 32. The object information storage means 38 provided in the brightness calculation section 3 stores all the object information transferred via the communication means 32.

第14図は、輝度計算部3の担当領域Sの変更処理を示
す説明図である。この担当領域Sの拡大処理は、担当領
域Sの境界面を平行移動することで行われる。第14図
に示すように、輝度計算部3に設けられた負荷決定手段
43は、光線情報記憶手段37に記憶された光線Rの個
数を、その輝度計算部3の負荷Fとして求める。なお、
ここでは説明の簡単のためにこのような負荷決定方法と
したが、この他にも様々な負荷の決定方法が可能である
。これ以外の方法を取った場合でも、はぼ同様に処理を
行うことができる0例えば、負荷決定手段43において
各輝度計算部3が実際に処理を行っている時間と、光線
Rの情報を待っている時間とを計測して、これらの値が
ら各輝度計算部3の負荷を決定しても良い。こうして負
荷決定手段43で決定された負荷Fは、相互通信手段3
1を介して、輝度計算部3のx−。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing the process of changing the area S in its duty by the brightness calculation unit 3. This enlargement process of the assigned area S is performed by moving the boundary surface of the assigned area S in parallel. As shown in FIG. 14, the load determination means 43 provided in the brightness calculation section 3 determines the number of light rays R stored in the light beam information storage means 37 as the load F of the brightness calculation section 3. In addition,
Although such a load determination method is used here for the sake of simplicity of explanation, various other load determination methods are also possible. Even if a method other than this is used, the processing can be performed in the same way as in the case of the above method. The load on each brightness calculation unit 3 may be determined based on these values. The load F determined by the load determining means 43 in this way is
1, x- of the brightness calculation unit 3.

X・、y−、y・、z−、z+力方向接続された輝度計
算部3 (x−)、(x+ )、(y−)。
X·, y−, y·, z−, z+ Brightness calculation unit 3 (x−), (x+), (y−) connected in the force direction.

(y+)、(z−) 、(z+ )にそれぞれ伝達され
る。そして、拡大決定手段44は、輝度計算部3 (x
−)、(x+ )、(y−)、(y+)。
(y+), (z-), and (z+), respectively. Then, the enlargement determining means 44 determines the brightness calculation unit 3 (x
-), (x+), (y-), (y+).

(z−)、(z+ )から相互通信手段31を介して伝
達される負荷F (x−)、 F (x+ )。
Loads F (x-), F (x+) transmitted from (z-), (z+) via the mutual communication means 31.

F (y−)、 F (y+ )、 F (z−)、 
F (z、)と、輝度計算部3の負荷Fとをそれぞれ比
較する。これらの比較結果に基づいて、X−、X+。
F (y-), F (y+), F (z-),
F (z,) and the load F of the brightness calculation unit 3 are compared. Based on these comparison results, X-, X+.

y:、yや、2−.2+方向という各方向において、担
当領域Sを拡大するかどうかを次の様に決定する。ただ
し、Kは1から6までの整数であり、1から順にそれぞ
れX−、X+ 、 y−。
y:, y, 2-. In each direction, the 2+ direction, whether or not to expand the assigned area S is determined as follows. However, K is an integer from 1 to 6, and from 1 to X-, X+, and y-, respectively.

yや、z−、z+力方向示すものとする。The directions of force are shown as y, z-, and z+.

F (K)−F>THのとき dF、(K)=1それ以
外のとき dF、(K)=O TH:予め情報入力部6を通じて設定された正のしきい
値 値dFl(K)は、Kで示される方向に担当゛領域Sを
拡大するかどうかを示しており、値dF1(K)が1の
場合には拡大し、値apt(K)が0のときには拡大し
ないことを示している。拡大決定手段44は、これらの
値dF、(K)を領域変更手段46に出力する。こうし
て決定された値dF、(K)を受けて、この値が1の場
合に領域変更手段46では担当領域Sの範囲を拡大する
When F (K)-F>TH, dF, (K)=1 Otherwise, dF, (K)=O TH: The positive threshold value dFl(K), which is set in advance through the information input section 6, is , indicates whether or not to expand the responsible area S in the direction shown by K. If the value dF1 (K) is 1, it will be expanded, and if the value apt (K) is 0, it will not be expanded. There is. The enlargement determining means 44 outputs these values dF and (K) to the area changing means 46. In response to the thus determined value dF, (K), if this value is 1, the area changing means 46 expands the range of the area S in charge.

