JP2001283254A - 3次元グラフィックス描画装置およびその方法 - Google Patents

3次元グラフィックス描画装置およびその方法

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JP2001283254A
JP2001283254A JP2000098615A JP2000098615A JP2001283254A JP 2001283254 A JP2001283254 A JP 2001283254A JP 2000098615 A JP2000098615 A JP 2000098615A JP 2000098615 A JP2000098615 A JP 2000098615A JP 2001283254 A JP2001283254 A JP 2001283254A
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JP
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polygon
offset
data
unit
primitive
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JP2000098615A
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Shohei Moriwaki
昇平 森脇
Yoshiiku Azekawa
善郁 畔川
Osamu Chiba
修 千葉
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/10Geometric effects

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的処理性能の低い幾何学演算ユニットで
あっても、動き等に伴って変化するプリミティブの描画
を高速に行なうことが可能な3次元グラフィックス描画
装置を提供すること。 【解決手段】 3次元グラフィックス描画装置は、ポリ
ゴンの頂点データを生成する幾何学演算ユニット2と、
幾何学演算ユニット2によって生成されたポリゴンの頂
点データに対するOffset値が格納されるOffsetレジスタ
3と、幾何学演算ユニット2から出力されたポリゴンの
頂点データに、Offsetレジスタ3に格納されたOffset値
を加算するOffset演算回路4と、Offset演算回路4によ
って加算された後の頂点データに基づいて、ポリゴンを
描画する描画ユニット5とを含む。したがって、比較的
処理性能の低い幾何学演算ユニットであっても、動き等
に伴って変化するプリミティブの描画を高速に行なうこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元グラフィッ
クスを描画する技術に関し、特に、幾何学演算処理等の
複雑な処理を繰り返し行なわずに動き等の描画効果を得
ることが可能な3次元グラフィックス描画装置およびそ
の方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータや家庭用
ゲーム機では、臨場感のある緻密な画像出力を行うため
に、3次元の画像処理を高速に行なう3次元グラフィッ
クス描画装置の開発が盛んに行なわれている。従来の3
次元グラフィックス描画装置において、画面上の物体を
表現する描画プリミティブに動きを付ける場合、動きに
伴って変化するプリミティブの座標等を各フレーム毎に
幾何学演算処理または座標演算処理によって求める必要
があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したプリミティブ
の座標等を高速に算出するために、高価でかつ高い幾何
学演算処理性能を有する幾何学演算ユニットを3次元グ
ラフィックス描画装置内に設ける必要があった。そのた
め、3次元グラフィックス描画装置のコストが増加する
という問題点があった。
【0004】また、高価な幾何学演算ユニットを3次元
グラフィックス描画装置内に設けずに、予め幾何学演算
処理されたポリゴンの頂点データ(頂点座標データ、色
データ、透過率データ、テクスチャマッピング座標デー
タ)を外部メモリに格納しておき、その頂点データを各
フレーム毎に描画することによって、プリミティブに動
きを付けることも可能である。しかし、動きを伴うプリ
ミティブのデータ量は膨大であるため、膨大な記憶容量
を有する外部メモリが必要になるという問題点があっ
た。
【0005】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、第1の目的は、比較的処理性能の低
い幾何学演算ユニットであっても、動き等に伴って変化
するプリミティブの描画を高速に行なうことが可能な3
次元グラフィックス描画装置およびその方法を提供する
ことである。
【0006】本発明の第2の目的は、幾何学演算ユニッ
トを使用しない場合であっても膨大な記憶容量を有する
外部メモリを必要とせず、動きを伴って変化するプリミ
ティブの描画を高速に行なうことが可能な3次元グラフ
ィックス描画装置およびその方法を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の3次元
グラフィックス描画装置は、ポリゴンの頂点データを生
成する幾何学演算ユニットと、幾何学演算ユニットによ
って生成されたポリゴンの頂点データに対するOffset値
が格納されるOffsetレジスタと、幾何学演算ユニットか
ら出力されたポリゴンの頂点データに、Offsetレジスタ
に格納されたOffset値を演算するOffset演算回路と、Of
fset演算回路によって演算された後の頂点データに基づ
いて、ポリゴンを描画する描画ユニットとを含む。
【0008】Offset演算回路は、幾何学演算ユニットか
ら出力されたポリゴンの頂点データに、Offsetレジスタ
に格納されたOffset値を演算するので、Offsetレジスタ
に格納されるOffset値を順次更新することによってプリ
