JP2002109564A - 画像処理システム、デバイス、方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半透明画像が複雑に混在する三次元画像であっ
ても、それを正確に表現することができる画像処理シス
テムを提供する。 【解決手段】 画像の特定部位からの奥行き距離及び色
情報を含む画像データを複数の画像生成デバイス１０１
〜１１６で生成する。合成デバイス１１７〜１２０は、
これらの複数の画像データを、その各々に含まれる奥行
き距離の順に特定可能にする（例えばソートする）とと
もに、奥行き距離が相対的に長い画像データによる画像
と、奥行き距離が相対的に短い画像データによる画像
と、の重なりあう部分の色情報同士を混成させ、当該位
置の色情報とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、それぞれ奥行き距
離及び色情報を含む複数の画像データに基づいて三次元
画像を合成する三次元画像処理システム及び三次元画像
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】三次元画像を生成する三次元画像処理装
置（以下、単に「画像処理装置」という）には、既存の
コンピュータシステムにおいて幅広く利用されているフ
レームバッファ、ｚバッファが利用されている。すなわ
ち、この種の画像処理装置は、ジオメトリ処理により生
成される描画データを画像処理部から受信し、受信した
描画データに基づいて補間演算を行うことにより画像デ
ータを生成する補間演算器と、フレームバッファ及びｚ
バッファを含むメモリとを有している。

【０００３】フレームバッファには、処理対象となる三
次元画像のＲ値（赤）、Ｇ値（緑）、Ｂ値（青）等の色
情報を含む画像データが描画される。ｚバッファには、
特定の視点、例えば操作者がみるディスプレイの表面か
らの奥行き距離を表すｚ座標が保管される。補間演算器
は、画像処理部から、描画データとして、例えば、三次
元画像の基本構成図形となるポリゴンの描画命令、ポリ
ゴンの三次元座標系における頂点座標、ピクセル毎の色
情報を受け取り、これらの色情報及び奥行き距離の補間
演算を行って、ピクセル毎の奥行き距離や色情報を表す
画像データを生成する。補間演算により得られた奥行き
距離は、ｚバッファの所定アドレスに、色情報はフレー
ムバッファの所定のアドレスに、それぞれ保管される。

【０００４】複数の三次元画像が重なり合う場合は、ｚ
バッファ・アルゴリズムにより調整される。ｚバッファ
・アルゴリズムは、ｚバッファを用いて行われる隠面処
理であり、他の画像によって隠れた位置に存在すること
になる重なり部分の画像を消去する処理である。ｚバッ
ファ・アルゴリズムでは、描画したい複数の画像のピク
セル毎のｚ座標同士を比較することにより、両画像の表
示面に対する前後関係を判断し、奥行き距離が短けれ
ば、つまり視点により近い位置にあれば、当該画像を描
画し、遠ければその画像を描画しないことで、隠れた位
置にある画像の重なり部分を消去する。

【０００５】このような画像処理装置を複数用いて複合
的な画像処理を行う画像処理システムについて、以下に
説明する。この画像処理システムは、４つの画像処理装
置とｚ比較デバイスとを有している。各画像処理装置
は、色情報を含む画像データをフレームバッファに描画
すると共に、そのときの各画像を構成するピクセルのｚ
座標をｚバッファに書き込む。

【０００６】ｚ比較デバイスは、各画像処理装置のフレ
ームバッファに書き込まれた画像データと、ｚバッファ
に書き込まれたｚ座標とをもとに隠面処理を行い、合成
画像を生成する。具体的には、ｚ比較デバイスは、各画
像処理装置から画像データとｚ座標とを読み出す。そし
て、読み出したｚ座標のうち最も小さいｚ座標を持つ画
像データを処理すべき三次元画像のイメージとする。す
なわち、最も視点に近い画像データによる画像を相対的
に上面に出し、重なり部分の背面に位置することになる
画像の画像データについては隠面消去を行うことによ
り、重なり部分を有する合成画像を生成する。

