专利名称：分隔多边形的图象处理的制作方法
技术领域：
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。
为了实现本发明的一个方面，一图象处理装置包括一显示单元，一多边形分隔部分，用来根据该多边形的几何数据和参考数据来有选择地分隔近似表示一三维目标的一组多边形中的每一个以将该多边形变换为新的多边形组。一亮度计算部分，当一光束照射到该三维物体时，计算表示该三维物体的该新的多边形组的每一顶点的每一亮度。一显示控制部分，显示相应于从该显示单元的视点看去的具有所计算亮度的该三维物体的三维图象。
该图象处理装置可进一步包括一坐标转换部分，用来根据旋转指令、扩展指令和位移指令中的至少一个指令坐标转换表示近似表示该三维目标的多个多边形中的每一个的多边形组数据以产生该多边形组。
该显示控制部分可包括一隐藏表面删除部分，用来除去从该视点未看到的新多边形组中的每一多边形的整个部分或一部分。
另外，该显示控制部分可包括一结构映射部分，用来将一结构数据映射到与从该视点可看到的新多边形组中的每一多边形相关的一象素。
另外，该显示控制部分可包括一凸起部分映射部分，用来计算一凸起部分的突起或收缩以产生一凸起数据，和用来将该凸起数据映射到一与从视点看到的新的多边形组的每一多边形相关的一象素。
该多边形分隔部分将该多边形组的每一多边形根据多边形组的每一多边形的各边的长度和参考数据分隔成新的多边形。当该多边形组的每一多边形具有一三角形形状时，该多边形分隔部分将多边形边组的每一多边形的每一边的长度与该参考数据相比较，当这些边的至少一边的长度大于该参考数据时将该多边形组的每一多边形分隔成新的多边形。在这种情况下，当三边的长度均大于该参考数据时该多边形分隔部分将每一多边形组的每一多边形分隔为四个新的多边形，当三个边中的二个边的长度均大于该参考数据时将该多边形组的每一多边形分隔成三个新的多边形，和当三个边中的一个边大于该参考数据时将多边形组中的每一多边形分隔成二个新的多边形。
另外，该多边形分隔部分可根据该参考数据和由对接触该多边形组的每一多边形的每一顶点的平面的的具有单位量正常矢量进行平均所得到的平均单位正常矢量而将多边形组的每一多边形分隔成新的多边形。在这种情况中，该多边形分隔部分最好是计算每二个平均单位正常矢量之间的角度，当该角度中的至少一个角度大于该参考值时将多边形组中的每一多边形分隔成新的多边形。此外，该多边形分隔部分可以计算在多个分量单元中的每二个平均单元正常矢量之间的分量角度，当该分量角度中的至少一个大于该参考数据时将多边形组中的每一多边形分隔成新的多边形。
为了实现本发明的另一方面，一种显示相应于三维目标的一三维图象的方法包括有步骤根据该多边形的几何数据和参考数据分隔近似表示一三维目标的一组多边形中的每一多边形以将该多边形组转换为一新的多边形组；当一光束幅射到该三维目标时计算该新多边形组的每一多边形的每一顶点的亮度；和显示相应于从一显示单元的视点看到的具有所计算亮度的该三维目标的三维图象。
图1A示出了被分隔的一目标表面图象的状况；图1B示出了一内部顶点的坐标被移位并随后形成一曲面表面的状况；图1C示出了该曲面表面被分割成三角形并随后形成若干多边形的状况；图2是一系统框图，示出了根据本发明第一实施例的一图象处理装置的构成；图3示出了一多边形各边的长度；图4的流程图示出了根据本发明第一实施例的该图象处理装置的整个操作；图5的流程图示出了根据本发明第一实施例的该图象处理装置中的多边形分割过程；图6A和6B示出了该多边形的三个边均超过一参考值的情况；图6C和6D示出了该多边形的二个边超过该参考值的情况；图6E和6F示出了该多边形的二个边超过该参考值的情况；图7的流程图示出了根据本发明的第一实施例的图象处理装置中的凸起部分映射处理；图8示出了在根据本发明的第二实施例中的该图象处理装置中一多边形各个顶点之间的角度；和图9示出了根据本发明的第三实施例的一图象处理装置的构成。
