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WO2006048961A1 - 描画処理装置および描画処理方法 - Google Patents

描画処理装置および描画処理方法 Download PDF

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Publication number
WO2006048961A1
WO2006048961A1 PCT/JP2005/013181 JP2005013181W WO2006048961A1 WO 2006048961 A1 WO2006048961 A1 WO 2006048961A1 JP 2005013181 W JP2005013181 W JP 2005013181W WO 2006048961 A1 WO2006048961 A1 WO 2006048961A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
normal
normal vector
map
level
vector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2005/013181
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akio Ohba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Interactive Entertainment Inc
Original Assignee
Sony Computer Entertainment Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Computer Entertainment Inc filed Critical Sony Computer Entertainment Inc
Priority to ES05766471T priority Critical patent/ES2394046T3/es
Priority to EP05766471A priority patent/EP1816606B1/en
Priority to US11/328,431 priority patent/US7692662B2/en
Publication of WO2006048961A1 publication Critical patent/WO2006048961A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/04—Texture mapping

Definitions

  • the present invention relates to a drawing processing technique in computer graphics, and more particularly to a drawing processing apparatus and a drawing processing method for mapping a normal vector onto a surface to be drawn.
  • a polygon model that represents an object in a three-dimensional space with a large number of polygons is generally used.
  • shading is performed to shade the polygon surface in consideration of the light source, viewpoint position, and reflectance of the object surface.
  • texture mapping is performed by attaching a texture image to the surface of the polygon model in order to generate a highly realistic image.
  • An image generated by texture mapping can greatly improve the expressive power of color, but cannot express irregularities on the surface of an object.
  • bump mapping which applies the idea of texture mapping, as a method for easily expressing irregularities on the surface of an object.
  • a normal vector is mapped on the surface of an object instead of a texture to generate a pseudo normal vector on the surface of the object.
  • the pseudo-normal vector generated in this way is the normal direction of the surface of the object, shading processing is performed, the luminance value of the surface is obtained, and shading is performed. As a result, the unevenness is artificially expressed on the object surface.
  • each texture pixel has an index of a color value that does not have a color value.
  • An index color method may be used that refers to a look-up table and converts it to an actual color value.
  • a color sample in which color values are defined in advance is prepared as a color lookup table, and only the index information that refers to the color lookup table is stored in each pixel of the texture. For example, if your color swatch is 256 colors, Since only an 8-bit index is stored in each pixel of the image, the amount of texture image data can be greatly reduced, and the amount of memory used for texture mapping can be saved.
  • Patent Document 1 the present applicant has proposed a bump mapping method using a color lookup table used for color conversion in texture mapping as a normal vector reference table.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-203255
  • the present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a drawing processing technique based on bump mapping which has good processing efficiency and good image quality. Means for solving the problem
  • a rendering processing apparatus includes a normal map storage unit that stores a plurality of normal maps having different normal vectors as elements and having different resolutions for each resolution level; A normal vector mapping unit that generates a pseudo-normal vector on the surface by mapping the normal map having a resolution level corresponding to the drawing detail level of the surface of the drawing target object onto the surface; A set of reference normal vectors obtained by quantizing the normal direction, and a plurality of quantization tables for each resolution level storing combinations of different vector values for each resolution level, and the drawing detail level. Resolution according A normal vector replacement unit that refers to the quantization table at a degree level and replaces the pseudo-normal vector generated on the surface with any one of the reference normal vectors in the quantization table. .
  • a plurality of normal maps storing normal vectors are prepared for each resolution level, and a normal map is drawn by selecting a resolution level suitable for the drawing detail level of the polygon surface. It can be mapped onto the surface of the target object. Also, by quantizing the pseudo-normal vector using a different quantization table for each resolution level, it is possible to reduce the amount of calculation of luminance and improve the image quality by suppressing the quantization error.
  • each resolution level the index of each reference normal vector stored in the quantization table and the normal direction of the surface of the drawing target object are given by the reference normal vector.
  • the reference formed on the surface with reference to a plurality of look-up tables for each resolution level stored in association with the luminance value of the surface and the look-up table of the resolution level corresponding to the drawing detail level It may further include a luminance value acquisition unit that acquires a luminance value for the normal vector.
  • the lookup table By using the lookup table, it is not necessary to store the value of the reference normal vector as a normal map, and the memory capacity required for processing can be reduced.
  • the image By preparing a lookup table that varies depending on the resolution level and switching to a lookup table with a resolution level corresponding to the drawing detail level of the drawing target object, the image can be displayed with an image quality that matches the drawing detail level of the drawing target object. Can be generated.
  • the normal vector mapping unit selects the normal map having at least two different resolution levels according to the drawing detail, and maps each normal map onto the surface. Generating a normal vector of each resolution level on the surface, and the normal vector replacement unit refers to the quantization table of the at least two different resolution levels, and generates each of the generated normal vectors on the surface.
  • the luminance value acquisition unit converts the lookup table of the at least two different resolution levels Referring to the reference normal vector at each resolution level on the surface, the luminance value is acquired for each resolution level, and the acquired luminance value is reduced by Also two different The final luminance value of the surface may be obtained by interpolating between resolution levels.
  • Another aspect of the present invention is a drawing processing method.
  • a normal map having a resolution level corresponding to the drawing detail level of the surface of the object to be drawn is mapped to the surface among a plurality of normal maps having normal vectors as elements and having different resolutions.
  • Generating a pseudo-normal vector on the surface; and performing quantization according to the resolution level on the pseudo-normal vector generated on the surface to quantize the pseudo-normal vector Substituting with a reference normal vector, and obtaining a luminance value of the surface assuming that the normal direction of the surface is the reference normal vector formed on the surface.
  • Yet another embodiment of the present invention is a program.
  • This program maps the surface map of a normal map with a resolution level corresponding to the drawing details of the surface of the object to be drawn among a plurality of normal maps having normal vectors as elements and different resolutions.
  • the pseudo normal vector generated on the surface is referred to with reference to the quantization table having a resolution level corresponding to the drawing detail level among a plurality of quantization tables for each resolution level storing Replacing each of the reference normal vectors in the quantization table with an index of each reference normal vector stored in the quantization table for each resolution level; And a plurality of lookup tables for each resolution level stored in association with the brightness value of the surface when the normal direction of the surface of the drawing target object is given by the reference normal vector.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a drawing processing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the VQ table in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the CLUT of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining a drawing processing procedure by bump mapping according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining how luminance values are mapped onto the polygon surface by bump mapping.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining how luminance values are mapped onto the polygon surface by bump mapping by map mapping processing.
  • 100 drawing processing device 102 geometry processing unit, 104 drawing processing unit, 106 bump mapping processing unit, 108 normal vector mapping unit, 110 normal vector replacement unit, 112 luminance value acquisition unit, 116 normal map storage Part, 118 texture, 120 quantized vector storage part, 121 VQ table, 122 CLUT, 124 drawing data storage part, 126 frame buffer.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a drawing processing apparatus 100 according to the embodiment.
  • the drawing processing device 100 generates drawing data to be displayed on the display device based on the model information of the 3D object, and in order to give a pseudo unevenness to the surface of the 3D object as necessary. Bump mapping process is performed.
  • the geometry processing unit 102 performs geometry processing of a 3D object, and also has polygon definition information such as the shape of the polygon, its coordinate position, and the LOD (Level of Detail) value that indicates the level of detail when drawing the polygon. Generate a display list. For polygons to be bump-mapped, data indicating that they are subject to bump mapping is added. Whether or not to perform bump mapping may be determined in advance during object modeling, or may be determined dynamically during drawing processing.
  • the bump mapping processing unit 106 receives the display list from the geometry processing unit 102, and performs bump mapping processing on the polygon to be bump-mapped so as to have pseudo irregularities on the polygon surface.
  • the bump mapping process prepares a texture that has a normal vector as a pixel element to give pseudo unevenness to the polygon surface, maps the texture to the polygon surface according to the texture mapping method, This is done by generating a normal vector on the polygon surface and obtaining the brightness value of the polygon surface.
  • the drawing processing unit 104 reads / writes drawing data from / to the frame buffer 126 provided in the drawing data storage unit 124.
  • the rendering processing unit 104 maps the texture onto the polygonal surface to obtain the RGB value of each pixel on the polygonal surface, and for the polygon that has been bump-mapped by the bump mapping processing unit 106, the bump mapping processing is performed on the obtained RGB value.
  • the luminance value acquired by the unit 106 is rendered, shaded to determine the final RGB value, and written to the frame buffer 126.
  • the image data drawn in the frame buffer 126 in this way is converted into a video output and input to the display device, and an image of an object in which irregularities are artificially expressed on the surface is displayed by bump mapping.
  • the bump mapping processing unit 106 of the present embodiment replaces the pseudo-normal vector generated on the polygon surface with the reference normal vector by vector quantization, and performs luminance calculation only for the reference normal vector. Use the "quantized bump mapping" technique to perform.
  • the bump mapping processing unit 106 of the present embodiment prepares a plurality of textures with different resolutions, selects a texture with a resolution level according to the drawing detail level of the polygon surface, and maps it to the polygon surface.
  • the map map a plurality of textures having different sizes are prepared, and a texture having a resolution suitable for the LOD value of the polygon is selected and mapped.
  • the pixel area of the polygon and the size of the texture differ greatly, and if the texture is reduced and pasted to the polygon, aliasing occurs in the rendering result, and the image quality deteriorates significantly. .
