JP4777162B2 - Image special effect device and image special effect method - Google Patents
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Description
本発明は、映像製作等に用いる画像特殊効果装置および画像特殊効果方法に関し、特に、光源と視点の関係を考慮した照明処理を行い、写実的な特殊効果をリアルタイムに表現し、多種類の特殊効果画像に対応できる装置の単純化かつ小型化を図るものである。 The present invention relates to an image special effect device and an image special effect method used for video production and the like, and in particular, performs illumination processing in consideration of the relationship between a light source and a viewpoint, expresses a realistic special effect in real time, and a variety of special effects. It is intended to simplify and miniaturize an apparatus that can deal with effect images.
従来から、特殊効果画像の種類に応じて照明効果を与えるために、あらかじめ定められた複数の効果面の形状に対応する複数の照明パターンが記憶されたテーブル値を混合することにより、さまざまな形状の効果面に対する照明効果を得られる映像効果装置が記載されている。(例えば、特許文献1参照)
しかし、上述した従来の特許文献1記載の特殊効果装置では、さまざまな照明パターンをあらかじめ定めることと、効果面に応じた最適な照明パターンの組み合わせを決めなくてはならないという事情がある。さらに、新規に特殊効果機能を追加した場合、実装済みの照明パターンでは最適な組み合わせが見つからない事情もある。
However, the above-described special effect device described in
また、一般的に、効果面の形状の影響を受けないための鏡面反射の照明効果を実現する場合の計算方法は、光源ベクトル(L)、効果面の法線ベクトル(N)で構成される反射ベクトルをR、視点ベクトルをVとした上で、反射方向ベクトルRは、例えば数式1によって算出するものがある。
In general, a calculation method for realizing a specular reflection illumination effect so as not to be affected by the shape of the effect surface includes a light source vector (L) and an effect surface normal vector (N). Assuming that the reflection vector is R and the viewpoint vector is V, the reflection direction vector R is calculated by, for example,
反射方向ベクトルR=(2(L・N)N−L) ・・・・数式1
Reflection direction vector R = (2 (L · N) N−L)
数式1に視点ベクトルVの内積を計算することで、視点方向の反射率を計算することができる。この数式1の計算回路は、乗算器が豊富に搭載されているFPGAデバイスへの実装は容易であるが、平面と曲面を組み合わせた照明効果は、連続的で滑らかであるが、例えば平面と曲面との組み合わせによって複数ページを有する本のような効果面を想定する場合、ページめくりの操作が速いと、照明効果の視認性に欠け、メリハリのない特殊効果画像になってしまうという事情がある。
By calculating the inner product of the viewpoint vector V in
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、照明効果のパターンがあらかじめ定められておらず、かつ効果面の形状が素早く変化するような場合であっても、様々な画像特殊効果に対応する照明効果を実現できる画像特殊効果装置および画像特殊効果方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and various image special effects can be obtained even when the illumination effect pattern is not predetermined and the shape of the effect surface changes quickly. It is an object to provide an image special effect device and an image special effect method capable of realizing a lighting effect corresponding to the above.
上記目的を達成するために、本発明の第1の画像特殊効果装置は、入力された画像に関する画像情報には曲面を有する面において任意の視点から見た場合の光源からの光による照明効果が付加され、前記面に前記画像情報をマッピングさせて得られる映像信号を出力する画像特殊効果装置であって、前記面の水平方向座標および垂直方向座標の位置を示す直交座標データおよび前記面の形状に基づいて、前記面の位置における法線方向のベクトルを示す法線ベクトルを生成する法線ベクトル生成部と、前記法線ベクトル、前記光源の方向の単位ベクトルを示す光源方向単位ベクトル、前記視点の方向のベクトルを示す視点ベクトルV、および任意の値Aを用いた式であるA(2(L・N)N−2L)・Vの計算により、前記視点方向への前記光の反射率を生成する照明効果生成部と、前記画像および前記反射率に基づいて、前記画像情報を作成する画像情報作成部とを有する構成としている。 In order to achieve the above object, in the first image special effect device of the present invention, the image information related to the input image has a lighting effect by light from a light source when viewed from an arbitrary viewpoint on a curved surface. An image special effect device, which is added and outputs a video signal obtained by mapping the image information on the surface, and includes orthogonal coordinate data indicating the position of the horizontal coordinate and the vertical coordinate of the surface, and the shape of the surface A normal vector generating unit that generates a normal vector indicating a normal vector in the position of the surface, a light source direction unit vector indicating the normal vector, a unit vector of the light source direction, and the viewpoint By calculating a viewpoint vector V indicating a vector in the direction of A and an expression (A (2 (L · N) N−2L) · V) using an arbitrary value A, the view direction V A lighting effect generator for generating a reflectance of, based on the image and the reflectance has a configuration having an image information creation unit that creates the image information.