本发明的该图象处理装置将在下面结合附图详细说明。
图2示出了根据本发明第一实施例的该图象处理装置的系统框图。该图象处理装置包括有主要用来执行分隔一多边形的处理的几何形状部分11，和主要用来执行一凸起部分映射处理的提供(rendering)部分12。该凸起部分映射处理是一种给予相应于三维目标的一三维图象一不规则性(凸起)的方法。根据表明该不规则性的信息，即凸起数据，不具有不规则表面和正常矢量所构成的三维图象被起伏。因此，一简单的目标表面似乎是不规则的。
下面将说明在几何形状部分11中的各项处理。该几何形状部分11包括一坐标转换部分14，一多边形分隔部分16，一亮度计算部分18和一屏幕放映部分19。
该坐标转换部分14具有转换近似地表示三维目标的三维图象的一多边形组中每一多边形的坐标的功能。坐标转换部分14从多边形数据存贮单元13接收一多边形数据，该多边形数据由该多边形组的每一多边形的每一顶点的三维坐标、平均单位正常矢量和结构映射地址所构成，以执行诸如旋转、扩展、收缩、移位之类的坐标转换处理。
多边形分割部分16将从坐标转换部分14所传送的该多边形组的每一多边形的各个边的长度与由分割值指定部分15所规定的一参考值相比较。该多边形分割部分16重复该多边形的分割直到各个边的长度等于或小于该参考值为止。
现在将说明当该多边形被分割时所必须的计算公式。图3示出了该多边形的各边的长度。假定该三维空间坐标分别是X、Y和Z，并且该多边形的各个顶点的坐标是P0(X0,Y0,Z0)、P1(X1,Y1,Z1)和P2(X2,Y2,Z2)。在这种情况中，该多边形的各个边的长度Lnm(在这种情况中nm=01,12,20)由下面等式1来确定。
Lnm(｜Xn-Xm｜2+｜Yn-Ym｜2+｜Zn-Zm｜2)1/2(nm=01,12,20)(1)在该公式(1)中，｜Xn-Xm｜,｜Yn-Ym｜和｜Zn-Zn｜分别表示各个边的长度的X、Y和Z分量。但是，因为该计算复杂，所以公式(1)可被简化。例如，该X、Y和Z分量的最长分量被选择为该多边形的各个边的长度，则如下面公式(2)所示。
Lnm≈｜Xn-Xm｜或｜Yn-Ym｜或｜Zn-Zm｜(nm=01,12,20)(2)假定该空间坐标为X,Y和Z，结构映射地址的垂直分量和水平分量分别为U和V，平均单位正常矢量的X、Y和Z分量分别为Nx、Ny和Nz，和该多边形的各个顶点是Pn(Xn,Yn,Zn,Un,Vn,Nxn,Nyn,Nzn(n=0,1,2))。在这种情况下，在该多边形的各个边的中心点Pnm(Xnm’,Ynm’,Znm,Unm,Vnm,Nxnm,Nynm,Nznm(nm=01,12,20))处的各个分量由下式(3)确定。
Anm=(An-Am)/2
(A=X,Y,Z,U,V,Nx,Ny,Nz；nm=01,12,20)(3)该亮度计算部分18具有计算多边形组的每一多边形的每一顶点的亮度的功能，从而当一光束幅射到该三维目标时可以显示从一视点看见的三维图象。该亮度计算部分18根据由多边形分隔部分16所传送的多边形和由光源指定部分17所规定的点光源(或一并行光源)之间的距离，以及由光源指定部分17所规定的一正常矢量的角度来计算每一多边形的每一顶点的亮度。该屏幕放映部分19具有在一屏幕上放映由亮度计算部分所得到的从该视点所看见的三维图象的多边形的功能。
下面将说明在该提供部分12中的各个处理。该提供部分12由隐藏平面删除部分21，结构映射部分23和凸起映射部分25所构成。
该隐藏平面删除部分21具有给出一限制去除从该视点不能看见的一图象部分的显示的功能。该隐藏部分21接收来自屏幕放映部分的具有作为每一顶点数据的屏幕坐标、亮度和结构映射地址的多边形。然后，该隐藏平面删除部分21内插每一顶点数据和确定表明在该多边形中的每一象素的象素数据。该隐藏平面删除部分21进一步将该所确定的象素数据的Z值与在Z缓冲器20中所存贮的以前的Z值相比较并确定该象素的Z值是否是一涉及视界的值，其结果，如果该象素的Z值是一涉及视界的值，则隐藏平面删除部分21更新在Z缓冲器中的Z值使得该象素数据有效。如果该象素的Z值不是涉及视界的值，则该象素数据被抛弃。
