JPH10288939A - Method and apparatus for generating computer generated hologram using depth buffer - Google Patents
Method and apparatus for generating computer generated hologram using depth bufferInfo
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- JPH10288939A JPH10288939A JP9856997A JP9856997A JPH10288939A JP H10288939 A JPH10288939 A JP H10288939A JP 9856997 A JP9856997 A JP 9856997A JP 9856997 A JP9856997 A JP 9856997A JP H10288939 A JPH10288939 A JP H10288939A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特定視点から見える物体のみを表示して遮蔽
が表現できるホログラムを高速に生成可能とする計算機
ホログラム生成方法並びに装置を提供する。
【解決手段】 表示対象空間を計算機内で管理し、ホロ
グラム上に視点があるとしたときの、デプスバッファを
生成し、このデプスバッファに視点から最も近い距離に
ある物体の情報を登録する。このデプスバッファに登録
されている物体についてのみ点光源を仮定し、ホログラ
ム面上での波面を計算する。デプスバッファ上の全ての
物体に関して波面を計算した後、これらの波面の総和
を、ホログラム面での当該視点での物体波面とする。そ
して、ホログラム面上で、視点を移動させ、ホログラム
面での物体波面を求め、参照光との干渉縞を計算する。
(57) [Summary] [Problem] To provide a computer generated hologram generating method and apparatus capable of displaying only an object visible from a specific viewpoint and generating a hologram capable of expressing occlusion at high speed. SOLUTION: A display target space is managed in a computer, a depth buffer when a viewpoint is present on a hologram is generated, and information of an object located at a closest distance from the viewpoint is registered in the depth buffer. A point light source is assumed only for the object registered in the depth buffer, and the wavefront on the hologram surface is calculated. After calculating the wavefronts for all objects on the depth buffer, the sum of these wavefronts is taken as the object wavefront at the viewpoint on the hologram surface. Then, the viewpoint is moved on the hologram surface, the object wavefront on the hologram surface is obtained, and interference fringes with the reference light are calculated.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムを計算
機により生成・表示し、立体映像として表示する計算機
ホログラム生成技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a computer generated hologram generation technique for generating and displaying a hologram by a computer and displaying the generated hologram as a stereoscopic image.
【0002】[0002]
【従来の技術】ホログラムを計算機で実現するために
は、まず、物体を点光源により記述し、個々の点光源か
らの波面と参照光との干渉縞を数値計算により求めると
いう手法が使われている。この計算方法では、物体を構
成する点光源Oを、この点光源Oからの距離rとすると
き、次式により定義する。2. Description of the Related Art In order to realize a hologram by a computer, a method is first used in which an object is described by a point light source, and an interference fringe between a wavefront from each point light source and a reference light is obtained by numerical calculation. I have. In this calculation method, when a point light source O constituting an object is a distance r from the point light source O, it is defined by the following equation.
【0003】O=(ao/r)ejkr …(1) そして、点光源Oからホログラム面までの距離rにおけ
る波面の振幅を求めていく。ここで、aoは点光源の輝
度、λは光の波長、k=2π/λである。そして、各点
光源から求めたホログラム面上での振幅値の総和に対し
て、参照光の波面を加算して、ホログラムとしての干渉
縞を生成するという手法である。O = (a o / r) e jkr (1) Then, the amplitude of the wavefront at the distance r from the point light source O to the hologram surface is calculated. Here, a o is the luminance of the point light source, λ is the wavelength of light, and k = 2π / λ. Then, a wavefront of the reference light is added to the sum of the amplitude values on the hologram surface obtained from each point light source to generate interference fringes as a hologram.
【0004】しかしながら、この手法では、物体を点光
源により記述するため、物体相互の遮蔽を表すことがで
きず、透き通った物体、あるいはワイヤーフレームの物
体の記述しか出来なかった。However, in this method, since the object is described by the point light source, it is not possible to represent the shielding between the objects, and only to describe a transparent object or a wire frame object.
