(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示対象を構成する３次元表示要素の頂点の各座標を視点に基づいて２次元画面上に透視変換したＸＹ座標と該２次元画面からの奥行きを表すＺ座標とに変換する座標変換手段と，該座標変換手段の変換した前記各３次元表示要素を構成する頂点のＸＹ座標の組に対応して前記３次元表示要素ごとにＺ座標と対象物に関する情報とを保持する３次元画像データテーブルと，該３次元画像データテーブルに基づいて表示装置に表示する表示データを作成し画像メモリに格納する表示データ作成手段と，３次元画像の表示画面上で指定された１点により３次元画像データテーブルを検索する検索手段とを備え，
前記表示データ作成手段による３次元画像の表示データ作成後も該３次元画像データテーブルを保持し，該検索手段は指定された１点のＸＹ座標をキーに該３次元画像データテーブルにおける該当する３次元表示要素の中から最小のＺ座標を持つものを検索し，その３次元表示要素に該当する対象物に関する情報を出力することを特徴とする３次元画像処理装置。
【請求項２】
表示対象物のイベント情報を保持したイベント情報保持部と，イベント情報を実行するイベント実行手段とを備え，３次元画像データテーブル中の対象物に関する情報がイベント情報保持部中の対象物のイベント情報を指し示すアドレスであり，
前記検索手段が３次元画像の表示画面上で指定された１点のＸＹ座標をキーに該３次元画像データテーブルにおける３次元表示要素について検索し，該当するアドレスを出力すると，前記イベント実行手段はそのアドレスにより前記イベント情報保持部中のイベント情報を実行することを特徴とする請求項１に記載の３次元画像処理装置。
【請求項３】
前記３次元画像データテーブルはイベントの有無を示すイベントフラグを保持するものであり，イベントフラグを参照してイベントの実行の有無を判定するものであることを特徴とする請求項２に記載の３次元画像処理装置。
【請求項４】
指定された対象物の視点からの距離が予め定めた一定値以内であるかないかを判定する距離判定手段を備え，該距離が該一定値より大きい場合には該対象物のイベントフラグがイベント有りを示すものであってもイベントを実行しないこととし，イベント有りであって対象物の距離が一定値以内であれば，イベントを実行することを特徴とする請求項３に記載の３次元画像処理装置。
【請求項５】
対象物の表示処理において，対象物の視点からの距離を判定し，該一定値以上の対象物のイベントフラグをイベントを実行しないフラグとし，イベント有りの対象物は通常の表示色と異なる予め定められた色で表示することを特徴とする請求項３に記載の３次元画像処理装置。
【請求項６】
ソート手段を備え，前記３次元画像データテーブルをＺ座標によりソートし，ソートした結果を保持する３次元画像ソートデータテーブルを備え，
指定対象物判定時には該３次元画像ソートデータテーブルのＺ座標値を小さい方から大きい方へ，画像表示時には大きい方から小さい方へ順次に検索することを特徴とする請求項１，２，３，４もしくは５に記載の３次元画像処理装置。
【請求項７】
画素毎にＺ座標値を判定して同一画素の位置にＺ座標値の異なる対象物がある場合にＺ座標値により視点に近い対象物を判定する３次元画像処理装置であって，
画素対応に視点に一番近いＺ座標値と画素の対象物のイベントフラグおよびイベント情報を保持するイベントテーブルを画像表示時に作成して保持することを特徴とする請求項１，２，３もしくは４に記載の３次元画像処理装置。
【請求項８】
画素毎にＺ座標値を判定して同一画素の位置にＺ座標値の異なる対象物の画素がある場合にＺ座標値により視点に近い対象物を判定する３次元画像処理装置であって，
画素を表示する処理において，対象物の視点からの距離を判定し，該距離が一定値以上であれば該対象物のイベントフラグをイベントがなしとし，該距離が一定値以内であって，イベント有りの対象物の表示色を通常の表示色と異なる予め定められた色で表示することを特徴とする請求項１もしくは２に記載の３次元画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，リアルタイムにイベントを実行する３次元画像処理装置に関する。
３次元画像処理装置は，ポリゴンを組み合わせて表現される表示対象物を３次元座標空間に配置し，ユーザに指定される視点の位置に応じて座標配置を変更し，視点により映される対象物の３次元の画像をリアルタイムに計算して表示装置の２次元の画面に表示するものである。
【０００２】
３次元画像処理装置は，３次元画像を表示するだけでなく，ユーザからの入力によりユーザの意向を受け付け，表示する仮想３次元空間上でなんらかのイベントを起こす必要がある。例えば，住宅の展示システムの場合，ユーザによる視点の移動を読み，仮想住宅内をあたかもユーザが歩いて回っているような画像計算をして表示する。そして，表示されるドアのノブをマウスによりクリックするとそのドアが開くなどのイベントが生じる。こうして，ユーザの意向をなんらかの形で入力することによって，仮想空間にイベントを起こすと，ユーザの仮想空間の探索をよりリアルに見せ，また目に見えるものを触って操作したいというユーザの要求を満足させ，興味をそそらせるものである。
【０００３】
イベントは，ユーザからの入力は２次元画面に描かれた操作したい対象物をマウス，ライトペン，ボタン等で指し示すことによりひき起こすことができる。そのため，３次元画像処理装置は，ユーザの指定した２次元の画面での座標点が３次元空間上のどの対象物を指し示すのかをリアルタイムに判別する技術が必要となってくる。
