JP2002319033A - コンピュータグラフィックスにおける陰影付け方式 - Google Patents
コンピュータグラフィックスにおける陰影付け方式Info
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- JP2002319033A JP2002319033A JP2001120910A JP2001120910A JP2002319033A JP 2002319033 A JP2002319033 A JP 2002319033A JP 2001120910 A JP2001120910 A JP 2001120910A JP 2001120910 A JP2001120910 A JP 2001120910A JP 2002319033 A JP2002319033 A JP 2002319033A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３次元形状の物体の光の届きにくい面に対し
て、段階的に暗くなるような表現を行うとき、面の輝度
を下げて暗くするのではなく、模様の入った画像を貼る
ことにより暗い部分を表現できるコンピュータグラフィ
ックスにおける陰影付け方式を提供する。 【解決手段】 モデル描画部５ａは、ディスプレイに表
示するモデルを陰影を付けることなく描く。そして光量
演算部５ｂは、光源の方向ベクトルと予め算出されてい
る頂点の法線ベクトルの内積を計算し、モデルの各部分
にあたる光量を算出する。光量反映描画部５ｃは、算出
した光量の値をモデルの面に反映させ、その値が所定の
しきい値より小さい部分のモデルの画素部分にマスクを
かける。模様貼付部５ｅは、すべての３次元形状の物体
について上記マスク処理を終了すると、モデルのマスク
のかかった部分のみ所定の模様が入った画像を貼り付
け、画像が完成する。
て、段階的に暗くなるような表現を行うとき、面の輝度
を下げて暗くするのではなく、模様の入った画像を貼る
ことにより暗い部分を表現できるコンピュータグラフィ
ックスにおける陰影付け方式を提供する。 【解決手段】 モデル描画部５ａは、ディスプレイに表
示するモデルを陰影を付けることなく描く。そして光量
演算部５ｂは、光源の方向ベクトルと予め算出されてい
る頂点の法線ベクトルの内積を計算し、モデルの各部分
にあたる光量を算出する。光量反映描画部５ｃは、算出
した光量の値をモデルの面に反映させ、その値が所定の
しきい値より小さい部分のモデルの画素部分にマスクを
かける。模様貼付部５ｅは、すべての３次元形状の物体
について上記マスク処理を終了すると、モデルのマスク
のかかった部分のみ所定の模様が入った画像を貼り付
け、画像が完成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元コンピュー
タグラフィックスにおいて、３次元形状の物体に、模様
の入った陰影を貼り付ける方式に関する。
タグラフィックスにおいて、３次元形状の物体に、模様
の入った陰影を貼り付ける方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、３次元コンピュータグラフィック
スにおいて３次元物体に影を付ける方法として、光の届
きにくい面に対して輝度を連続的に下げて陰影を付ける
方法がある。また、セルアニメのように段階的に輝度を
下げて陰影を付ける方法も存在する。
スにおいて３次元物体に影を付ける方法として、光の届
きにくい面に対して輝度を連続的に下げて陰影を付ける
方法がある。また、セルアニメのように段階的に輝度を
下げて陰影を付ける方法も存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの手法は、共通
して輝度を調整した陰影を付けることにより行っている
ため、漫画で使われているスクリーントーンのような陰
影を付けることができない。本発明の目的は、３次元形
状の物体の光の届きにくい面に対して、段階的に暗くな
るような表現を行うとき、面の輝度を下げて暗くするの
ではなく、模様の入った画像を貼ることにより暗い部分
を表現できるコンピュータグラフィックスにおける陰影
付け方式を提供することにある。
して輝度を調整した陰影を付けることにより行っている
ため、漫画で使われているスクリーントーンのような陰
影を付けることができない。本発明の目的は、３次元形
状の物体の光の届きにくい面に対して、段階的に暗くな
るような表現を行うとき、面の輝度を下げて暗くするの
ではなく、模様の入った画像を貼ることにより暗い部分
を表現できるコンピュータグラフィックスにおける陰影
