KR100227246B1

KR100227246B1 - 화상 변환 장치

Info

Publication number: KR100227246B1
Application number: KR1019920005993A
Authority: KR
Inventors: 마사후미 구라시게
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시키가이샤
Priority date: 1991-04-12
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1999-11-01
Anticipated expiration: 2012-04-10
Also published as: GB9207660D0; GB2256109B; JPH04315274A; KR920020979A; GB2256109A; JP2973573B2

Abstract

[목적]

3차원 곡면상에 영상을 형성하는 화상에 대하여 스포트라이트를 갖는 음영이 제공된 화상 변환 장치를 제공.

[구성]

3차원 곡면에 맵핑된 화성에 대하여, 일정한 방향으로부터 빛을 조사시킬때 휘도 데이터를 형성하기 위해, 음영 계수 발생부(21)를 설치하고, 그 음영 계수 출력으로부터의 입력 화면상의 데이터에 음영을 부가하고, 상기 음영 계수는 스포트 라이트를 조사할 때 조사 범위를 나타내는 스포트 라이트 키이 발생부(22)의 키이 데이터로부터 제한되도록 구성하여, 스포트 빛의 반사 범위에 음영이 제공되도록 한 것이다.

Description

화상 변환 장치

제1도는 본 발명의 화상 변환 장치의 블록도.

제2(a)도 내지 제2(c)도는 세이딩을 행하기 위한 설명도.

제3(a)도 내지 제3(c)도는 스포트 라이트 효과를 부여하는 키이데이타의 연산 블록도.

제4(a)도 내지 제4(f)도는 각종의 변형 화상에 대한 스포트 라이트의 모양을 도시한 설명도.

제5(a)도 및 제5(b)도는 3차원 곡면상에 변환되는 변환 화상의 설명도.

제6(a)도 및 제6(b)도는 빛을 댔을때의 음영의 설명도.

제7도는 선행 기술을 도시하는 화상 변환 장치의 개요도.

제8(a)도 및 제8(b)도는 화상 변환을 행할때의 맵핑 설명도.

제9도는 세이딩 계수를 구하는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 제1마이크로 프로세서(맨 머신 인터페이스)

16 : 3차원 어드레스 발생부

21 : 음영(세이딩) 계수 발생부 22 : 스포트 라이트 키이 발생부

30 : 화상 변환용의 제2전용 하드웨어 32 : 데이터 변경 회로

본 발명은 2차원적인 원화상을 3차원의 곡면이 되는 화상으로 변환함과 더불어 그 변환 화상에 스포트 라이트를 조사한 것같은 음영을 부여할 수 있는 화상 변환 장치에 관한 것이다.

제5(a)도에 도시하는 것같은 평면적인 입력 화면(IM₁)을 원통상으로 감아붙이고, 3차원의 곡면으로 예컨대 제5(b)도에 도시하는 것같은 출력 화상(IM₂)을 얻는 장치가 알려지고 있다.

또, 제5(b)도의 화상에 대해서 또한, 소망의 방향에서 빛을 조사했을때의 나타나는 음영을 부가하고 제6(b)도에 도시한 것같은 음영을 갖는 특수 화상 효과를 부여하는 화상 변환장치가 본 출원인에 의해 제안되어 있다(특개소 61-237171 호 공보).

제7도는 상기의 빛에 의한 특수 화상 효과를 부여하기 위한 화상 변환 장치의 블록도를 도시한 것이며, 1은 마이크로 컴퓨터등으로 이루는 호스트의 컴퓨터, 2는 대용량 메모리, 3은 입출력 장치이다.

대용량 메모리(2)에는 예컨대 상술한 평면 화상에서 이것을 원통에 감은 것같은 3차원 화상으로의 변환 프로그램등이 미리 준비되어 기억되고 있다.

그리고, 입출력 장치(3)에서 그 프로그램을 판독하고 선택을 행하면 호스트의 컴퓨터(1)에서 대용량 메모리(2)로부터 그것을 판독하고, 그 프로그램이 실행되며, 다음에 말하는 것같은 화상 변환을 위한 필요한 정보의 작성을 행하고 그것을 버퍼 메모리(4)에 축적한다.