【０００４】
【従来の技術】
従来の技術における指定された対象物の判別は次のようなものである。まず，対象物を指定するユーザからの２次元画面への座標入力の後に，入力された座標点がどの３次元対象物を指し示しているかを判別する。そのために，予め格納されている仮想３次元空間に配置された対象物を構成する基本構成要素（ポリゴン）に対して一つ一つ視点に応じて座標変換の計算を行い，その後に，奥行きを表すＺ座標が視点から１番前にあるポリゴンもしくは画素を選んでいた。そのため，一つ一つの処理に時間がかかるものであった。
【０００５】
図１４ (a)，図１４ (b)は従来の技術を示す。従来の３次元画像処理装置において，前後に重複する対象物のうち手前のもののみを表示する隠れ面処理は，▲１▼ポリゴン単位でＺ座標の大小により，一番手前のポリゴンを見つけ出す方法（特開平６−１６２１７０号公報等参照）と，▲２▼  画素単位にＺ座標の大小により，一番手前の対象物を見つけ出す方法（特開平６−２６６８２１号公報等参照）の２通りがある。
【０００６】
図１４ (a)は上記▲１▼の方法の概略を示すものである。
図１４ (a)において，
３１１は３次元オブジェクト指定入力の処理であって，２次元画面上に表示された３次元空間上の対象物を表示画面上で指定する入力処理を表す。
【０００７】
３１２は座標変換の処理であって，仮想３次元空間における対象物の３次元座標を視点に応じた３次元座標に変換する処理である。
３１３はクリッピングの処理であって，所定の枠の大きさに対象物を切り出す処理である。
【０００８】
３１４は最小Ｚ座標値判定の処理であって，対象物のＺ値（表示面からの奥行き）の一番小さいもの（一番手前にある対象物）を判定する処理である。
３１５は全てのポリゴンについて処理したかの判定処理である。
【０００９】
図１４ (a)の隠れ面処理と対象物の判定方法について説明する。
ユーザは表示装置の画面上で対象物を指定してマウスクリックする等で３次元オブジェクト指定入力の処理３１１を行う。その結果，予め格納された図形データ（仮想３次元空間上のポリゴンの座標，属性）を指定された視点に応じて座標変換する（座標変換の処理３１２）。さらに，対象物をピック枠でクリップする（クリッピッグの処理３１３）。そして，クリップ枠内にある図形データのＺ値を比較する（最小Ｚ座標値判定の処理３１４）を行う。このような処理をピック内にある全ての対象物について行い，Ｚ座標値の一番小さいポリゴンを表示することにより対象物を表示し，指定された対象物とする。
【００１０】
図１４ (b)は上記▲２▼の方法を示す。
図１４ (b)において，
３２１は３次元オブジェクト指定入力の処理であって，２次元画面上に表示された３次元空間（仮想３次元空間）上の対象物を２次元の表示画面上で指定する入力処理を表す。
【００１１】
３２２は座標変換の処理であって，仮想３次元空間における対象物の３次元座標を視点に応じた３次元座標に変換する処理である。
３２３は画素の描画処理であって，指定された領域の対象物の画素を表示する処理である。
【００１２】
３２４は最小Ｚ座標値判定の処理であって，画素毎にＺ座標値を比較し，最小Ｚ座標値の画素を求める処理である。最小Ｚ座標値を保持するためにデプスバッファ３２６を用意し，取り出される画素について同じ表示位置にあるデプスバッファ３２６のＺ座標値を比較し，Ｚ座標値の小さい方の値をデプスバッファ３２６に保持する。
【００１３】
３２５は指定されたポリゴンについて，全て描画したかを判定する処理である。
３２６はデプスバッファである。
【００１４】
ユーザは表示装置の画面上でイベントを起こす対象物を指定する（３次元オブジェクト指定入力の処理３１１）。座標変換を行った後，指定された領域にある３次元空間に配置された対象物の画素に対して表示を行うことにより画素毎に画素のＺ座標値とデプスバッファ３２６に保持されているＺ座標値を比較し，後から取り出した画素のＺ座標値の方が小さければその値でデプスバッファ３２６を更新し，後から取り出した画素のＺ座標値の方が大きければデプスバッファ３２６のＺ座標値の更新をしない。Ｚ座標値を更新する時は更新した画素の対象物の識別情報も保持しておく。このような処理を指定された領域にある全てのポリゴンに対して行い，最小Ｚ座標値を持つ対象物を表示する。この処理において，画素と対象物の識別子の対応が付けられているのでその識別子により対象物を判定する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の対象物の判定処理は，各ポリゴンもしくは各ポリゴン毎の全ての画素についてループ処理によりまず座標変換を行い，その後Ｚ座標値を判定したために指定された対象物の判定に時間がかかるものであった。そのため，指定された対象物に割り当てられた音等のイベントを出力するか，あるいは対象物がドアのような場合にドアを開く等のイベントを起こすまでの時間が長かった。
【００１６】
