JPH0863618A - 画像処理装置 - Google Patents
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- JPH0863618A JPH0863618A JP20044694A JP20044694A JPH0863618A JP H0863618 A JPH0863618 A JP H0863618A JP 20044694 A JP20044694 A JP 20044694A JP 20044694 A JP20044694 A JP 20044694A JP H0863618 A JPH0863618 A JP H0863618A
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- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ビデオカメラ１２からの入力画像に基づい
て、中央演算装置１４がその入力画像を光源の強さと色
信号と方向とからなる光情報に変換する。中央処理装置
１４は、記憶装置１６の対象物形状データで示される形
状を光情報で陰影付けし、表示装置１８に表示する。 【効果】 ビデオカメラからの入力画像に基づいて光情
報を得るようにしたので、仮想の物体を実空間に配置し
たときどのように見えるかを、簡単に評価することがで
きる。
て、中央演算装置１４がその入力画像を光源の強さと色
信号と方向とからなる光情報に変換する。中央処理装置
１４は、記憶装置１６の対象物形状データで示される形
状を光情報で陰影付けし、表示装置１８に表示する。 【効果】 ビデオカメラからの入力画像に基づいて光情
報を得るようにしたので、仮想の物体を実空間に配置し
たときどのように見えるかを、簡単に評価することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は画像処理装置に関し、
特にたとえばコンピュータグラフィクスを利用した景観
および装飾の評価，設計を行う画像処理装置に関する。
特にたとえばコンピュータグラフィクスを利用した景観
および装飾の評価，設計を行う画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、大島登志一、志水治夫、田村秀
行「オブジェクト指向モデルを用いた３次元電子カタロ
グシステムの構築（３）−洋食器のモデリングと立体表
示」情報処理学会第４６回全国大会講演論文集 3-313〜
3-314 （平成５年発行）に示された従来のこの種の画像
処理装置１を示す構成図である。
行「オブジェクト指向モデルを用いた３次元電子カタロ
グシステムの構築（３）−洋食器のモデリングと立体表
示」情報処理学会第４６回全国大会講演論文集 3-313〜
3-314 （平成５年発行）に示された従来のこの種の画像
処理装置１を示す構成図である。
【０００３】従来の画像処理装置１では、記憶装置２に
記憶された評価および設計の対象となる空間の光源デー
タおよび対象物形状データを中央演算処理装置３によっ
て読み取り、対象物形状データの示す物体が光源データ
の示す位置と色と強さを持つ光を受けたときの情景を描
画し表示装置４に表示するものである。この際、位置入
力装置５により記憶装置２に格納された光源データの調
整を行う。以上の動作によって、仮想、あるいは設計途
中の対象物が実現した場合、周囲の光源の影響を受けて
周囲と調和するかどうかの評価を行う。
記憶された評価および設計の対象となる空間の光源デー
タおよび対象物形状データを中央演算処理装置３によっ
て読み取り、対象物形状データの示す物体が光源データ
の示す位置と色と強さを持つ光を受けたときの情景を描
画し表示装置４に表示するものである。この際、位置入
力装置５により記憶装置２に格納された光源データの調
整を行う。以上の動作によって、仮想、あるいは設計途
中の対象物が実現した場合、周囲の光源の影響を受けて
周囲と調和するかどうかの評価を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１の従来の画像処理
装置１においては、操作者が実際の光環境を位置入力装
置５によって、数値に置き換えて入力し記憶装置２に格
納しなければならず、光環境の的確な光源データへの変
換と、実際の光環境の変化を即座に反映させることがで
きなかった。
装置１においては、操作者が実際の光環境を位置入力装
置５によって、数値に置き換えて入力し記憶装置２に格
納しなければならず、光環境の的確な光源データへの変
換と、実際の光環境の変化を即座に反映させることがで
きなかった。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、簡
単に光環境を反映できる、画像処理装置を提供すること
である。
単に光環境を反映できる、画像処理装置を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、光源データ
および対象物形状データに基づいて対象物を陰影付けし
て描画する画像処理装置において、周囲の明るさを検知
する受光手段をさらに備え、その受光手段の出力信号に
基づいて前記光源データを得るようにしたことを特徴と
する、画像処理装置である。
および対象物形状データに基づいて対象物を陰影付けし
て描画する画像処理装置において、周囲の明るさを検知
する受光手段をさらに備え、その受光手段の出力信号に
基づいて前記光源データを得るようにしたことを特徴と
する、画像処理装置である。
【０００７】
