JP2002074390A

JP2002074390A - 低価格のグラフィックスシステムにおけるシャドウマッピング

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Publication number: JP2002074390A
Application number: JP2001163358A
Authority: JP
Inventors: Matthew Komsthoeft; コムソーフトマシュー; Michael Ockenden K; マイケルオッケンデンケイ; Yoshitaka Yasumoto; 吉孝安本; Kazuki Hirose; 和樹廣瀬
Original assignee: Nintendo Co Ltd
Current assignee: Nintendo Co Ltd
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: JP4790150B2; US6664962B1

Abstract

(57)【要約】【課題】特定用途向けのグラフィックス＆音声プロセ
ッサを含むグラフィックスシステムは、迫力のある２Ｄ
および３Ｄグラフィックスやサラウンドサウンドを生成
する。【解決手段】本システムは、３Ｄグラフィックスパイ
プラインと音声デジタル信号プロセッサとを含むグラフ
ィックス＆音声プロセッサを含む。フルシーンシャドウ
マッピングは、ライティングハードウェアに距離減衰関
数を用いて距離を計算させることによって実行できる。
より高い精度が求められる場合には、テクスチャ座標生
成ハードウェアを用いて、精度距離値を記憶するランプ
テクスチャルックアップにインデックスするテクスチャ
座標を計算することができる。重複値を与える固有のラ
ンプテクスチャを用いて、ランプテクスチャ・ルックア
ップエラーを除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータグラ
フィックスに関し、より特定的には、家庭用ビデオゲー
ムプラットフォームのような対話式グラフィックスシス
テムに関する。さらにより特定的には、本発明は、低価
格のグラフィックスシステムにおいてフルシーンシャド
ウマッピングを用いてシャドウを生成する方法であっ
て、また、グラフィックスパイプラインテクスチャ座標
生成および／またはテクスチャマッピング機構を用い
て、シャドウ比較などの効果を発揮する精度数値を生成
することに関する。

【０００２】

【従来の技術】我々の多くは、非常に現実感のある恐竜
や宇宙人、アニメ化されたおもちゃといった空想的な生
物を含む映像を目にしたことがある。このようなアニメ
ーションは、コンピュータグラフィックスによって可能
となっている。このような技術を用いて、コンピュータ
グラフィックス製作者は、各物体がどのように見える
か、および時間の経過に伴ってどのような外見上の変化
が生じるかを特定することができる。そして、コンピュ
ータが、物体をモデル化し、テレビやコンピュータ画面
などのディスプレイに表示する。表示画像の各部分の着
色や形状が、そのシーンに存在する個々の物体の位置や
向き、各物体に対する照明方向、各物体の面の質感、そ
の他様々な要素に基づいて確実にうまく行なわれるため
に必要な数多くのタスクは、コンピュータが引き受け
る。

【０００３】コンピュータグラフィックスの生成は複雑
なため、ほんの数年前まで、コンピュータで作成した３
次元グラフィックスの活用は、高価で専門化されたフラ
イトシミュレータやハイエンドグラフイックスワークス
テーション、スーパーコンピュータにほぼ限定されてい
た。人々は、コンピュータシステムによって生成された
画像を、映画や制作費の高いテレビ広告において目にす
ることはあっても、グラフィックス生成を行なうコンピ
ュータに実際に接することはできなかった。このような
状況が変化したのは、ニンテンドウ６４（登録商標）や
パーソナルコンピュータで利用可能な各種の３Ｄグラフ
ィックスカードなど、比較的安価な３Ｄグラフィックス
プラットフォームの出現によるものである。今や、自宅
や勤務先でも、比較的安価なコンピュータグラフィック
スシステム上において、迫力のある３Ｄアニメーション
やシミュレーションと対話的に接することが可能となっ
ている。

【０００４】シャドウは、現実感のある画像を作成した
り、オブジェクトが他のオブジェクトとの関連でどこに
現れるかについての視覚的なヒントを与えるのに重要で
ある。様々なシャドウイング技術が知られている。たと
えば、ウー他、「シャドウアルゴリズムの調査」、ＩＥ
ＥＥコンピュータグラフィックスアンドアプリケーショ
ン、第１０巻、第６号、１３〜３２頁（１９９０年１１
月）を参照のこと。

【０００５】グラフィックスシステム設計者がこれまで
直面した課題は、低価格のグラフィックスシステムを用
いてシャドウをいかにして描くかということであった。
これを達成する既知技術の一つとして、シャドウマッピ
ングと呼ばれるものがある。この技術によれば、通常の
ｚバッファによるレンダラーを、任意のオブジェクトに
対してシャドウを高速に生成するために用いることがで
きるようになる。ウィリアムズ、「曲面に対する曲面シ
ャドウのキャスティング」、コンピュータグラフィック
ス（ＳＩＧＧＲＡＰＨ１９７８年会報）、第１２巻、
第３号、２７０〜２７４頁（１９７８年８月）を参照の
こと。この技術を利用して、グラフィックスシステム
は、ｚバッファアルゴリズムを用いて、光源の位置およ
び方向を基準としてシーンをレンダリングする。ｚバッ
ファの各ピクセルに関して、描画した結果のｚデプス
は、光源に最も近いオブジェクトまでの距離を含む。こ
のデプスマップは、シャドウマップと呼ばれる。その
後、シーンは再びレンダリングされるが、今回は、見る
者（カメラ）を基準としてレンダリングされる。各描画
プリミティブがレンダリングされるにつれて、その位置
（ライトからのデプス）はシャドウマップと比較され
る。レンダリング点が、シャドウマップ内の値よりも光
源から遠くにある場合には、シャドウ内の当該点および
その輝度は減衰される。レンダリング点がシャドウマッ
プ値よりも光源に対して近くにある場合には、当該点は
点灯されて、シャドウ内には入らない。

【０００６】このシャドウマッピング技術を実施するの
に効率的な方法として、テクスチャマッピングハードウ
ェアを利用してシーンにシャドウマップを投影すること
が挙げられる。ハイドリッヒ他、「視覚化および現実感
のある画像合成におけるピクセルテクスチャの応用」、
１９９９年対話型３Ｄグラフィックスに関するシンポジ
ウム会報、１２７〜１３４頁（１９９９年４月）、およ
びセガール他、「テクスチャマッピングを用いた高速シ
ャドウおよびライティング効果」、コンピュータグラフ
ィックス（ＳＩＧＧＲＡＰＨ１９９２年会報、第２６
巻、第２号、２４９〜２５２頁（１９９２年７月）を参
照のこと。これらの技術を用いれば、ｚバッファリング
を利用してシャドウマップを生成することができる（す
なわち、ライティング、テクスチャリング、およびカラ
ー値のカラーバッファへの書き込みをＯＦＦにすること
ができる）。その後、視認性を解決するための周囲ライ
ティングのみを用いて、見る者の視点からシーンをレン
ダリングする。そして、シャドウテストステップを行っ
て、ｚバッファ内のｚ値をシャドウマップ内の（光源の
座標系から見る者の座標系へと変換される）ｚ値と比較
する。或る技術によれば、各ピクセルについて、そのピ
クセルにおけるシャドウ比較結果に基づいて、追加の値
をフレームバッファ内に設定する。そして、全ライティ
ングの式を用いて、全シーンがレンダリングされる。つ
まり、周囲ライティングパスで得たカラーと全レンダリ
ングパスで得たカラーとの和にフレームバッファ内の追
加の値を掛け合わせたものが、各ピクセルの最終的なカ
ラーとなる。

【０００７】ワング他、「第２デプスシャドウマッピン
グ」（コンピュータサイエンス学部、ノースキャロライ
ナ大学チャペルヒル校）で提案されている技術は、ウィ
リアムズのシャドウマッピング技術を拡張した技術であ
り、特定の自己シャドウイング問題（シャドウ比較の精
度が低いため、面が自身に対してシャドウを掛けてしま
う恐れがあるということ）を解決するものである。この
技術では、プリミティブによって規定された第２の面の
デプスに基づいてシャドウ比較を行う。それによって、
フロントフェイス・カリング技術を用いて、シャドウマ
ップ生成時にプリミティブの第１の面を除去すること
を、ワング他は提案している。これにより、精度に限界
のあるデプス比較において、フロントフェイスが自身に
対してシャドウを掛けることが防止される。

【０００８】上述のシャドウマッピング技術によれば、
汎用グラフィックスハードウェアは、任意のシャドウを
レンダリングすることができる。しかしながら、これら
の技術を用いると、生成されるシャドウの品質は、シャ
ドウマップの（ピクセルにおける）解像度に依存し、ま
た、ｚバッファおよびデプス比較の数値精度にも依存す
ることとなる。モラー他、「リアルタイムレンダリン
グ」、１７９〜１８３頁（ＡＫピーターズ社、１９９９
年）を参照のこと。デプス比較における適正な数値精度
を達成することは、ビデオゲームプラットフォームなど
の低価格のグラフィックスシステムにとっては問題とな
り得る。フルシーンシャドウイングにおいて、各オブジ
ェクトは、（自身を含む）どのオブジェクトに対しても
シャドウを掛けることができる。距離値を符号化するた
めに用いられる情報のビット数によって、光源から近距
離および遠距離の面がどこに投影されるか、およびどの
程度複雑なデプスをレンダリングされたシャドウマップ
に与えるかが決まる。面がシャドウ内にあるかシャドウ
外にあるかを知るために、ライトからレンダリングされ
ている面までの実際の距離と、ライトから最も近い距離
（これは、光源からシャドウマップに対してシーンをレ
ンダリングすることによって決まる）との間でデプス比
較が行われる。この距離値のビット数によって、特定の
ライトがシーンにシャドウを掛ける範囲が決まる。精度
が低下すると、シャドウやライトに対して与えられるデ
プスの複雑性は低下する。よって、低精度だと、ライト
がシーンに対して掛けるシャドウ数やシャドウの範囲の
広がりを限定してしまうことになりかねない。

