JP2002042159A - コンピュータ・グラフィック・システムにおけるアンチエイリアシング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラスタライザ１６、テクスチャマッピング・
サブシステム１８、およびフレームバッファ２４を含む
コンピュータ・グラフィックス・システムにおいてシー
ン・アンチエイリアシングを実行するための方法および
装置を提供する。 【解決手段】 この方法は、スーパーサンプル画像バッ
ファ１０４およびシングル・サンプル画像バッファ（１
０２、１１２）を定めるステップと、テクスチャマッピ
ング・サブシステム１８を使用してスーパーサンプル画
像をシングル・サンプル画像バッファ（１０２、１１
２）にダウンサンプリングするステップと、を含む。シ
ングル・サンプル画像バッファ（１０２、１１２）にお
けるダウンサンプリングされた画像は、好ましくはフレ
ームバッファ２４に割り当てられる。ダウンサンプリン
グ操作は、好ましくはダブルバッファの入れ替えのとき
に実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンピュータ・
グラフィックス・システムに関連し、より具体的にはテ
クスチャマッピングのコンピュータ・グラフィックス・
システムにおけるフルシーン・アンチエイリアスのため
の方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ・グラフィックス・システ
ムは、２次元の表示スクリーン上にオブジェクトのグラ
フィカル表現を表示するために使用される。典型的なコ
ンピュータ・グラフィックス・システムでは、表示スク
リーン上に表現されるべきオブジェクトは、複数のグラ
フィック・プリミティブに分解される。プリミティブ
は、グラフィック画像の基本構成要素であり、点、線、
ベクトル、および三角形などのポリゴンを含む。典型的
に、スクリーン上で表現されている１つまたは複数のオ
ブジェクトのビュー（view）を表現するグラフィックス
・プリミティブを２次元の表示スクリーン上にレンダリ
ングまたは描画するのに、ハードウェア／ソフトウェア
方式が実施される。

【０００３】典型的にはレンダリングされるべき３次元
のオブジェクトを定めるプリミティブ（primitive）
は、ホストコンピュータから提供される。このホストコ
ンピュータは、プリミティブ・データによって各プリミ
ティブを定める。例えば、プリミティブが三角形の場
合、ホストコンピュータは、その頂点のＸ、Ｙ、Ｚ座標
および各頂点のＲ、Ｇ、Ｂ色の値によってプリミティブ
を定める。レンダリング・ハードウェアは、プリミティ
ブ・データを補間して、各プリミティブを表現する表示
スクリーンのピクセルおよび各ピクセルごとのＲ、Ｇ、
Ｂ値を演算する。

【０００４】エイリアシング(aliasing)は、グラフィッ
クス表示を構成するピクセルの離散的性質が原因となっ
てコンピュータ・グラフィックス・システムで発生する
効果である。エイリアシングの例は、ポリゴンのグラフ
ィック表示において、実際には滑らかなエッジ（辺；ed
ge）にすべきギザギザのエッジである。ギザギザのエッ
ジは、各ピクセルがポリゴンの内にあるのか外にあるの
かが判断されるレンダリング処理の結果生じる。

【０００５】先行技術のエイリアシング技術は、シーン
・アンチエイリアシング（scene anti-aliasing）およ
びポリゴン・アンチエイリアシング（polygon anti-ali
asing）を含む。本来のシーン・アンチエイリアシング
は、レンダリングされている各ピクセルのスーパーサン
プリング（supersampling）を含む。フィルタがスーパ
ーサンプリングされる領域に適用されて、エイリアシン
グ生成物（aliasing artifact）を除去し、ギザギザの
エッジを効果的に滑らかにする。レンダリングされてい
る全体の画像がアンチエイリアシングされる。ポリゴン
・アンチエイリアシングは、アンチエイリアシング・フ
ィルタをポリゴンのエッジに適用してそれらのエッジを
滑らかにする。非ポリゴンのプリミティブ（non-poligo
nal primitive）は、別のプリミティブの特定のフィル
タリング技術が利用されないかぎりアンチエイリアシン
グされない。

【０００６】テクスチャマッピングは、一般にコンピュ
ータ・グラフィックス・システムにおいて表面細部を改
善するのに使用される。テクスチャマッピングは、３次
元のオブジェクトの表面上にテクスチャと呼ばれる元画
像をマッピングし、その後、テクスチャされた３次元オ
ブジェクトを２次元の表示スクリーンにマッピングする
ことを含む。テクスチャマッピングは、テクスチャの１
つまたは複数の点要素（テクセル;texel）を、テクスチ
ャがマッピングされるオブジェクトの表示部分の各点要
素（ピクセル）に適用することを含む。テクスチャマッ
ピング・ハードウェアは、オブジェクトを表現する表示
スクリーン上のピクセルにテクスチャマップのテクセル
がどのように対応するかを示す情報を与えられる。テク
スチャマップにおける各テクセルは、２次元テクスチャ
マップにおける場所を識別するＳおよびＴの座標によっ
て定められる。３次元テクスチャマップの場合、各テク
セルは、Ｓ、Ｔ、およびＲの座標によって定められる。
各ピクセルについて、各ピクセルにマッピングされる対
応テクセル（１つまたは複数）は、テクスチャマップか
らアクセスされ、そのピクセルについて生成される最終
的なＲ、Ｇ、Ｂ値に組み込まれて、表示スクリーン上に
テクスチャ・オブジェクトを表現する。