  • map map prepare textures that are 1/2, 1/4, 1/8, etc. of the original texture. For example, map a polygon with a lower resolution as the polygon is farther from the viewpoint. . As a result, it is possible to express images with less flicker and more precise than normal texture mapping.
  • the normal vector mapping unit 108 specifies a polygon to be bump-mapped based on the display list generated by the geometry processing unit 102, and uses a method for providing a pseudo unevenness on the surface of the specified polygon. Map line vectors.
  • Normal vector data for giving pseudo unevenness to the polygon surface is stored in the normal map storage unit 116 in the form of texture 118.
  • texture 118 When the texture 118 is used in normal texture mapping, it stores the color data of each pixel.
  • a normal map also called a bump map
  • the normal map is obtained by differentiating the height data indicating the unevenness of the two-dimensional surface to obtain a normal vector indicating the normal direction of each pixel.
  • a plurality of textures 118 are prepared for each map map resolution level (hereinafter referred to as the map map level), and the map map level is selected according to the LOD value of the polygon.
  • the map map level texture 118 is used for bump mapping.
  • the normal vector mapping unit 108 reads the texture 118 at the map map level corresponding to the LOD value of the polygon from the normal map storage unit 116, and stores the method 118 stored in the texture 118 by a normal texture mapping method. Paste line vector onto polygon face. As a result, the fluctuation due to the bump map is added to the normal vector indicating the original vertical direction of the polygon surface, and a pseudo normal vector is generated on the polygon surface.
  • the normal vector replacement unit 110 is arranged on the polygon surface by the normal vector mapping unit 108.
  • the generated pseudo-normal vector is subjected to vector quantization processing and replaced with a reference normal vector.
  • vector quantization a predetermined number of reference normal vectors are defined as representative vectors for any pseudo-normal vector that can be taken on the surface of a three-dimensional object. This is done by approximating with the near normal vector.
  • the number of reference normal vectors is set to be smaller than the number of pseudo-normal vectors generated on the surface of the 3D object.
  • the combinations of reference normal vectors are stored in the quantized vector storage unit 120 in the form of a VQ (Vector Quantization) table 121 for each map map level.
  • the VQ table 121 is a table in which the coordinate value of the reference normal vector is associated with the index of the reference normal vector.
  • the combination of the reference normal vectors in the VQ table 121 is, for example, 256 normal vector vectors indicating the vertical direction of each divided plane when the sphere is divided into 256 and approximated by a 256-sided polyhedron. Consists of.
  • the choice of 256 reference normal vectors is arbitrary, and 256 different reference normal vectors can be obtained by shifting the phase of the polyhedron when dividing the sphere into 256 parts. Therefore, a different combination of reference normal vectors is selected for each map map level, and a VQ table 121 is provided for each map map level. For example, if the map level is 8 levels from level 0 to level 7, 8 types of VQ table 121 are provided. Here, level 0 is assumed to have the lowest resolution in the order of levels 1, 2,.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the VQ table 121 at the map map level 0.
  • the three-dimensional coordinate values (xl, yl, zl) to (x256, y256, z256) of the reference normal vector are associated.
  • the VQ table 121 corresponding to the three-dimensional coordinate value of the reference normal vector is set for each index of the reference vector.
  • the reference normal vector depends on the map map level. The coordinate values of are different.
  • the number of reference normal vectors may be changed according to the map map level. For example, the mapmap level 0 VQ table 121 has 256 reference normal vectors, but the mapmap level 1 VQ table 121 has 128, the mapmap level 2 VQ table 121 has 64, etc. As the resolution decreases, the number of reference normal vectors may be reduced to reduce accuracy. For example, you can choose a low resolution level VQ table 121 and use fewer reference normal vectors for distant objects or low-profile objects that can reduce image quality. In order to reduce the processing cost at the expense of image quality, select a VQ table 121 with a high V and resolution level for nearby objects and high-profile objects, and use more reference normal vectors. Thus, the image quality can be enhanced by a fine concavo-convex expression.
  • the normal vector replacement unit 110 selects a map map level corresponding to the LOD value of the polygon, refers to the VQ table 121 of the map map level, and generates a pseudo method generated on the polygon surface.
  • the line vector is converted to the reference normal vector closest to the pseudo-normal vector.
  • the quantization vector storage unit 120 stores a color look-up table (hereinafter referred to as CLUT) 122 in which the luminance value is stored in association with the index of the reference normal vector in the VQ table 121. . If the normal direction of the surface of the object is the reference normal vector in the VQ table 121, the luminance value of the surface can be calculated by performing shading processing assuming the type and position of the light source. it can.
  • the CLUT 122 is a table in which the brightness value thus calculated is associated with the index of the reference normal vector. In response to the VQ table 121 being provided for each map level, the CL UT 122 is also provided for each map level.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the CLUT 122 at the map map level 0.
  • Luminance values ⁇ 1 to ⁇ 256 are stored in correspondence with indexes 1 to 256 of the reference normal vector.
  • luminance calculation is performed for each reference normal vector, and the obtained luminance value is the reference normal vector. It is stored in association with the index.
  • This CLUT 122 is referred to in order to obtain the luminance value corresponding to the index force of the normal map vector of the map map level 0.
  • the brightness value to be calculated is calculated and stored in association with the index.
  • the luminance value acquisition unit 112 acquires a luminance value corresponding to the reference normal vector formed on the polygon surface with reference to the CLUT122 at the map level corresponding to the LOD value of the polygon.
  • the luminance value acquisition unit 112 gives data related to the luminance value of the polygon surface determined by the bump mapping to the drawing processing unit 104.
  • the map map level is discrete, so when the map map level changes on the object surface, the resolution of the mapped texture changes abruptly, so the image quality is improved. May deteriorate. Also, if the object with the texture pasted moves in the depth direction, the map map level changes according to the depth, and the resolution of the pasted texture changes suddenly, causing flickering on the surface of the object, making it difficult to see Sometimes.
  • the texture mapping by the map map uses trilinear filtering that performs not only linear interpolation of pixel values in the vertical and horizontal directions of the texture but also linear interpolation between the hierarchical levels of the map map resolution.
  • the map map processing by trilinear filtering is applied to the quantized bump mapping.
  • conventional bump mapping normal vectors are directly manipulated, and in order to interpolate between map map levels, normal vectors must be directly processed, and the processing is complicated. It was difficult.
  • the quantized bump mapping is a technique that uses CLUT122 that associates the brightness value with the quantized reference normal vector, so the structure is exactly the same as normal texture mapping.
  • the related technology of the texture map such as the map can be used as it is.
  • the operation of the bump mapping processing unit 106 in the case of performing the map mapping process by trilinear filtering will be described.
  • the bump mapping processing unit 106 refers to the LOD value of the polygon, selects two mapmap levels corresponding to the LOD value, and performs trilinear interpolation using the textures of the two mapmap levels. Do. [0046] For example, when the LOD value takes a value from 0 to 63, the 64 levels of LOD correspond to the 8 levels of map map level 0 to 7. Multiples of 8: LOD values 0, 8, 16, ... ⁇ 56, corresponding to mapmap levels 0, 1, 2, ..., 7, respectively, LOD values that are not multiples of 8 are It will be halfway between two adjacent mapmap levels. So, given a certain LOD value, we select two adjacent mapmap levels where that LOD value belongs to the middle.
  • the normal vector mapping unit 108 selects two adjacent map map level textures 118 according to the polygon LOD values, maps each texture 118 to the polygon surface, and sets two maps on the polygon surface. Generate a pseudo-normal vector at the map level.
  • the normal vector replacement unit 110 uses each of the two adjacent mapmap level VQ tables 121 corresponding to the polygon LOD values to generate each mapmap level pseudo normal vector generated on the polygon surface. Replace with reference normal vector. This creates two adjacent mapmap level normal vectors on the polygon surface.
  • the luminance value acquisition unit 112 uses each of the two adjacent mapmap level CLUTs 122 corresponding to the polygon LOD value as an index of the reference normal vector of each mapmap level formed on the polygon surface. Get the corresponding brightness value. As a result, the brightness value of the pixel to which the bump is mapped is obtained at the two map map levels.
  • the luminance value acquisition unit 112 further obtains a final luminance value corresponding to the LOD value of the polygon by linearly interpolating the luminance values of the two mapmap levels between the mapmap levels. For example, if the LOD value is 3, it corresponds to the LOD value 0 force map map level 0 and the LOD value 8 force S map map level 1; The luminance value for LOD value 3 is obtained by dividing the luminance value obtained in step 3 by a ratio of 3: 5.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining a drawing processing procedure by bump mapping by the drawing processing apparatus 100 having the above configuration. In the description of the flowchart, refer to FIGS. 5 and 6 as appropriate.
  • the bump mapping processing unit 106 acquires a display list having polygon definition information power from the geometry processing unit 102 (S 10).
  • the bump mapping processing unit 106 performs bump mapping processing S14 to S22. If there are multiple polygons that are subject to bump mapping, bump mapping is performed for all of those polygons. If there is no polygon for bump mapping! /, (N in S12), the bump mapping process is not performed and only the normal drawing process S24 is performed.
  • Whether to perform bump mapping on a polygon may be determined based on the LOD value of the polygon. For example, if the LOD value is relatively small, that is, if it is necessary to draw with a high level of detail, bump mapping is performed. If the LOD value is relatively large, that is, the level of detail may be reduced. In this case, bump mapping may be omitted.