【０００９】グラフィックスパイプラインが充分な数値
精度をシャドウマッピング効果に対して与えることがで
きない場合には、通常、必要な計算をソフトウェアによ
る制御の下でグラフィックスシステムのホストコンピュ
ータに行わせれば、より高精度なデプス値を得ることが
できる。しかしながら、これは、ホストプロセッサに対
して大きな追加的負荷をかけることとなり、ユーザがシ
ーン内にある１つ以上のオブジェクトの位置を自由に変
更することができるような対話型の動画コンピュータグ
ラフィックスシステムにおいては、リアルタイムでのフ
ルシーンシャドウの描画は困難か、不可能となってしま
いかねない。

【００１０】このような限られた精度に関する問題を回
避する他の方法として、シャドウデプス比較を行わない
で、その代わりにライトから見えるものを識別すること
によって機能するようなシャドウマッピングの形式を利
用することが挙げられる。たとえば、アワーケード他、
「アンチエイリアシングされたキャストシャドウのため
のアルゴリズム」、コンピュータアンドグラフィック
ス、第９巻、第３号、２５９〜２６５頁（１９８５年）
を参照のこと。選ばれた視点からオブジェクトを見た場
合に、それがライトから見たのと同じであることをシャ
ドウマップが示していれば、オブジェクトは点灯され
る。この技術は、シャドウデプス比較を回避できるとい
う利点がある。しかしながら、オブジェクトやポリゴン
が交差する領域においては問題が生じる可能性がある。
そのような問題の生じる領域を、異なるオブジェクトに
対して異なる識別子を用いることによって解消すること
は可能であるが、このアルゴリズムを用いると、単一の
識別子を有するオブジェクトは自身に対してシャドウを
掛けることができなくなってしまう。

【００１１】これまで様々な研究が行われてきたが、更
なる改善が可能である。本発明は、たとえば、家庭用ビ
デオゲームプラットフォ−ムやパーソナルコンピュータ
のグラフィックスアクセラレータなどに見られる、低価
格で限られた精度のハードウェアを用いて、フルシーン
シャドウマッピングを行う技術および機構を提供しつ
つ、数値精度の問題も解決するものである。

【００１２】本発明の一局面によれば、テクスチャ座標
生成部を用いて、シーンの動的デプスに基づいた精度
で、ライト位置とプリミティブの面との間の距離計算を
支援する。テクスチャマッピング部は、生成されたテク
スチャ座標を用いて、テクスチャとして記憶されたラン
プ関数から精度距離値をルックアップする。結果得られ
た精度距離値は、シャドウマップ内の対応するデプス値
と比較され、ピクセルがシャドウ内にあるかどうかを決
定することができる。

【００１３】一実施例において、ランプ関数は、２Ｄテ
クスチャとして記憶され、あるテクセルが重複していた
り、すべてのテクセルが使われるわけではなかったりす
る。ルックアップエラーをなくすために、ランプ関数が
テクセルの行／列の境界を跨いでいる場所に重複テクセ
ル値が与えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、対話式３Ｄコンピュータ
グラフィックスシステム５０の例を示す。システム５０
は、興味をそそる立体音響を伴う対話式３Ｄビデオゲー
ムをプレイするのに用いることができる。また、これ
は、他の様々な用途に応用できる。

【００１５】本例において、システム５０は、デジタル
表現や３次元世界モデルを、対話的にリアルタイムで処
理することができる。システム５０は、世界のすべてま
たは一部を、任意の視点から表示することができる。た
とえば、システム５０は、手持ちコントローラ５２ａお
よび５２ｂなどの入力装置からのリアルタイム入力に応
答して、視点を対話的に変化させることができる。これ
により、ゲームプレイヤは、世界の内部または外部の者
から見た世界を見ることができる。システム５０は、リ
アルタイム３Ｄ対話式表示を要求しないような用途（た
とえば、２Ｄ表示生成および／または非対話式表示）に
用いることもできるが、上質の３Ｄ画像を非常に高速に
表示する能力は、現実感の高いおもしろいゲームプレイ
などの視覚的な対話を生成するのに用いることができ
る。

【００１６】システム５０を用いてビデオゲームなどの
アプリケーションをプレイするためには、ユーザは、ま
ず、ケーブル５８を用いて、メインユニット５４をユー
ザのカラーテレビ５６などの表示装置に接続する。メイ
ンユニット５４は、カラーテレビ５６を制御するための
ビデオ信号および音声信号を生成する。ビデオ信号は、
テレビ画面５９に表示される画像を制御するものであ
り、音声信号は、テレビのステレオスピーカ６１Ｌおよ
び６１Ｒを介して、音として再生される。

【００１７】また、ユーザは、メインユニット５４を電
源に接続する必要がある。この電源は、家庭の壁にある
電気コンセントに差し込む従来のＡＣアダプタ（図示せ
ず）であってもよく、家庭用電流を、メインユニット５
４に電力供給するのに適切な、より低いＤＣ電圧信号に
変換する。他の態様として、電池を用いることも可能で
ある。

【００１８】ユーザは、ハンドコントローラ５２ａおよ
び５２ｂを用いて、メインユニット５４を制御してもよ
い。たとえば、操作部６０を用いて、テレビ５６に表示
されるキャラクタが３次元世界内で移動すべき方向（上
または下、左または右、近または遠）を指定することが
できる。また、操作部６０は、他の用途のための入力を
与える（たとえば、メニュー選択、ポインタ／カーソル
制御など）。コントローラ５２は、様々な形態を取り得
る。本例においては、図示された各コントローラ５２
は、ジョイスティック、押しボタン、および／または方
向スイッチなどの操作部６０を含む。コントローラ５２
のメインユニット５４への接続は、ケーブルであっても
よいし、電磁波（たとえば、電波または赤外線波）を介
した無線であってもよい。

【００１９】ゲームなどのアプリケーションをプレイす
るためには、ユーザは、プレイしたいと思う当該ビデオ
ゲームなどのアプリケーションを記憶する適切な記憶媒
体６２を選択して、当該記憶媒体をメインユニット５４
内のスロット６４に挿入する。記憶媒体６２は、たとえ
ば、特に符号化されたおよび／または暗号化された光学
および／または磁気ディスクであってもよい。ユーザ
は、電源スイッチ６６を操作して、メインユニット５４
をオンして、記憶媒体６２に記憶されたソフトウェアに
基づいてビデオゲームなどのアプリケーションの実行を
開始してもよい。ユーザは、コントローラ５２を操作し
て、メインユニット５４に入力を与えてもよい。たとえ
ば、操作部６０を操作すると、ゲームなどのアプリケー
ションが開始されてもよい。他の操作部６０を動かす
と、動くキャラクタを異なる方向へ移動させたり、３Ｄ
世界内でのユーザの視点を変化させたりすることができ
る。記憶媒体６２内に記憶された特定のソフトウェアに
基づいて、コントローラ５２上の様々な制御部６０は、
異なる時に異なる機能を実行することができる。

【００２０】＜システム全体の電子回路例＞図２は、シ
ステム５０の構成要素例のブロック図を示す。主な構成
要素は以下のものを含む。・メインプロセッサ（ＣＰＵ）１１０、・メインメモリ１１２、および・グラフィックス＆音声プロセッサ１１４

【００２１】本例においては、メインプロセッサ１１０
（たとえば、拡張されたＩＢＭＰｏｗｅｒＰＣ７５０）
は、グラフィックス＆音声プロセッサ１１４を介して手
持ちコントローラ１０８（および／または他の入力装
置）からの入力を受ける。メインプロセッサ１１０は、
ユーザ入力に対話的に応答して、たとえば外部記憶媒体
６２から光学ディスクドライブなどの大容量記憶アクセ
ス装置１０６を介して供給されるビデオゲームなどのプ
ログラムを実行する。一例として、ビデオゲームプレイ
の場合、メインプロセッサ１１０は、様々な対話的な制
御機能に加えて、衝突検出や動画処理を行うことができ
る。

【００２２】本例において、メインプロセッサ１１０
は、３Ｄグラフィックスコマンドおよび音声コマンドを
生成して、グラフィックス＆音声プロセッサ１１４に送
る。グラフィックス＆音声プロセッサ１１４は、これら
のコマンドを処理して、興味をそそる視覚的な画像をデ
ィスプレイ５９に生成したり、興味をそそる立体音響を
ステレオスピーカ６１Ｒおよび６１Ｌなどの適切な音発
生装置に生成したりする。