ミティブの動き等を表現することができる。したがっ
て、比較的処理性能の低い幾何学演算ユニットであって
も、動き等に伴って変化するプリミティブの描画を高速
に行なうことが可能となる。
【0009】請求項2に記載の3次元グラフィックス描
画装置は、予め幾何学演算処理されたポリゴンの頂点デ
ータを読み取る読取ユニットと、読取ユニットによって
読み取られたポリゴンの頂点データに対するOffset値が
格納されるOffsetレジスタと、読取ユニットによって読
み取られたポリゴンの頂点データに、Offsetレジスタに
格納されたOffset値を演算するOffset演算回路と、Offs
et演算回路によって演算された後の頂点データに基づい
て、ポリゴンを描画する描画ユニットとを含む。
【0010】Offset演算回路は、予め幾何学演算処理さ
れたポリゴンの頂点データに、Offsetレジスタに格納さ
れたOffset値を演算するので、Offsetレジスタに格納さ
れるOffset値を順次更新することによってプリミティブ
の動き等を表現することができる。また、予め幾何学演
算処理されたポリゴンの頂点データが使用されるので、
従来の3次元グラフィックス描画装置において必要であ
った幾何学演算ユニットが不要となる。
【0011】請求項3に記載の3次元グラフィックス描
画装置は、請求項1または2記載の3次元グラフィック
ス描画装置であって、頂点データは頂点座標データを含
む。
【0012】Offset演算回路は、ポリゴンの頂点座標デ
ータに、Offsetレジスタに格納されたOffset値を演算す
るので、Offsetレジスタに格納されるOffset値を順次更
新することによってプリミティブの動きを表現すること
ができる。
【0013】請求項4に記載の3次元グラフィックス描
画装置は、請求項1または2記載の3次元グラフィック
ス描画装置であって、頂点データは色データを含む。
【0014】Offset演算回路は、ポリゴンの色データ
に、Offsetレジスタに格納されたOffset値を演算するの
で、Offsetレジスタに格納されるOffset値を順次更新す
ることによってプリミティブの色合いの変化を表現する
ことができる。
【0015】請求項5に記載の3次元グラフィックス描
画装置は、請求項1または2記載の3次元グラフィック
ス描画装置であって、頂点データは透過率データを含
む。
【0016】Offset演算回路は、ポリゴンの透過率デー
タに、Offsetレジスタに格納されたOffset値を演算する
ので、Offsetレジスタに格納されるOffset値を順次更新
することによってプリミティブの透明度の変化を表現す
ることができる。
【0017】請求項6に記載の3次元グラフィックス描
画装置は、請求項1または2記載の3次元グラフィック
ス描画装置であって、頂点データはテクスチャマッピン
グ座標データを含む。
【0018】Offset演算回路は、ポリゴンのテクスチャ
マッピング座標データに、Offsetレジスタに格納された
Offset値を演算するので、Offsetレジスタに格納される
Offset値を順次更新することによってプリミティブのテ
クスチャの変化を表現することができる。
【0019】請求項7に記載の3次元グラフィックス描
画方法は、ポリゴンの頂点データを生成するステップ
と、生成されたポリゴンの頂点データに、Offset値を演
算するステップと、Offset値が演算された後の頂点デー
タに基づいて、ポリゴンを描画するステップとを含む。
【0020】生成されたポリゴンの頂点データに、Offs
et値を演算するので、Offset値を順次更新することによ
ってプリミティブの動き等を表現することができる。し
たがって、比較的処理性能の低い幾何学演算ユニットで
あっても、動き等に伴って変化するプリミティブの描画
を高速に行なうことが可能となる。
【0021】請求項8に記載の3次元グラフィックス描
画方法は、予め幾何学演算処理されたポリゴンの頂点デ
ータを読み取るステップと、読み取られたポリゴンの頂
点データに、Offset値を演算するステップと、Offset値
が演算された後の頂点データに基づいて、ポリゴンを描
画するステップとを含む。
【0022】予め幾何学演算処理されたポリゴンの頂点
データにOffset値を演算するので、Offset値を順次更新
することによってプリミティブの動き等を表現すること
ができる。また、予め幾何学演算処理されたポリゴンの
頂点データが使用されるので、従来の3次元グラフィッ
クス描画装置において必要であった幾何学演算ユニット
が不要となる。
【0023】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は、本発明
の実施の形態1における3次元グラフィックス描画装置
の概略構成を示すブロック図である。この3次元グラフ
ィックス描画装置は、プログラム中のワールド座標系で
定義された3次元描画データ1が入力され、3次元描画
データ1に対して一連の幾何学演算処理を行なう幾何学
演算ユニット2と、プリミティブを構成する各ポリゴン
の頂点データに付加するOffset値を保持するOffsetレジ
スタ3と、幾何学演算ユニット2から出力される頂点デ
ータに、Offsetレジスタ3に保持されたOffset値を加算
(減算)して出力するOffset演算回路4と、Offset演算
回路4から出力された演算処理後の頂点データに基づい
て一連の描画処理を行なう描画ユニット5と、描画ユニ
ット5によって生成されたピクセルデータをフレームイ
メージとして蓄積するピクセルメモリ6と、ピクセルメ
モリ6に蓄積されたピクセルデータを表示する表示ユニ
ット7とを含む。
【0024】図示しないマイクロプロセッサがプログラ
ムを実行し、プログラム中に3次元描画データ(ポリゴ
ン定義)1が記述されていれば、当該3次元描画データ
1を幾何学演算ユニット2へ出力する。幾何学演算ユニ
ット2は、3次元描画データ1に対して幾何学演算を行
ない、ビューポートに座標変換されたプリミティブを構
成する各ポリゴンの頂点データ、たとえば頂点座標デー
タを出力する。Offset演算回路4は、幾何学演算ユニッ
ト2によって生成された頂点座標データ(X,Y,Z)
が入力されると、頂点座標データにOffsetレジスタ3に
格納されたOffset値を加算して出力する。
【0025】描画ユニット5は、Offset演算回路4から
出力されたOffset値が加算された後の頂点座標データに
基づいてプリミティブを構成する各ポリゴンのピクセル
データを生成してピクセルメモリ6に書き込む。表示ユ
ニット7は、描画ユニット5によって1フレーム分のピ
クセルデータが書き込まれた時点で、ピクセルメモリ6
からピクセルデータを読み出して順次表示することによ
って、プリミティブの動きを擬似的に表現することがで
きる。
【0026】幾何学演算ユニット2は、描画すべき3次
元形状をモデリング座標系で定義し、このモデリング座
標系で定義された3次元形状を空間に配置するためにワ
ールド座標系に変換し、さらに3次元形状に対して視点
の位置や視軸の方向等の投影条件を決定し、視野領域に
おける3次元形状に変換するためのモデリング変換/視
野変換部21と、モデリング変換/視野変換部21によ
ってモデリング変換/視野変換された後の3次元形状の
照明の明るさを計算するライティング計算部22と、対
象となる3次元形状を透視変換し、視野領域をビューポ
ートに変換する透視変換/ビューポート変換部23とを
含む。
【0027】また、描画ユニット5は、ポリゴンの頂点
座標の差分を計算してポリゴンの頂点間の傾きを出力す
るポリゴンセットアップ部51と、ポリゴンセットアッ
プ部51から出力されるポリゴンの頂点間の傾きを参照
して、ポリゴンの頂点間のエッジを生成するエッジ生成
部52と、エッジ生成部52によって生成されたポリゴ
ンのエッジに基づいて、各ポリゴンをピクセル単位に変
換するスキャンライン変換部53と、各ポリゴン内のピ
クセルデータを生成するピクセル生成部54と、表示枠
に入らないピクセルを削除するシザーテスト部55と、
各ピクセルが描画対象となっているか否かを判定するス
テンシルテスト部56と、ポリゴンのZ値を比較して表
示画面上に描画されるべきポリゴンであるか否かを判定
するZ比較部57と、透明度を表わすα値を参照して前
後するポリゴンの色データを合成するαブレンディング
部58とを含む。
【0028】図2は、本実施の形態における3次元グラ
フィックス描画装置によるプリミティブの加工を説明す
るための図である。図2(a)は、加工前のプリミティ
ブを構成するポリゴン9を示しており、3つの頂点座標
10〜12によって描画されている。たとえば、図2
(a)に示すポリゴン9の頂点座標データのうち、X座
標に対してOffset値を加算すると、図2(b)に示すよ
うにそれぞれの頂点座標10〜12が新しい頂点座標1
0A〜12Aへ移動し、ポリゴン9がX軸に平行に移動
してポリゴン9Aとして描画される。
【0029】また、図2(a)に示すポリゴン9の頂点
座標データのうち、Y座標に対してOffset値を加算する
と、図2(c)に示すようにそれぞれの頂点座標10〜
12が新しい頂点座標10B〜12Bへ移動し、ポリゴ
ン9がY軸に平行に移動してポリゴン9Bとして描画さ
れる。また、図2(a)に示すポリゴン9の頂点座標の
うち、Z座標に対してOffset値を加算すると、図2
(d)に示すようにそれぞれの頂点座標10〜12が新
しい頂点座標10C〜12Cへ移動し、ポリゴン9がZ
軸に平行に移動してポリゴン9Cとして描画される。
【0030】このようにして、Offsetレジスタ3に格納
されるOffset値を順次更新することによって、動きのあ
るプリミティブに対してのみ頂点座標データをずらして
プリミティブの動きを表現できる。
【0031】以上説明したように、本実施の形態におけ
る3次元グラフィックス描画装置によれば、幾何学演算
ユニット2よって算出されたプリミティブを構成するポ
リゴンの頂点座標に対し、Offset値を加算して描画ユニ
ット5へ出力することにより擬似的にプリミティブの動
きを描画するようにしたので、従来の3次元グラフィッ
クス描画装置のように動きのあるプリミティブに対して
繰り返し幾何学演算処理を行なう必要がなくなり、高速
に描画処理を行なうことが可能となり、3次元グラフィ
ックス描画装置全体の処理速度を向上させることが可能
となった。
【0032】また、3次元グラフィックス描画装置全体
の処理速度が向上するため、高速に幾何学演算処理が行
なえる幾何学演算ユニットが必要なくなり、比較的演算
処理能力の低い安価な幾何学演算ユニットを使用するこ
とが可能となった。
【0033】(実施の形態2)本発明の実施の形態2に
おける3次元グラフィックス描画装置は、図1に示す実
施の形態1における3次元グラフィックス描画装置の概
略構成と同じであり、Offset演算回路によって演算され
る対象が色データ(R,G,B)である点のみが異な
る。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明
は繰り返さない。なお、本実施の形態におけるOffsetレ
ジスタおよびOffset演算回路の参照符号を、3aおよび
4aとして説明する。
【0034】図3は、本実施の形態における3次元グラ
フィックス描画装置によるプリミティブの加工を説明す
るための図である。図3(a)は、加工前のプリミティ
ブを構成するポリゴン13を示しており、3つの頂点の
色データ14〜16によって描画されている。たとえ
ば、Offset演算回路4aが、図3(a)に示すポリゴン
13の頂点の色データ14〜16にOffsetレジスタ3a
に格納されたOffset値を加算すると、図3(b)に示す
ようにそれぞれの頂点の色データ14〜16が新しい色
データ14A〜16Aに変更される。その結果、描画ユ
ニット5はポリゴン13A内を異なるグラデーションで
塗り潰すことができる。
【0035】このようにして、Offsetレジスタ3aに格
納されるOffset値を順次更新することによって、プリミ
ティブの色合いを全体的に濃くしたり、淡くしたりする
ことができ、またホワイトアウトやブラックアウトとい
った描画効果を容易に得ることができる。また、R,
G,Bのうち、いずれかに対してのみOffset値を加算す