この領域変更手段46は、まず値にで示される方向の担
当領域Sの範囲a(K)を、領域情報記憶手段33から
読み出して記憶する。例えば、値Kが1の場合にはX−
を読み出し、2の場合にはX+を読み出す。次に、以下
に示すように新たな範囲a’  (K)を求める。
The area changing means 46 first reads the range a(K) of the area S in its duty in the direction indicated by the value from the area information storage means 33 and stores it. For example, if the value K is 1, then
, and in the case of 2, read X+. Next, a new range a' (K) is determined as shown below.

K=1.3.5  のとき a’  (K)=a (K)−dS K=2.4.6  のとき a’  (K)=a (K) 十dS dS:予め情報入力部6を通じて設定された正の変更量 このように求められた範囲a’  (K)を領域情報記
憶手段33に書き込んで、担当領域Sの範囲を拡大する
。同様に縮小決定手段45は、輝度計算部3 (x−)
、(x+ )、(y−)。
When K=1.3.5, a' (K)=a (K)-dS When K=2.4.6, a' (K)=a (K) 10dS dS: Preliminarily input through the information input section 6 The set positive change amount The range a' (K) thus determined is written into the area information storage means 33 to expand the range of the area S in charge. Similarly, the reduction determination means 45 uses the brightness calculation unit 3 (x-)
, (x+), (y-).

(y+ )、(z−)、(z+ )から相互通信手段3
1を介して伝達される負荷F (K)(K=1゜2、・
・・、6)と、輝度計算部3の負荷Fとをそれぞれ比較
する。そして縮小決定手段45は、値にで示される各方
向における、輝度計算部3の担当領域Sの範囲a(K)
を、領域情報記憶手段33から読み出す。同時に、値に
で示される方向における輝度計算部3の初期領域Soの
範囲a。
(y+), (z-), (z+) to mutual communication means 3
The load F (K) (K=1゜2,・
. . , 6) and the load F of the brightness calculation unit 3 are compared. Then, the reduction determining means 45 determines the range a(K) of the area S in charge of the brightness calculation unit 3 in each direction indicated by the value.
is read out from the area information storage means 33. At the same time, the range a of the initial area So of the brightness calculation unit 3 in the direction indicated by the value.

(K)を、初期領域記憶手段40から読み出す。(K) is read from the initial area storage means 40.

そして、これらの範囲a (K)と範囲aO(K)とを
比較する。ここで、範囲a(K)と範囲a、)(K)と
を比較する理由は、値にで示される方向において担当領
域Sを初期領域Soよりも縮小してしまうのを防ぐため
である。すなわち、a  (K)  ”ao   (K
) のときは、値にで示される方向において担当領域Sは初
期領域Soに等しいから縮小は行わない。また、 a(K)≠ao(K) のときは、値にで示される方向において担当領域Sは拡
大されているので、これを値にで示される方向において
縮小しても、初期領域Soよりも縮小してしまうことは
無い、このように、範囲a(K)と範囲ao  (K)
との比較に基づけば、値にで示される方向において担当
領域Sを初期領域Soよりも縮小してしまうのを防ぐこ
とができる。
Then, these ranges a(K) and range aO(K) are compared. Here, the reason for comparing the range a(K) and the range a, )(K) is to prevent the assigned area S from being smaller than the initial area So in the direction indicated by the value. That is, a (K) ”ao (K
), the assigned area S is equal to the initial area So in the direction indicated by the value, so no reduction is performed. Also, when a(K)≠ao(K), the assigned area S is expanded in the direction indicated by the value, so even if it is reduced in the direction indicated by the value, it will be smaller than the initial area So. In this way, range a(K) and range ao(K)
Based on the comparison with , it is possible to prevent the assigned area S from being smaller than the initial area So in the direction indicated by the value.