【0005】そこで遮蔽を表すため、従来は、水平視差
のみに着目して、物体を記述する個々の点同士を結ぶ線
を求め、その線によりどの点が遮蔽されるかを判断し、
遮蔽されない点についてのみ、当該点の波面を計算する
という手法があった(吉川、松丸、“電子ホログラムデ
ィスプレイのための陰面及びシェーディング処理”、1
992年電子情報通信学会秋季大会、D−229)。In order to express the occlusion, a line connecting the individual points describing the object is obtained by focusing only on the horizontal parallax, and it is determined which point is occluded by the line.
There has been a method of calculating the wavefront of a point only at an unobstructed point (Yoshikawa, Matsumaru, “Hidden Surface and Shading Process for Electronic Hologram Display”, 1
992 Autumn Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, D-229).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ホログラムの正確な計
算を行うためには、点光源による波面の干渉を求めるこ
とが必要であるが、物体の形状が複雑になるにつれ、物
体形状を表現するために点光源の数が増大する。ホログ
ラムでは各点光源の波面の干渉を計算する訳であるか
ら、点光源の増大に伴い、莫大な計算量が必要とされ、
一フレームの画像(干渉縞)を計算する場合でも、数分
から数時間を要していた。また、従来の陰面消去の手法
では、個々の点について、それぞれ遮蔽状態を調査する
ため、点の数が増加するに従って、点同士の遮蔽状態を
検出する処理が複雑になり、従来の水平視差のみの手法
を、単純に、両方向視差へ拡張することが困難であっ
た。In order to accurately calculate a hologram, it is necessary to determine the interference of a wavefront caused by a point light source. However, as the shape of an object becomes complicated, it is necessary to express the shape of the object. Therefore, the number of point light sources increases. Since the hologram calculates the wavefront interference of each point light source, an enormous amount of calculation is required as the number of point light sources increases.
Even when calculating an image (interference fringe) of one frame, it took several minutes to several hours. In addition, in the conventional hidden surface elimination method, since the shielding state is investigated for each point, as the number of points increases, the process of detecting the shielding state between points becomes complicated, and only the conventional horizontal parallax is used. It is difficult to simply extend the method of (1) to bidirectional parallax.
【0007】そこで、本発明は、特定視点から見える物
体のみを表示して遮蔽を表現できるホログラムを高速に
生成可能とする計算機ホログラム生成方法並びに装置を
提供することを課題とする。It is therefore an object of the present invention to provide a computer generated hologram generating method and apparatus capable of displaying only an object visible from a specific viewpoint and generating a hologram capable of expressing occlusion at a high speed.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の方法として、本発明は、物体からの光と参照光との干
渉縞を計算により求める計算機ホログラム生成方法にお
いて、ホログラム面の各画素を視点としたデプスバッフ
ァを生成する過程と、当該デプスバッファに登録された
物体の位置に点光源があるとしたときのホログラム面上
での波面の総和を求める過程と、前記求められた物体か
らの波面の総和の値に、参照光の波面を合成することに
よりホログラムの干渉縞を生成する過程と、を有するこ
とを特徴とする。As a method for solving the above problems, the present invention provides a computer generated hologram generation method for calculating interference fringes between light from an object and reference light by calculating each pixel on a hologram surface. A step of generating a depth buffer as a viewpoint, a step of calculating the sum of wavefronts on the hologram surface when a point light source is located at the position of the object registered in the depth buffer, and Generating a hologram interference fringe by combining the wavefront of the reference light with the sum of the wavefronts.
【0009】また、前記当該デプスバッファに登録され
た物体の位置に点光源があるとしたときのホログラム面
上での波面の総和を求める過程では、前記物体の位置の
点光源の各々について並列にホログラム面上の各視点で
の波面を計算したのち該波面の総和を求めることを特徴
とする。In the process of obtaining the sum of the wavefronts on the hologram surface when the point light source is located at the position of the object registered in the depth buffer, the point light sources at the position of the object are processed in parallel. After calculating the wavefront at each viewpoint on the hologram surface, the sum of the wavefronts is obtained.
