(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示するべき物体の座標データを読み込む手段と、
表示するべき既存床の座標を読み込む手段と、
各物体の下面に配置する各部分床の座標データを生成する手段と、
視点位置データを入力する手段と、
前記物体、前記既存床及び前記部分床の座標データ並びに前記視点位置データを基に陰面処理をした表示データを生成する手段と、
を備えることを特徴とする３次元グラフィックス表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の３次元グラフィックス表示装置において、
各部分床の座標データを、その部分床とその部分床に対応する前記物体の下面との間の距離が前記既存床とその既存床に置かれる物体との間の距離よりも長くなるように生成することを特徴とする３次元グラフィックス表示装置。
【請求項３】
表示するべき物体の座標データを読み込むステップと、
表示するべき既存床の座標を読み込むステップと、
各物体の下面に配置する各部分床の座標データを生成するステップと、
視点位置データを入力するステップと、
前記物体、前記既存床及び前記部分床の座標データ並びに前記視点位置データを基に陰面処理をした表示データを生成するステップと、
を有することを特徴とする３次元グラフィックス表示方法。
【請求項４】
請求項３に記載の３次元グラフィックス表示方法において、
各部分床の座標データを、その部分床とその部分床に対応する前記物体の下面との間の距離が前記既存床とその既存床に置かれる物体との間の距離よりも長くなるように生成することを特徴とする３次元グラフィックス表示方法。
【請求項５】
表示するべき物体の座標データを読み込むステップと、
表示するべき既存床の座標を読み込むステップと、
各物体の下面に配置する各部分床の座標データを生成するステップと、
視点位置データを入力するステップと、
前記物体、前記既存床及び前記部分床の座標データ並びに前記視点位置データを基に陰面処理をした表示データを生成するステップと、
を有することを特徴とする３次元グラフィックス表示方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のコンピュータプログラムにおいて、
各部分床の座標データを、その部分床とその部分床に対応する前記物体の下面との間の距離が前記既存床とその既存床に置かれる物体との間の距離よりも長くなるように生成することを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は３次元グラフィックス表示装置及びその方法に関し、特に、物体が物理法則に従って表示されるようにする３次元グラフィックス表示装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な３次元表示では、床を含む３次元空間に３次元物体を配置して表示する際に、床より離れた上方に３次元物体を配置する場合は、その３次元物体を床の上方の宙に浮いた状態で表示するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術には、次のような問題点があった。
【０００４】
第１の問題点は、物体を直観的に把握しにくいということである。
【０００５】
その理由は、物体が宙に浮くという、重力を考慮した現実世界とは異なる表現により表示され現実性に乏しいためである。
【０００６】
第２の問題点は、宙に浮いた物体だけに部分床を付ける処理が複雑になるということである。
【０００７】
その理由は、個々の物体に関し、宙に浮いているかどうかを判定する処理が必要になるためである。
【０００８】
第３の問題点は、物体に関する細かいデータやその処理が必要になるということである。
【０００９】
その理由は、宙に浮いた物体を下方から見上げることを抑制できないために現実性を向上させるためには下方からの表示データも必要となるためである。
【００１０】