화상 변환 처리는 화상이 복수의 블록으로 분할된다. 그 블록 단위에서 화상 변환되어 이뤄지는 것이며 이 경우, 제5(a)도의 원화상(IM₁)은 1 블록이 8 x 8개의 화소로 구성되며 64 x 96 블록으로 분할된다.

한편, 제5(b)도의 변환 화상(IM₁)는 1 블록이 4 x 6개의 화소로 구성되며, 128 x 128 블록으로 되어 있다.

그리고, 원화상(IM₁)의 각 블록의 대표점마다 3차원 방향 즉, x, y, z(z는 깊이)의 각 방향에 관한 변환 위치가 상술의 프로그램을 따라서 연산되며 그 연산 결과가 버퍼 메모리(4)에 축적되어 있다.

이 경우, 블록수가 변환의 전후에서 상이하므로 변환후의 블록과 입력 화상의 블록이 전적으로 대응하는 것은 아니나 원화상(IM₁)이 있는 블록(B₁)의 대표점이 변환 화상(IM₂)의 어느 블록으로 옮기는가(도 예에서 B₂로 옮긴다)에 의해서 그 변환후의 화상이 결정된다.

그리고, 그 변환후의 화상의 데이터가 어떻게 해서 얻어지는가는 다음 같이 해서 구해진다.

즉, 제8(a)도 및 제8(b)도는 그 설명을 위한 도면이며 원화상의 4개의 블록의 대표점 a, b, c, d에 에워싸이는 중앙의 블록의 대표점 P 의 주변의 대표점에 의한 변환후의 도형은 제8(b)도와 같이 해서 구해진다.

즉, 우선 점(a, b, c, d)의 변환후의 위치가 연산되어서 제8(b)도에 도시하는 점(A, B, C, D)로서 구해진다. 마찬가지로 점(P)의 변환후의 위치도 점(P)로서 구해진다.

이들 변환후의 점(A, B, C, D 및 P)는 3차원적인 좌표를 갖는 것이며 이것들에 의해서 어떤 곡면이 만들어지는가 결정된다.

그리고, 이 경우, 그 변환후의 곡면을 대표점의 근처에서 선형 근사하는 것이며 이 때문에 다음 같이 한다.

즉, 점(P)를 포함하는 근처의 면을 선형 근사하는 경우, 이 면의 방햐은 점(A, C)를 맺는 선분 벡터(AC→)과 점(D)와 점(B)를 맺는 선분 벡터(DB→)로 평행인 면으로서 정의된다.

즉, 제8(b)도에 도시하듯이 벡터(AC→)에 평행인 단위벡터(PX→)와 벡터(DB→와 평행인 단위 벡터(PY→)에 의해서 이 선형 근사된 점(P)를 포함하는 평면이 정의된다.

그리고, 이같은 방법으로 각 대표점의 근처의 면을 선형 근사해서 전체의 변환 곡면을 구하도록 한다.

따라서 (PX→), (PY→)의 크기는 인점 블록간의 차의 값에 동등케 하는 것이므로 이것을 차분값이라 부르며,

(PX→) = (AC→)/4

(PY→) = (DB→)/4

로서 구하도록 하고 있다.

버퍼 메모리(4)에는 이상 같이 원화상(IM₁)의 각 블록의 대표점에 변환을 실시하고, 그 변환후의 위치를 구하는 연산 및 차분값등의 변환에 필요한 정보가 써넣어지고 있는 것이다.

그리고, 이 버퍼 메모리(4)로부터의 위치를 구하는 연산 및 차분값등의 변환에 필요한 정보가 써넣어지고 있는 것이다.

그리고, 이 버퍼 메모리(4)로부터의 정보가 화상 변환장치(5)에 공급되어서 단자(6)에서의 입력 화상 데이터가 그 버퍼 메모리(4)에서의 정보에 따라 변환되어서 출력 단자(7)에 도출된다.

이 경우, 화상 변화 회로(5)에 있어선 우선 버퍼 메모리(4)에서의 정보를 써서 변환 처리해야 할 영역을 지정한다.

즉, 제5(a)도의 원화상(IM₁)상의 어떤 영역(B₁)이 변환 화상(IM₂)상의 어떠한 영역(B₂)에 변환하는가를 우선 가르친다.

그리고, 이 영역에 대해서 원화상 데이터의 영역(B₁)에서 출력 화상 영역(B₂)로의 변환이 이뤄진다.