本発明は，指定された対象物の判定を高速に行い，対象物の判定とイベントの実行をリアルタイムに行うことのできる３次元画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は，表示対象を構成する３次元表示要素の頂点の各座標を視点に基づいて２次元画面上に透視変換したＸＹ座標と該２次元画面からの奥行きを表すＺ座標とに変換する座標変換手段と，該座標変換手段の変換した前記各３次元表示要素を構成する頂点のＸＹ座標の組に対応して前記３次元表示要素ごとにＺ座標と対象物に関する情報とを保持する３次元画像データテーブルと，該３次元画像データテーブルに基づいて表示装置に表示する表示データを作成し画像メモリに格納する表示データ作成手段と，３次元画像の表示画面上で指定された１点により３次元画像データテーブルを検索する検索手段とを備え，前記表示データ作成手段による３次元画像の表示データ作成後も該３次元画像データテーブルを保持し，該検索手段は指定された１点のＸＹ座標をキーに該３次元画像データテーブルにおける該当する３次元表示要素の中から最小のＺ座標を持つものを検索し，その３次元表示要素に該当する対象物に関する情報を出力するようにした。そのようにして，対象物の決定のための座標の再計算を不要とし，高速に対象物を判定できるようにし，対象物に関する情報を得られるようにした。また，対象物に関する情報を対象物のイベント情報へのアドレスとし，検索手段がアドレスを出力すると，そのイベント情報を実行することにより，高速にイベントが実行できるようにした。
【００１８】
図１は本発明の基本構成を示す。
図１において，
１は３次元画像処理装置である。
【００１９】
２は記憶部である。
３は仮想３次元空間データ保持部であって，対象物を構成する３次元表示要素（ポリゴン）の３次元座標と属性を保持するものである。
【００２０】
４は３次元画像データテーブルであって，仮想３次元空間データ保持部３に保持される３次元座標値を視点に応じて２次元画面上に透視変換したＸＹ座標値と画面からの奥行きを示すＺ座標値との３次元座標値に変換した３次元座標と属性を含む３次元画像データを保持するものである。
【００２１】
５はイベント情報保持部であって，対象物に割り当てられたイベント情報（対象物がドアであればドアの開く音，ドアの開く動き等）を保持するものである。
６は座標変換手段であって，対象物の仮想３次元空間データの座標値を視点の位置に応じて２次元画面上に透視変換したＸＹ座標と画面からの奥行きを示すＺ座標値との３次元座標値に変換するものである。
【００２２】
７は表示データ作成手段であって，３次元画像データテーブル４に保持されている対象物の３次元画像データに基づいて，対象物を画面表示するために隠面処理し，画素毎の表示データを作成するものである。
【００２３】
８はイベント実行手段であって，指定された対象物のもつイベント情報を実行するものである。
９は検索手段であって，３次元空間の対象物を表示する表示画面上で指定された１点から３次元画像データテーブルを検索するものである。
【００２４】
１０は表示装置であって，ディスプレイである。
１１は他の情報出力装置であって，イベント情報が音声であれば音声出力装置等の表示装置以外の情報出力装置である。
【００２５】
１２は入力装置であって，キーボード，マウス，タッチパネル等の入力装置である。
図１の本発明の基本構成の動作を説明する。
【００２６】
対象物を多角形の表示基本要素（ポリゴン）で表し，その仮想３次元空間データ（ＸＹ平面上の座標とＸＹ平面（画像面）に垂直な奥行き方向のＺ座標および属性等）での座標値を仮想３次元空間データ保持部に保持する。表示画面における視点がユーザにより指定される。座標変換手段６は，その視点から対象物を見た時の像を２次元画面上に透視変換したＸＹ座標と画面からの奥行きを示すＺ座標に変換し，その座標値を３次元画像データテーブル４に保持する。３次元画像データテーブルは表示画面におけるＸＹ座標と視点からの奥行き方向の距離Ｚ座標値および対象物に関する情報，対象物の属性等を保持する。表示データ作成手段７は，３次元画像データテーブル４に保持されているＸＹ座標値により表示装置１０に画面表示する位置を定め，Ｚ座標値により隠れ面処理を施す。さらに，属性を付加して表示データを作成する。表示装置１０は表示データ作成手段の作成した表示データに基づいて対象物を表示装置１０に表示する。
【００２７】
画面上の１点が指定されると，検索手段９は３次元画像データテーブルを参照し，指定されたＸＹ座標の位置にある対象物を判定する。同じＸＹ座標上に複数の対象物がある場合には，３次元画像データテーブル４に保持されているＺ座標値を比較してＺ座標値の一番小さい対象物を指定された対象物として判定する。そして対象物に関する情報を出力する。
【００２８】
イベント実行手段８はイベント情報保持部５を参照して，指定された対象物に割り当てられているイベント情報を取り出し，表示装置１０もしくは他の情報出力装置１１に出力する。例えば，指定対象物がドアの把手であり，把手が指定されるとドアが開き音楽が出力されるようにイベントが設定されているとする。把手が指定され，指定された対象物が把手であることが判定されると，表示画面上のドアが開き，スピーカから音楽が出力される。
【００２９】
本発明によれば，３次元画像データテーブルにより対象物を判定し，そのＺ値により画像表示，画面上で指定された対象物を判定するので，対象物の座標変換処理が不要になり対象物の判定を高速に行うことができる。そのため，対象物が指定されてからイベントの実行までの時間が短くなり，画像処理をリアルタイムに行うことができるようになる。
【００３０】
【実施例】
図２〜図５，図７により，住宅展示システムを例として本発明の３次元画像処理方法について説明する。
【００３１】
図２ (a)は間取り図を示すものである。
２１は間取り図である。
