JPH08279057A

JPH08279057A - 三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置

Info

Publication number: JPH08279057A
Application number: JP8055895A
Authority: JP
Inventors: Hideki Tokuyama; 秀樹徳山; Seiichi Kanema; 誠一金間; Toshiyuki Kuwana; 利幸桑名
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-04-05
Filing date: 1995-04-05
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】三次元の物体形状を理解しやすくするために輪
郭線や稜線を強調する。【構成】判定手段は、表示画像に含まれる、投影後の多
角形の各辺を構成する画素の各々が、２つの投影後の多
角形で共有する辺である稜線を構成する画素であるか、
１つの投影後の多角形の辺である輪郭線を構成する画素
であるかを判定する。変調手段は、判定手段により判定
された前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する
画素との各画素の前記投影後の表示画像の輝度に対し、
前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する画素と
のそれぞれについて予め定めた複数の輝度変調方法のう
ち指定手段により指定された輝度変調方法にしたがっ
て、前記投影後の表示画像の輝度の変調を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機などを用いた三
次元図形表示に係わり、特に、その図形の輪郭線や稜線
の強調表示を行う三次元図形の輪郭線および稜線強調表
示装置に関する。

【０００２】

【従来技術】三次元ＣＧ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐ
ｈｉｃｓ）における技術テーマの一つは、表示画像の品
質向上である。その中心課題は写真品質を目標とした写
実性の追及であり、これまでに多くの成果が発表されて
いる。それらの手法は、物理現象である光のふるまいの
再現であり、写真撮影のようなものである。すなわち、
物体、光源、視点を計算機内に設定し、光に照らされた
物体が視点からどのように見えるかを計算し、表示画像
を生成するものである。このような技術を以下では写実
ＣＧ技術と呼び、この技術によって生成した画像を写実
ＣＧ表示画像と呼ぶ。

【０００３】今日では、この写実ＣＧ技術の一つである
Ｇｏｕｒａｕｄシェーディング法（日刊工業新聞社，実
践コンピュータグラフィックス基礎手続きと応用，pp40
0〜403，1987年２月）によるリアルタイム表示が可能と
なり、対話型の三次元形状設計システムでの設計対象物
の表示に用いられるようになている（日経ＣＧ，no．7
0，pp14〜20，工業デザインへの応用に活路を見いだす
ＥＷＳ用ＣＧソフト，1992年７月）。しかしながら、リ
アルさは写真には及ばない点があり、また、写真品質の
リアルさが達成できたとしても、これを使いこなすには
写真撮影と同様なノウハウが必要となる。

【０００４】三次元物体の形状情報を人から人へ伝達す
る手段として、従来からよく用いられているものに手書
きのテクニカル・イラストレーションがある。これは、
強調や省略を多用し、簡単な表現で形状伝達の目的を十
分に果たしている。

【０００５】テクニカル・イラストレーションの第一の
特徴は、輪郭線や稜線の明示である。ここで、輪郭線と
は、物体の可視面と不可視面との境界線をいい、稜線
は、物体の可視面と他の可視面とで共用する線をいうも
のとする。三次元ＣＧで、この輪郭線や稜線を強調表示
して物体形状を容易に認識できるような表示画像を生成
する試みがすでにいくつかある。このなかで、輪郭線や
稜線を検出するための特別な入力情報を必要とせずに、
自動的に強調表示するものには、画像処理法がある。画
像処理法は、純粋に画像処理的な方法で、まず必要な画
像データを生成し、それを画像処理して輪郭線画素と稜
線画素とをそれぞれ求め、輪郭線や稜線を強調した表示
画像を得る。この輪郭線画素と稜線画素とを求める方法
としては特開平３−１２３９８５号公報に記載されてい
る距離画像法がある。特開平３−１２３９８５号公報に
記載されている距離画像法では、表示対象物体が凸で、
物体間の奥行値の差が、物体上の隣接する画素位置間に
おける奥行値の差に比べて十分に大きくなるように散在
している場合には、良好な結果が得られる。しかし、表
示対象物体が近接したり、接している場合には、奥行値
の差が同程度になったり、または逆転し、輪郭線画素が
検出できなかったり、輪郭線でない画素を輪郭線画素と
判定する場合が生じる。また、曲面を多面体で近似した
場合は、検出してはならない近似多面体の稜線画素を検
出してしまう場合が生じる。

【０００６】ところで、三次元ＣＧなどで生成した画像
を画面に表示する装置として現在一般的に用いられてい
るものは、ＣＲＴや液晶を用いたラスタ型装置である。
このラスタ型装置に画像を表示するためには、その前段
に表示画像に対応した画像情報を記憶する表示画像記憶
装置を設備するのが通常の方法である。この表示画像記
憶装置は、画面上に像を生成する単位である画素の並び
に対応した縦横のマトリクス構造のメモリ装置で構成さ
れる。多角形や線分に対応する表示画像記憶装置の画素
位置に、多角形や線分を表す輝度情報を書き込むことに
よって、それらの画像が記憶される。この内容を周期的
に読み出し、画面上に表示することによって、多角形や
線分の可視な像が得られる。

【０００７】このようにして生成した画像では、画素の
サイズが大きいと、水平、垂直、斜め４５度以外の傾き
をもった線分や多角形の輪郭部にそれらが階段状に見え
るエリアスが発生する。このエリアスを除去し、画像の
品質を向上させるアンチエリアス法がいくつか提案され
ている。アンチエリアス法は、スーパーサンプリング法
とフィルタリング法との２つに大別できる。

【０００８】（１）スーパーサンプリング法スーパーサンプリング法は、特開平６−４６７９号公報
に記載されているように、画素を更に細かな要素に分割
して各要素の輝度を計算・記憶し、次にそれらの輝度を
平均して１つの画素の輝度を求める方法である。

【０００９】（２）フィルタリング法フィルタリング法は、特開平６−７６０７５号公報に記
載されているように、表示画像記憶装置内に画像を生成
・記憶し、次にこの画像に重み付きフィルタ処理を行な
い、周囲画素との重み付け計算により、各画素の輝度を
求めなおす方法である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法は輪郭をぼかすことによって写実性を高めようと
するものである。すなわち、輪郭線や稜線の強調表示に
ついては逆の効果をもつものである。

【００１１】本発明の目的は、上記の問題を解決し、物
体形状がわかりやすい画像を生成する３次元図形の輪郭
線および稜線の強調装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決する手段】上記目的を達成するために、本
発明では、多角形の集合である多面体を、与えられた視
点位置に応じて定まる平面に投影した表示画像を生成す
る三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置におい
て、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多角形の各
辺を構成する画素の各々が、２つの投影後の多角形で共
有する辺である稜線を構成する画素であるか、１つの投
影後の多角形の辺である輪郭線を構成する画素であるか
を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された
前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する画素と
の各画素の前記投影後の表示画像の輝度に対し、前記輪
郭線を構成する画素と前記稜線を構成する画素とのそれ
ぞれの表示画像の輝度に加算する予め定めた異なる輝度
の変調値を加算することにより、前記表示画像の輝度の
変調を行う変調手段とを有する。

【００１３】また、多角形の集合である多面体を、与え
られた視点位置に応じて定まる平面に投影した表示画像
を生成する三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置
において、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多角
形の各辺を構成する画素の各々が、２つの投影後の多角
形で共有する辺である稜線を構成する画素であるか、１
つの投影後の多角形の辺である輪郭線を構成する画素で
あるかを判定する判定手段と、前記判定手段により判定
された前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する
画素との各画素の前記投影後の表示画像の輝度に対し、
前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する画素と
のそれぞれの表示画像の輝度に乗じる予め定めた異なる
変調係数を乗じることにより、前記表示画像の輝度の変
調を行う変調手段とを有するようにしてもよい。

【００１４】さらに、多角形の集合である多面体を、与
えられた視点位置に応じて定まる平面に投影した表示画
像を生成する三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装
置において、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多
角形の各辺を構成する画素の各々が、２つの投影後の多
角形で共有する辺である稜線を構成する画素であるか、
１つの投影後の多角形の辺である輪郭線を構成する画素
であるかを判定する判定手段と、前記判定手段により判
定された前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成す
る画素との各画素の前記投影後の表示画像を、前記輪郭
線を構成する画素と前記稜線を構成する画素とのそれぞ
れの表示画像を置換するための予め定めた異なる色に置
換する置換手段とを有することができる。

【００１５】また、多角形の集合である多面体を、与え
られた視点位置に応じて定まる平面に投影した表示画像
を生成する三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置
において、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多角
形の各辺を構成する画素の各々が、２つの投影後の多角
形で共有する辺である稜線を構成する画素であるか、１
つの投影後の多角形の辺である輪郭線を構成する画素で
あるかを判定する判定手段と、前記判定手段により判定
された前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する
画素との各画素の前記投影後の表示画像の輝度に対し、
前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する画素と
のそれぞれについて予め定めた複数の輝度変調方法のう
ち指定された輝度変調方法にしたがって、前記投影後の
表示画像の輝度の変調を行う変調手段と、前記予め定め
た複数の輝度変調方法のうち一つの輝度変調方法を指定
する指定手段とを有するようにしてもよい。

【００１６】また、多角形の集合である多面体を、与え
られた視点位置に応じて定まる平面に投影した表示画像
を生成する三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置
において、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多角
形の各辺を構成する画素の各々が、２つの投影後の多角
形で共有する辺である稜線を構成する画素であるか、１
つの投影後の多角形の辺である輪郭線を構成する画素で
あるかを判定する判定手段と、前記判定手段で判定され
た結果、前記輪郭線を構成する画素であり、かつ、前記
稜線を構成する画素であると判定された画素について、
輪郭線を構成する画素であることを優先させる輪郭線優
先手段と、前記判定手段および前記輪郭線優先手段によ
り判定された前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構
成する画素との各画素の前記投影後の表示画像の輝度に
対し、予め定めた輝度変調方法により、前記投影後の表
示画像の輝度の変調を行う変調手段とを有することがで
きる。