これらの比較結果に基づいて、値にで示される各方向に
おいて、担当領域Sを縮小するかどうかを次の様に決定
する。
Based on these comparison results, it is determined as follows whether or not to reduce the assigned area S in each direction indicated by the values.

F−F (K)>THかつa (K)≠ao  (K)
のとき dF2=1 それ以外のとき dF2=O TH:予め情報入力部6を通じて設 定された正のしきい値 値dF、(K)は値にで示される方向に担当領域Sを縮
小するかどうかを示しており、値dF2(K)が1の場
合には縮小し、値dF、(K)が0のときには縮小しな
いことを示している。縮小決定手段45は、これらの値
dF2 (K)を領域変更手段46に出力する。こうし
て決定された値dFz(K)を受けて、この値が1の場
合に領域変更手段46では担当領域Sの範囲を縮小する
FF (K)>TH and a (K)≠ao (K)
When dF2=1 Otherwise, dF2=O TH: Positive threshold value dF set in advance through the information input unit 6, (K) is whether to reduce the assigned area S in the direction indicated by the value. When the value dF2(K) is 1, it is reduced, and when the value dF2(K) is 0, it is not reduced. The reduction determining means 45 outputs these values dF2 (K) to the area changing means 46. In response to the value dFz(K) determined in this manner, if this value is 1, the area changing means 46 reduces the range of the area S in its duty.

この領域変更手段46は、まず値にで示される方向の担
当領域S°の範囲a(K)を、領域情報記憶手段33か
ら読み出して記憶する。例えば、値Kが1の場合にはX
−を読み出し、2の場合にはX+を読み出す0次に、以
下に示すように新たな範囲a’  (K)を求める。
The area changing means 46 first reads the range a(K) of the area S° in its duty in the direction indicated by the value from the area information storage means 33 and stores it. For example, if the value K is 1, then
- is read out, and in the case of 2, X+ is read out. Next, a new range a' (K) is determined as shown below.

K=1.3.5  のとき a’  (K)”a (K)+dS K=2.4.6  のとき a’  (K) =a (K)−dS dS:予め情報入力部6を通じて設定 された正の変更量 このように求められら範囲a’  (K)を領域情報記
憶手段33に書き込んで、担当領域Sの範囲を縮小する
。このような担当領域Sの変更処理を行なうことにより
、各担当領域Sに含まれている物体の数や通過する光線
の数を増減することができ、各輝度計算部3の計算量を
増減させることができる。同時に、拡大方向に隣接する
領域を担当する隣接輝度計算部3の負荷を減少させるこ
とができ、縮小方向に隣接する領域を担当する隣接輝度
計算部3の負荷を増加させることができる。従って、全
体の計n量を平均化して適切な負荷の再配分を図ること
ができる。
When K=1.3.5, a'(K)''a (K) + dS When K=2.4.6, a' (K) = a (K) - dS dS: Set in advance through the information input section 6 The range a' (K) calculated in this way is written in the area information storage means 33, and the range of the area S in charge is reduced. , the number of objects included in each assigned area S and the number of light rays passing through can be increased or decreased, and the calculation amount of each brightness calculation unit 3 can be increased or decreased.At the same time, the adjacent areas in the expansion direction can be increased or decreased. It is possible to reduce the load on the adjacent brightness calculation section 3 which is responsible for this, and it is possible to increase the load on the adjacent brightness calculation section 3 which is responsible for areas adjacent to each other in the reduction direction. Appropriate load redistribution can be achieved.

第15図(a)、(b)は、輝度計算部3間の光線Rの
情報の転送方法を示す説明図である。
FIGS. 15(a) and 15(b) are explanatory diagrams showing a method of transferring information on the light ray R between the brightness calculation units 3.

第15図(a)に示すように、担当領域Sの変更により
、領域の境界面の重なりが生じる。また、第15図(b
)に示すように、相互通信手段を介した輝度計算部3間
の接続は、固定されている。
As shown in FIG. 15(a), changing the assigned area S causes the boundary surfaces of the areas to overlap. Also, Fig. 15 (b
), the connection between the luminance calculation units 3 via the mutual communication means is fixed.