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅそれぞれの部屋の間取りである。
【００３２】
Ａ１はピアノ，Ａ２は花ビン，Ａ３は壁に掛けられた絵，Ａ４はタンスである。
図２ (b)は３次元画像処理装置でピアノを表現する方法の説明図である。
【００３３】
２２はピアノである。
(1) ，(2) ，(3) ，(4) ，(5) ，(6) ，(7) ，(8) ，(9) ，(10)，(11)，(12)はそれぞれ基本構成要素（以後，ポリゴンと称する）であって，ピアノ２２を１２個のポリゴンにより表すものとする。各ポリゴンの頂点の座標を表してピアノの仮想３次元空間データとする。
【００３４】
図３は本発明の仮想３次元空間データテーブルの例を示すものである。
図３において，
３１は各部屋毎の内部のデータを指し示すアドレス表である。
【００３５】
３２は部屋の家具の配置を表すアドレスである。家具の名称とその先頭アドレス，イベントの有無を表すイベントフラグ，イベントの実行プログラムのある位置のアドレスであるイベントアドレスを保持するものである。イベントフラグは「１」はイベントあり，「０」はイベント無しを表す。Ａ１はピアノであり，イベントがあるものである（ピアノを指定すると音楽が出力される）。Ａ２は花ビンであって，イベント無しである。Ａ３は壁の絵であって，指定すると絵が落ちるイベントを有するものである。Ａ４はタンスであって，イベント無しである。
【００３６】
３３は家具Ａ１（ピアノ）の各ポリゴンの座標位置と属性を示すものである。
(1) 〜(12)は前述のピアノのポリゴンの番号に対応し，それぞれの頂点の位置の座標をもつ。それぞれの色の属性は黒である。
【００３７】
図４は本発明の３次元画像の処理方法の説明図である。
図４ (a)は視点１による表示装置への表示部分を示す。
４１は部屋Ａの平面図である。
【００３８】
Ａ１はピアノ，Ａ２は花ビン，Ａ３は絵，Ａ４はタンスである（図２ (a)に同じ）。
視点１から花ビンＡ２方向を見た時に映る領域を斜線で示す。
【００３９】
図４ (b)は図４ (a)の視点１により画面表示される表示画面を示す。
４２は部屋Ａの内部の表示であって，図４ (a)の視点により花ビンＡ２の方向を見た時の画面表示である。
【００４０】
Ａ１はピアノ，Ａ２は花ビン，Ａ３は絵である。
図５は本発明の３次元画像の処理方法の説明図である。
図５ (a)は視点２による表示装置への表示部分を示す。
【００４１】
図５ (a)，視点２の位置が図４ (a)と異なるのみであるので詳細な説明は省略する。
図５ (b)は図５ (a)の視点２により画面表示される表示画面を示す。
【００４２】
４２は部屋Ａの内部の表示であって，図５ (a)の視点により画面表示されるものである。
Ａ１はピアノ，Ａ２は花ビン，Ａ３は絵であって，図４ (b)と同じものである。
【００４３】
図５ (b)では画像平面上でピアノＡ１と花ビンＡ２が一部重複するので，それぞれの視点からの距離を判定し，遠い方（図５ (b)の場合，ピアノＡ１）の重複部分は隠面処理をして表示されないようにする。また，画面上で花ビンが指定されたとき，ピアノＡ１と区別をする必要があるので，ピアノＡ１と花ビンＡ２の視点からの距離（Ｚ座標値）を３次元画像ソートデータテーブル（後述する）のＺ座標値を参照して比較し，Ｚ座標値の小さい花ビンＡ２の方を指定された対象物とする。
【００４４】
図６の本発明の実施例１のシステム構成を説明する前に図７の本発明の３次元画像データテーブルと３次元画像ソートデータテーブルの実施例について説明する。
【００４５】
図７ (a)は３次元画像データテーブルであって，仮想３次元空間データテーブルの各座標を座標変換手段により座標変換して得られるＸＹ座標とＺ座標，イベントの有無を示すイベントフラグ，イベント先頭アドレス，属性等を保持するものである。
【００４６】
４つのＸＹ座標は，ポリゴンの各頂点（４つ）のＸＹ座標である。
Ｚ座標は，表示面からの奥行きを表す座標である。
イベントフラグはイベントの有無を示すフラグであり，１はイベント有り，０はイベント無しである。
【００４７】
イベント先頭アドレスはイベントの実行プログラムの先頭アドレスである。
図７ (b)は３次元画像ソートデータテーブルであって，図７ (a)の３次元画像データテーブルをＺ座標値によりソートしたものである。
【００４８】
図６は本発明の実施例１のシステム構成である。
図６において，
５１は３次元画像処理装置である。
【００４９】
５４は表示装置であって，ディスプレイである。
５５は入力装置であって，キーボード，マウス，タッチパネル等である。
５６’はイベント出力装置であって，音声等の出力装置である。
【００５０】
３次元画像処理装置５１において，
５６は処理部であってメモリ上にあり，各種処理手段を備えるものである。
６１は座標変換手段である。
【００５１】
６２はソート手段であって，３次元画像データテーブル７２に保持されている３次元画像データをＺ座標についてソートするものある。
６３は距離計算手段であって，３次元画像ソートデータテーブル７３に保持されている３次元画像データにより視点からの距離を判定するものである。
【００５２】
６４は表示データ作成手段であって３次元画像ソートデータテーブル７３を参照して，表示装置５４の表示データを作成するものである。
６５はイベント実行手段であって，イベントデータ８２を参照して仮想３次元空間データ８１を書き換え，座標変換手段６１を起動することにより実行したり，イベントの実行データを作成するものである。