【０００７】オブジェクトのプリミティブにおける各ピ
クセルは、テクスチャマップの１個のテクセルと一対一
の対応でマッピングされないことがある。表示スクリー
ン上でのオブジェクトのサイズおよびテクスチャマップ
のサイズに依存して、１個のピクセルは、複数のテクセ
ルにマッピングされたり、または１個のテクセルが複数
のピクセルにマッピングされたりする。テクスチャマッ
ピングを容易にするために、一連のＭＩＰマップを各テ
クスチャのために作成してよい。一連のＭＩＰマップ
は、テクスチャマップに直接対応するベースマップおよ
び一連のフィルタリングマップを含み、連続する各マッ
プは、テクスチャマップのそれぞれの次元におけるサイ
ズが２分の１だけ減少する。レンダリングされているオ
ブジェクトに関する一連のテクスチャＭＩＰマップは、
テクスチャマッピング・ハードウェアによってアクセス
可能なローカルメモリに記憶される。

【０００８】テクスチャマッピング・ハードウェアは、
一連のＭＩＰマップのどれからでもテクスチャデータに
アクセスすることができる。任意の特定のピクセルにつ
いてのテクセルデータを提供するためにどのマップをア
クセスするかの判断は、ピクセルにマッピングするテク
セルの数に基づく。テクスチャマップにおける１個のテ
クセルと一対一に対応してピクセルがマッピングされる
場合、ベースマップがアクセスされる。しかしながら、
ピクセルが４個、１６個、または６４個のテクセルにマ
ッピングされる場合、一連のマップがテクスチャマップ
における４個、１６個、および６４個のテクセルの平均
を表すテクセルデータを記憶しているので、一連のマッ
プのうちの様々なレベルのマップがアクセスされる。

【０００９】ピクセルは、選択されたマップにおいて任
意の１つのテクセルに直接マッピングされないことがあ
る。また、１個のピクセルが１個のマップにおける２個
またはそれ以上のテクセルの間にマッピングされたり、
または２つのマップの間でマッピングされることもあ
る。この場合、テクセルデータを正確に生成するために
補間が利用される。ピクセルに対応するテクセルデータ
は、１個のマップにおける４個のテクセルのエントリの
加重平均であるか、または２つの最も近いマップにおけ
る８個のテクセルの加重平均であってよい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】テクスチャマッピング
のコンピュータ・グラフィックス・システムにおいてア
ンチエイリアシングを提供することが好ましい。アンチ
エイリアシングの機能は、最小の付加的ハードウェアで
提供されるべきであり、可能な範囲において既存の機能
を使用すべきである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点によ
れば、ラスタライザ、テクスチャマッピング・サブシス
テム、およびフレームバッファを含むコンピュータ・グ
ラフィックス・システムにおいて、シーン・アンチエイ
リアシングを実行するための方法が提供される。この方
法は、スーパーサンプル画像バッファおよびシングル・
サンプル画像バッファを定めるステップと、スーパーサ
ンプル画像バッファにスーパーサンプリングされた画像
をレンダリングするラスタライザを使用するステップ
と、およびテクスチャマッピング・サブシステムを使用
してスーパーサンプリングされた画像をシングル・サン
プル画像バッファにダウンサンプリングするステップ
と、を含み、シングル・サンプル画像バッファにおける
ダウンサンプリングされた画像は、アンチエイリアシン
グされる。

【００１２】好ましくはスーパーサンプル画像バッファ
およびシングル画像バッファは、フレームバッファに割
り当てられる。画像バッファは、擬似線形フレームバッ
ファ・マッピングによって割り当てられてよい。

【００１３】コンピュータ・グラフィックス・システム
は、レンダリングのための第１のバッファおよび表示の
ための第２のバッファを含むダブルバッファ構成を利用
するのが好ましい。スーパーサンプリングされた画像を
シングル・サンプル画像バッファにダウンサンプリング
するステップは、好ましくはダブルバッファの入れ替え
時に実行される。

【００１４】ダウンサンプリング操作は、例えば双補間
（bilinear interpolation）などの４対１のダウンサン
プリング操作を含む。１つの実施形態では、ダウンサン
プリング操作は、各ピクセルごとに１つの操作である。
別の実施形態では、ダウンサンプリング操作は、中間画
像を提供する第１のダウンサンプリング操作および最終
的にダウンサンプリングされた画像を提供するための、
該中間画像の第２のダウンサンプリング操作を含む。

【００１５】本発明の別の観点によると、ラスタライ
ザ、テクスチャマッピング・サブシステム、およびフレ
ームバッファを含むコンピュータ・グラフィックス・シ
ステムにおいて、シーン・アンチエイリアシングを実行
するための装置が提供される。この装置は、スーパーサ
ンプル画像バッファおよびシングル・サンプル画像バッ
ファを定める手段と、スーパーサンプル画像バッファに
スーパーサンプリングされた画像をレンダリングするラ
スタライザを使用する手段と、およびテクスチャマッピ
ング・サブシステムを使用してスーパーサンプリングさ
れた画像をシングル・サンプル画像バッファにダウンサ
ンプリングする手段と、を備え、シングル・サンプル画
像バッファにおけるダウンサンプリングされた画像がア
ンチエイリアシングされる。