  • the bump mapping processing unit 106 selects a map map level that matches the polygon LOD value (S14). When interpolating between mapmap levels, two adjacent mapmap levels with intermediate LOD values are selected. If no interpolation is performed between mapmap levels, the one mapmap level closest to the LOD value is selected.
  • the normal vector mapping unit 108 reads the corresponding map map level texture 118 from the normal map storage unit 116, and maps the normal vector stored in the texture 118 onto the polygon surface by the texture mapping method ( S 16).
  • FIG. 5 (a) is a diagram for explaining a polygonal surface on which normal vectors are mapped in units of pixels.
  • the polygonal surface is a quadrilateral with 6 pixels in length and width, totaling 36 pixels.
  • Each pixel is mapped with the normal vector stored in texture 118,
  • the pseudo normal vector N of each pixel is determined.
  • the figure shows the pseudo-normal vector N of each pixel on the polygon surface.
  • a specific method for calculating the pseudo-normal vector N ′ is shown below.
  • B and B are partial differentials of the bump map value B in the u and v directions.
  • the normal vector replacement unit 110 quantizes the pseudo normal vector N ′ generated on the polygon surface into a reference normal vector with reference to the corresponding map map level VQ table 121.
  • the index of the reference normal vector is assigned to each pixel (S18).
  • the normal vector replacement unit 110 performs quantization by replacing the pseudo-normal vector N with the nearest reference normal vector N * in the VQ table 121.
  • the nearest reference normal vector N * is
  • FIG. 5 (b) is a diagram illustrating a polygon surface in which the index of the reference normal vector N * is mapped to each pixel. Each pixel on the polygon plane is assigned the index normal vector N *. Coordinate value of reference normal vector N * is VQ table 12
  • the luminance value acquisition unit 112 refers to the CLUT 122 of the corresponding map map level, and determines the luminance value a corresponding to the index of the reference normal vector N * formed on the polygon surface. And the brightness value ⁇ is assigned to each pixel (S20).
  • FIG. 5 (c) is a diagram for explaining a polygon in which luminance values (X are mapped to each pixel).
  • Each pixel is assigned a brightness value ⁇ corresponding to the index of the reference normal vector N *
  • the luminance value acquisition unit 112 further interpolates luminance values between the map map levels as necessary (S22). If two mapmap levels are selected, in steps S16-S20, for each of the two mapmap levels, pseudo-normal vectors are generated, converted to reference normal vectors, and reference normal vector indices. The luminance value corresponding to is acquired. The luminance value acquisition unit 112 calculates a final luminance value by linearly interpolating the luminance values acquired at the two map map levels with an internal ratio regarding the LOD value.
  • FIGS. 6A to 6C are diagrams for explaining bump mapping by the map map process.
  • Figure 6 (a) shows the bump mapping using the map map level 0 texture.
  • a pseudo-normal vector N of 6 pixels in length and width is generated.
  • the pseudo-normal vector N of each pixel is quantized to the reference normal vector N * using the map map level 0 VQ table 121.
  • Sarako the reference normal vector N * for each pixel
  • a luminance value map 132a is generated in which the luminance value is converted into a luminance value using the CLUT 122a of the level 0 and the luminance value is assigned to each pixel.
  • Figure 6 (b) shows bump mapping using a mipmap level 1 texture.
  • a pseudo-normal vector N of 4 pixels in length and width is generated.
  • the pseudo-normal vector N of each pixel is quantized to the reference normal vector N * using the map map level 1 VQ table 121.
  • the reference normal vector N * for each pixel is the mipmap level q q
  • the luminance value map 132b in which the luminance value is assigned to each pixel is generated by using the CLUT 122b in the first column.
  • Figure 6 (c) shows bump mapping using a mipmap level 2 texture.
  • a pseudo-normal vector N of 2 pixels in length and width is generated. Pseudo method for each pixel
  • the line vector N is quantized to the reference normal vector N * using the map map level 2 VQ table 121.
  • the reference normal vector N * for each pixel is the mipmap level qq
  • the luminance value map 132c is generated in which the luminance value is converted to the luminance value by using the CLUT 122c of the image 2 and the luminance value is assigned to each pixel.
  • the brightness value acquisition unit 112 has the brightness value map 132a of the map level 0 and the brightness of the map level 1
  • the value of the polygon surface is obtained by performing linear interpolation between the value maps 132b with an internal ratio regarding the LOD value and generating an intermediate luminance value map.
  • the VQ table 121 used for the quantization of the pseudo-normal vector N ′ is different, and even if the pseudo-normal vector N is the same, the quantized reference normal vector N * The value of is different. Therefore, the luminance value varies slightly depending on the map map level. If the luminance value is interpolated between the map map levels, the quantization error due to the quantization of the pseudo-normal vector N ′ can be reduced.
  • different combinations of reference normal vectors were used, which is equivalent to increasing the number of reference normal vectors and increasing the quantization granularity. Because.
  • the drawing processing unit 104 When the bump mapping process is completed for the polygons to be bump-mapped, the drawing processing unit 104 writes the polygon drawing data to the frame buffer 126 based on the display list (S24). At this time, in the polygon whose brightness value is mapped by bump mapping, the texture of the polygon reflects the brightness value, and a shade corresponding to the brightness value is added, and the unevenness is simulated. Is done. If the texture is not mapped onto the polygon surface, the rendering processing unit 104 may be configured to render the luminance value obtained from the bump mapping processing unit 106 directly as an RGB value in the frame buffer 126.
  • bump mapping is performed by mapping a normal vector for each pixel, so that the polygon image has fine irregularities. . Also, by using quantized bump mapping, it is only necessary to derive the luminance value for the reference normal vector, which is smaller than the number of mapped normal vectors. The calculation cost of the shading process can be greatly reduced, and the bump mapping process can be speeded up. Also, by using a CLUT that can refer to the corresponding luminance value using the index of the reference normal vector as a key, the memory capacity required for bump mapping can be reduced.
  • a normal map for each map map level is prepared in advance, and a normal map at the map map level corresponding to the LOD value of the polygon surface is selected.
  • bump mapping an image by bump mapping can be generated with a resolution corresponding to the LOD value.
  • map map processing by trilinear filtering since the map map processing by trilinear filtering is used, quantization noise due to switching of map map levels can be suppressed.
  • pseudo-normal vectors are quantized using different combinations of reference normal vectors at different map map levels, the vector is obtained by interpolating the texture between the map map levels. Image quality degradation due to quantization error associated with quantization can be suppressed.
  • Quantization bump mapping reduces the amount of computation and speeds up processing, and at the same time, it can absorb quantization errors by interpolation between map map levels to improve image quality.
  • the load of the bump mapping process depends on the number of reference normal vectors. Therefore, processing can be performed at high speed while maintaining the fineness of the image. As a result, even if the object moves or the light source position changes, the bump mapping process can be performed in real time.
  • quantization bump mapping using CLUT applies quantization map mapping by trilinear filtering, which has good consistency with the mapping map, to quantization quantization due to vector quantization. This can reduce the effects of and improve the image quality of bump matbing.
  • the present invention has been described based on the embodiments. It is to be understood by those skilled in the art that the embodiments are illustrative, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and that such modifications are also within the scope of the present invention. It is understood.
  • the bump mapping processing may be performed on the object surface in units larger than the force of performing bump mapping in units of polygon surfaces, for example, in units of objects.
  • a combination of reference normal vectors indicating the normal direction of the divided surface when the sphere is divided into 256 parts is prepared, and the luminance value is set for the combination of the reference normal vectors.
  • the force reference normal vector calculated by force calculation and stored in CLUT may be generated dynamically during bump mapping. Each time the bump map is mapped to the polygon surface and the pseudo normal vector is obtained, the pseudo normal vector is quantized to obtain the reference normal vector, the luminance is calculated for the reference normal vector, and the CLUT is calculated. It may be stored. Power required for quantization and luminance calculation for each polygon. Processing optimized for each polygon is possible, improving image quality.
  • the luminance value is acquired using the CLUT after calculating the luminance in advance, assuming that there is no change in the type and position of the light source. If there is a defect, the brightness calculation may be performed again and the CLUT updated.
  • the number of reference normal vectors can be designed at the time of object modeling, depending on the accuracy required for quantization bump mapping and the requirements for the final image quality. In general, the number of reference normal vectors is determined by the trade-off between computational complexity and image quality. Also, if the image quality needs change according to the situation, the number of reference normal vectors may be changed dynamically. The number of reference normal vectors may be changed according to the LOD value. For example, the accuracy of bump mapping can be adjusted by increasing the number of reference normal vectors as the polygon rendering detail level increases.
  • the LOD value of a polygon is obtained by interpolating the luminance value obtained at a map map level of 3 or more, which is the force obtained by interpolating the luminance value between two map map levels. Find the final corresponding brightness value.
  • interpolation function between the map map levels is an option, interpolation between the map map levels may be omitted as appropriate according to factors such as image quality requirements and processing performance.
  • the present invention can be applied to the field of drawing processing.