この構成により、照明効果のパターンがあらかじめ定められておらず、かつ効果面の形状が素早く変化するような場合であっても、様々な画像特殊効果に対応する照明効果を実現できる。 With this configuration, even if the illumination effect pattern is not predetermined and the shape of the effect surface changes quickly, illumination effects corresponding to various image special effects can be realized.
また、本発明の第2の画像特殊効果装置は、前記任意の値Aを変更することができる任意値変更部を有する構成としている。 In addition, the second image special effect device of the present invention is configured to include an arbitrary value changing unit capable of changing the arbitrary value A.
この構成により、ページめくりの特定の部分に対するライティング、シェーディング処理に応じた照明効果を調整することが可能になり、大規模な新規計算回路を追加しなくても、視認性良好な照明効果を実現することができ、画像特殊効果装置を小型化することができる。 With this configuration, it is possible to adjust the lighting effect according to the lighting and shading processing for a specific part of the page turning, and realize a lighting effect with good visibility without adding a large-scale new calculation circuit The image special effect device can be downsized.
また、本発明の第3の画像特殊効果装置は、前記照明効果生成部が、生成される前記反射率の候補を複数有し、前記複数の候補の中から1つの反射率を生成する構成としている。 Further, in the third image special effect device of the present invention, the lighting effect generation unit has a plurality of candidates for the reflectance to be generated, and generates one reflectance from the plurality of candidates. Yes.
この構成により、複数種類の照明効果データ算出式を切り替えることが可能になり、ページめくり効果以外にも、ボール効果など他の画像特殊効果での照明効果を汎用的に計算でき、画像特殊効果装置を小型化することができる。 With this configuration, it is possible to switch between multiple types of lighting effect data calculation formulas, and in addition to the page turning effect, lighting effects can be calculated for other image special effects such as the ball effect. Can be miniaturized.
また、本発明の第1の画像特殊効果方法は、画像特殊効果装置を用いて、入力された画像に関する画像情報には曲面を有する面において任意の視点から見た場合の光源からの光による照明効果を付加し、前記面に前記画像情報をマッピングさせて得られる映像信号を出力する画像特殊効果方法であって、前記画像特殊効果装置が備える法線ベクトル生成部が、前記面の水平方向座標および垂直方向座標の位置を示す直交座標データおよび前記面の形状に基づいて、前記面の位置における法線方向のベクトルを示す法線ベクトルNを生成する法線ベクトル生成ステップと、前記画像特殊効果装置が備える照明効果生成部が、前記法線ベクトルN、前記光源の方向の単位ベクトルを示す光源方向単位ベクトルL、前記視点の方向のベクトルを示す視点ベクトルV、および任意の値Aを用いた式であるA(2(L・N)N−2L)・Vの計算により、前記視点方向への前記光の反射率を生成する照明効果生成ステップと、前記画像特殊効果装置が備える画像情報作成部が、前記画像および前記反射率に基づいて、前記画像情報を作成する画像情報作成ステップと、を有する方法としている。 The first image special effect method of the present invention uses an image special effect device to illuminate the input image information with light from a light source when viewed from an arbitrary viewpoint on a curved surface. adding effects, an the image information by mapping image special effect how to output a video signal obtained on the surface normal vector generation unit, wherein the image special effect apparatus provided in the horizontal direction of the face A normal vector generation step for generating a normal vector N indicating a vector in a normal direction at the position of the surface based on the orthogonal coordinate data indicating the coordinates and the position of the vertical coordinate and the shape of the surface; lighting effect generator which effect device included in the normal vector N, the light source direction unit vector L indicating the unit vector in the direction of the light source, indicate the direction of the vector of the viewpoint Viewpoint vector V, and the calculation of any is an expression using a value A A (2 (L · N ) N-2L) · V, lighting effects generating step of generating a reflectance of the light to the viewpoint direction And an image information creating unit provided in the image special effect device includes an image information creating step of creating the image information based on the image and the reflectance.