【0010】また、上記課題を解決するための装置とし
て、本発明は、物体からの光と参照光との干渉縞を計算
機により求める計算機ホログラム生成装置において、表
示対象物を管理する手段と、前記管理された表示対象物
を参照してホログラム面の各画素を視点としたデプスバ
ッファを生成・管理する手段と、ホログラム計算用のマ
トリックスを管理するホログラム管理手段と、前記管理
されたマトリックスを用い、当該デプスバッファに登録
された物体の位置に点光源があるとしたときのホログラ
ム面上での波面および該波面の総和、並びに参照光の波
面を計算する手段と、前記計算された波面の総和および
参照光の波面を合成する手段と、を備えることを特徴と
する。According to another aspect of the present invention, there is provided a computer generated hologram generating apparatus for obtaining an interference fringe between light from an object and reference light by a computer. A means for generating and managing a depth buffer with each pixel on the hologram surface as a viewpoint with reference to a managed display object, a hologram managing means for managing a matrix for hologram calculation, and using the managed matrix, Means for calculating the wavefront and the sum of the wavefronts on the hologram surface when the point light source is assumed to be at the position of the object registered in the depth buffer, and the wavefront of the reference light, and the sum of the calculated wavefronts and Means for synthesizing the wavefront of the reference light.
【0011】本発明では、表示対象空間を計算機内で管
理し、ホログラム面上に視点があるとしたときの、デプ
スバッファを生成し、デプスバッファに登録されている
物体(部分)についてのみ点光源を仮定し、ホログラム
面上での波面を計算する。デプスバッファ上の全ての物
体に関して波面を計算した後、これらの波面の総和を、
ホログラム面での当該視点での物体波面とする。そし
て、ホログラム面上で、視点を移動させ、ホログラム面
での物体波面を求め、参照光との干渉縞を計算するよう
にする。According to the present invention, a display target space is managed in a computer, a depth buffer is generated when a viewpoint is on a hologram surface, and a point light source is generated only for an object (portion) registered in the depth buffer. And the wavefront on the hologram plane is calculated. After calculating the wavefronts for all objects on the depth buffer, the sum of these wavefronts is
The object wavefront at the viewpoint on the hologram surface. Then, the viewpoint is moved on the hologram surface, the object wavefront on the hologram surface is obtained, and interference fringes with the reference light are calculated.
【0012】デプスバッファを用いることにより、特定
視点から見える物体のみが波面計算の処理対象となるた
め、遮蔽を表現することが可能となる。By using the depth buffer, only objects that can be seen from a specific viewpoint are subjected to the wavefront calculation, so that occlusion can be expressed.
【0013】また、見えない部分の対象は計算対象から
外れるため、計算量を大幅に削減することができ、高速
に干渉縞を生成することが可能である。Further, since the invisible part is excluded from the calculation target, the calculation amount can be greatly reduced, and the interference fringes can be generated at high speed.
【0014】また、個々のデプスバッファにおける処理
は、独立であるため、並列化により、高速演算が可能と
なる。Further, since the processing in each of the depth buffers is independent, high-speed operation can be performed by parallel processing.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を用いて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0016】図1は、本発明の方法での一実施形態例を
説明するためのフロー図である。本実施形態例を説明す
るために、図2に示すような系を考える。一例として、
ホログラム面21における干渉縞を計算するために、ホ
ログラム面21の各画素(i,j)の位置に視点24を
おいたときの、可視空間(ビューボリュームと呼ぶ)を
22とする。そして、視点24(ホログラム面上の座標
(i,j))のとき見える投影画像を生成するためのデ
プスバッファが23であるとする。ここで、デプスバッ
ファ23の要素(u,v)は、視点24から見える微小
空間(視点を頂点とする四角錐)25が対応し、この空
間(デプスバッファ−要素に対応するビューボリュー
ム)25の中に存在する物体が、デプスバッファの要素
(u,v)に対応する処理対象物体となる。FIG. 1 is a flow chart for explaining an embodiment of the method of the present invention. In order to explain the present embodiment, consider a system as shown in FIG. As an example,
In order to calculate the interference fringes on the hologram surface 21, the visible space (called a view volume) when the viewpoint 24 is placed at the position of each pixel (i, j) on the hologram surface 21 is assumed to be 22. Then, it is assumed that the depth buffer 23 for generating a projection image that can be seen at the viewpoint 24 (coordinates (i, j) on the hologram surface) is 23. Here, the element (u, v) of the depth buffer 23 corresponds to a minute space (a quadrangular pyramid having the viewpoint as a vertex) 25 that can be seen from the viewpoint 24. The object existing therein becomes the processing target object corresponding to the element (u, v) of the depth buffer.