【００５３】
６６はイベント出力手段であって，イベント出力データ保持部７４に保持されているイベントの実行データをイベント出力装置５６に出力するものである。
６７はマッチング手段であって，対象物の指定入力があったとき，３次元画像ソートデータテーブル７３を検索して，指定された対象物を判定する手段である（図１の検索手段９に相当する）。
【００５４】
６８は入力判定手段であって，視点位置の指定入力と対象物の指定入力を判別するものである。
６９は表示データ出力手段であって，表示データ保持部７５に保持されている表示データを出力するものである。
【００５５】
７１は記憶部１であって，内部メモリである。
記憶部１（７１）において，
７２は３次元画像データテーブルであって，３次元画像データを保持するものである。
【００５６】
７３は３次元画像ソートデータテーブルであって，Ｚ座標でソートした３次元画像データを保持するものである。
７４はイベント出力データ保持部であって，音声等の出力するイベントデータを保持するものである。
【００５７】
７５は表示データ保持部であって，画像メモリである。
８０は記憶部２であって，内部メモリもしくは磁気ディスク装置である。
８１は仮想３次元空間データである。
【００５８】
８２はイベントを記述したスクリプトや音声等のイベントデータである。
図８のフローチャートを参照して図６の実施例１のシステム構成の動作を説明する。
【００５９】
図示のステップ番号に従って動作を説明する。
Ｓ１，Ｓ２  入力判定手段６８は，視点移動入力と対象物の指定入力を待ち，入力があった場合はそのいずれかであるかを判定する。視点移動入力の場合にはＳ３に進み，対象物の指定入力の場合にはＳ８に進む。
【００６０】
Ｓ３  視点移動があった場合には，座標変換手段６１は仮想３次元空間データ８１の座標値を視点の位置に応じて２次元画面に透視変換したＸＹ座標値と画面からの奥行きを示すＺ座標値との３次元座標値に変換する。
【００６１】
Ｓ４  ３次元画像データを保持する３次元画像データテーブル７２を作成する。
Ｓ５  ソート手段６２は３次元画像データをＺ座標値についてソートする。
【００６２】
Ｓ６  ３次元画像ソートデータを保持する３次元画像ソートデータテーブル７３に作成する。
Ｓ７  表示データ作成手段６４は３次元画像ソートデータテーブル７３を参照し，ポリゴンのＺ座標値の大きい方から順に表示処理することにより表示装置５４の画像データを作成し，表示データ保持部７５に保持する。表示データ出力手段６９は表示データ保持部７５に保持されている表示データを取り出して表示装置５４に表示する。
【００６３】
Ｓ８，Ｓ９    Ｓ２において，入力判定手段６８が対象物の指定入力を判定した時は，マッチング手段６７は，指定された位置のＸＹ座標により３次元画像ソートデータテーブル７３をＺ座標値の小さい方から検索する。
【００６４】
Ｓ１０  指定されたＸＹ座標の対象物が見つかれば，距離計算手段６３は指定されたＸＹ座標にそのＺ座標値を加えた座標点の視点からの距離を計算する。
Ｓ１１，Ｓ１１’  距離の計算により対象物の視点からの距離が手の届く範囲（手の届く範囲の距離は予め定めておく）にあればイベントフラグを判定し，手の届く距離の範囲外であればＳ１に戻る。
【００６５】
Ｓ１２，Ｓ１２’  Ｓ１１’で手の届く距離にあると判定された場合には，イベント実行手段６５はイベントフラグを判定する。イベントフラグが１であればＳ１３に進み，イベントフラグが１でなければＳ１に戻る。
【００６６】
Ｓ１３  イベントフラグが１であるので，イベント実行手段６５はイベントの実行データを作成し，イベント出力データ保持部７４に保持する。イベント出力手段６６はイベント出力データ保持部７４に保持されているイベントデータを取り出してイベント出力装置５６に出力する。また，イベントの実行がドアの開閉等の表示装置５４に表示するものであれば，イベント実行手段６５は仮想３次元空間データを書き換え，座標変換手段を起動することにより表示データを作成し，表示データ保持部７５に保持し，表示データ出力手段６９により表示処理をする。
【００６７】
図９は本発明の実施例２のシステム構成である。
図９は，Ｚバッファ法により本発明を実施例する場合のシステム構成である。
図９において，
５１は３次元画像処理装置である。
【００６８】
５４は表示装置であって，ディスプレイである。
５５は入力装置であって，キーボード，マウス，タッチパネル等である。
５６’はイベント出力装置であって，音声等の出力装置である。
【００６９】
３次元画像処理装置５１において，
５６は処理部であって，メモリ上にあり各種処理手段を備えるものである。
６１は座標変換手段である。
【００７０】
６２’はＺ座標判定手段であって，画素毎にイベントテーブル７３’のＺ値を参照し，Ｚ座標値の大小を判定し，Ｚ値の小さい値によりイベントテーブル７３’を更新するものである。
【００７１】
６３は距離計算手段であって，イベント検索手段の指示によりイベントテーブルにより距離計算を行うものである。
６４は表示データ作成手段であって，表示装置５４に表示するための表示データを作成するものである。
【００７２】
６５はイベント実行手段であって，イベントデータ８２を参照して，仮想３次元空間データ８１を書き換え，座標変換手段６１を起動することにより実行したり，イベントの実行データを作成するものである。
【００７３】
６６はイベント出力手段であって，イベント出力データ保持部７４に保持されているイベントの実行データをイベント出力装置に出力するものである。