【作用】実施例では、受光手段としてビデオカメラが用
いられる。このビデオカメラからの入力画像に基づいて
光源を検出するとともに、その光源の強さ，色，方向等
の光源データを算出し、それによって光源を定義する。
中央演算処理装置（コンピュータ）は、たとえば記憶装
置に予め格納されている対象物の形状データと光源デー
タとに基づいて陰影付けして描画する。
いられる。このビデオカメラからの入力画像に基づいて
光源を検出するとともに、その光源の強さ，色，方向等
の光源データを算出し、それによって光源を定義する。
中央演算処理装置（コンピュータ）は、たとえば記憶装
置に予め格納されている対象物の形状データと光源デー
タとに基づいて陰影付けして描画する。
【０００８】
【発明の効果】この発明によれば、受光手段によって画
像処理装置が設置された環境における光の強さ，あるい
はこれに加えて光の色，照射方向が即座に得られるの
で、その環境で実際の光を当てて陰影付けした仮想の物
体を表示装置に表示できる。したがって、仮想の物体を
実空間に設置した場合にどのように見えるかの評価を容
易に実行することができる。
像処理装置が設置された環境における光の強さ，あるい
はこれに加えて光の色，照射方向が即座に得られるの
で、その環境で実際の光を当てて陰影付けした仮想の物
体を表示装置に表示できる。したがって、仮想の物体を
実空間に設置した場合にどのように見えるかの評価を容
易に実行することができる。
【０００９】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【実施例】図２は、この発明の一実施例の画像処理装置
を示すブロック図である。実施例の画像処理装置１０は
受光装置１２を含み、この受光装置１２は、一例とし
て、ビデオカメラを用いて構成される。受光装置ないし
ビデオカメラ１２は、撮影した画像を中央演算処理装置
１４に送る。中央演算処理装置１４は、受光装置１２か
らの入力画像を、光源の強さと色と方向からなる光情報
に変換し、さらに記憶装置１６に格納された表示対象物
の形状を示す対象物形状データに対し、対象物形状デー
タによって示される形状が、光情報によって示される属
性をもつ光で照射されるものとして陰影付けを行い、そ
の描画結果を表示装置１８に表示する。
を示すブロック図である。実施例の画像処理装置１０は
受光装置１２を含み、この受光装置１２は、一例とし
て、ビデオカメラを用いて構成される。受光装置ないし
ビデオカメラ１２は、撮影した画像を中央演算処理装置
１４に送る。中央演算処理装置１４は、受光装置１２か
らの入力画像を、光源の強さと色と方向からなる光情報
に変換し、さらに記憶装置１６に格納された表示対象物
の形状を示す対象物形状データに対し、対象物形状デー
タによって示される形状が、光情報によって示される属
性をもつ光で照射されるものとして陰影付けを行い、そ
の描画結果を表示装置１８に表示する。
【００１１】以下には、受光装置１２からの入力画像
を、図３に示すように、Ｉ（ｘ，ｙ）、ｘ＝１，２，
…，Ｍｘ、ｙ＝１，２，…，Ｍｙ、受光装置１２の視角
をα、βとして説明する。また、入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）
は赤（Ｒ），緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色の成分で構
成されるものとする。そして、入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）は
視線に垂直で図３のｚ* 軸方向に「１」だけ離れた平面
上に投影された画像として考える。すなわち、図３はグ
ローバルな座標系を示し、受光装置１２の視点Ｖを原点
にとり、ｚ* 軸を受光装置１２の視線方向にとる。この
とき、ｘ* 軸方向の視角をα、ｙ* 軸方向の視角をβと
する。入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）は平面ｚ* ＝１に投影され
た画像として考えるが、画像の中心画素Ｉ（Ｍｘ／２，
Ｍｙ／２）をｘ* ＝ｙ* ＝０（ｚ* 軸上）に対応させ、
画像Ｉ（ｘ，ｙ）は視野を全てカバーする。
を、図３に示すように、Ｉ（ｘ，ｙ）、ｘ＝１，２，
…，Ｍｘ、ｙ＝１，２，…，Ｍｙ、受光装置１２の視角
をα、βとして説明する。また、入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）
は赤（Ｒ），緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色の成分で構
成されるものとする。そして、入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）は
視線に垂直で図３のｚ* 軸方向に「１」だけ離れた平面
上に投影された画像として考える。すなわち、図３はグ
ローバルな座標系を示し、受光装置１２の視点Ｖを原点
にとり、ｚ* 軸を受光装置１２の視線方向にとる。この
とき、ｘ* 軸方向の視角をα、ｙ* 軸方向の視角をβと
する。入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）は平面ｚ* ＝１に投影され
た画像として考えるが、画像の中心画素Ｉ（Ｍｘ／２，
Ｍｙ／２）をｘ* ＝ｙ* ＝０（ｚ* 軸上）に対応させ、
画像Ｉ（ｘ，ｙ）は視野を全てカバーする。
【００１２】図３において、受光装置１２すなわち視点
をＶ、画像処理装置１０が設置された環境の光源２０を
Ｌとおくと、画像投影平面と直線ＶＬとの交点Ｐに対応
