(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、
物体の形状情報を入力する手段と、
視点情報を入力する手段と、
前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、
前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、
を具備し、
前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、
前記仮想球の基準軸と交わるポリゴンに対しては、該ポリゴンの座標を修正することを特徴とする画像生成装置。
【請求項２】
コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、
物体の形状情報を入力する手段と、
視点情報を入力する手段と、
前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、
前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、
を具備し、
前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、
前記仮想球の天頂を含むポリゴンに対しては、該ポリゴンを天頂を１つの頂点として複数のポリゴンに分割することを特徴とする画像生成装置。
【請求項３】
コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、
物体の形状情報を入力する手段と、
前記物体の運動情報を入力する手段と、
前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、
前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、
を具備し、
前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、
前記仮想球の基準軸と交わるポリゴンに対しては、該ポリゴンの座標を修正することを特徴とする画像生成装置。
【請求項４】
コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、
物体の形状情報を入力する手段と、
前記物体の運動情報を入力する手段と、
前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、
前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、
を具備し、
前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、
前記仮想球の天頂を含むポリゴンに対しては、該ポリゴンを天頂を１つの頂点として複数のポリゴンに分割することを特徴とする画像生成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載された画像生成装置において、
前記第２の画像生成手段は、
第１の画像生成手段によって作成され、前記物体情報をピクセル色とアルファ値で表した第１の画像と、
前記反射或いは屈折情報をピクセル色とアルファ値で表した第２の画像と、
を合成することを特徴とする画像生成装置。
【請求項６】
コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、
物体の形状情報を入力する手段と、
視点情報を入力する手段と、
前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、
前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、
を具備し、
前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、
前記仮想球の基準軸と交わるポリゴンに対しては、該ポリゴンの座標を修正する画像生成装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記録した記録媒体。
【請求項７】
コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、
物体の形状情報を入力する手段と、
視点情報を入力する手段と、
前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、
前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、
を具備し、
前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、
前記仮想球の天頂を含むポリゴンに対しては、該ポリゴンを天頂を１つの頂点として複数のポリゴンに分割する画像生成装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記録した記録媒体。
【請求項８】
コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、
物体の形状情報を入力する手段と、
前記物体の運動情報を入力する手段と、
前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、
前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、
を具備し、
