[发明专利]分隔多边形的图象处理

说明书

本发明涉及一种图象处理装置和图象处理方法，更详细地说，涉及一种可高速地执行一图象处理以真实地显示三维目标的三维图象的图象处理装置和图象处理方法。

在常规三维图象处理装置中，当在屏幕上显示一个三维图象时，执行以一标准(ASCⅡ.Vol.9)所描述的发光阴影(glow shading)或电话阴影(phoneshading)。该发光阴影是一种计算后面所述的多个多边形的每一多边形的各个顶点的亮度，和根据该计算值线性地在该多边形平面上插入该亮点并且随后确定在一三维图象数据(后面称之为多边形数据)中各个象素的亮度的方法。但是，这种方法不能表示在每一多边形中该亮度的轻微的变化。在相应于具有一大曲率的三维目标的三维图象中相互接触的多个多边形的一点是凸起的。另外，在该多边形的整个表面上光的强度被混合。其结果，强光看起来似乎不自然。

该电话阴影是一种考虑到一具有一平坦平面的多边形和具有多平坦平面的多个外围多边形之间的角度，并且随后导出在一真实状态中的弯曲表面因而计算出在该多边形之内的各个象素的所有亮度的方法。虽然这种方法可以表示出在该多边形之内的每一象素亮度的轻微变化，但由于需要对每一象素进行复杂的亮度计算因而处理速率低。在这些象素单元中所执行的亮度计算是一具有重负荷的处理。因此，为了以高速率进行多个亮度的计算处理它必须要并联执行。因而，该电话阴影需要的电路尺寸要大于该发光阴影所需的电路尺寸。为此原因，该电话阴影技术不能处理需要高速处理的电视节目。因此，发光阴影方法通常使用在电视节目中。

现在来说明该多边形。图1A至1C的示意图用来说明该多边形。首先，根据相应于输入映射图形的分解密度而分隔一目标表面的图象。这时，例如，如果在该映射图形的各个象素中一相对不规则程度的典型的分解值，即Z值为4×4时，如图1A所示该目标表面图象被分隔为4×4区域。由发隔所得到的每一区域的中心点被置为一内部顶点T，并且每一内部顶点T的坐标根据相应于该映射图形的Z值的一值而被位移。此时，在平面表面图形的情况下，该内部顶点T的坐标在垂直于平面表面的方向上朝上和朝下位移。在曲面表面图形的情况下，该内部顶点T的坐标在曲面表面的曲面半径方向上朝上和朝下位移。因此，该曲面表面如图1B所示那样构成。这种曲面表面被分隔成多个多边形，具体地说具有三角形形状。其结果，在图1C中所示的每一三角形P的数据作为多边形数据而得到。

另外，当利用计算机制图来执行设计和考虑时，希望能表现出实际目标的材料感觉，即，希望能表现出精确的不规则感觉和在目标表面的色彩。置换映射是已知的表现目标表面的不规则性的方法。但是，在这种方法中难以获得有关如何表示该不规则性的信息。

在待审日本专利申请(JP-A-平3-271877)中披露了一种常规的图象处理装置。该考虑文献中所披露的图象处理装置是一用来给定和显示所希望的该目标表面的不规则性、色彩或图案的一装置。该常规图象处理装置包括具有Z值的映射图形数据。在该图象处理装置中，每一象素根据该Z值而升或降，从而给出一三维坐标图象的表面。另外，一映射部分涉及在该映射图形中的每一象素的色彩以向该三维图象的表面给出色彩和/或图案。但是，给出该不规则的处理非常复杂，使得多边形的数量大大增加。结果是处理速率下降。

例如，在上述参考文献中所披露的图象处理装置是利用发光阴影来实现的。在这种情况中，由于上述处理必须增加执行给出目标表面的不规则性的置换映射处理和计算多边形的亮度的处理，从而使得负荷变重。为了获得高速操作，如上所述，它必须执行多次置换映射处理和多次亮度计算处理。其结果，与发光阴影相比较该电路尺寸大为增加。

例如，在电视节目中使用的三维图象处理，响应于由操作员键盘操作输入的信息，它必须保证目标稳定地实时逼真地被操作或被移动。但是，类似于发光阴影方法和电话阴影方法，该常规图象处理装置仅用在其处理速度并不重要的静止图象的范围。

本发明是考虑到上述问题来实现的。本发明的一个目的是提供一种可以高速真实地处理一图象并且电路结构尽可能地简单的图象处理装置。

本发明的另一目的是提供一种可高速真实地处理一图象的图象处理方法。