JPH06333057A - レンダリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、レンダリング方法に関し、マッピ
ングデータを形状データに貼りつけたときの画面上の両
者の位置関係および形状データの表示情報をテーブルデ
ータに保存しておき、任意のマッピングデータについて
このテーブルデータをもとにレンダリングを行って高速
表示することを目的とする。 【構成】 マッピングデータ１を３次元の形状データ３
上に貼りつけてそのときの画面上の両者のピクセル単位
の位置関係および形状データ３のピクセル単位の表示情
報を計算してテーブルデータ５に登録すると共に当該テ
ーブルデータ５から取り出した画面上のピクセル単位の
表示情報と、位置関係をもとにマッピングデータ１から
取り出した表示情報とを合成することを画面上の全ピク
セルについて繰り返すレンダリング処理４を備え、この
レンダリング処理４によって合成した画像を表示するよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マッピングデータを３
次元形状に貼りつけて画面上に表示するレンダリング方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設物の内装や外装、テキスタイ
ルの分野などで、立体の表面にマッピングデータを貼り
つけてその状態を２次元の画面上に立体的に表示するこ
とが行われている。例えば図５の（ａ）に示すように、
１回目の計算例として、（ａ−１）に示すマッピングデ
ータを、（ａ−２）に示す球の表面に貼りつけ、（ａ−
３）に示すように２次元画面上に３次元的に表示する。
これにより、球面上に（ａ−１）のマッピングデータを
貼りつけたときの様子を利用者が理解できるようにして
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレンダ
リングでは、図５の（ａ−１）のマッピングデータを
（ｂ−１）のマッピングデータに変えて、同一の球の表
面に貼りつけたときの様子を表示させたいと思っても、
再度、最初から（ｂ−１）のマッピングデータを（ｂ−
２）の球の表面に貼りつけ、（ｂ−３）に示すように２
次元画面上に３次元的に表示する処理を行なう必要があ
り、高速に表示できないという問題があった。

【０００４】本発明は、これらの問題を解決するため、
マッピングデータを形状データに貼りつけたときの２次
元画面上の両者の位置関係および形状データの表示情報
をテーブルデータに保存しておき、任意のマッピングデ
ータについてこのテーブルデータをもとにレンダリング
を行って高速表示することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理構
成図である。図１において、マッピングデータ１は、３
次元の形状データ２上に貼りつけるデータである。

【０００６】形状データ２は、マッピングデータ１を貼
りつける対象の３次元の形状データである。レンダリン
グ処理４は、マッピングデータ１を形状データ２上に貼
りつけてそのときの２次元画面上の両者のピクセル単位
の位置関係および形状データ２のピクセル単位の表示情
報をそれぞれ計算してテーブルデータ５に登録したり、
テーブルデータ５から取り出した画面上のピクセル単位
の表示情報と、位置関係をもとにマッピングデータ１か
ら取り出した表示情報とを合成したりするものである。

【０００７】

【作用】本発明は、図１に示すように、レンダリング処
理４がマッピングデータ１を３次元の形状データ２上に
貼りつけてそのときの２次元画面上の両者のピクセル単
位の位置関係および形状データ２のピクセル単位の表示
情報をそれぞれ計算してテーブルデータ５に登録すると
共に、テーブルデータ５から取り出した画面上のピクセ
ル単位の表示情報と、位置関係をもとにマッピングデー
タ１から取り出した表示情報とを合成することを画面上
の全ピクセルについて繰り返し、合成した画像を表示す
るようにしている。

【０００８】また、登録したテーブルデータ５から取り
出した画面上のピクセル単位の表示情報と、位置関係を
もとにオペレータなどから指示されたマッピングデータ
１から取り出した表示情報とを合成することを画面上の
全ピクセルについて繰り返し、合成した画像を表示する
ようにしている。

【０００９】この際に、形状データ２の表示情報として
明度情報を含み、マッピングデータ１の表示情報として
カラー情報を含み、３次元形状にカラーのマッピングパ
ターンを合成して画面上に表示するようにしている。