ることによって、同一のプリミティブであっても本来の
色と全く異なる色で描画することが可能となる。
【0036】以上説明したように、本実施の形態におけ
る3次元グラフィックス描画装置によれば、幾何学演算
処理ユニット2よって算出されたプリミティブを構成す
るポリゴンの頂点の色データに対し、Offset値を加算し
て描画ユニット5へ出力することにより色の変化を表現
するようにしたので、従来の3次元グラフィックス描画
装置のようにプリミティブに対して繰り返し幾何学演算
処理を行なう必要がなくなり、高速に描画処理を行なう
ことが可能となり、3次元グラフィックス描画装置全体
の処理速度を向上させることが可能となった。
【0037】また、3次元グラフィックス描画装置全体
の処理速度が向上するため、高速に幾何学演算処理が行
なえる幾何学演算ユニットが必要なくなり、安価な幾何
学演算ユニットを使用することが可能となった。
【0038】(実施の形態3)本発明の実施の形態3に
おける3次元グラフィックス描画装置は、図1に示す実
施の形態1における3次元グラフィックス描画装置の概
略構成と同じであり、Offset演算回路によって演算され
る対象が透過率データ(A)である点のみが異なる。し
たがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り
返さない。なお、本実施の形態におけるOffsetレジスタ
およびOffset演算回路の参照符号を、3bおよび4bと
して説明する。
【0039】図4は、本実施の形態における3次元グラ
フィックス描画装置によるプリミティブの加工を説明す
るための図である。図4(a)は、加工前のプリミティ
ブを構成するポリゴン17を示しており、3つの頂点の
透過率データ18〜20によって描画されている。ま
た、ポリゴン17の後方には、異なるプリミティブ21
が描画されている。たとえば、Offset演算回路4bが、
図4(a)に示すポリゴン17の頂点の透過率データ1
8〜20にOffsetレジスタ3bに格納されたOffset値を
加算すると、図4(b)に示すようにそれぞれの頂点の
透過率データ18〜20が新しい透過率データ18A〜
20Aに変更される。その結果、描画ユニット5はポリ
ゴン17A内を異なる透過率で描画することとなり、後
方にあるプリミティブ21が透けて見えるようにするこ
とができる。
【0040】このようにして、Offsetレジスタ3bに格
納されるOffset値を順次更新することによって、プリミ
ティブの透過率を変化させることができ、不透明であっ
たプリミティブの透過率を変化させて、後方にあるプリ
ミティブが透けて見えるようにすることができる。
【0041】以上説明したように、本実施の形態におけ
る3次元グラフィックス描画装置によれば、幾何学演算
処理ユニット2よって算出されたプリミティブを構成す
るポリゴンの頂点の透過率データに対し、Offset値を加
算して描画ユニット5へ出力することにより透過率の変
化を表現するようにしたので、従来の3次元グラフィッ
クス描画装置のようにプリミティブに対して繰り返し幾
何学演算処理を行なう必要がなくなり、高速に描画処理
を行なうことが可能となり、3次元グラフィックス描画
装置全体の処理速度を向上させることが可能となった。
【0042】また、3次元グラフィックス描画装置全体
の処理速度が向上するため、高速に幾何学演算処理が行
なえる幾何学演算ユニットが必要なくなり、安価な幾何
学演算ユニットを使用することが可能となった。
【0043】(実施の形態4)本発明の実施の形態4に
おける3次元グラフィックス描画装置は、図1に示す実
施の形態1における3次元グラフィックス描画装置の概
略構成と同じであり、Offset演算回路によって演算され
る対象がテクスチャマッピング座標データ(U,V)で
ある点のみが異なる。したがって、重複する構成および
機能の詳細な説明は繰り返さない。なお、本実施の形態
におけるOffsetレジスタおよびOffset演算回路の参照符
号を、3cおよび4cとして説明する。
【0044】図5は、本実施の形態における3次元グラ
フィックス描画装置によるプリミティブの加工を説明す
るための図である。図5(a)は、加工前のプリミティ
ブを構成するポリゴン22を示しており、3つのテクス
チャマッピング座標データ23〜25によって描画され
ている。たとえば、図5(a)に示すポリゴン22のテ
クスチャマッピング座標データのうち、X方向を示すU
値に対してOffset値を加算すると、図5(b)に示すよ
うにそれぞれのテクスチャマッピング座標23〜25が
新しいテクスチャマッピング座標23A〜25Aへ移動
し、ポリゴン22のテクスチャがX方向に平行に移動し
てポリゴン22Aのテクスチャとして描画される。
【0045】また、図5(a)に示すポリゴン22のテ
クスチャマッピング座標データのうち、Y方向を示すV
値に対してOffset値を加算すると、図5(c)に示すよ
うにそれぞれのテクスチャマッピング座標23〜25が
新しいテクスチャマッピング座標23B〜25Bへ移動
し、ポリゴン22のテクスチャがY方向に平行に移動し
てポリゴン22Bのテクスチャとして描画される。
【0046】このようにして、Offsetレジスタ3cに格
納されるOffset値を順次更新することによって、動きの
あるプリミティブのテクスチャに対してのみテクスチャ
マッピング座標データをずらしてテクスチャの動きを表
現できる。
【0047】以上説明したように、本実施の形態におけ
る3次元グラフィックス描画装置によれば、幾何学演算
ユニット2よって算出されたプリミティブを構成するポ
リゴンのテクスチャマッピング座標データに対し、Offs
et値を加算して描画ユニット5へ出力することにより擬
似的にプリミティブのテクスチャの動きを描画するよう
にしたので、従来の3次元グラフィックス描画装置のよ
うに動きのあるプリミティブのテクスチャに対して繰り
返し幾何学演算処理を行なう必要がなくなり、高速に描
画処理を行なうことが可能となり、3次元グラフィック
ス描画装置全体の処理速度を向上させることが可能とな
った。
【0048】また、3次元グラフィックス描画装置全体
の処理速度が向上するため、高速に幾何学演算処理が行
なえる幾何学演算ユニットが必要なくなり、比較的演算
処理能力の低い安価な幾何学演算ユニットを使用するこ
とが可能となった。
【0049】(実施の形態5)図6は、本発明の実施の
形態5における3次元グラフィックス描画装置の概略構
成を示すブロック図である。この3次元グラフィックス
描画装置は、外部記憶媒体8に記録されたプリミティブ
を構成するポリゴンの頂点データを順次読み取る読取ユ
ニット9と、読取ユニット9によって読み取られた頂点
データに付加するOffset値を保持するOffsetレジスタ3
と、幾何学演算ユニット2から出力される頂点データ
に、Offsetレジスタ3に保持されたOffset値を加算(減
算)して出力するOffset演算回路4と、Offset演算回路
4から出力された演算処理後の頂点データに基づいて一
連の描画処理を行なう描画ユニット5と、描画ユニット
5によって生成されたピクセルデータをフレームイメー
ジとして蓄積するピクセルメモリ6と、ピクセルメモリ
6に蓄積されたピクセルデータを表示する表示ユニット
7とを含む。
【0050】図示しないマイクロプロセッサが、読取ユ
ニット9を介して外部記憶媒体8から予め幾何学演算処
理されて生成されたプリミティブを構成するポリゴンの
頂点データ、たとえば頂点座標データを読み取って出力
する。Offset演算回路4は、マイクロプロセッサによっ
て出力された頂点座標データ(X,Y,Z)が入力され
ると、頂点座標データにOffsetレジスタ3に格納された
Offset値を加算して出力する。
【0051】描画ユニット5は、Offset演算回路4から
出力されたOffset値が加算された後の頂点座標データに
基づいてプリミティブを構成する各ポリゴンのピクセル
データを生成してピクセルメモリ6に書き込む。表示ユ
ニット7は、描画ユニット5によって1フレーム分のピ
クセルデータが書き込まれた時点で、ピクセルメモリ6
からピクセルデータを読み出して順次表示することによ
って、プリミティブの動きを擬似的に表現することがで
きる。
【0052】描画ユニット5は、ポリゴンの頂点座標の
差分を計算してポリゴンの頂点間の傾きを出力するポリ
ゴンセットアップ部51と、ポリゴンセットアップ部5
1から出力されるポリゴンの頂点間の傾きを参照して、
ポリゴンの頂点間のエッジを生成するエッジ生成部52
と、エッジ生成部52によって生成されたポリゴンのエ
ッジに基づいて、各ポリゴンをピクセル単位に変換する
スキャンライン変換部53と、各ポリゴン内のピクセル
データを生成するピクセル生成部54と、表示枠に入ら
ないピクセルを削除するシザーテスト部55と、各ピク
セルが描画対象となっているか否かを判定するステンシ
ルテスト部56と、ポリゴンのZ値を比較して表示画面
上に描画されるべきポリゴンであるか否かを判定するZ
比較部57と、透明度を表わすα値を参照して前後する
ポリゴンの色データを合成するαブレンディング部58
とを含む。
【0053】図2は、本実施の形態における3次元グラ
フィックス描画装置によるプリミティブの加工を説明す
るための図である。図2(a)は、加工前のプリミティ
ブを構成するポリゴン9を示しており、3つの頂点座標
10〜12によって描画されている。たとえば、図2
(a)に示すポリゴン9の頂点座標データのうち、X座
標に対してOffset値を加算すると、図2(b)に示すよ
うにそれぞれの頂点座標10〜12が新しい頂点座標1
0A〜12Aへ移動し、ポリゴン9がX軸に平行に移動
してポリゴン9Aとして描画される。
【0054】また、図2(a)に示すポリゴン9の頂点
座標データのうち、Y座標に対してOffset値を加算する
と、図2(c)に示すようにそれぞれの頂点座標10〜
12が新しい頂点座標10B〜12Bへ移動し、ポリゴ
ン9がY軸に平行に移動してポリゴン9Bとして描画さ
れる。また、図2(a)に示すポリゴン9の頂点座標の
うち、Z座標に対してOffset値を加算すると、図2
(d)に示すようにそれぞれの頂点座標10〜12が新
しい頂点座標10C〜12Cへ移動し、ポリゴン9がZ
軸に平行に移動してポリゴン9Cとして描画される。
【0055】このようにして、Offsetレジスタ3に格納
されるOffset値を順次更新することによって、動きのあ
るプリミティブに対してのみ頂点座標データをずらして
プリミティブの動きを表現できる。
【0056】以上説明したように、本実施の形態におけ
る3次元グラフィックス描画装置によれば、予め幾何学
演算処理されて生成されたプリミティブを構成するポリ
ゴンの頂点座標に対し、Offset値を加算して描画ユニッ
ト5へ出力することにより擬似的にプリミティブの動き
を描画するようにしたので、従来の3次元グラフィック
ス描画装置において必要であった幾何学演算ユニットが
不要となり、高速に描画処理を行なうことが可能とな
り、3次元グラフィックス描画装置全体の処理速度を向
上させることが可能となった。
【0057】(実施の形態6)本発明の実施の形態6に
おける3次元グラフィックス描画装置は、図6に示す実
施の形態5における3次元グラフィックス描画装置の概
略構成と同じであり、Offset演算回路によって演算され
る対象が色データ(R,G,B)である点のみが異な
る。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明
は繰り返さない。なお、本実施の形態におけるOffsetレ
ジスタおよびOffset演算回路の参照符号を、3aおよび
4aとして説明する。
【0058】図3は、本実施の形態における3次元グラ
フィックス描画装置によるプリミティブの加工を説明す
るための図である。図3(a)は、加工前のプリミティ
ブを構成するポリゴン13を示しており、3つの頂点の
色データ14〜16によって描画されている。たとえ
ば、Offset演算回路4aが、図3(a)に示すポリゴン
13の頂点の色データ14〜16にOffsetレジスタ3a
に格納されたOffset値を加算すると、図3(b)に示す
ようにそれぞれの頂点の色データ14〜16が新しい色
データ14A〜16Aに変更される。その結果、描画ユ
ニット5はポリゴン13A内を異なるグラデーションで
塗り潰すことができる。
【0059】このようにして、Offsetレジスタ3aに格
納されるOffset値を順次更新することによって、プリミ
ティブの色合いを全体的に濃くしたり、淡くしたりする
ことができ、またホワイトアウトやブラックアウトとい
った描画効果を容易に得ることができる。また、R,
G,Bのうち、いずれかに対してのみOffset値を加算す
ることによって、同一のプリミティブであっても本来の
色と全く異なる色で描画することが可能となる。
【0060】以上説明したように、本実施の形態におけ
る3次元グラフィックス描画装置によれば、予め幾何学
演算処理されて生成されたプリミティブを構成するポリ
ゴンの頂点の色データに対し、Offset値を加算して描画
ユニット5へ出力することにより色の変化を表現するよ
うにしたので、従来の3次元グラフィックス描画装置に
おいて必要であった幾何学演算ユニットが不要となり、
高速に描画処理を行なうことが可能となり、3次元グラ
フィックス描画装置全体の処理速度を向上させることが
可能となった。
【0061】(実施の形態7)本発明の実施の形態7に
おける3次元グラフィックス描画装置は、図6に示す実
施の形態5における3次元グラフィックス描画装置の概
略構成と同じであり、Offset演算回路によって演算され
る対象が透過率データ(A)である点のみが異なる。し
たがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り
返さない。なお、本実施の形態におけるOffsetレジスタ
およびOffset演算回路の参照符号を、3bおよび4bと
して説明する。
【0062】図4は、本実施の形態における3次元グラ
フィックス描画装置によるプリミティブの加工を説明す
るための図である。図4(a)は、加工前のプリミティ
ブを構成するポリゴン17を示しており、3つの頂点の
透過率データ18〜20によって描画されている。ま
た、ポリゴン17の後方には、異なるプリミティブ21
が描画されている。たとえば、Offset演算回路4bが、
図4(a)に示すポリゴン17の頂点の透過率データ1
8〜20にOffsetレジスタ3bに格納されたOffset値を
加算すると、図4(b)に示すようにそれぞれの頂点の
透過率データ18〜20が新しい透過率データ18A〜
20Aに変更される。その結果、描画ユニット5はポリ
ゴン17A内を異なる透過率で描画することとなり、後
方にあるプリミティブ21が透けて見えるようにするこ
とができる。
【0063】このようにして、Offsetレジスタ3bに格
納されるOffset値を順次更新することによって、プリミ
ティブの透過率を変化させることができ、不透明であっ
たプリミティブの透過率を変化させて、後方にあるプリ
ミティブが透けて見えるようにすることができる。
【0064】以上説明したように、本実施の形態におけ
る3次元グラフィックス描画装置によれば、予め幾何学
演算処理されて生成されたプリミティブを構成するポリ
ゴンの頂点の透過率データに対し、Offset値を加算して
描画ユニット5へ出力することにより透過率の変化を表
現するようにしたので、従来の3次元グラフィックス描
画装置において必要であった幾何学演算ユニットが不要
となり、高速に描画処理を行なうことが可能となり、3
次元グラフィックス描画装置全体の処理速度を向上させ
ることが可能となった。
【0065】(実施の形態8)本発明の実施の形態8に
おける3次元グラフィックス描画装置は、図6に示す実
施の形態5における3次元グラフィックス描画装置の概
略構成と同じであり、Offset演算回路によって演算され
る対象がテクスチャマッピング座標データ(U,V)で
ある点のみが異なる。したがって、重複する構成および
機能の詳細な説明は繰り返さない。なお、本実施の形態
におけるOffsetレジスタおよびOffset演算回路の参照符
号を、3cおよび4cとして説明する。
【0066】図5は、本実施の形態における3次元グラ
フィックス描画装置によるプリミティブの加工を説明す
るための図である。図5(a)は、加工前のプリミティ
ブを構成するポリゴン22を示しており、3つのテクス
チャマッピング座標データ23〜25によって描画され
ている。たとえば、図5(a)に示すポリゴン22のテ
クスチャマッピング座標データのうち、X方向を示すU
値に対してOffset値を加算すると、図5(b)に示すよ
うにそれぞれのテクスチャマッピング座標23〜25が
新しいテクスチャマッピング座標23A〜25Aへ移動
し、ポリゴン22のテクスチャがX方向に平行に移動し
てポリゴン22Aのテクスチャとして描画される。
【0067】また、図5(a)に示すポリゴン22のテ
クスチャマッピング座標データのうち、Y方向を示すV
値に対してOffset値を加算すると、図5(c)に示すよ
うにそれぞれのテクスチャマッピング座標23〜25が
新しいテクスチャマッピング座標23B〜25Bへ移動
し、ポリゴン22のテクスチャがY方向に平行に移動し
てポリゴン22Bのテクスチャとして描画される。
【0068】このようにして、Offsetレジスタ3cに格
納されるOffset値を順次更新することによって、動きの
あるプリミティブのテクスチャに対してのみテクスチャ
マッピング座標データをずらしてテクスチャの動きを表
現できる。
【0069】以上説明したように、本実施の形態におけ
る3次元グラフィックス描画装置によれば、予め幾何学
演算処理されて生成されたプリミティブを構成するポリ
ゴンのテクスチャマッピング座標データに対し、Offset
値を加算して描画ユニット5へ出力することにより擬似
的にプリミティブのテクスチャの動きを描画するように
したので、従来の3次元グラフィックス描画装置におい
て必要であった幾何学演算処理ユニットが不要となり、
高速に描画処理を行なうことが可能となり、3次元グラ
フィックス描画装置全体の処理速度を向上させることが
可能となった。
【0070】今回開示された実施の形態は、すべての点
で例示であって制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請
求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味
および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図さ
れる。
【0071】
【発明の効果】請求項1に記載の3次元グラフィックス
描画装置によれば、Offset演算回路は、幾何学演算ユニ
ットから出力されたポリゴンの頂点データに、Offsetレ
ジスタに格納されたOffset値を演算するので、Offsetレ
ジスタに格納されるOffset値を順次更新することによっ
てプリミティブの動き等を表現することができる。した
がって、比較的処理性能の低い幾何学演算ユニットであ
っても、動き等に伴って変化するプリミティブの描画を
高速に行なうことが可能となった。
【0072】請求項2に記載の3次元グラフィックス描
画装置によれば、Offset演算回路は、予め幾何学演算処
理されたポリゴンの頂点データに、Offsetレジスタに格
納されたOffset値を演算するので、Offsetレジスタに格
納されるOffset値を順次更新することによってプリミテ
ィブの動き等を表現することができる。また、予め幾何
学演算処理されたポリゴンの頂点データが使用されるの
で、従来の3次元グラフィックス描画装置において必要
であった幾何学演算ユニットが不要となった。
【0073】請求項3に記載の3次元グラフィックス描
画装置によれば、Offset演算回路は、ポリゴンの頂点座
標データに、Offsetレジスタに格納されたOffset値を演
算するので、Offsetレジスタに格納されるOffset値を順
次更新することによってプリミティブの動きを表現する
ことが可能となった。
【0074】請求項4に記載の3次元グラフィックス描
画装置によれば、Offset演算回路は、ポリゴンの色デー
タに、Offsetレジスタに格納されたOffset値を演算する
ので、Offsetレジスタに格納されるOffset値を順次更新
することによってプリミティブの色合いの変化を表現す
ることが可能となった。
【0075】請求項5に記載の3次元グラフィックス描
画装置によれば、Offset演算回路は、ポリゴンの透過率
データに、Offsetレジスタに格納されたOffset値を演算
するので、Offsetレジスタに格納されるOffset値を順次
更新することによってプリミティブの透明度の変化を表
現することが可能となった。
【0076】請求項6に記載の3次元グラフィックス描
画装置によれば、Offset演算回路は、ポリゴンのテクス
チャマッピング座標データに、Offsetレジスタに格納さ
れたOffset値を演算するので、Offsetレジスタに格納さ
れるOffset値を順次更新することによってプリミティブ
のテクスチャの変化を表現することが可能となった。
【0077】請求項7に記載の3次元グラフィックス描
画方法によれば、生成されたポリゴンの頂点データに、
Offset値を演算するので、Offset値を順次更新すること
によってプリミティブの動き等を表現することができ
る。したがって、比較的処理性能の低い幾何学演算ユニ
ットであっても、動き等に伴って変化するプリミティブ
の描画を高速に行なうことが可能となった。
【0078】請求項8に記載の3次元グラフィックス描
画方法によれば、予め幾何学演算処理されたポリゴンの
頂点データにOffset値を演算するので、Offset値を順次
更新することによってプリミティブの動き等を表現する
ことができる。また、予め幾何学演算処理されたポリゴ
ンの頂点データが使用されるので、従来の3次元グラフ
ィックス描画装置において必要であった幾何学演算ユニ
ットが不要となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1〜4における3次元グ
ラフィックス描画装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図2】 本発明の実施の形態1および5における3次
元グラフィックス描画装置によるプリミティブの加工を
説明するための図である。
【図3】 本発明の実施の形態2および6における3次
元グラフィックス描画装置によるプリミティブの加工を
説明するための図である。
【図4】 本発明の実施の形態3および7における3次
元グラフィックス描画装置によるプリミティブの加工を
説明するための図である。
【図5】 本発明の実施の形態4および8における3次
元グラフィックス描画装置によるプリミティブの加工を
説明するための図である。
【図6】 本発明の実施の形態5〜8における3次元グ
ラフィックス描画装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 プログラム中のポリゴン定義、2 幾何学演算ユニ
ット、3 描画ユニット、4 Offset演算回路、5 Of
fsetレジスタ、6 ピクセルメモリ、7 表示ユニッ
ト、8 外部記憶媒体、9 読取ユニット、21 モデ
リング変換/視野変換部、22 ライティング計算部、
23 透視変換/ビューポート変換部、51 ポリゴン
セットアップ部、52 エッジ生成部、53 スキャン
ライン変換部、54 ピクセル生成部、55 シザーテ
スト部、56 ステンシルテスト部、57 Z比較部、
58 αブレンディング部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 修 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5B050 BA08 EA09 EA24 EA27 EA28 EA29 FA02 FA05 5B057 CA01 CA13 CB01 CB13 CH01 CH08

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリゴンの頂点データを生成する幾何学
    演算ユニットと、 前記幾何学演算ユニットによって生成されたポリゴンの
    頂点データに対するOffset値が格納されるOffsetレジス