【0017】始めに、ホログラム面21の各画素(i,
j)対応するマトリックスH(p,i,j,c)、p=
1,2,3、i=1,…I、j=1,…J、c=R,
G,Bを作成する。マトリックスの内容をクリア(ステ
ップ101)した後、マトリックスの各要素(i,j)
について、順次走査していく。ここで、pの要素は、複
素振幅で記述される点光源を表すため、p=1(実数
部)、p=2(虚数部)、p=3(干渉縞)を格納する
ための場所となっている。また、cは、対象物体の色
(RGB成分)の値を表す。First, each pixel (i,
j) The corresponding matrix H (p, i, j, c), p =
1,2,3, i = 1, ... I, j = 1, ... J, c = R,
G and B are created. After clearing the contents of the matrix (step 101), each element (i, j) of the matrix
Are sequentially scanned. Here, since the element of p represents a point light source described by a complex amplitude, a place for storing p = 1 (real part), p = 2 (imaginary part), and p = 3 (interference fringe) Has become. Also, c represents the value of the color (RGB component) of the target object.
【0018】まず、点(i,j)を視点24としたとき
のデプスバッファZ(u,v)23を作成する(ステッ
プ102)。図3は、デプスバッファへの登録例を説明
するための図であって、図3(a)の31はビューボリ
ューム中の対象物体とデプスバッファの対応を示した
図、図3(b)の32はデプスバッファの各要素値の一
例を示した図である。First, a depth buffer Z (u, v) 23 when the point (i, j) is set as the viewpoint 24 is created (step 102). FIG. 3 is a diagram for explaining an example of registration in the depth buffer, where 31 in FIG. 3A shows the correspondence between the target object in the view volume and the depth buffer, and FIG. 32 is a diagram showing an example of each element value of the depth buffer.
【0019】デプスバッファZ(u,v)23では、図
2の24に示すように、各要素(u,v)に対して、ビ
ューボリューム22の各空間25が対応している。そし
て、図3(a)の31に示すようにデプスバッファ23
から見たときの、視点までの最も近い位置までの距離の
物体情報(位置、色情報など)を登録していく(ステッ
プ103)。例えば、図3の31は、図2のある水平断
面での様子を示した図であるが、デプスバッファZ(u
+1,v)23の位置に対応する物体は、c,d,eの
物体があるが、視点に最も近いeの物体の情報がデプス
バッファZ(u+1,v)23に登録される。In the depth buffer Z (u, v) 23, as shown at 24 in FIG. 2, each space 25 of the view volume 22 corresponds to each element (u, v). Then, as shown at 31 in FIG.
The object information (position, color information, etc.) at a distance to the closest position to the viewpoint when viewed from is registered (step 103). For example, reference numeral 31 in FIG. 3 is a diagram showing a state in a certain horizontal section in FIG. 2, and the depth buffer Z (u
The object corresponding to the position of (+1, v) 23 includes c, d, and e, and information of the object e closest to the viewpoint is registered in the depth buffer Z (u + 1, v) 23.
