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JP4477257B2 - Supply video generation method for 3D video display device - Google Patents
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JP4477257B2 - Supply video generation method for 3D video display device - Google Patents

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JP4477257B2 JP2001093141A JP2001093141A JP4477257B2 JP 4477257 B2 JP4477257 B2 JP 4477257B2 JP 2001093141 A JP2001093141 A JP 2001093141A JP 2001093141 A JP2001093141 A JP 2001093141A JP 4477257 B2 JP4477257 B2 JP 4477257B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、いわゆる光線再生方式を用いた三次元映像表示装置に利用される供給映像生成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、特殊な眼鏡を必要とせずに立体映像表示を実現する方法しとて、パララックスバリア方式やレンチキュラーレンズ方式等が知られているが、これらの方式は両眼視差を有する右眼用映像と左眼用映像とを短冊状に表示画面に交互に表示することとしており、左右方向の立体感は得られるものの、上下方向の立体感は得ることができない不満がある。また、適視位置から外れると、右眼に左眼映像が入射し、左眼に右眼映像が入射する逆視といった現象などが生じ、見る位置を自由に選ぶことができないという不便もある。
【0003】
一方、近年においては、見る位置を自由に選ぶことが可能な光線再生方式と呼ばれる三次元映像表示方法が提案されるようになってきている。この光線再生方式は、平面を通過する光線の情報(すなわち、物体からの散乱光に相当する光線の方向や光線の広がり)を平面に記録・再生する方式といえるものであり、その再生装置は、例えば、図4(a)に示すように、バックライト51と、ピンホールアレイ板52と、液晶表示パネル53とによって構成することができる。ここで、ピンホールアレイ板52の各ピンホール52aからは光線が所定の範囲で幾つかの方向に出射されているとみることができる。液晶表示パネル53には各ピンホール52aに対応して画素領域(例えば、横9〜20、縦3〜20個の画素により構成される)53aが形成されることになる。画素領域53aの各画素は、対応するピンホール52aからの各方向の光線に対して光透過量を制御することとなり、これによって各方向の光線について強度が再現される。より具体には、図4(b)に示すように、例えば、ピンホール52a1 からの光線を受けることになる画素領域53a1 の画素a1 に、対象物Xの箇所X1 を表現した光透過量が設定され、ピンホール52a2 からの光線を受けることになる画素領域53a2 の画素a2 に、対象物Xの箇所X2 を表現した光透過量が設定され、ピンホール52a3 からの光線を受けることになる画素領域53a3 の画素a3 に、対象物Xの箇所X3 を表現した光透過量が設定されるというように、対象物Xの所定の点に対応して各画素において光透過量が再現されることにより、観察者Zは対象物Xを三次元的に認識することになる。また、観察者Zが下方に移動すれば、対象物Xの下側に回り込んで見たように認識することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような光線再生方式の三次元映像表示装置に与える映像データを生成する映像生成系には、コンピュータ(コンピュータグラフィック技術)が用いられる。すなわち、コンピュータ上でポリゴンオブジェクト及び複数のピンホールを仮想的に配置し、ポリゴンオブジェクトを構成する各点と前記ピンホールとを結ぶ線上に位置する仮想的に設けた記録面上の各記録画素領域における各記録画素についてのデータ(映像表示系における映像表示パネルの光透過量を設定することになるデータ)を算出するように構成される。
【0005】
具体的には、図5に示すように、対象物Xを構成する点Xaは、仮想的に設けられたピンホール60を通り、仮想的に設けられた記録面上の記録画素領域61の記録画素aに至る光線Aによって再現されることになるので、記録画素aには前記の点Xaを表現するデータを持たせるように計算処理を行う。すなわち、各光線と対象物Xを構成する各ポリゴンとの衝突判定を行い、衝突箇所でのポリゴン画素を、当該光線が通過する記録面のデータとする処理を行う。同様に、光線B乃至Iに対応する記録画素b〜iついても計算処理を行うことになる。映像生成系におけるピンホール60と記録画素領域61との位置関係は、映像表示系における各ピンホール52aと画素領域53aとの位置関係等に対応して設定されることになる。ここで、例えば、光線Aは、対象物Xを構成するポリゴンのうち裏面側のポリゴンと表面側のポリゴンの二つを通過(衝突)するので、二つの記録画素データが得られるが、例えば、これら二つのポリゴンのZ座標値に基づいてどちらのポリゴンが観察者に近いかを判定し、観察者に近い方の記録画素データを採用する処理を行うことになる。
【0006】
このような光線再生方式の三次元映像表示装置では、上述した原理にて観察者Zに三次元的に映像を認識させることができるものの、表示映像の作成のための計算量が膨大になり、表示映像を高速で作成することができなかった。
【0007】