付け方式を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明によるコンピュータグラフィックスにおける陰
影付け方式は、コンピュータグラフィックスにおいて３
次元形状の物体に陰影付けを行う陰影付け方式におい
て、陰影を付けることなくモデルを描画するモデル描画
部と、光源方向ベクトルと頂点の法線ベクトルの内積を
計算して前記描画したモデルの面に達する光量を算出す
る光量演算部と、前記光量演算部で演算した光量の値を
前記モデルの面に反映させ、その値が所定のしきい値よ
り小さい部分の画素にマスクをかける光量反映描画部
と、前記モデルのマスクのかかった部分のみ所定の模様
が入った画像を貼り付ける模様貼付部とを備えている。
本発明における前記光量演算部で算出した光量は、表示
するスクリーンのサイズと同じサイズのマスク用バッフ
ァを有し、前記マスク用バッファにその値を書き込むよ
うに構成されている。
に本発明によるコンピュータグラフィックスにおける陰
影付け方式は、コンピュータグラフィックスにおいて３
次元形状の物体に陰影付けを行う陰影付け方式におい
て、陰影を付けることなくモデルを描画するモデル描画
部と、光源方向ベクトルと頂点の法線ベクトルの内積を
計算して前記描画したモデルの面に達する光量を算出す
る光量演算部と、前記光量演算部で演算した光量の値を
前記モデルの面に反映させ、その値が所定のしきい値よ
り小さい部分の画素にマスクをかける光量反映描画部
と、前記モデルのマスクのかかった部分のみ所定の模様
が入った画像を貼り付ける模様貼付部とを備えている。
本発明における前記光量演算部で算出した光量は、表示
するスクリーンのサイズと同じサイズのマスク用バッフ
ァを有し、前記マスク用バッファにその値を書き込むよ
うに構成されている。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をさ
らに詳しく説明する。図１は、本発明によるコンピュー
タグラフィックスにおける陰影付け方式を適用した装置
の実施の形態を示す回路ブロック図である。この例はゲ
ーム装置を示すもので、本発明に直接関係する回路のみ
を記載してある。操作部７を操作することによりゲーム
処理部２がゲーム全体の制御を行い、ゲームを進行させ
ることができる。ゲーム開始により画像がディスプレイ
１１に表示されるとともにバックグランド音がサウンド
処理部８を介してスピーカ９より出力される。記憶部１
０はグラフィックメモリ１０ａ，オーディオメモリ１０
ｂを有している。この他に所定メモリ領域にゲームプロ
グラム，ジオメトリプログラム，描画プログラムなどを
格納している。
らに詳しく説明する。図１は、本発明によるコンピュー
タグラフィックスにおける陰影付け方式を適用した装置
の実施の形態を示す回路ブロック図である。この例はゲ
ーム装置を示すもので、本発明に直接関係する回路のみ
を記載してある。操作部７を操作することによりゲーム
処理部２がゲーム全体の制御を行い、ゲームを進行させ
ることができる。ゲーム開始により画像がディスプレイ
１１に表示されるとともにバックグランド音がサウンド
処理部８を介してスピーカ９より出力される。記憶部１
０はグラフィックメモリ１０ａ，オーディオメモリ１０
ｂを有している。この他に所定メモリ領域にゲームプロ
グラム，ジオメトリプログラム，描画プログラムなどを
格納している。
【０００６】画像処理部３は、ジオメトリ処理部４およ
び描画処理部５の機能を有している。ジオメトリ処理部
４は、ポリゴンの３次元座標データを高速に処理する制
御部で、ゲーム処理部から送られてくるポリゴンの座標
データにモデルの移動，回転等に対する処理を行い、ク
リッピング，視野変換等の処理を行う。描画処理部５
は、ポリゴンモデルのレンダリングを高速に処理する制
御部で、ポリゴンデータに対してレンダリング処理を行
い、陰面処理およびシェーディング処理等を行う。レン
ダリング部５で処理されたモデルのデータは、１画面毎
にグラフィックメモリ１０ａに格納され、このデータは
図示しないＤ／Ａコンバータで映像信号に変換され、デ
ィスプレイ１１に表示される。ゲーム処理部２，ジオメ
トリ処理部４および描画処理部５の各機能は、記憶部１
０に格納されているゲームプログラム，ジオメトリプロ
グラム，描画プログラムを図示しないＣＰＵで処理する
ことにより実現される。
び描画処理部５の機能を有している。ジオメトリ処理部
４は、ポリゴンの３次元座標データを高速に処理する制
御部で、ゲーム処理部から送られてくるポリゴンの座標
データにモデルの移動，回転等に対する処理を行い、ク
リッピング，視野変換等の処理を行う。描画処理部５