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Abstract

　法線ベクトルマッピング部１０８は、ポリゴンのＬＯＤ（Level of Detail）値に応じたミップマップレベルのテクスチャ１１８をポリゴン表面にマッピングし、ポリゴン表面に擬似法線ベクトルを生成する。法線ベクトル置換部１１０は、該当するミップマップレベルのＶＱテーブル１２１を参照して、ポリゴン表面上の疑似法線ベクトルを量子化された基準法線ベクトルに置換する。輝度値取得部１１２は、該当するミップマップレベルのＣＬＵＴ１２２を参照し、ポリゴン表面上の基準法線ベクトルに対応する輝度値を取得し、ミップマップレベル間で輝度値を補間する。描画処理部１０４は、ポリゴン表面の各ピクセルのＲＧＢ値に輝度値取得部１１２により求められた輝度値を合成し、フレームバッファ１２６に書き込む。

Description

描画処理装置および描画処理方法
技術分野
[0001] この発明はコンピュータグラフィックスにおける描画処理技術に関し、特に描画処理 対象の表面に法線ベクトルを写像するための描画処理装置および描画処理方法に 関する。
背景技術
[0002] 3次元コンピュータグラフィックスでは、一般的に 3次元空間のオブジェクトを多数の ポリゴンにより表現するポリゴンモデルが利用される。ポリゴンモデルの描画処理にお いて、光源、視点位置、物体表面の反射率などを考慮してポリゴン表面に陰影をつ けるシェーディングが行われる。また、写実性の高い画像を生成するために、ポリゴン モデルの表面にテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピングが行われる。
[0003] テクスチャマッピングにより生成される画像は、色に関する表現力を大幅に向上さ せることはできるが、オブジェクトの表面の凹凸を表現することはできない。オブジェク トの表面に凹凸を簡易に表現する方法として、テクスチャマッピングの考えを応用し たバンプマッピングと呼ばれる方法がある。バンプマッピングでは、オブジェクトの表 面にテクスチャの代わりに法線ベクトルをマッピングしてオブジェクトの表面に擬似的 な法線ベクトルを生成する。こうして生成された疑似法線ベクトルがオブジェクトの表 面の法線方向であると仮定してシェーディング処理を行、表面の輝度値を求め、陰 影付けを行う。これによつてオブジェクト表面上に擬似的に凹凸が表現される。
[0004] 一方、テクスチャマッピングにお 、て、テクスチャ画像のデータ量を少なくするため に、テクスチャの各ピクセルにカラー値をもたせるのではなぐカラー値のインデックス をもたせておき、テクスチャマッピングの際にカラールックアップテーブルを参照して、 実際のカラー値に変換するインデックスカラー方式がとられることがある。この方式で は、あら力じめカラー値を定義した色見本をカラールックアップテーブルとして用意し ておき、テクスチャの各ピクセルには、カラールックアップテーブルを参照するインデ ックス情報だけを格納する。たとえば、使用する色見本が 256色の場合、テクスチャ 画像の各ピクセルに 8ビット分のインデックスを格納するだけでょ 、ため、テクスチャ 画像のデータ量を大幅に削減することができ、テクスチャマッピングの際に使用する メモリ量を節約することができる。
[0005] 本出願人は、特許文献 1において、テクスチャマッピングにおいて色変換に用いら れるカラールックアップテーブルを法線ベクトルの参照テーブルとして利用したバン プマッピング手法を提案した。
特許文献 1：特開 2002— 203255号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] バンプマッピングによれば、オブジェクトの表面の微細なモデリングをすることなく、 凹凸を簡易に表現することができる力 オブジェクト表面のピクセル毎に法線ベクトル をマッピングし、すべての法線ベクトルについて輝度計算をする必要があり、計算コス トが大きぐ処理に時間がかかる。また、ピクセル毎に法線ベクトルの値を格納するた め、メモリ量も多くなる。そこで、特許文献 1において提案したカラールックアップテー ブルを利用したバンプマッピング手法では、法線ベクトルをより数の少な！、基準法線 ベクトルに量子化するため、計算コストを抑え、メモリ量も少なくすることができる。法 線ベクトルの量子化により、処理速度とメモリ容量の面の問題を解決することができた 力 画質面でさらに改善を図る余地があった。
[0007] 本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理効率が良ぐ 画質面でも良好なバンプマッピングによる描画処理技術を提供することにある。 課題を解決するための手段
[0008] 上記課題を解決するために、本発明のある態様の描画処理装置は、法線ベクトル を要素としてもつ解像度の異なる複数の法線マップを解像度レベル別に格納した法 線マップ記憶部と、描画対象物体の表面の描画詳細度に応じた解像度レベルの前 記法線マップを前記表面に写像することにより、前記表面上に疑似法線ベクトルを生 成する法線ベクトル写像部と、前記表面の法線方向を量子化した基準法線ベクトル の組であって、前記解像度レベル毎に異なるベクトル値の組み合わせとなるものを格 納した解像度レベル別の複数の量子化テーブルと、前記描画詳細度に応じた解像 度レベルの前記量子化テーブルを参照して、前記表面上に生成された前記擬似法 線ベクトルをその量子化テーブル内のいずれかの前記基準法線ベクトルに置換する 法線ベクトル置換部とを含む。
[0009] この態様〖こよると、法線ベクトルを格納した法線マップを解像度レベル毎に複数用 意し、ポリゴン表面の描画詳細度に適した解像度レベルを選択して法線マップを描 画対象物体の表面に写像することができる。また、解像度レベル毎に異なる量子化 テーブルを用いて疑似法線ベクトルを量子化することにより、輝度計算の計算量を減 らすとともに、量子化誤差を抑えて画質を向上させることができる。
[0010] 前記解像度レベル毎に、前記量子化テーブルに格納された各基準法線ベクトルの インデックスと、前記描画対象物体の表面の法線方向がその基準法線ベクトルで与 えられた場合の前記表面の輝度値とを対応づけて格納した解像度レベル別の複数 のルックアップテーブルと、前記描画詳細度に応じた解像度レベルの前記ルックアツ プテーブルを参照して、前記表面上に形成された前記基準法線ベクトルに対する輝 度値を取得する輝度値取得部とをさらに含んでもよい。
[0011] ルックアップテーブルを用いることにより、基準法線ベクトルの値を法線マップとして 格納する必要がなくなり、処理に必要なメモリ容量を減らすことができる。また、解像 度レベルによって異なるルックアップテーブルを用意し、描画対象物体の描画詳細 度に応じた解像度レベルのルックアップテーブルに切り替えることで、描画対象物体 の描画詳細度に合った画質で画像を生成することができる。
[0012] 前記法線ベクトル写像部は、前記描画詳細度に応じた少なくとも 2つの異なる解像 度レベルの前記法線マップを選択して、それぞれの法線マップを前記表面に写像す ることにより、前記表面上に各解像度レベルの疑似法線ベクトルを生成し、前記法線 ベクトル置換部は、前記少なくとも 2つの異なる解像度レベルの前記量子化テーブル を参照して、前記表面上に生成された各解像度レベルの前記擬似法線ベクトルを各 解像度レベルの量子化テーブル内のいずれかの前記基準法線ベクトルに置換し、 前記輝度値取得部は、前記少なくとも 2つの異なる解像度レベルの前記ルックアップ テーブルを参照して、前記表面上の各解像度レベルの前記基準法線ベクトルに対 する輝度値を解像度レベル毎に取得し、取得された輝度値を前記少なくとも 2つの異 なる解像度レベル間で補間することにより、前記表面の最終的な輝度値を取得しても よい。
[0013] 解像度レベル間で異なる量子化テーブルを用い、解像度レベル間で輝度値を補 間することにより、疑似法線べ外ルの量子化誤差による影響を軽減し、画質を向上 させることがでさる。
[0014] 本発明の別の態様は、描画処理方法である。この方法は、法線ベクトルを要素とし てもつ解像度の異なる複数の法線マップの内、描画対象物体の表面の描画詳細度 に応じた解像度レベルの法線マップを前記表面に写像することにより、前記表面上 に疑似法線ベクトルを生成するステップと、前記表面上に生成された前記擬似法線 ベクトルに対して前記解像度レベルに応じた量子化を施し、前記疑似法線ベクトルを 量子化された基準法線ベクトルに置換するステップと、前記表面の法線方向が前記 表面上に形成された前記基準法線ベクトルであると仮定した場合の前記表面の輝度 値を取得するステップとを含む。
[0015] 本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、法線ベクトルを要 素としてもつ解像度の異なる複数の法線マップの内、描画対象物体の表面の描画詳 細度に応じた解像度レベルの法線マップを前記表面〖こ写像することにより、前記表 面上に疑似法線ベクトルを生成するステップと、前記表面の法線方向を量子化した 基準法線ベクトルの組であって、前記解像度レベル毎に異なるベクトル値の組み合 わせとなるものを格納した解像度レベル別の複数の量子化テーブルの内、前記描画 詳細度に応じた解像度レベルの前記量子化テーブルを参照して、前記表面上に生 成された前記擬似法線ベクトルをその量子化テーブル内のいずれかの前記基準法 線ベクトルに置換するステップと、前記解像度レベル毎に、前記量子化テーブルに 格納された各基準法線ベクトルのインデックスと、前記描画対象物体の表面の法線 方向がその基準法線ベクトルで与えられた場合の前記表面の輝度値とを対応づけて 格納した解像度レベル別の複数のルックアップテーブルの内、前記描画詳細度に応 じた解像度レベルの前記ルックアップテーブルを参照して、前記表面上に形成され た前記基準法線ベクトルに対する輝度値を取得するステップとをコンピュータに実行 させる。 [0016] なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コ ンピュータプログラム、データ構造などの間で変換したものもまた、本発明の態様とし て有効である。
