DE69331893T2

DE69331893T2 - Eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Videosignalen

Info

Publication number: DE69331893T2
Application number: DE69331893T
Authority: DE
Inventors: Makoto Furuhashi; Masakazu Suzuoki
Original assignee: Sony Computer Entertainment Inc
Current assignee: Sony Interactive Entertainment Inc
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2013-11-23
Also published as: DE69333379D1; DE69333508T2; EP1143384A2; CA2103395A1; US5537224A; EP0599579A1; DE69333508D1; EP1148443B1; EP1143384B1; EP1148443A3; DE69331893D1; EP1143384A3; EP1148443A2; DE69333379T2; CA2103395C; US5949969A; EP0599579B1

Description

Bildverarbeitungsvorrichtung, Videospielvorrichtung, umfassend eine Bildverarbeitungsvorrichtung, und Echtzeit-Strukturabbildungsverfahren zur Erzeugung eines Videosignals
Die Erfindung bezieht sich generell auf eine Bildverarbeitungsvorrichtung und auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes aus in einem Speicher gespeicherten Daten und insbesondere auf die Erzeugung eines Bildes, welches in seinen Flächen eine Struktur oder Dekoration aufweist, wie ein Bild, für die Verwendung in einem Computerspiel.
Um sich eines Computerspiels zu erfreuen, sind eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit und eine ausgezeichnete grafische Anzeigefähigkeit erforderlich. Bei Videospielen ist es erforderlich, ein dreidimensionales Objekt mit hoher Geschwindigkeit anzuzeigen, visuelle Effekte, wie Strukturen oder dergleichen zu realisieren oder andere Information real anzuzeigen. Die Struktur ist dazu bestimmt, einen visuellen Effekt, der für das bestimmte dreidimensionale Objekt eigentümlich ist, dadurch hervorzurufen, dass ein Muster, welches an einer anderen Stelle festgelegt ist, anscheinend an bzw. auf der Oberfläche des dreidimensionalen Objekts haftet bzw. hängt. Als Beispiele derartiger Muster, die an der Oberfläche des Objekts hängen bzw. haften, gibt es ein geometrisches Muster oder ein Standbildmuster, wie eine Fotografie, eine von Hand erstellte Zeichnung oder dergleichen.
Es ist ferner erwünscht, dass ein Bewegtbild als Strukturmuster verwendet wird, um spezifische Computergrafiken bereitzustellen. Bisher ist jedoch ein Strukturmuster zuvor festgelegt worden, und das Strukturmuster kann nicht dynamisch auf bzw. in ausgewählten Bildern neu geschrieben werden. Deshalb kann das Strukturmuster eines Bewegtbildes nicht an der Oberfläche eines Objekts unter Verwendung von Computergrafiken angeheftet bzw. angehängt werden.
Da das Strukturmuster, wie oben erwähnt, nicht dynamisch neu geschrieben werden kann, kann ferner eine Struktur mit einer starken Änderung nicht an der Oberfläche eines Objekts angehängt bzw. angeheftet werden.
Bisher ist die Anzahl von Farben des Strukturmusters aufgrund einer Beschränkung in der Anzahl von Bits und einer Anzahl von Farben, die ausgedrückt werden können, begrenzt.
In der US 4.935.879 ist eine Strukturabbildungsvorrichtung für die Echtzeitanzeige einer Figur beschrieben, in der ein animiertes Bild abgebildet worden ist. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung auf, die 2D-(zweidimensionale)-Quellkoordinatendaten erzeugt, welche eine Quelle für Strukturabbildungsdaten darstellen, und zwar entsprechend 3D-(dreidimensionalen)-Zielkoordinatendaten, die ihrerseits Ziele für Strukturabbildungsdaten liefern.