する画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）の画素強度が光源２０の影響によ
り、大きくなる。したがって、入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）中
から強度の強い画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）を検出することによ
り、光源２０を検出することができる。以下、動作につ
いて説明する。
をＶ、画像処理装置１０が設置された環境の光源２０を
Ｌとおくと、画像投影平面と直線ＶＬとの交点Ｐに対応
する画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）の画素強度が光源２０の影響によ
り、大きくなる。したがって、入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）中
から強度の強い画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）を検出することによ
り、光源２０を検出することができる。以下、動作につ
いて説明する。
【００１３】図４のステップＳ１において、中央演算処
理装置１４は、上述のようにして入力画像より光源２０
の検出を行い、ステップＳ２において、対象物形状デー
タを陰影付けして描画する際の光源２０の明るさ，色お
よび方向からなる光情報を定義し、ステップＳ３におい
て、設定された光情報によって陰影付けされた対象物形
状データによって示される形状の描画を行う。
理装置１４は、上述のようにして入力画像より光源２０
の検出を行い、ステップＳ２において、対象物形状デー
タを陰影付けして描画する際の光源２０の明るさ，色お
よび方向からなる光情報を定義し、ステップＳ３におい
て、設定された光情報によって陰影付けされた対象物形
状データによって示される形状の描画を行う。
【００１４】図４のステップＳ１において光源を検出す
る方法の一例が図５に示される。ステップＳ１０１にお
いて、中央演算処理装置１４は、受光装置１２から画像
Ｉ（ｘ，ｙ）を取り込み、記憶装置１６に格納する。ス
テップＳ１０２では、画像を走査するための上述の変数
ＸおよびＹを「１」に初期化するとともに、光源個数Ｎ
を「０」に初期化する。ステップＳ１０３では強度の閾
値Ｔの設定を行う。たとえば、予め既知の光源を数種類
用意して画像Ｉ（ｘ，ｙ）を入力し、それらの光源に対
応する画像Ｉ（ｘ，ｙ）上の画素Ｐの強度を測定し、そ
れらの画素Ｐの強度の中での最小値を閾値Ｔとして用い
る。ステップＳ１０４では、変数ＸおよびＹによって指
定される画像Ｉ（ｘ，ｙ）上の画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）の強度
がＴより大きいかどうかを判定する。画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）
の強度は、入力画像がカラー画像である場合、たとえば
そのＲＧＢの各成分の値の二乗和の平方根で与えられ
る。画素Ｉが閾値Ｔより大きい場合、画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）
は光源に対応していると判定し、ステップＳ１０５で光
源個数Ｎを「１」増やして光源情報の配列Ｌ，Ｌｘ，Ｌ
ｙに、それぞれ、Ｉ（Ｘ，Ｙ），Ｘ，Ｙを格納する。画
素Ｉが閾値Ｔより小さい場合は、画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）は光
源に対応しないと判定し、そのままステップＳ１０６に
進む。ステップＳ１０６では変数Ｘを「１」増加する。
ステップＳ１０７では、変数Ｘがｘ軸の最大値Ｍｘ以下
かどうかを判定し、Ｍｘ以下ならステップＳ１０４へ戻
り、そうでなければステップＳ１０８へ進む。ステップ
Ｓ１０８では変数Ｙを「１」増加し、変数Ｘを「１」に
する。ステップＳ１０９では、変数Ｙがｙ軸の最大値Ｍ
ｙ以下かどうかを判定し、Ｍｙ以下ならステップＳ１４
へ戻り、そうでなければこの処理を終了する。すなわ
ち、この図５において、変数ＸおよびＹがＭｘおよびＭ
ｙになるまでステップＳ１０４およびＳ１０５を繰り返
し、光源の個数Ｎを決定する。
る方法の一例が図５に示される。ステップＳ１０１にお
いて、中央演算処理装置１４は、受光装置１２から画像
Ｉ（ｘ，ｙ）を取り込み、記憶装置１６に格納する。ス
テップＳ１０２では、画像を走査するための上述の変数
ＸおよびＹを「１」に初期化するとともに、光源個数Ｎ
を「０」に初期化する。ステップＳ１０３では強度の閾
値Ｔの設定を行う。たとえば、予め既知の光源を数種類
用意して画像Ｉ（ｘ，ｙ）を入力し、それらの光源に対
応する画像Ｉ（ｘ，ｙ）上の画素Ｐの強度を測定し、そ
れらの画素Ｐの強度の中での最小値を閾値Ｔとして用い
る。ステップＳ１０４では、変数ＸおよびＹによって指
定される画像Ｉ（ｘ，ｙ）上の画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）の強度
がＴより大きいかどうかを判定する。画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）
の強度は、入力画像がカラー画像である場合、たとえば
そのＲＧＢの各成分の値の二乗和の平方根で与えられ
る。画素Ｉが閾値Ｔより大きい場合、画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）