前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、
前記仮想球の基準軸と交わるポリゴンに対しては、該ポリゴンの座標を修正する画像生成装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記録した記録媒体。
【請求項９】
コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、
物体の形状情報を入力する手段と、
前記物体の運動情報を入力する手段と、
前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、
前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、
を具備し、
前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、
前記仮想球の天頂を含むポリゴンに対しては、該ポリゴンを天頂を１つの頂点として複数のポリゴンに分割する画像生成装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像生成装置及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、コンピュータグラフィックス（ＣＧ）の発展は目覚ましく、様々な物がコンピュータ上で表現されるようになった。特に、グラフィックハードウェアには、形状データの座標変換や照光処理、最終的な画像の生成処理を高速に演算するものや、混合処理によりフレームバッファに保存されている画像と現在処理中の画像とを高速に合成するものなどがある。
また、ＣＧに対する要求は益々高まり、単にコンピュータ上で物体を描画するだけでなく、よりリアルな描画、例えば物体表面における反射や屈折、加えて視点情報や運動情報を考慮した描画が求められつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような反射や屈折を考慮するリアルな描画の一つに、反射対象に反射用に用意した仮想球にテクスチャマッピングを施したものを使用する方法がある。このテクスチャマッピング機能を用いた反射効果の実現方法には、ポリゴン（三角形）の各頂点における反射ベクトルと仮想球の交点が仮想球の基準軸を超えて参照される場合、テクスチャ画像が不適切にマッピングされてしまうという問題があった。
この場合、ポリゴン（三角形）の各頂点における反射ベクトルと仮想球の交点が仮想球の基準軸を超えないように適時ポリゴンを再構成する方法も考えられるが、処理時間がかかり、対話的に処理するシステムには不向きである。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、反射効果や屈折効果を考慮した高品位な画像を高速に生成する画像生成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために第１の発明は、コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、物体の形状情報を入力する手段と、視点情報を入力する手段と、前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、を具備し、前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、前記仮想球の基準軸と交わるポリゴンに対しては、該ポリゴンの座標を修正することを特徴とする画像生成装置である。
【０００６】
また、第２の発明は、コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、物体の形状情報を入力する手段と、視点情報を入力する手段と、前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、を具備し、前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、前記仮想球の天頂を含むポリゴンに対しては、該ポリゴンを天頂を１つの頂点として複数のポリゴンに分割することを特徴とする画像生成装置である。
【０００７】
また、第３の発明は、コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、物体の形状情報を入力する手段と、前記物体の運動情報を入力する手段と、前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、を具備し、前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、前記仮想球の基準軸と交わるポリゴンに対しては、該ポリゴンの座標を修正することを特徴とする画像生成装置である。
【０００８】
また、第４の発明は、コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、物体の形状情報を入力する手段と、前記物体の運動情報を入力する手段と、前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、を具備し、前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、前記仮想球の天頂を含むポリゴンに対しては、該ポリゴンを天頂を１つの頂点として複数のポリゴンに分割することを特徴とする画像生成装置である。
【０００９】