この発明は、上記の事情に鑑み、三次元映像表示装置への表示映像を高速で作成することを可能とする三次元映像表示装置への供給映像生成方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の三次元映像表示装置への供給映像生成方法は、上記の課題を解決するために、物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状の光出射部を所定間隔で平面状に配置して成る光源装置と、この光源装置の光出射側に配置された映像表示パネルと、各光出射部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、を備えて成る三次元映像表示装置の前記映像表示パネルに与える表示映像を生成する方法において、表示しようとする前記物体、前記点状の光出射部、及び前記映像表示パネルの配置関係に対応させて、前記物体となるポリゴン集合体、複数のピンホール、及び記録面をコンピュータ上で仮想的に配置して、各光線と前記ポリゴン集合体との交点部の画素情報を前記光線が通過する記録面上の記録画素とする計算処理を行う一方、前記ポリゴン集合体を構成する各ポリゴンのうち、その法線と光線広がりの最大幅の光線との成す角度が観察者側から見て90度を越えるポリゴンについては、前記計算処理の対象から除外する処理を行うことを特徴とする。
【0009】
従来においては、一つの物体を構成しているポリゴンのうち裏面側のポリゴンと表面側のポリゴンの二つに光線が衝突するときには、二つの記録画素データが得られ、そのうちの一つを採用する処理を行っていたが、この発明の方法では、観察可能範囲外となるポリゴンについては予め計算処理の対象外とするので、二つの記録画素データが得られるといったことは無くなる。すなわち、採用されない記録画素データを得る無駄な計算処理が無くなる分、映像生成のめたの計算処理が速くなり、三次元映像表示装置への表示映像が高速で作成される。
【0010】
また、三次元映像表示装置への供給映像生成方法は、映像を表示する映像表示パネルと、この映像表示パネルからの映像光が入射される点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状光透過部形成パネルと、各点状光透過部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、を備えて成る三次元映像表示装置の前記映像表示パネルに与える表示映像を生成する方法において、表示しようとする前記物体、前記所定間隔で平面状に配置された点状光透過部、及び前記映像表示パネルの配置関係に対応させて、前記物体となるポリゴン集合体、複数のピンホール、及び記録面をコンピュータ上で仮想的に配置して、各光線と前記ポリゴン集合体との交点部の画素情報を前記光線が通過する記録面上の記録画素とする計算処理を行う一方、前記ポリゴン集合体を構成する各ポリゴンのうち、その法線と光線広がりの最大幅の光線との成す角度が観察者側から見て90度を越えるポリゴンについては、前記計算処理の対象から除外する処理を行うことを特徴とする。
【0011】
上記構成においても、観察可能範囲外となるポリゴンについては予め計算処理の対象外とするので、採用されない記録画素データを得る無駄な計算処理が無くなる分、映像生成のめたの計算処理が速くなり、三次元映像表示装置への表示映像が高速で作成されることになる。
【0012】
除外計算処理を全ポリゴンに対して行った後に、記録画素を生成する計算処理を除外後の残りのポリゴンに対して行うようにしてもよい。また、ポリゴンに対する除外計算処理を、各ポリゴンに対する記録画素生成の前段階で逐次行うようにしてもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態の三次元映像表示装置への供給映像生成方法を図1乃至図3に基づいて説明する。
【0014】
図1(a)は映像生成系の概念を示した説明図であり、同図(b)は映像表示系である三次元映像表示装置を示した説明図である。
【0015】
映像生成系では、表示対象である対象物Y(ポリゴンオブジェクト)、複数のピンホール11、及び記録面12を、映像表示系で表示しようとする対象物、ピンホールアレイ板1に設けた複数のピンホール1a、及び液晶表示パネル2の配置関係に対応させて、コンピュータ上で仮想的に配置することになる。そして、各ピンホール1aに対応して設定される画素領域3が横9個、縦9個の合計81個の画素3aで構成されるなら、映像生成系の記録面12においても、各ピンホール11に対応する記録画素領域13は横9個、縦9個の合計81個の記録画素13aにより構成される。
【0016】
そして、映像生成系では、上記のごとく対象物Yやピンホール11や記録面12を仮想的に設定した後、対象物Yを構成する各点と前記ピンホール11とを結ぶ線上に位置する記録面12上の各記録画素領域13における各記録画素13a…についてデータ生成のための計算処理を行う。図の例であれば、対象物Yの点Y1 はピンホール11Aを通り、記録画素領域13Aの画素13a1 に到達するので、記録画素13a1 には対象物Yの点Y1 を表現するデータ(映像表示系における映像表示パネルの光透過量を設定することになるデータ)が計算処理によって求められる。対象物Yの各点について同様の計算処理を行うことで、全ての記録画素13aのデータが求められ、このデータに基づいた電圧値を三次元映像表示装置の液晶表示パネル2の各画素3aに与えることで、各画素3aの光透過量が設定され、観察者Zは対象物Yを三次元的に認識することになる。
【0017】
図2は、従来項の説明で用いた図5に対応させたかたちで図1(a)の映像生成系の概念を示している。対象物Yを構成する点Yaは、仮想的に設けられたピンホール11を通り、仮想的に設けられた記録面上の記録画素領域13の記録画素13a(a)に至る光線Aによって再現されることになるので、記録画素13a(a)には前記の点Yaを表現するデータを持たせるように計算処理を行う。すなわち、各光線と対象物Yを構成する各ポリゴンとの衝突判定を行い、衝突箇所でのポリゴン画素を、当該光線が通過する記録面のデータとする処理を行う。同様に、光線B乃至Iに対応する記録画素13a(b〜i)についても計算処理を行うことになる。
【0018】
ここで、各ピンホール11と記録画素領域13の最縁を結ぶ光線(図1(a)の光線J1 ,J2 ,J3 ,J4 参照)の範囲内が観察可能範囲(対象物Yを回り込んで見ることができる範囲)となる。この観察可能範囲において、対象物Yを構成しているポリゴンには、観察者に見えるものと、観察者から見えないものとが存在する。具体的には、図2に示すように、各ピンホール11から記録画素領域13の最縁を通る光線(上下方向ではA,I)に対してポリゴン法線が90度を越えるポリゴンについては、たとえ観察者が頭部位置を上下にずらしても見えないものとなる。図2に示す角度θは、上下方向について当該角度の範囲に法線が存在するポリゴンは観察されないことを示している。なお、左右方向についても同様に角度範囲が定まる。かかる点に着目し、各光線と対象物Yを構成する各ポリゴンとの衝突判定に先立ち、法線が角度θの範囲に存在するポリゴンを選び出し、衝突判定の対象から除外する。すなわち、前記ポリゴン集合体を構成する各ポリゴンのうち、その法線と光線広がりの最大幅の光線との成す角度が観察者側から見て90度を越えるポリゴンについては、計算処理の対象から除外する処理を行う。