６７’はイベント検索手段であって，対象物の指定入力があったとき，イベントテーブル７３’を検索して，指定された対象物を判定する手段である。
【００７４】
６８は入力判定手段であって，視点位置の指定入力と対象物の指定入力を判別するものである。
６９は表示データ出力手段であって，表示データ保持部７５に保持されている表示データを出力するものである。
【００７５】
７１は記憶部１であって，内部メモリである。
記憶部１（７１）において，
７２は３次元画像データテーブルであって，３次元画像データを保持するものである。
【００７６】
７３’はイベントテーブルであって，画素対応にＺ座標値，イベントフラグ，イベントアドレスを保持するものである。
７４はイベント出力データ保持部であって，音声等の出力するイベントデータを保持するものである。
【００７７】
７５は表示データ保持部であって，画像メモリである。
８０は記憶部２であって，内部メモリもしくは磁気ディスク装置である。
８１は仮想３次元空間データである。
【００７８】
８２はイベントを記述したスクリプトや音声等のイベントデータである。
図９のシステム構成の動作は後述する。
図１０は本発明のイベントテーブルの実施例を示す。
【００７９】
図１０ (a)は表示画面上の画素配置である。
画面の横方向をＸ軸，縦方向をＹ軸とする。Ｘ座標の最大値はＭａｘＸ，Ｙ座標の最大値はＭａｘＹであり，画素毎に座標値をもつ。
【００８０】
図１０ (b)はイベントテーブルの実施例であって，画素毎にＺ座標，イベントフラグとイベントアドレスを持つものである。
画素の位置は図１０ (a)のＸＹ座標の座標値である。
【００８１】
イベントフラグ１はイベントがあることを示し，イベントフラグ０はイベントが無いことを示す。
図１１は本発明の実施例２のシステム構成のフローチャートである。
【００８２】
図１１のフローチャートを参照して図９の実施例２のシステム構成の動作を説明する。
図示のステップ番号に従って動作を説明する。
【００８３】
Ｓ１，Ｓ２  入力判定手段６８は，視点移動入力と対象物の指定入力を待ち，入力があった場合はそのいずれであるかを判定する。視点移動入力の場合にはＳ３に進み，対象物の指定入力の場合にはＳ１０に進む。
【００８４】
Ｓ３  視点移動があった場合には，座標変換手段６１は仮想３次元空間データ８１を視点の位置に応じて２次元画面に透視変換したＸＹ座標値と画面からの奥行きを示すＺ座標値との３次元画像データに変換する。
【００８５】
次のＳ４〜Ｓ９を全てのポリゴン一つ一つについて繰り返す。次のＳ４〜Ｓ８を，一つ一つのポリゴンの全ての画素について繰り返す。
Ｓ４，Ｓ５  Ｚ座標判定手段６２’は画素毎に同じＸＹ座標の画素のイベントテーブル７３’に保持されているＺ座標値とを比較し，比較対象の画素のＺ座標値がイベントテーブル７３’のＺ座標値より小さい場合には，イベントテーブルにそのＺ座標値，イベントフラグ，イベントアドレスを書き込む。
【００８６】
Ｓ６，Ｓ７    表示データ作成手段６４は属性により表示データを作成する。作成された表示データは表示データ保持部７５に保持する。表示データ出力手段６９は表示データ保持部７５に保持されている表示データを取り出して表示装置５４に表示する。
【００８７】
Ｓ８，Ｓ８’  一つのポリゴンの全ての画素は終了したか判定する。全て終了していなければＳ４以降の処理を繰り返す。全て終了していればＳ９に進む。
Ｓ９，Ｓ９’  全てのポリゴンが終了したか判定し，終了していなければ次のボリゴンについてＳ４以降の処理を繰り返す。全てのポリゴンについて終了していればＳ１に戻る。
【００８８】
Ｓ１０，Ｓ１０’  Ｓ２において，入力判定手段６８が対象物の指定入力を判定した時は，イベント検索手段６７’は，指定されたＸＹ座標によりイベントテーブル７３’を検索する。指定されたＸＹ座標が見つかればＳ１１に進み，見つからなければＳ１に戻る。
【００８９】
Ｓ１１  イベントテーブル７３’を検索して指定のＸＹ座標が見つかった場合には，距離計算手段６３は指定されたＸＹ座標にそのＺ座標値を加えた座標点の視点からの距離を計算する。
【００９０】
Ｓ１２，Ｓ１２’  距離の計算により座標点の視点からの距離が手の届く範囲（手の届く範囲の距離は予め定めておく）にあればイベントフラグを判定する処理Ｓ１３’に進み，手の届く距離の範囲外であればＳ１に戻る。
【００９１】
Ｓ１３，Ｓ１３’  Ｓ１２’で手の届く距離にあると判定された場合には，イベント実行手段６５はイベントフラグを判定する。イベントフラグが１であればＳ１４に進み，イベントフラグが１でなければＳ１に戻る。
【００９２】
Ｓ１４  イベントフラグが１であるので，イベント実行手段６５はイベントの実行データを作成し，イベント出力データ保持部７４に保持する。イベント出力手段６６はイベント出力データ保持部７４に保持されているイベントデータを取り出してイベント出力装置５６に出力する。また，イベントの実行がドアの開閉等の表示装置５４に表示するものであれば，イベント実行手段６５は仮想３次元空間データを書き換え，座標変換手段を起動することにより表示データを作成し，表示データ保持部７５に保持し，表示データ出力手段６９により表示処理をする。
【００９３】
図１２は本発明の実施例３のフローチャートである。