즉, 이것은 그 처리 영역내의 모든 화소에 대한 판독 어드레스를 화상 변환 회수관(11)회로(5)에 설치되는 입력 버퍼 메모리에 대해서 구하며 입력 버퍼 메모리에 있어서 그 구해진 판독 어드레스에 의거해서 판독이 이뤄지며 그 판독된 화소의 데이터가 출력 버퍼 메모리의 그 구해진 어드레스에 써넣어진다.

이 경우에 배경과 화상 부분의 윤곽등과 같이 이 윤곽부분에 새김눈이 눈에 띄는 것을 방지하기 위해서 화상의 샘플링 점 위치에 없는 샘플을 보간에 의해서 내삼하는 처리도 동시에 이뤄진다.

그리고, 그 내삽된 데이터도 출력 버퍼 메모리에 써넣어진다.

이상 같이 해서 2차원적 평면 화상에서 입체적인 3차원 화상으로의 변환이 이뤄지는데 이 발명에선 다시 출력 화상에 대해서 특정 위치에 광원을 설치했을때 나타나는 음영을 붙이기 위한 세이딩(음영) 계수 메모리(8)을 두고 있다.

그리고, 이 세이딩 계수 메모리(8)에 저장되어 있는 세이딩 계수를 화상 변환 회로(5)에 공급해서 출력 화상 데이터에 무게 붙임을 실시하고 제6도에 도시한 것같은 음영을 부가한다.

이 경우, 화상이 모노크롬의 데이터인 경우에는 세이딩 계수에 의해서 그 휘도 레벨이 가변되며 또, 칼럼 화상의 경우는 그 색상이 음영의 정도에 따라서 변환하게 되어 있다.

세이딩 계수는 예컨대 제9도에 도시하는 것같은 방법으로 구할 수 있다.

즉, 제9도에 있어서 4각형으로 도시하는 부분은 출력화상 데이터중의 적어도 3개의 샘플을 포함하는 평면에서 근사한 입체 화상의 곡면 부분을 도시하는 것이며 각 평면에 대해서 법선 벡터(i)를 구함과 더불어 이 면의 광원(이 광원은 특정 위치에 설치된다)의 방향으로 향하는 벡터(a)를 구한다.

그리고, 이 벡터(a)와 법선 벡터의 단위 벡터(i)와의 예컨대, 내적에 의해서 세이딩 계수를 구한다. 그리고, 1개의 평면에 포함되는 화소에 대해 같은 세이딩 계수를 실시토록 한다.

물론 하나 하나의 화소에 대해서 세이딩 계수를 구해도 된다.

그런데, 상기와 같은 화상 변환의 경우는 입력 화상의 전체 음영 효과를 부가하게 되므로 예컨대, 스포트 라이트를 조사했을때와 같은 화상의 일부분만에 빛이 조사되었을때의 음영효과를 얻을 수 없었다.

본 발명은 이같은 문제를 해결하기 위해서 세이딩 계수를 발생하는 수단의 출력 데이터에 대해서 특정 스포트 광원키이 데이터를 승산하듯이 구성하고, 이 승산 출력 데이터에 의해서 3차원 곡면 맵핑되는 입력 화상 데이터에 음영 효과를 부여토록 한 것이다.

원형의 스포트 광원이 조사될때의 광의 세기, 및 그 범위를 도시하는 것같은 키이 데이터를 스포트 광원 키이 데이터 발생 수단에서 출력하고 이 출력 데이터에 의해서 세이딩 계수를 바꾸도록 구성하고 있으므로 제6(b)도의 도시하듯이 스포트 지름(r) 및 광원 방향(1)에 의해 변화하는 음영을 3차원 곡면에 사상했을때의 화상에 부여할 수 있다.

제1도는 이 발명 장치의 실시예 1를 도시하는 것이다.

제1도에서 11은 마이크로 컴퓨터등으로 이루는 제1마이크로 프로세서이며, 입력 데이터에 의해서 소망의 프로그램을 설정하는 맨 머싱 인터페이스를 구성하고 있다.

또한, 12는 대용량 메모리로서의 디스크 메모리이며, 상술 같이 이것에는 평면 도형에서 입체 도형으로의 변환 프로그램이 기억되어 있다.