従って、第15図(a)、(b)に示すような場合、担
当領域S、から担当領域S、に入射する光線Rの情報を
、輝度計算部3aから相互通信手段31を介して、直接
に輝度計算部3bへ転送することはできない。そこで、
このような光線Rの情報は、まず輝度計算部3.から、
相互通信手段31を介して、輝度計算部3゜に転送され
る。
Therefore, in the cases shown in FIGS. 15(a) and 15(b), information on the light ray R incident on the responsible area S is directly transmitted from the brightness calculation unit 3a via the mutual communication means 31. cannot be transferred to the brightness calculation unit 3b. Therefore,
Such information on the light ray R is first sent to the brightness calculation section 3. from,
It is transferred to the brightness calculation unit 3° via the mutual communication means 31.

この転送された光線Rの情報は、いったん輝度計算部3
゜の光線情報記憶手段34に記憶される。
The information on the transferred light ray R is once transferred to the brightness calculation unit 3.
The information is stored in the ray information storage means 34 at .

このような転送処理を行うために、各輝度計算部3の光
線情報記憶手段34に記憶された光線Rの情報は、まず
光線情報判定手段37に読み出される。この光線情報判
定手段37は、光線Rの始点位置座標(S、、Sy、S
2)と、領域情報記憶手段33から読み出した担当領域
Sの範囲(x−、X+  )、  (y−、y+  )
、  (z−・z+)とを比較して、次のような処理を
行う。
In order to perform such a transfer process, the information on the light ray R stored in the light ray information storage means 34 of each brightness calculation section 3 is first read out to the light ray information determination means 37. This light ray information determining means 37 determines the starting point position coordinates (S, , Sy, S
2), the range of the assigned area S read from the area information storage means 33 (x-, X+), (y-, y+)
, (z−・z+) and performs the following processing.

■S x < x−のとき、相互通信手段31を介して
、光線Rの情報をX一方向に接続された輝度計算部3へ
転送して■へ。
(2) When S x < x-, the information on the light ray R is transferred to the brightness calculation section 3 connected in one direction of X via the mutual communication means 31, and the process proceeds to (2).

■SX≧X+のとき、相互通信手段31を介して、光線
Rの情報をX+力方向接続された輝度計算部3へ転送し
て■へ。
(2) When SX≧X+, information on the light ray R is transferred to the brightness calculation unit 3 connected in the X+ force direction via the mutual communication means 31, and the process proceeds to (2).

■S y < y−のとき、相互通信手段31を介して
、光線Rの情報をy一方向に接続された輝度計算部3へ
転送して■へ。
(2) When S y < y-, the information on the light ray R is transferred to the brightness calculation section 3 connected in one direction (y) via the mutual communication means 31, and the process proceeds to (2).

■Sy≧y+のとき、相互通信手段31を介して、光線
Rの情報をy+力方向接続された輝度計算部3へ転送し
て■へ。
(2) When Sy≧y+, the information on the light ray R is transferred to the brightness calculation unit 3 connected in the y+ force direction via the mutual communication means 31, and the process proceeds to (2).

■S 2 < z−のとき、相互通信手段31を介して
、光線Rの情報を2一方向に接続された輝度計算部3へ
転送して■へ。
(2) When S 2 < z-, the information on the light ray R is transferred to the brightness calculation unit 3 connected in one direction to the two through the mutual communication means 31, and the process proceeds to (2).

■S2≧2+のとき、相互通信手段31を介して、光線
Rの情報を2+方向に接続された輝度計算部3へ転送し
て■へ。
(2) When S2≧2+, information on the light ray R is transferred to the brightness calculation unit 3 connected in the 2+ direction via the mutual communication means 31, and the process proceeds to (2).

■終了 このように光線Rの情報を輝度計算部3間で転送すれば
、正しい輝度計算部3で光線Rの情報を処理することが
できる。
(2) End By transferring the information on the light ray R between the brightness calculation units 3 in this way, the information on the light ray R can be processed by the correct brightness calculation unit 3.