発明の効果
[0017] 本発明によれば、バンプマッピングの処理効率を上げるとともに、バンプマッピング による描画の画質を高めることができる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]実施の形態に係る描画処理装置の構成図である。
[図 2]図 1の VQテーブルを説明する図である。
[図 3]図 1の CLUTを説明する図である。
[図 4]実施の形態に係るバンプマッピングによる描画処理手順を説明するフローチヤ ートである。
[図 5]バンプマッピングによりポリゴン表面に輝度値がマッピングされる様子を説明す る図である。
[図 6]ミツプマップ処理によるバンプマッピングによりポリゴン表面に輝度値がマツピン グされる様子を説明する図である。
符号の説明
[0019] 100 描画処理装置、 102 ジオメトリ処理部、 104 描画処理部、 106 バン プマッピング処理部、 108 法線ベクトルマッピング部、 110 法線ベクトル置換部 、 112 輝度値取得部、 116 法線マップ記憶部、 118 テクスチャ、 120 量 子化ベクトル記憶部、 121 VQテーブル、 122 CLUT、 124 描画データ記 憶部、 126 フレームバッファ。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 図 1は、実施の形態に係る描画処理装置 100の構成図である。描画処理装置 100 は、 3次元オブジェクトのモデル情報をもとに表示装置に表示するための描画データ を生成するものであり、必要に応じて 3次元オブジェクトの表面に擬似的な凹凸をも たせるためにバンプマッピング処理を行う。 [0021] ジオメトリ処理部 102は、 3次元オブジェクトのジオメトリ処理を行い、ポリゴンの形状 やその座標位置、ポリゴンを描画する際の詳細度を示す LOD (Level of Detail)値な どのポリゴン定義情報力もなるディスプレイリストを生成する。バンプマッピングが行わ れるポリゴンにつ 、ては、バンプマッピングの対象となることを示すデータが付加され る。バンプマッピングを行うかどうかは、オブジェクトのモデリングの際にあらかじめ決 めてもよく、描画処理の際に動的に決めてもよい。
[0022] バンプマッピング処理部 106は、ジオメトリ処理部 102からディスプレイリストを受け 取り、バンプマッピングの対象となるポリゴンについて、ポリゴン表面に擬似的な凹凸 をもたさせるためにバンプマッピング処理を行う。バンプマッピング処理は、ポリゴン 表面に擬似的な凹凸をもたせるための法線ベクトルを画素要素としてもつテクスチャ をあら力じめ用意し、そのテクスチャをテクスチャマッピングの方法にしたがってポリゴ ン表面にマッピングし、擬似的な法線ベクトルをポリゴン表面に生成し、ポリゴン表面 の輝度値を取得することにより行われる。
[0023] 描画処理部 104は、描画データ記憶部 124に設けられたフレームバッファ 126に 対して描画データの読み書きを行う。描画処理部 104は、テクスチャをポリゴン面に マッピングしてポリゴン面の各ピクセルの RGB値を求め、バンプマッピング処理部 10 6によりバンプマッピングがなされたポリゴンについては、求められた RGB値にバンプ マッピング処理部 106により取得された輝度値をプレンデイングして陰影を付けて最 終的な RGB値を決定し、フレームバッファ 126に書き込む。
[0024] このようにしてフレームバッファ 126に描画された画像データは、ビデオ出力に変換 されて表示装置に入力され、バンプマッピングにより表面に凹凸が擬似的に表現さ れたオブジェクトの画像が表示される。
[0025] 本実施の形態のバンプマッピング処理部 106は、ポリゴン表面に生成された疑似法 線ベクトルをベクトル量子化により基準法線ベクトルに置換し、基準法線ベクトルに対 してのみ輝度計算を行う「量子化バンプマッピング」の手法を利用する。
[0026] さらに、本実施の形態のバンプマッピング処理部 106は、解像度の異なる複数のテ タスチヤを用意し、ポリゴン表面の描画詳細度に応じた解像度レベルのテクスチャを 選択して、ポリゴン表面にマッピングする「ミツプマップ」の手法を利用する。 [0027] ミツプマップでは、サイズの異なる複数のテクスチャを用意しておき、ポリゴンの LO D値に合った解像度のテクスチャを選択してマッピングする。一般に、テクスチャマツ ビングを行う際、ポリゴンのピクセル面積とテクスチャのサイズが大きく異なり、テクスチ ャを縮小してポリゴンに貼り付けることになる場合、描画結果にエイリアスが生じて、画 質が著しく低下する。そこでミツプマップでは、あら力じめ元のテクスチャの 1/2、 1/ 4、 1/8,…といったサイズのテクスチャを用意しておき、たとえば、視点から遠いポリ ゴンほど解像度の低いテクスチャをマッピングする。これにより、通常のテクスチャマツ ビングよりも精密なちらつきの少ない画像表現が可能になる。
[0028] 以下、バンプマッピング処理部 106の構成を詳しく説明する。
[0029] 法線ベクトルマッピング部 108は、ジオメトリ処理部 102により生成されたディスプレ イリストに基づいて、バンプマッピングを行うポリゴンを特定し、特定されたポリゴンの 表面に擬似的な凹凸をもたせるために法線ベクトルをマッピングする。
[0030] ポリゴン表面に擬似的な凹凸をもたせるための法線ベクトルのデータは、法線マツ プ記憶部 116にテクスチャ 118の形式で格納されている。テクスチャ 118は、通常の テクスチャマッピングで利用される場合は、各ピクセルの色データを格納したものであ る力 ここではピクセル毎に法線ベクトルの値を格納した法線マップ (バンプマップと もいう）として利用される。法線マップは、 2次元表面の凹凸を示す高さデータを微分 処理して各ピクセルの法線方向を示す法線ベクトルを求めることにより得られる。
[0031] 本実施の形態では、ミツプマップ処理を行うため、テクスチャ 118はミツプマップの 解像度レベル（以下、ミツプマップレベルという）毎に複数用意され、ポリゴンの LOD 値に応じてミツプマップレベルが選択され、そのミツプマップレベルのテクスチャ 118 がバンプマッピングに利用される。
[0032] 法線ベクトルマッピング部 108は、法線マップ記憶部 116からポリゴンの LOD値に 応じたミツプマップレベルのテクスチャ 118を読み出し、通常のテクスチャマッピング の方法によって、テクスチャ 118に格納された法線ベクトルをポリゴン面に貼り付ける 。これによりポリゴン面の本来の垂直方向を示す法線ベクトルに対してバンプマップ による揺らぎが加わり、ポリゴン表面上に擬似的な法線ベクトルが生成される。
[0033] 法線ベクトル置換部 110は、法線ベクトルマッピング部 108によりポリゴン表面上に 生成された疑似法線ベクトルに対してベクトル量子化の処理を施し、基準法線べタト ルに置換する。ベクトル量子化は、 3次元オブジェクトの表面上で取りうる任意の疑似 法線ベクトルに対して、所定の個数の基準法線ベクトルを代表ベクトルとして定めて おき、与えられた疑似法線ベクトルをそれに最も近 ヽ基準法線ベクトルで近似するこ とにより行われる。ここで、基準法線ベクトルの個数は、 3次元オブジェクトの表面上に 生成される疑似法線ベクトルの個数よりも少なく設定する。
[0034] 基準法線ベクトルの組み合わせは、ミツプマップレベル別に VQ (Vector Quantizati on)テーブル 121の形で量子化ベクトル記憶部 120に格納されて 、る。 VQテーブル 121は、基準法線ベクトルのインデックスに基準法線ベクトルの座標値を対応づけた テーブルである。
[0035] VQテーブル 121内の基準法線ベクトルの組み合わせは、たとえば、球面を 256分 割し、 256面の多面体で近似したときの各分割面の垂直方向を示す 256個の法線べ クトルカゝら構成される。 256個の基準法線ベクトルの選び方には任意性があり、球面 を 256分割するときの多面体の位相をずらせば、異なる 256個の基準法線ベクトルが 得られる。そこで、ミツプマップレベル毎に異なる基準法線ベクトルの組み合わせを選 択し、ミツプマップレベル別に VQテーブル 121を設ける。たとえば、ミツプマップレべ ルがレベル 0からレベル 7までの 8段階である場合、 8種類の VQテーブル 121が設け られる。ここでレベル 0は最も解像度が高ぐレベル 1、 2、 · ··、 7の順に解像度が低く なるとする。
[0036] 図 2は、ミツプマップレベル 0の VQテーブル 121を説明する図である。基準法線べ タトルのインデックス 1〜256の各々に対して、基準法線ベクトルの 3次元座標値 (xl , yl, zl)〜（x256, y256, z256)力対応づけられている。他のミツプマップレべノレ 1 〜7についても同様に基準ベクトルの各インデックスに対して基準法線ベクトルの 3次 元座標値を対応した VQテーブル 121が設定される力 ミツプマップレベルによって 基準法線ベクトルの座標値は異なって 、る。ミツプマップレベルによって異なる基準 法線ベクトルの組み合わせを用いることにより、ベクトル量子化に伴う量子化誤差を 吸収することが可能になる。