この方法により、照明効果のパターンがあらかじめ定められておらず、かつ効果面の形状が素早く変化するような場合であっても、様々な画像特殊効果に対応する照明効果を実現できる。 By this method, it is possible to realize lighting effects corresponding to various image special effects even when the pattern of the lighting effect is not predetermined and the shape of the effect surface changes quickly.
本発明は、照明効果のパターンがあらかじめ定められておらず、かつ効果面の形状が素早く変化するような場合であっても、様々な画像特殊効果に対応する照明効果を実現できる画像特殊効果装置および画像特殊効果方法を提供することを目的としている。 The present invention provides an image special effect device that can realize lighting effects corresponding to various image special effects even when the pattern of the lighting effect is not predetermined and the shape of the effect surface changes quickly. And to provide an image special effect method.
また、ページをめくるようなページめくりの画像特殊効果へ付加する照明効果において、ページめくり形状に応じて、上面平面及び、下面平面への照明効果をキャンセルでき、曲面にのみ視認性良好な照明効果を付加でき、かつ、装置を小型化できる。 In addition, in the lighting effect added to the page turning image special effect that turns the page, the lighting effect on the top and bottom planes can be canceled according to the page turning shape, and the lighting effect with good visibility only on the curved surface Can be added and the apparatus can be miniaturized.
また、ページめくり面によって、照明効果データに任意定数Aを変化させることにより、シェーディング、ライティング効果それぞれに最適な照明効果をえることができる。 Also, by changing the arbitrary constant A in the lighting effect data depending on the page turning surface, it is possible to obtain the optimal lighting effect for each of the shading and lighting effects.
また、照明効果データを算出するための式、例えば「A(2(L・N)N−2L)・V」を「2(L・N)N−L)・V」に切り替えることで、通常の照明効果データを算出でき、様々な画像特殊効果の照明効果に広く対応できる。 In addition, an expression for calculating lighting effect data, for example, “A (2 (L · N) N−2L) · V” is switched to “2 (L · N) N−L) · V”, Lighting effect data can be calculated, and can be widely applied to lighting effects of various image special effects.
以下、図面を用いて本発明の実施形態における画像特殊効果装置について説明する。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態における画像特殊効果装置について説明する。
Hereinafter, an image special effect device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the image special effect device according to the first embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明の第1の実施形態における画像特殊効果装置100の構成を示す図である。画像特殊効果装置100は、法線ベクトル生成部110、照明効果データ算出部111を有して構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image special effect device 100 according to the first embodiment of the present invention. The image special effect device 100 includes a normal
法線ベクトル生成部110については、図2を用いて説明する。入力された画像の水平方向座標および垂直方向座標の位置を示す直交座標1、ページめくりのめくる部分の効果の大きさを決める効果半径r2を入力とし、シーケンシャルな表示画面水平方向(x軸)12、または、表示画面垂直方向(y軸)13から、水平方向座標x12の位置に応じたページめくり面それぞれの法線ベクトルN3を求める。
The normal
その法線ベクトルN3は、図3に示すように、上面平面部20の法線ベクトルNは、上面平面の法線ベクトルN30=(0,0,1)、上面曲面部21(図2中ではドット表示部分)の法線ベクトルN3は、上面曲面の法線ベクトルN31、下面平面部22の法線ベクトルN3は、下面平面の法線ベクトルN32=(0,0,1)、下面曲面部23(図2中では斜線表示部分)の法線ベクトルN3は、下面曲面の法線ベクトルN33というように生成される。
As shown in FIG. 3, the normal vector N3 of the upper
尚、図1において、Xeffect10は、直交座標1のシーケンシャルな表示画面水平方向X12のデータから、法線ベクトル生成部110で演算される、ページめくり効果、ボール効果などの各種ビデオエフェクトを生成するための表示画面水平方向データである。