【0020】以下、同様にして、デプスバッファZ23
の各要素(u,v)について各視線方向での見える物体
がデプスバッファZ23に登録される。その結果、図3
(b)の32に示すような、各要素(u,v)に当該視
線方向の可視物体までの距離が登録されたマトリックス
Zが完成される。(この図3の32の例では、ホログラ
ム面までの距離情報のみを提示した例であるが、このデ
プスバッファのマトリックスの次数を増やすか、オブジ
ェクト指向言語により、複数の情報を同一の場所に格納
することは可能である。) 次に、マトリックスZの各要素(u,v)に登録されて
いる物体の位置に点光源があるとしたときの、ホログラ
ム面上での光の波面を計算する(ステップ104)。こ
のとき、点光源の表面輝度すなわち振幅値aは、当該位
置にある物体表面の輝度(或いは、RGBそれぞれの輝
度)に対応する値をそれぞれ用いる。物体Oがポリゴン
等で表現されている場合、例えば、この要素(u,v)
に相当するビューボリュームとの交差する物体微小領域
を求め、その領域での重心から視点までの距離r′や、
色(RGB)それぞれの平均輝度値などを元に、ホログ
ラム面(i,j)から物体までの距離rや、輝度(振幅
値)RGBそれぞれ、aOR,aOG,aOBを決定する(こ
こで、距離の決定方法、色などの物体の属性情報を決定
する手法は、本実施形態例で特定されるものではな
い)。Hereinafter, similarly, the depth buffer Z23
For each element (u, v) of, an object visible in each line of sight direction is registered in the depth buffer Z23. As a result, FIG.
A matrix Z in which the distance to the visible object in the line-of-sight direction is registered in each element (u, v) as shown at 32 in (b). (The example of 32 in FIG. 3 is an example in which only the distance information to the hologram surface is presented. However, the degree of the matrix of the depth buffer is increased, or a plurality of pieces of information are stored in the same place using an object-oriented language. It is possible to calculate the wavefront of the light on the hologram surface when there is a point light source at the position of the object registered in each element (u, v) of the matrix Z. (Step 104). At this time, as the surface luminance of the point light source, that is, the amplitude value a, a value corresponding to the luminance of the object surface at the position (or the luminance of each of RGB) is used. When the object O is represented by a polygon or the like, for example, this element (u, v)
Is obtained, and a distance r ′ from the center of gravity to the viewpoint in that area,
The distance r from the hologram surface (i, j) to the object and the luminance (amplitude value) RGB, a OR , a OG , a OB, are determined based on the average luminance value of each color (RGB) (here, The method for determining the distance and the method for determining the attribute information of the object such as the color are not specified in the present embodiment.)
【0021】点光源は、RGBそれぞれの色について、 (aOR/r)ejkr,(aOG/r)ejkr,(aOB/r)ejkr …(2) で表されるから、物体の位置(l,u,v)と各視点
(i,j)との距離rを用いて、例えば赤色(R)につ
いて、 (aOR/r)ejkr …(3) を計算していく。同様に,緑(G)、青(B)について
も計算する(ステップ105)。The point light source is represented by (a OR / r) e jkr , (a OG / r) e jkr , (a OB / r) e jkr (2) for each color of RGB. Using the distance r between the position (l, u, v) and each viewpoint (i, j), for example, for red (R), (a OR / r) e jkr (3) is calculated. Similarly, calculation is performed for green (G) and blue (B) (step 105).
【0022】全てのu,vについて計算したのち(ステ
ップ106)、視点(i,j)における物体からの波面
の総和S(p,u,v,c)を求める(ステップ10
7)。After calculation for all u and v (step 106), the sum S (p, u, v, c) of the wavefronts from the object at the viewpoint (i, j) is obtained (step 10).
7).
【0023】 S(1,u,v,c)=Σu,v(aOc/r)cos(kr) …(4) S(2,u,v,c)=Σu,v(aOc/r)sin(kr) …(5) ここで、aOcは、物体Oの色c=R,G,Bの振幅値を
表しており、RGBでフルカラーの像を生成するために
は、上記のaOcの値のみ異なる式を3パターンそれぞれ
別々に計算する。S (1, u, v, c) = Σ u , v (a Oc / r) cos (kr) (4) S (2, u, v, c) = Σ u , v (a Oc / R) sin (kr) (5) Here, a Oc represents the amplitude value of the color c = R, G, and B of the object O. In order to generate a full-color image in RGB, Equations that differ only in the value of a Oc are separately calculated for each of the three patterns.