【0019】
図3は、上記の除外処理を示したフローチャートである。まず、削除範囲とする法線領域(前記θに相当)を設定する(ステップS1)。次に、ポリゴンの法線方向を判定し(ステップS2)、法線方向が削除範囲かどうかを判定する(ステップS3)。削除範囲であれば、当該ポリゴンについては、物体データから削除し(ステップS4)、ステップS5に進む。一方、削除範囲外であれば、そのままステップS5に進む。ステップS5では、全ポリゴンについて終了したかどうかの判定がなされ、NOであれば、ステップS2に進む。一方、全ポリゴンについての削除判定処理が終了したなら、Z値探索処理に進む。Z値探索処理は、各ポリゴンのZを探索し、観察者に近いポリゴンを決定する衝突判定を行っていく処理である。
【0020】
なお、図3のフローチャートに示した処理は、ポリゴンに対する除外処理を行った後に、記録画素を生成する計算処理を除外後の残りのポリゴンに対して行うこととしたが、これに限るものではなく、観察者に近いポリゴンを決定する衝突判定を行う際に、当該ポリゴンが削除範囲にあるかどうかを判定し、削除範囲でなければ衝突判定に進む一方、削除範囲であれば衝突判定は行わずに次に観察に近いポリゴンデータを読み出し、同様にその衝突判定を行う前段階でそのポリゴンが削除範囲にあるかどうかを判定するといった方法を採用してもよい。
【0021】
また、上記実施例においては、点光源の前方に映像表示パネルを配置する光線再生方式の三次元映像表示装置に対応させて表示映像を生成する方法について説明したが、映像表示パネルの前方にピンホールアレイ板等を配置する光線再生方式の三次元映像表示装置の装置に対しても、同様の方法により表示映像を生成することができる。
【0022】
すなわち、映像を表示する映像表示パネルと、この映像表示パネルからの映像光が入射される点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状光透過部形成パネルと、各点状光透過部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、を備えて成る三次元映像表示装置の前記映像表示パネルに与える表示映像を生成する方法において、表示しようとする前記物体、前記所定間隔で平面状に配置された点状光透過部、及び前記映像表示パネルの配置関係に対応させて、前記物体となるポリゴン集合体、複数のピンホール、及び記録面をコンピュータ上で仮想的に配置して、各光線と前記ポリゴン集合体との交点部の画素情報を前記光線が通過する記録面上の記録画素とする計算処理を行う一方、前記ポリゴン集合体を構成する各ポリゴンのうち、その法線と光線広がりの最大幅の光線との成す角度が90度を越えるポリゴンについては、前記計算処理の対象から除外する処理を行うようにしてもよい。これは、図2において、ピンホール11を記録面12の右側に配置したかたちをコンピュータ上で構成して、映像データを生成することに相当する。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明においては、観察可能範囲外となるポリゴンについては予め計算処理の対象外とし、採用されない記録画素データを得る無駄な計算処理が無くなるため、映像生成のめたの計算処理が速くなり、三次元映像表示装置への表示映像を高速で作成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を示す図であって、同図(a)は三次元映像表示装置に供給する映像を生成する映像生成系の概念を示した説明図であり、同図(b)は三次元映像表示装置を示した説明図である。
【図2】この発明の実施形態の映像生成系の概念を示した説明図である。
【図3】この発明の実施形態の処理を示したフローチャートである。
【図4】三次元映像表示装置の一例を示した断面図であり、同図(b)はその作用説明図である。
【図5】三次元映像表示装置への従来の供給映像生成方法を示した説明図である。
【符号の説明】
1 ピンホールアレイ板
1a ピンホール
2 液晶表示パネル
3 画素領域
3a 画素
11 ピンホール
12 記録面
13 記録画素領域
13a記録画素
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a supply image generation method used for a three-dimensional image display apparatus using a so-called light beam reproduction method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a parallax barrier method, a lenticular lens method, and the like are known as methods for realizing stereoscopic image display without requiring special glasses, but these methods are for the right eye having binocular parallax. The video and the left-eye video are alternately displayed in a strip shape on the display screen, and although there is a left-right stereoscopic effect, there is a complaint that a vertical stereoscopic effect cannot be obtained. Further, if the viewing position deviates from the proper viewing position, a phenomenon such as reverse viewing in which the left eye image enters the right eye and the right eye image enters the left eye may occur, and the viewing position cannot be freely selected.
