【手続補正書】
【提出日】平成17年6月24日(2005.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レイトレーシング方式により３次元座標空間上の複数のオブジェクトのスクリーン上の画像データを生成する画像処理装置において、
前記３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力手段と、
前記スクリーン座標系の画像データから、前記表面の内部の画素データを補間する補間手段と、
前記補間手段により補間された画素データを、それに対応するレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された画素データを描画する描画手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
レイトレーシング方式により３次元座標空間上の複数のオブジェクトのスクリーン上の画像データを生成する画像処理装置の画像処理方法において、
前記３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力ステップと、
前記スクリーン座標系の画像データから、前記表面の内部の画素データを補間する補間ステップと、
前記補間ステップで補間された画素データを、それに対応するレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された画素データを描画する描画ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
レイトレーシング方式により３次元座標空間上の複数のオブジェクトのスクリーン上の画像データを生成する画像処理装置に、
前記３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力ステップと、
前記スクリーン座標系の画像データから、前記表面の内部の画素データを補間する補間ステップと、
前記補間ステップで補間された画素データを、それに対応するレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された画素データを描画する描画ステップと
を含むことを特徴とするプログラムを提供する提供媒体。
【請求項４】
レイトレーシング方式により３次元座標空間上の複数のオブジェクトのスクリーン上の画像データを生成する画像処理装置において、
第１のレイによるレイトレーシングに代えて、前記３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力手段と、
前記スクリーン座標系の画像データから、前記表面の内部の画素データを補間する補間手段と、
前記補間手段により補間された画素データを、それに対応する第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された画素データを描画する描画手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
前記補間手段により補間された画素データの奥行き方向の座標を基に、最も手前にある画素データを検索し、記憶する記憶手段を
さらに備えることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記オブジェクトの表面の代表的な奥行き座標を基に、前記オブジェクトの表面をソートするソート手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記ソート手段によりソートされた順序で、奥から順番に、前記第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正処理を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記補間手段は、補間演算ごとに、その奥行き座標を記憶し、
前記補正手段は、前記補間手段に記憶されている奥行き座標を基に、前記第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正処理を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像は、トライアングルである
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記オブジェクトの表面の代表的な奥行き座標を基に、前記オブジェクトの表面をソートするソート手段をさらに備え、
前記補間手段は、前記ソート手段によりソートされた順序で、手前から順番に補間演算を行い、各画素の補間演算ごとに、その奥行き座標を記憶し、
前記補正手段は、前記補間手段に記憶されている奥行き座標を基に、前記第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正処理を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記補間手段と補正手段は、手前に位置する他の前記オブジェクトの表面が既に描画されている場合、その処理をスキップする
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記補間手段は、透明度が所定の基準値以下の前記オブジェクトについては、第２のレイまでの処理を行い、透明度が前記基準値より大きい前記オブジェクトについては、前記透明度が前記基準値以下の前記オブジェクトに衝突するまで、より高次のレイの処理を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記補間手段による補間演算された画素の反射ベクトルまたは屈折ベクトルの値が、所定の基準値以下のとき、その画素の補正を行わない
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記補正手段は、影を生成する処理を行う場合、または反射もしくは屈折レイの処理を行う場合において、複数の前記オブジェクトとの衝突判定を順次行うとき、所定のスパンにおいて、直前の画素が衝突した前記オブジェクトとの衝突判定を最初に行う
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記補正手段は、影を生成する処理を行う場合、反射もしくは屈折レイの処理は第２のレイまで行い、シャドウレイの処理は、第３のレイまで行う
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記描画手段は、前記オブジェクトの透明度が所定の基準値より大きいとき、奥から順番に描画するとともに、既に描画されている画素とブレンドする
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記描画手段は、１つの画素に複数の前記オブジェクトが対応する場合、前記画素を覆う面積に基づいて重み付けを行う
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
レイトレーシング方式により３次元座標空間上の複数のオブジェクトのスクリーン上の画像データを生成する画像処理装置の画像処理方法において、
第１のレイによるレイトレーシングに代えて、前記３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力ステップと、
前記スクリーン座標系の画像データから、前記表面の内部の画素データを補間する補間ステップと、
前記補間ステップで補間された画素データを、それに対応する第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された画素データを描画する描画ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１８】
レイトレーシング方式により３次元座標空間上の複数のオブジェクトのスクリーン上の画像データを生成する画像処理装置に、
第１のレイによるレイトレーシングに代えて、前記３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力ステップと、
前記スクリーン座標系の画像データから、前記表面の内部の画素データを補間する補間ステップと、
前記補間ステップで補間された画素データを、それに対応する第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された画素データを描画する描画ステップと