第16図は、輝度計算部3における光線と物体との交差
判定処理による各画素の輝度計算方法を示す説明図であ
る。第16図に示すようG弘光線情報記憶手段34に記
憶された光線Rの情報は、まず光線情報判定手段37に
読み出される。この光線情報判定手段37における判定
処理の結果、隣接する輝度計算部3へ転送されながった
光線Rの情報は、交差判定手段39へ送られる。この交
差判定手段39は、担当領域Sに含まれる物体と光線R
との交差判定処理を行う。そのために物体情報判定手段
38は、領域情報記憶手段33から担当領域Sの範囲(
x−、X+ )、(y−。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a method of calculating the brightness of each pixel by the process of determining the intersection between a light ray and an object in the brightness calculation unit 3. As shown in FIG. 16, the information on the light ray R stored in the G light ray information storage means 34 is first read out to the light ray information determination means 37. As a result of the judgment process in the light ray information judgment means 37, information on the light rays R that has not been transferred to the adjacent brightness calculation section 3 is sent to the intersection judgment means 39. This intersection determination means 39 detects the object included in the area S and the light ray R.
Performs intersection determination processing with For this purpose, the object information determining means 38 stores the area information storage means 33 in the range (
x-, X+), (y-.

y+ ) 、(z−、z+ )と各物体iの外接領域の
範囲(xl−、xl+) +  (3/+−+ 37 
++) +  (Zl−+71+)との比較処理を行い
、各物体iが担当領域Sに含まれるかどうかの判定処理
を行う。
y+ ), (z-, z+) and the range of the circumscribed area of each object i (xl-, xl+) + (3/+-+ 37
++) + (Zl-+71+) to determine whether each object i is included in the assigned area S.

第17図(a)、(b)は、輝度計算部3の担当領域S
と、物体情報の外接領域との比較処理を示す説明図であ
る。第17図(a)、(b)に示すように、担当領域S
と外接領域とが共通部分を持たない場合には、以下の条
件式のうちの少なくとも1つが成立する。
FIGS. 17(a) and 17(b) show the area S in charge of the brightness calculation unit 3.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a comparison process between the object information and the circumscribed area of the object information. As shown in FIGS. 17(a) and (b), the responsible area S
When and the circumscribed area have no common part, at least one of the following conditional expressions holds true.

X−≧Xl+ X+≦X1− y−−3’++ y÷≦yト 2−≧21+ 2+≦Zl− そこで、物体情報判定手段38では、これらの条件式が
評価されて、担当領域Sと外接領域とが共通部分を持つ
かどうかが求められる9その結果、共通部分を持つ場合
には、担当領域S内に物体iが含まれていると判定され
て、交差判定手段3つに物体iの情報が転送される。共
通部分を持たない場合には、転送されない。
X-≧Xl+ 9 As a result, if they have a common part, it is determined that the object i is included in the assigned area S, and the three intersection determination means Information is transferred. If they do not have common parts, they will not be transferred.