【0024】以上の走査を全ての(i,j)について行
い、物体からの光による、ホログラム面上での波面を計
算する(ステップ108)。次に、参照光の波面(振幅
値:b)を、物体からの波面の総和S(p,u,v,
c)に加算することで、干渉縞を完成する(ステップ1
09)。つまり、 H(1,i,j,c)=(b/r)cos(kr)+S(1,u,v,c) …(6) ここで、RGBフルカラーを用いる場合は、参照光の波
長がわかるため、kの値もそれぞれ異なる値を用いて、
干渉縞を生成することになる。あとは、この干渉縞を表
示装置に表示し、RGB別々の参照光を照射して、各色
の像を合成することで、フルカラーホログラムによる立
体映像を提示する事が出来る。The above scanning is performed for all (i, j), and the wavefront on the hologram surface due to the light from the object is calculated (step 108). Next, the wavefront (amplitude value: b) of the reference light is calculated as the sum S (p, u, v,
The interference fringe is completed by adding to step c) (step 1).
09). That is, H (1, i, j, c) = (b / r) cos (kr) + S (1, u, v, c) (6) where RGB full color is used, the wavelength of the reference light , So that k is also different,
An interference fringe will be generated. After that, the interference fringes are displayed on a display device, and the three-dimensional images can be presented by full-color holograms by irradiating RGB reference lights and combining the images of the respective colors.
【0025】次に、上述のような特徴部分を有する本発
明の計算機ホログラム生成装置の一実施形態例を説明す
る。図4は、その構成を示すブロック図である。図4に
おいて、41はデプスバッファを生成・管理するデプス
バッファ生成手段、42は光の波面を計算する波面計算
手段、43は表示対象物を管理する表示空間管理手段、
44は波面を合成する波面合成手段、45はホログラム
計算用のマトリックスを管理するホログラム面情報管理
手段である。Next, an embodiment of the computer generated hologram generating apparatus according to the present invention having the above-described characteristic portions will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration. In FIG. 4, reference numeral 41 denotes a depth buffer generation unit that generates and manages a depth buffer; 42, a wavefront calculation unit that calculates a wavefront of light; 43, a display space management unit that manages a display object;
44 is a wavefront synthesizing means for synthesizing a wavefront, and 45 is a hologram surface information managing means for managing a hologram calculation matrix.
【0026】以上の構成の実施形態例の動作例を説明す
る。An operation example of the embodiment having the above configuration will be described.
【0027】表示空間管理手段41では、表示対象物の
位置情報等の物体の各種属性を管理している。ホログラ
ムの位置等の系をホログラム面情報管理手段45にて設
定すると、まず、ホログラムに対応した座標系、マトリ
ックスの初期化がホログラム面情報管理手段45にて行
われる。また、ホログラム面の各画素に相当する視点が
決定されると、デプスバッファ生成手段41では、表示
空間管理手段43を参照して、当該視点でのデプスバッ
ファを生成する。波面計算手段42では、デプスバッフ
ァの各要素に登録されている物体の位置に点光源をおい
たと仮定したときの、光の波面を計算する。このとき、
当該物体の輝度情報は、表示空間管理手段43の情報を
元に、波面の振幅値として利用される。波面合成手段4
4では、全てのデプスバッファの要素について計算した
後、その総和を求める。そして、全ての視点について同
様の処理が終了すると、まず、波面計算手段42におい
て、参照光の波面を計算し、参照光と物体光との合成演
算を、波面合成手段44にて実行する。The display space management means 41 manages various attributes of the object such as position information of the display object. When the system such as the position of the hologram is set by the hologram surface information management means 45, first, the coordinate system and matrix corresponding to the hologram are initialized by the hologram surface information management means 45. When a viewpoint corresponding to each pixel on the hologram surface is determined, the depth buffer generation unit 41 refers to the display space management unit 43 and generates a depth buffer at the viewpoint. The wavefront calculation means 42 calculates the wavefront of light when it is assumed that a point light source is located at the position of the object registered in each element of the depth buffer. At this time,
The luminance information of the object is used as the amplitude value of the wavefront based on the information of the display space management unit 43. Wavefront synthesis means 4
In step 4, after calculating for all the elements of the depth buffer, the total sum is obtained. When the same processing is completed for all viewpoints, first, the wavefront calculation means 42 calculates the wavefront of the reference light, and the wavefront synthesis means 44 executes a synthesis operation of the reference light and the object light.