は光源に対応していると判定し、ステップＳ１０５で光
源個数Ｎを「１」増やして光源情報の配列Ｌ，Ｌｘ，Ｌ
ｙに、それぞれ、Ｉ（Ｘ，Ｙ），Ｘ，Ｙを格納する。画
素Ｉが閾値Ｔより小さい場合は、画素Ｉ（Ｘ，Ｙ）は光
源に対応しないと判定し、そのままステップＳ１０６に
進む。ステップＳ１０６では変数Ｘを「１」増加する。
ステップＳ１０７では、変数Ｘがｘ軸の最大値Ｍｘ以下
かどうかを判定し、Ｍｘ以下ならステップＳ１０４へ戻
り、そうでなければステップＳ１０８へ進む。ステップ
Ｓ１０８では変数Ｙを「１」増加し、変数Ｘを「１」に
する。ステップＳ１０９では、変数Ｙがｙ軸の最大値Ｍ
ｙ以下かどうかを判定し、Ｍｙ以下ならステップＳ１４
へ戻り、そうでなければこの処理を終了する。すなわ
ち、この図５において、変数ＸおよびＹがＭｘおよびＭ
ｙになるまでステップＳ１０４およびＳ１０５を繰り返
し、光源の個数Ｎを決定する。
【００１５】図４のステップＳ２において光源を定義す
る方法の一例が図６に示され、この図６のステップＳ２
０１において、先に図５のルーチンで検出された「Ｎ」
によって示される個数の光源について処理を行うための
変数Ｋを「１」に初期化する。ステップＳ２０２では変
数Ｋが個数Ｎ以下かどうかを判定し、Ｎ以下ならステッ
プＳ２０３へ進み、そうでなければこのルーチンを終了
する。ステップＳ２０３では、Ｌ〔Ｋ〕により示される
画素値のＲＧＢの値をそれぞれＬｒ〔Ｋ〕，Ｌｇ
〔Ｋ〕，Ｌｂ〔Ｋ〕とする。ステップＳ２０４では、Ｋ
番目の光源に対し、図３のｘ* ｙ* ｚ* 座標系での点Ｐ
の座標を
る方法の一例が図６に示され、この図６のステップＳ２
０１において、先に図５のルーチンで検出された「Ｎ」
によって示される個数の光源について処理を行うための
変数Ｋを「１」に初期化する。ステップＳ２０２では変
数Ｋが個数Ｎ以下かどうかを判定し、Ｎ以下ならステッ
プＳ２０３へ進み、そうでなければこのルーチンを終了
する。ステップＳ２０３では、Ｌ〔Ｋ〕により示される
画素値のＲＧＢの値をそれぞれＬｒ〔Ｋ〕，Ｌｇ
〔Ｋ〕，Ｌｂ〔Ｋ〕とする。ステップＳ２０４では、Ｋ
番目の光源に対し、図３のｘ* ｙ* ｚ* 座標系での点Ｐ
の座標を
【００１６】
【数１】 ｘ* ＝（２Ｌｘ〔Ｋ〕／Ｍｘ−１） tan（α／２） ｙ* ＝（２Ｌｙ〔Ｋ〕／Ｍｙ−１） tan（β／２） ｚ* ＝１ として求め、これをｘ〔Ｋ〕，ｙ〔Ｋ〕，ｚ〔Ｋ〕とす
る。ベクトル（ｘ〔Ｋ〕，ｙ〔Ｋ〕，ｚ〔Ｋ〕）は光源
２０（図３）の方向、すなわち、光源２０の方向（光源
に向かうベクトル）を表す。ステップＳ２０５では、ｘ
〔Ｋ〕，ｙ〔Ｋ〕，ｚ〔Ｋ〕で示されるベクトルを単位
ベクトルにするため、
る。ベクトル（ｘ〔Ｋ〕，ｙ〔Ｋ〕，ｚ〔Ｋ〕）は光源
２０（図３）の方向、すなわち、光源２０の方向（光源
に向かうベクトル）を表す。ステップＳ２０５では、ｘ
〔Ｋ〕，ｙ〔Ｋ〕，ｚ〔Ｋ〕で示されるベクトルを単位
ベクトルにするため、
【００１７】
【数２】ｄ←sqrt（ｘ〔Ｋ〕・ｘ〔Ｋ〕＋ｙ〔Ｋ〕・ｙ
〔Ｋ〕＋ｚ〔Ｋ〕・ｚ〔Ｋ〕） によりベクトルの大きさｄを求めるとともに、ステップ
Ｓ２０６によって、
〔Ｋ〕＋ｚ〔Ｋ〕・ｚ〔Ｋ〕） によりベクトルの大きさｄを求めるとともに、ステップ
Ｓ２０６によって、
【００１８】
【数３】ｘ〔Ｋ〕←ｘ〔Ｋ〕／ｄ ｙ〔Ｋ〕←ｙ〔Ｋ〕／ｄ ｚ〔Ｋ〕←ｚ〔Ｋ〕／ｄ とすることによって、単位ベクトルに変換する。この処
理により、光源２０（図３）の光のＲＧＢ成分と方向と
を設定する。ステップＳ２７では、変数Ｋに「１」加
え、ステップＳ２２に戻る。なお、sqrtは（ルート：平
方根）を意味する。
理により、光源２０（図３）の光のＲＧＢ成分と方向と
を設定する。ステップＳ２７では、変数Ｋに「１」加
え、ステップＳ２２に戻る。なお、sqrtは（ルート：平
方根）を意味する。
【００１９】図４のステップＳ３において描画を実行す
る方法の一例が図７に示される。この図７のルーチン
は、図４のステップＳ２すなわち図６のルーチンで設定
された光源が十分遠くにあり、したがって対象物形状デ
ータに平行光線として照射されるものとして、拡散反射
による対象物形状データの輝度を計算し、その値によっ
て示される明るさおよび色で描画する場合の動作であ
る。対象物形状データは、図８に示すように、複数個の
三角形などのパッチ２２の集合として表されるものとす
る。
る方法の一例が図７に示される。この図７のルーチン
は、図４のステップＳ２すなわち図６のルーチンで設定
された光源が十分遠くにあり、したがって対象物形状デ
ータに平行光線として照射されるものとして、拡散反射
による対象物形状データの輝度を計算し、その値によっ
て示される明るさおよび色で描画する場合の動作であ
る。対象物形状データは、図８に示すように、複数個の
三角形などのパッチ２２の集合として表されるものとす
る。
【００２０】図７のステップＳ３０１において、全ての
パッチについて処理を行うための変数Ｊを「１」に初期
化する。ステップＳ３０２では変数Ｊが対象物形状デー
タを構成する全パッチ数以下かどうかを判定し、以下な
らステップＳ３０３へ進み、そうでなければ、このルー
チンを終了する。ステップＳ３０３では、対象物形状デ
ータのＪ番目のパッチについて、その法線単位ベクトル
をｎ、ＲＧＢ各成分に対する拡散反射率をそれぞれＲ
ｒ，Ｒｇ，Ｒｂとする。ステップＳ３０４では、検出さ
れた全ての光源について処理を行うための変数Ｋを
「１」に初期化し、パッチの呈する色のＲＧＢ成分Ｉ
ｒ，Ｉｇ，Ｉｂを「０」に初期化する。ステップＳ３０
５では、Ｊ番目のパッチに対しての未処理の光源がある