또, 제1마이크로 프로세서(11)에 대해선 입력 장치로서의 키이 보드(13), 조이스틱(14) 및 출력 장치로서의 CRT디스플레이(15)가 접속되어 있다.

우선, 키이 보드(13)에 있어서 키이 조작에 대해서 화상 변환의 종류가 지정된다. 예컨대, 원통상으로 감아붙인 것같은 입체 화상을 변환하는 화상 변환이 지정된다.

이 변경된 프로그램이 3차원 어드레스 발생부(16)을 구성하고 있는 제2마이크로 프로세서(마이컴)(17)의 프로그램 메모리(17M)로 전송된다.

마이크로 프로세서(17)은 전송된 프로그램을 실행한다. 그 프로그램의 실행에 의해서 상술한 블록 단위의 변환 위치, 인접 블록간의 선형 근사에 의해 변환후의 차분값 그 역연산의 역차분값이 계산되며, 이것들의 정보가 버퍼 메모리(18)에 지정된다.

즉, 이 예에 있어서도 원화상(IM₁)의 블록마다 대표점이 정해지며 그 대표점의 변환 위치가 연산되며 그 변환 위치로부터 선형 근사에 의해서 그 변환점 근처의 데이터가 결정되며 그 변환점 근처의 영역에 상당하는 원화상 데이터의 어드레스 위치가 구해지며 그 어드레스를 변환하는 것에 의해서 화상 변환을 행하는 것이다.

또한, 이 경우, 3차원 화상을 표시하는데는 시점에서 보이지 않는 부분을 표시하지 않게 할 필요가 있기 때문에 블록 단위의 변환 위치중에서 Z 방향(깊이 방향)의 정보로부터 블록마다의 처리 순서를 나타내는 포인터를 만들고, 이것을 버퍼 메모리(18)의 테이블에 써넣어 두고, 이 포인터로부터 블록 단위에서의 얕은 쪽에서 깊은 쪽으로 향하는 천리 순서로 데이터 변환을 행하도록 하고 있다(이 방법에 대해선 특개소 59-219664 호 공보에도 설명되어 있다).

이같이 해서 버퍼 메모리(18)에 얻어진 정보는 제1전용 하드웨어(19)에 공급된다. 이 하드웨어(19)에서 상술 같은 포인터에 의해서 깊이가 얕은 쪽에서부터 차례로 처리를 시작하고 블록 단위의 변환 위치와 차분값에서 1개의 입력 블록의 변환후의 범위를 구한다.

그리고, 이 범위를 커버하는 출력 블록(4 x 6 = 24 화소)를 찾아내고, 역차분값을 써서 각각의 출력 블록에 대해서 대표점의 원화상(IM₁)상의 대응점을 구한다.

이같이 해서 얻어진 정보는 데이터 변화용 하드웨어(20)을 거쳐서 화상 변환용의 제2의 전용 하드웨어(30)에 공급된다.

또, 21은 세이딩 계수 발생부이며 마이크로 프로세서(17)의 변환후의 화상 데이터의 정보에서 미리 설정된 광원에 대해서 각 화상 데이터가 위치하는 면의 빛의 반사의 정보를 나타내는 세이딩 계수, 즉, 음영의 정보의 무게 붙임 계수가 작성되어서 세이딩 계수 발생부(21)의 메모리에 저장되어 있다.

그리고, 이 예에 있어선 입력 화상의 칼러 비디오 신호로서 휘도 신호(Y) 및 색차 신호(U, V)의 콤포넌트 신호가 쓰이며 이것들이 A/D콘버터(31)에 의해서 디지털화되며, 데이터 경 회로(32)에 공급된다.

이 데이터 변경 회로(32)에 있어선 후술하듯이 스포트 광원 키이 데이터 발생부(22)와 세이딩 계수 발생부(21)의 출력 데이터를 계수기(23)에서 승산한 각 데이터가 공급되며 그 출력 화상 부분에 대응하는 입력 데이터에 대해서 곱해지고 무게 붙임되어서 결과로서 음영이 실시된 출력 화상이 얻어지게 된다.

이 데이터 변환 회로(32)를 통한 3개의 출력은 디지털 필터(33)에 공급된다.

이 디지털 필터(33)은 버퍼 메모리(18)의 출력에 의해서 통과 대역이 제어된다.