结构映射部分23具有根据该结构映射地址通过在穿过该隐藏平面删除部分21的象素数据中的相应的结构数据22的功能。
该凸起映射部分25从一隐藏数据存贮单元24读取在该凸起的扩展/收缩计算处理之后的相应于凸起映射地址的一凸起数据，并随后计算该起伏亮度的强度。
现在说明用于该凸起映射处理所必须的公式。确定该凸起映射地址的垂直分量和水平分量分别为Ub和Vb，对该凸起的扩展/收缩比率的Ub分量和Vb分量分别是UbScale和VbScale，和该输出凸起映射地址分别是Ub’和Vb’。在这种情况下，由下式(4)来计算该凸起扩展/收缩。
Ub’=Ub×UbScalVb’=Vb×VbScale(4)假定相应于该凸起映射地址Ub’和Vb’的凸起数据是Bump，该凸起的强度比为Bp，在该强度计算之后的凸起数据是Bump’。则这个凸起数据由下式(5)来计算。
Bump’=Bump×Bp(5)
通过凸起映射部分25的象素数据一旦被存贮在帧缓冲器26中。则与一帧相关的三维图象被输出并在CRT27中被显示。
下面将说明根据本发明第一实施例的图象处理装置的操作。图4是整个图象处理装置的操作的流程图。
首先，在步骤S18，输入一组多边形的多边形数据，该多边形组的每一多边形具有三维坐标、平均单位正常矢量和结构映射地址。然后，由该坐标转换部分14转换该多边形组的每一多边形的坐标。如果存在在该多边形中的亮度大部分可变化的可能性则该多边形被进一步分隔(步骤S19和S20)。
在步骤S21，根据在该多边形和由光源指定部分17所规定的点光源(或平行光源)之间的距离以及该正常矢量的角度，由亮度计算部分18计算该多边形的每一顶点的亮度。在步骤S22，该多边形被放映到从一视点看去的该屏幕中。在步骤S23，通过将在该多边形中的每一象素的Z值与在Z缓冲器20中预先存贮的Z值相比较而由该隐藏平面删除部分21确定该多边形是否是可见的。这时，如果该多边形是可见的，则由该象素的Z值更新在Z缓冲器20中的Z值，并且该象素数据被做为是有效的。如果该多边形不可见，则该象素数据被抛弃。
在步骤S24，根据由该结构映射部分23的该结构映射数据在该象素数据中通过相应的结构数据。在步骤S25，从凸起数据存贮单元24读取该凸起数据，并且对该象素执行凸起映射处理。然后，该象素的亮度被起伏并输出到帧缓冲器26(步骤S26)。
在步骤S27，确定对在该多边形中的所有象素的处理是否均已进行。如果未对所有象素进行处理，则操作流程返回到步骤S23，并重复该处理。如果已对所有象素进行了处理，则该操作流程进行到步骤S28。在步骤S28，确定是否结束了对所有多边形的处理。其结果，如果未对所有多边形进行处理，则该操作流程返回到步骤S21，并且重复该过程。如果所有的多边形均已被处理，则该过程结束。对于上述各项处理，步骤S18至S22中的处理是在各多边形单元中执行，而步骤S23至S25中的处理是在各象素单元中执行。
现在参照图5和图6A至6F来说明多边形分隔处理。图5的流程示出了当在图4中的步骤S20中该多边形被分隔时的一子程序。在图6A至6F中，示出了分隔该多边形的实际例子。图6A所示的是该多边形的三条边(L01,L12和L20)均大于参考值L的情况。图6C所示的是该多边形的边L01、L12和L20中的二条边大于参考值L，即L20,L01＞L的情况。图6E示出了该多边形的边L01、L12和L20中的一条边大于参考值L，即L12＞L的情况。