Im SMPTE JOURNAL, Vol. 100, Nr. 3, März 1991, White Plains, NY, US Seiten 162 bis 166 beschreiben Vigneaux und andere in "A RealTime Video Mapping and Manipulation System" ein System, das eine Echtzeit-Eingangsvideoabbildung zur internen Erzeugung von 3d-Auflösungsobjekten vorschlägt. Diese Objekte können rein krummlinig sein oder eine Vielzahl von individuell erstellten lokalen Deformationen aufweisen. Ein Vollbewegungsvideo kann dann auf dem Objekt in Echtzeit abgebildet werden (Echtzeit ist definiert als Videorate mit 30 Vollbildern/s).
[Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung geschaffen zur Erzeugung eines Bildes aus Bilddaten, die ein Bildspeicher enthält, der einen Zeichenbereich für die Speicherung von Daten eines zu zeichnenden Objekts, und einen Strukturbereich für die Speicherung von Strukturbilddaten, die zur Dekoration eines Objekts verwendet werden, eine Abgabeschaltung zur Abgabe von Bilddaten an den Bildspeicher, eine Auswahleinrichtung zur selektiven Abgabe der Bilddaten von der Abgabeeinrichtung an den Zeichenbereich und den Strukturbereich, eine Bildsynthetisiereinrichtung zum Synthetisieren eines Bildes aus den in dem Bildspeicher gespeicherten Bilddaten und eine Ausgabeschaltung zur Umsetzung eines Ausgangssignals von der Bildsynthetisiereinrichtung in ein Videosignal zur Abgabe des Videosignals aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung vorgesehen zur Erzeugung eines Bildes aus Bilddaten, enthaltend einen Bildspeicher, der einen Zeichenbereich bzw. Abbildungsbereich zur Speicherung eines Bildes eines zu zeichnenden Objekts und einen Strukturbereich zur Speicherung eines Strukturbildes für die Dekoration eines derartigen Objekts, eine Abgabeschaltung zur] (Anmerkung des Übersetzers: Der in [-] stehende Abschnitt ist ofenbar versehentlich gedruckt und nicht gestrichen worden) In der EP-A-0.447.227 sind Verfahren und Vorrichtungen zur Strukturabbildung von grafischen Darstellungselementen in einem Grafik-Pipelinearchitektursystem beschrieben. Die Verfahren und Vorrichtungen verwenden rechteckige Behälter-Filter, um Original-Strukturabbildungen herunter abzutasten, um dadurch eine Faltung und ein Verwaschen zu optimieren, wenn grafische Darstellungselemente eine zweidimensionale Struktur aufweisen, die auf einem dreidimensionalen Objekt abgebildet wird. Die Verfahren umfassen die Schritte des Bestimmens einer Originalstrukturabbildung zweier Dimensionen für eine Fläche, das Speichern der Originalstrukturabbildung im Bild- bzw. Vollbildspeicher, das unabhängige Abtasten der Orginalstrukturabbildung unter Verwendung eines asymmetrischen Filters zur Konstruktion von Mehrfachversionen einer Struktur und zur Abgabe von strukturierten Pixeln an eine Anzeige bzw. Anzeigeeinrichtung in Vollbild-Puffergrafiksystemen, die Abbildung der strukturierten Pixel auf Bereiche in dem Vollbildpuffer und die Anzeige der strukturierten grafischen Darstellungselemente in der Anzeigeeinrichtung.
Gemäß der Erfindung ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung zur Erzeugung eines Videosignals, welches einem zweidimensionalen Bild eines auf bzw. in einer Anzeigevorrichtung anzuzeigenden Objekts unter Verwendung von dreidimensionalen Bilddaten und Strukturbilddaten entspricht, umfassend:
einen Hauptspeicher für die Aufnahme und Speicherung der genannten dreidimensionalen Bilddaten und der genannten Strukturbilddaten, wobei die betreffenden dreidimensionalen Bilddaten kennzeichnend sind für die Form, die Koordinatenposition und die Ausrichtung des betreffenden Objekts im dreidimensionalen Raum,