[0003]
On the other hand, in recent years, a three-dimensional video display method called a light beam reproduction method capable of freely selecting a viewing position has been proposed. This light beam reproduction method can be said to be a method for recording / reproducing information on the light ray passing through the plane (that is, the direction of the light ray corresponding to the scattered light from the object and the spread of the light ray) on the plane. For example, as shown in FIG. 4A, the backlight 51, the pinhole array plate 52, and the liquid crystal display panel 53 can be used. Here, it can be considered that light is emitted from each pinhole 52a of the pinhole array plate 52 in several directions within a predetermined range. In the liquid crystal display panel 53, a pixel region (for example, composed of 9 to 20 pixels in the horizontal direction and 3 to 20 pixels in the vertical direction) 53a is formed corresponding to each pinhole 52a. Each pixel in the pixel region 53a controls the amount of light transmitted with respect to the light beam in each direction from the corresponding pinhole 52a, thereby reproducing the intensity of the light beam in each direction. Light More specifically, as shown in FIG. 4 (b), for example, the pixels a 1 pixel region 53a 1 which will receive a light beam from the pinhole 52a 1, representing the position X 1 of an object X A transmission amount is set, and a light transmission amount representing the location X 2 of the object X is set in the pixel a 2 of the pixel region 53a 2 that receives light from the pin hole 52a 2, and the light transmission amount from the pin hole 52a 3 is set. Corresponding to a predetermined point of the object X, such that a light transmission amount expressing the position X 3 of the object X is set in the pixel a 3 of the pixel region 53a 3 that receives the light beam of By reproducing the light transmission amount in the pixel, the observer Z recognizes the object X three-dimensionally. Further, if the observer Z moves downward, the observer Z recognizes as if he / she saw around the object X.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a computer (computer graphic technology) is used for a video generation system for generating video data to be given to such a light reproduction type three-dimensional video display device. In other words, a polygon object and a plurality of pinholes are virtually arranged on a computer, and each recording pixel area on a virtually provided recording surface located on a line connecting each point constituting the polygon object and the pinhole Is configured to calculate data for each recording pixel (data for setting the light transmission amount of the video display panel in the video display system).