首先，在步骤S29，输入具有三维坐标，平均单位正常矢量和结构映射地址的一多边形的多边形数据。然后在步骤S30中计算该多边形各边的长度。在步骤S31中，将该多边形中的各边的长度与参考值L比较。如果所有三条边的长度均大于参考值L，则在步骤S32中该多边形的三条边分别被等分，如图6B所示该多边形被分隔成四个新的多边形。如果仅仅二条边大于参考值L，则在步骤S33中该多边形的这二条边被等分，因此如图6D所示该多边形被分隔成三个新的多边形。另外，如果仅仅一条边大于参考值L，则在步骤S34中该多边形的一条边被等分，因此如图6F所示该多边形被分隔成二个新的多边形。
在步骤S32至S34中的处理分别结束之后，该操作流程返回到步骤S30。该处理被重复直至该多边形的所有三条边变为等于或小于参考值L为止。
下面将说明凸起映射处理。图7的流程图是图4的步骤S25中有关该凸起映射的子程序。
首先，在步骤S35中将结构映射地址和亮度从隐藏平面删除部分21输入到结构映射部分23。在步骤S36中，从该结构数据存贮单元22中读取相应于该结构映射地址的结构数据。在步骤S37中该结构映射地址被转换为凸起映射地址。然后，在步骤S38中执行该凸起的扩展/收缩计算。在步骤S39中从该凸起数据存贮单元24中读出相应于该凸起映射地址的凸起数据。在步骤S40中计算该凸起的明暗强度。另外，在步骤S41中根据所计算的凸起数据该亮度被起伏。在步骤S42中该亮度信息乘以结构数据，即R、G和B的色彩数据。
下面，将说明根据本发明的第二实施例的图象处理装置。图8示出了一多边形各条边的状况。除了多边形分隔部分16之外，本实施例的图象处理装置的结构和操作与第一实施例是相同的。因此，仅说明具有不同功能的该多边形分隔部分16。
与第一实施例的情况相似，本实施例中的多边形分隔部分16(参见图2)执行多边形分隔计算。本实施例中的操作等效于由在平均单位正常矢量之间的角度来替换在第一实施例中的该多边形的各边长情况中的操作。
也就是说，该多边形分隔部分16接收平均单位正常矢量，其中在与该多边形的各个角相接触的平面上的正常矢量被平均并且具有1的量值。然后，多边形分隔部分16计算计算每二个平均单位正常矢量之间的角度并与一参考值相比较。如果该角度大于参考值，则该多边形被进一步分隔。该分隔被重复直至该角度等于或小于参考值为止。由坐标转换部分14(参见图2)来计算平均单位正常矢量。
现在将说明确定该多边形的各个顶点的平均单位正常矢量中的每二个矢量之间的角度的公式。假定该多边形的各个顶点的平均单位正常矢量分别为Nxn、Nyn和Nzn。在这种情况中，在图8中的该多边形的各个顶点的平均单位正常矢量中的二个矢量之间的角度αnm(nm=01,12,20)由下式(6)来确定。
Sin(αnm)=(Nxn×Nxm+Nyn×Nym+Nzn×Nzm)(nm=01,12,20)(6)这里在式(6)中的Nxn×Nxm,Nyn×Nym和Nzn×Nzm分别表示X分量、Y分量和Z分量之间的角度。
另一方面，基于式(6)，可用式(7)计算该平均单元正常矢量的各个X、Y和Z分量之间的角度。在这种情况中，最大角度作为在该顶点之间的一角度而被选择和规定，虽然这并不是确定该角度的方法。
Sin(αnm)=｜Nxn×Nxm｜或｜Nyn×Nym｜或｜Hzn×Nzm｜(nm=01,12,20)(7)下面说明根据第三实施例的图象处理装置。图9的框图示出了这种图象处理装置。
这种图象处理装置包括一操作处理部分43。与图2的图象处理装置相似的多边形数据存贮单元13、分隔值指定部分15、光源指定部分17、凸数据存贮单元24、Z缓冲器20、帧缓冲器26、结构数据存贮单元22和CRT27被连接到该操作处理部分43。另外，与该操作处理部分43相连的还有在其中作为处理程序记录有包含一多边形分隔的几何形状处理过程的记录介质44。该记录介质44由一磁盘、半导体存贮器等构成。