eine Einrichtung für die Durchführung einer dreidimensinalen Koordinatentransformation bezüglich der in dem genannten Hauptspeicher gespeicherten dreidimensionalen Bilddaten zur Umsetzung der betreffenden transformierten dreidimensionalen Bilddaten in entsprechende zweidimensionale Bilddaten für eine Anzeige auf der Anzeigevorrichtung und zum Aussenden der betreffenden zweidimensionalen Bilddaten zum genannten Hauptspeicher zurück, wobei die betreffende dreidimensionale Koordinatentransformation eine geometrische Transformation des genannten Objekts in dem genannten dreidimensionalen Raum umfaßt,
einen Bildspeicher, der einen Zeichenbereich (AD1) für die Speicherung der genannten zweidimensionalen Bilddaten des anzuzeigenden Objekts und einen Strukturbereich aufweist für die Speicherung der betreffenden, an eine Oberfläche des genannten Objekts zu dessen Dekoration abzugebenden Strukturbilddaten,
eine Bildsynthetisiereinrichtung zum Synthetisieren eines strukturierten Bildes des genannten Objekts durch Heranziehen der in dem genannten Bildspeicher gespeicherten zweidimensionalen Bilddaten und der genannten Strukturbilddaten zur Bestimmung von Polygonen entsprechend den Oberflächen des genannten Objekts durch Heranziehen der genannten zweidimensionalen Bilddaten und zur Abbildung der genannten Strukturbilddaten in inneren Bereichen der betreffenden Polygone,
und eine Abgabeeinrichtung zur Umsetzung eines Ausgangssignals von der genannten Bildsynthetisiereinrichtung in das genannte Videosignal und zur Abgabe des betreffenden Videosignals entsprechend dem genannten Strukturbild des betreffenden Objekts.
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die lediglich als Beispiel gegeben ist, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen leichter verständlich. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches bei der Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist,
Fig. 3 ein Diagramm, welches bei der Erläuterung eines Speicheraufbaus bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist,
Fig. 4A-4C Diagramme, die bei der Erläuterung einer Strukturoperation bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von Nutzen sind.
Fig. 5A-5C Diagramme, die bei der Erläuterung einer Strukturoperation bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von Nutzen sind,
Fig. 6 ein Diagramm, welches bei der Erläuterung einer Strukturoperation bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist,
Fig. 7 ein Diagramm, welches bei der Erläuterung einer Strukturoperation bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist, und
Fig. 8 ein Diagramm, welches bei der Erläuterung einer Farbnachschlagtabelle bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Zentraleinheit bzw. CPU 2, ein Hauptspeicher 3, eine Bilderweiterungseinrichtung 4, ein CD-ROM- Decoder 5, eine Bildsynthetisiereinheit 6, eine Koordinatentransformationseinheit 7 und eine DMA-Steuereinrichtung bzw. ein DMA-Controller 8 an einem Systembus 1 angeschlossen sind.
In vorteilhafter Weise wird eine 32-Bit-CPU als CPU 2 verwendet, und diese CPU 2 leitet das gesamte System. So wird beispielsweise ein Sortierprozess für eine Entscheidung der Reihenfolge, in der ein Polygon auf einem Bildschirm zu zeichnen ist, durch die CPU 2 ausgeführt.
Die Bilderweiterungs- bzw. Bilddehnungseinheit 4 führt einen Dehnungsprozess eines Bildes aus, das beispielsweise durch eine diskrete Kosinustransformation (DCT) komprimiert war.
Der CD-ROM-Decoder 5 ist mit einem CD-ROM--Laufwerk 9 verbunden und decodiert ein Anwendungsprogramm oder Daten von einer CD-ROM, die in das CD-ROM-Laufwerk 9 geladen ist. Bewegtbilddaten, die durch eine diskrete Kosinustransformation komprimierte Bilddaten sein können, können auf der CD-ROM aufgezeichnet sein.