【００２３】本例のシステム５０が含むビデオエンコー
ダ１２０は、グラフィックス＆音声プロセッサ１１４か
ら画像信号を受信して、当該画像信号を、コンピュータ
モニタや家庭用カラーテレビ５６などの標準的な表示装
置に表示するのに適切なアナログおよび／またはデジタ
ルビデオ信号に変換する。また、システム５０が含む音
声コーデック（圧縮器／伸長器）１２２は、デジタル化
された音声信号の圧縮および伸長を行い、また、必要に
応じて、デジタルまたはアナログ音声信号形式への変換
を行なってもよい。音声コーデック１２２は、音声入力
をバッファ１２４を介して受信して、グラフィックス＆
音声プロセッサ１１４に与えて、処理を行なうことがで
きる（たとえば、プロセッサが生成した他の音声信号と
ミキシングするおよび／または大容量記憶アクセス装置
１０６のストリーミング音声出力を介して受信する）。
本例のグラフィックス＆音声プロセッサ１１４は、音声
関連情報を音声タスク用に利用可能な音声メモリ１２６
に記憶することができる。グラフィックス＆音声プロセ
ッサ１１４は、処理結果の音声出力信号を音声コーデッ
ク１１２に与えて、スピーカ６１Ｌおよび６１Ｒによっ
て再生できるように、（たとえば、バッファ増幅器１２
８Ｌおよび１２８Ｒを介して）伸長やアナログ信号への
変換が行われる。

【００２４】グラフィックス＆音声プロセッサ１１４
は、システム５０内にある様々な付加的な装置と通信を
行うことが可能である。たとえば、パラレルデジタルバ
ス１３０が、大容量記憶アクセス装置１０６および／ま
たは他の構成要素との通信に用いられてもよい。シリア
ル周辺機器バス１３２が、様々な周辺機器などの機器と
の通信に用いられてもよく、それらの機器としては、た
とえば、以下のものを含む。・プログラム可能な読み出し専用メモリおよび／または
リアルタイムクロック１３４、・モデム１３６などのネットワークインターフェース
（インターネットなどのデジタルネットワークのよう
な、プログラム命令および／またはデータをダウンロー
ドしたりアップロードしたりすることが可能な電気通信
ネットワーク１３８に対して、システム５０を接続する
ようなものであってもよい）、および・フラッシュメモリ１４０。別の外部シリアルバス１４２が、付加的な拡張メモリ１
４４（たとえば、メモリカード）などの装置との通信に
用いられてもよい。コネクタが、様々な装置をバス１３
０、１３２、および１４２を接続するために用いられて
もよい。

【００２５】＜グラフィックス＆音声プロセッサの例＞
図３は、グラフィックス＆音声プロセッサ１１４の例の
ブロック図である。一例として、グラフィックス＆音声
プロセッサ１１４は、単一チップＡＳＩＣ（特定用途向
けＩＣ）であってもよい。本例において、グラフィック
ス＆音声プロセッサ１１４は、以下のものを含む。・プロセッサインターフェース１５０、・メモリインターフェース／コントローラ１５２、・３Ｄグラフィックスプロセッサ１５４、・音声デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１５６、・音声メモリインターフェース１５８・音声インターフェース＆ミキサ１６０・周辺機器コントローラ１６２、および・ディスプレイコントローラ１６４。

【００２６】３Ｄグラフィックスプロセッサ１５４は、
グラフィック処理タスクを行う。音声デジタル信号プロ
セッサ１５６は、音声処理タスクを行う。ディスプレイ
コントローラ１６４は、画像情報をメインメモリ１１２
からアクセスして、それをビデオエンコーダ１２０に与
えて、表示装置５６に表示させる。音声インターフェー
ス＆ミキサ１６０は、音声コーデック１２２とインター
フェースし、また、別のソースからの音声（たとえば、
大容量記憶アクセス装置１０６からのストリーミング音
声、音声ＤＳＰ１５６の出力、および音声コーデック１
２２を介して受信した外部音声入力）をミキシングする
ことも可能である。プロセッサインターフェース１５０
は、メインプロセッサ１１０およびグラフィックス＆音
声プロセッサ１１４間のデータおよび制御インターフェ
ースを提供する。

【００２７】メモリインターフェース１５２は、グラフ
ィックス＆音声プロセッサ１１４およびメモリ１１２間
のデータおよび制御に関するインターフェースを提供す
る。本例において、メインプロセッサ１１０は、グラフ
ィックス＆音声プロセッサ１１４の一部であるプロセッ
サインターフェース１５０およびメモリインターフェー
ス１５２を介して、メインメモリ１１２にアクセスす
る。周辺機器コントローラ１６２は、グラフィックス＆
音声プロセッサ１１４および上述の様々な周辺機器間に
おけるデータおよび制御に関するインターフェースを提
供する。音声メモリインターフェース１５８は、音声メ
モリ１２６とのインターフェースを提供する。

【００２８】＜グラフィックスパイプラインの例＞図４
は、３Ｄグラフィックスプロセッサ１５４の例のより詳
細な図である。３Ｄグラフィックスプロセッサ１５４
は、特に、コマンドプロセッサ２００と、３Ｄグラッフ
ィックスパイプライン１８０とを含む。メインプロセッ
サ１１０は、データのストリーム（たとえば、グラフィ
ックスコマンドストリームやデータリスト）をコマンド
プロセッサ２００に伝達する。メインプロセッサ１１０
は、メモリの待ち時間を最小限にするための２レベルキ
ャッシュ１１５を有し、また、グラフィックス＆音声プ
ロセッサ１１４向けの未キャッシュのデータストリーム
のためのライトギャザリングバッファ１１１も有する。
ライトギャザリングバッファ１１１は、部分キャッシュ
ラインを集めて完全キャッシュラインとし、このデータ
を１キャッシュラインずつグラフィックス＆音声プロセ
ッサ１１４に送出して、バスが最大限に利用できるよう
にする。

【００２９】コマンドプロセッサ２００は、メインプロ
セッサ１１０から表示コマンドを受信し、これを解析し
て、処理に必要な付加データを共通メモリ１１２から取
得する。コマンドプロセッサ２００は、頂点コマンドの
ストリームをグラフィックスパイプライン１８０に与え
て、２Ｄおよび／または３Ｄ処理およびレンダリングを
行う。グラフィックスパイプライン１８０は、これらの
コマンドに基づいて画像を生成する。生成された画像情
報は、メインメモリ１１２に転送されて、表示制御部／
ビデオインターフェース部１６４によってアクセスでき
るようにしてもよく、それによって、ディスプレイ５６
にパイプライン１８０のフレームバッファ出力が表示さ
れる。

【００３０】図５は、グラフィックスプロセッサ１５４
の論理フロー図である。メインプロセッサ１１０は、グ
ラフィックスコマンドストリーム２１０と、表示リスト
２１２と、頂点アレイ２１４とをメインメモリ１１２に
記憶してもよく、バスインターフェース１５０を介して
ポインタをコマンドプロセッサ２００に渡す。メインプ
ロセッサ１１０は、メインメモリ１１０内に割り当てた
１つ以上のグラフィックス先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バ
ッファ２１０にグラフィックスコマンドを記憶する。コ
マンドプロセッサ２００は、以下のものを取り出す。・グラフィックスコマンドを受信およびバッファリング
して、同期／フロー制御およびロードバランシングを行
なうオンチップＦＩＦＯメモリバッファ２１６を介し
て、メインメモリ１１２からのコマンドストリーム、・オンチップ呼び出しＦＩＦＯメモリバッファ２１８を
介して、メインメモリ１１２からの表示リスト２１２、
および・コマンドストリームからの、および／または頂点キャ
ッシュ２２０を介してメインメモリ１１２内の頂点アレ
イ２１４からの頂点属性。

【００３１】コマンドプロセッサ２００は、コマンド処
理動作２００ａを行って、属性型を浮動小数点形式に変
換し、その結果の完全な頂点ポリゴンデータをグラフィ
ックスパイプライン１８０に渡して、レンダリング／ラ
スタライズする。プログラム可能なメモリ調停回路１３
０（図４参照）は、グラフィックスパイプライン１８
０、コマンドプロセッサ２００、および表示制御部／ビ
デオインターフェース部１６４の間で共通のメインメモ
リ１１２に対するアクセスを調停する。

【００３２】図４に示すように、グラフィックスパイプ
ライン１８０は、以下のものを含んでもよい。・変換部３００、・セットアップ／ラスタライザ４００、・テクスチャ部５００、・テクスチャ環境部６００、および・ピクセルエンジン部７００。

【００３３】変換部３００は、２Ｄおよび３Ｄ変換など
の様々な処理３００ａを行う（図５参照）。変換部３０
０は、変換処理３００ａに用いられるマトリックスを記
憶する１以上のマトリックスメモリ３００ｂを含んでも
よい。変換部３００は、頂点毎に入力される形状を、オ
ブジェクト空間から画面空間へ変換し、入力されるテク
スチャ座標を変換して投影テクスチャ座標を計算する
（３００ｃ）。変換部３００は、ポリゴンクリッピング
／カリング（３００ｄ）を行ってもよい。また、変換部
３００ｂによって行われるライティング処理３００ｅに
よって、一実施例においては、８個の独立した光に対す
るライティング計算が頂点毎に行われる。また、変換部
３００は、エンボス型のバンプマッピング効果を出すた
めのテクスチャ座標生成（３００ｃ）や、ポリゴンクリ
ッピング／カリング処理（３００ｄ）を行うこともでき
る。

【００３４】セットアップ／ラスタライザ４００は、セ
ットアップ部を含む。セットアップ部は、頂点データを
変換部３００から受信して三角形セットアップ情報を１
以上のラスタライザ（４００ｂ）に送信して、エッジラ
スタライズ、テクスチャ座標ラスタライズ、およびカラ
ーラスタライズを行う。

【００３５】テクスチャ部５００（オンチップテクスチ
ャメモリ（ＴＭＥＭ）５０２を含んでもよい）、テクス
チャリング関連の様々なタスクを行う。タスクには、た
とえば、以下のものが含まれる。・メインメモリ１１２からテクスチャ５０４を取り出
す、・たとえばマルチテクスチャ処理、ポストキャッシュテ
クスチャ伸展、テクスチャフィルタリング、エンボス、
投影テクスチャを用いたシャドウおよびライティング、
ならびにアルファ透明およびデプスを用いたＢＬＩＴを
含む、テクスチャ処理（５００ａ）、・バンプマッピング、疑似テクスチャ、テクスチャタイ
リング効果のためのテクスチャ座標変換量を計算するバ
ンプマップ処理（５００ｂ）、および・間接テクスチャ処理（５００ｃ）。

【００３６】テクスチャ部５００は、透過されたテクス
チャ値をテクスチャ環境部６００に出力して、テクスチ
ャ環境処理を行なう（６００ａ）。テクスチャ環境部６
００は、ポリゴンとテクスチャカラー／アルファ／デプ
スをブレンドし、テクスチャフォグ処理（６００ｂ）を
も行って、インバースレンジに基づくフォグ効果を達成
する。テクスチャ環境部６００は、複数のステージを提
供して、たとえばカラー／アルファ・モジュレーショ
ン、エンボス、ディテールテクスチャリング、テクスチ
ャスワッピング、クランピング、およびデプスブレンデ
ィングに基づいて、他の興味をそそる様々な環境関連の
機能を行うことができる。

【００３７】ピクセルエンジン７００は、デプス（ｚ）
比較（７００ａ）およびピクセルブレンディング（７０
０ｂ）を行う。本例において、ピクセルエンジン７００
は、組み込み（オンチップ）フレームバッファメモリ７
０２にデータを記憶する。グラフィックスパイプライン
１８０は、１以上の組み込みＤＲＡＭメモリ７０２を含
んでもよく、フレームバッファの内容および／またはテ
クスチャ情報をローカルに記憶する。現在有効なレンダ
リングモードによっては、Ｚ比較７００ａ’は、グラフ
ィックスパイプラインの早い段階において行われること
もできる（たとえば、アルファスレッショルディングが
不要であれば、ｚ比較は早い段階で行うことができ
る。）。ピクセルエンジン７００は、コピー処理７００
ｃを含む。これは、オンチップフレームバッファの内容
をメインメモリに周期的に書き込むものであり、表示／
ビデオインターフェース部１６４がアクセスできるよう
にする。このコピー処理７００ｃを用いて、組み込みフ
レームバッファ７０２の内容からテクスチャまでを、メ
インメモリ１１２にコピーすることもでき、動的なテク
スチャ合成効果が得られる。アンチエイリアシングやそ
の他のフィルタリングは、コピーアウト処理中に行うこ
とができる。（最終的にはメインメモリ１１２に記憶さ
れる）グラフィックスパイプライン１８０のフレームバ
ッファ出力は、フレーム毎に、表示／ビデオインターフ
ェース部１６４によって読み出される。表示制御部／ビ
デオインターフェース１６４は、ディジタルＲＧＢピク
セル値を与えて、ディスプレイ１０２に表示する。

【００３８】＜シャドウマッピング技術の例＞本実施例
において、変換部３００は、距離減衰係数を含むライテ
ィング式を計算するようにプログラムされているような
ライティング計算ハードウェアを含む。たとえば、共通
して譲渡された２０００年８月２３日出願の米仮出願番
号６０／２２７，００７および出願
の対応特許出願番号（代理人整理番号７２３−９６
７）、名称「グラフィックスシステムおよび方法におけ
る色消しライティング機能」（代理人整理番号７２３−
７４８）を参照のこと。このようなライティング計算
は、レンダリングされるシーンにおけるライトから任意
の面までの距離を決定するために用いることができる。
光強度は、距離とともに減衰する（たとえば、線形で）
ので、その結果得られる、レンダリングされた面におけ
る輝度値は、ライトから面までの距離を示すために用い
ることができる。この計算されたデプス値は、シャドウ
マップデプス値と比較されて、ピクセルを陰付けするか
否かを決定する。

【００３９】本実施例において、ライティング計算出力
は、８ビット幅である。たとえば、この値は、単一の色
要素（たとえば、ＲＧＢ３色のうちの赤要素）に含まれ
ていてもよい。８ビット精度は、ライティング処理には
充分なものであが、シャドウマップデプスとの比較を行
って、任意のシャドウ複雑性を有するシーンに対してフ
ルシーンのシャドウイング技術を適用するためには不充
分な場合もある。変換部３００を修正して、１チャンネ
ルあたり８ビット以上になるようにすることは可能であ
ろうが、変換部がコスト高になり、複雑になってしま
う。

【００４０】グラフィックスパイプライン１８０内の変
換部３００に続くテクスチャ部５００は、カラーチャン
ネル毎に充分な精度を有しており、この精度はグラフィ
ックスパイプライン１８０を通じて伝達される。テクス
チャ部５００は汎用プロセッサではなく、むしろ、好ま
しい実施例においては、テクスチャマッピング機能を行
うように設計されている。我々は、テクスチャ座標生成
ハードウェアを用いて、距離を展開し、距離がテクスチ
ャ座標に入ったら、テクスチャをサンプリングして８ビ
ット以上の精度を得る方法を発見した。たとえば、一例
として、シャドウ比較に関する特にこの実施例におい
て、１６ビットから１９ビットまでの精度を取得するこ
とができる。

【００４１】より詳細には、より高精度のテクスチャ座
標生成部とシステム５０のテクスチャマッピング部５０
０とを用いてグラフィックスパイプライン１８０によっ
て計算されたデプス値の精度をシャドウマップ比較のた
めに高める代替技術を、我々は発見した。図６は、一例
であるルーチン１０００を示し、システム５０は、数値
精度の高いデプス比較を行うフルシーンシャドウマッピ
ングを行うことができる。本例において、グラフィック
スパイプライン１８０は、シャドウマップデプステクス
チャを第１のパスで生成する（ブロック１００２）。第
２のパスにおいて、従来のテクスチャ投影技術を用い
て、シャドウマップデプステクスチャをシーンに投影す
る（ブロック１００２）。また、第２のパスにおいて、
変換部３００は、テクスチャ座標生成とテクスチャマッ
ピングとを用いて、ライトの位置から描画される面まで
の距離を示す精度数値を決定する（ブロック１００
４）。

【００４２】より詳細には、変換部３００を制御して、
（たとえば、ライト位置からの頂点位置のモデルビュー
変換と、シーンデプスの動的な範囲を考慮したスケーリ
ング変換との組み合わせを用いて）面からライトまでの
距離を示すテクスチャ座標を生成する。そして、結果得
られたテクスチャ座標を、ランプ関数テーブルに記憶さ
れたより精度の高いデプス値をルックアップするため
に、テクスチャ部５００に適用して、テクスチャ部が通
常のテキスチャとして処理できるようにする（ブロック
１００６）。このようにして得られた高精度の距離値
は、対応のシャドウマップデプス値と比較され、ピクセ
ルを陰付けするか否かを決定するのに用いることができ
る（ブロック１００８）。その後、システム５０は、こ
の技術によってフルシーンで陰付けされた画像を表示す
ることができる（ブロック１０１０、画像の例として図
１８を参照）。

【００４３】＜より詳細な実施例＞図７は、システム５
０を動作させてフルシーンで陰付けされた画像を提供す
るためのより詳細な処理の例１０２０を示し、図８は、
第２のパスのグラフィックスパイプライン処理の例を示
す。図７は、第１のパスにおいて、組み込みフレームバ
ッファ７０２のバッファ部に光源視点からのシーンデプ
スを入れてレンダリングすることによって生成されたシ
ャドウマップを示す（ブロック１０２２）。共通して譲
渡された同時継続出願の２０００年８月２３日出願の仮
出願番号６０／２２６，９００および２０００年１１月
２８日出願の対応特許出願番号０９／７２６，２２６
（代理人整理番号７２３−９６４）、名称「グラフィッ
クスシステムのエイリアス補正方法および装置」を参照
のこと。本実施例では、この処理中にフロントフェイス
・カリングが起動されて、ワング他の上述の「第２のデ
プス」アルゴリズムが実施される。その結果得られた、
組み込みフレームバッファ７０２に記憶されたデプスマ
ップは、ピクセルエンジン７００によってテクスチャに
コピーアウトされる（ブロック１０２４）。共通して譲
渡された２０００年８月２３日出願の仮出願番号６０／
２２７，０３０および２０００年１１月２８日出願の対
応特許出願番号０９／７２２，６６３（代理人整理番号
７２３−９６３）、名称「内部フレームバッファと主メ
モリ間でのコピーアウト変換を有するグラフィクスシス
テム」を参照のこと。効率化のために、ブロック１０２
２は、カラーフレームバッファの更新をＯＦＦにして行
うこともできる。なぜなら、本願では、デプス値の生成
のみが主眼だからである。

【００４４】第２のパス中において、カメラ（すなわ
ち、ユーザ）の視点から、シーンがレンダリングされる
（ブロック１０２６）。各ピクセルに関して、適切なテ
クスチャ投影マトリックスが適用されて、シャドウマッ
プテクスチャがシーンに投影される（ブロック１０２
６）。さらに、オブジェクト空間の頂点位置は、光源に
おける視点を規定するモデルビューマトリックスを用い
て、オブジェクト空間から光空間（シャドウマップがレ
ンダリングされたのと同じ空間）へ変換される（ブロッ
ク１０２８）。結果得られるｚ値は、面からライトまで
の距離を表している。