【００１６】本発明のさらなる観点によると、コンピュ
ータ・グラフィックス・システムにおいて、シーン・ア
ンチエイリアシングを実行するための装置が提供され
る。この装置は、スーパーサンプリングされた画像を記
憶するためのスーパーサンプル画像バッファおよびダウ
ンサンプリングされた画像を記憶するためのシングル・
サンプル画像バッファを含むフレームバッファと、画像
を定める情報に応答してスーパーサンプル画像バッファ
にスーパーサンプリングされた画像をレンダリングする
ためのラスタライザと、並びにスーパーサンプリングさ
れた画像をシングル・サンプル画像バッファにダウンサ
ンプリングするためのテクスチャマッピング・サブシス
テムと、を備える。シングル・サンプル画像バッファに
おけるダウンサンプリングされた画像は、アンチエイリ
アシングされた画像を構成する。

【００１７】

【発明の実施の形態】コンピュータ・グラフィックス・
システムの１つの実施形態の簡単なブロック図を図１に
示す。図示するようにシステム１０は、ホストインター
フェース１２、ゼオメトリ・アクセラレータ１４、ラス
タライザ１６、テクスチャマッピング・サブシステム１
８、フラグメント・プロセッサ２０、メモリコントロー
ラ２２、フレームバッファ２４の形でのメモリ、および
表示生成器２６を含む。システム１０は、モニタ３０の
ピクセルを制御するためにピクセルデータを出力する。

【００１８】ホストインターフェース１２は、ホストコ
ンピュータ（図示せず）と通信し、レンダリングされる
べきプリミティブを表すデータをホストコンピュータか
ら受信する。プリミティブは、例えば三角形の頂点など
のプリミティブの一部についての、Ｘ、Ｙ、Ｚベクトル
座標データ、Ｒ、Ｇ、Ｂカラーデータ、およびＳ、Ｔテ
クスチャ座標によって特定される。

【００１９】ゼオメトリ・アクセラレータ１４は、プリ
ミティブを定めるＸ、Ｙ、Ｚ座標を対応するスクリーン
空間座標に変換し、オブジェクトのＲ、Ｇ、Ｂカラー値
およびテクスチャのＳ、Ｔ値をスクリーン空間座標につ
いて求め、プリミティブの四辺形を三角形に分解し、各
三角形を定めるために三角形平面の式を演算する。

【００２０】ラスタライザ１６は、ゼオメトリ・アクセ
ラレータ１４によって生成されたレンダリング・パラメ
ータを補間して、各三角形の各ピクセルごとにＸおよび
Ｙ座標およびカラー値を求める。ラスタライザ１６は、
Ｘ、Ｙピクセル座標を補間し、プリミティブを表現する
各Ｘ、Ｙスクリーン表示のピクセルに対応するＳおよび
Ｔ座標を補間する。ラスタ化処理では、三角形のエッジ
が求められ、それから各エッジに沿ったピクセルが、例
えば頂点情報の間の補間によって求められる。次に、エ
ッジの情報を補間することにより、エッジとエッジとの
間にわたる線のそれぞれに沿ったピクセルが求められ
る。アンチエイリアシングが有効な場合、ラスタライザ
１６は、スーパーサンプリングされた画像（supersampl
ed image）を以下に記すようにレンダリングする。

【００２１】各ピクセルについて、テクスチャマッピン
グ・サブシステム１８は、ピクセルに対応するフレーム
バッファ２４内の１つまたは複数のテクスチャＭＩＰマ
ップ部分にアクセスし、そのピクセルについて合成テク
スチャデータ（resultant texture data）を演算する。
合成テクスチャデータは、複数のピクセルの加重平均値
を含んでよい。下に示すように、テクスチャマッピング
・サブシステム１８は、アンチエイリアシング処理の一
部として、スーパーサンプリングされた画像のダウンサ
ンプリング（downsampling；縮小サンプリング）も実行
する。

【００２２】フラグメント・プロセッサ２０は、ラスタ
ライザ１６からの出力データに対してピクセルごとの操
作を実行する。フラグメント・プロセッサ２０は、ウイ
ンドウ・クリッピング、カラー・キーイング、テクスチ
ャの適用、およびフォッグの適用などの操作を実行す
る。

【００２３】メモリコントローラ２２は、フレームバッ
ファ２４を制御する。図１の実施形態では、フレームバ
ッファ２４は、画像データおよびテクスチャマッピング
・データを記憶するために使用される。

【００２４】表示生成器２６は、メモリコントローラ２
２を通じてフレームバッファ２４における最終的な画像
データにアクセスする。表示生成器２６は、モニタ３０
に表示される各ピクセルごとにカラー値を生成する。

