(57)【要約】【課題】  ３次元グラフィックデータの再構成装置及び方法を提供する。【解決手段】  ３次元グラフィックデータを解析することによってシーングラフの情報を生成する解析部と、前記シーングラフのノードが有する前記３次元グラフィックデータの幾何情報と、前記幾何情報に対応する物質情報と、前記ノードに対する階層情報とを含む前記シーングラフのオブジェクトを、前記物質情報に含まれる所定の詳細情報を基準として整列する整列部と、前記整列部で整列された前記シーングラフの前記オブジェクトを判読し、前記３次元グラフィックデータを前記２次元映像に変換するレンダリング部とを備えることを特徴とする３次元グラフィックデータの再構成装置である。【選択図】      図４
2005310160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元グラフィックデータを解析することによってシーングラフの情報を生成する解析部と、
前記解析部で生成された前記シーングラフの情報において、前記シーングラフのノードが有する前記３次元グラフィックデータの幾何情報と、前記幾何情報に対応する物質情報と、前記ノードに対する階層情報とを含む前記シーングラフのオブジェクトを、前記物質情報に含まれる所定の詳細情報を基準として整列する整列部と、
前記整列部で整列された前記シーングラフの前記オブジェクトを判読し、前記３次元グラフィックデータを２次元映像に変換するレンダリング部と、
を備えることを特徴とする３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項２】
前記所定の詳細情報は、
透明度情報及び／又はテクスチャー情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項３】
前記整列部は、
前記解析部から入力された前記シーングラフの情報における前記オブジェクトを判読する第１シーングラフ判読部と、
第１シーングラフ判読部により判読されたオブジェクトを前記所定の詳細情報を基準として分類して保存する詳細情報分類部と、
前記オブジェクトがすべて分類されたか否かを検査する分類完了検査部と、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項４】
前記第１シーングラフ判読部は、
前記ノードのうち何れか一つのノードに対して前記幾何情報と前記物質情報とを有するシェープノードであるか否かを検査するシェープノード検査部と、
シェープノード検査部により検査されたノードの下位階層に連結された下位ノードを検出する下位ノード検出部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項５】
前記詳細情報分類部は、前記シェープノード検査部の検査結果を用い、
前記ノードの階層的位置を決定して、グローバルトランスフォメーションマトリックスを計算し、その計算結果を前記ノードのオブジェクトに保存するマトリックス保存部と、
前記ノードが有する前記物質情報の前記所定の詳細情報を読出す詳細情報アクセス部と、
前記詳細情報アクセス部が読出した前記所定の詳細情報に対応する前記透明度情報が透明であることを示すオブジェクトを透明幾何情報として保存する透明幾何保存部と、
前記詳細情報アクセス部が読出した前記所定の詳細情報に対応する前記透明度情報が不透明であることを示すオブジェクトを不透明幾何情報として保存する不透明幾何保存部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項６】
前記透明幾何保存部は、
前記透明幾何情報を視点またはカメラと前記透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、前記距離が遠い透明幾何情報から前記距離が近い透明幾何情報の順に前記透明幾何情報を１次元アレイ状に保存することを特徴とする請求項５に記載の３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項７】
前記不透明幾何保存部は、
前記不透明幾何情報の前記テクスチャー情報をテクスチャーリングにリング状に保存し、かつ前記テクスチャー情報以外の前記不透明幾何情報を下位幾何リングにリング状に保存する
ことを特徴とする請求項５に記載の３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項８】
前記レンダリング部は、
前記所定の詳細情報と前記所定の詳細情報に対応する前記透明幾何情報及び前記不透明幾何情報とを判読する第２シーングラフ判読部と、
前記所定の詳細情報と前記透明幾何情報と前記不透明幾何情報とを２次元映像に変換する変換部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項９】
前記第２シーングラフ判読部及び前記変換部は、
前記不透明幾何情報を最初に判読して２次元映像に変換した後、前記透明幾何情報を判読して２次元映像に変換することを特徴とする請求項８に記載の３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項１０】
前記変換部は、
前記透明幾何情報を視点またはカメラと前記透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、前記距離が遠い透明幾何情報から前記距離が近い透明幾何情報の順に３次元グラフィックデータを２次元映像に変換することを特徴とする請求項９に記載の３次元グラフィックデータの再構成装置。
【請求項１１】
（ａ）３次元グラフィックデータを解析することによってシーングラフの情報を生成する段階と、
（ｂ）前記解析部で生成された前記シーングラフの情報において、前記シーングラフのノードが有する前記３次元グラフィックデータの幾何情報と、前記幾何情報に対応する物質情報と、前記ノードに対する階層情報とを含む前記シーングラフのオブジェクトを、前記物質情報に含まれる所定の詳細情報を基準として整列する段階と、
（ｃ）（ｂ）段階で整列された前記シーングラフの前記オブジェクトを判読して、前記３次元グラフィックデータを２次元映像に変換する段階と、