以上の処理により、物体精報記憶手段35に記憶された
物体情報のうちで、担当領域S内に含まれる物体情報の
みが、物体情報判定手段38から交差判定手段39に転
送される。そして交差判定手段39は、物体情報判定手
段38から転送された物体iと光線Rとの交差判定処理
を行う、その結果、物体と交差しない光線Rについては
、まず担当領域Sの境界面と光線Rの交点が求められる
。この交点により、光線Rが次に入射する領域S゛が求
められ、光線Rの情報を転送すべき方向が、決定される
。光線Rの情報は、相互通信手段31を介して決定され
た方向の輝度計算部3へ転送される。その際に、光線の
始点位置座標は、求められた交点の位置座標に変更され
る。これにより、光線Rの始点位置座標は、次に入射す
べき領域に含まれることになる。こうして転送された光
線Rの情報は、相互通信手段31から読み出されて、光
線情報記憶手段34に記憶される。また、光線Rが物体
と交差していて、光線Rから新たな光線R゛や光線RL
が発生された場合には、これらの光線R°と光線RLの
情報が、光線情報記憶手段34に記憶される。このよう
な交差判定処理については、前述の各論文および第2図
に示されている。この処理により、光線Rの輝度Iが決
定された場合には、通信手段32を介して、光線Rの情
報が示す画像記憶部4の画素p(i、j)に、その輝度
Iが加算される。
Through the above processing, of the object information stored in the object detail storage means 35, only the object information included within the assigned area S is transferred from the object information determination means 38 to the intersection determination means 39. Then, the intersection determination means 39 performs an intersection determination process between the object i transferred from the object information determination means 38 and the ray R. As a result, for the ray R that does not intersect with the object, first the boundary surface of the area S in charge and the ray R The intersection of R is found. From this point of intersection, the region S' into which the light ray R will next enter is determined, and the direction in which the information of the light ray R should be transferred is determined. Information on the light ray R is transferred via the mutual communication means 31 to the brightness calculation unit 3 in the determined direction. At this time, the starting point position coordinates of the light rays are changed to the position coordinates of the obtained intersection point. As a result, the starting point position coordinates of the light ray R will be included in the area to which the light ray R should enter next. The information on the light beam R thus transferred is read out from the mutual communication means 31 and stored in the light beam information storage means 34. Also, if the ray R intersects the object, a new ray R′ or a new ray RL is generated from the ray R.
When the light beam R° and the light beam RL are generated, information on the light beam R° and the light beam RL is stored in the light beam information storage means 34. Such intersection determination processing is shown in each of the aforementioned papers and FIG. 2. When the brightness I of the light ray R is determined by this process, the brightness I is added to the pixel p (i, j) of the image storage unit 4 indicated by the information about the light ray R via the communication means 32. Ru.