[0005]
Specifically, as shown in FIG. 5, the point Xa constituting the object X passes through the virtually provided pinhole 60 and records in the recording pixel area 61 on the virtually provided recording surface. Since it is reproduced by the light ray A reaching the pixel a, a calculation process is performed so that the recording pixel a has data representing the point Xa. That is, the collision determination between each light ray and each polygon constituting the object X is performed, and the polygon pixel at the collision point is processed as data on the recording surface through which the light ray passes. Similarly, calculation processing is performed for the recording pixels b to i corresponding to the light beams B to I. The positional relationship between the pinhole 60 and the recording pixel region 61 in the video generation system is set corresponding to the positional relationship between each pinhole 52a and the pixel region 53a in the video display system. Here, for example, the ray A passes through (collides with) the polygon on the back surface side and the polygon on the front surface side among the polygons constituting the object X, so that two recorded pixel data are obtained. Based on the Z coordinate values of these two polygons, it is determined which polygon is closer to the observer, and a process of adopting the recording pixel data closer to the observer is performed.
[0006]
In such a three-dimensional image display device of the ray reproduction method, although the observer Z can recognize the image three-dimensionally according to the principle described above, the amount of calculation for creating the display image becomes enormous, The display image could not be created at high speed.
[0007]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for generating a supply video to a 3D video display device that can create a display video to the 3D video display device at high speed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the supply image generation method for the 3D image display apparatus according to the present invention is configured so that the point-like light emitting portions that give the light beams corresponding to the scattered light from the object are planar at predetermined intervals. A light source device arranged, a video display panel arranged on the light emission side of the light source device, and a display panel drive for setting a display video to be displayed in each pixel area of the video display panel corresponding to each light emission unit A display image to be provided to the video display panel of a 3D video display device comprising: means for displaying the object, the pointed light emitting portion, and the arrangement of the video display panel Corresponding to the polygonal assembly, a plurality of pinholes, and a recording surface are virtually arranged on a computer, and pixel information of the intersection of each light ray and the polygonal assembly is obtained by the light ray. Through While the calculation process is performed on the recording surface to be recorded on the recording surface, the angle formed by the normal line of the polygons constituting the polygon aggregate and the light beam having the maximum width of the light beam spread is 90 from the observer side. A process of excluding polygons exceeding the degree from the calculation process target is performed.
[0009]
Conventionally, when a light ray collides with a polygon on the back side and a polygon on the front side among the polygons constituting one object, two recorded pixel data are obtained, and one of them is adopted. Although processing has been performed, in the method of the present invention, polygons that are outside the observable range are excluded from calculation processing in advance, so that two recorded pixel data are not obtained. That is, since there is no useless calculation processing for obtaining recording pixel data that is not employed, the calculation processing for generating the video is accelerated, and a display video on the 3D video display device is created at high speed.