즉, 화상 변환 처리가 축소인 경우에는 화상의 세세한 곳이 찌끄러지므로 소음이 증가하지 않도록 통과 대역이 좁아지며 또, 원화상중에서도 확대되는 영역과 축소되는 영역이 혼재하는 경우에는 그것에 따라서 이 필터의 통과 대역이 절환되듯이 제어되는 것이다.

이 디지털 필터(33)의 출력은 화상 변화용 하드웨어(30)에 공급된다.

이 화상 변환용 하드웨이(30)은 입력 프레임 메모리(34)와 내삽 처리 회로(35)와 출력 프레임 메모리(36)와 판독 써넣기 어드레스 콘트롤 회로(37)로 이뤄지고 있다.

그리고, 데이터 변환 하드웨어(20)에서의 변환 데이터가 어드레스 콘트롤 회로(37)에 공급되어서 입력 프레임 메모리(34)의 어드레스와 출력 프레임 메모리(36)의 어드레스를 콘트롤함과 더불어 내삽 처리 회로(35)에 있어서 내삽 처리해야 할 샘플점의 위치의 데이터에 대해서 내삽하도록 제어된다.

즉, 필터(33)를 통한 화상 데이터는 입력 프레임 메모리(34)에 일시 저장된다.

그리고, 상술 같이 포인터에서 블록 단위로 얕은 쪽에서 깊은 쪽으로 향해서 처리가 차례로 이뤄졌을 때, 출력의 블록에 대응하는 입력의 샘플이 어드레스 콘트롤 회로(37)에 의해서 판독되며, 내삼 처리 회로(35)에 공급되며 출력 데이터의 샘플중 샘플점과 샘플점간에 오는 것같은 데이터의 경우엔 그 데이터가 입력 화상 데이터에서 보간되어 작성되며, 그것이 어드레스 콘트롤되어, 회로(37)부터의 그 출력 화상 위치로 되는 블록의 어드레스에 써넣어진다.

이같이 해서 출력 프레임 메모리(36)에는 블록마다 변환된 입체 화상의 데이터가 써넣어지게 되며 이것이 차례로 판독되어서, 그 출력이 필터(38)을 거쳐서 A/D콘버터(39)에 공급되며 이것으로 휘도 신호(Y), 색차 신호(U 및 V)가 꺼내어지며, 이것이 도시하지 않으나 CRT 디스플레이에 공급되어 변환 화상이 그 화면에 영출되게 이뤄진다.

다음에, 세이딩 계수의 만들기를 설명한다.

우선, 변환 출력 화상의 1 블록(4 x 6 = 24 화소)의 평면을 생각한다. 이 경우의 1 블록의 평면은 상술과 같이 포인터에 의해서 깊이가 얕은 쪽에서 차례로 그 출력 블록을 생각하는 것이다.

다음에, 그 블록이 겉측에 있는지 뒷측에 있는지의 플래그를 세운다.

즉, 제2(a)도 내지 제2(c)도에 도시하듯이 원통상으로 지면을 감아붙였을 경우, 그 겉측의 면과 뒷측의 면이 보이는 상태로 된다.

그리고, 이 경우, 음영을 생각하면 겉측의 면과 뒷측의 면을 생각할 필요가 있으므로 그 플래그를 세우기로 한다.

그리고, 겉측의 면의 블록에 대해선 플래그 "1", 뒷측의 면의 블록에 대해선 플래그 "-1"을 세운다.

다음에, 그 생각한 블록 평면의 법선 벡터(i)를 구한다.

다음에, 그 블록은 겉의 블록인지 뒤의 블록인지 판단한다.

그리고, 그 블록이 존재하는 것이 겉측일때는 겉측의 법선 벡터로 된다.

또, 블록이 뒷측에 존재할때는 뒷측의 법선 벡터로 된다.

즉, 제2(b)도는 겉측의 법선 방향을 나타내는 단위 벡터인데, 이 벡터와 플래그를 곱해서 제2(c)도에 도시하는 것같은 겉측 및 뒤측의 법선 벡터로 된다.

다음에 이 블록에 대해서 제9도에 설명한 대로 설정된 위치에 있는 광원 방향의 벡터(a)를 구한다.

그리고, 그 법선 벡터(i)와 방향 벡터(a)의 내적(i.a)를 구한다.