【００４５】本実施例において、テクスチャ座標生成処
理は、このデプス値に対して追加の変換を行う。この追
加の変換は、シーンの動的なデプス範囲に基づくもので
ある。本実施例においては、計算された距離値を動的な
距離範囲（すなわち、カメラが「見る」ことができる直
近の面とカメラが見ることができる最も遠い面との差）
に基づいて変換するために、テクスチャ座標変換処理は
用いられる。図１２を参照のこと。

【００４６】第２の変換の結果、デプスランプを（たと
えば、線形に）増加させることを規定するランプ「テク
スチャ」をルックアップテーブルにおいてインデックス
するためのテクスチャ座標が与えられる。本実施例にお
いて、テクスチャ部５００は、ランプルックアップテー
ブルを他のテクスチャとしてみなし、それに対して、変
換部３００によって生成されたテクスチャ座標に基づい
て通常のテクスチャマッピング処理を行う。たとえば、
共通して譲渡された２０００年８月２３日出願の仮出願
番号６０／２２６，８９１および２０００年１１月２８
日出願の対応特許出願番号０９／７２２，３８２（代理
人整理番号７２３−９６１）、名称「グラフィクスシス
テムにおいて直接および間接テクスチャを処理するため
の方法および装置」を参照のこと。しかしながら、結果
生じたテクセル値は、面の色や不透明度を直ちに修正す
るために用いられるわけではない。むしろ、テクセル値
によって、対応する投影されたシャドウマップデプス値
と比較される精度デプス値が与えられ、シャドウイング
の判断が行われる（ブロック１０３２）。

【００４７】ランプ関数は、充分な解像度を有する１次
元テクスチャで記憶されるのが理想的であろう。しかし
ながら、多くの低価格のグラフィックスシステムは、扱
えるテクスチャの最大サイズに限界がある。たとえば、
ある例においては、システム５０は、最大１０２４ｘ１
０２４のテクセルを扱うことができる。１次元１０２４
テクセル・ランプ関数テクスチャは、１０ビットの数値
精度を提供する。これは、８ビットより高精度だが、よ
り高精度を求めたい。したがって、テクスチャ座標生成
を用いてデプス値（ライトから面までの距離）を符号化
して２つのテクスチャ座標（ｓ，ｔ）の組み合わせ値と
し、ランプ関数を要求に充分合うような精度を提供する
サイズの２次元テクスチャにして記憶する。たとえば、
１０２４ｘ１０２４の２次元テクスチャは、１０２４テ
クセルの１次元テクスチャと比較して、（ほぼ）２倍の
精度を提供することができる。精度を最大にするには、
シーンのデプス範囲に基づいてデプス値を動的に変換す
ることもできる。そうすれば、どの２Ｄのランプテクス
チャ値も、距離的にアクセスできないといったことはな
くなり、無駄にはならなくなる。

【００４８】図７を再び参照して、テクスチャ座標生成
とテクスチャマッピング処理とを用いて面デプス値を求
めると、このデプス値をシャドウマップ内の対応するデ
プス値と比較することができる。シャドウマップデプス
がライトに対するピクセルデプスより浅ければ、シャド
ウ内のピクセルおよび輝度は減衰される（判断ブロック
１０３２の「Ｙｅｓ」出口、ブロック１０３４）。１０
２６〜１０３４の処理は、レンダリングされるピクセル
毎に行われる。すべての面上のすべてのピクセルが処理
されると（判断ブロック１０３６の「Ｎｏ」出口）、フ
ルシーンで陰付けされた画像は完了し、表示されうる
（ブロック１０３８）。

【００４９】図８は、第２のパス中にグラフィックスパ
イプライン１８０によって行われる処理を示す。この例
において、変換部３００は、見る者の視点にあるカメラ
に基づいて従来のモデルビュー変換を行い、また、入力
される頂点定義をライティングして（ブロック１０５
０）、その結果をラスタライザ４００に与えて（ブロッ
ク１０５２）、ラスタライズされたグローシェーディン
グされたピクセルカラー／アルファ／ｚを生成する。本
実施例においては、これらの値は、テクスチャ環境部６
００に与えられ、ブレンディングされる（ブロック１０
５４）。また、本実施例において、所定のシャドウカラ
ー値もブレンド処理に与えられる（１０５４）。

【００５０】従来の投影テクスチャ変換（シーンを設計
した者の好みに基づく正射影または透視）が、変換部３
００によって行われ（ブロック１０５６）、テクスチャ
座標が生成される（ブロック１０５８）。テクスチャ部
５００は、対応のテクスチャマッピング処理を行って、
シャドウマップテクスチャをシーンに投影する。結果得
られたデプス値は、比較処理に与えられる（１０６
０）。この比較処理は、本実施例においては、テクスチ
ャ環境部６００によって行われる。

【００５１】ピクセルデプス値は、変換部３００および
テクスチャ部５００を介して、ブロック１０６２，１０
６４，および１０６６によって行われる。上述のよう
に、変換部３００によって行われるモデルビュー変換に
よって、ライトからのピクセルデプスが決定され（ブロ
ック１０６２）。これは、ピクセルの位置を、シャドウ
を掛けるライトの位置に変換することによって行われ
る。また、テクスチャ座標生成に関連してさらなる変換
を行って、シーンのデプス範囲に基づいてｚ（デプス）
値を行うこともできる（ブロック１０６４）。これら２
つの変換（１０６２，１０６４）は、テクスチャ座標
ｓ，ｔを生成する単一のマトリックス乗算によって組み
合わせて行うことができる。結果生じるテクスチャ座標
ｓ，ｔはテクスチャ部５００によって用いられて、ラン
プテクスチャ・ルックアップテーブルから精度距離値を
ルックアップするというテクスチャマッピング処理を行
う（ブロック１０６６）。この結果値は、比較ブロック
１０６０によって用いられて、シャドウマップデプスと
比較される。

【００５２】比較処理１０６０では、シャドウマップデ
プス値を、シャドウを掛ける位置に対するピクセルデプ
ス値と比較する。比較出力は、ブレンド処理（１０５
４）に与えられ、所定のシャドウカラーがラスタライズ
されかつ陰付けされたピクセルカラーの代わりに用いら
れるべきかどうかを制御する。他の実施例においては、
ブレンド処理１０５４は、ピクセルカラーを調節（たと
えば、減衰）して、デプス比較結果が表すピクセルがシ
ャドウ内に入るようにピクセルを暗くする。

【００５３】＜ランプテクスチャの例＞上述のように、
システム５０の一実施例を用いて、単一のテクスチャ座
標内のピクセル距離値を符号化して１次元テクスチャを
ルックアップして独自性（すなわち、パススルー）を与
えると、１０２４ｘ１０２４テクセルという最大テクス
チャサイズに基づいて、１０ビットの距離精度を得るこ
とができる。２つのテクスチャ座標（たとえば、１つの
座標は他の座標を変倍したもの）を用いると、２次元テ
クスチャ内のすべての（またはほとんどの）テクセルを
通じてランプ距離関数を伝達させることができる。図９
および１０は、それぞれ、８ビット（１６ｘ１６）およ
び１６ビット（２５６ｘ２５６）フォーマットの２次元
ランプテクスチャの例を示す。それぞれの場合におい
て、線形に増加するランプ関数は、テクスチャの各列で
降下するように見える点に注意されたい。ランプ関数
は、連続する列で継続し、最小値（たとえば、００また
は００００）から最大値（たとえば、０ｘＦＦまたは０
ｘＦＦＦＦ）を与える。このようなランプテクスチャ
は、メインプロセッサ１１０による処理（図１１参照）
を通じて動的に生成することができ、あるいは、静的に
予め規定しておき、大容量記憶装置から必要なときに単
にロードされるようにしてもよい。このような例におい
て、特定テクスチャ列はＳ座標によって選択され、Ｔテ
クスチャ座標は、特定の距離値化されたテクセルを選択
された列内で選択する。

【００５４】図示のランプテクスチャによって、２つの
テクスチャ座標Ｓ，Ｔは、テクスチャマッピング処理に
よって生成可能な精度距離値を符号化することができ
る。これにより、単一のテクスチャ座標を用いて達成可
能な精度を実質２倍にする。たとえば、図９および１０
に示すテクスチャ例に基づくテクスチャマッピング処理
を用いれば、入力テクスチャ座標値および出力テクセル
（デプス）値の関係が以下のように生じる。

【表１】

【００５５】本実施例において、各テクセルは、数値と
して解釈される。たとえば、１６ビット幅のテクセル
は、１６ビット数に解釈することができる。テクスチャ
マッピングの場合、直近のサンプル値が選ばれなければ
ならない（たとえば、双一次補間は用いてはならな
い）。

【００５６】図１２は、変換部３００内のテクスチャ座
標生成ハードウェアを用いる技術の例であって、図９お
よび１０に示すようなランプテクスチャのルックアップ
のための距離を表すテクスチャ座標ｓ，ｔを生成する。
本実施例においては、所定の視点と、所定の位置と、所
定の距離範囲とを与えるようにカメラが構成される。カ
メラ距離範囲は、近ｚ値（Ｎ）および遠ｚ値（Ｆ）によ
ってパラメータ化される。カメラのデプス範囲は、近ｚ
と遠ｚとの間の距離（すなわち、Ｆ−Ｎ）によって特定
される。これらの範囲パラメータを用いて頂点位置を変
換し、これによって、オブジェクト空間から光空間への
頂点位置の総変換が行われる。光空間は、シーンのデプ
ス範囲に正確に「適合」するようにランプが与えた数値
精度の動的な範囲に拡がっている。