【００１０】従って、マッピングデータ１を３次元の形
状データ２に貼りつけたときの２次元画面上の両者の位
置関係をテーブルデータ５に保存しておき、任意のマッ
ピングデータ１についてこのテーブルデータ５をもとに
レンダリングを行って表示することにより、マッピング
データ１のみを変えて再レンダリングするときに、テー
ブルデータ５を作成する必要がなく、高速表示すること
が可能となる。

【００１１】

【実施例】次に、図１から図４を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の原理構成図を示す。図１
の（ａ）は、構成図を示す。図１の（ａ）において、マ
ッピングデータ１は、３次元の形状データ２上に貼りつ
けるデータであって、例えば後述する図４の（ａ−１）
に示すように２次元のパターンデータである。

【００１３】形状データ２は、マッピングデータ１を貼
りつける対象の３次元の形状データであって、球、直方
体などの３次元の形状である。球の形状データは大きさ
と中心座標であり、直方体の形状データは大きさ（縦、
横、高のサイズ）と中心座標である。

【００１４】マッピングレンダリング装置３は、マッピ
ングデータ１を３次元の形状データ２上に貼りつけて、
ディスプレイ８上に見やすく表示するものであって、レ
ンダリング処理４、テーブルデータ５、およびマッピン
グデータテーブル６などから構成されるものである。

【００１５】レンダリング処理４は、マッピングデータ
１を形状データ２上に貼りつけてそのときの２次元画面
上の両者のピクセル単位の位置関係を算出してテーブル
データ５に登録したり、形状データ２のみのときのピク
セル単位の表示情報を計算（例えばレイトレーシングに
よって明るさを計算）してテーブルデータ５に登録した
り、テーブルデータ５から取り出した画面上のピクセル
単位の表示情報（例えば明るさ、明度情報、輝度情報）
と、位置関係をもとにマッピングデータ１から取り出し
た表示情報（例えばカラー情報）とを合成したりなどす
るものである（図２、図３を用いて後述する）。

【００１６】テーブルデータ５は、マッピングデータ１
を形状データ２上に貼りつけたときの両者のピクセル単
位の対応を登録したり、形状データ２のレイトレーシン
グによって画面上に２次元画像として表示したときの表
示情報（例えば明るさ）を登録したりして保存するもの
であって、図１の（ｂ）に示すように、ピクセル番号に
対応づけてマッピングデータ番号、マッピングデータの
ピクセル番号、およびレイトレーシングして求めた形状
データ２による表示情報（例えば明るさ）を登録するも
のである。マッピングデータ１のみを変えた場合、保存
されているテーブルデータ５から取り出した位置関係を
もとに即座に合成して画面上にレンダリング画像を表示
することが可能となる。

【００１７】マッピングデータテーブル６は、マッピン
グデータ１を登録したテーブルであって、例えば図１の
（ｃ）に示すようにピクセル番号に対応づけて表示情報
（カラー情報）を登録したテーブルである。

【００１８】テーブルデータ７は、テーブルデータ５を
外部記憶装置に保存したものである。ディスプレイ８
は、レンダリング処理して生成したレンダリング画像な
どを表示するものである。

【００１９】図１の（ｂ）は、テーブルデータ例を示
す。これは、図１の（ａ）のレンダリング処理４がマッ
ピングデータ１を３次元の形状データ２に貼りつけたと
きの、２次元画面上のピクセルのピクセル番号に対応づ
けて ・該当マッピングデータ番号 ・マッピングデータのピクセル番号 ・形状データをレイトレーシングして２次元画像上に投
影したときの表示情報（例えば明るさ） を登録するものである。ここでは、図示の下記のように
算出して登録する。