[0037] なお、ミツプマップレベルによって基準法線ベクトルの個数を変えてもよい。たとえ ば、ミツプマップレベル 0の VQテーブル 121は 256個の基準法線ベクトルをもつが、 ミツプマップレベル 1の VQテーブル 121は 128個、ミツプマップレベル 2の VQテープ ル 121は 64個など、解像度が低くなるにつれ、基準法線ベクトルの個数を減らして、 精度を落とすようにしてもよい。たとえば、遠くにあるオブジェクトや注目度の低いォブ ジェタトにっ 、ては画質を落としてかまわな 、から、低 、解像度レベルの VQテープ ル 121を選び、より少ない基準法線ベクトルを利用することで、画質を犠牲にして処 理コストを下げ、近くにあるオブジェクトや注目度の高いオブジェクトについては、高 V、解像度レベルの VQテーブル 121を選び、より多 、基準法線ベクトルを利用するこ とで、精細な凹凸表現により画質を高めるようにすることができる。
[0038] 法線ベクトル置換部 110は、ポリゴンの LOD値に対応したミツプマップレベルを選 択し、そのミツプマップレベルの VQテーブル 121を参照し、ポリゴン表面上に生成さ れた疑似法線ベクトルをその疑似法線ベクトルに最も近い基準法線ベクトルに変換 する。
[0039] 量子化ベクトル記憶部 120には、 VQテーブル 121内の基準法線ベクトルのインデ ッタスに輝度値を対応づけて格納したカラールックアップテーブル（以下、 CLUTと 呼ぶ） 122が記憶されている。オブジェクトの表面の法線方向が VQテーブル 121内 の基準法線ベクトルであるとした場合、その表面の輝度値は、光源の種類と位置を仮 定してシェーディング処理を行うことにより算出することができる。 CLUT122は、その ようにして計算された輝度値を基準法線ベクトルのインデックスに対応づけたテープ ルである。 VQテーブル 121がミツプマップレベル別に設けられたことに対応して、 CL UT122もミツプマップレベル別に設けられることになる。
[0040] 図 3は、ミツプマップレベル 0の CLUT122を説明する図である。基準法線ベクトル のインデックス 1〜256に輝度値 α 1〜 α 256が対応づけられて格納されている。図 2のミツプマップレベル 0の VQテーブル 121内の基準法線ベクトルの座標値に基づ いて、各基準法線ベクトルに対して輝度計算が行われ、得られた輝度値が基準法線 ベクトルのインデックスに対応づけて格納されている。この CLUT122は、ミツプマツ プレベル 0の基準法線ベクトルのインデックス力 対応する輝度値を取得するために 参照される。他のミツプマップレベル 1〜7についても同様に各基準法線ベクトルに対 する輝度値が計算され、インデックスと対応づけて格納される。
[0041] 輝度値取得部 112は、ポリゴンの LOD値に対応するミツプマップレベルの CLUT1 22を参照し、ポリゴン表面に形成された基準法線ベクトルに対応する輝度値を取得 する。輝度値取得部 112は、バンプマッピングにより決定されたポリゴン表面の輝度 値に関するデータを描画処理部 104に与える。
[0042] ミツプマップによるテクスチャマッピングを行う際、ミツプマップレベルが離散的であ るために、オブジェクト表面においてミツプマップレベルが変わるとき、マップされるテ タスチヤの解像度が急に切り替わるため、画質が劣化することがある。また、テクスチ ャを貼り付けたオブジェクトが奥行き方向に移動すると、ミツプマップレベルが奥行き に応じて切り替わり、貼り付けられるテクスチャの解像度が急に変わるため、オブジェ タトの表面にちらつきが生じ、見づらくなることがある。
[0043] このような問題を回避するため、ミツプマップでは、異なるミツプマップレベルのテク スチヤをミツプマップレベル間で滑らかに補間して中間のテクスチャを作成するのが 通常である。このように、ミツプマップによるテクスチャマッピングでは、テクスチャの縦 横の方向のピクセル値の線形補間だけでなく、ミツプマップの解像度の階層レベル 間の線形補間も行うトライリニアフィルタリングが利用される。
[0044] 本実施の形態では、トライリニアフィルタリングによるミツプマップ処理を量子化バン プマッピングに適用する。従来のバンプマッピングは、法線ベクトルを直接操作するも のであったため、ミツプマップレベル間の補間を行うためには、法線ベクトル同士を直 接演算処理する必要があり、処理が複雑で扱いにくかった。し力しながら、量子化バ ンプマッピングは、量子化された基準法線ベクトルに輝度値を対応づけた CLUT12 2を利用する手法であるため、通常のテクスチャマッピングと構成が全く同じであり、ミ ップマップのようなテクスチャマップの関連技術をそのまま利用することができる。以 下、トライリニアフィルタリングによるミツプマップ処理を行う場合のバンプマッピング処 理部 106の動作を説明する。
[0045] バンプマッピング処理部 106は、ポリゴンの LOD値を参照して、その LOD値に対 応するミツプマップレベルを 2つ選び、 2つのミツプマップレベルのテクスチャを用いて トライリニア補間を行う。 [0046] たとえば LOD値が 0〜63までの値をとる場合、 64段階の LOD値を 8段階のミツプ マップレべノレ 0〜7に対応させることになる。 8の倍数の： LOD値 0、 8、 16、…ゝ 56をそ れぞれミツプマップレベル 0、 1、 2、 · ··、 7に対応させるとすると、 8の倍数でない LOD 値は、 2つの隣接するミツプマップレベルの中間にあることになる。そこで、ある LOD 値が与えられると、その LOD値が中間に属することになる 2つの隣接するミツプマツ プレベルを選択する。
[0047] 法線ベクトルマッピング部 108は、ポリゴンの LOD値に応じた 2つの隣接するミツプ マップレベルのテクスチャ 118を選択し、それぞれのテクスチャ 118をポリゴン表面に マッピングし、ポリゴン表面に 2つのミツプマップレベルの疑似法線ベクトルを生成す る。
[0048] 法線ベクトル置換部 110は、ポリゴンの LOD値に応じた 2つの隣接するミツプマップ レベルの VQテーブル 121のそれぞれを用いて、ポリゴン表面に生成された各ミツプ マップレベルの疑似法線ベクトルを基準法線ベクトルに置換する。これによりポリゴン 表面には 2つの隣接するミツプマップレベルの基準法線ベクトルが形成される。
[0049] 輝度値取得部 112は、ポリゴンの LOD値に応じた 2つの隣接するミツプマップレべ ルの CLUT122のそれぞれを用いて、ポリゴン表面に形成された各ミツプマップレべ ルの基準法線ベクトルのインデックスに対応する輝度値を取得する。これにより、 2つ のミツプマップレベルにおいてバンプマッピング先のピクセルの輝度値が取得される ことになる。
[0050] 輝度値取得部 112は、さらに、 2つのミツプマップレベルの輝度値をミツプマップレ ベル間で線形補間することにより、ポリゴンの LOD値に対応した最終的な輝度値を 求める。たとえば、 LOD値が 3の場合、 LOD値 0力ミツプマップレベル 0に、 LOD値 8 力 Sミツプマップレベル 1に対応するから、ミツプマップレベル 0で求めた輝度値とミツプ マップレベル 1で求めた輝度値の間を 3： 5の比で内分することによって、 LOD値 3に 対する輝度値を求める。
[0051] このようにミツプマップレベル間で輝度値の補間を行うことにより、ミツプマップレべ ルがオブジェクトの表面上で変化する場合やオブジェクトが奥行き方向に移動した場 合の画質の劣化を抑えることができる。また、ミツプマップレベルによって異なる VQテ 一ブル 121を利用してミツプマップレベル間で補間を行うため、疑似法線ベクトルを ベクトル量子化した際の量子化誤差による影響を軽減することができる。
[0052] 図 4は、以上の構成の描画処理装置 100によるバンプマッピングによる描画処理手 順を説明するフローチャートである。フローチャートの説明にあたって、図 5および図 6を適宜参照する。
[0053] バンプマッピング処理部 106は、ポリゴン定義情報力もなるディスプレイリストをジォ メトリ処理部 102から取得する（S 10)。
[0054] バンプマッピング処理部 106は、取得したディスプレイリストにバンプマッピングの対 象となるポリゴンがあれば（S12の Y)、バンプマッピング処理 S14〜S22を行う。バン プマッピングの対象となるポリゴンが複数ある場合には、それらのポリゴンのすべてに つ 、てバンプマッピング処理を行う。バンプマッピングの対象となるポリゴンがな!/、場 合（S 12の N)、バンプマッピング処理は行われず、通常の描画処理 S24のみが行わ れる。
[0055] ポリゴンに対してバンプマッピングを行うかどうかは、ポリゴンの LOD値をもとに決定 してもよい。たとえば、 LOD値が比較的小さい場合、すなわち詳細度を上げて描画 する必要がある場合は、バンプマッピングを行い、 LOD値が比較的大きい場合、す なわち詳細度を下げて描画してもよ 、場合は、バンプマッピングを省略するようにし てもよい。
[0056] バンプマッピング処理部 106は、ポリゴンの LOD値に合ったミツプマップレベルを 選択する（S14)。ミツプマップレベル間の補間を行う場合は、 LOD値が中間に属す る 2つの隣接するミツプマップレベルが選択される。ミツプマップレベル間の補間を行 わない場合は、 LOD値に最も近い 1つのミツプマップレベルが選択される。