Die Bildsynthetisiereinheit 6 ist über einen lokalen Bus 11 mit einem Bild- bzw. Vollbildspeicher 10 verbunden. Der Bildspeicher 10 ist aus zwei Bild- bzw. Vollbildspeichern aufgebaut, und die beiden Vollbildspeicher werden je Vertikal- Periode umgeschaltet. Der Bildspeicher 10 weist einen Strukturbereich für die Speicherung eines Strukturbildes und einen Zeichenbereich für die Speicherung eines zu zeichnenden Bildes auf. Ferner ist eine Farbnachschlagtabelle (CLUT) in dem Bildspeicher 10 vorgesehen. Ein Ausgangssignal für eine Anzeige des durch die Bildsynthetisiereinheit 6 erzeugten Bildes wird durch einen Digital-/Analog-D/A-Wandler 12 erzeugt. Als ein Beispiel der computererzeugten Bildoperation führt die Bildsynthetisiereinheit 6 eine Neigungsberechnung und ein Polygonzeichnen aus. Die Polygondaten in dem Hauptspeicher 3, der durch die CPU 2 sortiert worden ist, werden an die Bildsynthetisiereinheit 6 in der sortierten Reihenfolge abgegeben, und durch eine (nicht dargestellte) Neigungsrecheneinheit, die Teil der Bildsynthetisiereinheit 6 ist, wird eine Neigung berechnet. Die Neigungsberechnung ist eine Berechnung, um eine Neigung einer Ebene der modifizierten Abbildungsdaten zu erhalten, wenn die Innenseite eines Polygons mit Abbildungsdaten in der Zeichnung eines Polygons gefüllt wird bzw. ist. Im Falle einer Struktur wird das Polygon mit Strukturdaten gefüllt, und im Falle einer Gouraud-Schattierung wird das Polygon mit Luminanzwerten gefüllt.
Die Koordinatentransformationseinheit 7 führt eine dreidimensionale Koordinatentransformation und eine Umsetzung von dreidimensionalen Daten in zweidimensionale Daten auf dem Bildschirm durch. Die Koordinatenkordinationseinheit 7 und der Hauptspeicher 3 können eine direkte Speicherzugriffs- (DMA)-Übertragung der Daten durch den DMA--Controller 8 ausführen. Die Koordinatentransformationseinheitsvorrichtung 7 erhält die Daten von dem Hauptspeicher 3 über den Systembus 1 und führt eine Koordinatentransformation der Daten durch und überträgt dann die umgesetzten Daten wieder in den Hauptspeicher 3 über den Systembus 1 zurück. Daten eines Objekts, der im dreidimensionalen Raum dargestellt ist, umfassen Modelldaten, die kennzeichnend sind für eine Form des Objekts und Geometriedaten, die kennzeichnend sind für die Koordinatenposition, in der das Objekt angezeigt wird.
Der DM-Controller 8 führt Steuerungen aus, die für Bildsynthetisierprozesse relevant sind, welche Speicher nutzen, wie das Schreiben von Daten in Speicher und das Lesen von Daten aus Speichern.
Fig. 2 veranschaulicht ein Flussdiagramm der Gesamtschritte, die bei der Vornahme des Polygonzeichnens involviert sind. Wenn von der CPU 2 beim Schritt 101 ein Befehl erzeugt wird, werden die Daten von dem Hauptspeicher 3 über den Systembus 1 zu der Koordinatentransformationsvorrichtung 7 übertragen.
Sodann wird die dreidimensionale Koordinatentransformation beim schritt 102 in der Koordinatentransformationsvorrichtung 7 ausgeführt, so dass die Daten von dreidimensionalen Daten in zweidimensionale Daten beim Schritt 103 umgesetzt werden. Die umgesetzten Daten werden über den Systembus 1 zu dem Hauptspeicher 3 übertragen und beim Schritt 104 durch die CPU 2 sortiert. Die durch die CPU 2 sortierten Daten werden über den Systembus 1 an die Bildsynthetisiereinheit 6 abgegeben. Die Neigung wird beim Schritt 105 durch die Bildsynthetisiervorrichtung 6 berechnet, und beim Schritt 106 wird ein Polygon gezeichnet bzw. gezogen. Das resultierende Bild wird beim Schritt 107 erzeugt und angezeigt.