    タと、 前記幾何学演算ユニットから出力されたポリゴンの頂点
    データに、前記Offsetレジスタに格納されたOffset値を
    演算するOffset演算回路と、 前記Offset演算回路によって演算された後の頂点データ
    に基づいて、前記ポリゴンを描画する描画ユニットとを
    含む3次元グラフィックス描画装置。
  2. 【請求項2】 予め幾何学演算処理されたポリゴンの頂
    点データを読み取る読取ユニットと、 前記読取ユニットによって読み取られたポリゴンの頂点
    データに対するOffset値が格納されるOffsetレジスタ
    と、 前記読取ユニットによって読み取られたポリゴンの頂点
    データに、前記Offsetレジスタに格納されたOffset値を
    演算するOffset演算回路と、 前記Offset演算回路によって演算された後の頂点データ
    に基づいて、前記ポリゴンを描画する描画ユニットとを
    含む3次元グラフィックス描画装置。
  3. 【請求項3】 前記頂点データは、頂点座標データを含
    む、請求項1または2記載の3次元グラフィックス描画
    装置。
  4. 【請求項4】 前記頂点データは、色データを含む、請
    求項1または2記載の3次元グラフィックス描画装置。
  5. 【請求項5】 前記頂点データは、透過率データを含
    む、請求項1または2記載の3次元グラフィックス描画
    装置。
  6. 【請求項6】 前記頂点データは、テクスチャマッピン
    グ座標データを含む、請求項1または2記載の3次元グ
    ラフィックス描画装置。
  7. 【請求項7】 ポリゴンの頂点データを生成するステッ
    プと、 前記生成されたポリゴンの頂点データに、Offset値を演
    算するステップと、 前記Offset値が演算された後の頂点データに基づいて、
    前記ポリゴンを描画するステップとを含む3次元グラフ
    ィックス描画方法。
  8. 【請求項8】 予め幾何学演算処理されたポリゴンの頂
    点データを読み取るステップと、 前記読み取られたポリゴンの頂点データに、Offset値を
    演算するステップと、 前記Offset値が演算された後の頂点データに基づいて、
    前記ポリゴンを描画するステップとを含む3次元グラフ
    ィックス描画方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030132932A1 (en) * 2001-09-17 2003-07-17 Xiangheng Yang Method for constructing polygons used to represent geographic features
JP4487188B2 (ja) * 2004-10-25 2010-06-23 ソニー株式会社 情報処理装置および方法、プログラム、並びにナビゲーション装置
US20070216685A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Microsoft Corporation Scene write-once vector and triangle rasterization
CN102306391B (zh) * 2011-09-20 2015-01-07 深圳Tcl新技术有限公司 基于OpenGL的倒影显示处理装置及方法
US8695068B1 (en) * 2013-04-25 2014-04-08 Uniloc Luxembourg, S.A. Device authentication using display device irregularity
CN104700446B (zh) * 2015-03-31 2017-10-03 境界游戏股份有限公司 一种粒子系统中粒子顶点数据的更新方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07282270A (ja) 1994-04-08 1995-10-27 Sony Corp 画像生成方法および装置
JP3229156B2 (ja) * 1995-03-15 2001-11-12 株式会社東芝 液晶表示装置
US6064393A (en) * 1995-08-04 2000-05-16 Microsoft Corporation Method for measuring the fidelity of warped image layer approximations in a real-time graphics rendering pipeline
US5909218A (en) * 1996-04-25 1999-06-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Transmitter-receiver of three-dimensional skeleton structure motions and method thereof
JP3738924B2 (ja) 1996-12-24 2006-01-25 ソニー株式会社 描画装置および方法
US6243856B1 (en) * 1998-02-03 2001-06-05 Amazing Media, Inc. System and method for encoding a scene graph
US6191793B1 (en) 1998-04-01 2001-02-20 Real 3D, Inc. Method and apparatus for texture level of detail dithering
US6404435B1 (en) * 1998-04-03 2002-06-11 Avid Technology, Inc. Method and apparatus for three-dimensional alphanumeric character animation

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