かどうかを判定し、あればステップＳ３０６へ、そうで
なければステップＳ３０９へ進む。ステップＳ３０６で
は、図４のステップＳ２すなわち図７のルーチンで求め
た光源のうちＫ番目のものの方向をベクトルｍとする。
ステップＳ３０７では、たとえば、中前栄八郎、西田友
是著「３次元コンピュータグラフィクス」昭晃堂（昭和
６１年発行）の第７章に示された、平行光線による拡散
反射での輝度計算により、法線ベクトルｎのパッチに方
向ｍからＲＧＢ各成分の明るさがＬｒ〔Ｋ〕，Ｌｇ
〔Ｋ〕，Ｌｂ〔Ｋ〕の平行光が照射されたとして、その
Ｊ番目のパッチの明るさ
パッチについて処理を行うための変数Ｊを「１」に初期
化する。ステップＳ３０２では変数Ｊが対象物形状デー
タを構成する全パッチ数以下かどうかを判定し、以下な
らステップＳ３０３へ進み、そうでなければ、このルー
チンを終了する。ステップＳ３０３では、対象物形状デ
ータのＪ番目のパッチについて、その法線単位ベクトル
をｎ、ＲＧＢ各成分に対する拡散反射率をそれぞれＲ
ｒ，Ｒｇ，Ｒｂとする。ステップＳ３０４では、検出さ
れた全ての光源について処理を行うための変数Ｋを
「１」に初期化し、パッチの呈する色のＲＧＢ成分Ｉ
ｒ，Ｉｇ，Ｉｂを「０」に初期化する。ステップＳ３０
５では、Ｊ番目のパッチに対しての未処理の光源がある
かどうかを判定し、あればステップＳ３０６へ、そうで
なければステップＳ３０９へ進む。ステップＳ３０６で
は、図４のステップＳ２すなわち図７のルーチンで求め
た光源のうちＫ番目のものの方向をベクトルｍとする。
ステップＳ３０７では、たとえば、中前栄八郎、西田友
是著「３次元コンピュータグラフィクス」昭晃堂（昭和
６１年発行）の第７章に示された、平行光線による拡散
反射での輝度計算により、法線ベクトルｎのパッチに方
向ｍからＲＧＢ各成分の明るさがＬｒ〔Ｋ〕，Ｌｇ
〔Ｋ〕，Ｌｂ〔Ｋ〕の平行光が照射されたとして、その
Ｊ番目のパッチの明るさ
【００２１】
【数４】Ｌｒ〔Ｋ〕・（ｎ，ｍ）・Ｒｒ Ｌｇ〔Ｋ〕・（ｎ，ｍ）・Ｒｇ Ｌｂ〔Ｋ〕・（ｎ，ｍ）・Ｒｂ を計算し、Ｋ−１番目までの光源によって呈する明るさ
Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂにこれを加算し、新たに明るさＩｒ，
Ｉｇ，Ｉｂを得る。ステップＳ３０８では、Ｋに１加算
し、ステップＳ３０５に戻る。ステップＳ３０９では、
Ｊ番目のパッチが呈する色をＲＧＢ成分が、Ｉｒ，Ｉ
ｇ，Ｉｂ、あるいはこの定数倍として、たとえば、前出
「３次元コンピュータグラフィクス」第５章に示される
ビューイング変換を行い、同書第６章に示されるｚバッ
ファアルゴリズムによる陰面陰線消去などの技法を用い
て、表示装置１８に描画する。ステップＳ３１０では、
変数Ｊに「１」加えてステップＳ３０２に戻る。
Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂにこれを加算し、新たに明るさＩｒ，
Ｉｇ，Ｉｂを得る。ステップＳ３０８では、Ｋに１加算
し、ステップＳ３０５に戻る。ステップＳ３０９では、
Ｊ番目のパッチが呈する色をＲＧＢ成分が、Ｉｒ，Ｉ
ｇ，Ｉｂ、あるいはこの定数倍として、たとえば、前出
「３次元コンピュータグラフィクス」第５章に示される
ビューイング変換を行い、同書第６章に示されるｚバッ
ファアルゴリズムによる陰面陰線消去などの技法を用い
て、表示装置１８に描画する。ステップＳ３１０では、
変数Ｊに「１」加えてステップＳ３０２に戻る。
【００２２】このようにして、図９または図１０のよう
に、画像処理装置１０の設置された環境における光源２
０の位置や強さに応じて陰影付けされた対象物ＯＢＪの
画像が表示装置１８に表示される。図１１に示すこの発
明の他の実施例の画像処理装置１０では、受光装置ない
しビデオカメラ１２に魚眼レンズ２４を装着し、その出
力画像を中央演算処理装置１４に送る。この実施例で
は、受光装置１２からの入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）、ｘ＝
１，２，…，Ｍｘ、ｙ＝１，２，…，Ｍｙ、は魚眼レン
ズ２４の働きにより、Ｉ（ｘ，ｙ）の中心を中心とする
半径Ｍｒの円内が意味をもつとする。このとき、
に、画像処理装置１０の設置された環境における光源２
０の位置や強さに応じて陰影付けされた対象物ＯＢＪの
画像が表示装置１８に表示される。図１１に示すこの発
明の他の実施例の画像処理装置１０では、受光装置ない
しビデオカメラ１２に魚眼レンズ２４を装着し、その出
力画像を中央演算処理装置１４に送る。この実施例で
は、受光装置１２からの入力画像Ｉ（ｘ，ｙ）、ｘ＝
１，２，…，Ｍｘ、ｙ＝１，２，…，Ｍｙ、は魚眼レン
ズ２４の働きにより、Ｉ（ｘ，ｙ）の中心を中心とする
半径Ｍｒの円内が意味をもつとする。このとき、
【００２３】
【数５】
【００２４】により極座標でＩ（ｒ，θ）と表現する。
図１２に示すように、入力画像Ｉ（ｒ，θ）は視点Ｖを
中心とする半径「１」の半球上に対応する。このとき、
視点Ｖと光源Ｌとを結ぶ直線ＶＬと半球との交点Ｐに対
応する画素では、光源Ｌの影響により画素強度が大きく
なる。したがって、入力画像Ｉ（ｒ，θ）中から強度の
強い画素を検出することにより、光源２０を検出でき
る。この実施例に係る画像処理装置１０の動作は、先に
図５〜図７で詳細に説明した動作と同様であるが、入力
画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中心点を中心とする半径Ｍｒの円外
ではＩ（ｘ，ｙ）は閾値Ｔより小さいとする。また、図