を備えることを特徴とする３次元グラフィックデータの再構成方法。
【請求項１２】
前記所定の詳細情報は、
透明度情報及び／又はテクスチャー情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の３次元グラフィックデータの再構成方法。
【請求項１３】
前記（ｂ）段階は、
（ｂ１）前記（ａ）段階から入力された前記シーングラフの情報における前記オブジェクトを判読する段階と、
（ｂ２）前記判読されたオブジェクトを前記所定の詳細情報を基準として分類して保存する段階と、
（ｂ３）前記オブジェクトがすべて分類されたか否かを検査する段階と、
を備えることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の３次元グラフィックデータの再構成方法。
【請求項１４】
前記（ｂ１）段階は、
（ｂ１１）前記ノードのうち何れか一つのノードに対して前記幾何情報と前記物質情報とを有するシェープノードであるか否かを検査する段階と、
（ｂ１２）前記検査されたノードが前記シェープノードでない場合、前記検査されたノードの下位階層に連結された下位ノードを検出し、前記（ｂ１１）段階に進むとともに、前記（ｂ２）段階に進む段階と、を備え、
前記検査されたノードが前記シェープノードである場合、前記（ｂ２）段階に進むことを特徴とする請求項１３に記載の３次元グラフィックデータの再構成方法。
【請求項１５】
前記（ｂ２）段階は、
（ｂ２１）前記ノードの階層的位置を決定して、グローバルトランスフォメーションマトリックスを計算する段階と、
（ｂ２２）前記ノードが有する前記物質情報の前記所定の詳細情報を読出す段階と、
（ｂ２３）前記読出した所定の詳細情報に対応する前記透明度情報が透明であることを示すオブジェクトを透明幾何情報として保存し、前記透明度情報が不透明であることを示すオブジェクトを不透明幾何情報として保存する段階と、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の３次元グラフィックデータの再構成方法。
【請求項１６】
前記（ｂ２３）段階は、
前記透明幾何情報を視点またはカメラと前記透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、前記距離が遠い透明幾何情報から前記距離が近い透明幾何情報の順に前記透明幾何情報を１次元アレイ状に保存することを特徴とする請求項１５に記載の３次元グラフィックデータの再構成方法。
【請求項１７】
前記（ｂ２３）段階は、
前記不透明幾何情報の前記テクスチャー情報をテクスチャーリングにリング状に保存し、かつ前記テクスチャー情報以外の前記不透明幾何情報を下位幾何リングにリング状に保存することを特徴とする請求項１５に記載の３次元グラフィックデータの再構成方法。
【請求項１８】
前記（ｃ）段階は、
（ｃ１）前記所定の詳細情報と前記所定の詳細情報に対応する前記透明幾何情報及び前記不透明幾何情報とを判読する段階と、
（ｃ２）前記所定の詳細情報と前記透明幾何情報と前記不透明幾何情報とを２次元映像に変換する段階と、を備えることを特徴とする請求項１２に記載の３次元グラフィックデータの再構成方法。
【請求項１９】
前記（ｃ）段階は、
前記不透明幾何情報を最初に判読して２次元映像に変換した後、前記透明幾何情報を判読して２次元映像に変換することを特徴とする請求項１８に記載の３次元グラフィックデータの再構成方法。
【請求項２０】
前記（ｃ２）段階は、
前記透明幾何情報を視点またはカメラと前記透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、前記距離が遠い透明幾何情報から前記距離が近い透明幾何情報の順に３次元グラフィックデータを２次元映像に変換することを特徴とする請求項１９に記載の３次元グラフィックデータの再構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元グラフィックデータを出力する装置に係り、特に、３次元グラフィックデータの再構成装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元グラフィックデータを画面に出力する装置で使われる３次元グラフィックデータとしては、標準技術であるＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）及び一般常用プログラム（３Ｄ Ｓｔｕｄｉｏ Ｍａｘ、Ｍａｙａ など）が定義するファイルフォーマットがある。３次元グラフィックデータは、３次元空間上に位置する物体の幾何情報（例えば、物体を構成する３次元点の位置とこれらの連結情報）、物体の物質情報（例えば、物体の質感、透明度、物体の色相、物体表面の光反射度）、光源の位置及び特性と、時間とによるこれらの情報の変化情報を含む。このような３次元グラフィックデータは、人間が容易に生成したり修正したりすることができるように、直観的または論理的に理解しやすい構造で表現される。このように、３次元グラフィックデータを直観的に理解しやすく表現したものをシーングラフという。
【０００３】
図１は、シーングラフのノード構造の一例を示す図面である。図１に示すように、シーングラフは、３次元グラフィックデータを複数のノード（グループノード及びシェープノード）に保存している。グループノードは、下位ノードの情報を有しており、シェープノードは、リーフノードであって、物体の幾何情報や物質情報を有する。すなわち、シーングラフは、物体の幾何情報や物質情報を含むノードとこれらを連結して階層化をなす連結情報とから構成される。また、上位ノードの位置、回転情報をはじめとする幾つかの情報は、下位ノードの位置に影響を及ぼす。このような構造の長所は、ノードの位置関係によってその従属関係が、人間が直観的に理解しやすいということである。
【０００４】