【０００７】例えば、背景を描画する画像処理装置、車
を描画する画像処理装置、ビルを描画する画像処理装
置、人物を描画する画像処理装置によってそれぞれ生成
された画像データを取り込み、重なりが生じる場合に背
面に位置するものについては、各々のｚ座標に基づきｚ
比較デバイスで隠面消去する。複雑な三次元画像の場合
も、複数の画像処理装置で分担して処理することによ
り、１台の画像処理装置のみで処理する場合よりも、高
速に精細な画像処理を行うことができる。なお、上記の
画像処理システムについては、文献「Computer Graphic
s Principles and Practice」に「Image-Composition-A
rchitectures」として紹介されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の画像
処理システムでは、複数の画像処理装置からの出力をｚ
座標の大小で区別しているが、基本的には、単純な隠面
処理となる。そのため、重なり合う複数の三次元画像の
うち、ｚ座標が相対的に小さい画像が半透明の場合であ
っても、隠面部分が消去されているので、その三次元画
像が半透明であることを正しく表現することができない
という問題があった。

【０００９】本発明は、かかる事情に鑑み、例えば半透
明の画像が複雑に混在する三次元画像であっても、それ
を正確に表現することができる改良された画像処理の仕
組みを提供することを、その課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像処理シス
テム、画像処理デバイス、画像処理方法及びコンピュー
タプログラムを提供する。本発明の画像処理システム
は、処理対象となる三次元画像の特定部位からの奥行き
距離及び色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）を含む画像
データを生成する複数の画像データ生成手段と、前記複
数の画像データ生成手段の各々から前記画像データを取
り込み、取り込んだ複数の画像データを、その各々に含
まれる奥行き距離の順に特定可能にするとともに、奥行
き距離が相対的に長い画像データによる画像と、奥行き
距離が相対的に短い画像データによる画像と、の重なり
あう部分の色情報同士を混成させ、当該位置の色情報と
する色情報混成手段とを具備するシステムである。この
ように構成される画像処理システムでは、画像データに
含まれる色情報が奥行き距離の順に混成されるので、半
透明な画像が複雑に混在する場合であっても、少なくと
も色情報については、正確に表現することが可能とな
る。

【００１１】本発明の画像処理システムは、ネットワー
ク型のシステムにすることも可能である。すなわち、前
記画像データ生成手段を複数ネットワークに接続すると
ともに、このネットワークに、複数の合成手段と制御手
段とを具えてネットワーク型の画像処理システムを構成
することができる。制御手段は、複数の画像データ生成
手段と複数の合成手段の中から処理に必要なものを選択
するものである。複数の合成手段の少なくとも一つは、
前記色情報混成手段を具備するものである。

【００１２】前記色情報混成手段は、例えば、前記奥行
き距離が最も長い画像データの色情報と前記奥行き距離
がその次に長い画像データの色情報とを混成し、この混
成結果を前記奥行き距離がさらにその次に長い画像デー
タの色情報と混成するように構成される。より具体的に
は、前記奥行き距離が最も長い画像データの色情報と、
背景を表現するための背景画像データの色情報とを混成
するように構成される。前記奥行き距離が最も長い画像
データを背景を表現するための背景画像データとするこ
ともできる。

【００１３】前記複数の画像データ生成手段からの画像
データの取込タイミングを正確にして、三次元画像をよ
り鮮明にする観点からは、自システムにおける画像処理
タイミングに同期させる同期手段をさらに備えて画像処
理システムを構成する。

【００１４】前記複数の画像データ生成手段、前記色情
報混成手段、及び前記同期手段の一部の手段又は全部の
手段が、論理回路で構成され、該論理回路が、一つの半
導体チップ内に混載されるものとすることも、本発明に
よれば可能である。