６のステップＳ２０４では、数１の代わりに、まず、数
５による極座標への変換を行い、続いて、
図１２に示すように、入力画像Ｉ（ｒ，θ）は視点Ｖを
中心とする半径「１」の半球上に対応する。このとき、
視点Ｖと光源Ｌとを結ぶ直線ＶＬと半球との交点Ｐに対
応する画素では、光源Ｌの影響により画素強度が大きく
なる。したがって、入力画像Ｉ（ｒ，θ）中から強度の
強い画素を検出することにより、光源２０を検出でき
る。この実施例に係る画像処理装置１０の動作は、先に
図５〜図７で詳細に説明した動作と同様であるが、入力
画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中心点を中心とする半径Ｍｒの円外
ではＩ（ｘ，ｙ）は閾値Ｔより小さいとする。また、図
６のステップＳ２０４では、数１の代わりに、まず、数
５による極座標への変換を行い、続いて、
【００２５】
【数６】ｘ* ＝ sinｒ cosθ ｙ* ＝ sinｒ sinθ ｚ* ＝ cosｒ により数２で設定するｘ* 、ｙ* 、ｚ* の値を決定す
る。
る。
【００２６】図１１に示す実施例では、受光装置１２に
魚眼レンズ２４を装着しており、１個の受光装置で広い
視野内の光源の光情報を検知することが可能になる。こ
の発明のさらに他の実施例では、光源２０を点光源とし
て拡散反射による対象物形状データの輝度を計算し、そ
の値によって示される明るさや色で描画するこの実施例
が図１３に示される。図１３実施例の画像処理装置１０
の動作は、上述の各実施例の動作と同様であるが、受光
装置１２が測距装置２６を有するため、図４の各ステッ
プＳ１，Ｓ２およびＳ３の詳細は細部で異なる。
魚眼レンズ２４を装着しており、１個の受光装置で広い
視野内の光源の光情報を検知することが可能になる。こ
の発明のさらに他の実施例では、光源２０を点光源とし
て拡散反射による対象物形状データの輝度を計算し、そ
の値によって示される明るさや色で描画するこの実施例
が図１３に示される。図１３実施例の画像処理装置１０
の動作は、上述の各実施例の動作と同様であるが、受光
装置１２が測距装置２６を有するため、図４の各ステッ
プＳ１，Ｓ２およびＳ３の詳細は細部で異なる。
【００２７】図４のステップＳ１において光源を検出す
るために、図１４のステップＳ１０４とステップＳ１０
５の間においてステップＳ１０４ａおよびＳ１０４ｂを
実行する。ステップＳ１０４ａにおいて、測距装置２６
により、たとえばカメラの自動焦点合わせに用いられる
手法により、数１で示される点Ｐに対し直線ＶＰの延長
上にある光源Ｌまでの距離Ｄを計測する。さらに、ステ
ップＳ１０４ｂでは、光源までの距離Ｄを配列Ｌｄに格
納する。
るために、図１４のステップＳ１０４とステップＳ１０
５の間においてステップＳ１０４ａおよびＳ１０４ｂを
実行する。ステップＳ１０４ａにおいて、測距装置２６
により、たとえばカメラの自動焦点合わせに用いられる
手法により、数１で示される点Ｐに対し直線ＶＰの延長
上にある光源Ｌまでの距離Ｄを計測する。さらに、ステ
ップＳ１０４ｂでは、光源までの距離Ｄを配列Ｌｄに格
納する。
【００２８】また、図４のステップＳ２では、図１５に
示すように先の図６のステップＳ２０６の代わりにステ
ップＳ２０６を実行する。ステップＳ２０６では、図１
４のステップＳ１０４ｂで格納したＬｄ〔Ｋ〕を用い
て、
示すように先の図６のステップＳ２０６の代わりにステ
ップＳ２０６を実行する。ステップＳ２０６では、図１
４のステップＳ１０４ｂで格納したＬｄ〔Ｋ〕を用い
て、
【００２９】
【数７】ｘ〔Ｋ〕←ｘ〔Ｋ〕・Ｌｄ〔Ｋ〕／ｄ ｙ〔Ｋ〕←ｙ〔Ｋ〕・Ｌｄ〔Ｋ〕／ｄ ｚ〔Ｋ〕←ｚ〔Ｋ〕・Ｌｄ〔Ｋ〕／ｄ を行う。ｘ〔Ｋ〕，ｙ〔Ｋ〕，ｚ〔Ｋ〕はＫ番目の光源
の位置座標を示す。
の位置座標を示す。
【００３０】また、図３のステップＳ３では、図１６に
示すように、ステップＳ３０３とステップＳ３０４の間
にステップＳ３０３ａを行い、図７のステップＳ３０６
およびＳ３０７の代わりに、ステップＳ３０５ａ，Ｓ３
０６′，Ｓ３０７′を行う。ステップＳ３０３ａでは、
図８に示すようにＪ番目のパッチ２２の重心２８の位置
座標をｐとする。ステップＳ３０５ａでは、ｒをＪ番目
のパッチの重心からＫ番目の光源へのベクトルとする。
ステップＳ３０６′では、ｒ方向の単位ベクトルをｍと
する。ステップＳ３０７′では、前出「３次元コンピュ
ータグラフィクス」第７章に示された、点光源による拡
散反射での輝度計算により、法線ベクトルｎのパッチに
方向ｍからＲＧＢ各成分の明るさがＬｒ〔Ｋ〕，Ｌｇ
〔Ｋ〕，Ｌｂ〔Ｋ〕の放射光が照射されたものとして、
そのパッチの明るさ
示すように、ステップＳ３０３とステップＳ３０４の間
にステップＳ３０３ａを行い、図７のステップＳ３０６
およびＳ３０７の代わりに、ステップＳ３０５ａ，Ｓ３
０６′，Ｓ３０７′を行う。ステップＳ３０３ａでは、
図８に示すようにＪ番目のパッチ２２の重心２８の位置
座標をｐとする。ステップＳ３０５ａでは、ｒをＪ番目
のパッチの重心からＫ番目の光源へのベクトルとする。
ステップＳ３０６′では、ｒ方向の単位ベクトルをｍと
する。ステップＳ３０７′では、前出「３次元コンピュ
ータグラフィクス」第７章に示された、点光源による拡
散反射での輝度計算により、法線ベクトルｎのパッチに
方向ｍからＲＧＢ各成分の明るさがＬｒ〔Ｋ〕，Ｌｇ
〔Ｋ〕，Ｌｂ〔Ｋ〕の放射光が照射されたものとして、
そのパッチの明るさ
【００３１】
【数８】Ｌｒ〔Ｋ〕・（ｎ，ｍ）・Ｒｒ／｜ｒ｜2 Ｌｇ〔Ｋ〕・（ｎ，ｍ）・Ｒｇ／｜ｒ｜2 Ｌｂ〔Ｋ〕・（ｎ，ｍ）・Ｒｂ／｜ｒ｜2 を計算し、Ｋ−１番目までの光源によって呈する明るさ
Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂにこれを加算し、新たな明るさＩｒ，
Ｉｇ，Ｉｂを得る。
Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂにこれを加算し、新たな明るさＩｒ，
Ｉｇ，Ｉｂを得る。
【００３２】なお、上述の実施例では受光装置、すなわ
ちビデオカメラ１２が固定されているものとして説明し
た。しかしながら、受光装置ないしビデオカメラを、時
間とともに視線方向や設置位置が変化するよう構成し、
より広い空間の光源に対処できるようにしてもよい。さ
らに、この受光装置、ビデオカメラを２個以上同位置ま
たは異なる位置に設け、より広い空間の光源に対処でき
るようにしてもよい。
ちビデオカメラ１２が固定されているものとして説明し
た。しかしながら、受光装置ないしビデオカメラを、時
間とともに視線方向や設置位置が変化するよう構成し、
より広い空間の光源に対処できるようにしてもよい。さ
らに、この受光装置、ビデオカメラを２個以上同位置ま
たは異なる位置に設け、より広い空間の光源に対処でき
るようにしてもよい。
【００３３】さらに、各実施例では、中央演算処理装置
（コンピュータ）が光源の検出，光源の定義ないし設定
および描画を全て実行するようにしたが、何れも専用の
ハードウェアを用いて実行するようにしてもよい。さら
に、各実施例では、受光装置（ビデオカメラ）１２の視
点Ｖを原点として光源の位置を特定するようにしたが、
記憶装置１６内のグラフィックライブラリとの整合性が
あれば、他の座標系で光源位置を表現するようにしても
よい。
（コンピュータ）が光源の検出，光源の定義ないし設定
および描画を全て実行するようにしたが、何れも専用の
ハードウェアを用いて実行するようにしてもよい。さら
に、各実施例では、受光装置（ビデオカメラ）１２の視
点Ｖを原点として光源の位置を特定するようにしたが、
記憶装置１６内のグラフィックライブラリとの整合性が
あれば、他の座標系で光源位置を表現するようにしても
よい。
【００３４】また、各実施例では記憶装置１６内の対象
物形状データへの陰影付け処理をするようにしたが、受
光装置（ビデオカメラ）１２からの出力信号によって得
られる光源データと対象物形状データの描画方法とに予
め一定の関連を持たせておけば、他の描画方法でも描画
できることはいうまでもない。
物形状データへの陰影付け処理をするようにしたが、受
光装置（ビデオカメラ）１２からの出力信号によって得
られる光源データと対象物形状データの描画方法とに予
め一定の関連を持たせておけば、他の描画方法でも描画
できることはいうまでもない。
【図１】従来の画像処理装置の一例を示すブロックであ
る。
る。
【図２】この発明の一実施例に係る画像処理装置を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】図２実施例における入力画像と光の強度，色，
照射方向との関係を示す図解図である。
照射方向との関係を示す図解図である。
【図４】実施例の動作を示すフロー図である。
【図５】図１実施例で図４において光源を検出する動作
の一例を詳細に示すフロー図である。
の一例を詳細に示すフロー図である。
【図６】図１実施例で図４において光源を定義する動作
の一例を詳細に示すフロー図である。
の一例を詳細に示すフロー図である。
【図７】図１実施例で図４における描画動作の一例を詳
細に示すフロー図である。
細に示すフロー図である。
【図８】三角形のパッチを示す図解図である。
【図９】図１実施例に従って描画された状態の一例を示
す図解図である。
す図解図である。
【図１０】図１実施例に従って描画された状態の他の例
を示す図解図である。
を示す図解図である。
【図１１】この発明の他の実施例に係る画像処理装置を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図１２】図１１実施例における入力画像と光の強度，
色，照射方向との関係を示す図解図である。
色，照射方向との関係を示す図解図である。
【図１３】この発明のさらに他の実施例に係る画像処理
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
【図１４】図１３実施例で図４において光源を検出する
動作の一例を詳細に示すフロー図である。
動作の一例を詳細に示すフロー図である。
【図１５】図１３実施例で図４において光源を定義する
動作の一例を詳細に示すフロー図である。
動作の一例を詳細に示すフロー図である。
【図１６】図１３実施例で図４における描画動作の一例
を詳細に示すフロー図である。
を詳細に示すフロー図である。
１０ …画像処理装置 １２ …受光装置（ビデオカメラ） １４ …中央演算処理装置 １６ …記憶装置 １８ …表示装置 ２４ …魚眼レンズ ２８ …測距装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9365−5Ｈ Ｇ０６Ｆ 15/72 ４６５
Claims (5)
- 【請求項１】光源データおよび対象物形状データに基づ
いて対象物を陰影付けして描画する画像処理装置におい
て、 周囲の明るさを検知する受光手段をさらに備え、前記受
光手段の出力信号に基づいて前記光源データを得るよう
にしたことを特徴とする、画像処理装置。 - 【請求項２】前記受光手段はビデオカメラを含み、前記
ビデオカメラからの入力画像に基づいて周囲の光源の少
なくとも強さを検知して前記光源データを得る、請求項