In FIG. 1, Xeffect 10 generates various video effects such as a page turning effect and a ball effect, which are calculated by the normal
Yeffect11は、直交座標1のシーケンシャルな表示画面垂直方向Y13のデータから、法線ベクトル生成部110で演算される、ページめくり効果、ボール効果などの各種ビデオエフェクトを生成するための表示画面垂直方向データである。
Yeffect 11 is display screen vertical direction data for generating various video effects such as a page turning effect and a ball effect, which are calculated by the normal
このように、画像特殊効果は、シーケンシャルなライトアドレスで、フレームメモリに順次書き込んだ入力画像データを、法線ベクトル110で演算したXeffect10、Yeffect11を基にしたリードアドレスでフレームメモリから読み出されることにより、ページめくり効果、ボール効果などの各種ビデオエフェクトを入力画像に付加することが可能になる。
In this way, the image special effect is obtained by reading the input image data sequentially written in the frame memory with sequential write addresses from the frame memory with read addresses based on Xeffect10 and Effect11 calculated by the
照明効果データ算出部111は、法線ベクトル生成部110で生成された法線ベクトルN3、マイコンなどから入力される光源方向単位ベクトルL4、視点ベクトルV5、および任意定数A6を元に、反射方向ベクトルR7を生成する。
The illumination effect
反射方向ベクトルR7を生成した後、この照明効果データ算出部111において使用する照明効果データ算出式は、下記数式2で照明効果データI9を算出する。下記に、照明効果データI9を算出するための処理内容について述べる。ここでは、視点ベクトルV5をV,光源方向単位ベクトルL4をL,反射方向ベクトルR7をR、法線ベクトルN3をN、任意定数A6をAとしている。
After generating the reflection direction vector R7, the lighting effect
照明効果データI9 = (R・V)×A=((2(N・L)N−2L)・V)A・・・・ 数式2 Illumination effect data I9 = (R · V) × A = ((2 (N · L) N−2L) · V) A ··· Equation 2
数式1を用いた場合には、平面の法線ベクトルが(0、0、1)であっても、照明効果
データIが残るため、図2における正面平面部20、上面平面部21に照明効果が付加されてしまい、メリハリの出ない照明効果になってしまっていた。
When
そこで、平面時の照明効果データIをゼロにするためには、数式1のLの直前に係数「2」を挿入することで実現可能となる数式2を導いた。これにより、平面部の照明効果をキャンセルする。尚、曲面部の照明効果データIが弱まるため、任意定位Aを加えることにより、照明効果データIの増幅率を調整できるようにしている。
Therefore, in order to make the illumination effect data I at the time of plane zero, Expression 2 that can be realized by inserting a coefficient “2” immediately before L in
数式2に関して、まず、視点ベクトルV5は、図3の人間の目35に対する視点ベクトルV5を(0,0,1)、法線ベクトルN3を(Nx,Ny,Nz)、光源方向単位ベクトルL4を(Lx,Ly,Lz)、任意定数A6を1として、照明効果データI9を求めると、次の通りになる。尚、Nz、Lzなどのz軸方向成分は視点方向(z軸)14の成分である。
Regarding Equation 2, first, the viewpoint vector V5 is the viewpoint vector V5 for the
まず、数式2の”2(N・L)”を展開すると、”2NxLx+2NyLy+2NzLz“となり、これを”Q”とする。このとき、数式2にQを代入すると、反射ベクトルR=(QN−2L)となる。反射方向ベクトルRと視点ベクトルV5(0,0,1)の内積を照明効果データI9として求めると、照明効果データI9は次に示す数式3になる。 First, when “2 (N · L)” in Expression 2 is expanded, “2NxLx + 2NyLy + 2NzLz” is obtained, which is designated as “Q”. At this time, if Q is substituted into Equation 2, the reflection vector R = (QN−2L). When the inner product of the reflection direction vector R and the viewpoint vector V5 (0,0,1) is obtained as the illumination effect data I9, the illumination effect data I9 is expressed by the following Equation 3.
照明効果データI9=R・V=R・(0,0,1)= Q・Nz−2Lz ・・・・数式3 Illumination effect data I9 = R ・ V = R ・ (0,0,1) = Q ・ Nz-2Lz ・ ・ ・ ・ Formula 3
以上のように、ページめくり効果の形状ごとの照明効果データI9について、図4、図5を用いて説明する。 As described above, the lighting effect data I9 for each shape of the page turning effect will be described with reference to FIGS.