図２は、３次元身体構造をシーングラフで表した一例の図面である。図２に示すように、“人間”の身体を３次元空間上に表現すると仮定する。“人間”という抽象的なノードを開始ノードとすれば、“人間”は、“胸”と“腹”との部分に大別され、“胸”及び“腹”は、“人間”というノードの下位ノードとなる。また、“胸”は、“頭”、“右腕”及び“左腕”の下位ノードを有し、“腹”は、“右脚”及び“左脚”の下位ノードを有する。上位ノードの情報は、下位ノードにそのまま影響を及ぼす。したがって、“人間”ノードの位置情報を変更すれば、この位置の変更情報は、そのまま下位ノードに影響をおよぼす。結局、３次元空間上で生成された人間の全身体情報を空間上で変えるためには、“人間”ノードで当該情報のみを操作すれば良い。これは、３次元データを生成して修正するユーザの立場では、とても便利かつ直観的な構造である。それは、前述したように、身体各部分の位置情報を一々修正せず、ただ最上位ノードである“人間”ノードの情報のみを修正すれば良いためである。また、身体情報の一部分の情報のみ変更したい場合にも、当該ノードの情報のみを変更することによって、下位ノードの情報変更作業に気を付けなくとも良い。
【０００５】
一方、このような３次元グラフィックデータを読出して画面に出力するためには、読出した３次元グラフィックデータの意味を解析し、データ変換を行う装置が必要である。一般に、このような装置を３次元グラフィックレンダリングエンジンという。３次元グラフィックレンダリングエンジンは、解析部とレンダリング部とを備える。
【０００６】
解析部は、３次元グラフィックデータを読出して解析する部分である。すなわち、読出したデータが物体についての幾何情報であるか、物体の物質情報であるか、またはシーングラフ構造に基づく物体間の従属関係についての情報であるかを識別し、その情報の解析及び判断を行う。
【０００７】
レンダリング部は、解析部によって解析されたシーングラフを出力装置である画面上に再生するのに適した形式に変更する役割を行う。通常的な端末機が有する出力装置である画面は、２次元情報の再生に適するので、３次元で表現されたシーングラフをそのまま利用できない。３次元空間で表現された物体に対して、座標変換を通じて３次元グラフィックデータを２次元データに変換する作業がレンダリング部の主な役割である。したがって、レンダリング部からの出力データは、２次元グラフィックデータ形式となる。
【０００８】
しかし、このような従来の３次元グラフィックレンダリングエンジンの問題点は、３次元グラフィックデータの構造を変更せず、３次元グラフィックデータに対して２次元データ変換作業のみを行って２次元出力映像を作り出すという点である。前述したように、３次元グラフィックデータのデータ構造を表現する方法であるシーングラフは、人間が直観的に理解し、その修正が易しい構造である一方、レンダリング部の観点では、保存空間の浪費と出力映像生成時間の遅延及び出力映像の画質低下をもたらす。図２に示すように、同種の物質情報を含んでいるノードが存在し、このようなノードが不連続的かつ不規則な順序で配置されていることが分かる。レンダリング部は、図２に示すシーングラフの構造を変更せず、各ノードの３次元グラフィックデータを２次元データに変換する。
【０００９】
図３は、図２に示すシーングラフのデータ変換順序を示す図面である。図３に示すように、レンダリング部は、同種の物質情報が繰り返し現れても、レンダリング過程でこれを認識しないので、所定の順序に従って現れるすべての物質情報を端末機上のデータ保存場所に無駄に繰り返し保存する。したがって、従来の３次元グラフィックレンダリングエンジンによれば、保存空間の浪費が発生する。
【００１０】
また、レンダリング過程で隣接する二つのノード間に物質情報の変更が起これば、レンダリング部は、既に有している物質情報を捨てて新たな物質情報を端末機の保存空間から読出す。通常、保存空間からデータを読出すか、または書込む過程は、数学計算など端末機が処理する他の過程に比べて長い時間を要求する過程であるので、このような情報変更は、３次元情報を２次元情報に変換する全過程において、長時間の遅延をもたらす。従来の３次元グラフィックレンダリングエンジンは、同じ物質情報の不連続的な配置によって、常に物質情報を読出さなければならないので、出力映像の生成を遅延させるという問題点がある。
【００１１】
また、３次元グラフィックデータが有する情報には、その物体の透明度を表す情報が含まれるが、この情報を有するノードが不連続的かつ不規則な順序に配置される場合、正確な３次元情報の２次元情報への変換を保証できない。透明な性質を有する３次元物体が重なって配置される場合、３次元空間を視点を基準として、透明な性質を有する３次元物体は、視錐台中に存在する他の３次元物体の透明度、距離などの特性を反映して、３次元情報の２次元変換を行わなければならない。正確なデータ変換のためには、遠距離の物体から近い物体の順序にレンダリング順序が決まらなければならない。しかし、従来の３次元グラフィックレンダリングエンジンは、レンダリング順序の決定において、透明度や各ノードに属する３次元物体間の距離を反映しないので、出力映像の画質低下をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする技術的課題は、シーングラフの各ノードを透明度情報やテクスチャー情報などの物質情報ごとにグループ化する３次元グラフィックデータの再構成装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る３次元グラフィックデータの再構成装置は、３次元グラフィックデータを解析することによってシーングラフの情報を生成する解析部と、前記解析部で生成された前記シーングラフの情報において、前記シーングラフのノードが有する前記３次元グラフィックデータの幾何情報と、前記幾何情報に対応する物質情報と、前記ノードに対する階層情報とを含む前記シーングラフのオブジェクトを、前記物質情報に含まれる所定の詳細情報を基準として整列する整列部と、前記整列部で整列された前記シーングラフの前記オブジェクトを判読し、前記３次元グラフィックデータを前記２次元映像に変換するレンダリング部とを備えて構成される。
【００１４】
前記所定の詳細情報は、透明度情報及び／又はテクスチャー情報を含むことが好ましい。
【００１５】