【００１５】本発明の画像処理デバイスは、処理対象と
なる三次元画像の特定部位からの奥行き距離及び色情報
を含む画像データを生成する複数の画像データ生成手段
の各々から前記画像データを取り込むデータ取込手段
と、取り込んだ複数の画像データを、その各々に含まれ
る奥行き距離の順に特定可能にするとともに、奥行き距
離が相対的に長い画像データによる画像と、奥行き距離
が相対的に短い画像データによる画像と、の重なりあう
部分の色情報同士を混成させ、当該位置の色情報とする
色情報混成手段とを半導体チップに搭載してなるもので
ある。画像処理システムと同様、前記複数の画像データ
生成手段からの画像データの取込タイミングを自デバイ
スにおける画像処理タイミングに同期させる同期手段を
さらに搭載して画像処理デバイスを構成しても良い。

【００１６】本発明の他の画像処理デバイスは、上記の
画像データ生成手段として機能するもので、処理対象と
なる三次元画像の色情報を含む画像データを蓄えるフレ
ームバッファと、前記画像データ毎の特定部位からの奥
行き距離を蓄えるｚバッファと、自己を含む複数のデバ
イスから前記画像データを、その各々に含まれる奥行き
距離の順に特定可能にするとともに、奥行き距離が相対
的に長い画像データによる画像と、奥行き距離が相対的
に短い画像データによる画像と、の重なりあう部分の色
情報同士を混成させ、当該位置の色情報とする色情報混
成手段からの通信を行う手段とを半導体チップに搭載し
てなるものである。

【００１７】本発明の画像処理方法は、複数の画像デー
タ生成手段とこれらの画像データ生成手段に接続される
合成手段とを有する画像処理システムにおいて実行され
る方法であって、処理対象となる画像の特定部位からの
奥行き距離及び色情報を含む画像データを前記複数の画
像データ生成手段で生成する段階と、前記合成手段が、
前記複数の画像データ生成手段の各々から前記画像デー
タを所定の同期タイミングで取り込み、取り込んだ複数
の画像データを、その各々に含まれる奥行き距離の順に
特定可能にするとともに、奥行き距離が相対的に長い画
像データによる画像と、奥行き距離が相対的に短い画像
データによる画像と、の重なりあう部分の色情報同士を
混成させ、当該位置の色情報とする段階とを含む方法で
ある。

【００１８】本発明のコンピュータプログラムは、コン
ピュータを、処理対象となる三次元画像の特定部位から
の奥行き距離及び色情報を含む画像データを生成する複
数の画像データ生成手段、前記複数の画像データ生成手
段の各々から前記画像データを取り込み、取り込んだ複
数の画像データを、その各々に含まれる奥行き距離の順
に特定可能にするとともに、奥行き距離が相対的に長い
画像データによる画像と、奥行き距離が相対的に短い画
像データによる画像と、の重なりあう部分の色情報同士
を混成させ、当該位置の色情報とする色情報混成手段と
を具備する三次元画像処理システムして動作させるため
のコンピュータプログラムである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像処理システム
を、ゲームキャラクタのように複雑な画像要素からなる
三次元モデルの画像処理を行うシステムに適用した場合
の一実施形態を説明する。

【００２０】＜全体構成＞図１は、本実施形態による画
像処理システムの全体構成図である。この画像処理シス
テム１００は、画像データ生成手段の一例となる１６の
画像生成デバイス１０１〜１１６と、色情報混成手段の
一例となる５つの合成デバイス１１７〜１２１とを具備
して構成される。各画像生成デバイス１０１〜１１６、
各合成デバイス１１７〜１２１は、それぞれ論理回路及
び半導体メモリを含んで構成され、該論理回路及び半導
体メモリが、一つの半導体チップ内に混載される半導体
チップである。画像生成デバイス及び合成デバイスの数
は、処理すべき三次元画像の種類、数又は処理形態に応
じて適宜定めることができる。