上述の交差判定処理によって、各輝度計算部3の光線情
報記憶手段34に記憶された光線Rの情報を総て処理し
た時点で、画像Pの合成が完了する。
The synthesis of the image P is completed when all the information on the light rays R stored in the light ray information storage means 34 of each brightness calculation section 3 has been processed by the above-described intersection determination process.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の物体画像合成装置では、各輝度計算部の担当領
域の形状は直方体であり、その直方体の各面は、座標軸
に垂直である。このため、担当領域の境界面と光線との
交差判定が、非常に容易である。従って、光線が担当領
域を通過する場合に、従来と比べてはるかに少ない処理
量で、この光線の情報を転送すべき領域を決定すること
ができる。また、担当領域の形状の変更は、各座標軸に
垂直な境界面を、その座標軸に平行な方向に移動するこ
とで、実行される。このため、担当領域の形状が変更さ
れても、担当領域は直方体に保たれるので、上述の効果
は損なわれない。このように、担当領域の形状を変更す
る際の処理量が少ないので、担当領域の形状の変更によ
る各輝度計算部の負荷の再配分の効果を、十分に得るこ
とができる。
In the object image synthesis device of the present invention, the shape of the area in charge of each brightness calculation section is a rectangular parallelepiped, and each surface of the rectangular parallelepiped is perpendicular to the coordinate axis. Therefore, it is very easy to determine the intersection between the boundary surface of the assigned area and the light beam. Therefore, when a light beam passes through the assigned area, it is possible to determine the area to which the information of this light beam should be transferred with a much smaller amount of processing than in the past. Further, the shape of the assigned area is changed by moving the boundary surface perpendicular to each coordinate axis in a direction parallel to the coordinate axis. Therefore, even if the shape of the area in charge is changed, the area in charge is kept in the shape of a rectangular parallelepiped, so the above-mentioned effects are not impaired. In this way, since the amount of processing required when changing the shape of the assigned area is small, it is possible to sufficiently obtain the effect of redistributing the load of each brightness calculation unit by changing the shape of the assigned area.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)は物体画像合成装置の全体を示す全体構成
図、第1図(b)はその輝度計算部の詳細な構成を示す
構成図、第2図は画素p (i。 j)の輝度■の計算方法を示す説明図、第3図は光線R
を発生した際に設定すべき光線Rの情報を示す説明図、
第4図は初期光線発生部1の動作を説明するための説明
図、第5図は物体情報設定部2に設定される物体の情報
を示す説明図、第6図は物体としての球の外接領域を示
す説明図、第7図は物体情報設定部2に設定される光源
の情報を示す説明図、第8図は複数の輝度計算部3を3
次元配列状に結合する方法を示す説明図、第9図は物体
を定義する空間を各輝度計算部3に割り当てられる担当
領域Sに分割する方法を示す説明図、第10図、第11
図は輝度計算部3の担当領域Sを示す領域情報の内容を
示す説明図、第12図は初期光線発生部1から輝度計算
部3への光線Rの情報の転送処理を示す説明図、第13
図は輝度計算部3に設けられた物体情報記憶手段35と
光源情報記憶手段36に物体情報設定部2から物体情報
と光源情報とを記憶させる処理を示す説明図、第14図
は輝度計算部3の担当領域Sの変更処理を示す説明図、
第15図(a>、(b)は輝度計算部3間の光線Rの情
報の転送方法を示す説明図、第16図は輝度計算部3に
おける光線と物体との交差判定処理による各画素の輝度
計算方法を示す説明図、第17図(a)、(b)は輝度
計算部3の担当領域Sと物体情報の外接領域との比較処
理を示す説明図である。 図において、 1・・・初期光線発生部、2・・・物体情報設定部、3
.3a、3b、3C23d・・・輝度計算部、4・・・
画像記憶部、5・・・接続線、6・・・情報入力部、3
1・・・相互通信手段、32・・・通信手段、33・・
・領域情報記憶手段、34・・・光線情報記憶手段、3
5・・・物体情報記憶手段、36・・・光源情報記憶手
段、37・・・光線情報判定手段、38・・・物体情報
判定手段、39・・・交差判定手段、40・・・初期領
域記憶手段、43・・・負荷決定手段、44・・・拡大
決定手段、45・・・縮小決定手段、46・・・領域変
更手段。 茅 1  回((1) 第  1 1M (I=) $ 8 図 茅 11  回 第 /2 図 Cα) (b) 茅 Is  図 茶 lA 図
FIG. 1(a) is an overall configuration diagram showing the entire object image synthesis device, FIG. 1(b) is a configuration diagram showing the detailed configuration of its brightness calculation section, and FIG. An explanatory diagram showing how to calculate the luminance ■ of ray R.
An explanatory diagram showing information on the light ray R that should be set when .
Fig. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the initial ray generating section 1, Fig. 5 is an explanatory diagram showing object information set in the object information setting section 2, and Fig. 6 is an explanatory diagram showing the circumference of a sphere as an object. FIG. 7 is an explanatory diagram showing information on the light source set in the object information setting section 2, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing the area. FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a method of combining in a dimensional array, FIG.
12 is an explanatory diagram showing the contents of area information indicating the area S in charge of the brightness calculation section 3. FIG. 13
The figure is an explanatory diagram showing a process of storing object information and light source information from the object information setting section 2 in the object information storage means 35 and light source information storage means 36 provided in the brightness calculation section 3, and FIG. 14 is a diagram of the brightness calculation section An explanatory diagram showing the change process of the responsible area S of No. 3,
FIGS. 15(a) and (b) are explanatory diagrams showing the method of transferring information on the ray R between the brightness calculation units 3, and FIG. 17(a) and 17(b) are explanatory diagrams showing the brightness calculation method, and are explanatory diagrams showing the comparison process between the area S in charge of the brightness calculation unit 3 and the circumscribed area of the object information.In the figure, 1.・Initial ray generation section, 2...Object information setting section, 3