【0028】上述のような制御態様をとれば、対象物を
いちいち点光源の集まりとして分解する必要がなく、ま
た、遠距離にある物体ほど解像度を粗くしているため、
効率よく計算することができる。ここで、遠距離にある
物体ほど解像度を粗くなるのは、図2に示したように、
デプスバッファの要素(u,v)が視点24を頂点とす
る四角錐の底面に対応し、遠距離になるほどその底面が
大きくなる(解像度は粗くなる)ためである。According to the above-described control mode, it is not necessary to decompose the object as a group of point light sources, and the resolution is coarser for a farther object.
It can be calculated efficiently. Here, the resolution of an object at a longer distance becomes coarser, as shown in FIG.
This is because the elements (u, v) of the depth buffer correspond to the bottom surface of the quadrangular pyramid whose vertex is at the viewpoint 24, and the farther the distance, the larger the bottom surface (rougher the resolution).
【0029】なお、個々のデプスバッファにおける処理
は、独立であるため、並列化が可能であり、デプスバッ
ファを用意するハードウェア処理とともに、各視点での
波面の計算を並列に行うことで、高速に計算機ホログラ
ムを生成することが可能となり、動画ホログラムも実現
可能となる。Since the processing in each depth buffer is independent, parallelization is possible. By performing the calculation of the wavefront from each viewpoint in parallel with the hardware processing for preparing the depth buffer, high-speed processing is possible. Thus, a computer generated hologram can be generated, and a moving image hologram can be realized.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、遮
蔽された物体は、計算対象から外すことで、計算量を減
らし、特定視点から見える物体のみを表示することが出
来るようになる。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of calculation and to display only an object that can be viewed from a specific viewpoint by excluding a shielded object from calculation objects. .
【0031】また、本発明での処理は並列化が可能であ
り、デプスバッファを用意するハードウェア処理ととも
に、各視点での波面の計算を並列に行うことで、高速に
計算機ホログラムを生成することが可能となり、動画ホ
ログラムも実現可能となる。Further, the processing in the present invention can be parallelized, and the calculation of the wavefront at each viewpoint is performed in parallel with the hardware processing for preparing the depth buffer, so that the computer generated hologram can be generated at high speed. And a moving image hologram can be realized.
【0032】また、表示対象物は点光源で記述する必要
はなく、ポリゴン生成されたモデルを利用することがで
き、従来のCGデータを容易に、ホログラムに変換する
ことが可能となる。The object to be displayed does not need to be described by a point light source, and a model generated by polygons can be used. Conventional CG data can be easily converted into a hologram.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明での方法の一実施形態例を示すフロー図
である。FIG. 1 is a flow chart illustrating an exemplary embodiment of a method according to the present invention.
【図2】上記実施形態例を説明するための系を表した図
である。FIG. 2 is a diagram showing a system for explaining the embodiment.
【図3】(a),(b)は、上記実施形態例でのデプス
バッファへの登録方法を説明するための図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a registration method for a depth buffer in the embodiment. FIG.
【図4】本発明の装置での一実施形態例を示すブロック
図である。FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the apparatus of the present invention.