【００２１】画像生成デバイス１０１〜１１６は、立体
モデルを形成するためのポリゴンの各頂点の三次元座標
（ｘ、ｙ、ｚ）、各ポリゴンのテクスチャの同次座標
（ｓ、ｔ）及び同次項ｑを含む描画データをジオメトリ
（Geometry）処理によって生成するとともに、この描画
データに基づいて特徴的なレンダリング処理を行う。ま
た、後段に接続された合成デバイス１１７〜１２０から
の外部同期信号の受信を契機に、レンダリング処理の結
果である色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）をフレーム
バッファから、また、特定部位からの奥行き距離を表す
ｚ座標をｚバッファから、それぞれ後段の合成デバイス
１１７〜１２０に出力する。このとき、後段の合成デバ
イス１１７〜１２０が色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ
値）、ｚ座標を取り込むことを許可するライトイネーブ
ル信号ＷＥも併せて出力する。なお、フレームバッフ
ァ、ｚバッファは、従来技術に示したものと同じもので
あり、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値は、それぞれ、赤、緑、青の輝
度値、Ａ値は透過度（α）を表す数値である。

【００２２】合成デバイス１１７〜１２１は、データ取
込機構を通じてそれぞれ画像生成デバイスあるいは他の
合成デバイスからの出力データ、具体的には個々のピク
セルの位置を表すｘ座標及びｙ座標、色情報（Ｒ値、Ｇ
値、Ｂ値、Ａ値）及びｚ座標を含む画像データを取り込
む。そして、ｚ座標（ｚ）を用いてｚバッファ・アルゴ
リズムにより画像データを特定可能にし、視点から最も
長いｚ座標（ｚ）を持つ画像データから順に色情報（Ｒ
値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）を混成（ブレンド）すること
で、半透明の画像を含む複合的な三次元画像を表現する
ためのデータ（これも画像データとなる）を生成する。

【００２３】画像生成デバイス１０１〜１１６は、それ
ぞれ後段の合成デバイス１１７〜１２０のいずれかと接
続され、合成デバイス１１７〜１２０は、合成デバイス
１２１が接続される。このように、合成デバイスは、多
段接続可能なものである。本実施形態では、画像生成デ
バイス１０１〜１１６を４つずつの組に分け、各組に一
つの合成デバイスを配備する。つまり、画像生成デバイ
ス１０１〜１０４は合成デバイス１１７に接続され、画
像生成デバイス１０５〜１０８は合成デバイス１１８に
接続され、画像生成デバイス１０９〜１１２は合成デバ
イス１１９に接続され、画像生成デバイス１１３〜１１
６は合成デバイス１２０に接続されるようになってい
る。各画像生成デバイス１０１〜１１６と合成デバイス
１１７〜１２１は、それぞれ後述する同期信号によっ
て、処理動作のタイミングの同期がとられるようになっ
ている。

【００２４】次に、画像生成デバイス１０１〜１１６、
合成デバイス１１７〜１２１の具体的な構成例及びその
機能を説明する。

【００２５】＜画像生成デバイス＞画像生成デバイスの
全体構成図を図２に示す。すべての画像生成デバイス１
０１〜１１６は同一構成要素を具備するので、図２で
は、便宜上、画像生成デバイスを、符号２００によって
統一的に表している。

【００２６】画像生成デバイス２００は、描画プロセッ
サ２０１、描画用メモリ２０２、Ｉ／Ｏインタフェース
回路２０３及びレンダリング回路２０４をバス２０５に
接続して構成される。描画プロセッサ２０１は、アプリ
ケーションの進行状況等に応じて蓄積される描画用メモ
リ２０２から必要なグラフィックデータを読み出し、こ
のグラフィックデータに対して、座標変換、クリッピン
グ（Clipping）処理、ライティング（Lighting）処理等
のジオメトリ処理を行って、描画データを生成する。そ
して、この描画データを、バス２０５を介してレンダリ
ング回路２０４に供給する。