【００２０】 ピクセル番号 該当マッピングデータ番号 マッピングデータ 表示情報 のピクセル番号 （明るさ） ０００１ ＃１ ｉ１ 輝度Ｂｉ１ ０００２ ＃１ ｉ２ 輝度Ｂｉ２ 図１の（ｃ）は、マッピングデータテーブル（＃１）例
を示す。これは、図１の（ａ）のマッピングデータ１を
テーブルに登録したものである。マッピングデータ１
は、２次元のデータであって、これは、マッピングデー
タ１のピクセル番号に対応づけて ・表示情報（カラー情報） を登録するものである。ここでは、図示の下記のように
登録する。

【００２１】 ピクセル番号 表示情報 （マッピングデータ） （カラー情報） ０００１ ＲＧＢ値 ０００２ ＲＧＢ値 次に、図２のフローチャートに示す順序に従い、図４を
参照しつつ図１の構成の動作を説明する。

【００２２】まず、最初のレンダリング時の処理をＳ１
からＳ９を用いて詳細に説明する。図２において、Ｓ１
は、再レンダリングか判別するが、ここでは最初のレン
ダリング処理であるので、ＮＯとなり、Ｓ２に進む。

【００２３】Ｓ２は、レンダリング開始する。Ｓ３は、
形状データを入力する。これは、３次元の形状データ２
として、例えば図４の（ａ−２）の直方体の上に球を乗
せた、３次元データ２を入力する。

【００２４】Ｓ４は、キーデータを入力する。これは、
Ｓ３で入力した３次元の形状データ２に光源を照射する
位置（例えば左上）および視点（例えば前面）などのキ
ーデータを入力する。

【００２５】Ｓ５は、マッピングデータを入力する。こ
れは、Ｓ３で入力した３次元の形状データ２に貼りつけ
る２次元のマッピングデータ１を入力、例えば図４の
（ａ−１）の２次元のマッピングパターンを入力する。

【００２６】Ｓ６は、テーブルデータを作成する。これ
は、Ｓ５で入力された２次元のマッピングデータ１を、
Ｓ３で入力された３次元の形状データ２上に貼りつけた
ときに、２次元の画面上での両者のピクセル単位の位置
関係を計算し、例えば図１の（ｂ）に示すようにテーブ
ルデータ５に登録して作成する。このテーブルデータ５
の作成により、２次元の画面上のピクセル番号に対応づ
けてマッピングデータのデータ番号、ピクセル番号が登
録されることとなる。これにより、マッピングデータ１
のみを変えても新たなマッピングデータ１のピクセル番
号と２次元の画面上のピクセル番号との対応関係が一意
に求まり、合成することが可能となる。また、テーブル
データ５には、３次元の形状データ２のみを、Ｓ４で入
力された視点、光源位置をもとにレイトレーシングによ
って２次元の画面上に投影したときの表示情報（例えば
明るさ）を求め、合わせてピクセル番号に対応づけて登
録する。この表示情報を登録しておくことにより、マッ
ピングデータ１の対応する表示情報との合成を行なうこ
とが可能となる。

【００２７】Ｓ７は、テーブルデータ５からレンダリン
グする。これは、後述する図３のフローチャートに従
い、テーブルデータ５から取り出したマッピングデータ
１のデータ番号、ピクセル番号をもとにマッピングデー
タテーブル６から該当するピクセルの表示情報（例えば
ＲＧＢ値）を取り出し、当該テーブルデータ５の表示情
報とを合成することを全ピクセルについて繰り返し、レ
ンダリング画像を生成してバッファに格納する。

【００２８】Ｓ８は、テーブルデータの保存を行なう。
これは、Ｓ６で作成したテーブルデータ５を外部記憶装
置に保存し、再レンダリング時の使用に備える。Ｓ９
は、表示する。これは、Ｓ７でバッファに格納したレン
ダリング画像をディスプレイ８上に表示する。これによ
り、利用者に２次元のマッピングデータ１を３次元の形
状データ２上に貼りつけたときの様子を、レンダリング
画像として表示して見せることが可能となる。この際、
中間結果のテーブルデータ５を保存したことにより、マ
ッピングデータ１のみを、例えば図４の（ａ−１）から
（ｂ−１）に示すように変えた場合、保存したテーブル
データ５を取り出し、即座に当該テーブルデータ５をも
とにマッピングデータ１との合成を行い、変更した後の
レンダリング画像を高速表示することが可能となる。