[0010]
In addition, in the method of generating a supply image to the 3D image display device, an image display panel for displaying an image and a point light transmitting portion to which image light from the image display panel is incident are arranged in a plane at a predetermined interval. And a display panel drive for setting a display image to be displayed in each pixel area of the video display panel corresponding to each point light transmission unit. Means for generating a display image to be provided to the image display panel of a three-dimensional image display device comprising: the object to be displayed; the point light transmission portions arranged in a plane at the predetermined interval; In correspondence with the arrangement relationship of the video display panel, a polygon aggregate serving as the object, a plurality of pinholes, and a recording surface are virtually arranged on a computer, and each ray and the polygon aggregate are While calculating the pixel information of the point portion as a recording pixel on the recording surface through which the light beam passes, among the polygons constituting the polygon aggregate, the normal line and the light beam with the maximum width of the light beam spread. A process of excluding a polygon whose angle formed by the observer exceeds 90 degrees as viewed from the observer side is excluded from the calculation processing target.
[0011]
Even in the above configuration, polygons that are outside the observable range are not subject to calculation processing in advance, so that unnecessary calculation processing for obtaining recording pixel data that is not employed is eliminated, and the calculation processing for image generation is accelerated. Thus, a display image on the 3D image display device is created at high speed.
[0012]
After the exclusion calculation process is performed on all the polygons, the calculation process for generating the recording pixel may be performed on the remaining polygons after the exclusion. Further, the exclusion calculation process for polygons may be sequentially performed before the recording pixel generation for each polygon.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a method for generating a supplied image to a 3D image display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
FIG. 1A is an explanatory diagram showing the concept of a video generation system, and FIG. 1B is an explanatory diagram showing a 3D video display device which is a video display system.
[0015]
In the video generation system, an object Y (polygon object) to be displayed, a plurality of pinholes 11 and a recording surface 12 are displayed on the object to be displayed on the video display system, a plurality of pinhole array plates 1. Corresponding to the positional relationship between the pinhole 1a and the liquid crystal display panel 2, they are virtually arranged on the computer. If the pixel area 3 set corresponding to each pinhole 1a is composed of a total of 81 pixels 3a of 9 horizontal and 9 vertical, each pinhole is also formed on the recording surface 12 of the video generation system. The recording pixel area 13 corresponding to 11 is composed of a total of 81 recording pixels 13a of 9 horizontal and 9 vertical.
[0016]
In the video generation system, the object Y, the pinhole 11 and the recording surface 12 are virtually set as described above, and then the recording is located on the line connecting the points constituting the object Y and the pinhole 11. Calculation processing for data generation is performed for each recording pixel 13a in each recording pixel region 13 on the surface 12. In the example shown in the figure, the point Y 1 of the object Y passes through the pinhole 11A and reaches the pixel 13a 1 of the recording pixel region 13A. Therefore, the point Y 1 of the object Y is expressed in the recording pixel 13a 1. Data (data that sets the light transmission amount of the video display panel in the video display system) is obtained by calculation processing. By performing the same calculation process for each point of the object Y, data of all the recording pixels 13a is obtained, and a voltage value based on this data is applied to each pixel 3a of the liquid crystal display panel 2 of the 3D video display device. By giving, the light transmission amount of each pixel 3a is set, and the observer Z recognizes the object Y three-dimensionally.
[0017]
FIG. 2 shows the concept of the video generation system of FIG. 1A in a form corresponding to FIG. 5 used in the description of the conventional section. The point Ya constituting the object Y is reproduced by the light ray A that passes through the virtually provided pinhole 11 and reaches the recording pixel 13a (a) of the recording pixel region 13 on the virtually provided recording surface. Therefore, the calculation process is performed so that the recording pixel 13a (a) has data representing the point Ya. That is, the collision determination between each light ray and each polygon constituting the object Y is performed, and the polygon pixel at the collision point is processed as data on the recording surface through which the light ray passes. Similarly, calculation processing is performed for the recording pixels 13a (b to i) corresponding to the light beams B to I.
[0018]
Here, the observable range (object Y) is within the range of light rays (see the light rays J 1 , J 2 , J 3 , and J 4 in FIG. 1A) connecting the pinholes 11 and the outermost edges of the recording pixel region 13. Can be seen by wrapping around. In this observable range, there are polygons constituting the object Y that are visible to the observer and those that are not visible to the observer. Specifically, as shown in FIG. 2, for polygons whose polygon normal exceeds 90 degrees with respect to light rays (A, I in the vertical direction) passing from each pinhole 11 to the outermost edge of the recording pixel region 13, Even if the observer shifts the head position up and down, it will not be visible. The angle θ shown in FIG. 2 indicates that a polygon having a normal in the range of the angle in the vertical direction is not observed. The angle range is determined in the same way in the left-right direction. Focusing on this point, prior to collision determination between each ray and each polygon constituting the object Y, a polygon having a normal in the range of the angle θ is selected and excluded from the collision determination target. That is, among the polygons constituting the polygon aggregate, polygons in which the angle between the normal line and the light beam having the maximum width of the light beam spread exceeds 90 degrees as viewed from the observer side are excluded from calculation processing. Perform the process.