また、第５の発明は、コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、物体の形状情報を入力する手段と、視点情報を入力する手段と、前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、を具備し、前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、前記仮想球の基準軸と交わるポリゴンに対しては、該ポリゴンの座標を修正する画像生成装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記録した記録媒体である。
【００１０】
また、第６の発明は、コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、物体の形状情報を入力する手段と、視点情報を入力する手段と、前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、前記物体の形状情報と前記視点情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、を具備し、前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、前記仮想球の天頂を含むポリゴンに対しては、該ポリゴンを天頂を１つの頂点として複数のポリゴンに分割する画像生成装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記録した記録媒体である。
【００１１】
また、第７の発明は、コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、物体の形状情報を入力する手段と、前記物体の運動情報を入力する手段と、前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、を具備し、前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、前記仮想球の基準軸と交わるポリゴンに対しては、該ポリゴンの座標を修正する画像生成装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記録した記録媒体である。
【００１２】
また、第８の発明は、コンピュータ画像を生成する画像生成装置であって、物体の形状情報を入力する手段と、前記物体の運動情報を入力する手段と、前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体の画像を生成する第１の画像生成手段と、前記物体の形状情報と前記運動情報を基に、前記物体表面における反射或いは屈折情報を算出及び修正する算出手段と、前記第１の画像生成手段によって作成された画像と、前記反射或いは屈折情報とを合成して画像を生成する第２の画像生成手段と、を具備し、前記算出手段は、物体周囲の仮想球上の画像のうちポリゴンの頂点に対応する反射情報または屈折情報を算出し、前記仮想球の天頂を含むポリゴンに対しては、該ポリゴンを天頂を１つの頂点として複数のポリゴンに分割する画像生成装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記録した記録媒体である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像生成装置１の概略構成を示す図である。
【００１４】
図１において、画像生成装置１は、外部記憶装置２より読み込んだ３次元ＣＧデータと、外部入力装置３より入力された視点情報を基にＣＧ画像データを作成し、外部表示装置４に出力する。
【００１５】
画像生成装置１に接続される外部記憶装置２は物体の形状、質感、テクスチャ画像情報等を含む物体情報、及び種類、位置、属性等を含む光源情報を記憶するものであり、例えばハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等である。尚、外部記憶装置２として、ネットワークに接続された他の外部記憶装置を用いてもよい。
【００１６】
また、外部入力装置３はマウス、キーボード及びジョイスティック等の機器であり、物体形状を観察する位置等の視点情報を入力する。
外部表示装置４は画像を表示する機器であり、ＣＲＴディスプレイ等である。
【００１７】
図１に示すように、画像生成装置１はＣＧデータ読み込み部５、ＣＧデータ記憶部６、視点情報算出部７、視点情報記憶部８、第１レンダリング処理部９、反射情報算出部１０、第２レンダリング処理部１１を有する。画像生成装置１は例えば一台のコンピュータよりなる。
【００１８】
図１において、ＣＧデータ読み込み部５は外部記憶装置２から物体のＣＧデータを読み出し、ＣＧデータ記憶部６はそれを記憶する。また、視点情報算出部７は外部入力装置３によって入力された視点情報から視点位置座標等を算出し、視点情報記憶部８に記憶させる。
【００１９】
第１レンダリング処理部９は物体の画像を生成し、反射情報算出部１０は物体表面における反射情報を算出する。生成された物体画像と反射情報は第２レンダリング処理部１１によって合成される。
【００２０】
以下に画像生成装置１の各部における処理について説明する。図２は、画像生成装置１による画像生成処理を示すフローチャートである。
図１において、ＣＧデータ読み込み部５が外部記憶装置２から物体の３次元ＣＧデータを読み出し、ＣＧデータ記憶部６に記憶する（ステップ２０１）。
【００２１】