【００２９】次に、マッピングデータ１のみを変えた再
レンダリング時の処理をＳ１、Ｓ１１からＳ１３、Ｓ９
を用いて詳細に説明する。図２において、Ｓ１は、再レ
ンダリングか判別するが、ここでは再レンダリング処理
であるので、ＹＥＳとなり、Ｓ１１に進む。

【００３０】Ｓ１１は、レンダリング開始する。これ
は、Ｓ１のＹＥＳで再レンダリングと判明したので、レ
ンダリング処理を開始する。Ｓ１２は、新規のマッピン
グデータを入力する。これは、再レンダリングであっ
て、マッピングデータ１のみを変更したので、例えば図
４の（ｂ−１）の２次元のマッピングパターンを入力す
る。

【００３１】Ｓ１３は、テーブルデータ５からレンダリ
ングする。これは、後述する図３のフローチャートに従
い、テーブルデータ５から取り出したマッピングデータ
１のデータ番号、ピクセル番号をもとにマッピングデー
タテーブル６から該当するピクセルの表示情報（例えば
ＲＧＢ値）を取り出し、当該テーブルデータ５の表示情
報とを合成することを全ピクセルについて繰り返し、レ
ンダリング画像を生成してバッファに格納する。

【００３２】Ｓ９は、表示する。これは、Ｓ１３でバッ
ファに格納したレンダリング画像をディスプレイ８上に
表示する。これにより、利用者に２次元の変えた新規の
マッピングデータ１を３次元の形状データ２上に貼りつ
けたときの様子を、レンダリング画像として表示して見
せることが可能となる。この際、保存しておいたテーブ
ルデータ５を使用し、変更した新たなマッピングデータ
１についてレンダリングを行って両者の画像を合成し、
変更した後のレンダリング画像を高速表示することが可
能となる。

【００３３】図３は、本発明のレンダリング要部の動作
説明フローチャートを示す。これは、図２のＳ７および
Ｓ１３のレンダリング要部の動作を説明したものであ
る。図３において、Ｓ２１は、テーブルデータ５からピ
クセルデータを取り出す。これは、図１の（ｂ）のテー
ブルデータ５の先頭からレコードを順次取り出す。この
レコードには、 ・ピクセル番号：画面上のピクセル番号 ・該当マッピングデータ番号 ・マッピングデータのピクセル番号 ・表示情報（明るさ） が格納されている。

【００３４】Ｓ２２は、マッピングデータ番号と、ピク
セル番号（マッピングデータ）をもとにマッピングデー
タを検索する。 これは、Ｓ２１で取り出したレコード
中の該当マッピングデータ番号（例えば＃１）と、マッ
ピングデータのピクセル番号をもとに、例えば図１の
（ｃ）のマッピングデータ番号“＃１”のマッピングデ
ータテーブル６中の該当ピクセル番号を検索し、この検
索したピクセル番号の表示情報（カラー情報）を見つけ
る。

【００３５】Ｓ２３は、該当するＲＧＢ値を取り出す。
これは、Ｓ２２で見つけた表示情報であるＲＧＢ値を取
り出す。Ｓ２４は、ＲＧＢ値と輝度を合成する。これ
は、Ｓ２３で取り出したマッピングデータの該当するピ
クセルのＲＧＢ値と、Ｓ２２で取り出したテーブルデー
タ５のピクセルの輝度（明るさ）とを合成する。

【００３６】Ｓ２５は、Ｓ２４で合成したＲＧＢ値をバ
ッファに格納する。Ｓ２６は、全ピクセルについて終了
したか判別する。ＹＥＳの場合には、終了する（ＥＮ
Ｄ）。ＮＯの場合には、次のピクセルについてＳ２１以
降を繰り返す。