上面平面部20及び、下面平面部22の場合、上記の上面平面の法線ベクトルN30、下面平面の法線ベクトルN32により、平面を示す法線ベクトルN3は(0,0,1)となり、数式3のQは、2・Lzとなり、Nzは1より、照明効果データI9が”0” となる。図4の上面平面部の照明効果データI40、図5の下面平面部の照明効果データI50に示すように、照明効果データI9は0となるため、照明効果がキャンセルされることになる。
In the case of the
上面曲面部21の場合、図3の法線ベクトルN31により、照明効果データI9は、図4の上面曲面部の照明効果データI41に示すような値になる。この照明効果データI9は、0よりも大きいため、上面局面部21にライティングという照明効果が付加されるようになる。その上面局部の照明効果データI41に、任意定数A6で乗算することにより、図4の照明効果増幅データIA42に示すような照明効果データI9が生成され、ライティングという照明効果をさらに深めることができる。
In the case of the upper
また、下面曲面部23の場合、図3の法線ベクトルN33により、照明効果データI9は、図5に示す下面曲面部の照明効果データI51が得られる。この照明効果データI9は、0よりも小さいため、下面曲面部23にシェーティングという照明効果が付加されるようになる。さらに任意定数A6によって、シェーティングという照明効果をさらに深めることができる。
In the case of the lower
また、ページめくりの上面平面部20、上面曲面部21、下面平面部22、下面曲面部23それぞれに対する照明効果を付加したくない場合は、任意定数A6を”0(ゼロ)”にすればよい。
In addition, when it is not desired to add the lighting effect to each of the page turning upper
この結果、図2のページめくりの形状に応じて、上面平面部20及び、下面平面部22には照明効果を付加せず、上面曲面部21にはライティングという照明効果を付加し、下面曲面部23にはシェーティングという照明効果が付加することができるようになる。
As a result, according to the page turning shape of FIG. 2, the lighting effect of lighting is added to the upper
このように、この画像特殊効果装置100では、ページめくり効果の平面に対する照明効果をキャンセルし、曲面にのみ照明効果を付加できるように、照明効果データ算出式の1部を見直すだけで、大規模な新規計算回路を追加しなくても、視認性良好な照明効果を実現することができ、装置を小型化することができる。 As described above, in this image special effect device 100, a large-scale image can be obtained by just reexamining a part of the lighting effect data calculation formula so that the lighting effect on the plane of the page turning effect can be canceled and the lighting effect can be added only to the curved surface. A lighting effect with good visibility can be realized without adding a new calculation circuit, and the apparatus can be miniaturized.
なお、本実施形態では、右から左にページをめくる効果を題材に説明したが、いずれの方向へのページめくり効果でもよく、ページめくり効果以外の、平面と曲面を組み合わせた特殊効果でもよい。 In this embodiment, the effect of turning pages from right to left has been described as a theme. However, a page turning effect in any direction may be used, and a special effect combining a plane and a curved surface other than the page turning effect may be used.
また、本実施形態では、視点ベクトルV5を(0,0,1)として説明したが、それ以外の方向でもよい。 In the present embodiment, the viewpoint vector V5 has been described as (0, 0, 1), but other directions may be used.
このような本発明の第1の実施形態における画像特殊効果装置100によれば、入力された画像に関する画像情報には曲面を有する面において任意の視点から見た場合の光源からの光による照明効果が付加され、面に画像情報をマッピングさせて得られる映像信号を出力する画像特殊効果装置100であって、面の水平方向座標および垂直方向座標の位置を示す直交座標データおよび面の形状に基づいて、面の位置における法線方向のベクトルを示す法線ベクトルを生成する法線ベクトル生成部110と、法線ベクトル、光源の方向の単位ベクトルを示す光源方向単位ベクトル、視点の方向のベクトルを示す視点ベクトルV、および任意の値Aを用いた式であるA(2(L・N)N−2L)・Vの計算により、視点方向への光の反射率を生成する照明効果データ算出部111と、画像および反射率に基づいて、画像情報を作成する画像情報作成部とを有する構成とすることで、照明効果のパターンがあらかじめ定められておらず、かつ効果面の形状が素早く変化するような場合であっても、様々な画像特殊効果に対応する照明効果を実現できる。また、例えばページをめくるようなページめくりの画像特殊効果へ付加する照明効果において、ページめくり形状に応じて、上面平面及び、下面平面への照明効果をキャンセルでき、曲面にのみ視認性良好な照明効果を付加でき、かつ、装置を小型化できる。
According to such an image special effect device 100 according to the first embodiment of the present invention, the image information related to the input image includes the illumination effect by the light from the light source when viewed from an arbitrary viewpoint on the curved surface. Is an image special effect device 100 that outputs a video signal obtained by mapping image information on a surface, and is based on orthogonal coordinate data indicating the position of the horizontal coordinate and vertical coordinate of the surface and the shape of the surface A normal
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態における画像特殊効果装置について説明する。
(Second Embodiment)
Next, an image special effect device according to the second embodiment of the present invention will be described.