本発明の実施例３は，隠面処理および対象物の判定とイベントの実行の有無を３次元画像ソートデータテーブルを参照して行うものであり，画像の表示データの作成処理において対象物の距離を判断し，距離が手の届く範囲外の距離であれば対象物のイベントフラグを書換え，距離が手の届く範囲内の距離であれば対象物のイベントフラグをそのままにしておき，表示処理においてイベントフラグが１であるものについては表示色を対象物本来の色と異なるイベントが実行されることを示す予め定めた色（例えば赤）に変更し，イベントフラグが０であれば対象物本来の色を表示するものである。
【００９４】
Ｓ１，Ｓ２  入力判定手段６８は，視点移動入力と対象物の指定入力を待ち，入力があった場合はそのいずれであるかを判定する。視点移動入力の場合にはＳ３に進み，対象物の指定入力の場合にはＳ１４に進む。
【００９５】
Ｓ３  視点移動があった場合には，座標変換手段６１は仮想３次元空間データ８１の座標値を視点の位置に応じて２次元画面に透視変換したＸＹ座標値と画面からの奥行きを示すＺ座標値との３次元画像座標値に変換する。
【００９６】
Ｓ４  ３次元画像データを保持する３次元画像データテーブル７２を作成する。
Ｓ５  ソート手段６２は３次元画像データをＺ座標値についてソートする。
【００９７】
Ｓ６  ３次元画像ソートデータを保持する３次元画像ソートデータテーブル７３を作成する。
Ｓ７〜Ｓ９をイベントフラグが１である各ポリゴンについて繰り返す。
【００９８】
Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９  距離計算手段６３は視点からの距離を計算する。そして，距離が手の届く範囲内であればイベントフラグを書き換えない。手の届く範囲外の距離であればＳ９でイベントフラグを０に書き換える。
【００９９】
Ｓ１０  イベントフラグ１の全てのポリゴンについて行ったか判定し，全てのポリゴンについて行っていなければＳ７以降の処理をくりかえし，全てのポリゴンについて処理を行っていればＳ１０’でイベントフラグを判定する。
【０１００】
Ｓ１０’〜Ｓ１２を各ポリゴンについて繰り返す。
Ｓ１０’，Ｓ１１，Ｓ１２  イベントフラグが１であればＳ１１で対象物の表示色を赤に表示する。イベントフラグが０であればＳ１２で対象物の本来の色で表示する。
【０１０１】
Ｓ１３  各ポリゴンについて処理を行ったか判定し，各ポリゴンについて処理を行っていなければＳ１０’以降の処理を繰り返し，行っていればＳ１に戻る。Ｓ１４，Ｓ１４’  Ｓ２において，入力判定手段６８が対象物の指定入力を判定した時は，マッチング手段６７は，指定された位置のＸＹ座標により３次元画像ソートデータテーブル７３をＺ座標値の小さい方から検索する。対象物が見つかればＳ１５に進んでイベントフラグを判定し，見つからなければＳ１に戻る。
【０１０２】
Ｓ１５，Ｓ１６  イベントフラグを判定し，イベントフラグが０であればＳ１に戻る。イベントフラグが１であればＳ１６でイベント実行手段６５はイベントの実行データを作成し，イベント出力データ保持部７４に保持する。イベント出力手段６６はイベント出力データ保持部７４に保持されているイベントデータを取り出してイベント出力装置５６に出力する。また，イベントの実行がドアの開閉等の表示装置５４に表示するものであれば，イベント実行手段６５は仮想３次元空間データを書き換え，座標変換手段を起動することにより表示データを作成し，表示データ保持部７５に保持し，表示データ出力手段６９により表示処理をする。
【０１０３】
実施例３はポリゴン毎に表示する色を変えて，指定するとイベントが起こる２次元画面上の座標点を表示するものであるが，各処理中にどのポリゴンがどの３次元の対象物に属するものであるかという情報を３次元画像データテーブルに持っておき，指定するとイベントが起こる単位を３次元の対象物毎にすることとし，３次元の対象物毎に色を変えるようにすることもできる。
【０１０４】
図１３は本発明の実施例４のフローチャートである。
本発明の実施例４は，本発明をＺバッファ法により画素毎に隠面処理を施す方法に適用した場合のフローチャートであり，表示データの作成処理において，対象物の距離を判断し，距離が手の届く範囲外の距離であれば対象物のイベントフラグを０に書換え，距離が手の届く範囲内の距離であれば対象物のイベントフラグをそのままにし，表示処理においてイベントフラグが１であるものについては表示色を対象物本来の色と異なるイベントが実行されることを示す予め定められた色（例えば赤）に変更し，イベントフラグが０であれば対象物本来の色を表示するものである。
【０１０５】
Ｓ１，Ｓ２  入力判定手段６８は，視点移動入力と対象物の指定入力を待ち，入力があった場合はそのいずれかであるかを判定する。視点移動入力の場合にはＳ３に進み，対象物の指定入力の場合にはＳ１４に進む。
【０１０６】
Ｓ３  視点移動があった場合には，座標変換手段６１は仮想３次元空間データ８１の座標値を視点の位置に応じて２次元画面に透視変換したＸＹ座標値と画面からの奥行きを示すＺ座標値との３次元座標に変換する。
【０１０７】
Ｓ４〜Ｓ１３を全てのポリゴンについて繰り返す。Ｓ４〜Ｓ１２を一つのポリゴン中の全ての画素について繰り返す。
Ｓ４，Ｓ５  Ｚ座標判定手段６２’は画素毎に同じＸＹ座標の画素のイベントテーブル７３’に保持されているＺ座標値とを比較し，比較対象の画素のＺ座標値がイベントテーブル７３’のＺ座標値より小さい場合には，イベントテーブルにそのＺ座標値，イベントフラグ，イベントアドレスを書き込む。
【０１０８】
イベントフラグが１である画素についてＳ６，Ｓ７，Ｓ８の処理を行う。