【００３７】以上によって、テーブルデータ５の先頭の
レコードから順次マッピング番号、ピクセル番号を取り
出し、これに該当するマッピングデータテーブル６から
ＲＧＢ値を取り出した後、形状データ２のピクセル単位
の輝度（明るさ）と、マッピングデータ１の画素単位の
ＲＧＢ値とを合成してバッファに格納することを全ピク
セルについて繰り返す。これらにより、指定されたマッ
ピングデータ１と、テーブルデータ５とをもとに合成し
たレンダリング画像を高速に生成することが可能とな
る。そして、この合成してバッファに格納したレンダリ
ング画像を、図２のＳ９で表示し、利用者に２次元の変
更したマッピングデータ１を３次元の形状データ２に貼
りつけた様子を見せる。

【００３８】図４は、本発明の具体例を示す。図４の
（ａ）は、デーブルデータ５の生成とレンダリングの説
明図を示す。これは、最初のテーブルデータ５の生成の
場合のものである。

【００３９】図４の（ａ−１）は、入力された２次元の
マッピングデータ１である。図４の（ａ−２）は、入力
された３次元の形状データ２を模式に表示したものであ
る。３次元の形状データ２は、例えば球のときは大きさ
（半径）および中心座標である。直方体のときは大きさ
（縦、横、高さ）および中心座標である。

【００４０】図４の（ａ−３）は、テーブルデータ５を
模式的に表したものである（但し、球面上の模様は無
く、参考のために判りやすく表示したものである）。こ
のテーブルデータ５は、（ａ−１）のマッピングデータ
１を（ａ−２）の３次元の形状データ２に貼りつけ（こ
こでは球の表面に貼りつけ）た状態で、レイトレーシン
グによって予め指示された視点から投影したときの２次
元画面上のピクセルを求め、かつ指定された光源の位
置、方向からの陰影を計算してその表示情報（ここでは
輝度）を求め、更に貼りつけたマッピングデータ１との
位置関係を求めて、図１の（ｂ）に示すように、ピクセ
ル番号（画面上のピクセル番号）、マッピングデータ番
号、マッピングデータのピクセル番号、表示情報（輝
度）をそれぞれ登録したものである。この登録したテー
ブルデータ５の内容を模式的に表示すると図示のように
なる（球面上のパターンは無く、参考のために表示した
ものである）。

【００４１】図４の（ａ−４）は、レンダリング画像を
示す。これは、（ａ−３）のテーブルデータ５をもと
に、（ａ−１）のマッピングデータ１のＲＧＢ値を取り
出して合成して表示したものである。

【００４２】以上のように、（ａ−１）の２次元のマッ
ピングデータ１を（ａ−２）の３次元の形状データ２上
に貼りつけ、レイトレーシングによって２次元画面上に
投影したときのデータおよびマッピングデータ１との位
置関係の情報を図１の（ｂ）のテーブルデータ５に示す
ように算出して登録する。そして、この（ａ−３）のテ
ーブルデータ５をもとに、（ａ−１）のマッピングデー
タからＲＧＢ値を取り出して合成し、（ａ−４）のレン
ダリング画像を生成して表示する。これらにより、（ａ
−１）の２次元のマッピングデータ１を（ａ−２）の３
次元の形状データ２に貼りつけたときの様子を利用者に
見せることが可能となる。

【００４３】次に、マッピングデータ１のみを変えた２
回目以降の再レンダリングについて図４の（ｂ）を用い
て詳細に説明する。図４の（ｂ）は、デーブルデータ５
による再レンダリングの説明図を示す。

【００４４】図４の（ｂ−１）は、入力された新規の２
次元のマッピングデータ１である。これは、図４の（ａ
−１）のマッピングデータ１のみを少し変えた（ｂ−
１）のマッピングデータを（ａ−２）の同一の３次元の
形状データ２に貼りつけたときのレンダリング画像を表
示させるために、当該マッピングデータ１のみを変えて
入力したものである。