그리고, 이 내적의 값에 따라 세이딩 계수를 구하고, 세이딩 계수 발생부(21)의 메모리에 그 값을 저장한다.

그리고, 그 출력 블록에 포함되는 대응 입력 샘플이 A/D 콘버터에서 얻어졌을 때, 마이크로 프로세서(17)에 의해서 그 세이딩 계수가 이 세이딩 계수 발생부(21)에서 판독되며, 그 값이 뒤에 말하는 스포트 라이트 키이 발생부(22)의 출력 데이터 사이에서 연산이 행해지며, 데이터 변경 회로(32)에 공급되어 상술 같이 휘도 신호의 경우에는 그 휘도 레벨이 색 신호인 경우에는 그 색상이 변해져서 음영이 붙은 데이터로 된다.

제3(a)도 내지 제3(c)도는 상기와 같이 해서 얻어진 세이딩 계수에 대해 광선이 스포트 광원으로 되었을때의 세이딩 계수를 형성하는 키이 데이터 발생부(22)를 설명하기 위한 연산처리를 블록도로 도시한 것이다.

우선, 3차원 어드레스 발생부(16)에서 공급된 변환후의 화상 데이터의 정보가 스포트 지름을 r로 했을 때, 그 중심부터 어느 만큼 떨어지게 되는가를 연산한다.

제3(a)도에 도시하듯이 3차원 곡면으로 변환된 화상이 있는 점(영역) P(x_n, y_n, z_n)가 제1연산 회로(41)로 입력된다.

또, 이 제1연산 회로(41)에는 상기 화상(a)에 조사되는 스포트 광원의 광축 Q의 좌표(x_c, y_c, z_c)가 부여되며,

x_n= x_n- x_c

y_n= y_n- y_c

의 연산이 행해진다.

그리고, 스포트 광원의 중심(Q)과 상기 어떤 점(P)의 3차원상의 거리를 각각 나타내는 상기 데이타(x_n, y_n, z_n)는 다음에 제2연산 회로(42)에 공급되며 스포트 라이트의 3차원 좌표내에 있어서의 방향 벡터 성분(l_x, l_y, l_z) 사이에서 하기의 연산이 행해진다.

R²= x_n ²+ y_n ²+ z_n ²- (l_xy_n+ l_yy_n+ l_zz_n)²

상기 식을 연산하므로서 변환 화상에 있어서의 어떤 점 P(x_n, y_n, z_n)이 변환 화상상에 조사되는 스포트 광원의 중심(O)에서 어느 만큼 떨어지는가라는 거리 R[제3(b)도]가 계산된다.

여기에서, l_x, l_y, l_z는 스포트 라이트의 광원의 방향을 나타내는 길이(l)의 3차원 단위 벡터의 성분이다. 상기의 연산으로 광원의 방향을 나타내는 벡터에 수직인 면으로 점(P)를 사상했을때의 점(P')와 스포트의 중심에서의 거리(R)의 자승이 구해진다. 다음에 이 R²의 평방극을 구하고 R를 얻는다.

따라서, 이 거리(R)을 다음 단의 경계 연산기(43)에 공급하고 조사해야할 스포트 라이트의 빔 지름(r)와의 감산(r-R)을 행하면, 점(P)가 스포트 라이트의 경계에서 어느 정도 떨어지는가를 나타내는 키이 데이터(K)가 얻어진다.

이 키이 데이터(K)는 K>0 이면 상기 화상상의 어떤점의 위치 P(x_n, y_n, z_n)가 스포트의 범위내에 있음을 나타내며, K>0이면 P의 위치는 스포트의 범위외로 된다는 것을 나타내고 있다.

즉, 키이 데이터(K)는 제3(c)도에 도시하듯이 스포트의 반경 방향의 직선상에서 정 또는, 부의 값을 취하며, K=0 보다 크게 되는 화상 위에선 빛이 강하게 반사되며 K>0에선 어둡게 된다.

이 K의 값은 이산적으로 얻어지므로 다음 데이터의 내삼 연산 회로(44)에서 스므징된다.

그런데, 3차원의 국면에 스포트를 조사하면 실제적으로는 스포트의 윤곽을 어느 정도 명료하게 표현되는 것이 자연이다.