次に、外部入力装置３により入力された視点情報から、視点情報算出部７にて視点位置座標等を算出し、視点情報記憶部８に記憶する（ステップ２０２）。図３は視点３５と反射角νを示す図である。視点情報算出部７はマウス等によって指示された視点３５の位置座標等を算出し、視点情報記憶部８に保管する。
【００２２】
次に、第１レンダリング処理部９は、物体のＣＧデータ及び視点情報から、照光効果等を考慮して物体のレンダリング処理を行う（ステップ２０３）。このレンダリング処理はコンピュータのグラフィックスハードウェアにて行われる。
【００２３】
図４は描画対象物体である車４１を示す図であり、図５はピクセル４９におけるレンダリングデータを示す図である。車４１の座標等のＣＧデータは外部記憶装置２からＣＧデータ読み込み部５に読み出され、ＣＧデータ記憶部６に保管される。第１レンダリング処理部９は、車４１のＣＧデータと、視点位置や光源位置などから照光効果を考慮した車４１のレンダリング処理を行う。
【００２４】
図５に示すように、第１レンダリング処理部９による第１レンダリング終了時のピクセル４９のレンダリングデータは、ピクセル色Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分が（ｒ１，ｇ１，ｂ１）、アルファ値（重み係数）がα１である。反射効果を実現するためには、通常α１は「１．０」であるが、任意の値を設定することが可能である。
【００２５】
次に、反射情報算出部１０は物体形状の各頂点において反射用テクスチャ画像をマッピングするためのテクスチャ座標及び反射率を算出し（ステップ２０４）、第２レンダリング処理部１１はステップ２０３で処理された画像に、ステップ２０４で算出されたテクスチャ座標及び反射率を用いて算出した反射効果を合成レンダリングする（ステップ２０５）。合成レンダリングした画像は、外部表示装置４に表示される（ステップ２０６）。
【００２６】
図１に示す反射情報算出部１０は、後述する方法により反射用テクスチャ画像をマッピングするためのテクスチャ座標と反射率を算出する。第２レンダリング処理部１１は、物体形状の各頂点のテクスチャ座標を反射情報算出部１０で算出されたテクスチャ座標に設定し、アルファ値を反射情報算出部１０で算出された反射率に設定し、テクスチャマッピングに使用する画像を反射用テクスチャに設定し、第１レンダリング処理部で生成された画像とを合成レンダリングする。
【００２７】
即ち、例えば、図５に示すピクセル４９において第２レンダリング処理部１１で処理中のピクセル色が（ｒ２，ｇ２，ｂ２）およびアルファ値がα２であるとき、第２レンダリング処理終了時のピクセル４９における最終的な値は（α１×ｒ１＋α２×ｒ２，α１×ｇ１＋α２×ｇ２，α１×ｂ１＋α２×ｂ２）となる。尚、この場合α２には各ポリゴンの対応する反射率の値が設定される。
【００２８】
このような合成レンダリング処理はコンピュータのグラフィックスハードウェアで行われるため、非常に高速に処理される。
このようにして作成された最終的な画像は、図１に示す外部出力装置４によって表示される。
【００２９】
尚、図５では、ピクセル毎にレンダリングが行われるように示されているが、実際には、例えば、図４に示す車４１の表面を三角形のポリゴンに分割し、各ポリゴンの頂点のピクセルに図５に示す処理を行う。そして、ポリゴン内部のピクセルに対応するレンダリング値は、求められた各頂点のレンダリング値を補間して求められる。
【００３０】
以下、反射情報である物体形状の各頂点における反射用テクスチャ画像をマッピングするためのテクスチャ座標と反射率の算出方法について詳細に説明する。図６は、テクスチャ座標５０の定義を示す。テクスチャ座標５０は、画像の横方向をＵ、縦方向をＶとして定義され、それぞれ０．０〜１．０の範囲が割り当てられる。
【００３１】
ポリゴンにテクスチャ画像をマッピングする際には、このテクスチャ座標を用いて範囲を指定する。図７は、テクスチャ画像の例を示す。図７では、テクスチャ画像５３のテクスチャＵ座標に０．３から０．７を、テクスチャＶ座標に０．０から１．０の範囲を指定し、ポリゴンにマッピングしている。
【００３２】
また、Ｕ，Ｖに１．０以上の値を指定することもできる。この場合、ラップ、ミラー等の幾つかの折り返し方法を選択する。図８は、ラップ５５とミラー５７の例を示す。
【００３３】
図９は、仮想球４３の定義を示す。図９に示すように、仮想球４３の原点を中心に、上向き方向をＹ軸、奥行き方向をＺ軸とし、左手座標系で定義している。テクスチャＵ座標をＺ軸回り、テクスチャＶ座標を上下方向としてとし、Ｕ、Ｖ座標はそれぞれ０．０〜１．０の範囲となるように対応づけている。
すなわち、仮想球４３を地球にたとえるならば、Ｕは経度に相当し、Ｖは南極を「０」とした緯度に相当する。
尚、仮想球４３の軸の定義を右手座標系に変更してもよい。また、テクスチャ座標Ｕ，Ｖと仮想球４３の各軸の対応付けを他の組み合わせに変更してもよい。
【００３４】
図１０は、反射情報計算のフローチャートである。すなわち、図２のステップ２０４の処理を詳細に示したものである。視点３５の位置座標と法線ベクトル３９等から頂点Ｐにおける入射ベクトル３６を算出する（ステップ３０１）。
【００３５】
次に、入射ベクトル３６に対する反射ベクトル３７を算出する（ステップ３０２）。
【００３６】
次に、反射ベクトル３７と仮想球４３との交点を算出し、テクスチャ座標Ｕ，Ｖと反射率を算出する（ステップ３０３）。各交点がＸ，Ｚの正負どちらの領域に存在するかのＸフラグ、Ｚフラグも記憶する。本実施の形態では交点を求める対象物体は、図４に示すように、描画対象となる車４１の周囲に仮想球４３を設けて、仮想球４３に貼り付けられた像をテクスチャ画像４５とする。
【００３７】