【００２７】Ｉ／Ｏインタフェース回路２０３は、図外
の外部操作手段から、キャラクタ等の立体モデルの動き
を制御するための制御信号を取り込んだり、外部の画像
処理手段で生成された描画データを取り込んだりする機
能を具備するものである。制御信号は、描画プロセッサ
２０１に送られ、レンダリング回路２０４の制御に用い
られる。描画データは、例えば、ｘ座標及びｙ座標が１
６ビット、ｚ座標が２４ビット、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値が各
１２ビット（＝８＋４）、ｓ、ｔ、ｑテクスチャ座標
が、各３２ビットの浮動少数値（ＩＥＥＥフォーマッ
ト）で構成される。

【００２８】レンダリング回路２０４は、マッピング処
理部２０４１、メモリインタフェース（メモリＩ／Ｆ）
部２０４６、ＣＲＴコントロール部２０４７、及びＤＲ
ＡＭ（Dynamic Random Access Memory）２０４９を有す
る。本実施形態におけるレンダリング回路２０４は、一
つの半導体チップ内にマッピング処理部２０４１等のロ
ジック回路と、画像データ、テクスチャデータ等を記憶
するＤＲＡＭ２０４９とが混載されて形成される。

【００２９】マッピング処理部２０４１は、バス２０５
を介して送られる描画データについて、線形補間を行
う。線形補間を行うことにより、ポリゴンの各頂点につ
いての色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）及びｚ座標し
か表さない描画データから、ポリゴンの面上の各々のピ
クセルについての色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）及
びｚ座標を得ることができる。また、描画データに含ま
れる同次座標（ｓ、ｔ）及び同次項ｑを用いてテクスチ
ャ座標を算出し、このテクスチャ座標に対応するテクス
チャデータを用いてテクスチャマッピングを行うことに
より、より精細な表示画像を得ることができる。このよ
うにして、各ピクセルの位置を表す（ｘ、ｙ）座標、色
情報、ｚ座標を含む、（ｘ、ｙ、ｚ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ａ）
で表されるピクセルデータが生成される。

【００３０】メモリＩ／Ｆ部２０４６は、レンダリング
回路２０４内の他の回路からの要求により、ＤＲＡＭ２
０４９へのアクセス（書き込み／読み出し）を行う。ア
クセス時の書き込み経路及び読み出し経路は、別経路と
して構成される。すなわち、書き込みの場合には書き込
みアドレスＡＤＲＷと書き込みデータＤＴＷとが書き込
み経路を介して書き込まれ、読み出しの場合には読み出
しデータＤＴＲが読み出し経路を介して読み出される。
メモリＩ／Ｆ部２０４６は、所定のインターリーブ方式
のアドレッシングに基づいて、ＤＲＡＭ２０４９へのア
クセスを、例えば１６ピクセル単位で行う。

【００３１】ＣＲＴコントロール部２０４７は、合成デ
バイスから供給される外部同期信号に同期して、ＤＲＡ
Ｍ２０４９から画像データ、すなわちフレームバッファ
２０４９ｂから色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）、ｚ
バッファ２０４９ｃからｚ座標を読み出す要求を、メモ
リＩ／Ｆ部２０４６を介して行う。読み出した色情報
（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）、ｚ座標及び（ｘ、ｙ）座
標を含む画像データ、並びに書き込み信号としてのライ
トイネーブル信号ＷＥを、後段の合成デバイスに出力す
る。

【００３２】ＤＲＡＭ２０４９は、ピクセルデータの色
情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）が描画されるフレーム
バッファ２０４９ｂ及びピクセルデータのｚ座標が書き
込まれるｚバッファ２０４９ｃを備える。また、この他
に、ＤＲＡＭ２０４９にはテクスチャデータが保管され
る。