そこで、本発明は、物体が単体で宙に浮いた状態で表示されることを防止する３次元グラフィックス表示装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の３次元グラフィックス表示装置は、表示するべき物体の座標データを読み込む手段と、表示するべき既存床の座標を読み込む手段と、各物体の下面に配置する各部分床の座標データを生成する手段と、視点位置データを入力する手段と、前記物体、前記既存床及び前記部分床の座標データ並びに前記視点位置データを基に陰面処理をした表示データを生成する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記の３次元グラフィックス表示装置において、各部分床の座標データを、その部分床とその部分床に対応する前記物体の下面との間の距離が前記既存床とその既存床に置かれる物体との間の距離よりも長くなるように生成してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、３次元コンピュータグラフィックスにおいて、既存床を含む３次元空間内に３次元物体（以下、単に「物体」という。）を配置して表示する際に、物体の底部が床面に接しないで配置された場合には、その物体が宙に浮いて見えてしまうことを解決するために、物体の下部に常に部分床を配置することにより、その物体がその部分床により支えられているように見えるようにする。このようにして、物体の配置を現実世界の自然法則に従わせることにより３次元コンピュータグラフィックスの現実性を増し、直観的な把握を促進する。
【００１４】
但し、その物体が既存床に接して配置される場合は、物体の下部に常に配置されるその部分床が、既存床の上面よりも低い位置に配置されるように、物体と部分床との間の距離を決めて置くことにより、部分床は見えないようにする。
【００１５】
図３において物体や既存床を表示するための原データに対し、各物体に付される部分床のデータを付加することにより、既存床に接して配置された物体は既存床の上に置かれているように見せ、既存床から離れて配置された物体は部分床に置かれているように見せる。
【００１６】
このようにして、一様に全物体の下方に部分床を付与することによって、物体がいかなる床にも置かれておらずに宙に浮いて表示されるという不自然な画像が表示されるのを避け、自然な認識を可能にする。
【００１７】
図１を参照すると、本発明の３次元表示システムの一実施形態は、書き込まれたデータを保存し、保存したデータが読み出される記憶装置１と、プログラム制御により動作するデータ処理装置２と、３次元画像の表示を行う出力装置３を備える。
【００１８】
記憶装置１は、立体構成座標データ記憶手段１１を含む。データ処理装置２は、表示データ生成手段２１と、視点管理手段２２とを含む。出力装置３は、ディスプレイ等からなる。
【００１９】
これらの手段はそれぞれ概略つぎのように動作する。
【００２０】
立体構成座標データ記憶手段１１は表示する物体の座標データと既存床の座標データを記憶する。
【００２１】
表示データ生成手段２１は、立体構成座標データ記憶手段１１から表示するべき物体の座標データと既存床の座標データを読み出し、表示する各物体の下面から下方にある一定距離εだけ離れた位置に配置される部分床の座標データを部分床のデータとして追加する。
【００２２】
本来ならば既存床に接して配置されるべき物体に関しては、その物体の下面が既存床の上面より一定距離δだけ上部に配置されるように決めておき、このδの値はεの値より小さい。
【００２３】
視点管理手段２２は視点位置データを管理する。
【００２４】
その後、表示データ生成手段２１は、座標データと視点管理手段２２から参照した視点位置データを基に表示データを構成し、その表示データを出力手段３１に出力する。
【００２５】
出力手段３１は、表示データ生成手段２１から入力した表示データを基に３次元グラフィックスを表示する。
【００２６】
次に、図１及び図２のフローチャートを参照して本発明の実施形態の全体の動作について詳細に説明する。
【００２７】
まず、表示データ生成手段２１は、立体構成座標データ記憶手段１１が記憶している表示する物体の座標データと既存床の座標データを立体構成座標データ記憶手段１１から読み出す（ステップＳ１０１）。次に、表示データ生成手段２１は、各表示する各物体の下面よりもある一定距離εだけ下方に配置される部分床の座標データを追加する（ステップＳ１０２）。次に、表示データ生成手段２１は、最新の視点位置データを視点管理手段２２から参照する（ステップＳ１０３）。なお、視点位置データは刻々と変化するものである。次に、表示データ生成手段２１は、表示する物体、既存床及び部分床の座標データ並びに視点位置データを基にして、物体、既存床及び部分床を、視点から見えたときの表示データを生成する（ステップＳ１０４）。次に、表示データ生成手段２１は、生成した表示データを出力手段３１に出力する（ステップＳ１０５）。
【００２８】
これにより出力手段３１は表示データ生成手段２１より入力した表示データを基に３次元グラフィックスを表示する。
【００２９】
次に、具体例を用いて本実施形態の動作を説明する。
【００３０】