【００５７】本実施例において用いられる、距離をテク
スチャ座標対に変換するための特定の関数は、透視投影
か正射影投影かによって異なる。以下に、これら２つの
場合における計算例を示す。

【００５８】＜透視＞

【数１】縮尺例＝１６（８ビットモード）／２５６（１６ビ
ットモード）

【数２】ｚ＝−Ｎのとき、ｓは０となり、ｚ＝−Ｆのとき、１と
なる。

【００５９】＜正射影＞

【数３】縮尺例＝１６（８ビットモード）／２５６（１６ビ
ットモード）

【数４】ｚ＝−Ｎのとき、ｓは０となり、ｚ＝−Ｆのとき、１と
なる。

【００６０】なお、ｚ値は、これら計算の両方において
存在することに留意されたい。上記の結果得られる変換
マトリックスは、ライト位置に基づくモデルビュー変換
から生じるｚ値を、図９および１０に示すようなランプ
テクスチャにインデックスするのに用いられるｓ，ｔテ
クスチャ座標に変換する。変換部３００は、比較的高精
度のテクスチャ生成計算を行い（特に、２つのテクスチ
ャ座標が並行して生成される場合）、また、本ランプテ
クスチャ例は、比較的高精度のルックアップ値を与える
（特に、２つのテクスチャ座標を用いて２次元テクスチ
ャをマッピングする場合）ので、この技術により、比較
的高精度のピクセルデプス値を得ることができる。

【００６１】精度はこれで適切になったものの、２次元
テクスチャマッピング処理において曖昧さが生じること
があり、これにより、ランプテクスチャから選択される
べき値が不正確になることがある。図９および１０に示
すランプテクスチャの例において、境界をまたいで不正
確な値に「ジャンプ」することもあり、シャドウ比較に
アーティファクトを招く場合がある。たとえば、システ
ムがテクスチャをトラバースする度に次の隣接するテク
スチャの列または行へ移動するように、ランプ関数をテ
クスチャの全幅に渡って与えることにより、エラーを招
くことがある。これらのエラーをなくすために、より少
数の固有デプス値を含む修正されたランプテクスチャを
用いることが可能である。重複値を記憶して、ルックア
ップエラーを除去する。図１３および１４は、このよう
なランプテクスチャの例である。

【００６２】図１３および１４に示すランプテクスチャ
は、１次元フォーマット内のテクスチャマップに渡る
が、時折（すなわち、ランプがテクスチャ行間を「渡
る」場合）、次の下行にある同一のサンプルを与えるよ
うな、浅いランプ関数を提供する。図１３および１４に
示すように、修正されたアプローチにおいては、システ
ムが１行中１テクセルを除いてトラバースする度にテク
スチャ内の次の行に移動する。たとえば、簡略化された
図１３のランプテクスチャを参照して、ランプ期間はテ
クスチャ幅と完全に一致しているわけではないので、各
隣接する１次元テクスチャ行のある一定数のテクセルを
重複させることができる。したがって、図１３および１
４に示すランプテクスチャの例において、テクセルすべ
てが固有値を表さなくてもよい。なぜなら、テクセルの
うちのいくつかは重複しているからである。さらに、テ
クセルには、零値を含むものがあってもよい。なぜな
ら、ランプ関数は、それらにアクセスするからである。
これらの例において、すべてのテクセルを用いるわけで
はないが、ほぼすべてのテクセルを用いることができ
る。上述のデプス値を計算するために用いられる式が用
いられて、テクスチャをトラバースするための完全な右
傾斜を有する傾斜の浅い線を生じさせる。本実施例にお
ける変換部３００内のテクスチャ生成ハードウェアおよ
びテクスチャ座標の生成／ラスタライジングにおけるテ
クスチャサンプリングは、この傾斜を維持するのに充分
正確であり、テクスチャを通じていかなるアーティファ
クトをも生じさせるものではない。したがって、図１３
および１４に示すランプテクスチャ例は、これらの条件
において、エラーを生じさせるものではなく、シャドウ
比較において、ランプテクスチャ・ルックアップエラー
が原因となるアーティファクトは生じない。

【００６３】＜詳細な実施例＞図１５および１６は、シ
ステム５０上でシャドウマッピングを行うためにメイン
プロセッサ１１０内において実行するアプリケーション
のより完全で詳細な実施例を示す。手順１１００は、シ
ステム５０を初期化することによって開始する（ブロッ
ク１１０２）。この初期化には、頂点フォーマットと、
ライトを含むシーンパラメータとの初期化とを含む（ブ
ロック１１０４）。その後、ルーチン１１００は、１以
上の上述のランプテクスチャを生成または取り出し（ブ
ロック１１０６）、表示モードをＯＦＦにして動的なシ
ャドウマップのためにメモリを確保することによって、
第１のパス処理の準備を行う（ブロック１１０８）。そ
の後、システム５０は、カラーフレームバッファ更新を
禁止にし（ｚのみ更新される）（ブロック１１１０）、
テクスチャ環境部６００内のシェーダを、第１のパス処
理のために設定して、シャドウデプスマップを生成する
（ブロック１１１２）。システム５０は、フロントフェ
イス・カリングを許可して、ライトからの「第２の」面
のみを描画し、（ブロック１１１４）、視点をライト位
置に設定する（ブロック１１１６）。その後、グラフィ
ックスパイプライン１８０は、シーンを描画し、陰面除
去を行ってｚバッファ内にデプスマップを作成する（ブ
ロック１１１８）。シーンがライト位置から描画される
と、ｚバッファデプスマップ（ライト位置に対する、シ
ーン内のすべてのプリミティブに関するすべての直近の
「第２の」面のデプスを含む）、システム５０は、ｚバ
ッファをテクスチャにコピーして、ｚバッファをフラッ
シュする（ブロック１１２０）。

【００６４】第２のパス処理を準備して、システム５０
は、カラー更新を許可にして（ブロック１１２２）、フ
ロントフェイス・カリングをＯＦＦにする（ブロック１
１２４）。その後、システム５０は、主画像をレンダリ
ングするためにビューポート／カメラ／ライトを設定し
（ブロック１１２６）、シャドウマップテクスチャを設
定する（ブロック１１２８）。システム５０は、テクス
チャ環境部６００内の再循環シェーダのためにモード／
ステージを設定して、見る者からの実際のシーンをフル
シーンシャドウで描画するための第２のパスのパラメー
タを得る（ブロック１１３０）。図１７に示すように、
シェーダの構成例は、以下のものを生じさせる。・デプス値をランプテクスチャからロードする、ステー
ジ０シェーダ処理、・ロードされたランプテクスチャデプス値をシャドウマ
ップデプス値と比較して、ランプテクスチャデプス値が
シャドウマップデプス値以上であれば０を出力する、ス
テージ１シェーダ処理、および・ステージ１が０を出力した場合には、予め設定された
シャドウカラーを出力し、その他の場合はラスタライズ
されたカラーを出力する、ステージ２シェーダ処理。テ
クスチャ環境部に含まれる再循環シェーダの処理に関す
る詳細は、共通して譲渡された、２０００年８月２３日
出願の仮出願番号６０／２２６，８８８および２０００
年１１月２８日出願の対応特許出願番号０９／７２２，
３６７（代理人整理番号７２３−９６８）、名称「グラ
フィクスシステム用再循環シェードツリーブレンダ」を
参照のこと。

【００６５】その後、プロセッサ１１０は、テクスチャ
座標生成マトリックスをロードして、シャドウマップテ
クスチャ投影およびランプデプス値テクスチャルックア
ップを行う（ブロック１１３２）。一実施例によれば、
以下のソースコードを用いて、シャドウ投影マトリック
スおよびデプスルックアップマトリックスを生成するこ
とができる（透視または正射影）。

【挿入１】

【００６６】以下のソースコード部分例は、ライト用の
パラメータを設定し、これには、モデルビューマトリッ
クスによって乗算される適切な変換マトリックスを含
む。

【挿入２】

【００６７】様々な変換マトリックスがロードされる
と、プロセッサ１１０は、シャドウマップとランプテク
スチャとをテクスチャ部５００にロードする（ブロック
１１３４）。これで、グラフィックスパイプライン１８
０は、シーンを描画できることになり（ブロック１１３
６）、描画が完了すると表示される（ブロック１１３
８）。

【００６８】上述したように、本実施例においては、テ
クスチャ環境部６００内の再循環シェーダは、シャドウ
デプス比較と、その比較結果に基づくシャドウカラーへ
のブレンドとを行うために用いられるとした。行われる
シャドウマッピング処理の精度によっては、別の再循環
シェーダステージが用いられてもよい。一実施例におい
て、単一のステージにおける２つのデプス値を比較する
ために、再循環シェーダ内において、８／１６／２４ビ
ット比較器が用いられるとした。そのような比較器が利
用できないような実施例の場合でも（たとえば、低精度
の８ビット比較のみが実施可能な場合）、再循環シェー
ダは高精度の比較を行うことが可能であるが、そのため
には複数のステージが必要となる場合もある。たとえ
ば、あるステージは、（たとえばひとつのテクセルカラ
ー要素に含まれる）各デプス値の最上位部を比較するた
めに用いられ、別のステージは、（たとえば、他のテク
セルカラー要素に含まれる）各値の最下位の位置を比較
するために用いられてもよい。以下は、８ビット比較器
のみを必要とする、精度の異なるシェーダ処理のための
再循環シェーダ構成の例である。これらの例において、
Ｒ０は、シャドウカラーを保持し、ＲＡＳＣは、点灯さ
れた頂点カラーであり、ＲＰは、ＴＥＶＰＲＥＶレジス
タである。