は、ポリゴンモデルのレンダリングを高速に処理する制
御部で、ポリゴンデータに対してレンダリング処理を行
い、陰面処理およびシェーディング処理等を行う。レン
ダリング部５で処理されたモデルのデータは、１画面毎
にグラフィックメモリ１０ａに格納され、このデータは
図示しないＤ／Ａコンバータで映像信号に変換され、デ
ィスプレイ１１に表示される。ゲーム処理部２，ジオメ
トリ処理部４および描画処理部５の各機能は、記憶部１
０に格納されているゲームプログラム，ジオメトリプロ
グラム，描画プログラムを図示しないＣＰＵで処理する
ことにより実現される。
【０００７】描画処理部５は、モデル描画部５ａ，光量
演算部５ｂ，光量反映描画部５ｃ，マスクバッファしき
い値判定部５ｄおよび模様貼付部５ｅの機能を有してい
る。モデル描画部５ａは、陰影を付けることなくモデル
を描く。光量演算部５ｂは、光源の方向ベクトルと頂点
の法線ベクトルの内積を計算することによりモデルの各
部分にあたる光量を算出する。光量反映描画部５ｃは、
算出した光量の値をモデルの面に反映させ、その値が所
定のしきい値より小さい部分のモデルの画素部分にマス
クをかける。模様貼付部５ｅは、すべての３次元形状の
物体について上記マスク処理を終了すると、モデルのマ
スクのかかった部分のみ所定の模様が入った画像を貼り
付ける。
演算部５ｂ，光量反映描画部５ｃ，マスクバッファしき
い値判定部５ｄおよび模様貼付部５ｅの機能を有してい
る。モデル描画部５ａは、陰影を付けることなくモデル
を描く。光量演算部５ｂは、光源の方向ベクトルと頂点
の法線ベクトルの内積を計算することによりモデルの各
部分にあたる光量を算出する。光量反映描画部５ｃは、
算出した光量の値をモデルの面に反映させ、その値が所
定のしきい値より小さい部分のモデルの画素部分にマス
クをかける。模様貼付部５ｅは、すべての３次元形状の
物体について上記マスク処理を終了すると、モデルのマ
スクのかかった部分のみ所定の模様が入った画像を貼り
付ける。
【０００８】図２は、陰影付け動作を説明するためのフ
ローチャート、図３は、陰影付けの手順にしたがって作
成される画像の一例を示す図である。ゲームにおいてリ
アルタイム処理を目的としたものでは、３次元形状の物
体としてポリゴン（多面体）モデルが用いられる。モデ
ル描画部５ａはディスプレイに表示すべきモデルを、陰
影を付けることなく描き、そのデータはフレームバッフ
ァに格納される（ステップ（以下「Ｓ」という）２０
１）。図３（ａ）はこのようにして描かれたスマイルの
絵である。
ローチャート、図３は、陰影付けの手順にしたがって作
成される画像の一例を示す図である。ゲームにおいてリ
アルタイム処理を目的としたものでは、３次元形状の物
体としてポリゴン（多面体）モデルが用いられる。モデ
ル描画部５ａはディスプレイに表示すべきモデルを、陰
影を付けることなく描き、そのデータはフレームバッフ
ァに格納される（ステップ（以下「Ｓ」という）２０
１）。図３（ａ）はこのようにして描かれたスマイルの
絵である。
【０００９】つぎに描画処理部５はマスク用バッファを
１．０で初期化し（Ｓ２０２）、ポリゴンの頂点には予
め法線ベクトルを計算する。頂点の法線ベクトルは、そ
の頂点を含む面の法線ベクトルの平均値より導き出され
る。光量（光を受ける量）の計算は、ポリゴンの頂点単
位で行われ、光量演算部５ｂは光源の方向ベクトルと頂
点の法線ベクトルの内積から光量を計算し、面の内部の
光量は構成する頂点の光量より補間して導き出される
（Ｓ２０３）。
１．０で初期化し（Ｓ２０２）、ポリゴンの頂点には予
め法線ベクトルを計算する。頂点の法線ベクトルは、そ
の頂点を含む面の法線ベクトルの平均値より導き出され
る。光量（光を受ける量）の計算は、ポリゴンの頂点単
位で行われ、光量演算部５ｂは光源の方向ベクトルと頂
点の法線ベクトルの内積から光量を計算し、面の内部の
光量は構成する頂点の光量より補間して導き出される
（Ｓ２０３）。
【００１０】光量反映描画部５ｃは、マスクバッファに
光量の値を反映させてモデルを描画する。すなわち、表
示するスクリーンのサイズと同じサイズのマスク用バッ
ファを用意し、このマスク用バッファに光量の値を書き
込んでいくことによりマスク処理が行われる（Ｓ２０
４）。図３（ｂ）はこのように処理したスマイルの光量
の描画である。マスクバッファしきい値判定部５ｄはマ
スク用バッファに書き込んだ値が所定のしきい値αより
小さいか否かを判断し、しきい値αより小さい部分のモ
デルの画素部分にマスクをかける（Ｓ２０５）（図３
（ｃ）参照）。模様貼付部５ｅは、すべての３次元形状
の物体についてマスク処理を終了すると、モデルのマス