前記整列部は、前記解析部から入力された前記シーングラフの情報における前記オブジェクトを判読する第１シーングラフ判読部と、第１シーングラフ判読部により判読されたオブジェクトを前記所定の詳細情報を基準として分類して保存する詳細情報分類部と、前記オブジェクトがすべて分類されたか否かを検査する分類完了検査部とを備えることが好ましい。
【００１６】
前記第１シーングラフ判読部は、前記ノードのうち何れか一つのノードに対して前記幾何情報と前記物質情報とを有するシェープノードであるか否かを検査するシェープノード検査部と、シェープノード検査部により検査されたノードの下位階層に連結された下位ノードを検出する下位ノード検出部とを備えることが好ましい。
【００１７】
前記詳細情報分類部は、前記シェープノード検査部の検査結果を用い、前記ノードの階層的位置を決定して、グローバルトランスフォメーションマトリックスを計算し、その計算結果を前記ノードのオブジェクトに保存するマトリックス保存部と、前記ノードが有する前記物質情報の前記所定の詳細情報を読出す詳細情報アクセス部と、前記詳細情報アクセス部が読出した前記所定の詳細情報に対応する前記透明度情報が透明であることを示すオブジェクトを透明幾何情報として保存する透明幾何保存部と、前記詳細情報アクセス部が読出した前記所定の詳細情報に対応する前記透明度情報が不透明であることを示すオブジェクトを不透明幾何情報として保存する不透明幾何保存部とを備えることが好ましい。
【００１８】
前記透明幾何保存部は、前記透明幾何情報を視点またはカメラと前記透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、前記距離が遠い透明幾何情報から前記距離が近い透明幾何情報の順に前記透明幾何情報を１次元アレイ状に保存することが好ましい。
【００１９】
前記不透明幾何保存部は、前記不透明幾何情報の前記テクスチャー情報をテクスチャーリングにリング状に保存し、かつ前記テクスチャー情報以外の前記不透明幾何情報を下位幾何リングにリング状に保存することが好ましい。
【００２０】
前記レンダリング部は、前記所定の詳細情報と前記所定の詳細情報に対応する前記透明幾何情報及び前記不透明幾何情報とを判読する第２シーングラフ判読部と、前記所定の詳細情報と前記透明幾何情報と前記不透明幾何情報とを２次元映像に変換する変換部とを備えることが好ましい。
【００２１】
前記第２シーングラフ判読部及び前記変換部は、前記不透明幾何情報を最初に判読して２次元映像に変換してから、次に前記透明幾何情報を判読して２次元映像に変換することが好ましい。
【００２２】
前記変換部は、前記透明幾何情報を視点またはカメラと前記透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、前記距離が遠い透明幾何情報から前記距離が近い透明幾何情報の順に３次元グラフィックデータを２次元映像に変換することが好ましい。
【００２３】
本発明に係る３次元グラフィックデータの再構成方法は、（ａ）３次元グラフィックデータを解析することによってシーングラフの情報を生成する段階と、（ｂ）（ａ）段階で生成された前記シーングラフの情報において、前記シーングラフのノードが有する前記３次元グラフィックデータの幾何情報と、前記幾何情報に対応する物質情報と、前記ノードに対する階層情報とを含む前記シーングラフのオブジェクトを、前記物質情報に含まれる所定の詳細情報を基準として整列する段階と、（ｃ）（ｂ）段階で整列された前記シーングラフの前記オブジェクトを判読して、前記３次元グラフィックデータを前記２次元映像に変換する段階とを備えて構成される。
【００２４】
前記所定の詳細情報は、透明度情報及び／又はテクスチャー情報を含むことが好ましい。
【００２５】
前記（ｂ）段階は、（ｂ１）前記（ａ）段階から入力された前記シーングラフの情報における前記オブジェクトを判読する段階と、（ｂ２）前記判読されたオブジェクトを前記所定の詳細情報を基準として分類して保存する段階と、（ｂ３）前記オブジェクトがすべて分類されたか否かを検査する段階とを備えることが好ましい。
【００２６】
前記（ｂ１）段階は、（ｂ１１）前記ノードのうち何れか一つのノードに対して前記幾何情報と前記物質情報とを有するシェープノードであるか否かを検査する段階と、（ｂ１２）前記検査されたノードが前記シェープノードでない場合、前記検査されたノードの下位階層に連結された下位ノードを検出し、前記（ｂ１１）段階に進むとともに、前記（ｂ２）段階に進む段階とを備え、前記検査されたノードが前記シェープノードである場合、前記（ｂ２）段階に進むことが好ましい。
【００２７】
前記（ｂ２）段階は、（ｂ２１）前記ノードの階層的位置を決定して、グローバルトランスフォメーションマトリックスを計算する段階と、（ｂ２２）前記ノードが有する前記物質情報の前記所定の詳細情報を読出す段階と、（ｂ２３）前記読出した所定の詳細情報に対応する前記透明度情報が透明であることを示すオブジェクトを透明幾何情報として保存し、前記透明度情報が不透明であることを示すオブジェクトを不透明幾何情報として保存する段階とを備えることが好ましい。
【００２８】
前記（ｂ２３）段階は、前記透明幾何情報を視点またはカメラと前記透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、前記距離が遠い透明幾何情報から前記距離が近い透明幾何情報の順に前記透明幾何情報を１次元アレイ状に保存することが好ましい。
【００２９】
前記（ｂ２３）段階は、前記不透明幾何情報の前記テクスチャー情報をテクスチャーリングにリング状に保存し、かつ前記テクスチャー情報以外の前記不透明幾何情報を下位幾何リングにリング状に保存することが好ましい。
【００３０】
前記（ｃ）段階は、（ｃ１）前記所定の詳細情報と前記所定の詳細情報に対応する前記透明幾何情報及び前記不透明幾何情報とを判読する段階と、（ｃ２）前記所定の詳細情報と前記透明幾何情報と前記不透明幾何情報とを２次元映像に変換する段階とを備えることが好ましい。
【００３１】
前記（ｃ）段階は、前記不透明幾何情報を最初に判読して２次元映像に変換してから、次に前記透明幾何情報を判読して２次元映像に変換することが好ましい。
【００３２】