该图象处理装置从记录介质44中读取该处理程序并传送到操作处理部分43。该操作处理部分执行类似于在第一实施例中的几何形状部分11中的各个处理部分(14,16,18和19)的处理并以及在提供部分12中的各处理部分(21,23和25)的处理。
如上所述，根据在第一到第三实施例中的图象处理装置，当光束从光源幅射到稍大多边形的中心从而仅该多边形的中心较亮而该多边形由于到该光源的距离变得较长而变得较暗时，它能够分隔该多边形并计算多边形每一顶角的亮度。与常规发光阴影相比较这就改善了图象质量。
另外，如果在该多边形中的亮度有可能大部分变化时，即，如果存在图象质量下降的可能性时，它能够分隔该多边形以计算该多边形的每一顶点的亮度。因此，与常规的电话阴影相比较可在不降低图象质量的情况下进行图象处理。
另外，它不必计算每一象素的亮度，并且仅对被分隔的多边形的各个顶点进行计算就足够了。因此，处理速率大大改善。
还有，在第一到第三实施例中的该图象处理装置仅仅执行多边形表面的亮度乘以该凸起数据的简单计算就可以表示该凸起，不同于常规的置换映射。因此，这使得该计算过程的负荷变轻，从而极大地改善了处理速率。
如上所述，根据最佳实施例对本发明作了说明。但是，该图象处理装置和图象处理方法并不限于上述实施例。根据上述实施例而对其作了各种改进和变化的图象处理装置和图象处理方法均包括在本发明的范围内。
如上所述，根据本发明，它能够逼真地高速处理图象。另外，它可以利用简单的电路结构实现该图象处理装置并且还可以实施在实时状态下以高速处理图象的图象处理方法。
权利要求
1．一种图象处理装置包括一显示单元；多边形分隔装置，用来根据所述多边形的几何数据和一参考数据有选择地分隔近似表示一三维目标的多边形组的每一多边形以将所述多边形组转换成一新的多边形组；亮度计算装置，用来当一光速幅射到所述三维目标时计算表示所述三维目标的所述新的多边形组的每一多边形的每一顶点的亮度；和显示控制装置，用来显示从在所述显示单元的一视点看去的具有所计算的亮度的相应于所述三维目标的三维图象。
2．如权利要求1的图象处理装置，进一步包括有坐标转换装置，用来根据旋转指令、扩展指令、收缩指令和位移指令中的至少一种指令坐标转换近似表示所述三维目标的表示多个多边形中的一个多边形的多边形数据，以产生所述多边形组。
3．如权利要求1的图象处理装置，其中所述显示控制装置包括隐蔽表面删除装置，用来除去从该视点未看见的所述新的多边形组的每一多边形的整个部分或一部分。
4．如权利要求1的图象处理装置，其中所述显示控制装置包括结构映射装置，将一结构数据映射到相应于从该视点看见的所述新的多边形组的每一多边形的一象素。
5．如权利要求1的图象处理装置，其中所述显示控制装置包括凸起映射部分，用来计算一凸起的扩展或收缩以产生一凸起数据，并且用来将该凸起数据映射到相应于从该视点看见的所述新的多边形组的每一多边形的一象素。
6．如权利要求1-5的任何一个权利要求的图象处理装置，其中所述多边形分隔装置根据所述多边形组的每一多边形的边长和参考数据将所述多边形组的每一多边形分隔成新的多边形。
7．如权利要求6的图象处理装置，其中所述多边形组的每一多边形具有三角形形状，和其中所述多边形分隔装置将所述多边形组的每一多边形的所述边的每一长度与所述参考数据相比较并且当所述边的至少一边的长度大于所述参考值时将所述多边形组的每一多边形分隔成所述新的多边形。
8．如权利要求7的图象处理装置，其中所述多边形分隔装置当所述三条边的长度均大于参考数据时将所述多边形组的每一多边形分隔成四个新的多边形，当所述三条边中的二条边的长度大于参考数据时将所述多边形组的每一多边形分隔成三个新的多边形，和当所述三条边中的一条边大于参考数据时将所述多边形组的每一多边形分隔成二个新的多边形。
9．如权利要求1-5的任何一个权利要求的图象处理装置，其中所述多边形分隔装置根据所述参考数据和由将接触所述多边形组的每一多边形的每一顶点的平面的正常矢量平均所得到的具有一单位量的平均单位正常矢量而将所述多边形组的每一多边形分隔成新的多边形。