図３に示すように、例えば、既存床Ａと２つの物体とが存在する３次元空間において、一方の物体Ｂ１を既存床Ａに接して配置し、もう一方の物体Ｃ１を既存床Ａから離れた上方に配置するものとする。まず、表示データ生成手段２１は、立体構成座標データ記憶手段１１に記憶されている既存床Ａ、物体Ｂ及び物体Ｃ１の座標データを読み出す（ステップＳ１０１）。次に、本実施形態では各物体の下部に部分床を配置する。すなわち、物体Ｂ１に対する部分床Ｂ２、物体Ｃ１に対する部分床Ｃ２を付加する。すなわち、表示データ生成手段２１は、物体Ｂ１に対する部分床Ｂ２、物体Ｃ１に対する部分床Ｃ２を配置するために、各物体についてその下面よりもある一定距離εだけ下部に対応する部分床を配置するように部分床の座標データを生成し追加する（ステップＳ１０２）。次に、表示データ生成手段２１は、最新の視点位置データを視点管理手段２２から参照する（ステップＳ１０３）。次に、表示データ生成手段２１は、既存床Ａ、物体Ｂ１、Ｃ１、部分床Ｂ２、Ｃ２及び座標データ並びに視点位置データを基にして、既存床Ａ、物体Ｂ１、Ｃ１及び部分床Ｂ２、Ｃ２相互間の視点から見たときの重なりを考慮し、視点から見たときの表示データとして、既存床Ａの可視部分データ、物体Ｂ１の可視部分データ、物体Ｃ１の可視部分データ、部分床Ｃ２の可視部分データを表示データとして生成する。ここで、部分床Ｂ２は既存床Ａの下に隠れて表示されないので、部分床Ｂ２の可視部分データは表示データに含まれない（ステップ１０４）。次に、表示データ生成手段２１は、生成した表示データを出力手段３１に出力する（ステップＳ１０５）。出力手段３１は表示データ生成手段２１より入力した表示データを基に図４（ａ）、（ｂ）に示すような３次元グラフィックスを表示する。
【００３１】
なお、図４に示すように、データ処理装置内の表示データ生成手段２１及び視点管理手段２２の上記の機能及び表示データ生成手段２１及び視点管理手段２２が行う上記の方法は、データ処理装置５が記録媒体４から読み出したプログラム、又はネットワーク５を介してＡＳＰ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）６のサーバ７から受信したプログラムをＣＰＵにより読み込んで実行することによっても実現することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の効果が奏される。
【００３３】
第１の効果は、床を含む３次元空間に３次元物体を配置して表示した３次元コンピュータグラフィックスの直観的な把握を促進できることである。
【００３４】
その理由は、各物体が宙に浮かずに、重力を考慮した現実世界と同様に、必ずなんらかの床の上に置かれるように表示されるためである。
【００３５】
第２の効果は、各物体について既存床の上に配置されているかどうかを判定することを要さずに部分床が必要な物体についてのみ部分床を付加できることにある。
【００３６】
その理由は、全ての物体に対して部分床を付与しているものの、表示データを作成するときにどの床及び物体についても必ず行われる陰面処理により、既存床に接して配置される物体に対する部分床が既存床の下に隠れるようになるからである。
【００３７】
第３の効果は、各物体の下から見上げたときの表示データを省略できることにある。
【００３８】
その理由は、全ての物体がなんらかの床に置かれるように表示されており下方向から物体を直接見上げることがないからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による３次元グラフィックス表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態による３次元グラフィックス表示装置が表示する床及び物体の例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による３次元グラフィックス表示装置が生成する表示データに基づいて出力装置が表示する図３に示す床、物体を図３に示す視点から見たときの物体及び床を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態による３次元グラフィックス表示装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  記憶装置
２  データ処理装置
３  出力装置
１１  立体構成座標データ記憶手段
２１  表示データ生成手段
２２  視点管理手段
３１  出力手段
【図１】
0003602061.tif 000002
【図２】
0003602061.tif 000003
【図３】
0003602061.tif 000004
【図４】
0003602061.tif 000005
【図５】
0003602061.tif 000006