図6は、本発明の第2の実施形態における画像特殊効果装置600の構成を示す図である。画像特殊効果装置600は、法線ベクトル生成部110、照明効果データ算出部111および任意定数切換制御部601を有する。任意定数切替制御部601は、直交座標1による図2の水平方向座標x12の位置に応じたページめくり面の形状によって、任意定数A6の値を切り替えて、照明効果データ算出部111に出力する。尚、法線ベクトル生成部110、照明効果データ算出部111に関しては、第1の実施形態において説明した構成および機能と同様であるので、同一符号を付し説明を省略する。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an image special effect device 600 according to the second embodiment of the present invention. The image special effect device 600 includes a normal
例えば、直交座標1が図2の上面曲面部21に相当する場合、任意定数切替制御部601が任意定数A6の値を照明効果データI9が数倍されるような係数に設定すれば、照明効果データ算出部111はライティングという照明効果を任意に調整して照明効果データI9を生成することができる。
For example, when the orthogonal coordinate 1 corresponds to the upper
それとは逆に、直交座標1が図2の下面曲面部23に相当する場合、任意定数切替制御部601が任意定数A6の値を照明効果データI9が0未満となるような係数を設定すれば、照明効果データ算出部111はシェーディングという照明効果を任意に調整して証明効果データI9を生成することができる。
On the contrary, when the orthogonal coordinate 1 corresponds to the lower
このような本発明の第2の実施形態における画像特殊効果装置600によれば、任意定数Aを変更することができる任意定数切替制御部601を有する構成とすることで、ページめくりの特定の部分に対するライティング、シェーディング処理に応じた照明効果を調整することが可能になり、大規模な新規計算回路を追加しなくても、視認性良好な照明効果を実現することができ、画像特殊効果装置を小型化することができる。
According to the image special effect device 600 according to the second embodiment of the present invention as described above, the specific part of page turning is provided by the configuration having the arbitrary constant
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態における画像特殊効果装置について説明する。
(Third embodiment)
Next, an image special effect device according to the third embodiment of the present invention will be described.
本発明の第3の実施形態における画像特殊効果装置700においては、装置全体の構成ブロック図の図示はしていないが、照明効果データ算出部111以外の構成は本発明の第2の実施形態における画像特殊効果装置100または本発明の第1の実施形態における600と同様の構成である。本実施形態においては、画像特殊効果装置700は照明効果データ算出部111に代わり照明効果データ算出部111Bを有する。照明効果データ算出部111Bは、複数の照明効果データI演算式の中から演算を行う式を選択するためのモード選択信号を図示しない制御部から受信し、照明効果データ演算式Iを1つ選択する。図7は、本発明の第3の実施形態における特殊効果装置の照明効果データ算出式111Bの構成を示す図である。
In the image special effect device 700 according to the third embodiment of the present invention, the configuration block diagram of the entire device is not shown, but the configuration other than the lighting effect
照明効果データ算出部111Bは、第1乗算器701、第1の1bit左シフト器702、第2の1bit左シフト器703、セレクタ704、第2乗算器705、減算器706、第3乗算器707、第4乗算器708を有する。
The lighting effect
第1乗算器701は、光源方向単位ベクトルL4および法線ベクトルN3が入力し、演算結果を第1の1bit左シフト器702へ出力する。第1の1bit左シフト器702は、第1乗算器701の演算結果を入力し、演算結果を第2乗算器705へ出力する。第2の1bit左シフト器703は、光源方向単位ベクトルL4を入力し、演算結果をセレクタ704へ出力する。
The
セレクタ704は、モード選択信号8、光源方向単位ベクトルL4、および第2の1bit左シフト器703の演算結果を入力し、モード選択信号8に基づいて結果を減算器706へ出力する。
The
第2乗算器705は、第1の1bit左シフト器702の演算結果を入力し、演算結果を減算器706へ出力する。減算器706は、セレクタ704の演算結果および第2乗算器705の演算結果を入力し、第3乗算器707へ出力する。第3乗算器707は、減算器706の演算結果および視点ベクトルV5を入力し、演算結果を第4乗算器708へ出力する。第4乗算器708は、第3乗算器707の演算結果および任意定数A6を入力し、照明効果データI9を出力する。
The
図7においては、光源方向単位ベクトルL4が第2の1bit左シフト器703を介すか否かによって2通りの照明効果データI演算式が考えられ、介す場合には従来の数式1に示すものと任意定数A6=1の場合に同一であり、介さない場合には本発明の第1の実施形態において説明した数式2に示すものと同一である。
In FIG. 7, two types of lighting effect data I calculation formulas can be considered depending on whether or not the light source direction unit vector L4 passes through the second 1-bit
つまり、従来の数式1に示す照明効果データI算出式を実現する構成に、第2の1bit左シフト器703とセレクタ704とを追加する形になり、数式1で示した従来の照明効果データI算出式と、数式2で示した第1の実施形態において記載した画像特殊効果装置100の照明効果データI算出式とを、モード選択信号8によってセレクタ704で切替られるようになっている。