１記載の画像処理装置。 - 【請求項３】前記ビデオカメラはカラービデオカメラで
あり、前記カラービデオカメラからの入力画像に基づい
て前記光源の色を検知して前記光源データを得るように
した、請求項２記載の画像処理装置。 - 【請求項４】前記ビデオカメラに装着される魚眼レンズ
をさらに備える、請求項２または３記載の画像処理装
置。 - 【請求項５】前記ビデオカメラは距離計測手段を有し、
前記距離計測手段によって計測した光源までの距離に基
づいて光源の位置を算出し、前記位置によって前記光源
データを得る、請求項２ないし４のいずれかに記載の画
像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20044694A JPH0863618A (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20044694A JPH0863618A (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 画像処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0863618A true JPH0863618A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16424441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20044694A Withdrawn JPH0863618A (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0863618A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6633304B2 (en) | 2000-11-24 | 2003-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Mixed reality presentation apparatus and control method thereof |
| KR100521413B1 (ko) * | 2003-12-26 | 2005-10-17 | 한국전자통신연구원 | 필터링된 환경맵을 이용한 역렌더링 장치 및 그 방법 |
| KR100776442B1 (ko) * | 1999-08-20 | 2007-11-16 | 콸콤 인코포레이티드 | 통신 시스템의 간섭 추정 방법 및 시스템 |
| JP2011033928A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Denso Corp | 表示制御装置および表示制御プログラム |
| JP2013515307A (ja) * | 2009-12-21 | 2013-05-02 | トムソン ライセンシング | 環境マップを生成する方法 |
| WO2017154046A1 (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 表示装置 |
| CN109863471A (zh) * | 2016-12-20 | 2019-06-07 | 三星电子株式会社 | 显示装置及其显示方法 |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP20044694A patent/JPH0863618A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100776442B1 (ko) * | 1999-08-20 | 2007-11-16 | 콸콤 인코포레이티드 | 통신 시스템의 간섭 추정 방법 및 시스템 |
| US6633304B2 (en) | 2000-11-24 | 2003-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Mixed reality presentation apparatus and control method thereof |
| KR100521413B1 (ko) * | 2003-12-26 | 2005-10-17 | 한국전자통신연구원 | 필터링된 환경맵을 이용한 역렌더링 장치 및 그 방법 |
| JP2011033928A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Denso Corp | 表示制御装置および表示制御プログラム |
| JP2013515307A (ja) * | 2009-12-21 | 2013-05-02 | トムソン ライセンシング | 環境マップを生成する方法 |
| US9449428B2 (en) | 2009-12-21 | 2016-09-20 | Thomson Licensing | Method for generating an environment map |
| WO2017154046A1 (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 表示装置 |
| CN109863471A (zh) * | 2016-12-20 | 2019-06-07 | 三星电子株式会社 | 显示装置及其显示方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |