JP2000132708A - フォンシェーディング高速描画装置および方法 - Google Patents
フォンシェーディング高速描画装置および方法Info
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- JP2000132708A JP2000132708A JP10307631A JP30763198A JP2000132708A JP 2000132708 A JP2000132708 A JP 2000132708A JP 10307631 A JP10307631 A JP 10307631A JP 30763198 A JP30763198 A JP 30763198A JP 2000132708 A JP2000132708 A JP 2000132708A
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- drawn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速描画が可能なフォンシェーディング描画
装置および方法を提供する。 【解決手段】 フォンシェーディング描画装置におい
て、描画点が描画すべき点か否かを判定する判定部１
と、この判定部で描画すべき点と判定された場合にフォ
ンシェーディングの計算を行う計算部２と、この計算結
果を基にフレームバッファ４ａ及びＺバッファ４ｂに描
画点のデータを書き込む描画部３とを設けた。
装置および方法を提供する。 【解決手段】 フォンシェーディング描画装置におい
て、描画点が描画すべき点か否かを判定する判定部１
と、この判定部で描画すべき点と判定された場合にフォ
ンシェーディングの計算を行う計算部２と、この計算結
果を基にフレームバッファ４ａ及びＺバッファ４ｂに描
画点のデータを書き込む描画部３とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォンシェーディ
ングの計算を行う三次元グラフィックシステムの描画装
置および方法に関する。
ングの計算を行う三次元グラフィックシステムの描画装
置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、シミュレーションや設計等におい
て、大量のデータをより高速に描画できる三次元グラフ
ィックシステムの開発が望まれている。このシステムの
画面上に立体図形を表示する際、特開平７−２６２４０
４号公報に記載されているようなシェーディングと呼ば
れる技術が用いられる。これは、光源ベクトル、多角形
の法線ベクトル、光源反射ベクトル、視線ベクトルの各
ベクトルの関係に基づき、表示すべき図形の各画素の輝
度を求め、画面上に表示される図形に陰影、明暗を付与
する技術である。シェーディングのうち、滑らかな陰影
を付与することが可能な技法はスムースシェーディング
と呼ばれ、この技法の一つにフォンシェーディングがあ
る。
て、大量のデータをより高速に描画できる三次元グラフ
ィックシステムの開発が望まれている。このシステムの
画面上に立体図形を表示する際、特開平７−２６２４０
４号公報に記載されているようなシェーディングと呼ば
れる技術が用いられる。これは、光源ベクトル、多角形
の法線ベクトル、光源反射ベクトル、視線ベクトルの各
ベクトルの関係に基づき、表示すべき図形の各画素の輝
度を求め、画面上に表示される図形に陰影、明暗を付与
する技術である。シェーディングのうち、滑らかな陰影
を付与することが可能な技法はスムースシェーディング
と呼ばれ、この技法の一つにフォンシェーディングがあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これまでのシ
ステムにおける描画方法では、フォンシェーディングを
行う場合、すべての描画点についてフォンシェーディン
グの計算を行い、色値を求めた後に、描画点の描画可否
を判定して、フレームバッファ及びＺバッファに値を書
き込み、描画を行っていた。そのため、描画されない点
についてもフォンシェーディングの計算を行うことにな
り処理が遅くなってしまう場合があった。
ステムにおける描画方法では、フォンシェーディングを
行う場合、すべての描画点についてフォンシェーディン
グの計算を行い、色値を求めた後に、描画点の描画可否
を判定して、フレームバッファ及びＺバッファに値を書
き込み、描画を行っていた。そのため、描画されない点
についてもフォンシェーディングの計算を行うことにな
り処理が遅くなってしまう場合があった。
【０００４】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、高速描画が可能な描画装置および方法を
提供するものである。
されたもので、高速描画が可能な描画装置および方法を
提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、描画点が描画すべき点か否かを判定する判定部と、
この判定部で描画すべき点と判定された場合にフォンシ
ェーディングの計算を行う計算部と、この計算結果を基
にフレームバッファ及びＺバッファに描画点のデータを
書き込む描画部とを有することを特徴とするフォンシェ
ーディング高速描画装置である。
は、描画点が描画すべき点か否かを判定する判定部と、
この判定部で描画すべき点と判定された場合にフォンシ
ェーディングの計算を行う計算部と、この計算結果を基
にフレームバッファ及びＺバッファに描画点のデータを
書き込む描画部とを有することを特徴とするフォンシェ
ーディング高速描画装置である。
【０００６】請求項２に記載の発明は、前記判定部は、
Ｚ値比較によって判定を行うことを特徴とする請求項１
に記載のフォンシェーディング高速描画装置である。請
求項３に記載の発明は、前記判定部は、シザーテストに
よって判定を行うことを特徴とする請求項１または２に
記載のフォンシェーディング高速描画装置である。
Ｚ値比較によって判定を行うことを特徴とする請求項１
に記載のフォンシェーディング高速描画装置である。請
求項３に記載の発明は、前記判定部は、シザーテストに
よって判定を行うことを特徴とする請求項１または２に
記載のフォンシェーディング高速描画装置である。
【０００７】請求項４に記載の発明は、描画点が描画す
べき点か否かを判定し、描画すべき点と判定された場合
にフォンシェーディングの計算を行い、この計算結果を
基にフレームバッファ及びＺバッファに描画点のデータ
を書き込むことを特徴とするフォンシェーディング高速
描画方法である。
べき点か否かを判定し、描画すべき点と判定された場合
にフォンシェーディングの計算を行い、この計算結果を
基にフレームバッファ及びＺバッファに描画点のデータ
を書き込むことを特徴とするフォンシェーディング高速
描画方法である。
【０００８】請求項５に記載の発明は、前記判定をＺ値
比較によって行うことを特徴とする請求項４に記載のフ
ォンシェーディング高速描画方法である。請求項６に記
載の発明は、前記判定をシザーテストによって行うこと
を特徴とする請求項４または５に記載のフォンシェーデ
ィング高速描画方法である。
比較によって行うことを特徴とする請求項４に記載のフ
ォンシェーディング高速描画方法である。請求項６に記
載の発明は、前記判定をシザーテストによって行うこと
を特徴とする請求項４または５に記載のフォンシェーデ
ィング高速描画方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態であ
る三次元描画装置の一部を示す構成図である。同図にお
いて、１は、各処理対象の点が、描画される点であるか
否かを判断するＺ値比較判定部である。
る三次元描画装置の一部を示す構成図である。同図にお
いて、１は、各処理対象の点が、描画される点であるか
否かを判断するＺ値比較判定部である。
【００１０】ここで、Ｚ値比較について説明する。三次
元描画装置では、三次元空間の物体を表示平面に投影す
ることによって三次元画像を表示する。このとき、観察
者の視点から見て、ある物体の後ろに隠れた物体は見る
ことができない。従って、画面への表示においても、後
ろに隠れた物体を消去する必要がある。この方法の一つ
としてＺ値比較がある。Ｚ値とは、観察者から見たとき
の物体の奥行き情報である。Ｚ値比較においては、この
Ｚ値どうしを比較し、Ｚ値が小さい方の画像データのみ
を表示する。
元描画装置では、三次元空間の物体を表示平面に投影す
ることによって三次元画像を表示する。このとき、観察
者の視点から見て、ある物体の後ろに隠れた物体は見る
ことができない。従って、画面への表示においても、後
ろに隠れた物体を消去する必要がある。この方法の一つ
としてＺ値比較がある。Ｚ値とは、観察者から見たとき
の物体の奥行き情報である。Ｚ値比較においては、この
Ｚ値どうしを比較し、Ｚ値が小さい方の画像データのみ
を表示する。
【００１１】図１の２は、Ｚ値比較判定部で描画される
と判断された点について、光源計算を１点づつ行うフォ
ンシェーディング計算部、３はフォンシェーディング計
算部での計算結果を基に描画を行うピクセル描画部、４
ａ、４ｂはそれぞれピクセル描画部の出力である色値、
Ｚ値が格納されるフレームバッファ、Ｚバッファであ
る。
と判断された点について、光源計算を１点づつ行うフォ
ンシェーディング計算部、３はフォンシェーディング計
算部での計算結果を基に描画を行うピクセル描画部、４
ａ、４ｂはそれぞれピクセル描画部の出力である色値、
Ｚ値が格納されるフレームバッファ、Ｚバッファであ
る。
【００１２】すなわち、フレームバッファ４ａには、画
面上の各画素の色情報である色値が格納され、Ｚバッフ
ァ４ｂには、これらの画素のＺ値が格納される。格納さ
れたＺ値は、次に、新しい物体を描画するときに用いら
れる。すなわち、新しい物体のＺ値と、新しい物体が描
画される範囲に対応する、Ｚバッファ４ｂ上に以前から
格納されていたＺ値とが比較される。そして、新しい物
体のＺ値が、Ｚバッファ４ｂに格納されていたＺ値より
小さい場合のみ、これらの画素に対応するフレームバッ
ファ４ａ上の色値を書き換える。
面上の各画素の色情報である色値が格納され、Ｚバッフ
ァ４ｂには、これらの画素のＺ値が格納される。格納さ
れたＺ値は、次に、新しい物体を描画するときに用いら
れる。すなわち、新しい物体のＺ値と、新しい物体が描
画される範囲に対応する、Ｚバッファ４ｂ上に以前から
格納されていたＺ値とが比較される。そして、新しい物
体のＺ値が、Ｚバッファ４ｂに格納されていたＺ値より
小さい場合のみ、これらの画素に対応するフレームバッ
ファ４ａ上の色値を書き換える。
【００１３】次に、本実施形態の描画処理の流れを説明
する。まず描画点の位置データ(X,Y,Z)がＺ値比較判定
部１に送られ、ここで、この描画点が描画すべき点かど
うかが判定される。この判定は前記のＺ値比較によって
行われる。
する。まず描画点の位置データ(X,Y,Z)がＺ値比較判定
部１に送られ、ここで、この描画点が描画すべき点かど
うかが判定される。この判定は前記のＺ値比較によって
行われる。
【００１４】Ｚ値比較によって描画すべき点と判定され
た場合のみ、描画点の位置データ(X,Y,Z)と法線データ
(NX,NY,NZ)がフォンシェーディング計算部２に出力され
る。フォンシェーディング計算部２では、与えられた位
置データ、法線データを用いて光源計算を行い、その描
画点の色値を求める。
た場合のみ、描画点の位置データ(X,Y,Z)と法線データ
(NX,NY,NZ)がフォンシェーディング計算部２に出力され
る。フォンシェーディング計算部２では、与えられた位
置データ、法線データを用いて光源計算を行い、その描
画点の色値を求める。
【００１５】求められた色値および前記のＺ値は、ピク
セル描画部３に出力される。ピクセル描画部３は、フレ
ームバッファ４ａおよびＺバッファ４ｂ上の、描画点に
対応する場所に、出力された色値およびＺ値を書き込
む。
セル描画部３に出力される。ピクセル描画部３は、フレ
ームバッファ４ａおよびＺバッファ４ｂ上の、描画点に
対応する場所に、出力された色値およびＺ値を書き込
む。
【００１６】なお、描画点の判定には、上記の他にシザ
ーテスト等がある。シザーテストとは、描画点が、ユー
ザが指定するシザーボックスと呼ばれる描画領域内であ
るか否かを判定するテストである。このようなテストを
フォンシェーディングの計算の前に行うことで、さらに
描画を高速化できる。
ーテスト等がある。シザーテストとは、描画点が、ユー
ザが指定するシザーボックスと呼ばれる描画領域内であ
るか否かを判定するテストである。このようなテストを
フォンシェーディングの計算の前に行うことで、さらに
描画を高速化できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、フォンシェーディング
の計算を行う前にＺ値比較等の方法で描画点の描画可否
を判定するので、不必要な計算をすることがない。従っ
て、計算量が減り、高速描画が可能となる。
の計算を行う前にＺ値比較等の方法で描画点の描画可否
を判定するので、不必要な計算をすることがない。従っ
て、計算量が減り、高速描画が可能となる。
【図１】 本発明の一実施形態の概略図。
１ Ｚ値比較判定部 ２ フォンシェーディング
計算部 ３ ピクセル描画部 ４ａ フレームバッファ ４ｂ Ｚバッファ
計算部 ３ ピクセル描画部 ４ａ フレームバッファ ４ｂ Ｚバッファ
Claims (6)
- 【請求項１】 描画点が描画すべき点か否かを判定する
判定部と、 この判定部で描画すべき点と判定された場合にフォンシ
ェーディングの計算を行う計算部と、 この計算結果を基にフレームバッファ及びＺバッファに
描画点のデータを書き込む描画部とを有することを特徴
とするフォンシェーディング高速描画装置。 - 【請求項２】 前記判定部は、Ｚ値比較によって判定を
行うことを特徴とする請求項１に記載のフォンシェーデ
ィング高速描画装置。 - 【請求項３】 前記判定部は、シザーテストによって判
定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のフ
ォンシェーディング高速描画装置。 - 【請求項４】 描画点が描画すべき点か否かを判定し、 描画すべき点と判定された場合にフォンシェーディング
の計算を行い、 この計算結果を基にフレームバッファ及びＺバッファに
描画点のデータを書き込むことを特徴とするフォンシェ
ーディング高速描画方法。 - 【請求項５】 前記判定をＺ値比較によって行うことを
特徴とする請求項４に記載のフォンシェーディング高速
描画方法。 - 【請求項６】 前記判定をシザーテストによって行うこ
とを特徴とする請求項４または５に記載のフォンシェー
ディング高速描画方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10307631A JP2000132708A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | フォンシェーディング高速描画装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10307631A JP2000132708A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | フォンシェーディング高速描画装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000132708A true JP2000132708A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17971367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10307631A Pending JP2000132708A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | フォンシェーディング高速描画装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000132708A (ja) |
-
1998
- 1998-10-28 JP JP10307631A patent/JP2000132708A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000613 |