【００６９】＜８ビット比較モードの例＞

【挿入３】

【００７０】＜８ビット比較のシーケンスを用いた１６
ビット比較モードの例＞

【挿入４】

【００７１】＜４ステージの１６ビットモードの例（い
くつかのアーティファクトを生じさせる可能性あり＞

【挿入５】

【００７２】以下のソースコード例は、所望の比較やシ
ャドウ描画を行うために再循環シェーダ例をどのように
制御するかをさらに詳細に示す。

【挿入６】

【００７３】以下は、システム５０が上述のシャドウマ
ッピングを行うのに用いる、図示のアプリケーションプ
ログラミングインターフェースコマンド例のレパートリ
・リストである。

【表２】

【００７４】＜結果画像の例＞図１８は、フルシーンシ
ャドウマッピングによって生成された画像の例である。
この例では、トーラス形状のオブジェクトが、格子模様
のフロアパネル上にシャドウを投影する。ライトは、見
る者の視点から離れた点からやってくるように見える。
システム５０は、図１８に示すようなシーンをリアルタ
イムでレンダリングすることができる。

【００７５】＜識別技術を用いたさらなる実施例＞図２
１および２２は、オブジェクト識別技術に基づいてシス
テム５０が行うことができる、シャドウマッピングの一
実施例である。この実施例では、上述の、ライト視点か
らの全シーンをレンダリングするが、ｚバッファをデプ
ス比較のためのシャドウマップとして用いるのではな
く、各オブジェクトを、個別の識別番号によってペイン
トする。たとえば、この識別番号は、符号化されて、カ
ラーフレームバッファ７０２の１つ以上のカラー要素の
グレースケール値となってもよい。一意のオブジェクト
ＩＤが、各オブジェクトに割り当てられる。一例におい
て、ＩＤは８ビット幅であり、メインプロセッサ１１０
によって変換部３００にマテリアルカラーとして書きこ
まれる。それによって、オブジェクトＩＤは、グラフィ
ックスパイプライン１８０にキャリーダウンされ、組み
込みカラーフレームバッファ７０２のカラーチャンネル
の１つに書き込まれる。その結果、第１のパスのレンダ
リング処理の最後には、カラーフレームバッファは、ラ
イトが「見る」ことができるすべてのオブジェクトのＩ
Ｄを含む。図１９および２０のブロック２１００〜２１
１８を参照のこと。

【００７６】第１のパスの最後では、カラーフレームバ
ッファの適切な内容（ＩＤ）がテクスチャにコピーされ
て（ブロック２１２０）、第２のパスのテクスチャマッ
ピング処理に用いられる。その後、カメラ（ユーザ）の
視点から見た全シーンが再びレンダリングされる。シャ
ドウマップオブジェクトＩＤテクスチャは、従来のテク
スチャ投影を用いてシーンに投影され、テクスチャ環境
部６００は、各ピクセルについて、描画すべきオブジェ
クトのＩＤ番号と投影されたシャドウマップテクスチャ
からのＩＤ番号とを比較する。２つのＩＤ番号が同様で
ない場合、ライトからの光線は、別のＩＤを有する他の
オブジェクトによって妨害されているということにな
る。本例のテクスチャ環境部６００は、所定のシャドウ
カラーをピクセルにブレンドする（または、ピクセルの
輝度を減衰させる）。本例のテクスチャ環境部６００に
よって行われる比較は、２つのステージを有する。第１
のシェーダステージは、オブジェクトＩＤをシャドウマ
ップから受け取るために用いられ、第２のシェーダステ
ージは、シャドウマップＩＤとレンダリングされたオブ
ジェクトＩＤとの比較結果に基づいて、所定のシャドウ
カラーをブレンドするために用いられる。図２０のブロ
ック２１２６〜２１３６を参照のこと。

【００７７】＜互換可能な他の実施例＞上述のシステム
構成要素５０のうちのあるものは、上述の家庭用ビデオ
ゲームコンソール以外であっても実施できる。たとえ
ば、システム５０のために書き込まれているグラフィッ
クスアプリケーションなどのソフトウェアを、システム
５０をエミュレートするかまたはそれと互換性のある他
の構成を用いたプラットフォーム上で実行することがで
きる。他のプラットフォームが、システム５０のハード
ウェアおよびソフトウェア資源の一部または全部をうま
くエミュレート、模倣、および／または提供できるので
あれば、当該他のプラットフォームは、ソフトウェアを
うまく実行することができるであろう。

【００７８】一例として、エミュレータは、システム５
０のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成（プ
ラットフォーム）とは異なるハードウェアおよび／また
はソフトウェア構成（プラットフォーム）を提供しても
よい。エミュレータシステムは、アプリケーションソフ
トウェアを書き込む対象であるシステムのハードウェア
および／またはソフトウェア構成要素の一部またはすべ
てをエミュレートするハードウェアおよび／またはソフ
トウェア構成要素を含んでいてもよい。たとえば、エミ
ュレータシステムは、パーソナルコンピュータなどの汎
用デジタルコンピュータを備えることができ、これによ
って、システム５０のハードウェアおよび／またはファ
ームウェアを模倣するソフトウェアエミュレータプログ
ラムが実行される。

【００７９】汎用デジタルコンピュータの中には（たと
えば、ＩＢＭまたはマッキントッシュ製パーソナルコン
ピュータおよびその互換機）、現在、ＤｉｒｅｃｔＸ３
Ｄやその他の標準グラフィックスコマンドＡＰＩに対応
したグラフィックスパイプラインを提供する３Ｄグラフ
ィックスカードが搭載されているものもある。これらに
は、また、標準的なサウンドコマンドに基づいて高品質
の立体音響を提供する立体音響サウンドカードも搭載さ
れている場合もある。エミュレータソフトウェアを実行
させるこのようなマルチメディアハードウェアを搭載し
たコンピュータは、システム５０のグラフィックス性能
およびサウンド性能を近似するに充分な性能を有してい
る場合がある。エミュレータソフトウェアは、パーソナ
ルコンピュータプラットフォーム上のハードウェア資源
を制御して、ゲームプログラマがゲームソフトウェアを
書き込む対象である家庭用ビデオゲームゲームコンソー
ルプラットフォームの処理性能、３Ｄグラフィックス性
能、サウンド性能、周辺性能などを模倣する。

【００８０】図１９は、エミュレーション処理全体の例
を示しており、この処理は、ホストプラットフォーム１
２０１と、エミュレータ構成要素１３０３と、記憶媒体
６２上に与えられているバイナリ画像を実行可能なゲー
ムソフトウェアとを用いる。ホスト１２０１は、汎用ま
たは専用デジタルコンピューティング装置であってもよ
く、たとえばパーソナルコンピュータやビデオゲームコ
ンソールなど、充分な計算能力を備えたプラットフォー
ムが挙げられる。エミュレータ１３０３は、ホストプラ
ットフォーム１２０１上で実行されるソフトウェアおよ
び／またはハードウェアであってもよく、コマンドやデ
ータなどの記憶媒体６２からの情報をリアルタイムで変
換して、ホスト１２０１が処理可能な形式にすることが
できる。たとえば、エミュレータ１３０３は、システム
５０が実行しようとする「ソース」バイナリ画像プログ
ラム命令を記憶媒体６２から取り出して、実行可能な形
式またはホスト１２０１によって処理可能な形式に当該
プログラム命令を変換する。

【００８１】一例として、ＩＢＭのＰｏｗｅｒＰＣなど
の特定のプロセッサを用いたプラットフォーム上で実行
するためにソフトウェアが書き込まれており、ホスト１
２０１は、異なる（たとえば、インテルの）プロセッサ
を用いたパーソナルコンピュータである場合、エミュレ
ータ１３０３は、バイナリ画像プログラム命令の１つま
たはシーケンスを記憶媒体１３０５から取り出して、こ
れらのプログラム命令を、インテルのバイナリ画像プロ
グラム命令に相当するものに変換する。また、エミュレ
ータ１３０３は、グラフィックス音声プロセッサ１１４
によって処理されるグラフィックスコマンドや音声コマ
ンドを取り出しおよび／または生成し、ハードウェアお
よび／またはソフトウェアグラフィックスおよびホスト
１２０１で利用可能な音声処理資源によって処理可能な
形式に、これらコマンドを変換する。一例として、エミ
ュレータ１３０３は、これらのコマンドを、ホスト１２
０１の特定のグラフィックスおよび／またはサウンドハ
ードウェアによって処理可能なコマンドに変換する（た
とえば、ＤｉｒｅｃｔＸ、ＯｐｅｎＧＬおよび／または
サウンドＡＰＩを用いる）。

【００８２】上述のビデオゲームシステムの機能の一部
または全部を提供するために用いられるエミュレータ１
３０３には、エミュレータを用いて実行される様々なオ
プションや画面モードの選択を簡略化または自動化する
グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）が与え
られてもよい。一例として、そのようなエミュレータ１
３０３は、ソフトウェアが本来対象としていたホストプ
ラットフォームに比較して、拡張された機能をさらに含
んでいてもよい。