Der Bildspeicher 10 weist einen Strukturbereich zur Speicherung des Strukturbildes und einen Zeichenbereich zur Speicherung des zu zeichnenden Bildes auf, und Fig. 3 veranschaulicht einen Speicherplatz des Bildspeichers 10. Der Bildspeicher 10 ist durch zweidimensionale Adressen aus Spalten und Zeilen adressiert worden. In dem zweidimensionalen Adressenraum sind Bereiche AT1, AT2, AT3 und so weiter als Strukturbereiche festgelegt, und irgendeine Anzahl von Arten von Strukturmustern kann in den Strukturbereichen AT1, AT2, AT3, und so weiter angeordnet sein. AD1 bezeichnet einen Zeichenbereich, und eine zu zeichnende Bildebene wird in dem Zeichenbereich ADl entwickelt. Die Bereiche AC1, AC2, AC3 und so weiter bezeichnen Farbnachschlagtabellen-(CLUT)-Bereiche.
Im Falle des Anhaftens der Struktur an der Fläche des Objekts, das erzeugt worden ist, werden die Strukturdaten in den Strukturbereichen AT1, AT2, AT3 einer zweidimensionalen Abbildungstransformation unterzogen. So wird beispielsweise das Strukturmuster TP1, wie es in Fig. 4A gezeigt ist, einer Koordinatentransformation in einen zweidimensionalen Bildschirm unterzogen, wie dies in Fig. 4B gezeigt ist. Das einer Abbildungstransformation unterzogene Strukturmuster TP1 wird an den Zeichenbereich AD1, wie in Fig. 4C gezeigt, abgegeben und auf der Oberfläche des Objekts in dem Zeichenbereich AD1 synthetisiert.
Im Falle der Abbildung der Struktur auf einem Bild eines Polgons werden Strukturmuster T1, T2 und T3 in den Strukturbereichen AT1, AT2 und AT3, wie in Fig. 5A gezeigt, ausgelesen und einer zweidimensionalen Abbildungstransformation unterzogen und an den Flächen eines festen bzw. massiven Objekts OB1 angeheftet, wie dies in Fig. 5B gezeigt ist. Anschließend werden, wie in Fig. 5C gezeigt, die Strukturen T1, T2 und T3 an den Flächen des Objekts OB1 angeheftet und in dem Zeichenbereich AD1 angeordnet. Die Bildebene des Zeichenbereichs AD1 wird dann auf dem Bildschirm als computererzeugte Grafik angezeigt.
Im Falle einer Standbildstruktur werden die Strukturmuster in dem Hauptspeicher 3 durch die Bildsynthetisiereinheit 6 in die Strukturbereiche AT1, AT2, AT3 und so weiter in den Bildspeicher 10 übertragen, und die Bildsynthetisiereinheit 6 haftet die Strukturmuster an die Flächen des Polygons an, das auf dem Bildschirm erscheint. Aufgrund dieser Operation wird die Struktur des Standbildes an dem Objekt realisiert.
Ferner kann eine Struktur auch auf ein Bewegtbild angewandt werden. Im Falle einer Bewegtbildstruktur werden die komprimierten Bewegtbilddaten von der CD-ROM einmal in den Hauptspeicher 3 gelesen, und die komprimierten Bilddaten werden an die Bilderweiterungs- bzw. Bilddehnungseinrichtung 4 gesendet. Die Bilddaten werden durch die Bilddehnungseinrichtung gedehnt, und die Bewegtbilddaten werden an die Strukturbereiche AT1, AT2, AT3 und so weiter in dem Bildspeicher 10 abgegeben. Da die Strukturdaten AT1, AT2, AT3 in dem Bildspeicher 10 vorgesehen sind, kann das Strukturmuster selbst je Bild bzw. Vollbild neu geschrieben werden. Wenn ein Bewegtbild an die Strukturbereiche AT1, AT2 und AT3 abgegeben wird bzw. ist, wird die Struktur dynamisch neu geschrieben, und Änderungen in der Struktur des Bewegtbildes werden realisiert.
Die komprimierten Bewegtbilddaten von der CD-ROM werden in den Hauptspeicher 3 gelesen, die komprimierten Bilddaten werden durch die Bilddehnungseinrichtung 4 gedehnt, und die gedehnten Daten werden an den Zeichenbereich AD1 in dem Bildspeicher 10 abgegeben, so dass das Bewegtbild direkt auf dem Bildschirm gezeichnet werden kann.
Ferner kann das Objekt in dem Zeichenbereich AD1 in dem Bildspeicher 10 zu den Strukturbereichen AT1, AT2, AT3 hin bewegt werden. Aufgrund dieser Tatsache kann das Objekt mit der Struktur bezüglich der Struktur dafür ferner für das nächste Strukturmuster festgelegt werden. Aufgrund dieses Umstands kann ein Strukturmuster mit einer sehr großen Veränderung gebildet werden.