反射率は、材質に応じて予め用意した反射率関数Ｗ（γ）から算出する。ここでγは図３に示されるように反射ベクトル３７と法線ベクトル３９とがなす角、即ち反射角である。図１１は反射角γに対する反射率Ｗ（γ）の一例を示す図である。
【００３８】
前述のステップ３０１からステップ３０３の処理を物体形状の各頂点に対して行った後、ポリゴン毎にテクスチャ座標の修正を行う（ステップ３０４）。
【００３９】
ポリゴンを構成する３頂点に対して、（１）Ｘフラグが正である頂点が少なくとも一つは存在する。（２）全ての頂点のＺフラグが正ではない。（３）Ｚフラグが正である頂点が少なくとも一つは存在する。この全ての条件を満たすポリゴンは、仮想球４３の基準軸を超えて存在する。このままテクスチャマッピングを施すと不適切な画像領域がマッピングされので、前述の（１）から（３）の条件を満たすポリゴンは、基準軸を超えているＺフラグが正である頂点のＵ座標をＵ＝Ｕ＋１．０に修正する。
【００４０】
図１２は、ポリゴンが基準軸を超えて存在する場合のテクスチャ座標の修正を示す。図１２（ａ）に示すように、前述の（１）から（３）の条件を満たすポリゴンａ１ａ２ａ３が、仮想球の基準軸（Ｕ＝０．０）を超えて存在する。このままテクスチャマッピングを施すと頂点ａ１、ａ２、ａ３は、図１２（ｂ）に示すように、テクスチャ座標ａ´１、ａ´２、ａ´３にそれぞれ設定され、不適切な画像領域がマッピングされる。従って、Ｚフラグが正である頂点ａ´１のＵ座標をＵ＝Ｕ＋１に修正し、適切なテクスチャマッピングを実行する。
【００４１】
また、ポリゴンが仮想球の天頂を囲む場合は、前述のテクスチャ座標の修正を行っても不具合が生じる。この場合には、ポリゴンを再構成し、テクスチャマッピングを行う。
【００４２】
図１３は、ポリゴンが仮想球の天頂を囲む場合のポリゴンの再構成を示す。図１３（ａ）に示すように、ポリゴンｂ１ｂ２ｂ３が仮想球の天頂を囲む場合、図１３（ｂ）に示すような適切なテクスチャマッピング６５する必要があるが、このままテクスチャマッピングを施すと、図１３（ｃ）に示すように、頂点ｂ１、ｂ２、ｂ３は、テクスチャ座標ｂ´１、ｂ´２、ｂ´３にそれぞれ設定され、不適切な画像のマッピング６７となる。この場合には、ポリゴンｂ１ｂ２ｂ３を分割する。このようにして、図１３（ｄ）に示すように適切なテクスチャマッピング６９を行う。
【００４３】
第２レンダリング処理部１１はこうして求めたテクスチャ座標及び反射率と第１レンダリング処理部９で求めた物体の画像との合成レンダリング処理を行い、最終的な画像が外部表示装置４に表示される。
【００４４】
反射計算処理や合成レンダリング処理はプログラムで行うこともできるが、多くの演算時間を要するため高速の描画が行えない。しかしながら、本実施の形態のようにグラフィックスハードウェアを利用すれば、リアルな描画が高速に行える。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、コンピュータのグラフィックハードウェアのテクスチャマッピング機能を利用して、視点に依存した反射効果を考慮した精巧な画像を高速に生成し、表示させることが可能である。これによりグラフィックエンジンを持たないパソコンにおいても高品位な画像を生成することができる。
【００４６】
尚、本実施の形態では視点３５の位置を外部入力装置３より入力したが、視点位置を固定し、外部入力装置３より車４１の移動量等を入力することも可能である。この場合、車４１の移動量や移動方向に合わせて像を写す仮想物体の形状を選択すると、より効率的に反射効果の算出が行える。
【００４７】
また、本実施の形態では反射効果について説明したが、反射ベクトルを屈折ベクトルとして屈折計算を行い、材質に応じた屈折率を用意すれば、屈折情報を算出し、同様に合成レンダリング処理を行うことが可能である。
【００４８】
また、図２に示す処理を行うプログラムはＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保持させて流通させてもよいし、このプログラムを通信回線を介して送受することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、反射効果や屈折効果を考慮した高品位な画像を高速に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施の形態に係る画像生成装置１を示す図
【図２】  画像生成装置１による画像生成処理を示すフローチャート
【図３】  視点３５と反射角νを示す図
【図４】  車４１を示す図
【図５】  ピクセル４９の画像データを示す図
【図６】  テクスチャ座標５０の定義を示す図
【図７】  テクスチャ画像５３を示す図
【図８】  ラップ５５とミラー５７の例を示す図
【図９】  仮想球の定義を示す図
【図１０】  反射情報計算のフローチャート
【図１１】  反射角γに対する反射率Ｗ（γ）を示す図
【図１２】  ポリゴンが基準軸を超えて存在する場合のテクスチャ座標の修正を示す図
【図１３】  ポリゴンが仮想球の天頂を囲む場合のポリゴンの再構成を示す図
【符号の説明】
１………画像生成装置
２………外部記憶装置
３………外部入力装置
４………外部表示装置
５………ＣＧデータ読み込み部
６………ＣＧデータ記憶部
７………視点情報算出部
８………視点情報記憶部
９………第１レンダリング処理部
１０………反射情報算出部
１１………第２レンダリング処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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