を含むことを特徴とするプログラムを提供する提供媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の画像処理装置は、３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力手段と、スクリーン座標系の画像データから、表面の内部の画素データを補間する補間手段と、補間手段により補間された画素データを、それに対応するレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正手段と、補正手段により補正された画素データを描画する描画手段とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の画像処理方法は、３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力ステップと、スクリーン座標系の画像データから、表面の内部の画素データを補間する補間ステップと、補間ステップで補間された画素データを、それに対応するレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正ステップと、補正ステップで補正された画素データを描画する描画ステップとを含むことを特徴とする。
請求項３に記載の提供媒体のプログラムは、３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力ステップと、スクリーン座標系の画像データから、表面の内部の画素データを補間する補間ステップと、補間ステップで補間された画素データを、それに対応するレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正ステップと、補正ステップで補正された画素データを描画する描画ステップとを含むことを特徴とする。
請求項４に記載の画像処理装置は、第１のレイによるレイトレーシングに代えて、３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力手段と、スクリーン座標系の画像データから、表面の内部の画素データを補間する補間手段と、補間手段により補間された画素データを、それに対応する第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正手段と、補正手段により補正された画素データを描画する描画手段とを備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項１７に記載の画像処理方法は、第１のレイによるレイトレーシングに代えて、３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力ステップと、スクリーン座標系の画像データから、表面の内部の画素データを補間する補間ステップと、補間ステップで補間された画素データを、それに対応する第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正ステップと、補正ステップで補正された画素データを描画する描画ステップとを含むことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項１８に記載の提供媒体のプログラムは、レイトレーシング方式により３次元座標空間上の複数のオブジェクトのスクリーン上の画像データを生成する画像処理装置に、第１のレイによるレイトレーシングに代えて、３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力ステップと、スクリーン座標系の画像データから、表面の内部の画素データを補間する補間ステップと、補間ステップで補間された画素データを、それに対応する第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正ステップと、補正ステップで補正された画素データを描画する描画ステップとを含むことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項１に記載の画像処理装置、請求項２に記載の画像処理方法、および請求項３に記載の提供媒体のプログラムにおいては、オブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを補間することで、表面の内部の画素データが生成される。そして、補間された画素データが、レイによるレイトレーシング成分で補正される。
請求項４に記載の画像処理装置、請求項１７に記載の画像処理方法、および請求項１８に記載の提供媒体のプログラムにおいては、第１のレイによるレイトレーシングに代えて、オブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを補間することで、表面の内部の画素データが生成される。そして、補間された画素データが、第２のレイによるレイトレーシング成分で補正される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項１に記載の画像処理装置は、３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力手段（例えば、図１のパーソナルコンピュータ１、ホストインタフェース２）と、スクリーン座標系の画像データから、表面の内部の画素データを補間する補間手段（例えば、図１のDDA３）と、補間手段により補間された画素データを、それに対応するレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正手段（例えば、図１のレイトレーサ６）と、補正手段により補正された画素データを描画する描画手段（例えば、図１のフレームバッファ７）とを備えることを特徴とする。
請求項４に記載の画像処理装置は、第１のレイによるレイトレーシングに代えて、３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データを出力する出力手段（例えば、図１のパーソナルコンピュータ１、ホストインタフェース２）と、スクリーン座標系の画像データから、表面の内部の画素データを補間する補間手段（例えば、図１のDDA３）と、補間手段により補間された画素データを、それに対応する第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正する補正手段（例えば、図１のレイトレーサ６）と、補正手段により補正された画素データを描画する描画手段（例えば、図１のフレームバッファ７）とを備えることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項５に記載の画像処理装置は、補間手段により補間された画素データの奥行き方向の座標を基に、最も手前にある画素データを検索し、記憶する記憶手段（例えば、図１のプリトレースバッファ５）をさらに備えることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項６に記載の画像処理装置は、オブジェクトの表面の代表的な奥行き座標を基に、オブジェクトの表面をソートするソート手段（例えば、図１１のトライアングルソート部２１）をさらに備え、補正手段は、ソート手段によりソートされた順序で、奥から順番に、第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正処理を行うことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項９に記載の画像処理装置は、オブジェクトの表面の代表的な奥行き座標を基に、前記オブジェクトの表面をソートするソート手段（例えば、図４のトライアングルソート部２１）をさらに備え、補間手段は、ソート手段によりソートされた順序で、手前から順番に補間演算を行い、各画素の補間演算ごとに、その奥行き座標を記憶し、補正手段は、補間手段に記憶されている奥行き座標を基に、第２のレイによるレイトレーシングの成分を演算して補正処理を行うことを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図１は、本発明を適用した画像処理システムの構成例を表している。ホストコンピュータとしてのパーソナルコンピュータ１は、３次元座標空間上のオブジェクトの各表面を複数のトライアングルに分割し、各トライアングルを所定のスクリーン座標系に投影して得られた画像データを生成する。そして、そのスクリーン座標系の画像データと、光源に関する画像データを、ホストインタフェース２を介して、DDA（Digital Differential Analyzer）に供給する。具体的には、例えば、トライアングルの３つの頂点における座標（ｘ，ｙ，ｚ）面の法線ベクトル、表面の拡散係数、表面の反射係数、屈折係数、透明度、表面の色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）といったデータと、光源の座標（ｘ，ｙ，ｚ）、明るさと色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、光源の種類（点、平行、スポット径）といった情報が、DDA３に入力される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、３次元座標空間上のオブジェクトの表面の画像をスクリーンに投影することにより生成されたスクリーン座標系の画像データの表面の内部の画素データを補間するようにしたので、より迅速に画像データを生成することが可能となる。