In other words, the second 1-bit
また、本実施形態においては図7を用いて2つの照明効果データI演算式を切り替える構成を紹介しているが、演算式は2つに限られることなく、2つ以上の演算式を実現可能な構成を有するものであってもよい。 In this embodiment, the configuration for switching between two lighting effect data I arithmetic expressions is introduced using FIG. 7, but the arithmetic expression is not limited to two, and two or more arithmetic expressions can be realized. It may have such a configuration.
このような本発明の第3の実施形態における画像特殊効果装置700によれば、照明効果データ算出部111Bが、生成される反射率の候補を複数有し、複数の候補の中から1つの反射率を生成する構成とすることで、大規模な新規計算回路を追加しなくても、第2の1bit左シフト器703とセレクタ704という単なる組み合わせ回路を追加するだけで、複数種類の照明効果データI算出式を切り替えることが可能になり、ページめくり効果以外にも、ボール効果など他の画像特殊効果での照明効果を汎用的に計算でき、画像特殊効果装置を小型化することができる。
According to such an image special effect device 700 in the third embodiment of the present invention, the illumination effect
本発明は、小型化した構成により様々な画像特殊効果の照明効果をリアルタイムに処理できる画像特殊効果装置等として、例えば映像・画像の制作・編集等が行われる各分野において広く有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is widely useful in various fields where, for example, video / image production / editing is performed as an image special effect device or the like that can process illumination effects of various image special effects in real time with a downsized configuration.
100 画像特殊効果装置
1 直交座標
3 法線ベクトルN
4 光源方向単位ベクトルL
5 視点ベクトルV
6 任意定数A
8 モード選択信号
9 照明効果データI
10 Xeffect
11 Yeffect
12 表示画面水平方向(x軸)
13 表示画面垂直方向(y軸)
14 視点方向(z軸)
20 上面平面部
21 上面曲面部
22 下面平面部
23 下面曲面部
30 上面平面の法線ベクトルN
31 上面曲面の法線ベクトルN
32 下面平面の法線ベクトルN
33 下面曲面の法線ベクトルN
40 上面平面部の照明効果データI
41 上面曲面部の照明効果データI
42 照明効果増幅データIA
50 下面平面部の照明効果データI
51 下面曲面部の照明効果データI
110 法線ベクトル生成部
111 照明効果データ算出部
600 任意定数A切替制御部
701 第1乗算器
702 第1の2bit左シフト
703 第2の2bit左シフト
704 セレクタ
705 第2乗算器
706 減算器
707 第3乗算器
708 第4乗算器
100 Image
4 Light source direction unit vector L
5 Viewpoint vector V
6 Arbitrary constant A
8 Mode selection signal 9 Lighting effect data I
10 Xeffect
11 Yeffect
12 Display screen horizontal direction (x-axis)
13 Display screen vertical direction (y-axis)
14 View direction (z axis)
20
31 Normal vector N of the upper surface
32 Normal vector N of the lower plane
33 Normal vector N of the lower surface
40 Illumination effect data I for the upper plane part
41 Illumination effect data I for the upper curved surface I
42 Lighting effect amplification data IA
50 Illumination effect data of the lower plane part I
51 Illumination effect data I for the bottom curved surface I
110
Claims (4)
前記面の水平方向座標および垂直方向座標の位置を示す直交座標データおよび前記面の形状に基づいて、前記面の位置における法線方向のベクトルを示す法線ベクトルNを生成する法線ベクトル生成部と、
前記法線ベクトルN、前記光源の方向の単位ベクトルを示す光源方向単位ベクトルL、前記視点の方向のベクトルを示す視点ベクトルV、および任意の値Aを用いた式であるA(2(L・N)N−2L)・Vの計算により、前記視点方向への前記光の反射率を生成する照明効果生成部と、
前記画像および前記反射率に基づいて、前記画像情報を作成する画像情報作成部と、
を有する画像特殊効果装置。 Illumination effect by light from a light source when viewed from an arbitrary viewpoint on a surface having a curved surface is added to the image information regarding the input image, and a video signal obtained by mapping the image information on the surface is output. Image special effect device,