So werden beispielsweise, wie in Fig. 7 gezeigt, Strukturmuster T11, T12 und T13, die in den Strukturbereichen AT1, AT2 bzw. AT3 existieren, an dem Objekt angeheftet und in dem Zeichenbereich AD1 entwickelt. Die Bildebene in dem Zeichenbereich AD1 wird anschließend in den Strukturbereich AT4 bewegt, und ein Strukturmuster T14 in dem Strukturbereich AT4 wird ferner an einem Objekt OB22 angeheftet. Wie oben erwähnt, kann das Objekt, an das die Struktur angeheftet bzw. angebracht wurde, selbst eine Struktur werden.
Die Farbnachschlagtabellen-(CLUT)-Bereiche AC1, AC2 und AC3 sind in dem Bildspeicher 10 vorgesehen. Die CLUT-Tabellen C1, C2, C3 sind beispielsweise, wie in Fig. 8 gezeigt, in den Bereichen AC1, AC2, AC3 für Strukturmuster T21, T22 bzw. T23 vorgesehen. Die Farben der Strukturmuster T21, T22, T23 sind durch die CLUT-Tabellen C1, C2 bzw. C3 bestimmt.
In vielen Fällen, wie in dem Fall, dass ein Bild als ein Strukturmuster verwendet wird, wird eine Spezialfarbe, wie ein Oberflächenmuster eines Ziegelsteins verwendet. In einem solchen Bild kann durch vorheriges Registrieren der Farben, die verwendet sind, in der bzw. den CLUT-Tabelle(n) die Anzahl der Bits pro Pixel verringert werden. Trotzdem weisen im allgemeinen die Arten von Farben, die verwendet werden, eine solche Neigung auf, dass sie für jede Struktur unterschiedlich sind, beispielsweise für das Oberflächenmuster eines Ziegelsteins und das Oberflächenmuster eines Steines. Wenn derartige unterschiedliche Oberflächen durch eine einzige CLUT-Tabelle ausgedrückt werden müssen, ist die Bildqualität aufgrund der Verringerung der Anzahl von Farben verschlechtert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird daher eine Vielzahl von CLUT-Tabellen C1, C2 und C3 erstellt, und die CLUT-Tabelle kann für jede spezifische Struktur ausgewählt werden.
Es besteht keinerlei Bedarf, zwischen der CLUT-Tabelle und dem Strukturmuster eine entsprechende 1-zu-1-Beziehung zu haben. Eine CLUT-Tabelle kann außerdem von einer Vielzahl von Strukturmustern gemeinsam verwendet werden. Unter der Annahme, dass beispielsweise die Anzahl der Bits der Struktur gleich 4 ist, wenn eine einzelne bzw. einzige OLUT-Tabelle verwendet wird, beträgt die Anzahl der Farben, die durch die Strukturabbildung ausgedrückt werden kann, gleich lediglich 16; falls jedoch die CLUT-Tabelle für jedes Strukturmuster ausgewählt werden kann, beträgt die Anzahl der Farben, die ausgedrückt werden können, gleich 48 Farben, und zwar sogar dann, wenn die Anzahl von Bits lediglich gleich 4 beträgt.
Nachdem ein spezifisches bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist einzusehen, dass die Erfindung auf die betreffende bestimmte Ausführungsform nicht beschränkt ist und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen darin vom Durchschnittsfachmann ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken vorgenommen werden können, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
So sind beispielsweise gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Bilddaten komprimiert und in der CD-ROM aufgezeichnet worden; die Bilddaten können jedoch auch komprimiert und auf einem anderen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet sein bzw. werden, wie auf einer Magnetplatte oder in einem Halbleiterspeicher, wie einer Speicherkarte.
Das Bildkompressionsverfahren ist auf die diskrete Kosinustransformation DCT nicht beschränkt, sondern es können andere Kompressionsverfahren ebenso in vorteilhafter Weise angewandt werden.

