(57)【要約】【課題】画像の画質を劣化させることなく、描画処理の負荷を低減させることができる描画装置及び描画プログラムを提供する。【解決手段】複数の書割データを用いて定義された自然物の形状データが記憶された形状データ記憶手段と、視点の位置を定義する視点定義手段と、形状データ記憶手段に記憶されている書割データを読み出し、該書割データの書割面上の点と視点とを結ぶ視線と、書割面となす視線角度を算出する視線角度算出手段と、視線角度に応じて、読み出した書割データの透過率を算出する透過率算出手段と、透過率算出手段によって算出した透過率になるように、読み出した書割データの書割面上の各点の描画を行う描画手段とを備えた。【選択図】図１
2009151365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の書割データを用いて定義された自然物の形状データが記憶された形状データ記憶手段と、
視点の位置を定義する視点定義手段と、
前記形状データ記憶手段に記憶されている書割データを読み出し、該書割データの書割面上の点と前記視点とを結ぶ視線と、前記書割面となす視線角度を算出する視線角度算出手段と、
前記視線角度に応じて、前記読み出した書割データの透過率を算出する透過率算出手段と、
前記透過率算出手段によって算出した透過率になるように、前記読み出した書割データの書割面上の各点の描画を行う描画手段と
を備えたことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記透過率算出手段は、前記視線角度が小さくになるにしたがって、前記透過率が大きくなるように、前記透過率を算出することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
複数の書割データを用いて定義された自然物の形状データが記憶された形状データ記憶手段と、視点の位置を定義する視点定義手段とを備えた描画装置上で動作する描画プログラムであって、
前記形状データ記憶手段に記憶されている書割データを読み出し、該書割データの書割面上の点と前記視点とを結ぶ視線と、前記書割面となす視線角度を算出する視線角度算出ステップと、
前記視線角度に応じて、前記読み出した書割データの透過率を算出する透過率算出ステップと、
前記透過率算出手段によって算出した透過率になるように、前記読み出した書割データの書割面上の各点の描画を行う描画ステップと
をコンピュータに行わせることを特徴とする描画プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置及び描画プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、家屋外装部における曲面部に対しても最適なテクスチャマッピングを行うことにより実感味のある画像を得るために、建材表面の立体画像データをメモリに蓄積しておき、家屋の特定の曲面領域に対して複数の建材の中から表示する建材を選択して、建材の立体画像データをメモリから読み出して曲面領域に貼り付けたときの表示画像データを計算し、家屋の曲面領域に計算された表示画像データを表示して実感味のある家屋を再現することができるシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−０６７１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年は、建築物を３次元ＣＧ（コンピュータグラフィックス）によって表現してコンピュータ画面等に表示することにより、建築前の検討を実施することが行われている。この建築前の検討時においては、庭に植えられる植物等の自然物も表現されることにより臨場感を向上させることができる。このような表現を行うことにより、実際に完成する建築物を３次元ＣＧによって体験することが可能となる。３次元ＣＧは、モデリングするデータを詳細にモデリングするほど臨場感を向上させることができるが、コンピュータ装置の負荷が高くなったり、多大なモデリング作業の時間を必要とするという問題がある。このような問題を解決するために、単純なデータ構造の書割データを用いて、樹木のモデリングを行えば、装置の負荷を低減することができるとともに、モデリング作業の時間も短縮することができる。
【０００４】
しかしながら、書割データは、所定形状の平面上に定義されたデータであるため、視点の位置と書割データとの相対的な配置関係によって、見え方が異なり画像品質が劣化してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、画像の画質を劣化させることなく、描画処理の負荷を低減させることができる描画装置及び描画プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の書割データを用いて定義された自然物の形状データが記憶された形状データ記憶手段と、視点の位置を定義する視点定義手段と、前記形状データ記憶手段に記憶されている書割データを読み出し、該書割データの書割面上の点と前記視点とを結ぶ視線と、前記書割面となす視線角度を算出する視線角度算出手段と、前記視線角度に応じて、前記読み出した書割データの透過率を算出する透過率算出手段と、前記透過率算出手段によって算出した透過率になるように、前記読み出した書割データの書割面上の各点の描画を行う描画手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、前記透過率算出手段は、前記視線角度が小さくになるにしたがって、前記透過率が大きくなるように、前記透過率を算出することを特徴とする。
【０００８】
本発明は、複数の書割データを用いて定義された自然物の形状データが記憶された形状データ記憶手段と、視点の位置を定義する視点定義手段とを備えた描画装置上で動作する描画プログラムであって、前記形状データ記憶手段に記憶されている書割データを読み出し、該書割データの書割面上の点と前記視点とを結ぶ視線と、前記書割面となす視線角度を算出する視線角度算出ステップと、前記視線角度に応じて、前記読み出した書割データの透過率を算出する透過率算出ステップと、前記透過率算出手段によって算出した透過率になるように、前記読み出した書割データの書割面上の各点の描画を行う描画ステップとをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、書割データの書割面の中心と視点とを結ぶ視線と、書割面となす視線角度を算出し、この視線角度に応じて、書割データの透過率を算出し、この算出した透過率になるように書割データの描画を行うようにしたため、画像の画質を劣化させることなく、描画処理の負荷を低減させることができるという効果が得られる。また、視線角度が小さくになるにしたがって、透過率が大きくなるようにしたため、違和感を感じさせることなく書割データを用いた自然物の描画を行うことが可能になるという効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態による描画装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号Ｓは、コンピュータで構成する描画装置である。符号１は、キーボードやマウスで構成する入力部である。符号２は、カラー画像を表示可能なディスプレイ装置等で構成する表示部である。符号３は、入力部１から入力される情報に基づいて、建築物や樹木等の自然物の形状を定義する形状定義部である。符号４は、形状定義部３において定義された形状データを記憶する形状データ記憶部である。符号５は、形状定義部３において定義するもののうち、植物等の自然物の形状を複数の書割データを組み合わせることにより定義する自然物定義部である。符号６は、自然物の形状や属性のデータからなる書割データが予め記憶された書割データ記憶部である。符号７は、形状データ記憶部４に記憶されている形状データと、書割データ記憶部６に記憶されている書割データを参照して、表示部２に描画するべき画像の描画データを生成する描画データ生成部である。符号８は、描画データ生成部７において生成された描画データに基づいて、表示部２に画像の描画を行う描画部である。
【００１１】
ここで、図５を参照して、書割データ記憶部６に記憶される書割データについて説明する。図５は、１つの書割データ６１を表示した例を示す図である。書割データ６１は、所定の大きさの矩形をしており、この矩形内に樹木の枝葉６２の形状が定義されている。図４に示す符号６３は、樹木の枝葉６２以外の領域であり、この領域は透過率が１００％に定義されている。したがって、異なる複数の書割データを重ねた場合、前面の書割データの透過率に応じて、後ろの書割データが透けて見える状態となる。図５においては、矩形の境界線を破線で示しているが、この書割データ６１を表示部２に表示した場合、樹木の枝葉６２のみが描画されて表示されることになる。この書割データの向きと位置をランダムに設定して複数の書割データを配置し、樹木の幹の形状データと組み合わせることによって、図６に示す樹木の形状データを定義することが可能となる。複数の書割データの向きと位置をランダムに設定して、樹木の幹の形状データと組み合わせることによって、大きな樹木の形状データを定義する処理動作は、公知の方法であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１２】
書割データ６１は、矩形平面上に定義されたデータであるため、視点の位置と書割データ６１との相対的な配置関係によって、見え方が異なる。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、視点と書割データ６１の中心を結ぶ線（これを視線と称する）と書割データ６１の矩形平面とのなす角度が９０°や４５°である場合は、問題なく枝葉を表現することができる。しかしながら、図７（ｃ）に示すように、視線と書割データ６１の矩形平面とのなす角度が０°である場合、書割データは厚さ方向のデータを持っていないため、枝葉を構成する書割データ６１は、１本の直線として表示されることになる。この問題は、枝葉が密集している部分においては気付きにくい問題であるが、図８の符号６４で示す部分のように、枝葉が密集しておらず、樹木の外形の見え方に影響するような部分においては、違和感を感じてしまう。特に、視点を任意の位置へ動的に変化させ、これに応じて動的に画像の描画を変化させるような場面においてはこの問題は顕著である。本発明は、このような問題を解決するものである。
【００１３】
次に、図１を参照して、形状データを定義して、形状データ記憶部４に形状データを記憶する動作を説明する。作業者は、入力部１を操作して、例えば、建築物等の形状を定義する。形状定義部３は、入力部１の操作に応じて、建築物を構成する図形要素を定義し、この図形要素の座標データを形状データ記憶部４に記憶する。この動作を繰り返すことにより、形状データ記憶部４には、建築物の形状データ記憶されることになる。なお、形状定義部３は、建築ＣＡＤデータを読み込んで建築物の形状定義を行うようにしてもよい。
【００１４】
次に、作業者は、定義した建築物の周辺に植木の樹木を定義するために、入力部１を操作して、樹木の幹部分を定義する。この動作は、建築物を定義する場合と同様の動作である。続いて、作業者は、入力部１を操作して、書割データ記憶部６に記憶されている書割データの選択（例えば、図５に示すような書割データを選択する）を行う。これを受けて、自然物定義部５は、書割データ記憶部６から選択された書割データを読み出して、先に定義された樹木の幹に対して、書割データをランダムに配置して、樹木の全体像を定義する。この樹木の全体像を定義する動作は、公知の方法を用いて行うため、ここでは詳細な説明を省略する。自然物定義部５は、ここで定義した樹木の定義データを形状定義部３へ出力する。これを受けて、形状定義部３は、自然物定義部５が出力した樹木の定義データに基づいて、樹木の形状データを定義して、形状データ記憶部４に記憶する。ここで、形状データに書割データを含む場合、書割データを識別する識別情報と、この識別情報を持つ書割データの向きと配置位置を特定可能なデータが形状データ記憶部４に記憶されることになり、枝葉の詳細な形状データが記憶されるわけではない。この動作によって、図６に示すような樹木の形状定義データが形状データ記憶部４に記憶されたことになる。
【００１５】
次に、図２を参照して、形状データ記憶部４に記憶された建築物や樹木の画像を表示部２に表示するための描画データを生成する動作を説明する。図２は、図１に示す描画データ生成部７が形状データ記憶部４に記憶されているデータを読み出して、表示部２に描画するための描画データを生成して、描画部８へ出力する動作を示すフローチャートである。まず、作業者は、入力部１を操作して、視点位置を入力する。描画データ生成部７は、入力部１から入力された視点位置情報を読み取り（ステップＳ１）、内部に保持する。
【００１６】
次に、描画データ生成部７は、形状データ記憶部４から描画するべき形状データを読み出す（ステップＳ２）。そして、描画データ生成部７は、形状データの終了であるか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定の結果、形状データの終了であれば描画データ生成処理を終了する。一方、形状データの終了でなければ、読み出した形状データが書割データであるか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定の結果、書割データでなく図形要素データであれば、描画データ生成部７は、この読み出した形状データの透過率を、この形状データに付与されている透過率として処理する（ステップＳ５）。
【００１７】
一方、読み出した形状データが書割データであれば、描画データ生成部７は、読み出した書割データの矩形平面の中心と視点位置を結ぶ線（視線）と、書割データの矩形平面とのなす角度θを算出する（ステップＳ６）。そして、描画データ生成部７は、算出した角度θに応じた透過率を設定するための判定を行う（ステップＳ７）。角度θが０°≦θ＜α（例えば３０°）であれば、描画データ生成部７は、読み出した書割データの透過率を１００％（すなわち透明となり、表示しない状態となる）に設定する（ステップＳ８）。また、角度θがα≦θ＜β（例えば６０°）であれば、描画データ生成部７は、読み出した書割データの透過率を角度αに応じた透過率に設定する（ステップＳ９）。また、角度θがβ≦θ≦９０°であれば、描画データ生成部７は、読み出した書割データの透過率を０％（すなわち通常のように表示される状態となる）に設定する（ステップＳ１０）。透過率を０％に設定することは、ステップＳ５の処理と同様に、形状データに付与されている透過率として処理するのと同等である。なお、透過完了角度αと透過開始角度βは、０°≦α＜β≦９０°を満たす任意の値である。
【００１８】
次に、描画データ生成部７は、ステップＳ５、Ｓ８〜Ｓ１０において設定した透過率に応じて、読み出した形状データから描画データを生成する（ステップＳ１１）。このとき、生成するべき描画データの基になる形状データが書割データを含むデータであれば、書割データ記憶部６から対象の書割データを読み出して描画データの生成を行う。そして、描画データ生成部７は、生成した描画データを描画部８へ出力して（ステップＳ１２）、ステップＳ２に戻り、新たな形状データを読み込む処理を繰り返す。描画部８は、描画データ生成部７から出力された描画データに基づいて、形状データを表示部２に描画する。これにより、画像が表示部２に表示されることになる。なお、図２に示す処理動作（ステップＳ１〜Ｓ１２）は、視点位置が変更される度に実行される処理動作である。
【００１９】
次に、図３、図４を参照して、図２に示すステップＳ８〜Ｓ１０における透過率の設定について説明する。図３に示すように、角度θは、視線と、書割データの矩形平面とのなす角のうち、鋭角の角度のことである。角度θには、法線方向（９０°）を含む。したがって、角度θの範囲は、０〜９０°となる。透過率の設定は、角度θが０°≦θ＜α（３０°）であれば、書割データ６１を表示しないようにするために透過率を１００％に設定する。透過率１００％とは、書割データ上に枝葉等が定義されていても透過率１００％であるため、透明な状態となり、結果的に表示されないとの同等である。また、角度θがα（３０°）≦θ＜β（６０°）であれば、書割データを角度θに応じた透過率で表示されるようにするために、θ＝α（３０°）で透過率１００％、θ＝β（６０°）で透過率０％となるように直線で補間して、角度θに応じた透過率を設定する。また、角度θがβ（６０°）≦θ≦９０°であれば、書割データが完全に表示されるようにするために透過率を０％に設定する。
【００２０】
このようにすることによって、図４に示すように、法線方向から書割データを見るときは、通常処理と同様の状態で描画され（図４（ａ））、４５°方向から書割データを見るときは半透明状態で描画され（図４（ｂ））、０°方向から見るときは、書割データが描画されない（図４（ｃ））ことになる。したがって、視線方向を図４（ａ）〜（ｃ）へ動的に移動させながら書割データの表示を行うと、完全に表示されている状態から徐々に表示が薄くなり、最後には表示されなくなる。特に、視線方向が角度α（例えば３０°）〜角度β（例えば６０°）のときに徐々に透過率が変化するようにしたため、完全に表示される状態から表示されない状態への移行する場合に違和感を感じさせることなく行うことが可能となる。
【００２１】
なお、前述した説明においては、角度θを視点と書割データの中心とを結ぶ視線と書割面とのなす角度としたが、書割面を複数の点（面積を有する微少領域）で構成し、この書割面上の点と視点を結ぶ視線と書割面とのなす角度を角度θとし、書割面上の点のそれぞれについて、前述した処理と同様の処理によって描画するべき各点の透過率を変えて描画するようにしてもよい。このようにすることにより、大きな面積を持つ書割データであっても表示が消えたことをさらに気付きにくくすることができる。
【００２２】
以上説明したように、書割データの書割面の中心と視点とを結ぶ視線と、書割面となす視線角度を算出し、この視線角度に応じて、書割データの透過率を算出し、この算出した透過率になるように書割データの描画を行うようにしたため、画像の画質を劣化させることなく、描画処理の負荷を低減させることができる。特に、視線角度が小さくになるにしたがって、透過率が大きくなるようにしたため、違和感を感じさせることなく書割データを用いた自然物の描画を行うことが可能となる。
【００２３】
なお、前述した説明においては、書割データ上に定義される自然物として、樹木の枝葉を例にして説明したが、噴水等の水、気象現象である雨、霧、雲等の自然物データが書割データ上に定義されていてもよい。また、図５に示す書割データは、矩形平面を例にしたが、矩形である必要はなく、円形や多角形であってもよい。
【００２４】
なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより画像描画処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００２５】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す描画データ生成部７の動作を示すフローチャートである。
【図３】視線と書割データの透過率の関係を示す説明図である。
【図４】視線と書割データの透過率の関係を示す説明図である。
【図５】書割データの一例を示す説明図である。
【図６】複数の書割データを用いて定義した樹木の一例を示す説明図である。
【図７】視線と書割データの透過率の関係を示す説明図である。
【図８】複数の書割データを用いて定義した樹木の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ｓ・・・描画装置、１・・・入力部、２・・・表示部、３・・・形状定義部、４・・・形状データベース、５・・・自然物定義部、６・・・書割データベース、７・・・描画データ生成部、８・・・描画部
【図１】
2009151365.tif 000003
【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】
2009151365.tif 000009
【図８】
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