[0057] 法線ベクトルマッピング部 108は、法線マップ記憶部 116から該当するミツプマップ レベルのテクスチャ 118を読み出し、テクスチャマッピングの方法によって、テクスチャ 118に格納された法線ベクトルをポリゴン面にマッピングする（S 16)。
[0058] 図 5 (a)は、ピクセル単位で法線ベクトルがマッピングされたポリゴン面を説明する図 である。この例では、ポリゴン面は、縦横 6ピクセル、合計 36ピクセル力もなる四角形 である。各ピクセルには、テクスチャ 118に格納された法線ベクトルがマッピングされ、 ポリゴン面の本来の法線ベクトル Nと合成されることにより、各ピクセルの擬似的な法 線ベクトル N，が決まる。同図は、ポリゴン面の各ピクセルの疑似法線ベクトル N，を表 している。疑似法線ベクトル N'の具体的な算出方法を以下に示す。
[0059] ポリゴン面上の点 P (x, y, z)をパラメータ座標（s, t)で表すと、点 P= [x (s, t) , y (s , t) , z (s, t) ]と力ける。ポリゴン面の s方向、 t方向の折線ベクトルは、 P , Pであるか ら、点 Pにおける法線ベクトル Nは N = P X Pで与えられる。ここで、 P , Pはそれぞ れ点 Pの s、 tに関する偏微分、記号 Xはベクトルの外積を示す。
[0060] バンプマップの値を Bとし、ポリゴン面上の点 P (s, t)にマッピングされるバンプマツ プの点の座標（u, V)とすると、バンプマッピング後の点 Pの疑似法線ベクトル N，は、 次式のように計算される。
N' =N + D
D= {B (N X P ) -B (N X P ) }/ | N |
ここで、 B、 Bはバンプマップの値 Bの u、 v方向の偏微分である。
[0061] 次に、法線ベクトル置換部 110は、該当するミツプマップレベルの VQテーブル 121 を参照して、ポリゴン表面に生成された疑似法線ベクトル N'を基準法線ベクトルに量 子化し、その基準法線ベクトルのインデックスを各ピクセルに割り当てる（S 18)。法線 ベクトル置換部 110は、疑似法線ベクトル N，を VQテーブル 121内の最も近 、基準 法線ベクトル N *に置き換えることで量子化を行う。最も近い基準法線ベクトル N *は
、疑似法線ベクトル N，と VQテーブル 121内の各基準法線ベクトル Nとの内積 (Ν' ,
N )を求め、その内積値を正規ィ匕した (Ν' , Ν ) / I Ν' I / I Ν Iの値が最も小さ いものを選ぶことにより、求められる。
[0062] 図 5 (b)は、基準法線ベクトル N *のインデックスが各ピクセルにマッピングされたポ リゴン面を説明する図である。ポリゴン面の各ピクセルには基準法線ベクトル N *のィ ンデッタスが割り付けられている。基準法線ベクトル N *の座標値は VQテーブル 12
1にもたせ、ポリゴン面には基準法線ベクトル N *のインデックスの情報しか与えない ため、ポリゴン情報を格納するためのメモリ容量を少なくすることができる。
[0063] 次に、輝度値取得部 112は、該当するミツプマップレベルの CLUT122を参照し、 ポリゴン面上に形成された基準法線ベクトル N *のインデックスに対応する輝度値 a を読み出し、各ピクセルにその輝度値 αを割り付ける（S20)。
[0064] 図 5 (c)は、各ピクセルに輝度値 (Xがマッピングされたポリゴンを説明する図である。
各ピクセルには基準法線ベクトル N *のインデックスに対応した輝度値 αが割り付け
q
られている。
[0065] 輝度値取得部 112は、さらに必要に応じてミツプマップレベル間で輝度値の補間を 行う（S22)。 2つのミツプマップレベルが選択された場合、ステップ S16〜S20におい て、 2つのミツプマップレベルのそれぞれについて、疑似法線ベクトルの生成、基準 法線ベクトルへの変換、基準法線ベクトルのインデックスに対応する輝度値の取得が なされている。輝度値取得部 112は、 2つのミツプマップレベルにおいて取得された 輝度値を LOD値に関する内分比で線形補間して最終的な輝度値を算出する。
[0066] 図 6 (a)〜（c)は、ミツプマップ処理によるバンプマッピングを説明する図である。図 6 (a)は、ミツプマップレベル 0のテクスチャを用いたバンプマッピングの様子を示した ものである。ポリゴン面 130aには、ミツプマップレベル 0のテクスチャがマッピングされ ることにより、縦横 6ピクセルの疑似法線ベクトル N，が生成されている。各ピクセルの 疑似法線ベクトル N，は、ミツプマップレベル 0の VQテーブル 121を用いて基準法線 ベクトル N *に量子化される。さら〖こ、各ピクセルの基準法線ベクトル N *はミツプマツ
q q
プレベル 0の CLUT122aを用いて輝度値ひに変換され、各ピクセルに輝度値が割り 付けられた輝度値マップ 132aが生成される。
[0067] 図 6 (b)は、ミツプマップレベル 1のテクスチャを用いたバンプマッピングの様子を示 す。ポリゴン面 130bには、ミツプマップレベル 1のテクスチャがマッピングされることに より、縦横 4ピクセルの疑似法線ベクトル N，が生成されている。各ピクセルの疑似法 線ベクトル N，は、ミツプマップレベル 1の VQテーブル 121を用いて基準法線ベクトル N *に量子化される。さらに、各ピクセルの基準法線ベクトル N *はミツプマップレべ q q
ル 1の CLUT122bを用いて輝度値ひに変換され、各ピクセルに輝度値が割り付けら れた輝度値マップ 132bが生成される。
[0068] 図 6 (c)は、ミツプマップレベル 2のテクスチャを用いたバンプマッピングの様子を示 す。ポリゴン面 130cには、ミツプマップレベル 2のテクスチャがマッピングされることに より、縦横 2ピクセルの疑似法線ベクトル N，が生成されている。各ピクセルの疑似法 線ベクトル N，は、ミツプマップレベル 2の VQテーブル 121を用いて基準法線ベクトル N *に量子化される。さらに、各ピクセルの基準法線ベクトル N *はミツプマップレべ q q
ル 2の CLUT122cを用いて輝度値ひに変換され、各ピクセルに輝度値が割り付けら れた輝度値マップ 132cが生成される。
[0069] 輝度値取得部 112は、たとえば、ポリゴンの LOD値力ミツプマップレベル 0とミツプ マップレベル 1の中間にある場合、ミツプマップレベル 0の輝度値マップ 132aとミツプ マップレベル 1の輝度値マップ 132bの間で LOD値に関する内分比で線形補間を行 い、中間の輝度値マップを生成することにより、ポリゴン表面の輝度値を求める。
[0070] ミツプマップレベルが異なると、疑似法線ベクトル N'の量子化に用いる VQテープ ル 121が異なり、同じ疑似法線ベクトル N，であっても量子化された基準法線ベクトル N *の値は異なること〖こなる。したがって、ミツプマップレベルによって輝度値も少しず つ異なるものとなって 、る。ミツプマップレベル間で輝度値の補間を行うことにすれば 、疑似法線ベクトル N'を量子化したことによる量子化誤差を減らすことができる。複 数のミツプマップレベルを用いることで異なる基準法線ベクトルの組み合わせを利用 したことになり、実質的に基準法線ベクトルの個数を増やして量子化粒度をより細力べ したことに相当するからである。
[0071] バンプマッピングの対象となるポリゴンについて、バンプマッピング処理が終了する と、描画処理部 104は、ディスプレイリストに基づいて、ポリゴンの描画データをフレー ムバッファ 126に書き込む（S24)。このとき、バンプマッピングにより輝度値がマツピン グされているポリゴンでは、ポリゴンのテクスチャは、その輝度値が反映されたものとな り、輝度値に応じた陰影が付けられ、凹凸が擬似的に表現される。なお、描画処理部 104は、ポリゴン面にテクスチャをマッピングしない場合は、バンプマッピング処理部 1 06から得られた輝度値をそのまま RGB値として直接フレームバッファ 126に描画す るように構成してちょい。
[0072] 以上述べたように、本実施の形態によれば、ピクセル毎に法線ベクトルをマッピング してバンプマッピングが行われているので、ポリゴンの画像は凹凸が精細に表現され たものとなる。また、量子化バンプマッピングの利用により、マッピングされる法線べク トルの数よりも少な 、基準法線ベクトルにつ 、てのみ輝度値を導出すればょ 、ため、 シェーディング処理の計算コストを大幅に減らすことができ、バンプマッピング処理を 高速ィ匕することができる。また、基準法線ベクトルのインデックスをキーとして対応する 輝度値を参照することのできる CLUTを用いることで、バンプマッピングの際に必要 なメモリ容量を減らすことができる。
[0073] また、本実施の形態によれば、ミツプマップレベル別の法線マップをあら力じめ用意 し、ポリゴン表面の LOD値に応じたミツプマップレベルの法線マップを選択してバン プマッピングを行うことにより、 LOD値に応じた解像度でバンプマッピングによる画像 を生成することができる。
[0074] さらには、本実施の形態によれば、トライリニアフィルタリングによるミツプマップ処理 を用いているため、ミツプマップレベルの切り替わりによる量子化ノイズを抑えることが できる。また異なるミツプマップレベルにぉ 、ては異なる基準法線ベクトルの組み合 わせを利用して疑似法線ベクトルを量子化するため、ミツプマップレベル間でテクス チヤの補間をすることにより、ベクトル量子化に伴う量子化誤差による画質の劣化を 抑えることができる。量子化バンプマッピングにより計算量を減らして処理を高速ィ匕す ると同時に、量子化誤差をミツプマップレベル間の補間により吸収して、画質を向上さ せることができる。