クのかかった部分のみ所定の模様（図３（ｄ）参照）が
入った画像を貼り付け、図３（ｅ）で示す画像を完成さ
せる。
光量の値を反映させてモデルを描画する。すなわち、表
示するスクリーンのサイズと同じサイズのマスク用バッ
ファを用意し、このマスク用バッファに光量の値を書き
込んでいくことによりマスク処理が行われる（Ｓ２０
４）。図３（ｂ）はこのように処理したスマイルの光量
の描画である。マスクバッファしきい値判定部５ｄはマ
スク用バッファに書き込んだ値が所定のしきい値αより
小さいか否かを判断し、しきい値αより小さい部分のモ
デルの画素部分にマスクをかける（Ｓ２０５）（図３
（ｃ）参照）。模様貼付部５ｅは、すべての３次元形状
の物体についてマスク処理を終了すると、モデルのマス
クのかかった部分のみ所定の模様（図３（ｄ）参照）が
入った画像を貼り付け、図３（ｅ）で示す画像を完成さ
せる。
【００１１】
【発明の効果】以上、説明したように本発明は、コンピ
ュータグラフィックスにおいて３次元形状の物体に陰影
付けを行う陰影付け方式において、陰影を付けることな
くモデルを描画するモデル描画部と、光源の方向ベクト
ルと頂点の法線ベクトルの内積を計算して前記描画した
モデルの面に達する光量を算出する光量演算部と、光量
演算部で演算した光量の値を前記モデルの面に反映さ
せ、その値が所定のしきい値より小さい部分の画素にマ
スクをかける光量反映描画部と、モデルのマスクのかか
った部分のみ所定の模様が入った画像を貼り付ける模様
貼付部を備えたものである。したがって、３次元形状の
物体に漫画のスクリーントーンのような陰影を付けるこ
とができる。また、フレームバッファのアルファ値（透
明度の度合い）をマスクとして使用することにより、ハ
ードウェアレンダリングも可能であるため高速に処理す
ることができるという効果がある。
ュータグラフィックスにおいて３次元形状の物体に陰影
付けを行う陰影付け方式において、陰影を付けることな
くモデルを描画するモデル描画部と、光源の方向ベクト
ルと頂点の法線ベクトルの内積を計算して前記描画した
モデルの面に達する光量を算出する光量演算部と、光量
演算部で演算した光量の値を前記モデルの面に反映さ
せ、その値が所定のしきい値より小さい部分の画素にマ
スクをかける光量反映描画部と、モデルのマスクのかか
った部分のみ所定の模様が入った画像を貼り付ける模様
貼付部を備えたものである。したがって、３次元形状の
物体に漫画のスクリーントーンのような陰影を付けるこ
とができる。また、フレームバッファのアルファ値（透
明度の度合い）をマスクとして使用することにより、ハ
ードウェアレンダリングも可能であるため高速に処理す
ることができるという効果がある。
【図１】本発明によるコンピュータグラフィックスにお
ける陰影付け方式を適用した装置の実施の形態を示す回
路ブロック図である。
ける陰影付け方式を適用した装置の実施の形態を示す回
路ブロック図である。
【図２】陰影付け動作を説明するためのフローチャート
である。
である。
【図３】陰影付けの手順にしたがって作成される画像の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
１ 処理部 ２ ゲーム処理部 ３ 画像処理部 ４ ジオメトリ処理部 ５ 描画処理部（レンダリング部） ６ バス ７ 操作部 ８ サウンド処理部 ９ スピーカ １０ 記憶部 １１ ディスプレイ
Claims (2)
- 【請求項１】 コンピュータグラフィックスにおいて３
次元形状の物体に陰影付けを行う陰影付け方式におい
て、 陰影を付けることなくモデルを描画するモデル描画部
と、 光源方向ベクトルと頂点の法線ベクトルの内積を計算し
て前記描画したモデルの面に達する光量を算出する光量
演算部と、 前記光量演算部で演算した光量の値を前記モデルの面に
反映させ、その値が所定のしきい値より小さい部分の画
素にマスクをかける光量反映描画部と、 前記モデルのマスクのかかった部分のみ所定の模様が入
った画像を貼り付ける模様貼付部と、 を備えたことを特徴とするコンピュータグラフィックス
における陰影付け方式。 - 【請求項２】 前記光量演算部で算出した光量は、表示
するスクリーンのサイズと同じサイズのマスク用バッフ
ァを有し、前記マスク用バッファにその値を書き込むこ
とを特徴とする請求項１記載のコンピュータグラフィッ