【００２５】図２は、コンピュータ・グラフィックス・
システムにおけるポリゴンのエイリアシングの模式図で
ある。三角形３６は、ラスタライザ１６（図１）によっ
てレンダリングされる。三角形３６の各辺に沿ったピク
セルは、頂点情報間での補間によって求められる。三角
形３６のエッジ３８は、ピクセル空間の連続的な列にお
けるピクセル４０、４２、４４、４６、その他によって
定められる。ピクセルの配置が本質的に離散的であるの
で、エッジ３８に最も近いピクセルは、エッジ３８から
様々な距離に位置しており、結果として、三角形３６の
グラフィック表示においてギザギザのエッジを生成す
る。この効果をエイリアシングと呼ぶ。エイリアシング
効果は、回路および複雑性の増加がほとんどない以下に
示すアンチエイリアシング技術によって低減される。

【００２６】テクスチャマッピング・サブシステム１８
の簡単なブロック図を図３に示す。ピクセルデータは、
ラスタライザ１６からラスタライザ・インターフェース
５０によって受信され、タイラー（tiler）５２に供給
される。タイラー５２の出力は、キャッシュメモリ６
０、６２、６４、６６、および補間命令ＦＩＦＯ７０に
供給される。キャッシュメモリ６０、６２、６４、およ
び６６の出力は、補間器８０に供給され、メモリコント
ローラ２２に供給される。ルックアップテーブル（ＬＵ
Ｔ）リターンＦＩＦＯ８２は、補間器８０とタイラー５
２との間で連結される。タイラー５２は、テクスチャマ
ップをフレームバッファ２４に割り当てるためにメモリ
・マッピング・ユニットを含む。

【００２７】テクスチャマッピング・サブシステム１８
の第１の機能は、オブジェクト表面にテクスチャをマッ
ピングすることであり、ここで、オブジェクトがピクセ
ルの配列により表現される。先に述べたように、テクス
チャは、ピクセルに直接マッピングされなくてもよく、
通常、補間を必要とする。具体的には、ピクセルは、１
個のテクスチャマップにおける２つかまたはそれ以上の
テクセルの間に割り当てられることができる。この場
合、ピクセルに対応するテクスチャデータは、１個のテ
クスチャマップにおける４個のテクセルの加重平均にな
る。さらに、ピクセルは、２つのテクスチャマップ間で
割り当てられてもよい。この場合、テクスチャマッピン
グ・サブシステム１８は、２つの最も近いＭＩＰマップ
間で補間して、ピクセルについて合成テクスチャデータ
を求めることができる。したがって、１個のピクセルの
合成テクスチャデータは、８個のテクセル（すなわち、
２つの最も近いテクスチャマップのそれぞれにおける４
個の最も近いテクセル）の加重平均でよい。別の態様で
は、１個のピクセルのテクスチャデータは、１６個のテ
クセルの加重平均として計算されてもよい。テクスチャ
マッピングに含まれる補間は、テクスチャを有する各オ
ブジェクトの各ピクセルごとに実行される。

【００２８】パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）は、典
型的に線形メモリ割当て方式を用いる。線形メモリ割当
てシステムは、メモリをブロックに分割し、それから、
多くの連続するブロックを所与の使用のために割り当て
る。コンピュータ・グラフィックス・システムでは、線
形メモリ割当て方式は、特定の使用のためにメモリを確
保するのとは異なり、メモリの柔軟な利用を可能にする
ので有用である。しかしながら、純粋な線形メモリ割当
て方式は、最適なレンダリング性能を提供しない。

【００２９】擬似線形フレームバッファ・マッピングと
して知られる線形メモリ割り当て方式の変形は、線形の
完全に構成可能なフレームバッファというＰＣ要件と、
長方形ページの利点とを折衷したものである。この方法
は、フレームバッファをワードの線形配列として扱うの
ではなく、フレームバッファをブロックの線形配列とし
て扱う。各ブロックは、メモリの小さな２次元配列であ
り、これは、２次元の区域でレンダリングを行うときに
最適化されたアクセスを提供するよう設計される。ブロ
ックの範囲は、１つのグループとして割り当てられ、よ
り大きな２次元領域を提供するようブロックのストライ
ド（block stride）を与えられる。ブロック・ストライ
ドは、画像領域またはテクスチャマップのＸの大きさを
ブロック単位で設定する。

【００３０】１つの実施形態では、フレームバッファ２
４は、４つのインターリーブに分割された（各インター
リーブにおいて２個のＳＤＲＡＭチップ）８個のＳＤＲ
ＡＭメモリチップを含む。４個の別個のメモリコントロ
ーラ（各インターリーブに対応して１つ）が提供され、
それにより、各インターリーブ内のＳＤＲＡＭチップ
は、同時にアクセスされることができる。各ＳＤＲＡＭ
チップは、４個の別個のメモリバンクを含み、これで、
メモリの異なるページが、再ページングという犠牲を招
くことなく連続的なリードサイクルでアクセスされるこ
とができる。この例では、各ＳＤＲＡＭチップにおける
バンクは、ページあたり５１２バイトの４０９６ページ
を含む。

【００３１】先に述べたように、擬似線形フレームバッ
ファ・マッピングは、ブロックの線形配列としてフレー
ムバッファ２４を取り扱う。各ブロックは、２次元の区
域（two-dimensional locality）でレンダリングすると
きに最適化されたアクセスを提供するよう選択されたメ
モリの２次元配列である。先に述べたメモリの構成で
は、ブロックサイズは２０４８バイトであり、高さ３２
ピクセル、幅６４バイトに構成される。各ブロックは、
ＳＤＲＡＭチップにおける２つのバンク部分に直接マッ
ピングされる。２つのメモリバンクにおけるページを完
全に使い果たすために計４個のブロックが必要とされ
る。４つの全てのメモリバンクにおけるページを使い果
たすために８個のブロックが必要とされる。

【００３２】擬似線形フレームバッファ・マッピング
は、（例えば画像を表すピクセルデータの配列、または
テクスチャを表すテクセルデータの配列などの）データ
配列をブロック座標にマッピングし、その後で、フレー
ムバッファ２４におけるブロック座標を特定の行、バン
ク、およびページにメモリマッピングすることを含む。
メモリにマッピングされるデータ配列は、メモリにおけ
るブロック配列の最初の番号であるブロック番号オフセ
ット（ＢＮＯ）と、ブロック一行分における連続ブロッ
クの数であるブロック・ストライド（ＢＳ）とによって
特徴づけられることができる。例えば、４のブロック・
ストライドを有し、合わせて１６個のブロックを含む配
列は、４×４のブロック配列を表す。このブロック配列
は、後述するようにメモリにマッピングされる。メモリ
におけるブロック配列の位置は、ブロック番号オフセッ
トによって表される。

【００３３】先に述べたように構成されたフレームバッ
ファのためのメモリバンクおよびページにデータのブロ
ックをマッピングする例を図４に示す。各ブロックは、
高さ３２ピクセル、６４バイト幅のサイズを有する。各
ブロックは、２つのメモリバンクの間で分割される。し
たがって、ブロック０−３のそれぞれは、バンク０とバ
ンク１との間で分割され、ブロック４−７のそれぞれ
は、バンク２とバンク３との間で分割される。ブロック
０−７は、バンク０−３におけるピクセルの３２列の１
つのページを使い果たす。

【００３４】本発明に従う適当なフレームバッファ２４
の編成の例を図５に示す。フレームバッファ２４は、テ
クスチャ・バッファ１００ａ、１００ｂ、その他などを
含み、これは、先に述べたようなテクスチャＭＩＰマッ
プを含む。さらに、フレームバッファ２４は、前方シン
グル・サンプル画像バッファ１０２、スーパーサンプル
画像バッファ１０４、スーパーサンプル深度バッファ
（supersample depth buffer）１０６、および後方シン
グル・サンプル画像バッファ１１２を含む。図５に示す
バッファのそれぞれは、先に述べたような擬似線形フレ
ームバッファ・マッピングを使用して割り当てられるこ
とができる。

【００３５】図５のメモリ編成は、ダブルバッファ構成
を表し、ここでレンダリングおよび画像表示が同時に実
行される。特に、ラスタライザ１６は、画像データを一
方のバッファ（フロントまたはバック）にレンダリング
し、表示生成器２６は、モニタ３０上の表示のために他
方のバッファから画像データを読み取る。レンダリング
および表示処理が完了するとき、レンダリングおよび表
示バッファは、入れ替えられ、それによりレンダリング
のために以前使用されたバッファは、表示のために利用
可能になり、表示のために以前使用されたバッファが新
しい画像をレンダリングするために利用可能になる。ダ
ブルバッファの入れ替えは、１つのバッファからもう１
つのバッファへのデータの転送を含み、すなわち各バッ
ファに関する属性ビットの変化を伴う。これは、各バッ
ファが現在、レンダリング・バッファであるか、または
表示バッファであるかを示す。

【００３６】再び図５を参照すると、前方シングル・サ
ンプル画像バッファ１０２および後方シングル・サンプ
ル画像バッファ１１２は、サイズにおいてレンダリング
されている画像にそれぞれ対応する。例として、画像は
１２８０×１０２４ピクセルの大きさを有する。スーパ
ーサンプル画像バッファ１０４は、先に述べたようにス
ーパーサンプリングを可能とするためにシングル・サン
プル画像バッファより大きい。１つの実施形態では、ス
ーパーサンプル画像バッファ１０４は、シングル・サン
プル画像バッファの４倍の大きさである（すなわち、そ
れぞれの次元において２倍）。したがって、画像が１２
８０×１０２４ピクセルの大きさを有している場合、ス
ーパーサンプル画像バッファは、２５６０×２０４８ピ
クセルの大きさを有する。スーパーサンプル深度バッフ
ァ１０６は、スーパーサンプル画像バッファ１０４に対
応し、スーパーサンプリングされた画像における各ピク
セルに対応する深さの値を含む。図５に示し前述したバ
ッファは、好ましくは先に述べた擬似線形フレームバッ
ファ・マッピングを使用して割り当てられる。

【００３７】前方シングル・サンプル画像バッファ１０
２およびスーパーサンプル画像バッファ１０４の例を図
６に示す。図６の例では、シングル・サンプル画像バッ
ファ１０２は、１２８０×１０２４ピクセルの大きさを
有し、スーパーサンプル画像バッファ１０４は２５６０
×２０４８ピクセルの大きさを有する。表示されるべき
画像のサイズに応じて画像バッファ１０２が様々な大き
さを有してよいことを理解されたい。さらに、スーパー
サンプル画像バッファ１０４は、様々な大きさを有する
が、典型的にはシングル・サンプル画像バッファ１０２
の各次元の２倍である。したがって、スーパーサンプル
画像バッファ１０４は、シングル・サンプル画像バッフ
ァ１０２の４倍である。別の例では、スーパーサンプル
画像バッファは、シングル・サンプル画像バッファの１
６倍である。

【００３８】本発明の特徴にしたがうグラフィック画像
のシーン・アンチエイリアシングのための処理例を図７
に示す。ステップ２００では、アンチエイリアシングが
コンピュータ・グラフィックス・システムにおいて有効
（enable）かどうかに関して判断がなされる。アンチエ
イリアシングの有効または無効(disable)は、ホストコ
ンピュータによって制御される。アンチエイリアシング
が有効でないとき、システムは、ステップ２０２におい
て通常のレンダリングを進める。通常のレンダリング
は、レンダリングされている画像とサイズにおいて等し
い画像バッファおよび深度バッファの割当てを含む。ラ
スタライザ１６は、グラフィックス・システムの通常の
操作に従って画像を画像バッファにレンダリングする。

【００３９】アンチエイリアシングがステップ２００で
有効であると判断された場合、スーパーサンプル画像バ
ッファがステップ２０４においてフレームバッファ２４
に割り当てられる。先に述べたように、スーパーサンプ
ル画像バッファは、４倍かまたはレンダリングされてい
る画像の大きさの別の倍数に選択される。さらに、スー
パーサンプル画像バッファに対応するスーパーサンプル
深度バッファがステップ２０４で割り当てられる。

【００４０】ステップ２０６では、ラスタライザ１６
（図１）は、スーパーサンプリングされる画像をステッ
プ２０４で割り当てられたスーパーサンプル画像バッフ
ァにレンダリングする。したがって、図６の例では、ラ
スタライザ１６は、２５６０×２０４８ピクセルの大き
さを有するスーパーサンプリングされた画像をレンダリ
ングする。具体的には、ラスタライザ１６は、テクスチ
ャマッピングが有効かどうかに応じてテクスチャされた
カラー値またはテクスチャされていないカラー値をスー
パーサンプル画像バッファにレンダリングする。スーパ
ーサンプル画像バッファ１０４は、スーパーサンプリン
グされた画像のレンダリングのために使用される。レン
ダリングのステップ２０６は、通常より大きな画像空間
が利用されることを除いて通常のレンダリングと同様で
ある。ラスタライザ１６は、ステップ２０６におけるス
ーパーサンプル深度バッファ１０６に深度値もレンダリ
ングする。

【００４１】ステップ２０８では、システムがダブルバ
ッファの入れ替えの準備が出来ているかどうかに関して
判断がなされる。先に述べたように、ダブルバッファの
入れ替えは、現在のレンダリングバッファへの画像のレ
ンダリングおよび現在の表示バッファからの画像の表示
が完了するときに実行される。システムがステップ２０
８でダブルバッファの入れ替えの準備が出来ていると判
断されると、テクスチャマッピング・サブシステム１８
は、スーパーサンプル画像バッファにおけるスーパーサ
ンプリングされた画像をダウンサンプリングして、ダウ
ンサンプリングされた（すなわち見られる）画像を提供
し、ステップ２１０で、対応するシングル・サンプル画
像バッファにダウンサンプリングされた画像を書き込
む。例えば、テクスチャマッピング・サブシステム１８
は、スーパーサンプル画像バッファ１０４（図５）にお
けるスーパーサンプリングされた画像を前方シングル・
サンプル画像バッファ１０２へダウンサンプリングす
る。

【００４２】ダウンサンプリング処理を図６を参照して
説明する。図６の例におけるスーパーサンプル画像バッ
ファがシングル・サンプル画像バッファの４倍である場
合、スーパーサンプル画像バッファにおける４個のピク
セルは、シングル・サンプル画像バッファにおける１個
のピクセルに対応する。スーパーサンプル画像バッファ
における４個のピクセルのグループのそれぞれは、補間
によってシングル・サンプル画像バッファにおける１個
のピクセルにダウンサンプリングされる。したがって、
例えばスーパーサンプル画像バッファ１０４におけるピ
クセル２５０、２５２、２５４、２５６は、シングル・
サンプル画像バッファ１０２における１個のピクセル２
６０にダウンサンプリングされる。補間は、スーパーサ
ンプル画像バッファにおいて対応する４個のピクセルの
加重平均かまたは加重されない平均でよい。補間処理
は、スーパーサンプル画像バッファにおける４個のピク
セルの各セットについて繰り返されて、シングル・サン
プル画像バッファにおけるダウンサンプリングされた画
像を提供する。ボックス・フィルタリング補間処理が典
型的に利用される。他のフィルタリング操作が本発明の
範囲内で利用されてもよい。

【００４３】先に述べたように、テクスチャマッピング
・サブシステム１８は、テクスチャマップに含まれるテ
クセルを補間して画像ピクセルに対応するテクスチャ値
を求めることによって、テクスチャマッピング操作を実
行する。テクスチャマッピング・サブシステム１８が利
用されて、スーパーサンプリング画像をテクスチャとし
て取り扱い、画像領域に対応するよう定められるポリゴ
ンについてテクスチャマッピングを実行することによっ
て、スーパーサンプリングされた画像のダウンサンプリ
ングを実行する。したがって、テクスチャマッピング・
サブシステム１８は、スーパーサンプリングされた画像
をテクスチャマップとして取り扱い、スーパーサンプリ
ングされた画像におけるピクセルを補間してダウンサン
プリングされた画像を提供する。この様にテクスチャマ
ッピング・サブシステム１８は、フルシーン・アンチエ
イリアシング処理におけるスーパーサンプリング画像の
ダウンサンプリングを実行するために利用される。

【００４４】再び図７を参照すると、前方および後方シ
ングル・サンプル画像バッファは、ステップ２１２で入
れ替えられ、ダウンサンプリングされた画像が表示生成
器２６によって表示される。上に述べたように、前方お
よび後方画像バッファは、ある画像バッファから別の画
像バッファに情報を書き込むことによって入れ替えられ
るか、または単にバッファに関連する制御情報における
属性ビットを変えることによって入れ替えられることが
できる。処理は、ステップ２１２に続いて、新しい画像
のレンダリングおよびダウンサンプリングを繰り返す。

【００４５】前述した図６に示すダウンサンプリング操
作は、１個のピクセルに対する４個のピクセルのダウン
サンプリング操作を含む。異なるダウンサンプリング操
作が本発明の範囲内で利用されてよいことを理解された
い。例えば、ダウンサンプリング操作は、例えば８また
は１６などのような任意の所望の数のピクセルを含む。
ダウンサンプリング操作は、単一の補間操作を含むか、
または２つまたはそれ以上の一連の補間操作を含んでも
よい。それぞれの場合においてダウンサンプリング操作
は、テクスチャマッピング・サブシステム１８によって
実行される。

【００４６】本発明の実施形態を説明したが、様々な変
形、修正が本分野の当業者にとって容易であり、本発明
は、その様な範囲を含むことを意図されている。上記の
説明は、単なる例でしかなく、それに制限されることを
意図していない。

【００４７】本発明は例として以下の実施形態も含む。 （１）ラスタライザ１６、テクスチャマッピング・サブ
システム１８およびフレームバッファ２４を含むコンピ
ュータ・グラフィックス・システムにおいてシーン・ア
ンチエイリアシングを実行する方法であって、スーパー
サンプル画像バッファ１０４およびシングル・サンプル
画像バッファ１０２、１１２を定めるステップと、ラス
タライザ１６を使用してスーパーサンプリングされた画
像をスーパーサンプル画像バッファ１０４にレンダリン
グするステップと、テクスチャマッピング・サブシステ
ム１８を使用してスーパーサンプリングされた画像をシ
ングル・サンプル画像バッファ１０２、１１２にダウン
サンプリングするステップと、を含み、シングル・サン
プル画像バッファ１０２、１１２におけるダウンサンプ
リングされた画像がアンチエイリアスされているシーン
・アンチエイリアシングの実行方法。

【００４８】（２）前記スーパーサンプル画像バッファ
およびシングル・サンプル画像バッファを定めるステッ
プは、前記スーパーサンプル画像バッファおよび前記シ
ングル・サンプル画像バッファをフレームバッファに割
り当てるステップを含む（１）に記載の方法。

【００４９】（３）前記コンピュータ・グラフィックス
・システムは、レンダリングのための第１のバッファお
よび表示のための第２のバッファを含むダブルバッファ
構成を利用し、前記第１および第２のバッファは、レン
ダリングおよび表示の完了に続いて入れ替えられ、前記
スーパーサンプリングされた画像をシングル・サンプル
画像バッファにダウンサンプリングするステップは、ダ
ブルバッファの入れ替えの時に実行される、（２）に記
載の方法。

【００５０】（４）スーパーサンプリングされた画像を
レンダリングするステップは、該スーパーサンプリング
された画像をデータのブロックに分割するステップと、
該データのブロックを該スーパーサンプル画像バッファ
の連続的なブロックに記憶するステップと、を含む
（１）に記載の方法。

【００５１】（５）ラスタライザ１６、テクスチャマッ
ピング・サブシステム１８およびフレームバッファ２４
を含むコンピュータ・グラフィック・システムであっ
て、スーパーサンプル画像バッファ１０４およびシング
ル・サンプル画像バッファ１０２、１１２を定める手段
と、ラスタライザ１６を使用してスーパーサンプリング
された画像をスーパーサンプル画像バッファ１０４にレ
ンダリングする手段と、テクスチャマッピング・サブシ
ステム１８を使用してスーパーサンプリングされた画像
をシングル・サンプル画像バッファ１０２、１１２にダ
ウンサンプリングする手段と、を含み、シングル・サン
プル画像バッファ１０２、１１２におけるダウンサンプ
リングされた画像がアンチエイリアスされているコンピ
ュータ・グラフィックス・システム。