[0075] このように、本実施の形態の量子化バンプマッピングによれば、マッピングする法線 ベクトルを十分に精細に設定していても、バンプマッピング処理の負荷は、基準法線 ベクトルの数により決まるために、画像の精細さを保ちつつ高速に処理を行うことがで きる。これにより、オブジェクトが移動したり、光源位置が変わったりしても、リアルタイ ムにバンプマッピング処理を行うことができる。
[0076] また、 CLUTを利用した量子化バンプマッピングは、ミツプマップ処理との整合性が 良ぐトライリニアフィルタリングによるミツプマップ処理を量子化バンプマッピングに適 用することにより、ベクトル量子化に伴う量子化誤差による影響を軽減し、バンプマツ ビングの画質を向上させることができる。
[0077] 以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの 各構成要素や各処理プロセスの組合せに 、ろ 、ろな変形例が可能なこと、またそうし た変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 [0078] 上記の実施の形態では、ポリゴンの面単位でバンプマッピングを行った力 より大き な単位、たとえばオブジェクト単位で、オブジェクト表面に対してバンプマッピングの 処理を行ってもよい。
[0079] 上記の実施の形態では、球面を 256分割したときの分割面の法線方向を示す基準 法線ベクトルの組み合わせを用意しておき、その基準法線ベクトルの組み合わせに 対して輝度値をあら力じめ計算して CLUTに格納した力 基準法線ベクトルはバンプ マッピングの際に動的に生成してもよい。バンプマップをポリゴン面にマッピングして 疑似法線ベクトルを求める時点で、その都度、疑似法線ベクトルを量子化し、基準法 線ベクトルを求め、その基準法線ベクトルに対して輝度計算して CLUTに格納するよ うにしてもよい。ポリゴン毎に量子化と輝度計算の手間が力かる力 ポリゴン毎に最適 化した処理が可能になり、画質が向上する。
[0080] また、上記の実施の形態では、光源の種類や位置に変化がな 、として、あらかじめ 輝度計算した後の CLUTを利用して輝度値を取得したが、光源の種類や位置に変 ィ匕がある場合は、その都度輝度計算をやり直して、 CLUTを更新してもよい。
[0081] 基準法線ベクトルの個数は、量子化バンプマッピングに求められる精度や最終的な 画像の品質に対する要求などに応じて、オブジェクトのモデリング時に設計すること ができる。一般には、基準法線ベクトルの個数は、計算量と画質のトレードオフによつ て決まる。また、状況に応じて画質のニーズが変わる場合には、動的に基準法線べク トルの個数を変更してもよい。また、 LOD値に応じて基準法線ベクトルの個数を変え てもよい。たとえば、ポリゴンの描画詳細度が上がるにつれて、基準法線ベクトルの個 数を増やすことにより、バンプマッピングの精度を調整することができる。
[0082] 上記の説明では、 2つのミツプマップレベル間で輝度値の補間を行った力 3っ以 上のミツプマップレベルで得られた輝度値を補間することにより、ポリゴンの LOD値に 対応した最終的な輝度値を求めてもょ 、。またミツプマップレベル間の補間機能は、 オプションであるから、画質の要求や処理性能などの要因に応じてミツプマップレべ ル間の補間を適宜省 、てもよ 、。
産業上の利用可能性
[0083] 本発明は、描画処理の分野に適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 法線ベクトルを要素としてもつ解像度の異なる複数の法線マップを解像度レベル別 に格納した法線マップ記憶部と、
描画対象物体の表面の描画詳細度に応じた解像度レベルの前記法線マップを前 記表面に写像することにより、前記表面上に疑似法線ベクトルを生成する法線べタト ル写像部と、
前記表面の法線方向を量子化した基準法線ベクトルの組であって、前記解像度レ ベル毎に異なるベクトル値の組み合わせとなるものを格納した解像度レベル別の複 数の量子化テープノレと、
前記描画詳細度に応じた解像度レベルの前記量子化テーブルを参照して、前記 表面上に生成された前記擬似法線ベクトルをその量子化テーブル内のいずれかの 前記基準法線ベクトルに置換する法線ベクトル置換部とを含むことを特徴とする描画 処理装置。
[2] 前記量子化テーブルに格納される前記基準法線ベクトルの個数は、前記描画対象 物体の前記表面上に生成される異なる前記疑似法線ベクトルの数よりも少なく設定さ れることを特徴とする請求項 1に記載の描画処理装置。
[3] 前記解像度レベル毎に、前記量子化テーブルに格納された各基準法線ベクトルの インデックスと、前記描画対象物体の表面の法線方向がその基準法線ベクトルで与 えられた場合の前記表面の輝度値とを対応づけて格納した解像度レベル別の複数 のルックアップテーブルと、
前記描画詳細度に応じた解像度レベルの前記ルックアップテーブルを参照して、 前記表面上に形成された前記基準法線べ外ルに対する輝度値を取得する輝度値 取得部とをさらに含むことを特徴とする請求項 1または 2に記載の描画処理装置。
[4] 前記法線ベクトル写像部は、前記描画詳細度に応じた少なくとも 2つの異なる解像 度レベルの前記法線マップを選択して、それぞれの法線マップを前記表面に写像す ることにより、前記表面上に各解像度レベルの疑似法線べクトルを生成し、
前記法線ベクトル置換部は、前記少なくとも 2つの異なる解像度レベルの前記量子 化テーブルを参照して、前記表面上に生成された各解像度レベルの前記擬似法線 ベクトルを各解像度レベルの量子化テーブル内のいずれかの前記基準法線ベクトル に置換し、
前記輝度値取得部は、前記少なくとも 2つの異なる解像度レベルの前記ルックアツ プテーブルを参照して、前記表面上の各解像度レベルの前記基準法線ベクトルに対 する輝度値を解像度レベル毎に取得し、取得された輝度値を前記少なくとも 2つの異 なる解像度レベル間で補間することにより、前記表面の最終的な輝度値を取得する ことを特徴とする請求項 3に記載の描画処理装置。
[5] 前記解像度レベル別の前記量子化テーブルに格納される前記基準法線ベクトル の個数は、前記解像度レベルが高 ヽほど多くなるように設定されることを特徴とする 請求項 1から 4のいずれかに記載の描画処理装置。
[6] 法線ベクトルを要素としてもつ解像度の異なる複数の法線マップの内、描画対象物 体の表面の描画詳細度に応じた解像度レベルの法線マップを前記表面に写像する ことにより、前記表面上に疑似法線ベクトルを生成するステップと、
前記表面上に生成された前記擬似法線ベクトルに対して前記解像度レベルに応じ た量子化を施し、前記疑似法線ベクトルを量子化された基準法線ベクトルに置換す るステップと、
前記表面の法線方向が前記表面上に形成された前記基準法線べクトルであると仮 定した場合の前記表面の輝度値を取得するステップとを含むことを特徴とする描画 処理方法。
[7] 前記輝度値を取得するステップは、量子化された各基準法線ベクトルのインデック スと、前記描画対象物体の表面の法線方向がその基準法線ベクトルで与えられた場 合の前記表面の輝度値とを対応づけて格納したルックアップテーブルを参照して、 前記表面上に形成された前記基準法線ベクトルに対する輝度値を取得することを特 徴とする請求項 6に記載の描画処理方法。
[8] 前記疑似法線ベクトルを生成するステップは、前記描画詳細度に応じた少なくとも 2 つの異なる解像度レベルの前記法線マップを選択して、それぞれの法線マップを前 記表面に写像することにより、前記表面上に各解像度レベルの疑似法線ベクトルを 生成し、 前記基準法線ベクトルに置換するステップは、前記表面上に生成された前記少なく とも 2つの異なる解像度レベルの前記擬似法線ベクトルに対して各解像度レベルで 異なる量子化を施し、各解像度レベルの前記疑似法線ベクトルを前記基準法線べク トルに置換し、
前記輝度値を取得するステップは、前記表面の法線方向が前記表面上に生成され た前記少なくとも 2つの異なる解像度レベルの前記基準法線ベクトルであると仮定し た場合の前記表面の輝度値を各解像度レベルにっ 、て取得し、取得された輝度値 を前記少なくとも 2つの異なる解像度レベル間で補間することにより、前記表面の最 終的な輝度値を取得することを特徴とする請求項 6または 7に記載の描画処理方法。 法線ベクトルを要素としてもつ解像度の異なる複数の法線マップの内、描画対象物 体の表面の描画詳細度に応じた解像度レベルの法線マップを前記表面に写像する ことにより、前記表面上に疑似法線ベクトルを生成するステップと、
前記表面の法線方向を量子化した基準法線ベクトルの組であって、前記解像度レ ベル毎に異なるベクトル値の組み合わせとなるものを格納した解像度レベル別の複 数の量子化テーブルの内、前記描画詳細度に応じた解像度レベルの前記量子化テ 一ブルを参照して、前記表面上に生成された前記擬似法線ベクトルをその量子化テ 一ブル内のいずれかの前記基準法線ベクトルに置換するステップと、
前記解像度レベル毎に、前記量子化テーブルに格納された各基準法線ベクトルの インデックスと、前記描画対象物体の表面の法線方向がその基準法線ベクトルで与 えられた場合の前記表面の輝度値とを対応づけて格納した解像度レベル別の複数 のルックアップテーブルの内、前記描画詳細度に応じた解像度レベルの前記ルック アップテーブルを参照して、前記表面上に形成された前記基準法線ベクトルに対す る輝度値を取得するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするプロダラ ム„
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