Ｓ６  距離計算手段６３はＸＹ座標値とそのＺ座標値により示される３次元座標の視点からの距離を計算する。
【０１０９】
Ｓ７，Ｓ８  距離の計算結果の距離が手の届く範囲内の距離か手の届かない範囲内の距離であるか判定する。手の届く範囲外であればＳ８でイベントフラグを０に書き換える。手の届く範囲内の距離であればイベントフラグは書き換えない。
【０１１０】
Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１  イベントフラグを判定し，イベントフラグが１であればＳ１０で対象物を赤で表示するようにし，イベントフラグが０であれば本来の色で表示するようにする。
【０１１１】
Ｓ１２  １つのポリゴン中の全ての画素について行ったか判定し，全ての画素について終了していればＳ１３に進み，終了していなければＳ４以降の処理を繰り返す。
【０１１２】
Ｓ１３  全てのポリゴンについて行ったか判定し，全てのポリゴンについて行っていなければＳ４以降の処理をくりかえし，全てのポリゴンについて処理を行っていればＳ１に戻る。
Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６  Ｓ２において，入力判定手段６８が対象物の指定入力を判定した時は，イベント検索手段６７’は指定された位置のＸＹ座標によりイベントテーブル７３’を検索して，イベントフラグを判定する。イベントフラグが０であればＳ１に戻る。イベントフラグが１であればＳ１６でイベント実行手段６５はイベントの実行データを作成し，イベント出力データ保持部７４に保持する。イベント出力手段６６はイベント出力データ保持部７４に保持されているイベントデータを取り出してイベント出力装置５６に出力する。また，イベントの実行がドアの開閉等の表示装置５４に表示するものであれば，イベント実行手段６５は仮想３次元空間データを書き換え，座標変換手段を起動することにより表示データを作成し，表示データ保持部７５に保持し，表示データ出力手段６９により表示処理をする。
【０１１３】
実施例４は画素毎に表示する色を変えて，指定するとイベントが起こる２次元画面上の座標点を表示するものであるが，各処理中にどの画素がどの３次元の対象物に属するものであるかという情報を３次元画像データテーブルに持っておき，指定するとイベントが起こる単位を３次元の対象物毎にすることし，３次元の対象物毎に色を変えるようにすることもできる。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明によれば，３次元画像データテーブル，３次元画像ソートデータテーブル，イベントテーブル等のテーブルを参照して対象物の表示および画面で指定された３次元空間の対象物を判定するので表示および判定を高速に行うことができる。また，イベントの有無をテーブルのフラグ等を参照して判定するのでイベントの選択も高速に行うことができる。
【０１１５】
そのため，本発明によれば対象物の表示および対象物が指定されてからイベントの実行までの時間が短くなり，画像処理をリアルタイムに行うことができるようになる。また，イベントの実行を視点からの距離により実行するか否かを決定するので，現実に近い３次元空間の探索を演出することができる。また，指定するとイベントが実行される２次元画面上の座標点を本来の色とは異なる予め定められた色で表示するのでユーザの探索を助けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の３次元画像の処理方法の説明図である。
【図３】本発明の仮想３次元空間データテーブルの例を示す図である。
【図４】本発明の３次元画像の処理方法の説明図である。
【図５】本発明の３次元画像の処理方法の説明図である。
【図６】本発明の実施例１のシステム構成を示す図である。
【図７】本発明の３次元画像データテーブルと３次元画像ソートデータテーブルの実施例を示す図である。
【図８】本発明の実施例１のシステム構成のフローチャートを示す図である。
【図９】本発明の実施例２のシステム構成を示す図である。
【図１０】本発明のイベントテーブルの実施例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２のシステム構成のフローチャートを示す図である。
【図１２】本発明の実施例３のフローチャートを示す図である。
【図１３】本発明の実施例４のフローチャートを示す図である。
【図１４】従来の技術を示す図である。
【符号の説明】
１：３次元画像処理装置
２：記憶部
３：仮想３次元空間データ保持部
４：３次元画像データテーブル
５：イベント情報保持部
６：座標変換手段
７：表示データ作成手段
８：イベント実行手段
９：検索手段
１０：表示装置
１１：他の情報出力装置
１２：入力装置
【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】
0003764191.tif 000008
【図８】
0003764191.tif 000009
【図９】
0003764191.tif 000010
【図１０】
0003764191.tif 000011
【図１１】
0003764191.tif 000012
【図１２】
0003764191.tif 000013
【図１３】
0003764191.tif 000014
【図１４】
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