【００１７】

【作用】判定手段は、表示画像に含まれる、前記投影後
の多角形の各辺を構成する画素の各々が、２つの投影後
の多角形で共有する辺である稜線を構成する画素である
か、１つの投影後の多角形の辺である輪郭線を構成する
画素であるかを判定する。

【００１８】変調手段は、前記判定手段により判定され
た前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する画素
との各画素の前記投影後の表示画像の輝度に対し、前記
輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する画素とのそ
れぞれの表示画像の輝度に加算する予め定めた異なる変
調値を加算することにより、前記投影後の表示画像の輝
度の絶対値変調を行う。または、変調手段は、判定手段
により判定された前記輪郭線を構成する画素と前記稜線
を構成する画素との各画素の前記投影後の表示画像の輝
度に対し、前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成
する画素とのそれぞれの表示画像の輝度に乗じる予め定
めた異なる変調係数を乗じることにより、前記投影後の
表示画像の輝度の相対値変調を行うようにしてもよい。
または、変換手段の代わりに、置換手段が、判定手段に
より判定された前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を
構成する画素との各画素の表示画像を、前記輪郭線を構
成する画素と前記稜線を構成する画素とのそれぞれの表
示画像を置換するための予め定めた異なる色に置換する
ようにしてもよい。これにより、輝度変調による輪郭線
と稜線との強調表示が可能となる。

【００１９】さらに、指定手段を設ける場合には、指定
手段によりこれらの変調方法を指定するようにしてお
き、指定された変調方法に従って変調を行うことができ
る。

【００２０】また、輪郭線を構成する画素であり、か
つ、稜線を構成する画素であると判定された画素につい
て、輪郭線を構成する画素であることを優先させる輪郭
線優先手段をさらに設けておくことにより、輪郭線の判
定を優先して表示することができる。また、一つの画素
が複数回輪郭線画素または稜線画素と判定されても、各
画素は一度だけしか変調されないので、過剰に変調され
る画素が生じることはない。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。

【００２２】図１に、本発明の実施例に係る画像処理装
置の構成図を示す。本実施例における画像処理装置は、
画像処理開始等の指示を受け付ける入力装置１０１、全
体の制御と処理とを行う中央演算装置１０２、処理プロ
グラム等を記憶する主記憶装置１０３、各装置を接続さ
せるためのシステムバス１０７、画像処理を行うための
グラフィックス処理装置１０４、画像情報を記憶するた
めの画像記憶装置１０５、および、画像情報を表示する
表示装置１０６を備える。また、画像情報を入力するた
めの画像入力装置をさらに備えることができる。

【００２３】主記憶装置１０３内には、処理の流れを示
す処理プログラム１３１、画像処理を行う際の３次元の
物体形状の多角形の集合である多面体で表されるときの
表示に関する情報である表示データ１３２、および、後
述するように、各画像において画像処理時に判定され
る、２つの多角形に共有される辺についてのデータであ
る共有辺データ１３３が記憶される。また、表示データ
１３２としては、予め定められた複数の表示モードを記
憶する表示モード１３４、強調処理を行うための必要な
パラメータを記憶する強調処理パラメータ１３５、各画
像についての図形データである表示図形データ１３６、
光源数、明るさ、光源の色、位置、方向などのデータで
ある光源データ１３７、画像処理を行う際の視点位置を
示す視点位置（投影法）１３８などがある。

【００２４】グラフィックス処理装置１０４は、座標の
変換を行う座標変換部１４１、多角形の面の塗りつぶし
を行う面塗り潰し部１４２、線を発生させる線分発生部
１４３、２つの多角形に共有される共有辺の画素である
か否かを判定し、また、その画素が輪郭線画素であるか
稜線画素であるかその他の画素であるかを判定する共有
辺画素判定部１４４、共有辺画素判定部１４４により判
定された共有辺の画素について、輪郭線画素であり、か
つ、稜線画素であると判定された画素について輪郭線画
素であることを優先させる輪郭線画素優先処理部１４
５、および、写実ＣＧ表示画像に強調画像を重ねあわ
せ、また、アンチエリアス処理を施す重ね合わせ処理部
１４６を備える。この重ね合わせ処理部１４６は、単純
に、写実ＣＧ表示画像に強調画像を重ねあわせる処理を
行う単純重ね合わせ部１４７と、アンチエリアス処理を
施すアンチエリアス重ね合わせ部１４８とを備える。こ
こで、輪郭線とは、視点位置から対象図形を投影したと
きの表示対象図形において、表示対象図形を複数の多角
形による多面体で示すときに、一つの多角形にのみ含ま
れる線をいい、稜線とは、２つの多角形で共有する辺を
いう。

【００２５】画像記憶装置１０５は、画像の各画素につ
いての視点からの距離のデータを記憶する距離画像記憶
装置１５１、表示する画像を記憶する表示画像記憶装置
１５２、画像について多角形ごとに識別番号を付加し、
各画素ごとに、各画素がどの多角形の画素であるかを記
憶する番号画像記憶装置１５３、および、共有辺画素判
定部１４４により判定された共有辺の画素について、輪
郭線画素か、稜線画素かそれ以外の画素かを記憶する輪
郭線稜線画像記憶装置１５４を備える。

【００２６】本実施例においては、２つの多角形に共有
される共有辺の画素であるか否かを判定し、共有辺の画
素については、さらに、輪郭線画素であるか稜線画素で
あるかを判定し、優先処理部１４５において輪郭線画素
であり、かつ、稜線画素である場合には、輪郭線画素で
あることを優先して扱うために輪郭線画素であるとす
る。

【００２７】入力装置１０１は、主記憶装置１０３内の
処理プログラム１３１の起動命令や、表示データ１３２
における必要な指示を入力する。ここで、表示データ１
３２における必要な指示としては、表示モード１３４の
モードの指定、強調処理パラメータ１３５のパラメータ
指定、光源データ１３７の入力、視点位置１３８の入力
などがある。また、予め定めた複数の表示モードとして
は、図２０に示すように、（ａ）輪郭線稜線強調処理を
施すモードと施さないモードとがあり、輪郭線稜線強調
処理を施すモードの場合には、さらに、（ｂ）後述する
重ね合わせを単純に行うかアンチエリアス処理を行うか
と、（ｃ）輪郭線稜線強調処理を行うときの輝度変調の
複数の変調の式すなわち変調法（置換、相対値変換、絶
対値変換）とのそれぞれを組み合わせたモードがある。
強調処理パラメータ１３５としては、輪郭線と稜線との
それぞれを強調するために置き換える指定の色、重み付
きフィルタのマトリクスに与える重み係数（α、β）の
値、輪郭線画素と稜線画素とに代入する画素データ値す
なわち輪郭線稜線画素値、変調の強さを示す変調係数の
値などがある。表示図形データ１３６としては、多角形
の頂点数、頂点座標値列、頂点法線値を示すデータなど
がある。光源データ１３７としては、光源の数、光源の
明るさ、光源の色、点光源か平行光源かを示す種類の種
類、点光源の場合には光源の位置、平行光の場合には光
源の方向を示すものである。視点位置（投影法）１３８
は、平行投影か透視投影かを示す投影法、平行投影の場
合には投影方向、透視投影の場合には視点位置や投影中
心を示すものである。

【００２８】中央演算装置１０２は、入力装置１０１か
ら輪郭線稜線強調処理の起動命令を受け、主記憶装置１
０３内の処理プログラム１３１を起動する処理、その処
理に応じて、入力装置１０１からの表示データ１３２の
入力を要求する処理、入力装置１０１で表示データ１３
２の入力を受け付けた後、その表示データ１３２を主記
憶装置１０３へ記憶する処理、表示データ１３２を主記
憶装置１０３から読み出し、グラフィックス処理装置１
０４へ描画命令を出す処理、輪郭線画素や稜線画素の検
出に必要な情報を表示データ１３２から生成する処理、
生成したデータを主記憶装置１０３内の共有辺データ１
３３として記憶する処理等を行う。

【００２９】グラフィックス処理装置１０４は、中央演
算装置１０２から受けた図形描画命令に従って座標変
換、面塗り潰し、線分発生、重ね合わせなどの各処理を
行ない、画像データを生成し、画像記憶装置１０５へ転
送する処理を行なう。

【００３０】画像記憶装置１０５は、グラフィックス処
理装置１０４から転送された画像データを距離画像記憶
装置１５１、表示画像記憶装置１５２、番号画像記憶装
置１５３および輪郭線稜線画像記憶装置１５４にそれぞ
れ記憶する。表示画像記憶装置１５２には、表示される
物体の輝度または色情報を画素ごとに記憶する。本実施
例では、フルカラー表示を考え、１画素ごとにＲＧＢの
各色成分の輝度を８ビットすなわち２５６階調で記憶で
き、全体では約１６７７万色が表現・記憶できるものと
する。距離画像記憶装置１５１は、隠面消去のために必
要な画素ごとの距離情報を記憶する装置であり、各画素
に現在表示されている多角形面上の位置までの視点位置
からの距離、すなわち奥行値が記憶される。記憶する奥
行き値のビット数は少なくとも１６ビットであるとす
る。番号画像記憶装置１５３は、各画素ごとの表示され
ている多角形の識別番号を記憶するものであり、表示さ
れない部分の多角形の画素については多角形の識別番号
は記憶されないので、後述するように、番号画像記憶装
置１５３に記憶する画素ごとの表示されている多角形の
識別番号を参照することにより、共有辺を構成する各画
素が輪郭線の画素か稜線の画素かを判断することができ
る。記憶できる識別番号のビット数は少なくとも８ビッ
トであるとする。また、輪郭線稜線画像記憶装置１５４
は、各画素が、輪郭線か稜線かその他の画素かを記憶す
るものであり、ビット数は２ビットで示される。