A normal vector generation unit that generates a normal vector N indicating a vector in the normal direction at the position of the surface, based on orthogonal coordinate data indicating the position of the horizontal coordinate and the vertical coordinate of the surface and the shape of the surface When,
The normal vector N 1 , the light source direction unit vector L indicating the light source direction unit vector, the viewpoint vector V indicating the viewpoint direction vector, and an arbitrary value A are used as A (2 (L · N) N-2L) · A lighting effect generation unit that generates the reflectance of the light toward the viewpoint by the calculation of V;
An image information creation unit that creates the image information based on the image and the reflectance;
An image special effect device.
前記任意の値Aを変更することができる任意値変更部を有する画像特殊効果装置。 The image special effect device according to claim 1,
An image special effect device having an arbitrary value changing unit capable of changing the arbitrary value A.
前記照明効果生成部は、生成される前記反射率の候補を複数有し、前記複数の候補の中から1つの反射率を生成する画像特殊効果装置。 The image special effect device according to any one of claims 1 and 2,
The said lighting effect production | generation part is an image special effect apparatus which has a plurality of the said candidates for the said produced | generated reflectance, and produces | generates one reflectance from these several candidates.
前記画像特殊効果装置が備える法線ベクトル生成部が、前記面の水平方向座標および垂直方向座標の位置を示す直交座標データおよび前記面の形状に基づいて、前記面の位置における法線方向のベクトルを示す法線ベクトルNを生成する法線ベクトル生成ステップと、
前記画像特殊効果装置が備える照明効果生成部が、前記法線ベクトルN、前記光源の方向の単位ベクトルを示す光源方向単位ベクトルL、前記視点の方向のベクトルを示す視点ベクトルV、および任意の値Aを用いた式であるA(2(L・N)N−2L)・Vの計算により、前記視点方向への前記光の反射率を生成する照明効果生成ステップと、
前記画像特殊効果装置が備える画像情報作成部が、前記画像および前記反射率に基づいて、前記画像情報を作成する画像情報作成ステップと、
を有する画像特殊効果方法。 Using an image special effect device, the image information related to the input image is added with an illumination effect by light from a light source when viewed from an arbitrary viewpoint on a curved surface, and the image information is mapped to the surface. an image special effect how to output a video signal obtained Te,
The normal vector generation unit included in the image special effect device includes a normal vector at the position of the surface based on orthogonal coordinate data indicating the position of the horizontal coordinate and the vertical coordinate of the surface and the shape of the surface. A normal vector generation step for generating a normal vector N indicating
The lighting effect generator included in the image special effect device includes the normal vector N , a light source direction unit vector L indicating a unit vector of the light source direction, a viewpoint vector V indicating a vector of the viewpoint direction, and an arbitrary value by calculation of an expression using a a (2 (L · N ) N-2L) · V, and lighting effects generating step of generating a reflectance of the light to the viewpoint direction,
An image information creation unit provided in the image special effect device creates an image information based on the image and the reflectance, and creates an image information.
An image special effect method.
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