[发明专利]几何变形装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过使某个多边形模型的各顶点信息逐渐变化，而平滑地置换为不同的多边形模型的几何变形（geomorphing）装置。

背景技术

在计算机图形学中，作为表现二维或者三维形状的方法，广泛使用多边形模型。多边形模型是主要将具有3个顶点的三角形作为单位形状，按照其组合来表现形状的模型。各多边形由3个顶点的位置、法线等信息构成，所以在多边形彼此邻接的情况下，多个多边形具有相同的顶点信息，信息重复。因此，一般通过用在多边形模型内不重复的顶点信息的集合、和指示它们的3个索引来表现多边形信息，削减数据量（例如，参照专利文献1、2、3）。图1是比较使用了索引的情况、和未使用的情况的信息量的图。在图中，（a）是示出各顶点与多边形的关系的说明图，（b）是不使用索引的表现，（c）是使用了索引的表现。此处，顶点信息是位置（12字节）+纹理坐标（8字节）+法线（12字节）+…40字节，索引是用整数（2字节）表示的。因此，如（a）所示，不使用索引的情况的顶点信息成为360字节，另一方面，使用了索引的情况的顶点信息成为200+18=218字节。

另一方面，一般使用通过使某个多边形模型的各顶点信息逐渐变化，平滑地置换为不同的多边形模型的几何变形（例如，参照专利文献4）。预先准备几何变形前后的各顶点位置，分别反复计算进行线性插值了的顶点信息的同时进行显示，从而实现几何变形。图2示出在时刻t=0～1进行几何变形的模型的例子。在图中，（a）是时刻t=0.0下的模型状态、（b）是时刻t=0.5下的模型状态、（c）是时刻t=1.0下的模型状态。

通常，通过CPU等分别逐个对顶点信息进行插值来构筑几何变形中的模型，但在顶点数多的情况下，计算量变得非常多。因此，提出了通过对GPU（Graphics Processing Unit，图形处理单元）等描绘装置成对地提供几何变形前后的顶点信息，并在描绘模型的处理中追加对它们进行插值的处理，使插值处理并行化，高速地执行的手法（例如，参照非专利文献1）。在该手法中，能够通过对图3所示的一般的GPU中的多边形描绘流程中的、可编程的处理（每个顶点的处理、每个多边形的处理、每个像素的处理）进行编程的形式实现，所以能够廉价地实现高速的几何变形。图4示出在使用非专利文献1所示的手法来实现图2的几何变形时使用的信息。

专利文献1：日本特开2000-285255号公报

专利文献2：日本特开平06-162171公报

专利文献3：日本特开2004-102763公报

专利文献4：日本特开2001-076177公报

非专利文献1：Sander，P.V.，Mitchell，J.L.，“Progressive buffers：view-dependent geometry and texture LOD rendering，”Proc.of SIGGRAPH06.

发明内容

但是，关于在一般的GPU中针对每个顶点执行的处理，由于是并行处理，所以数据被局部化，无法参照其他顶点的信息。因此，存在需要预先准备具有顶点2个量的信息的顶点信息，需要具有2倍的量的信息这样的问题。特别地，在几何变形后的模型是从几何变形前的模型削减多边形数而简化了的模型的情况下，重复保持大量的顶点信息。

另外，在多个阶段对模型进行几何变形的情况、即、使几何变形后的模型进一步向其他模型几何变形的情况下，存在为了各几何变形所用，需要分别预先准备具有几何变形前后的信息的顶点信息这样的问题点。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种能够廉价地实现高速并且节省存储器的几何变形的几何变形装置。

本发明提供一种几何变形装置，其特征在于，具备：输入集群单元，将无重复地记录了表示在几何变形前后使用的顶点的信息的顶点信息、和各多边形的在几何变形前后使用的索引信息作为输入来接受，使用索引信息来输出各多边形的在几何变形前后使用的顶点信息；顶点处理单元，针对各多边形的顶点信息，实施预定的与顶点有关的处理；多边形处理单元，根据时刻对顶点处理后的顶点信息进行插值而针对每个多边形输出；栅格化单元，在输出图像内，检测多边形处理单元输出的各多边形中包含的像素，作为根据所检测的各像素的位置对多边形的顶点信息进行插值而得到的像素信息来输出；像素处理单元，使用栅格化单元输出的像素信息，决定对应的输出图像的各像素的颜色；以及输出单元，将输出图像输出到图像显示装置。