【００５２】（６）前記スーパーサンプル画像バッファ
およびシングル・サンプル画像バッファを定める手段
は、前記スーパーサンプル画像バッファおよび前記シン
グル・サンプル画像バッファをフレームバッファに割り
当てる手段を含む（５）に記載のコンピュータ・グラフ
ィックス・システム。

【００５３】（７）前記コンピュータ・グラフィックス
・システムは、レンダリングのための第１のバッファお
よび表示のための第２のバッファを含むダブルバッファ
構成を利用し、前記第１および第２のバッファがレンダ
リングおよび表示の完了に続いて入れ替えられる手段を
含み、前記スーパーサンプリング画像をシングル・サン
プル画像バッファにダウンサンプリングする手段が、ダ
ブルバッファの入れ替えの時に実行される手段を含む
（６）に記載の方法。

【００５４】（８）コンピュータ・グラフィックス・シ
ステムにおけるシーン・アンチエイリアシングのための
装置であって、スーパーサンプリング画像を記憶するス
ーパーサンプル画像バッファ１０４およびダウンサンプ
リングされた画像を記憶するシングル・サンプル画像バ
ッファ１０２、１１２を含むフレームバッファ２４と、
画像を定める情報に応答して、スーパーサンプル画像バ
ッファ１０４にスーパーサンプリングされた画像をレン
ダリングするラスタライザ１６と、スーパーサンプリン
グされた画像をシングル・サンプル画像バッファ１０
２、１１２にダウンサンプリングするテクスチャマッピ
ング・サブシステム１８と、を含み、シングル・サンプ
ル画像バッファにおけるダウンサンプリング画像がアン
チエイリアシングされている画像を構成するシーン・ア
ンチエイリアシングのための装置。

【００５５】（９）前記フレームバッファは、レンダリ
ングのための第１のバッファおよび表示のための第２の
バッファを含むダブルバッファ構成を有し、前記第１お
よび第２のバッファは、レンダリングおよび表示の完了
に続いて入れ替えられ、前記装置は、ダブルバッファの
入れ替えの時に、スーパーサンプリングされた画像のシ
ングル・サンプル画像バッファへのダウンサンプリング
を実行する手段を含む（８）に記載の装置。

【００５６】（１０）ラスタライザ１６、テクスチャマ
ッピング・サブシステム１８およびフレームバッファ２
４を含むコンピュータ・グラフィック・システムにおい
てシーン・アンチエイリアシングを実行する方法であっ
て、スーパーサンプル画像バッファ１０４、前方シング
ル・サンプル画像バッファ１０２、および後方シングル
・サンプル画像バッファ１１２を前記フレームバッファ
２４に定め、ラスタライザ１６を使用してスーパーサン
プリングされた画像をスーパーサンプル画像バッファ１
０４にレンダリングし、テクスチャマッピング・サブシ
ステム１８を使用して、前方シングル・サンプル画像バ
ッファ１０２および後方シングル・サンプル画像バッフ
ァ１１２のうちの１つにスーパーサンプリングされた画
像をダウンサンプリングし、ダウンサンプリングされた
画像を表示のために利用することができるよう前方シン
グル・サンプル画像バッファと後方シングル・サンプル
画像バッファとを入れ替える方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンピュータ・グラフィックス・システムの１
つの実施形態のブロック図。

【図２】コンピュータ・グラフィックス・システムにお
けるるポリゴンのエイリアシングの模式図。

【図３】図１のテクスチャマッピング・サブシステムの
実施形態のブロック図。

【図４】フレームバッファにおけるメモリバンクにマッ
ピングされたデータのブロックの模式図。

【図５】フレームバッファの編成例の模式図。

【図６】スーパーサンプル画像バッファからシングル・
サンプル画像バッファにダウンサンプリングする模式
図。

【図７】本発明の実施形態に従うシーン・アンチエイリ
アシング処理のフローチャート。

【符号の説明】

１２ ホストインターフェース １４ ゼオメトリ・アクセラレータ １６ ラスタライザ １８ テクスチャマッピング ２０ フラグメント・プロセッサ ２２ メモリコントローラ ２４ フレームバッファ ２６ 表示生成器 ３０ モニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダレル・エヌ・エモット アメリカ合衆国80524コロラド州フォー ト・コリンズ、ノース・カントリー・ロー ド 5524、11 Ｆターム(参考） 5B080 AA14 CA01 FA13 FA14 GA22

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラスタライザ、テクスチャマッピング・サ
   ブシステムおよびフレームバッファを含むコンピュータ
   ・グラフィックス・システムにおいてシーン・アンチエ
   イリアシングを実行する方法であって、 スーパーサンプル画像バッファおよびシングル・サンプ
   ル画像バッファを定めるステップと、 スーパーサンプリングされた画像を前記スーパーサンプ
   ル画像バッファにレンダリングするために前記ラスタラ
   イザを使用するステップと、 前記スーパーサンプリングされた画像を前記シングル・
   サンプル画像バッファにダウンサンプリングするために
   前記テクスチャマッピング・サブシステムを使用するス
   テップと、を含み、該シングル・サンプル画像バッファ
   おけるダウンサンプリングされた画像がアンチエイリア
   シングされているシーン・アンチエイリアシングの実行
   方法。