前記（ｃ２）段階は、前記透明幾何情報を視点またはカメラと前記透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、前記距離が遠い透明幾何情報から前記距離が近い透明幾何情報の順に３次元グラフィックデータを２次元映像に変換することが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明による３次元グラフィックデータの再構成装置及び方法は、整列部を追加してシーングラフの各ノードを同じテクスチャー情報ごとにグループ化することによって、同じテクスチャー情報に対して重複して保存する過程を省略することができる。
【００３４】
また、本発明は、３次元グラフィック情報に対して２次元情報に変換する過程をテクスチャー情報のグループごとに行うことができるので、変換過程でテクスチャー情報の変更によるデータ変換の時間損失を最小化することができる。
【００３５】
また、本発明は、ノードの有する幾何情報を透明度情報によってグループ化して、視点からの距離に従って順次データ変換を行うことによって、さらに正確に３次元グラフィック情報を２次元情報に変換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明による３次元グラフィックデータの再構成装置を添付された図面を参照して次のように説明する。
【００３７】
図４は、本発明による３次元グラフィックデータの再構成装置を説明するための一例のブロック図であって、解析部１００、整列部１２０及びレンダリング部１４０より構成される。
【００３８】
解析部１００は、ＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）のような３次元グラフィックデータを読出して解析する。解析部１００は、入力端子ＩＮ１を通じて入力された３次元グラフィックデータのシーングラフを解析し、解析されたシーングラフについての情報を整列部１２０に出力する。シーングラフは、幾何情報と幾何情報にそれぞれ対応する物質情報とを含んでいるノードを有しており、また、シーングラフは、ノードの階層情報も有している。このようなシーングラフの幾何情報及び物質情報の詳細情報をシーングラフのオブジェクトとする。幾何情報は、物体の外形を表す３次元の情報を称す。物質情報は、それぞれ詳細情報を備える。詳細情報は、物体のテクスチャー、透明度、物体の色相、物体表面の光反射程度を表す情報である。解析部１００の具体的な機能は、従来と同じであるので、以下の説明を省略する。
【００３９】
整列部１２０は、解析部１００で解析されたシーングラフのオブジェクトを物質情報の所定の詳細情報を基準として整列し、整列されたシーングラフのオブジェクトをレンダリング部１４０に出力する。特に、本発明では、所定の詳細情報として、透明度情報とテクスチャー情報とを基準として整列することを特徴とする。シーングラフのオブジェクトは、透明度情報の透明度によって、透明幾何情報及び不透明幾何情報に分けられる。透明幾何情報及び不透明幾何情報は、分離されて個別的に保存される。このうち、不透明幾何情報は、テクスチャー情報に従って整列され、透明幾何情報は、視点またはカメラと透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して整列される。
【００４０】
図５は、図４に示す整列部１２０を説明するための一例のブロック図であって、第１シーングラフ判読部２００、詳細情報分類部２２０及び分類完了検査部２６０より構成される。
【００４１】
第１シーングラフ判読部２００では、解析部１００から解析されたシーングラフのオブジェクトが入力端子ＩＮ２を通じて入力され、入力されたシーングラフのオブジェクトを判読して詳細情報分類部２２０に出力する。
【００４２】
図６は、図５に示す第１シーングラフ判読部２００を説明するための一例を示すブロック図であって、シェープノード検査部３００及び下位ノード検出部３２０より構成される。
【００４３】
入力端子ＩＮ３を通じてシーングラフが入力されると、シェープノード検査部３００は、ノードがシーングラフのシェープノードであるか否かを検査し、検査結果を下位ノード検出部３２０に出力するか、または出力端子ＯＵＴ３を通じて詳細情報分類部２２０に出力する。シェープノードは、幾何情報及び幾何情報に対応する物質情報を有しているノードを称す。シェープノードは、リーフノードであるため、それ自体のノードに連結された下位ノードを有していない。シェープノード検査部３００によって検査されたノードがシェープノードでなければ、検査されたノードは、それ自体のノードに連結された下位ノードを有するグループノードに該当する。グループノードは、自分の幾何情報及び物質情報を有し、かつ下位ノードを有するノードである。もし、検査されたノードがシェープノードであれば、シェープノード検査部３００は、検査結果を出力端子ＯＵＴ３を通じて詳細情報分類部２２０に出力する。しかし、検査されたノードがシェープノードでなければ、シェープノード検査部３００は、自分に属する幾何情報及び物質情報を詳細情報分類部２２０に出力し、自分がグループノードであるという情報を下位ノード検出部３２０に出力する。
【００４４】
下位ノード検出部３２０は、検査されたノードの下位階層に連結された下位ノードを検出する。検査されたノードが下位ノードを有しているという検査結果がシェープノード検査部３００から入力されれば、下位ノード検出部３２０は、検査されたノードの下位階層に連結された下位ノードを検出し、検出した結果を再びシェープノード検査部３００に出力する。
【００４５】
下位ノード検出部３２０から検出された結果が入力されれば、シェープノード検査部３００は、検出された下位ノードに対してシェープノードであるか否かを検査する。
【００４６】
第１シーングラフ判読部２００から判読されたシーングラフのオブジェクトが入力されれば、詳細情報分類部２２０は、判読されたオブジェクトを所定の詳細情報を基準として分類して保存し、保存した結果を分類完了検査部２６０に出力する。
【００４７】
図７は、図５に示す詳細情報分類部２２０を説明するための一例を示すブロック図であって、マトリックス保存部４００、詳細情報アクセス部４２０、透明幾何保存部４４０及び不透明幾何保存部４６０より構成される。
【００４８】
マトリックス保存部４００は、読出したノードがシーングラフ上のどの階層に属しているかを調べて、その該当階層におけるローカル座標系からグローバル座標系に変換できるグローバルトランスフォメーションマトリックス（ＧＴＭ：Ｇｌｏｂａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍａｔｒｉｘ）を計算した後、その結果を読出したノードのオブジェクトに追加して詳細情報アクセス部４２０に出力する。
【００４９】
詳細情報アクセス部４２０は、ノードが有している物質情報のうちの所定の詳細情報を読出す。詳細情報アクセス部４２０は、判読されたノードが有している物質情報のうちの所定の詳細情報を読出し、読出した所定の詳細情報によって透明幾何保存部４４０または不透明幾何保存部４６０に出力する。
【００５０】
特に、詳細情報アクセス部４２０は、ノードが有している物質情報の所定の詳細情報としてテクスチャー情報または透明度情報を読出すことを特徴とする。もし、透明度情報が透明であることを表す透明幾何情報であれば、詳細情報アクセス部４２０は、読出したノードのオブジェクトを透明幾何保存部４４０に出力し、透明度情報が不透明であることを示す不透明幾何情報であれば、読出したノードのオブジェクトを不透明幾何保存部４６０に出力する。
【００５１】
透明幾何保存部４４０は、読出したノードのオブジェクトを透明幾何情報として保存するために１次元アレイ保存構造を使用することを特徴とする。読出したノードが示す物体と視点またはカメラとの距離を計算した後、視点またはカメラから遠い物体を示すノードから近い物体を示すノードの順にオブジェクトをアレイに保存する。このような順で保存するのは、透明幾何情報が書き換わることによって生じる画質の低下を防止するためである。
【００５２】
図８は、図７に示す透明幾何保存部に保存される透明幾何情報の保存構造を説明するための一例を示す構成図である。図８に示すように、透明オブジェクト１には、読出したノードが示す物体と視点またはカメラとの距離が最も遠いノードの透明幾何情報が保存されている。また、透明オブジェクト２には、視点またはカメラとの距離が透明オブジェクト１に保存された透明幾何情報のノードが示す物体よりさらに近い物体を示すノードの透明幾何情報が保存される。このような順序で透明オブジェクト３及び透明オブジェクト４にノードの透明幾何情報が保存される。
【００５３】
不透明幾何保存部４６０は、読出したノードのオブジェクトを不透明幾何情報として保存するため、詳細情報のうち、テクスチャー情報を保存する保存構造であって、リング構造を備えることを特徴とする。リング構造は、第１データが保存される保存空間と最後のデータが保存される保存空間とが互いに連結されている保存構造であって、一種のリンクドリスト構造の保存構造を称す。
【００５４】
不透明幾何保存部４６０は、読出したノードの詳細情報のうち、テクスチャー情報が既にリングに含まれているか否かを検査する。もし、このテクスチャー情報がリングに含まれていなければ、このテクスチャー情報をリングに追加した後、そのテクスチャー情報の下位リングにテクスチャー情報以外の不透明幾何情報を保存する。もし、このテクスチャー情報がリングに既に含まれていれば、そのテクスチャー情報をリングに追加することを省略し、そのテクスチャーの下位リングにノードのテクスチャー情報以外の不透明幾何情報を保存する。
【００５５】
図９は、図７に示す不透明幾何保存部に保存される不透明幾何情報の保存構造を説明するための一例を示す構成図である。図９は、詳細情報としてテクスチャー情報を例示的に示した。図９に示すように、不透明幾何保存部４６０は、テクスチャー情報（テクスチャー１、２、３、４及び５）を保存するテクスチャーリングを備える。テクスチャーリングの保存構造には、相異なる質感を表す５個のテクスチャー情報（テクスチャー１、２、３、４及び５）が保存されている。このようなテクスチャー情報（テクスチャー１、２、３、４及び５）は、それぞれ下位リング構造を備える。それぞれの下位リングには、そのテクスチャー情報（テクスチャー１、２、３、４または５）の質感を有する不透明幾何情報（不透明幾何１、２及び３、または不透明幾何４、５及び６）が保存されている。
【００５６】
図１０は、本発明の実施形態においてシーングラフを再構成する方法の一例であり、図１１Ａ及び図１１Ｂは、図１０に示すシーングラフのオブジェクトを整列した後の結果を示す図面である。
【００５７】
図１０に示すシーングラフを前述した整列部１２０を利用して再構成する。図８に例示的に示す透明幾何保存部４４０のアレイ構造と図９に示す不透明幾何保存部４６０のリング構造とを利用して説明する。シーングラフのノードは、一旦、透明度情報によって１次的に分類される。ノードが示す物体が透明である場合の情報に該当する透明幾何情報を有するとき、図１１Ａに示すように、ノードのオブジェクトは透明幾何保存部４４０に保存される。このとき、透明幾何保存部４４０に保存されるオブジェクトの順序は、視点またはカメラとそのオブジェクトが表す物体との距離によって決定される。視点またはカメラからの距離が遠い物体を表すオブジェクトから順に整列される。したがって、図１１Ａに示すように、カメラからの距離を考慮して、第２幾何情報、第４幾何情報、そして第３幾何情報の順に透明オブジェクトリストが整列される。
【００５８】
ノードが不透明幾何情報を有するときは、図１１Ｂに示すように、そのノードが含んでいるテクスチャー情報を使用してテクスチャーリングを構成し、同じテクスチャー情報を含む幾何情報は、そのテクスチャー情報の下位リングに保存される。したがって、第１テクスチャー情報と第５テクスチャー情報とがテクスチャーリングを構成しており、第１幾何情報と第５幾何情報とは、下位リングを構成している。不透明幾何情報が同じテクスチャー情報を反復的に使用する場合、各幾何情報とテクスチャー情報以外の物質情報の詳細情報（図示せず）とは、同一のテクスチャー情報の下位リングに整列され、これによって、情報の大きさが大きいテクスチャー情報を効率的に処理できる構造となる。
【００５９】