クスにおける陰影付け方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001120910A JP2002319033A (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | コンピュータグラフィックスにおける陰影付け方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001120910A JP2002319033A (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | コンピュータグラフィックスにおける陰影付け方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002319033A true JP2002319033A (ja) | 2002-10-31 |
Family
ID=18970877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001120910A Pending JP2002319033A (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | コンピュータグラフィックスにおける陰影付け方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002319033A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004107270A1 (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Konami Corporation | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| JP2010026911A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Sammy Corp | 画像生成装置、遊技機、及びプログラム |
| KR101557703B1 (ko) | 2014-03-25 | 2015-10-06 | 맥스온소프트(주) | 지구 평면도에서 밤낮의 변화를 실시간으로 시각화하는 방법 및 이를 위한 그래픽 처리장치 |
| JP2016177384A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 三菱電機株式会社 | カラーテーブル生成装置及び描画装置 |
-
2001
- 2001-04-19 JP JP2001120910A patent/JP2002319033A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004107270A1 (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Konami Corporation | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| EP1630746A4 (en) * | 2003-05-30 | 2006-06-28 | Konami Corp | IMAGE PROCESSOR AND IMAGE PROCESSING METHOD |
| US7199801B2 (en) | 2003-05-30 | 2007-04-03 | Konami Corporation | Image processing apparatus and image processing method |
| CN1781124B (zh) * | 2003-05-30 | 2010-05-05 | 科乐美数码娱乐株式会社 | 图像处理装置以及图像处理方法 |
| JP2010026911A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Sammy Corp | 画像生成装置、遊技機、及びプログラム |
| KR101557703B1 (ko) | 2014-03-25 | 2015-10-06 | 맥스온소프트(주) | 지구 평면도에서 밤낮의 변화를 실시간으로 시각화하는 방법 및 이를 위한 그래픽 처리장치 |
| JP2016177384A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 三菱電機株式会社 | カラーテーブル生成装置及び描画装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040217 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040601 |