10．如权利要求9的图象处理装置，其中所述多边形分隔装置计算每二个所述平均单位正常矢量之间的角度，并且当所述角度中的至少一个角度大于所述参考数据时将所述多边形组中的每一多边形分隔成新的多边形。
11．如权利要求9的图象处理装置，其中所述多边形分隔装置计算在分量单位中每二个所述平均单位正常矢量之间的分量角度，并且当所述分量角度中的至少一个大于参考数据时将所述多边形组的每一多边形分隔成新的多边形。
12．一种显示相应于一三维目标的三维图象的方法，包括有步骤根据一几何形状数据和参考数据有选择地分隔近似表示一三维目标的一多边形组的每一多边形以将所述多边形组转换成一新的多边形组；当一光束辐射到所述三维目标时计算表示所述三维目标的所述新的多边形组的每一多边形的每一顶点的亮度；和显示从在一显示单元的一视点所看见的相应于所述三维图象的具有所计算亮度的一三维图象。
13．如权利要求12的方法，进一步包括有根据旋转指令、扩展指令、收缩指令和位移指令中的至少一种指令坐标转换近似表示所述三维目标的多个多边形的每一多边形的多边形数据以产生所述多边形组的步骤。
14．如权利要求12的方法，其中所述显示步骤包括删除从该视点未看见的所述新的多边形组的每一多边形的全部或部分。
15．如权利要求12的方法，其中所述显示步骤包括将一结构数据映射给一相应于从该视点所看见的所述新的多边形边组的每一多边形的一象素。
16．如权利要求12的方法，其中所述显示步骤包括计算一凸起的扩展或收缩以产生一凸起数据，和将该凸起数据映射到相应于从该视点所看见的所述新的多边形组的每一多边形的一象素。
17．如权利要求12-16的任一权利要求的方法，其中所述分隔步骤包括根据所述多边形组的每一多边形的边长和所述参考数据将所述多边形组的每一多边形分隔成新的多边形。
18．如权利要求17的方法，其中所述多边形组的每一多边形具有一三角形形状，和其中所述分隔步骤包括将所述多边形组的每一多边形的每一边的长度与参考数据相比较；和当所述边的至少一条边的长度大于所述参考数据时将所述多边形组的每一多边形分隔成新的多边形。
19．如权利要求18的方法，其中所述分隔步骤包括当所述三条边的长度均大于参考数据时将所述多边形组的每一多边形分隔成四个新的多边形；当所述三条边中的二条边的长度大于参考数据时将所述多边形组的每一多边形分隔成三个新的多边形；和当所述三条边中的一条边的长度大于参考数据时将所述多边形组的每一多边形分隔成二个新的多边形。
20．如权利要求12-16中的任一权利要求的方法，其中所述分隔步骤包括根据所述参考数据和由对接触所述多边形组的每一多边形的每一项的平面的正常矢量平均所得到的具有一单位量的平均单位正常矢量而将所述多边形组的每一多边形分隔成新的多边形。
21．如权利要求20的方法，其中所述分隔步骤包括计算每二个所述平均单位正常矢量之间的角度；和当所述角度中的至少一个角度大于参考数据时将所述多边形组中的每一多边形分隔成新的多边形。
22．如权利要求20的方法，其中所述分隔步骤包括计算在分量单位中的每二个所述平均单位正常矢量之间的分量角度；和当所述分量角度中的至少一个角度大于参考数据时将所述多边形组的每一多边形分隔成新的多边形。
全文摘要
在一图象处理装置中,一多边形分隔部分根据一多边形的几何数据和参考数据有选择地分隔近似表示一三维目标的一多边形组的每一多边形以将该多边形组转换为新的多边形组。当一光束辐射到该三维目标时,亮度计算部分计算表示该三维目标的新的多边形组的每一多边形的每一顶点的亮度。显示控制部分显示从在一显示单元中一视点看见的具有所计算的亮度的表示该三维目标的三维图象。
文档编号G06T15/04GK1218940SQ9812581
公开日1999年6月9日 申请日期1998年11月17日 优先权日1997年11月17日
发明者川崎智之 申请人:日本电气株式会社