分類完了検査部２６０は、判読されたシーングラフのオブジェクトがすべて分類されたか否かを検査し、検査結果を出力端子ＯＵＴ２を通じて出力する。このとき、解析されたシーングラフのすべてのノードに対して、所定詳細情報を基準として分類が完了していない場合、分類完了検査部２６０は、次のノードのオブジェクトを読出し、検査結果を第１シーングラフ判読部２００に出力する。第１シーングラフ判読部２００は、分類完了検査部２６０の検査された結果に応答して、再びシーングラフを判読する。
【００６０】
前述したように、整列部によってテクスチャー情報に基づいてシーングラフが整列されることによって、同じテクスチャー情報を重複して保存する必要がなくなる。
【００６１】
レンダリング部１４０は、整列部１２０で整列されたシーングラフのオブジェクトを判読して、３次元グラフィックデータを２次元映像に変換し、変換された２次元映像を出力端子ＯＵＴ１を通じて出力する。
【００６２】
図１２は、図４に示すレンダリング部１４０を説明するための一例を示すブロック図であって、第２シーングラフ判読部５００及び変換部５２０より構成される。
【００６３】
第２シーングラフ判読部５００は、入力端子ＩＮ５を通じて入力された所定の詳細情報及び所定の詳細情報に対応する透明幾何情報と不透明幾何情報とを判読し、判読した結果を変換部５２０に出力する。
【００６４】
第２シーングラフ判読部５００は、整列部１２０から受け取ったテクスチャー情報とこのテクスチャー情報の下位リングに保存されたテクスチャー情報以外の不透明幾何情報とを読出し、読出した不透明幾何情報を判読する。また、第２シーングラフ判読部５００は、整列部１２０から受け取った透明幾何情報を読出し、読出した透明幾何情報を判読する。
【００６５】
変換部５２０は、所定の詳細情報、透明幾何情報及び不透明幾何情報を２次元映像に変換し、変換した結果を出力端子ＯＵＴ５を通じて出力する。特に、変換部５２０は、判読された透明幾何情報に対して、透明幾何情報を視点またはカメラと透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、視点またはカメラと透明幾何情報が表す物体との距離が遠い透明幾何情報から近い透明幾何情報の順に３次元グラフィックデータを２次元映像に変換することを特徴とする。
【００６６】
レンダリング部１４０は、不透明幾何情報を優先的に判読及び変換した後、透明幾何情報を判読及び変換することを特徴とする。整列された不透明なオブジェクトを先にレンダリングした後、整列された透明オブジェクトをレンダリングすれば、透明なオブジェクトのために発生する画質の低下を防止することができる。
【００６７】
以下、本発明による３次元グラフィックデータの再構成方法を添付された図面を参照して次のように説明する。
【００６８】
図１３は、本発明による３次元グラフィックデータの再構成方法を説明するための一例を示すフローチャートであって、３次元グラフィックデータを解析する段階（第１０００段階）と、３次元グラフィックデータのシーングラフのオブジェクトを所定の詳細情報を基準として整列する段階（第１００２段階）と、整列されたシーングラフを利用して３次元グラフィックデータを２次元映像に変換する段階（第１００４段階）とからなる。
【００６９】
最初に、３次元グラフィックデータを解析する（第１０００段階）。３次元グラフィックデータのうち、シーングラフも解析する。シーングラフは、幾何情報と幾何情報にそれぞれ対応する物質情報とを含んでいるノードを有しており、またシーングラフは、ノードの階層情報も有している。
【００７０】
第１０００段階後に、３次元グラフィックデータのうち、シーングラフのオブジェクトを物質情報の所定の詳細情報を基準として整列する（第１００２段階）。このとき、整列される所定の詳細情報がテクスチャー情報または透明度情報であることを特徴とする。
【００７１】
図１４は、図１３に示す第１００２段階を説明するための一例を示すフローチャートであって、シーングラフのオブジェクトを判読する段階（第１１００段階）と、シーングラフのオブジェクトを所定の詳細情報を基準として分類する段階（第１１０２段階）と、これらのオブジェクトがすべて分類されたか否かを判断する段階（第１１０４段階）とからなる。
【００７２】
まず、シーングラフのオブジェクトを判読する（第１１００段階）。
【００７３】
図１５は、図１４に示す第１１００段階を説明するための一例を示すフローチャートであって、検査されたノードがシェープノードであるか否かによってノードの下位ノードを検出する段階（第１２００及び第１２０２段階）よりなる。
【００７４】
まず、一つのノードに対して、幾何情報及び物質情報を有するシェープノードであるか否かを検査する（第１２００段階）。
【００７５】
もし、検査したノードがシェープノードでなければ、検査したノードに連結された下位ノードを検出し、第１２００段階に進む（第１２０２段階）とともに、第１１０２段階に進む。
【００７６】
検査されたノードがシェープノードであれば、第１１０２段階に進む。
【００７７】
第１１００段階後に、判読されたシーングラフのオブジェクトを所定の詳細情報を基準として分類して保存する（第１１０２段階）。
【００７８】
図１６は、図１４に示す第１１０２段階を説明するための一例を示すフローチャートであって、物質情報の所定の詳細情報を読出して、透明幾何情報と不透明幾何情報とを保存する段階（第１３００〜第１３０４段階）よりなる。
【００７９】
まず、ノードの階層的位置を把握して、ＧＴＭを計算してノードのオブジェクトに保存する（第１３００段階）。
【００８０】
第１３００段階後に、ノードが有している物質情報の所定の詳細情報を読出す（第１３０２段階）。
【００８１】
第１３０２段階後に、ノードのオブジェクトから、透明幾何情報及び不透明幾何情報を保存する（第１３０４段階）。このとき、オブジェクトが不透明幾何情報であれば、テクスチャー情報以外の不透明幾何情報がテクスチャー情報の下位リング構造に保存され、オブジェクトが透明幾何情報であれば、透明幾何情報がアレイ構造に保存される。すなわち、ノードが有している物質情報の透明度情報によって透明オブジェクトリストと不透明オブジェクトリストとに分けられ、透明オブジェクトリストは、その透明オブジェクトが表す物体と視点またはカメラとの距離によって遠い物体を示すオブジェクトから近い物体を示すオブジェクトの順に整列され、不透明オブジェクトリストは、使われるテクスチャーによって一つのリングを構成し、同じテクスチャー情報を含むオブジェクトごとに下位リングを構成して保存する。
【００８２】
第１１０２段階後に、シーングラフのオブジェクトがすべて分類されたか否かを検査する（第１１０４段階）。
【００８３】
もし、シーングラフのオブジェクトがすべて分類されたとすれば、第１００４段階に進む。しかし、シーングラフのオブジェクトがすべて分類されていないとすれば、次のノードのオブジェクトを読出し、第１１００段階に進んで、前述した第１１００ないし第１１０４段階を反復する。
【００８４】
第１００２段階後に、整列されたシーングラフを判読して、３次元グラフィックデータを２次元映像に変換する（第１００４段階）。このとき、物質情報のうち、不透明幾何情報を優先的に判読及び変換した後、透明幾何情報を判読及び変換することを特徴とする。
【００８５】
図１７は、図１３に示す第１００４段階を説明するための一例を示すフローチャートである。
【００８６】
まず、所定の詳細情報及び所定の詳細情報に対応する透明幾何情報と不透明幾何情報とを判読する（第１４００段階）。
【００８７】
第１４００段階後に、所定の詳細情報、透明幾何情報及び不透明幾何情報を２次元映像に変換する（第１４０２段階）。このとき、透明幾何情報に対して、透明幾何情報を視点またはカメラと透明幾何情報が表す物体との距離を考慮して、視点またはカメラと透明幾何情報が表す物体との距離の遠い透明幾何情報から距離の近い透明幾何情報の順に３次元グラフィックデータを２次元映像に変換することを特徴とする。
【００８８】
従来の方法とは違って、本発明は、３次元グラフィックデータを同じ特性を有するデータ別に分類再構成することによって、さらに速くて正確な３次元グラフィックデータの２次元映像への変換が保証され、３次元グラフィックデータの効率的な管理を増進させる。このような本発明の特性は、固定された場所で使われる個人端末機（ＰＣ）や移動時に使われる個人携帯端末機（ＰＤＡ、携帯電話）のいずれにも適用される。
【００８９】
このような本発明の３次元グラフィックデータの再構成装置及び方法は、理解を助けるために図面に示す実施形態を参考として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【００９０】
本発明はＶＲＭＬ、ＭＰＥＧ及び一般常用プログラム（３Ｄ Ｓｔｕｄｉｏ Ｍａｘ，Ｍａｙａなど）が定義するファイルフォーマットを含む３次元グラフィックデータを画面に出力する装置に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】シーングラフのノード構造の一例を示す図面である。
【図２】３次元身体構造をシーングラフで表した一例を示す図面である。
【図３】図２に示すシーングラフのデータ変換順序を示す図面である。
【図４】本発明による３次元グラフィックデータの再構成装置を説明するための一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す整列部を説明するための一例を示すブロック図である。
【図６】図５に示す第１シーングラフ判読部を説明するための一例を示すブロック図である。
【図７】図５に示す詳細情報分類部を説明するための一例を示すブロック図である。
【図８】図７に示す透明幾何保存部に保存される透明幾何情報の保存構造を説明するための一例を示す構成図である。
【図９】図７に示す不透明幾何保存部に保存される不透明幾何情報の保存構造を説明するための一例を示す構成図である。
【図１０】本発明を説明するためのシーングラフの一例である。
【図１１Ａ】図１０に示すシーングラフを整列した後の結果を示す図面である。
【図１１Ｂ】図１０に示すシーングラフを整列した後の結果を示す図面である。
【図１２】図４に示すレンダリング部を説明するための一例を示すブロック図である。
【図１３】本発明による３次元グラフィックデータの再構成方法を説明するための一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１３に示す第１００２段階を説明するための一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示す第１１００段階を説明するための一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１４に示す第１１０２段階を説明するための一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１３に示す第１００４段階を説明するための一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
１００    解析部
１２０    整列部
１４０    レンダリング部
【図１】
2005310160.tif 000003
【図２】
2005310160.tif 000004
【図３】
2005310160.tif 000005
【図４】
2005310160.tif 000006
【図５】
2005310160.tif 000007
【図６】
2005310160.tif 000008
【図７】
2005310160.tif 000009
【図８】
2005310160.tif 000010
【図９】
2005310160.tif 000011
【図１０】
2005310160.tif 000012
【図１１Ａ】
2005310160.tif 000013
【図１１Ｂ】
2005310160.tif 000014
【図１２】
2005310160.tif 000015
【図１３】
2005310160.tif 000016
【図１４】
2005310160.tif 000017
【図１５】
2005310160.tif 000018
【図１６】
2005310160.tif 000019
【図１７】
2005310160.tif 000020