[0019]
FIG. 3 is a flowchart showing the above exclusion process. First, a normal region (corresponding to the above θ) as a deletion range is set (step S1). Next, the normal direction of the polygon is determined (step S2), and it is determined whether the normal direction is within the deletion range (step S3). If it is within the deletion range, the polygon is deleted from the object data (step S4), and the process proceeds to step S5. On the other hand, if it is outside the deletion range, the process directly proceeds to step S5. In step S5, it is determined whether or not all polygons have been completed. If NO, the process proceeds to step S2. On the other hand, if the deletion determination process for all polygons is completed, the process proceeds to the Z value search process. The Z value search process is a process of searching for Z of each polygon and performing collision determination to determine a polygon close to the observer.
[0020]
Note that the processing shown in the flowchart of FIG. 3 is performed on the remaining polygons after the exclusion processing is performed on the remaining polygons after the exclusion processing on the polygons is performed. However, the present invention is not limited to this. When performing collision determination to determine a polygon close to the observer, it is determined whether or not the polygon is in the deletion range, and if it is not in the deletion range, the process proceeds to collision determination. Alternatively, a method may be employed in which polygon data close to the next observation is read out, and similarly, it is determined whether or not the polygon is in the deletion range before the collision determination.
[0021]
In the above embodiment, the method for generating the display image corresponding to the light reproduction type 3D image display device in which the image display panel is arranged in front of the point light source has been described. A display image can be generated by a similar method for a light-reproducing three-dimensional image display device in which a hole array plate or the like is arranged.
[0022]
That is, an image display panel for displaying an image and a point-like light transmitting portion on which image light from the image display panel is incident are arranged in a plane at a predetermined interval to give a light beam group corresponding to scattered light from an object. A three-dimensional video display device comprising: a point light transmission part forming panel; and display panel driving means for setting a display video to be displayed in each pixel region of the video display panel corresponding to each point light transmission part. In the method of generating a display image to be given to the image display panel, in correspondence with the arrangement relationship between the object to be displayed, the point light transmission portions arranged in a plane at the predetermined interval, and the image display panel, The polygon aggregate, the plurality of pinholes, and the recording surface that are the objects are virtually arranged on a computer, and the light beam passes through pixel information at the intersection of each ray and the polygon aggregate. While performing the calculation process for recording pixels on the surface, among the polygons constituting the polygon aggregate, for the polygons whose angle between the normal line and the light beam with the maximum width of light spread exceeds 90 degrees, You may make it perform the process excluded from the object of a calculation process. This corresponds to generating video data by composing on the computer the pinhole 11 arranged on the right side of the recording surface 12 in FIG.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, polygons that are out of the observable range are excluded from calculation processing in advance, and useless calculation processing for obtaining recording pixel data that is not employed is eliminated, so that calculation for image generation is not performed. The processing speeds up and the display image on the 3D image display device can be created at high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 (a) is an explanatory diagram showing a concept of a video generation system for generating video to be supplied to a 3D video display device. b) is an explanatory view showing a 3D video display device.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a concept of a video generation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing processing of the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a three-dimensional image display device, and FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a conventional method for generating a supplied video to a 3D video display device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pinhole array board 1a Pinhole 2 Liquid crystal display panel 3 Pixel area 3a Pixel 11 Pinhole 12 Recording surface 13 Recording pixel area 13a Recording pixel