【００８３】図２０は、エミュレータ１３０３と共に用
いられるのに適したエミュレーションホストシステム１
２０１を示す。システム１２０１は、処理部１２０３
と、システムメモリ１２０５とを含む。システムバス１
２０７は、システムメモリ１２０５から処理部１２０３
までを含む様々なシステム構成要素を結合する。システ
ム１２０７は、メモリバスまたはメモリコントローラ、
周辺機器バス、ローカルバスなど、様々なバスアーキテ
クチャのいずれかを用いたものを含む、数種のバス構成
のいずれであってもよい。システムメモリ１２０７は、
読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１２５２と、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）１２５４とを含む。ベーシック
入出力システム（ＢＩＯＳ）１２５６は、パーソナルコ
ンピュータシステム１２０１内の要素間において情報を
転送するのを助ける基本ルーチンを含んでおり、ＲＯＭ
１２５２に記憶される。システム１２０１は、様々なド
ライブや、関連したコンピュータが読み取り可能な媒体
をさらに含む。ハードディスクドライブ１２０９は、
（典型的には固定された）磁気ハードディスク１２１１
からの読み出しやそれに対する書き込みを行う。付加的
な（選択可能な）磁気ディスクドライブ１２１３は、着
脱可能な「フロッピー（登録商標）」などの磁気ディス
ク１２１５からの読み出しやそれに対する書き込みを行
う。随意のディスクドライブ１２１７は、ＣＤＲＯＭな
どの随意の媒体のような着脱可能な光ディスク１２１９
からの読み出しや、構成によってはそれに対する書き込
みも行う。ハードディスクドライブ１２０９および光デ
ィスクドライブ１２１７は、それぞれ、ハードディスク
ドライブインターフェース１２２１および光ドライブイ
ンターフェース１２２５によって、システムバス１２０
７に接続している。ドライブやそれに関連するコンピュ
ータが読み出し可能な媒体によって、コンピュータが読
み出し可能な命令、データ構造、プログラムモジュー
ル、ゲームプログラムなどのパーソナルコンピュータシ
ステム１２０１のためのデータが不揮発的に記憶され
る。他の構成においては、コンピュータが読み出し可能
な他の種類の媒体が用いられていてもよく、コンピュー
タによってアクセス可能なデータを記憶できる媒体（た
とえば、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジ
タルビデオディスク、ベルヌーイカートリッジ、ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（Ｒ
ＯＭ）など）であってもよい。

【００８４】エミュレータ１３０３を含む多くのプログ
ラムモジュールは、ハードディスク１２１１、着脱可能
な磁気ディスク１２１５、光学ディスク１２１９、およ
び／またはシステムメモリ１２０５のＲＯＭ１２５２お
よび／またはＲＡＭ１２５４に記憶されてもよい。その
ようなプログラムモジュールは、グラフィックスやサウ
ンドＡＰＩを提供するオペレーティングシステム、１つ
以上のアプリケーションプログラム、他のプログラムモ
ジュール、プログラムデータ、ゲームデータを含んでも
よい。ユーザは、コマンドや情報を、キーボード１２２
７、ポインティングデバイス１２２９、マイク、ジョイ
スティック、ゲームコントローラ、衛星アンテナ、スキ
ャナなどの入力装置を通じて、パーソナルコンピュータ
システム１２０１に対して入力する。このような入力装
置は、システムバス１２０７に結合されたシリアルポー
トインターフェース１２３１を介して処理部１２０３に
接続されることが可能であるが、パラレルポートや、ゲ
ームポートファイアワイヤーバス、またはユニバーサル
シリアルバス（ＵＳＢ）などの他のインターフェースに
よって接続されてもよい。モニタ１２３３などの表示装
置も、ビデオアダプタ１２３５などのインターフェース
を介して、システムバス１２０７に接続される。

【００８５】また、システム１２０１は、インターネッ
トのようなネットワーク１１５２上での通信を確立する
ための、モデム１１５４などのネットワークインターフ
ェース手段を含んでもよい。モデム１１５４は、内蔵で
あっても外付けであってもよく、シリアルポートインタ
ーフェース１２３１を介してシステムバス１２３に接続
される。また、ローカルエリアネットワーク１１５８を
介して（または、ワイドエリアネットワーク１１５２、
ダイアルアップなどの他の通信路、または他の通信手段
を介してもよい）、システム１２０１が遠隔コンピュー
ティング装置１１５０（たとえば、他のシステム１２０
１）と通信できるように、ネットワークインターフェー
ス１１５６が与えられてもよい。システム１２０１は、
典型的には、プリンタなどの標準周辺機器のような、他
の周辺出力装置を含む。

【００８６】一例において、ビデオアダプタ１２３５
は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ製ＤｉｒｅｃｔＸ７．０などの
バージョンのような標準３Ｄグラフィックスアプリケー
ションプログラマインターフェースに基づいて出される
３Ｄグラフィックスコマンドに応答して、高速３Ｄグラ
フィックスレンダリングを提供するグラフィックスパイ
プラインチップセットを含んでいてもよい。立体音響ス
ピーカセット１２３７も、システムバス１２０７に対し
て、従来の「サウンドカード」のような音声生成インタ
ーフェースを介して接続されている。そのようなインタ
ーフェースは、バス１２０７から与えられたサウンドコ
マンドに基づいて高品質な立体音響を生成するための支
援をハードウェアや組み込みソフトウェアに対して行
う。このようなハードウェアの機能によって、システム
１２０１は、記憶媒体６２に記憶されたソフトウェアを
実行するのに充分なグラフィックスおよび音響の速度性
能を提供することができる。

【００８７】上記の書類は、すべて、明示的に述べたも
のとして本明細書に引用されている。

【００８８】本発明は、現時点において最も現実的で最
適な実施例と思われるものに関連して説明してきたが、
本発明は、開示された実施例に限定されるものではな
く、添付の請求項の範囲に含まれる様々な変形例や相当
する仕組みを含むことを意図していると解釈されるべき
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】対話式コンピュータグラフィックスシステムの
一例の概略図である。

【図２】図１のコンピュータグラフィックスシステムの
例のブロック図である。

【図３】図２に示すグラフィックス＆音声プロセッサの
例のブロック図である。

【図４】図３に示す３Ｄグラフィックスプロセッサの例
のブロック図である。

【図５】図４のグラフィックス＆音声プロセッサの論理
フロー図の例である。

【図６】シャドウマッピング処理手順の例を示す。

【図７】より詳細なシャドウマッピング処理手順の例を
示す。

【図８】第２のパスのシャドウマッピングパイプライン
処理の例を示す。

【図９】ランプルックアップテーブルの例を示す。

【図１０】ランプルックアップテーブルの例を示す。

【図１１】図９のランプルックアップテーブルを動的に
生成するための方法の例を示す。

【図１２】スケーリング処理の例を示す。

【図１３】重複ルックアップ値を組み込むことによって
エラーを除去するランプルックアップテーブルの例の他
の実施例である。

【図１４】重複ルックアップ値を組み込むことによって
エラーを除去するランプルックアップテーブルの例の他
の実施例である。

【図１５】シャドウマッピング処理手順の実施例を示
す。

【図１６】シャドウマッピング処理手順の実施例を示
す。

【図１７】再循環シェーダステージの構成例を示す。

【図１８】フルシーンシャドウマッピング画像結果の例
を示す。

【図１９】ＩＤに基づくシャドウマッピング方法の他の
例を示す。

【図２０】ＩＤに基づくシャドウマッピング方法の他の
例を示す。

【図２１】他の代替可能な実施例を示す。

【図２２】他の代替可能な実施例を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安本吉孝京都府京都市南区上鳥羽鉾立町11番地１任天堂株式会社内 (72)発明者廣瀬和樹アメリカ合衆国ワシントン州ベルビューＦターム(参考） 5B080 CA01 GA11 GA18 GA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャドウマッピング方法であって、ライトと面との間の距離を表すテクスチャ座標を生成
し、前記テクスチャ座標に応じてランプテクスチャをマッピ
ングし、精度デプスを得、シャドウマッピング比較の際に前記精度デプスを用い
る、方法。
【請求項２】前記ランプテクスチャは、重複入力を含
む２次元テクスチャを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記ランプテクスチャは、未使用入力を
含む２次元テクスチャを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】前記ランプテクスチャは、重複入力を含
む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記生成ステップは、シーンのデプス範囲を考慮して、頂点位置を光空間に変
換することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】シャドウマップを組み込みフレームバッ
ファに入れてレンダリングし、前記シャドウマップをシ
ャドウマップテクスチャにコピーアウトして前記シャド
ウマッピング比較に用いることをさらに含む、請求項１
に記載の方法。
【請求項７】フロントフェイス・カリングされたレン
ダリングを行って、前記シャドウマッピング比較に用い
るシャドウマップを生成することをさらに含む、請求項
１に記載の方法。
【請求項８】グラフィックスパイプラインであって、面からライトまでの距離を共に符号化するテクスチャ座
標ｓ、ｔの対を生成する、テクスチャ座標生成部と、前記テクスチャ座標に応じてランプテクスチャをマッピ
ングして、デプス値を得る、テクスチャマッピング部
と、前記デプス値をシャドウマップと比較する、比較部とを
含む、グラフィックスパイプライン。
【請求項９】組み込みフレームバッファを含むグラフ
ィックスパイプラインにおけるシャドウマッピング方法
であって、シーンを前記組み込みフレームバッファに入れてレンダ
リングし、組み込みフレームバッファの内容をシャドウマップテク
スチャにコピーして、シャドウマッピングデプス比較に
用いることを含む、方法。
【請求項１０】前記レンダリングステップは、デプス
値を組み込みｚバッファに入れてレンダリングすること
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】前記レンダリングステップは、オブジ
ェクトＩＤ値を組み込みカラーフレームバッファに入れ
てレンダリングすることを含む、請求項９に記載の方
法。