【００４５】図４の（ｂ−３）は、（ａ−３）のテーブ
ルデータ５と同一のものを模式的に表したものである
（但し、球面上の模様は無く、参考のために判りやすく
表示したものである）。

【００４６】図４の（ｂ−４）は、レンダリング画像を
示す。これは、（ｂ−３）のテーブルデータ５をもと
に、（ｂ−１）のマッピングデータ１のＲＧＢ値を取り
出して合成して表示したものである。

【００４７】以上のように、（ｂ−１）の２次元のマッ
ピングデータ１のみを変えた場合、（ａ−３）と同一の
（ｂ−３）のテーブルデータ５をもとに、（ｂ−１）の
マッピングデータ１からＲＧＢ値を取り出して合成し、
（ｂ−４）のレンダリング画像を生成して表示する。こ
れにより、（ｂ−１）の２次元のマッピングデータ１を
（ａ−２）の３次元の形状データ２に貼りつけたときの
様子を利用者に見せることが可能となる。この際、（ｂ
−３）のテーブルデータ５について、（ａ−３）のテー
ブルデータ５の保存しておいたものをそのまま使用して
いるため、当該テーブルデータ５の算出の処理が不要と
なり、レンダリング画像を高速表示することが可能とな
る。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マッピングデータ１を３次元の形状データ２に貼りつけ
たときの２次元画面上の両者の位置関係をテーブルデー
タ５に保存および形状データ２の表示情報を保存してお
き、任意のマッピングデータ１についてこのテーブルデ
ータ５をもとにレンダリングを行って表示する構成を採
用しているため、マッピングデータ１のみを変えて再レ
ンダリングするときに、テーブルデータ５を作成するこ
となく保存しておいたテーブルデータ５を使用してレン
ダリング画像を高速表示することができる。これらによ
り、建設物の内装や外装、テキスタイルの分野などの実
際には視点や光源、形状の変化などよりも、２次元のマ
ッピングデータ１の変更を高速に行ってレンダリング画
像を表示する場合に、極めて有効な手法であって、テー
ブルデータ５の作成を行なうことなく保存しておいたテ
ーブルデータ５を使用して高速表示することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の動作説明フローチャートである。

【図３】本発明のレンダリング要部の動作説明フローチ
ャートである。

【図４】本発明の具体例である。

【図５】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１：マッピングデータ ２：形状データ ３：マッピングレンダリング装置 ４：レンダリング処理 ５：テーブルデータ ６：マッピングデータテーブル ７：保存したテーブルデータ ８：ディスプレイ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マッピングデータを３次元形状に貼りつけ
   て画面上に表示するレンダリング方法において、 マッピングデータ（１）を３次元の形状データ（２）上
   に貼りつけてそのときの２次元画面上の両者のピクセル
   単位の位置関係および形状データ（２）のピクセル単位
   の表示情報をそれぞれ計算してテーブルデータ（５）に
   登録すると共に当該テーブルデータ（５）から取り出し
   た画面上のピクセル単位の表示情報と、位置関係をもと
   に上記マッピングデータ（１）から取り出した表示情報
   とを合成することを画面上の全ピクセルについて繰り返
   すレンダリング処理（４）を備え、 このレンダリング処理（４）によって合成した画像を表
   示するように構成したことを特徴とするレンダリング方
   法。
2. 【請求項２】上記登録したテーブルデータ（５）から取
   り出した画面上のピクセル単位の表示情報と、位置関係
   をもとに指示されたマッピングデータ（１）から取り出
   した表示情報とを合成することを画面上の全ピクセルに
   ついて繰り返すレンダリング処理（４）を備え、 このレンダリング処理（４）によって合成した画像を表
   示するように構成したことを特徴とする請求項１記載の
   レンダリング方法。
3. 【請求項３】上記形状データ（２）の表示情報として明
   度情報を含み、上記マッピングデータ（１）の表示情報
   としてカラー情報を含んだことを特徴とする請求項１お
   よび請求項２記載のレンダリング方法。