Claims (4)

物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状の光出射部を所定間隔で平面状に配置して成る光源装置と、この光源装置の光出射側に配置された映像表示パネルと、各光出射部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、を備えて成る三次元映像表示装置の前記映像表示パネルに与える表示映像を生成する方法において、
表示しようとする前記物体、前記点状の光出射部、及び前記映像表示パネルの配置関係に対応させて、前記物体となるポリゴン集合体、複数のピンホール、及び記録面をコンピュータ上で仮想的に配置して、各光線と前記ポリゴン集合体との交点部の画素情報を前記光線が通過する記録面上の記録画素とする計算処理を行う一方、前記ポリゴン集合体を構成する各ポリゴンのうち、その法線と光線広がりの最大幅の光線との成す角度が観察者側から見て90度を越えるポリゴンについては、前記計算処理の対象から除外する処理を行うことを特徴とする三次元映像表示装置への供給映像生成方法。
A light source device in which point-like light emitting portions that give a group of rays corresponding to scattered light from an object are arranged in a plane at predetermined intervals, a video display panel arranged on the light emitting side of the light source device, and A display panel driving means for setting a display image to be displayed in each pixel region of the image display panel corresponding to the light emitting unit, and a method for generating a display image to be provided to the image display panel of the 3D image display device In
The polygon aggregate, the plurality of pinholes, and the recording surface that are the object are virtually displayed on the computer in correspondence with the arrangement relationship of the object to be displayed, the point-like light emitting unit, and the video display panel. And calculating the pixel information at the intersection of each light ray and the polygon aggregate as a recording pixel on the recording surface through which the light ray passes, while out of the polygons constituting the polygon aggregate In addition, a 3D image is characterized in that a polygon in which the angle between the normal line and the light beam having the maximum width of the light beam spread exceeds 90 degrees as viewed from the observer side is excluded from the calculation processing target. Supply video generation method for display device.
映像を表示する映像表示パネルと、この映像表示パネルからの映像光が入射される点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状光透過部形成パネルと、各点状光透過部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、を備えて成る三次元映像表示装置の前記映像表示パネルに与える表示映像を生成する方法において、
表示しようとする前記物体、前記所定間隔で平面状に配置された点状光透過部、及び前記映像表示パネルの配置関係に対応させて、前記物体となるポリゴン集合体、複数のピンホール、及び記録面をコンピュータ上で仮想的に配置して、各光線と前記ポリゴン集合体との交点部の画素情報を前記光線が通過する記録面上の記録画素とする計算処理を行う一方、前記ポリゴン集合体を構成する各ポリゴンのうち、その法線と光線広がりの最大幅の光線との成す角度が観察者側から見て90度を越えるポリゴンについては、前記計算処理の対象から除外する処理を行うことを特徴とする三次元映像表示装置への供給映像生成方法。
An image display panel for displaying an image and a point-like light transmitting portion on which image light from the image display panel is incident are arranged in a plane at a predetermined interval to give a light beam corresponding to scattered light from an object The video of a 3D video display device comprising: a light transmission part forming panel; and display panel driving means for setting a display video to be displayed in each pixel region of the video display panel corresponding to each point light transmission part In a method for generating a display image to be given to a display panel,
Corresponding to the positional relationship of the object to be displayed, the point-like light transmission portions arranged in a plane at the predetermined intervals, and the video display panel, a polygon aggregate, a plurality of pinholes as the object, and While the recording surface is virtually arranged on a computer, calculation processing is performed in which pixel information at the intersection of each light ray and the polygon aggregate is used as a recording pixel on the recording surface through which the light ray passes. Of the polygons constituting the body, a polygon whose angle between the normal line and the light beam having the maximum width of the light beam spread exceeds 90 degrees as viewed from the viewer side is excluded from the calculation processing target. A method of generating a supply image to a 3D image display device.
請求項1又は請求項2に記載の三次元映像表示装置への供給映像生成方法において、除外計算処理を全ポリゴンに対して行った後に、記録画素を生成する計算処理を除外後の残りのポリゴンに対して行うことを特徴とする三次元映像表示装置への供給映像生成方法。3. The method of generating a supply image to the 3D image display device according to claim 1 or 2, wherein after performing the exclusion calculation process for all the polygons, the remaining polygons after the calculation process for generating a recording pixel is excluded. A method for generating a supplied video to a 3D video display device, characterized in that 請求項1又は請求項2に記載の三次元映像表示装置への供給映像生成方法において、ポリゴンに対する除外計算処理を、各ポリゴンに対する記録画素生成の前段階で逐次行うことを特徴とする三次元映像表示装置への供給映像生成方法。3. The method of generating a supply image to a 3D image display apparatus according to claim 1 or 2, wherein the exclusion calculation process for polygons is sequentially performed at a stage prior to recording pixel generation for each polygon. Supply video generation method for display device.
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