.. 3a, 3b, 3C23d... Brightness calculation unit, 4...
Image storage section, 5... Connection line, 6... Information input section, 3
1... Mutual communication means, 32... Communication means, 33...
-Area information storage means, 34...Light information storage means, 3
5... Object information storage means, 36... Light source information storage means, 37... Light ray information determination means, 38... Object information determination means, 39... Intersection determination means, 40... Initial area Storage means, 43... Load determining means, 44... Enlargement determining means, 45... Reduction determining means, 46... Area changing means. Kaya 1 time ((1) 1st 1M (I=) $8 Figure Kaya 11th time /2 Figure Cα) (b) Kaya Is Figure Cha lA Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 光源から視点に至る光線の経路を逆向きに辿つて、物体
と光線との交差判定処理を行ない、上記物体を表示すべ
き画像を構成する各画素の輝度を計算する光線追跡法に
よる上記画像の合成を行なうために、上記視点から上記
の各画素を通る複数の光線の情報を発生する初期光線発
生部と、上記物体の情報を設定する物体情報設定部と、
上記物体の定義される空間を分割することにより生成さ
れる複数の領域のうちの1領域を担当してこの領域を通
過する光線と上記担当領域に含まれる物体との交差判定
処理を行なうことにより上記画素の輝度を計算する複数
の輝度計算部と、この輝度計算部で計算された輝度を上
記画像として記憶する画像記憶部とで構成される物体画
像合成装置において、上記輝度計算部に、上記物体定義
空間を座標軸に垂直な平面で分割して生成される複数の
領域のうちの上記輝度計算部の担当領域の範囲を記憶す
る領域情報記憶手段と、初期値として与えられる上記担
当領域の範囲を上記輝度計算部の初期領域の範囲として
記憶する初期領域記憶手段と、上記輝度計算部の負荷を
決定する負荷決定手段と、各座標軸に平行な方向におい
て上記担当領域と隣接する領域を担当する隣接輝度計算
部と上記輝度計算部との相互通信をそれぞれ行なう相互
通信手段と、上記相互通信手段を介して得られる上記隣
接輝度計算部の負荷と上記輝度計算部の負荷とを比較し
て上記輝度計算部の担当領域を上記の各隣接輝度計算部
の担当領域の方向で拡大するかどうかをそれぞれ決定す
る拡大決定手段と、上記隣接輝度計算部の負荷と上記輝
度計算部の負荷とを比較しさらに初期領域記憶手段に記
憶された上記初期領域の範囲と上記領域情報記憶手段に
記憶された上記担当領域の範囲とを比較してこれらの比
較結果に基づき上記担当領域を上記の各隣接輝度計算部
の担当領域の方向で縮小するかどうかをそれぞれ決定す
る縮小決定手段と、上記拡大決定手段と上記縮小決定手
段との決定に基づき上記領域情報記憶手段に記憶された
上記担当領域の範囲を変更する領域変更手段とが備えら
れていることを特徴とする物体画像合成装置。
The above image is created using the ray tracing method, which traces the path of the light ray from the light source to the viewpoint in the opposite direction, performs a process to determine the intersection between the object and the light ray, and calculates the brightness of each pixel that makes up the image that should display the object. an initial ray generation unit that generates information on a plurality of rays passing through each pixel from the viewpoint in order to perform synthesis; an object information setting unit that sets information on the object;
By taking charge of one region out of a plurality of regions generated by dividing the space in which the object is defined, and performing intersection determination processing between a ray passing through this region and an object included in the said region. In an object image synthesis device comprising a plurality of brightness calculation units that calculate the brightness of the pixels, and an image storage unit that stores the brightness calculated by the brightness calculation units as the image, the brightness calculation unit includes the Area information storage means for storing the range of the area in charge of the brightness calculation section among a plurality of areas generated by dividing the object definition space by a plane perpendicular to the coordinate axis, and the range of the area in charge given as an initial value. initial area storage means for storing the range of the initial area of the brightness calculation unit; load determining means for determining the load of the brightness calculation unit; Comparing the load of the adjacent brightness calculation unit obtained through the mutual communication means and the load of the brightness calculation unit obtained through the mutual communication means between the adjacent brightness calculation unit and the brightness calculation unit, respectively, and the load of the brightness calculation unit, Expansion determining means for determining whether to expand the area in charge of the brightness calculation unit in the direction of the area in charge of each of the adjacent brightness calculation units, and comparing the load of the adjacent brightness calculation unit and the load of the brightness calculation unit. Furthermore, the range of the initial area stored in the initial area storage means is compared with the range of the area in charge stored in the area information storage means, and based on the results of these comparisons, the area in charge is adjusted to each adjacent brightness level. Reduction determining means for determining whether or not to reduce in the direction of the area in charge of the calculating section, and a range of the area in charge stored in the area information storage means based on the decisions of the expansion determining means and the reduction determining means. 1. An object image synthesis device comprising: a region changing means for changing an object image.
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