Claims

1. Bildverarbeitungsvorrichtung zur Erzeugung eines Videosignals, welches einem zweidimensionalen Bild eines auf einer Anzeigevorrichtung anzuzeigenden Objekts unter Verwendung von dreidimensionalen Bilddaten und Strukturbilddaten entspricht, umfassend:

einen Hauptspeicher (3) für die Aufnahme und Speicherung der genannten dreidimensionalen Bilddaten und der genannten Strukturbilddaten, wobei die betreffenden dreidimensionalen Bilddaten kennzeichnend sind für die Form, die Koordinatenposition und die Ausrichtung des betreffenden Objekts im dreidimensionalen Raum,

eine Einrichtung (7) für die Durchführung einer dreidimensionalen Koordinatentransformation bezüglich der in dem genannten Hauptspeicher (3) gespeicherten dreidimensionalen Bilddaten zur Umsetzung der betreffenden transformierten dreidimensionalen Bilddaten in entsprechende zweidimensionale Bilddaten für eine Anzeige auf der Anzeigevorrichtung und zum Aussenden der betreffenden zweidimensionalen Bilddaten zum genannten Hauptspeicher (3) zurück, wobei die betreffende dreidimensionale Koordinatentransformation eine geometrische Transformation des genannten Objekts in dem genannten dreidimensionalen Raum umfaßt,

einen Bildspeicher (10), der einen Zeichenbereich (ADl) für die Speicherung der genannten zweidimensionalen Bilddaten des anzuzeigenden Objekts und einen Strukturbereich (AT1, AT2, AT3, AT4) aufweist für die Speicherung der betreffenden, an eine Oberfläche des genannten Objekts zu dessen Dekoration abzugebenden Strukturbilddaten,

eine Bildsynthetisiereinrichtung (6) zum Synthetisieren eines strukturierten Bildes des genannten Objekts durch Heranziehen der in dem genannten Bildspeicher (10) gespeicherten zweidimensionalen Bilddaten und der genannten Strukturbliddaten zur Bestimmung von Polygonen entsprechend den Oberflächen des genannten Objekts durch Heranziehen der genannten zweidimensionalen Bilddaten und zur Abbildung der genannten Strukturbilddaten in inneren Bereichen der betreffenden Polygone, und eine Abgabeeinrichtung (12) zur Umsetzung eines Ausgangssignals von der genannten Bildsynthetisiereinrichtung (6) in das genannte Videosignal und zur Abgabe des betreffenden Videosignals entsprechend dem genannten Strukturbild des betreffenden Objekts.

2. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend ferner eine Steuereinrichtung (2) für die Steuerung des genannten Hauptspeichers (3) zur Abgabe der genannten zweidimensionalen Bilddaten an den genannten Zeichenbereich (AD1) des Bildspeichers (10) und der genannten Strukturbilddaten an den Strukturbereich (AT1, AT2, AT3, AT4) des Bildspeichers (10),

wobei die Synthetisierung der Bildsynthetisiereinrichtung (6) die Berechnung von Steigungs-Daten entsprechend den genannten zweidimensionalen Bilddaten enthält und wobei die Polygone durch Heranziehen der betreffenden Steigungs-Daten entsprechend den genannten zweidimensionalen Bilddaten bestimmt werden.

3. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ferner eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der in dem Zeichenbereich (AD1) des Bildspeichers (10) gespeicherten zweidimensionalen Bilddaten und der in dem genannten Strukturbereich (AT1, AT2, AT3, AT4) des betreffenden Bildspeichers (10) gespeicherten Strukturbilddaten zu der genannten Bildsynthetisiereinrichtung (6) hin.

4. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, umfassend ferner einen Systembus (1), wobei der genannte Hauptspeicher (3) an dem betreffenden Systembus (1) angeschlossen ist und wobei der genannte Bildspeicher (10) über die genannte Bildsynthetisiereinrichtung (6) an dem betreffenden Systembus angeschlossen ist.

5. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, umfassend ferner einen CD-ROM-Treiber bzw. ein CD-ROM-Laufwerk (9) für die Wiedergabe von auf einer CD-ROM aufgezeichneten Daten und einen CD-ROM-Decoder (5), der an dem genannten Systembus (1) angeschlossen ist zum Decodieren von dreidimensionalen Bilddaten und Strukturdaten aus den durch den CD-ROM-Treiber bzw. das CD-ROM-Laufwerk (9) wiedergegebenen Daten und zur Abgabe der decodierten dreidimensionalen Daten und der Strukturbilddaten über den Systembus an den genannten Hauptspeicher (3).

6. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die genannte Abgabeeinrichtung einen Digital-Analog-Wandler (12) aufweist.

7. Bildverarbeitungsvorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, umfassend ferner eine Wiedergabeeinrichtung (5, 9) für die Wiedergabe von komprimierten dreidimensionalen Bewegtbilddaten von einem Aufzeichnungsträger und für die Abgabe der betreffenden wiedergegebenen komprimierten dreidimensionalen Bewegtbilddaten an den genannten Hauptspeicher (3),

und eine Dehnungseinrichtung (4), die mit dem genannten Hauptspeicher (3) verbunden ist zur Aufnahme der betreffenden komprimierten dreidimensionalen Bewegtbilddaten von dem genannten Hauptspeicher (3), zur Dehnung der betreffenden komprimierten dreidimensionalen Bewegtbilddaten und zur Abgabe der gedehnten dreidimensionalen Bewegtbilddaten an den genannten Hauptspeicher (3) zurück.

8. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die genannte Wiedergabeeinrichtung (5, 9) die genannten komprimierten dreidimensionalen Bewegtbilddaten von dem genannten Aufzeichnungsträger optisch wiedergibt.

9. Bildverarbeitungsvorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei der genannte Bildspeicher (10) eine Vielzahl von Videobildspeichern (10) aufweist, die über einen lokalen Bus mit der genannten Bildsynthetisiereinrichtung (6) verbunden sind.

10. Bildverarbeitungsvorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei der genannte Bildspeicher (10) ferner eine Farb-Nachschlagtabelle aufweist zur Spezifizierung von Farben einer Struktur des genannten Objekts.

11. Videospielvorrichtung zur Erzeugung eines Videosignals entsprechend einem Bild eines Objekts, welches eine sich dynamisch ändernde Struktur aufweist, durch Heranziehen von dreidimensionalen Bilddaten und Bewegtbild-Strukturmusterdaten, umfassend eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch.

12. Echtzeit-Strukturabbildungsverfahren zur Erzeugung eines Videosignals, welches einem zweidimensionalen Bild eines auf einer Anzeigevorrichtung anzuzeigenden Objekts entspricht, durch Heranziehen von dreidimensionalen Bilddaten und Strukturbilddaten, umfassend:

Empfangen und Speichern der genannten dreidimensionalen Bilddaten und der genannten Strukturbilddaten, wobei die betreffenden dreidimensionalen Bilddaten kennzeichnend sind für die Form, die Koordinatenposition und die Ausrichtung des genannten Objekts im dreidimensionalen Raum,

Ausführen einer dreidimensionalen Koordinatentransformation bezüglich der genannten gespeicherten dreidimensionalen Bilddaten, wobei die betreffende dreidimensionale Koordinatentransformation eine geometrische Transformation des genannten Objekts in dem genannten dreidimensionalen Raum umfaßt, Umwandeln der genannten transformierten dreidimensionalen Bilddaten in entsprechende zweidimensionale Bilddaten für eine Anzeige,

Datenspeicherung der genannten zweidimensionalen Bilddaten des anzuzeigenden Objekts in einem Zeichenbereich (ADI) eines Bildspeichers (10) und Speichern der an eine Oberfläche des genannten Objekts anzubringenden Strukturdaten zur Dekoration des betreffenden Objekts in einem Strukturbereich (AT1, AT2, AT3, AT4) des betreffenden Bildspeichers (10),

Synthetisieren eines strukturierten Bildes des genannten Objekts durch Heranziehen der genannten zweidimensionalen Bilddaten und der genannten Strukturbilddaten, die in dem genannten Bildspeicher (10) gespeichert sind, durch Bestimmen von Polygonen entsprechend den betreffenden Oberflächen des genannten Objekts durch Heranziehen der genannten zweidimensionalen Bilddaten und durch Abbilden der betreffenden Strukturbilddaten in inneren Bereichen der genannten Polygone, Umsetzen eines Ausgangssignals von der genannten Bildsynthetisierung in das genannte Videosignal und Abgabe des betreffenden Videosignals entsprechend dem strukturierten Bild des genannten Objekts.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der genannte Bildspeicher (10) eine Vielzahl von Bildspeichern umfaßt.