그래서, 본 발명의 실시예로선 스포트 라이트의 DPT지를 샤프로 하기 위해서 우선 소프트네스 데이터(E)를 데이터 변환 회로(45)에 입력하고 이 데이터 변환 회로(45)의 출력으로 상기 키이 데이터(12)를 승산해서 변환 키이 데이터 K'(제3(c)도를 얻는다).

그리고, 승산기(46)에서 스프트네스화된 출력값을 리미터 오프 세트 회로(47)에 공급하고 변환 키이 데이터(K')의 값을 제3(c)도의 실선으로 나타내듯이 제한함과 더불어 이 값에 오프 세트를 가하고 K'>0이 되게 하고 있다.

이같이 하면 스포트 라이트의 윤곽 부분이 샤프한 구배로 되며, 스포트 라이트를 조사했을때의 실제적인 표현을 행할 수 있게 된다.

리미터 오프 세트 회로(47)에서 출력되는 키이 데이터는 상술한 음영 계수 발생부(21)의 출력에 승산기(23)에 있어서 승산되며, 스포트 라이트가 조사된 부분만을 밝게 하게 제어한다.

제4(a)도 내지 제4(b)도는 출력 화면이 변형되었을 때 발생해야할 입력 화면상의 키이 데이터(스포트의 윤곽)을 나타낸 것이며, Sr는 스포트의 조사 방향을 나타내고 있다.

제4(a)도는 출력 화상이 변형되고 있지 않을 때이며, 제4(b)도 및 제4(c)도는 출력 화상면이 경사되어 안속 깊이가 생겼을때를 나타내고 있는데, 이 경우 스포트(Sr)도 경사한 화면과 수직 방향으로부터 맞추고 있으므로 입력 화면상에서 발생시키는 키이 데이터의 위치는 변화되어 있지 않다.

또, 제4(d)도 및 제4(e)도는 출력 화면을 원통상에 사상하는 화상 변환을 행한 경우인데, 이 경우에 스포트(S_p)의 방향에 의해서 입력 화면상에서 발생하는 키이 데이터의 위치는 전혀 다른 것으로 되어 있다.

또한, 제4(f)도는 출력 화상을 구면체에 사상하고, 그때 위쪽에서부터 스포트(S_p)를 조사했을 경우, 입력 화면상에서 발생하는 키이 데이터를 도시하고 있다.

이상, 설명한 대로 본 발명의 화상 변환 장치는 종래의 음영을 부가하는 화상 변환 장치에 대해서, 또한, 스포트 광원을 조사했을때의 조사광의 변화를 나타내는 키이 데이터 발생부를 두고, 이 키이 데이터 발생부의 출력으로 상기 세이딩 계수를 발생시키게 구성하고 있으므로 리얼 타임으로 3차원의 형태로 맵핑되고 있는 화상에 스포트 라이트를 맞추는 것같은 특수 효과를 만들 수 있으며 변환 화상을 더욱 다양화시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또, 스포트 라이트의 윤곽을 소프트네스화하므로서 스포트 광의 표현을 풍부하게 할 수 있다는 이점이 있다.

Claims

스포트 광원에 의해 형성된 세이딩을 갖는 3차원 표면으로부터 입력 2차원 비디오 화상 신호를 변환하기 위한 화상 변환 장치에 있어서, 상기 3차원 표면을 한정하기 위한 수단, 상기 2차원 입력 비디오 신호를 상기 3차원 표면으로 맵핑 데이터 신호를 제공하기 위한 수단, 상기 3차원 표면으로 변환된 2차원 비디오 화상 신호가 발생되도록 상기 맵핑 데이터 신호에 따라 상기 2차원 입력 비디오 신호를 변환하기 위한 수단, 스포트 광원 축 방향으로 나타내는 제1데이타 신호와 상기 스포트 광원의 래디안으로 나타나는 제2데이타 신호를 포함하는 스포트 광원 신호를 발생하기 위한 수단, 한 스포트 키이 신호를 발생시키기 위해 상기 스포트 광원 축과 상기 맵핑 신호의 각각 사이의 3차원 거리 및 상기 제2데이타 신호를 비교하기 위한 수단과, 상기 스포트 라이트 키이 신호에 따라 상기 변환된 2차원 비디오 화상 신호 혹은, 상기 입력 2차원 비디오 화상 신호의 발광 및 색조 성분을 변경하기 위한 수단을 포함하는 화상 변환 장치.