21…ホログラム面 22…ビューボリューム 23…デプスバッファ 24…視点 25…デプスバッファ−要素に対応するビューボリュー
ム 31…ビューボリューム中の対象物体とデプスバッファ
の対応例 32…デプスバッファの各要素値の一例 41…デプスバッファ生成手段 42…波面計算手段 43…表示空間管理手段 44…波面合成手段 45…ホログラム面情報管理手段21 Hologram Surface 22 View Volume 23 Depth Buffer 24 Viewpoint 25 Depth Buffer-View Volume Corresponding to Element 31 Corresponding Example of Target Object and Depth Buffer in View Volume 32 Example of Each Element Value of Depth Buffer 41 depth buffer generating means 42 wavefront calculating means 43 display space managing means 44 wavefront synthesizing means 45 hologram surface information managing means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 智 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Satoshi Suzuki 3-19-2 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation
Claims (3)
により求める計算機ホログラム生成方法において、 ホログラム面の各画素を視点としたデプスバッファを生
成する過程と、 当該デプスバッファに登録された物体の位置に点光源が
あるとしたときのホログラム面上での波面の総和を求め
る過程と、 前記求められた物体からの波面の総和の値に、参照光の
波面を合成することによりホログラムの干渉縞を生成す
る過程と、 を有することを特徴とするデプスバッファ利用による計
算機ホログラム生成方法。1. A computer generated hologram generating method for calculating interference fringes between light from an object and reference light, the method comprising: generating a depth buffer from each pixel of a hologram surface as a viewpoint; and registering a depth buffer registered in the depth buffer. A process of calculating the sum of the wavefronts on the hologram surface when there is a point light source at the position of the object; and combining the wavefront of the reference light with the obtained value of the sum of the wavefronts from the object. A method for generating a computer generated hologram using a depth buffer, comprising: generating an interference fringe;
体の位置に点光源があるとしたときのホログラム面上で
の波面の総和を求める過程では、前記物体の位置の点光
源の各々について並列にホログラム面上の各視点での波
面を計算したのち該波面の総和を求める、 ことを特徴とする請求項1に記載のデプスバッファ利用
による計算機ホログラム生成方法。2. A process for obtaining a sum of wavefronts on a hologram surface when a point light source is located at a position of an object registered in the depth buffer, includes: 2. The computer generated hologram generating method using a depth buffer according to claim 1, wherein after calculating a wavefront at each viewpoint on the hologram surface, a sum of the wavefronts is calculated.
機により求める計算機ホログラム生成装置において、 表示対象物を管理する手段と、 前記管理された表示対象物を参照してホログラム面の各
画素を視点としたデプスバッファを生成・管理する手段
と、 ホログラム計算用のマトリックスを管理するホログラム
管理手段と、 前記管理されたマトリックスを用い、当該デプスバッフ
ァに登録された物体の位置に点光源があるとしたときの
ホログラム面上での波面および該波面の総和、並びに参
照光の波面を計算する手段と、 前記計算された波面の総和および参照光の波面を合成す
る手段と、 を備えることを特徴とするデプスバッファ利用による計
算機ホログラム生成装置。3. A computer generated hologram generating apparatus for obtaining an interference fringe between light from an object and reference light by a computer, comprising: means for managing a display object; and each of a hologram surface with reference to the managed display object. Means for generating and managing a depth buffer from the viewpoint of pixels, hologram managing means for managing a hologram calculation matrix, and a point light source at a position of an object registered in the depth buffer using the managed matrix. Means for calculating the wavefront on the hologram surface and the sum of the wavefronts, and the wavefront of the reference light, and means for combining the calculated sum of the wavefronts and the wavefront of the reference light. A computer generated hologram generator using a depth buffer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9856997A JPH10288939A (en) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Method and apparatus for generating computer generated hologram using depth buffer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9856997A JPH10288939A (en) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Method and apparatus for generating computer generated hologram using depth buffer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288939A true JPH10288939A (en) | 1998-10-27 |
Family
ID=14223320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9856997A Pending JPH10288939A (en) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Method and apparatus for generating computer generated hologram using depth buffer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10288939A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009288575A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | National Institute Of Information & Communication Technology | Hologram generating device and program thereof |
| JP2010139746A (en) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | National Institute Of Information & Communication Technology | Hologram generating device, hologram generating method, and hologram generating program |
| JP2010534859A (en) * | 2007-07-27 | 2010-11-11 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニム | Holographic reconstruction device |
| WO2024095753A1 (en) * | 2022-11-02 | 2024-05-10 | ソニーグループ株式会社 | Display processing device, display processing method, and storage medium |
-
1997
- 1997-04-16 JP JP9856997A patent/JPH10288939A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534859A (en) * | 2007-07-27 | 2010-11-11 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニム | Holographic reconstruction device |
| JP2009288575A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | National Institute Of Information & Communication Technology | Hologram generating device and program thereof |
| JP2010139746A (en) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | National Institute Of Information & Communication Technology | Hologram generating device, hologram generating method, and hologram generating program |
| WO2024095753A1 (en) * | 2022-11-02 | 2024-05-10 | ソニーグループ株式会社 | Display processing device, display processing method, and storage medium |
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