【００３１】表示装置１０６は、ＣＲＴや液晶などのラ
スタ型装置とその制御部とを有し、表示画像記憶装置１
５２の内容をＣＲＴや液晶の画面上に画像として表示す
る。

【００３２】つぎに、表示図形として図１６（ａ）に示
した多面体において、表示モード１３４として輪郭線稜
線強調処理を施すモードの場合に画像処理装置における
動作を図２を参照して説明する。図２に、本装置におけ
る処理プログラム１３１の処理の流れを示す。

【００３３】３次元の物体形状として図１６（ａ）に示
すような立方体を例にする。図１６（ａ）において、Ｖ
１〜Ｖ８は立方体の頂点を示し、Ｐ１〜Ｐ６は、立方体
を構成する多角形の識別番号を示す。また、この場合の
表示図形データ１３６としては、図１７（ａ）および
（ｂ）に示すように、多角形の頂点座標値および頂点法
線のデータが予め与えられる。この頂点座標値は、各多
角形の辺の太さ（画素数）に関係なく、各辺の頂点の中
心位置の画素位置で与えられる。図１７（ａ）および
（ｂ）において、ｎ１〜ｎ６は各頂点の法線ベクトルを
示している。

【００３４】図２において、中央演算装置１０２は、入
力装置１０１から輪郭線稜線強調処理の起動命令を受け
ると、主記憶装置１０３内の処理プログラム１３１を起
動する。図２において、中央演算装置１０２は、入力装
置１０１からの表示データ１３２の入力を要求する。中
央演算装置１０２は、入力装置１０１で表示データ１３
２として、予め定められた複数の表示モードを記憶する
表示モード１３４、強調処理を行うための必要なパラメ
ータを記憶する強調処理パラメータ１３５、各画像につ
いての図形データである表示図形データ１３６、光源
数、明るさ、光源の色、位置、方向などのデータである
光源データ１３７、画像処理を行う際の視点位置を示す
視点位置（投影法）１３８などの入力を受け付けると、
入力した表示データ１３２を主記憶装置１０３の対応す
る領域にそれぞれ記憶させる。つぎに、中央演算装置１
０２は、主記憶装置１０３から必要な表示データを読み
込む（処理２００）。

【００３５】次に、中央演算装置１０２は、図１７
（ｂ）に示すように、表示データ１３２中の表示図形デ
ータ１３６で与えられる多角形の一つ一つに識別番号ｎ
を付ける番号付けを行なう（処理２０１）。以下、この
番号付けされた多角形の表示図形データ１３６を番号付
き表示データ２１０と呼ぶことにする。

【００３６】中央演算装置１０２は、この番号付き表示
データ２１０の各辺について辺照合の処理（処理２０
２）を行うことにより、図１９に示すように、各辺がど
の二つの多角形に共有されるかを示す共有辺データ１３
３を作成し、作成した共有辺データ１３３を主記憶装置
１０３の対応する領域に記憶する。この共有辺データ１
３３は、輪郭線画素および稜線画素の検出に用いられ
る。図１９において、Ｌ１〜Ｌｃは、各辺の識別番号を
示し、各辺ごとに、辺の始点と終点とを座標値１と座標
値２とで表し、その辺を含む多角形の識別番号を多角形
番号１および２で表している。また、各辺の種別を、本
実施例においては、２つの多角形で共有される辺を稜辺
１とし、１つの多角形のみに含まれる辺を独立辺０と
し、後述するように、曲面を表示する場合に複数の多角
形に分割して表示するときに用いられる仮の稜辺を仮稜
辺２として示す。この場合、共有辺の判定は、各辺ごと
に、共有する多角形があるかないかにより判定され、共
有辺は稜辺１として記憶される。

【００３７】稜辺であるかないかは、多角形ごとの辺の
法線ベクトルを検出することにより判定することができ
る。多面体の各多角形を構成する辺の場合、多角形ごと
に辺の法線ベクトルを検出すると各辺は多角形の辺とし
て２度検出され、それぞれの多角形ごとに異なる法線ベ
クトルが検出される。例えば、図１７（ａ）に示す多面
体において、辺Ｖ１Ｖ４は、図１７（ｂ）に示すよう
に、多角形Ｐ１と多角形Ｐ５とを構成する辺であり、多
角形Ｐ１の頂点Ｖ１および頂点Ｖ４の法線ベクトルはｎ
１であるが、多角形Ｐ５の頂点Ｖ１および頂点Ｖ４の法
線ベクトルはｎ５である。このように、多角形の辺とし
て２度検出され、法線ベクトルがそれぞれ異なる辺を稜
辺として判定することができる。また、多角形の辺とし
て１度のみ検出された辺は、独立辺であると判定する。

【００３８】中央演算装置１０２は、図１７（ｂ）に示
す各多角形の辺の共有辺データを生成する場合、まず、
表示図形データ２１０の多角形を構成する辺と一致する
辺が共有辺データ１３３に存在するか否かを座標値を照
合することにより調べ、一致する辺が存在しなければ、
共有辺データ１３３にその辺を追加する。共有辺データ
として、辺の終始点を座標１、２に記憶させ、それぞれ
の頂点法線１、２を記憶させ、多角形番号１に現在処理
中の多角形の番号を記憶させ、多角形番号２には０を、
辺種別には独立辺を示す０をそれぞれ記憶させる。一致
する辺が存在した場合には、一致した辺の多角形番号２
に現在処理中の多角形番号を記憶させ、一致した各頂点
に与えられた法線が等しくない場合には辺種別に稜辺で
あることを示す１を記憶させる。全ての辺にたいしてこ
のように処理することにより、図１９に示すような共有
辺データを生成することができる。

【００３９】中央演算装置１０２は、例えば、図１６、
図１７（ａ）および（ｂ）に示す多角形Ｐ１の辺の共有
辺データを生成する場合、多角形Ｐ１の辺Ｖ１Ｖ２、辺
Ｖ２Ｖ３、辺Ｖ３Ｖ４、辺Ｖ４Ｖ１のそれぞれをＬ１、
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４として図１９に示すように記憶させ
る。この時、座標値１、頂点法線１、座標値２、頂点法
線２および多角形番号１は、図１９に示すように記憶さ
れる。また、多角形Ｐ１の処理のときには、多角形番号
２はすべて０とし、辺種別は独立辺０として記憶され
る。つぎに、多角形Ｐ２の共有辺データを生成する。多
角形Ｐ２の辺Ｖ２Ｖ１は、共有辺データの辺Ｌ１に対応
しているので、辺Ｌ１の多角形番号２を多角形Ｐ２の識
別番号２を記憶させる。また、多角形Ｐ２の辺Ｖ２Ｖ１
の法線ベクトルはｎ２であり、すでに記録されている多
角形Ｐ１の辺Ｖ１Ｖ２の法線ベクトルはｎ１と異なるの
で辺種別を稜辺であるとして１を記憶させる。

【００４０】また、図１８に示すような曲面を表示する
場合には、曲面を複数の多角形により近似的に表す。図
１８は、曲面を表示する場合に入力される表示図形デー
タを示している。この場合、表示図形データとして、曲
面上に幾つかの点とその点の法線とを与え、図１８
（ｃ）に示すように、これらの点を頂点とする多角形に
近似する。図１８（ａ）に示すような曲面の場合、Ｖ１
〜Ｖ１２のような点をとり、それぞれの点に対してｎ１
〜ｎ１２のような法線ベクトルを、図１８（ｂ）に示す
ような表示図形データを入力する。この場合も、中央演
算装置１０２は、前述した処理と同様に、表示図形デー
タ１３６で与えられる多角形の一つ一つに識別番号ｎを
付ける番号付けを行ない、共有辺データ１３３を作成
し、作成した共有辺データ１３３を主記憶装置１０３の
対応する領域に記憶する。この場合、図１８（ｃ）に示
すように、破線で示した辺は、本来曲面上には存在しな
いが、曲面を多角形で近似したために与えられる辺であ
り、２つの多角形で共有する辺であるので仮稜辺２とす
る。例えば、図１８（ｃ）に示すように、辺Ｖ５Ｖ６
は、多角形Ｐ１と多角形Ｐ４とを構成する辺であり、多
角形Ｐ１において頂点Ｖ５と頂点Ｖ６との法線ベクトル
はそれぞれｎ５とｎ６とであり、多角形Ｐ４において頂
点Ｖ５と頂点Ｖ６との法線ベクトルはそれぞれｎ５とｎ
６となる。このように、各頂点で等しい法線ベクトルが
与えられている場合には、仮稜辺であると判定すること
ができる。また、図１８（ｃ）に示すように、実線で示
した辺は、多角形を構成する辺として一回検出されるの
で独立辺であると判定することができる。

【００４１】つぎに、中央処理装置１０２は、番号付き
表示データ２１０の描画命令をシステムバス１０７を通
じてグラフィックス処理装置１０４に転送する。グラフ
ィックス処理装置１０４は、転送された描画命令を受け
取ると、視点位置（投影法）１３８に基づいて、座標変
換部１４１で多角形の頂点の座標を表示画像記憶装置１
５２上の座標に対応させる座標変換処理を行なう（処理
２０７）。また、グラフィックス処理装置１０４は、表
示図形データ１３６、光源データ１３７および視点位置
（投影法）１３８に基づいて、面塗り潰し部１４２で多
角形の各頂点の座標値をもとに各頂点で囲まれる領域内
に存在する全画素の画像データを生成する面塗り潰し処
理（処理２０８）を行ない、これに対応する表示画像記
憶装置１５２内の対応する各画素位置へ多角形の各色成
分の輝度データを書き込む。面塗り潰し処理は、例え
ば、図２３に示すように、頂点座標Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３で
囲まれた多角形について、所定の塗り潰し方向に従って
順次塗り潰しを行っていく。例えば、４ライン目の塗り
潰しは、辺Ｖ１Ｖ２上の４ライン目を始点とし、辺Ｖ１
Ｖ３上の４ライン目が終点として行われる。このよう
に、面の塗り潰しは、頂点座標で囲まれた多角形ごとに
行われる。同様に、図１７に示したような表示物体にお
いては、図２４および図２５に示すように、各多角形ご
とに塗り潰しが行われる。この場合、視点位置からの距
離により、塗り潰す際の輝度データが決定される。例え
ば、図２５において、視点位置からの距離が１の頂点と
視点位置からの距離が４の頂点とがある場合、その間の
画素の輝度データについては、それぞれ視点位置からの
距離により決定される。

【００４２】これにより、写実ＣＧ表示画像２１４が生
成でき、その結果が表示画像記憶装置１５２に記憶され
る。また、面塗り潰し部１４２では、発生させた画素ご
とに対応させて多角形に付けた識別番号を書き込むこと
により、番号画像２１３が生成でき、これを番号画像記
憶装置１５３に記憶する。番号画像２１３としては、各
画素ごとに多角形の識別番号が記憶される。例えば、図
１７に示したような表示物体の番号画像２１３は、図２
６および図２７に示すように表すことができる。図２６
および図２７において、１は多角形Ｐ１を示し、２は多
角形Ｐ２を示している。

【００４３】中央処理装置１０２は、一連の表示図形デ
ータ１３６についてこれらの処理が終了すると、輪郭線
稜線画素検出用の共有辺データ１３３を読み出し、線分
の画像データを発生させるために、読みだした共有辺デ
ータ１３３をグラフィックス処理装置１０４に転送す
る。これを受領したグラフィックス処理装置１０４で
は、視点位置（投影法）１３８に基づいて、座標変換部
１４１が共有辺の終始点の座標を表示画像記憶装置１５
２上の座標に対応させる座標変換を行う座標変換処理
（処理２０３）を行ない、線分発生部１４３がこの共有
辺を構成する画素の線分を発生させる線分発生処理（処
理２０４）を行なう。

【００４４】輪郭線稜線強調処理を施すモードの場合
に、共有辺画素判定部１４４は、番号画像記憶装置１５
３から各画素ごとに、その画素およびその画素の周囲８
画素のそれぞれの画素に対応する番号画像２１３の多角
形の識別番号を読み出し、その画素が輪郭線画素である
か稜線画素であるかその他の画素であるかを判定する共
有辺画素判定処理（処理２０５）を行なう。

【００４５】共有辺画素判定処理２０５は、図２１に示
すように処理することができる。図２１において、共有
辺画素判定部１４４は、辺Ｌｉの共有辺データ１３３を
受け取る（処理８０１）。

【００４６】次に、共有辺画素判定部１４４は、この辺
Ｌｉの終点と始点の座標を受け取り、各画素のアドレス
を発生する（処理８０１）。そして、それぞれの画素の
その周囲８画素に対応する画素アドレスの番号画像２１
３である多角形の識別番号を番号画像記憶装置１５３か
ら読み込む。ここで、画素位置の周囲８画素とは、図２
２に示す（ａ）の領域３０１の拡大図図２２（ｂ）にお
いて、画素位置が９０１であるときに、四角形９０２内
の画素９０１以外の８画素を示す。

【００４７】そして、共有辺画素判定部１４４は、読み
込んだ周囲８画素の多角形の識別番号と、共有辺データ
１３３の辺の多角形番号１、２とをそれぞれ比較する
（処理８０３）。そして、共有辺画素判定部１４４は、
共有辺データ１３３から辺Ｌｉの辺種別を判定し（処理
８０４）、周囲８画素の多角形の識別番号のなかに、共
有辺データ１３３の多角形番号１と２とのどちらも含ま
ない場合と、辺種別が仮稜線２の場合には表示しない画
素として描画命令を出さない（処理８０５）。また、ど
ちらか一方を含むならば輪郭線画素として判定し（処理
８０７）、多角形番号１と２との両方を含む場合には稜
線画素であると判定し（処理８０６）、判定した結果を
輪郭線画素・稜線画素２１１として、各画素が輪郭線画
素であるか稜線画素であるかそれ以外の画素であるかを
示すように輪郭線稜線画像記憶装置１５４に記憶させ
る。辺Ｌｉの描画が終了したか否かを判断し（処理８０
８）、辺Ｌｉの描画が終了していない場合にはつぎの画
素について処理を続ける（処理８０２）。また、全ての
辺を描画し終えたかを判断し（処理８０９）、全ての辺
を描画していない場合には、つぎの辺のデータを受け取
る（処理８０１）。

【００４８】稜線の検出例として、図２２において、
、は番号画像記憶装置１５３に記憶するＰ１、Ｐ２
の多角形の識別番号を示し、左下から右上に引かれてい
る直線は図１６（ａ）に示す辺Ｖ１Ｖ２に対応する。こ
の共有辺データ１３３は、図１９に示すように辺Ｌ１と
して登録されている。いま、図１６（ａ）に示す辺Ｖ１
Ｖ２を描画する場合を例にし、図２２（ｂ）に示す画素
９０１の画素アドレスが発生されたとする。この時、発
生画素の周囲８画素は、四角形９０２で囲まれた９０１
を除く８画素である。この画素９０１は、周囲の８画素
に辺Ｌ１の共有辺データ１３３の多角形の識別番号１、
２の両方を含み、この辺の辺種別が稜辺１なので稜線画
素となる。

【００４９】このように、図２に示すように、共有辺画
素判定処理（処理２０５）を行うことにより、各辺の各
画素が稜線画素か、輪郭線画素かそれ以外の画素かを判
断し、その結果を輪郭線画素・稜線画素２１１として輪
郭線稜線画像記憶装置１５４に記憶させる。

【００５０】つぎに、輪郭線画素優先処理部１４５は、
共有辺画素判定部１４４により判定された共有辺の画素
について、輪郭線画素であり、かつ、稜線画素であると
判定された画素について輪郭線画素であることを優先さ
せる処理（処理２０６）を行う。

【００５１】本実施例において、輪郭線画素であること
を優先させる理由を具体例を参照して説明する。図３
に、具体的な表示対象図形を示す。図３において、直方
体３１０と立方体３１１とを並べ、立方体３１１の一部
が直方体３１０の後方に隠れるように視点位置３１２に
対して配置している場合を例にする。図３において、視
点位置３１２の場合、辺３０１および辺３０２の太い実
線で示した部分が可視輪郭線であり、辺３０３、辺３０
５および辺３０４の太い実線で示した部分が可視稜線で
ある。処理の説明は図３に示す四角形の範囲３０６で囲
まれた部分を例にする。

【００５２】図３に示す表示画像の範囲３０６について
輪郭線稜線画像記憶装置１５４に記憶された輪郭線画素
・稜線画素２１１の詳細を図４に示す。図４において、
●は輪郭線画素を、○は稜線画素を示している。なお、
図４に示す辺３０１と辺３０２とにおいて、ドットのず
れはエリアスを示している。画素４０１は、図３に示し
た辺３０１を構成する画素の一つであり、共有辺判定処
理２０５により辺３０１の輪郭線画素と判定される。ま
た、この画素４０１は、辺３０２を構成する画素の一つ
でもあり、共有辺判定処理２０５によって辺３０２の輪
郭線画素と判定される。つまり２度輪郭線画素として判
定される。同様に、画素４０２は、共有辺判定処理２０
５によって、辺３０３、辺３０４および辺３０５の輪郭
線画素として３度判定される。画素４０３は、共有辺判
定処理２０５により辺３０１の輪郭線画素と判定され、
また、辺３０４の稜線画素として判定されることにな
る。

【００５３】共有辺画素判定部１４４が、番号画像記憶
装置１５３から読み出した番号画像２１３のデータとに
より辺ごとにそれぞれ輪郭線画素か稜線画素かを判定
し、その後、重ねあわせ処理部１４６が表示画像記憶装
置１５２に記憶した写実ＣＧ表示画像２１４に辺ごとに
強調処理を施して置換または変調すると、例えば、３つ
の辺で共有する画素の場合、３度輪郭線画素として判定
され、この画素に対しては３度の強調処理を行ってしま
うことになるので、判定誤りや過剰変調が生じることが
ある。このため、本実施例においては、一旦、各画素が
表示される輪郭線画素か稜線画素かそれ以外の画素かを
辺ごとにそれぞれ判定し、輪郭線画素・稜線画素２１１
として輪郭線稜線画像記憶装置１５４にそれぞれ記憶さ
せ、その結果を用いて輪郭線画素優先処理部１４５が、
輪郭線画素優先判定処理２０６により輪郭線画素である
という判定のみを優先させた結果を輪郭線稜線画像２１
２として輪郭線稜線画像記憶装置１５４に記憶させる。
その後、重ね合わせ処理部１４６が重ね合わせ処理２０
９で置換または変調処理を行なうようにしている。

【００５４】この場合の輪郭線優先処理の手順は図１５
に示すようになる。例えば、図３に示すような対象図形
の場合、辺３０１、３０２、３０３、３０４および３０
５の順で各辺の共有辺画素判定処理および輪郭線優先処
理がなされる場合を例にする。

【００５５】前述したように、図２および図２１におい
て、共有辺画素判定部１４４は、共有辺画素判定処理２
０５において、辺３０１について、共有辺データ１３３
と画素４０１および周囲８画素の番号画像２１３とを読
み出し、画素４０１を輪郭線画素と判定する。その判定
結果を輪郭線画素・稜線画素２１１として、画素４０１
が輪郭線画素であることを示すように輪郭線稜線画像記
憶装置１５４に記録する。つぎに、共有辺画素判定部１
４４は、辺３０２についての共有辺画素判定処理２０５
でも、同じく画素４０１を輪郭線画素と判定する。つぎ
に、図１５において、輪郭線優先処理部１４５は、輪郭
線稜線画像記憶装置１５４に記憶する画素４０１の輪郭
線画素・稜線画素２１１を読みだし、すでに輪郭線画素
であることが示されている場合には（処理１５０１）、
さらに輪郭線画素であることの書き込みは行わなくてよ
い（処理１５０２）。

【００５６】画素４０３の場合は、辺３０１、３０４の
各共有辺画素判定処理２０５において、輪郭線画素、稜
線画素と判定される。輪郭線優先処理部１４５は、輪郭
線稜線画像記憶装置１５４に記憶する画素４０３の輪郭
線画素・稜線画素２１１を読みだし、辺３０１について
の処理によりすでに輪郭線画素であることが示されてい
るので（処理１５０１）、稜線画素であることの書き込
みは行わない（処理１５０２）。また、画素４０２の場
合には、辺３０３、辺３０４、辺３０５の各共有辺画素
判定処理２０５において、それぞれ稜線画素、稜線画
素、稜線画素と判定される。輪郭線優先処理部１４５
は、輪郭線稜線画像記憶装置１５４に記憶する画素４０
２の輪郭線画素・稜線画素２１１を読みだし、輪郭線画
素であることが示されていないので（処理１５０１）、
辺３０３についての処理により、輪郭線画素でないとし
て稜線画素であることの書き込みを行う。つぎの辺３０
４の処理後は、輪郭線画素優先処理２０６では、輪郭線
画素であることが示されていない（処理１５０１）が、
稜線画素であることが示されているので（処理１５０
３、処理１５０５）、書き込みは行なわない（処理１５
０２）。辺３０５についても同じであり、輪郭線稜線画
像記憶装置１５４への書き込みは行なわない。全ての辺
について輪郭線画素優先処理２０６が終了したときに、
輪郭線稜線画像記憶装置１５４に記憶する各画素の判定
結果が輪郭線稜線画像２１２となる。

【００５７】このようにして、輪郭線画素の優先処理を
行うことができる。

【００５８】つぎに、図２において、全ての共有辺デー
タ１３３についてこの処理が終了したら、重ね合わせ処
理部１４６は、その単純重ね合わせ部１４７またはアン
チエリアス重ね合わせ部１４８を動作させて、輪郭線稜
線画像記憶装置１５４に記憶する輪郭線稜線画像２１２
のデータを読みだし、表示画像記憶装置１５２内の写実
ＣＧ表示画像に重ね合わせる重ね合わせ処理（処理２０
９）を行ない、表示画像２１６を生成する。

【００５９】重ね合わせの処理は、前述した図２０に示
すような表示モードの指定により処理が異なる。

【００６０】図２０において、表示モード１３４が、
（ａ）輪郭線稜線強調処理を施すモードの場合で、
（ｂ）重ね合わせを単純に行い、（ｃ）輪郭線稜線強調
処理を行うときの変調法を置換として指定された場合に
は、輪郭線と稜線とを予め定めた指定の色（輝度）の画
像データに置き換える処理を行う。読み出した輪郭線と
稜線との画像データを、画素ごとに所定の画像データに
１対１に置換して変調することを単純重ね合わせとい
い、この処理は、重ね合わせ処理部１４６の単純重ね合
わせ部１４７で処理される。この場合の処理を図１２に
示す。

【００６１】図１２において、単純重ね合わせ部１４７
は、表示画像記憶装置１５２に記憶する写実ＣＧ表示画
像２１４の各画素の画像データを所定の輝度データに置
き換えて書き込み処理を行う（処理１２０１）。例え
ば、輪郭線画素と稜線画素とをともに黒色の画像データ
に置き換えたり、または、輪郭線を黒色、稜線を白色な
どのように置換することができる。これにより、輪郭線
と稜線との強調処理を行うことができる。

【００６２】つぎに、表示モード１３４が、（ａ）輪郭
線稜線強調処理を施すモードの場合で、（ｂ）アンチエ
リアス重ね合わせを行い、（ｃ）輪郭線稜線強調処理を
行うときの変調法を絶対値または相対値変調法として指
定された場合の重ね合わせ処理について説明する。この
場合のアンチエリアス重ね合わせ処理は、重ね合わせ処
理部１４６のアンチエリアス重ね合わせ処理部１４８に
おいて行われる。図４に示すように、辺３０１を構成す
る輪郭線画素の並び、辺３０２を構成する輪郭線画素の
並び、および辺３０４を構成する稜線画素の並びのそれ
ぞれには、階段状に変化するエリアス４５０、４５１、
４５２が生じている。このようなエリアスを目立たない
ようにするために、このモードでは、アンチエリアス重
ね合わせ処理部１４８は、輪郭線稜線画像記憶装置１５
４に記憶する輪郭線画素および稜線画素の所定の画素値
に重み付けフィルタ処理を行なうことにより重みつけを
行い、さらに、強調するために、各画素の輝度値に対し
て相対値変調もしくは絶対値変調を行い、写実ＣＧ表示
画像２１４に重ね合わせる処理を行う。本実施例におい
ては、輪郭線を稜線より暗く表示させるように強調する
ために、輪郭線画素の画素値を−１とし、稜線をより明
るく表示させるように強調するために稜線画素の画素値
を＋１とし、その他の画素は０としている。この画素値
は、強調処理パラメータ１３５の一つの輪郭線稜線画素
値として指定される。相対値変調は、各画素のＲＧＢの
輝度値の比は変えずに、ＲＧＢの輝度値に対して所定の
変調値をそれぞれ乗じたものであり、絶対値変調は各画
素の輝度値に対して所定の変調値をそれぞれ加算する変
調方法である。

【００６３】この場合の処理の流れを図１４に示す。図
１４において、重ね合わせ処理部１４６のアンチリアス
重ね合わせ部１４８は、フィルタ処置１４０１、変調処
理１４０２、書き込み処理１４０３を行なう。すなわ
ち、輪郭線稜線画像２１２の各画素に対して、まず、フ
ィルタ処理部１４０１が式（１）によりδの値を求め
る。このδの値は、変換の対象となる画素の周囲８画素
の画素値に、所定の重みつけフィルタ係数をそれぞれ乗
じた値から求めることができる。つぎに、このδの値
と、強調処理パラメータ１３５で与えられた変調係数Ｃ
をもとに、対応する写実ＣＧ画像２１４の画素位置の輝
度値を読み込む。この変調係数Ｃは、変調の強さを決め
るための係数であり、強調処理パラメータ１３５の一つ
として指定される。表示モード１３４で指定された変調
法で変調し、この変調した輝度値を写実ＣＧ画像２１４
のもとの画素位置に書き込む処理を行ない、表示画像２
１６を生成する。

【００６４】図５に、このフィルタリングによるアンチ
エリアス処理を行なうための重み付けフィルタαおよび
βと、対象となる輪郭線画像の変数マトリクスとを示
す。ここで重み付けのフィルタαの値は、対象画素ｘに
対する重みを４とし、その周囲８画素ａ、ｃ、ｆ、ｈと
ｂ、ｄ、ｅ、ｇに対する重みをそれぞれ１と２としてい
る。また、重み付けのフィルタβの値は、対象画素ｘに
対する重みを２とし、その周囲８画素に対する重みを１
としている。重み付けフィルタαおよびβは、強調処理
パラメータ１３５の一つとしてどちらかが選択される。
また、他の重みつけフィルタ係数を強調処理パラメータ
１３５として指定するようにしてもよい。対象画素ｘと
その周囲８画素ａ、ｃ、ｆ、ｈ、ｂ、ｄ、ｅ、ｇとは、
輪郭線画素である場合には画素値が−１となり、稜線画
素である場合には画素値が＋１とする。写実ＣＧ表示画
像２１４の各画素を変調する値δは、それぞれの画素値
と重みつけフィルタのフィルタ係数との積、すなわち、
つぎに示す数（１）により求められる。

【００６５】

【数１】具体的には、ある画素に対するδは、その画素位置に変
数マトリクスのｘを対応させ、画素位置ｘおよびａ〜ｈ
に対応する輪郭線稜線画像を読みだし、それぞれの種類
に応じて強調処理パラメータ１３５の輪郭線稜線画素値
を代入する。ここでは、稜線画素の場合は１、輪郭線画
素の場合は−１、その他の画素の場合は０として、上に
示す数（１）に代入し、δの値を計算する。

【００６６】このようにして求めたδをもとにして、表
示画像記憶装置１５２内のＲＧＢそれぞれの輝度値を、
つぎに示す数（２）の絶対値変調法または数（３）の相
対値変調法にもとづいてＲ’、Ｇ’、Ｂ’のように変調
する。絶対値変調法のときの変調式を数（２）に示す。

【００６７】

【数２】ここで、Ｄ＝Ｃ×δとする。

【００６８】また、相対値変調法のときの変調式を数
（３）に示す。

【００６９】

【数３】ここで、ｄ＝１＋Ｃ×δ＝１＋Ｄとする。

【００７０】ただし、いずれのときもここではこれらの
輝度値を記憶する表示画像記憶装置１０５は、Ｒ、Ｇ、
Ｂをそれぞれ８ビット、すなわち０〜２５５の値で表す
ものとする。δは負の値を取ることもあるため、変調後
に、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’＜０（以下、この場合をアンダフ
ローという）となる場合は数４に示すように０にする。

【００７１】

【数４】Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’＝０ ……（４）また、変調後に、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’＞２５５（以下、こ
の場合をオバーフローという）となる場合は数５に示す
ように２５５にする。

【００７２】

【数５】Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’＝２５５ ……（５）例えば、輪郭線稜線画素が図４に示すような場合に、強
調処理パラメータ１３５の輪郭線稜線画素値を、稜線画
素は１、輪郭線画素は−１、その他の画素は０として、
各画素に対して求めたδの値を図６に示す。図６におい
て、値の絶対値はつぎに実施する変調処理の強さを示し
ており、正の値は稜線に対応する輝度の増加処理の強さ
を示し、負の値は輪郭線に対応する輝度の低下処理の強
さを示している。また、−０は−１０を意味し、空欄は
変調しないことを示している。

【００７３】また、図７は、図６に示す値δの大きさを
●（負の場合）および○（正の場合）の半径で表し、変
調の強さを視覚的に示したものである。この図におい
て、●は輪郭線に対応した輝度低下を、○は稜線に対応
した輝度増加を示している。図８は、図３に示す拡大範
囲３０６で囲まれた部分の写実ＣＧ表示画像のＲ成分の
輝度分布を数値で例示し、図９は、図８に示す輝度値の
大きさを模式的に○の面の大きさで示したものである。
図１０は、図８に示すような輝度分布の写実ＣＧ表示画
像に対して、アンチエリアス処理である変調を施した結
果の輝度値を示したものである。また、図１１は、図１
０に示す輝度値の大きさを模式的に○の面の大きさで示
したものである。

【００７４】図１０および図１１においては、数（３）
の相対値変調法を用い、Ｃを0.04とし、δは図６に示す
値を利用して計算を行い、小数点以下１桁目を四捨五入
した場合を例にしている。図８においては、図３に示す
辺３０２に対応する立方体３１１の輪郭部は、辺３０２
と背景との輝度がそれぞれ６０と０であり、その差の絶
対値が６０と大きく、はっきりと輝度差があるのがわか
る。しかし、辺３０１の直方体３１０と立方体３１１と
が重なる面部分では、両面の輝度が６５と６０であり、
その差が５と小さく、輝度差があまり目立たない。ま
た、辺３０３、３０４、３０５に対応する立方体３１１
の稜線部についても、各稜線を共有する二つの面の輝度
差が０または２と小さく、輝度差が全く目立たない。こ
れに対して変調後の図１０および図１１では、輪郭線と
稜線との部分とその周辺で輝度値に明確な差が生じ、そ
れらの存在がはっきりとわかる。またそれらの画素と、
面または背景画素との輝度の変化が傾斜状であり、エリ
アスが目立ちにくい画像となっている。

【００７５】このように、強調有り・アンチエリアス重
ね合わせ・絶対値または相対値変調法が指定された場合
の重ね合わせ処理においては、稜線および輪郭線を強調
することができ、さらに、アンチエリアス処理を施すこ
とができる。

【００７６】つぎに、数（２）に示す絶対値変調法また
は数（３）に示す相対値変調法により変調を行ったとき
の効果について説明する。効果を評価する方法の一つと
して、ＨＳＩ変換（東京大学出版会，画像解析ハンドブ
ック，pp485〜491）を用いる。ＨＳＩ変換は、さらに、
（ａ）Ｈａｙｄｎの方法と（ｂ）Ｒａｉｎｅｓの方法と
があるので、それぞれの方法によるＨＳＩ変換を用いて
以下に説明する。

【００７７】ＨＳＩ変換は、ＲＧＢで示された値を、人
間の色覚に基づいた３つの属性である色相（Hue）、彩
度（Saturation）、明度（Intensity）で示すものであ
る。本実施例における絶対値変調もしくは相対値変調前
の値をＨ、Ｓ、Ｉとし、変調後の値をＨ’、Ｓ’、Ｉ’
とそれぞれ示す。

【００７８】（ａ）Ｈａｙｄｎの方法このＨａｙｄｎの変換法では、Ｒ、Ｇ、ＢとＨ、Ｓ、Ｉ
との関係は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの大小関係により数
６〜数８に示すようになる。

【００７９】

【数６】Ｒ≧Ｂ、Ｇ≧Ｂのとき

【００８０】

【数７】Ｇ≧Ｒ、Ｂ≧Ｒのとき

【００８１】

【数８】Ｒ≧Ｇ、Ｂ≧Ｇのときしたがって、本実施例における絶対値変調もしくは相対
値変調前のＨ、Ｓ、Ｉと変調後のＨ’、Ｓ’、Ｉ’との
関係は、それぞれ、数９〜数１１、数１２〜数１４のよ
うに示される。

【００８２】（ｉ）絶対値変調法

【００８３】

【数９】（イ）Ｒ≧Ｂ、Ｇ≧Ｂのとき

【００８４】

【数１０】（ロ）Ｇ≧Ｒ、Ｂ≧Ｒのとき

【００８５】

【数１１】（ハ）Ｒ≧Ｇ、Ｂ≧Ｇのとき（ii）相対値変調法

【００８６】

【数１２】（イ）Ｒ≧Ｂ、Ｇ≧Ｂのとき

【００８７】

【数１３】（ロ）Ｇ≧Ｒ、Ｂ≧Ｒのとき

【００８８】

【数１４】（ハ）Ｒ≧Ｇ、Ｂ≧Ｇのとき上述した数（９）〜数（１４）に示すように、数（２）
に示す絶対値変調法の場合は、変換前後でＨは同じであ
るので色相に変化は生じないが、ＳおよびＩは異なり、
彩度と明度とに変化が生じる。数（３）に示す相対値変
調法の場合は、変換前後でＨおよびＳは同じであり、色
相と彩度とに変化は生じないが、Ｉは異なり明度に変化
が生じると言える。

【００８９】（ｂ）Ｒａｉｎｅｓの方法このＲａｉｎｅｓの変換法では、Ｒ、Ｇ、ＢとＨ、Ｓ、
Ｉとの関係は数１５に示すようになる。なお、この場
合、各変数は、０≦Ｒ≦１、０≦Ｇ≦１、０≦Ｂ≦１に
規格化されているものとする。

【００９０】

【数１５】Ｈ＝arctan｛（Ｇ−Ｂ）／（２Ｒ−Ｇ−Ｂ）｝Ｓ＝｛（Ｂ−Ｒ）²＋（Ｒ−Ｇ）²＋（Ｇ−Ｂ）²｝／３Ｉ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ ……（１５）したがって、本実施例における絶対値変調もしくは相対
値変調前のＨ、Ｓ、Ｉと変調後のＨ’、Ｓ’、Ｉ’との
関係は、それぞれ、数１６、数１７のように示される。

【００９１】（ｉ）絶対値変調法

【００９２】

【数１６】Ｈ’＝arctan｛（Ｇ−Ｂ）／（２Ｒ−Ｇ−Ｂ）｝＝ＨＳ’＝｛（Ｂ−Ｒ）²＋（Ｒ−Ｇ）²＋（Ｇ−Ｂ）²｝／３＝ＳＩ’＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ＋３Ｄ＝Ｉ＋３Ｄ≠Ｉ ……（１６）（ii）相対値変調法

【００９３】

【数１７】Ｈ’＝arctan｛（Ｇ−Ｂ）／（２Ｒ−Ｇ−Ｂ）｝＝ＨＳ’＝｛（Ｂ−Ｒ）²＋（Ｒ−Ｇ）²＋（Ｇ−Ｂ）²｝×ｄ²／３＝Ｓ×ｄ²≠ＳＩ’＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）×ｄ＝Ｉ×ｄ≠Ｉ ……（１７）上述した数（１６）および数（１７）に示すように、数
（２）に示す絶対値変調法の場合は、Ｈａｙｄｎの方法
とは逆に、変換前後でＨおよびＳは同じであり、色相と
彩度とには変化が生じないが、Ｉは異なるので明度に変
化が生じる。数（３）に示す相対値変調法の場合は、変
換前後でＨは同じであり、色相に変化は生じないが、Ｓ
およびＩは異なり、彩度と明度とに変化が生じる。

【００９４】両者の結果を合わせると、いずれの場合も
Ｈは同じで、色相は変化しない。Ｓは同じであったり異
なったりで、彩度は変化するとも変化しないとも言え
る。Ｉはいずれの場合も異なるので明度は変化する。

【００９５】この結果から、次のことが言える。

【００９６】二つの変調法はアンダフローやオバーフロ
ーが生じない範囲では、少なくとも（１）色相を一定に
保ち、（２）明度を変化させるような変調を行なうもの
である。

【００９７】変調係数Ｃは、アンダフローやオバーフロ
ーが起こり難く、かつ、変調した効果がよく解る値にす
ることが望ましい。すなわち、アンダフローやオバーフ
ローが生じると色相に変化が発生し、奇異な表示となる
可能性がある。本実施例における実験の結果では変調係
数Ｃの値は、数（２）に示す絶対値変調法の場合には６
程度が、数（３）に示す相対値変調法の場合には0.04程
度が望ましい効果的な値である。

【００９８】この値の意味は、次のようにいえる。図５
に示す重み付けフィルタαの場合、δが最小値もしくは
最大値となるのは、変換対象画素の全てが輪郭線画素も
しくは稜線画素となるときである。前述したように、輪
郭線画素の画素値を−１とし、稜線をより明るく表示さ
せるように強調するために稜線画素の画素値を＋１と
し、その他の画素は０とする場合には、数（１８）に示
すように、数（１）によりδの最小値は−１６、最大値
は１６となる。

【００９９】

【数１８】−１６ ≦ δ ≦ １６ …（１８）したがって、Ｃ＝６のとき、Ｃ×δの最小値と最大値と
は数（１９）に示すように表せる。

【０１００】

【数１９】−９６ ≦ Ｃ×δ ≦ ９６ …（１９）また、Ｃ＝０．０４のときは、Ｃ×δの最小値と最大値
とは数（２０）に示すように表せる。

【０１０１】

【数２０】 −０．６４ ≦ Ｃ×δ ≦ ０．６４ …（２０）実際には全ての画素が輪郭線画素または稜線画素となる
のは、四方八方から多くの輪郭線や稜線が集中する場合
であり、通常では生じない。通常の単純な交差の範囲で
は、δは、数（２１）に示すように、最小値−１０、最
大値１０の程度であると考えることができる。

【０１０２】

【数２１】−１０ ≦ δ ≦ １０ …（２１）したがって、通常は、Ｃ＝６のとき、Ｃ×δの最小値と
最大値とは数（２２）に示すように表せる。

【０１０３】

【数２２】−６０ ≦ Ｃ×δ ≦ ６０ …（２２）また、Ｃ＝０．０４のときは、Ｃ×δの最小値と最大値
とは数（２３）に示すように表せる。

【０１０４】

【数２３】 −０．４ ≦ Ｃ×δ ≦ ０．４ …（２３）逆に、このように定めたのは、この範囲ならば、変調に
よりアンダフローやオバーフローが生じないからであ
り、写実ＣＧ表示画像の輪郭線稜線の強調に適している
範囲であるといえる。

【０１０５】アンダフローやオバーフローに関する数
（２）に示す絶対値変調法と、数（３）に示す相対値変
調法とを比較すると、数（３）に示す相対値変調法のほ
うが有利である。すなわち、数（２）に示す絶対値変調
法ではアンダフローが生じるが、数（３）に示す相対値
変調法では生じない。アンダフローが生じるとき、Ｒ、
Ｇ、Ｂが同時に生じれば、黒色の表示に変化するだけで
あまり問題はないが、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか一つまたは
二つにアンダフローが生じると、その時点で他の色成分
が残っているのにアンダフローの生じた色成分は０とな
り、色相が急変する。

【０１０６】例えば、Ｒ＝１２０、Ｇ＝５０、Ｂ＝４０
のとき、数（２２）に示すＣ×δが最小値−６０のとき
に、絶対値変調を行うとＲ’、Ｇ’、Ｂ’は数（２４）
に示すような値となる。

【０１０７】

【数２４】Ｒ’＝６０，Ｇ’＝Ｂ’＝０ …（２４）このため、変換前はＲＧＢの混色であったものが変調後
はＲの純色に変調される。一方、数（３）に示す相対値
変調法の場合は、Ｃ×δの最小値は数（２３）に示すよ
うに−０．４であるから、相対値変調を行うときの数
（３）に示すｄの値は数（２５）に示すような値とな
る。

【０１０８】

【数２５】ｄ＝１＋Ｃ×δ ≧ ０．６ ≧ ０ …（２５）このため、変調によって輝度の値は負となることはな
い。したがって、アンダフローを生じることはなく、ア
ンダフローによる色相急変の心配はない。

【０１０９】オバーフローの生じるときも同様に、色相
が変化する可能性がある。数（２）に示す絶対値変調法
では、輝度によらず変調幅は定まるが、数（３）に示す
相対値変調法では、変調幅は輝度によって異なる。この
Ｃ×δの変調値を最大変調幅Ｄmaxとし、Ｄmaxとなる輝
度をＸとすると、相対値変調法では、数２６および数２
７により数２８に示すような式が成り立つ。

【０１１０】

【数２６】２５５＝Ｘ（１＋０．４） …（２６）これを変形すると、数（２７）に示すようにＸが表せ
る。

【０１１１】

【数２７】Ｘ＝２５５／１．４＝１８２ …（２７）

【０１１２】

【数２８】Ｄmax ＝２５５−１８２＝７３ …（２８）例えば、Ｒ＝２５５、Ｇ＝１８２、Ｂ＝１００であると
き、この最大変調Ｄmaxが与えられると、Ｒ’、Ｇ’、
Ｂ’は数２９に示すようになる。

【０１１３】

【数２９】Ｒ’＝Ｇ’＝２５５，Ｂ’＝１４０ …（２９）ＲＧＢの３成分比が異なる色からＲ、Ｇの２成分比が同
一の色となる。

【０１１４】一方、数（２）に示す絶対値変調法では、
数（２２）から輝度に関係なく、その最大変調幅は６０
である。この値は、相対値変調法における最大変調幅の
７３と同程度の大きさであり、オバーフロー発生の危険
性は同程度であるといえる。したがって、オバーフロー
における色相変化に対する影響度は同じである。

【０１１５】また、数（２）に示す絶対値変調法と数
（３）に示す相対値変調法との数値計算量を比較する
と、数（２）に示す絶対値変調法が有利である。すなわ
ち、数（２）に示す絶対値変調法では１回の乗算と３回
の加算で１つの画素の変調ができる。一方、数（３）に
示す相対値変調法では１回の乗算と１回の加算および３
回の乗算、すなわち４回の乗算と１回の加算が必要だか
らである。

【０１１６】上記実施例においては、アンチエリアス重
ね合わせの場合、輪郭線稜線値を、稜線画素は１、輪郭
線画素は−１、その他の画素は０として、δの値を求め
たが、この値を変えることにより異なる変調結果を得る
ことができる。例えば、稜線画素は−１とし、その他を
変更しなければ、輪郭線稜線ともに輝度を減少させる変
調ができ、表示対象の幾何形状が分かり易い表示画像が
得られる。すなわち、この値が正の場合には輝度の上昇
を、負の場合には輝度の低下を意味し、これにより、輪
郭線や稜線の輝度の上げ下げの制御が可能となる。ま
た、絶対値の大きさは変調の強さを示しているので、こ
の値による変調の強さの制御も可能である。

【０１１７】つぎに、表示モード１３４が、（ａ）輪郭
線稜線強調処理を施すモードの場合で、（ｂ）単純重ね
合わせを行い、（ｃ）輪郭線稜線強調処理を行うときの
変調法を絶対値または相対値変調法として指定された場
合の処理について、図１３を参照して説明する。この表
示モードにおいては、重みつけによるアンチエリアス処
理を行わないで、前述した絶対値変調または相対値変調
を行って強調処理をして、変調した輝度値を写実ＣＧ画
像２１４のもとの画素位置に書き込む処理を行う。この
場合、δと変調係数Ｃとは、強調処理パラメータ１３５
として直接指定される。

【０１１８】図１３において、単純重ね合わせ部１４７
は、変調処理１３０１と書き込み処理１３０２とを行な
う。単純重ね合わせ部１４７は、輪郭線稜線画像２１２
の各画素を読み出し、その画素が輪郭線画素または稜線
画素であれば、対応する写実ＣＧ画像２１４の画素位置
の輝度値を読み出し、強調処理パラメータ１３５で与え
られるδと変調係数Ｃとに基づいて、数２に示す絶対値
変調もしくは数３に示す相対値変調法で輝度を変調し、
対応する画素位置へその輝度値を書き込む処理を行な
い、表示画像２１６を生成する。この時に、前述したよ
うな変調効果を得るためには、強調処理パラメータ１３
５のδを、数２１に示すように−１０≦δ≦１０の範囲
で指定するようにすればよい。単純重ね合わせでは、重
みつけを行わないで、輪郭線稜線画像２１２の読み出し
結果に従って画素ごとに変調係数にしたがって絶対値変
調もしくは相対値変調を行うので、アンダフローやオバ
ーフローが生じない範囲でδを指定するようにすればよ
い。この表示モードの場合にも、δや変調係数を変化さ
せることにより異なった強調処理結果を得ることができ
る。

【０１１９】以上説明したように、本実施例によれば、
複数の表示モードを設けることができ、表示モード１３
４および強調処理パラメータ１３５が指定されると、指
定された表示モードおよび強調処理パラメータ１３５に
従って、輪郭線と稜線との強調を行うことができる。

【０１２０】表示モードが、強調ありで、重ねあわせの
種類が単純重ねあわせ、変調法が指定色の置換であるモ
ードであれば、輪郭線画素と稜線画素とをそれぞれを指
定色に置き換えることができる。また、表示モードが、
強調ありで、重ねあわせの種類が単純重ねあわせ、変調
法が数（２）に示す絶対値変調法かまたは数（３）に示
す相対値変調法であれば、指定された変調法で変調処理
を行って輪郭線と稜線との強調処理を行うことができ
る。さらに、表示モードが、強調有り・アンチエリアス
重ね合わせ・絶対値または相対値変調法が指定された場
合には、アンチエリアス重ね合わせ処理を行うので、エ
リアスを目立たないようにすることができ、輪郭線と稜
線との強調処理も行うことができる。

【０１２１】また、絶対値または相対値変調法によれ
ば、色相一定で明度を変化させることができる効果があ
る。これにより、直接光が当ったようなハイライトを稜
線に付加することができ、輪郭線は輝度を下げることに
より物体間の境界を明確にでき、物体形状を容易に認識
することができる。

【０１２２】

【発明の効果】本発明によれば、物体形状がわかりやす
く、輪郭線と稜線とを強調した表示画像が生成できる。
また、ある１画素が輪郭線画素と稜線画素との両方で判
定された場合でも輪郭線を優先する重ね合わせ表示がで
き、複数回、輪郭線画素または稜線画素と判定された画
素でも過剰に変調されることがない。また、表示モード
が指定されることにより、指定された強調処理を行うこ
とができる。さらに、アンチエリアスの重ね合わせを行
う場合には、エリアスを目立ちにくくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における装置の構成図。

【図２】実施例における処理の流れを示す説明図。

【図３】実施例における表示対象図形を示す説明図。

【図４】実施例における輪郭線と稜線との判定結果を示
す説明図。

【図５】実施例における重み付けフィルタと変数マトリ
クスを示す説明図。

【図６】実施例において各画素の変調量δを示す説明
図。

【図７】実施例において変調量δを●および○の大きさ
で示した説明図。

【図８】実施例において写実ＣＧ表示画像のＲ成分を数
値で示す説明図。

【図９】実施例において写実ＣＧ表示画像を黒の線分長
と面の大きさで示す説明図。

【図１０】実施例において重ね合わせ表示結果のＲ成分
を数値で示す説明図。

【図１１】実施例において重ね合わせ表示結果を黒の線
分長と面の大きさで示す説明図。

【図１２】実施例において表示モードが強調あり・単純
重ねあわせ・置換の場合のフローチャート。

【図１３】実施例において表示モードが強調あり・単純
重ねあわせ・絶対値または相対値変調法の場合のフロー
チャート。

【図１４】実施例において表示モードが強調あり・アン
チエリアス重ねあわせ・絶対値または相対値変調法の場
合のフローチャート。

【図１５】実施例における輪郭線優先処理のフローチャ
ート。

【図１６】実施例における表示対象図形を示す説明図。

【図１７】実施例における表示対象図形および表示図形
データを示す説明図。

【図１８】実施例における表示対象図形が曲面の場合の
表示図形データを示す説明図。

【図１９】実施例における共有辺データを示す説明図。

【図２０】実施例における表示モードを示す説明図。

【図２１】実施例における線種別判定と線分発生処理の
フローチャート。

【図２２】実施例における表示対象図形を示す説明図。

【図２３】実施例における多角形の塗り潰し処理を示す
説明図。

【図２４】実施例における多角形の塗り潰し処理を示す
説明図。

【図２５】実施例における多角形の塗り潰し処理を示す
説明図。

【図２６】実施例における多角形の各画素の番号画像デ
ータを示す説明図。

【図２７】実施例における多角形の各画素の番号画像デ
ータを示す説明図。

【符号の説明】

１０１…入力装置、１０２…中央演算装置、１０３…主
記憶装置、１０４…グラフィックス処理装置、１０５…
画像記憶装置、１０６…表示装置、１０７…システムバ
ス、１３１…処理プログラム、１３２…表示データ、１
３３…共有辺データ、１３４…表示モード、１３５…強
調処理パラメータ、１３６…表示図形データ、１３７…
光源、１３８…視点位置（投影法）、１４１…座標変換
部、１４２…面塗り潰し部、１４３…線分発生部、１４
４…共有辺画素判定部、１４５…輪郭線画素優先処理
部、１４６…重ね合わせ処理部、１４７…単純重ね合わ
せ部、１４８…アンチエリアス重ね合わせ部、１５１…
距離画像記憶装置、１５２…表示画像記憶装置、１５３
…番号画像記憶装置、１５４…輪郭線稜線画像記憶装
置、２００…表示データ読み込み処理、２０１…番号付
け処理、２０２…辺照合処理、２０３…座標変換処理、
２０４…線分発生処理、２０５…共有辺画素判定処理、
２０６…輪郭線画素優先処理、２０７…座標変換処理、
２０８…面塗り潰し処理、２０９…重ね合わせ処理、２
１０…番号付き表示データ、２１１…輪郭線画素・稜線
画素、２１２…輪郭線稜線画像、２１３…番号画像、２
１４…写実ＣＧ表示画像、２１５…距離画像、２１６…
表示画像、３０１〜３０５…多面体を構成する辺、３０
６…拡大範囲、３１０…直方体、３１１…立方体、３１
２…視点、４０１〜４０３…画素。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多角形の集合である多面体を、与えられた
視点位置に応じて定まる平面に投影した表示画像を生成
する三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置におい
て、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多角形の各辺を
構成する画素の各々が、２つの投影後の多角形で共有す
る辺である稜線を構成する画素であるか、１つの投影後
の多角形の辺である輪郭線を構成する画素であるかを判
定する判定手段と、前記判定手段により判定された前記輪郭線を構成する画
素と前記稜線を構成する画素との各画素の前記投影後の
表示画像の輝度に対し、前記輪郭線を構成する画素と前
記稜線を構成する画素とのそれぞれの表示画像の輝度に
加算する予め定めた異なる変調値を加算することによ
り、前記表示画像の輝度の変調を行う変調手段とを有す
ることを特徴とする三次元図形の輪郭線および稜線強調
表示装置。
【請求項２】多角形の集合である多面体を、与えられた
視点位置に応じて定まる平面に投影した表示画像を生成
する三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置におい
て、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多角形の各辺を
構成する画素の各々が、２つの投影後の多角形で共有す
る辺である稜線を構成する画素であるか、１つの投影後
の多角形の辺である輪郭線を構成する画素であるかを判
定する判定手段と、前記判定手段により判定された前記輪郭線を構成する画
素と前記稜線を構成する画素との各画素の前記投影後の
表示画像の輝度に対し、前記輪郭線を構成する画素と前
記稜線を構成する画素とのそれぞれの表示画像の輝度に
乗じる予め定めた異なる変調係数を乗じることにより、
前記表示画像の輝度の変調を行う変調手段とを有するこ
とを特徴とする三次元図形の輪郭線および稜線強調表示
装置。
【請求項３】多角形の集合である多面体を、与えられた
視点位置に応じて定まる平面に投影した表示画像を生成
する三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置におい
て、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多角形の各辺を
構成する画素の各々が、２つの投影後の多角形で共有す
る辺である稜線を構成する画素であるか、１つの投影後
の多角形の辺である輪郭線を構成する画素であるかを判
定する判定手段と、前記判定手段により判定された前記輪郭線を構成する画
素と前記稜線を構成する画素との各画素の前記投影後の
表示画像を、前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構
成する画素とのそれぞれの表示画像を置換するための予
め定めた異なる色に置換する置換手段とを有することを
特徴とする三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装
置。
【請求項４】請求項１または２において、前記変調手段
は、前記変調係数を、前記判定手段により判定された前
記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する画素との
各画素と、当該画素の周囲の画素とが前記輪郭線を構成
する画素であるか前記稜線を構成する画素であるかそれ
以外の画素であるかに従った予め定めた重みを加算する
ことにより決定することを特徴とする三次元図形の輪郭
線および稜線強調表示装置。
【請求項５】多角形の集合である多面体を、与えられた
視点位置に応じて定まる平面に投影した表示画像を生成
する三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置におい
て、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多角形の各辺を
構成する画素の各々が、２つの投影後の多角形で共有す
る辺である稜線を構成する画素であるか、１つの投影後
の多角形の辺である輪郭線を構成する画素であるかを判
定する判定手段と、前記判定手段により判定された前記輪郭線を構成する画
素と前記稜線を構成する画素との各画素の前記投影後の
表示画像の輝度に対し、前記輪郭線を構成する画素と前
記稜線を構成する画素とのそれぞれについて予め定めた
複数の輝度変調方法のうち指定された輝度変調方法にし
たがって、前記投影後の表示画像の輝度の変調を行う変
調手段と、前記予め定めた複数の輝度変調方法のうち一つの輝度変
調方法を指定する指定手段とを有することを特徴とする
三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置。
【請求項６】請求項５において、前記予め定めた複数の
輝度変調方法は、前記判定手段により判定された前記輪郭線を構成する画
素と前記稜線を構成する画素との各画素の前記投影後の
表示画像の輝度に対し、前記輪郭線を構成する画素と前
記稜線を構成する画素とのそれぞれの表示画像の輝度に
加算する予め定めた異なる変調値を加算する絶対値変調
法と、前記判定手段により判定された前記輪郭線を構成する画
素と前記稜線を構成する画素との各画素の前記投影後の
表示画像の輝度に対し、前記輪郭線を構成する画素と前
記稜線を構成する画素とのそれぞれの表示画像の輝度に
乗じる予め定めた異なる変調係数を乗じる相対値変調法
と、前記判定手段により判定された前記輪郭線を構成する画
素と前記稜線を構成する画素との各画素の前記投影後の
表示画像を、前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構
成する画素とのそれぞれの表示画像を置換するための予
め定めた異なる色に置換する置換法とのうちの少なくと
も２つであることを特徴とする三次元図形の輪郭線およ
び稜線強調表示装置。
【請求項７】多角形の集合である多面体を、与えられた
視点位置に応じて定まる平面に投影した表示画像を生成
する三次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置におい
て、前記表示画像に含まれる、前記投影後の多角形の各辺を
構成する画素の各々が、２つの投影後の多角形で共有す
る辺である稜線を構成する画素であるか、１つの投影後
の多角形の辺である輪郭線を構成する画素であるかを判
定する判定手段と、前記判定手段で判定された結果、前記輪郭線を構成する
画素であり、かつ、前記稜線を構成する画素であると判
定された画素について、輪郭線を構成する画素であるこ
とを優先させる輪郭線優先手段と、前記判定手段および前記輪郭線優先手段により判定され
た前記輪郭線を構成する画素と前記稜線を構成する画素
との各画素の前記投影後の表示画像の輝度に対し、予め
定めた輝度変調方法により、前記投影後の表示画像の輝
度の変調を行う変調手段とを有することを特徴とする三
次元図形の輪郭線および稜線強調表示装置。