【００３３】＜合成デバイス＞合成デバイスの全体構成
図を図３に示す。すべての合成デバイス１１７〜１２１
は同一構成要素を具備するので、図３では、便宜上、合
成デバイスを符号３００によって統一的に表している。

【００３４】合成デバイス３００は、ＦＩＦＯ３０１〜
３０４、同期信号生成回路３０５及び合成ブロック３０
６を具備する。ＦＩＦＯ３０１〜３０４は、各々の前段
に設けられる４つの画像生成デバイスに１対１に対応し
ており、対応する画像生成デバイスから出力される画像
データ（ｘ、ｙ、ｚ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ａ）を一時保管す
る。画像データは、例えば１６ピクセル単位で画像生成
デバイスから出力されて、対応するＦＩＦＯに保管され
る。つまり、ＦＩＦＯ３０１〜３０４の各々には、対応
する画像生成デバイスからのライトイネーブル信号ＷＥ
に同期して、画像データ（ｘ、ｙ、ｚ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、
Ａ）が書き込まれる。書き込まれた画像データ（ｘ、
ｙ、ｚ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ａ）は、同期信号生成回路３０５
で生成された内部同期信号Ｖsyncに同期して合成ブロッ
ク３０６へ出力される。画像データが内部同期信号Ｖsy
ncに同期してＦＩＦＯ３０１〜３０４から出力されるた
め、画像データの合成デバイス３００への入力タイミン
グは、ある程度自由に設定することができる。したがっ
て、画像生成デバイス間での完全な同期動作は必ずしも
必要ではない。また、合成デバイス３００内では、各Ｆ
ＩＦＯ３０１〜３０４の出力が内部同期信号Ｖsyncによ
ってほぼ完全に同期がとられているので、各ＦＩＦＯ３
０１〜３０４の出力に対して合成ブロック３０６で並び
替え（ソート）を行い、視点から遠い順に色情報の混成
（αブレンディング）を行うことにより、４つの画像デ
ータの合成が容易になる。

【００３５】なお、ここでは、ＦＩＦＯを４つ設けた例
を示しているが、これは、一つの合成デバイスに接続さ
れる画像生成デバイスを４つとしているためである。Ｆ
ＩＦＯは４つに限定されるものではなく、接続される画
像生成デバイスの数だけ配置可能である。また、ＦＩＦ
Ｏ３０１〜３０４は、物理的に別のメモリでも良く、ま
た一つのメモリを論理的に複数の領域に分割して用いる
ようにしても良い。

【００３６】同期信号生成回路３０５からは、合成デバ
イス３００の後段デバイス、例えばディスプレイから入
力される外部同期信号ＳＹＮＣＩＮが、前段の画像生成
デバイスまたは合成デバイスに同じタイミングで供給さ
れる。合成デバイスから前段の装置に供給する外部同期
信号ＳＹＮＣＩＮ、及び合成デバイスの内部同期信号Ｖ
syncの生成タイミングについて、図４を用いて説明す
る。同期信号生成回路３０５は、このタイミングで外部
同期信号ＳＹＮＣＩＮ及び内部同期信号Ｖsyncを生成す
る。ここでは、図４（Ａ）に示すように、合成デバイス
１２１、合成デバイス１１７、画像生成デバイス１０１
を３段接続した場合を例に説明する。合成デバイス１２
１の内部同期信号をＶsync2、外部同期信号をＳＹＮＣ
ＩＮ２とする。また、合成デバイス１１７の内部同期信
号をＶsync1、外部同期信号をＳＹＮＣＩＮ１とする。

【００３７】図４（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、外部同
期信号ＳＹＮＣＩＮ２、ＳＹＮＣＩＮ１の生成タイミン
グは、合成デバイス内部の内部同期信号Ｖsync2、Ｖsyn
c1よりも所定の期間前倒しされている。そして、多段接
続を行うため、合成デバイスの内部同期信号が、後段の
合成デバイスから供給される外部同期信号に追随する。
前倒し期間は、前段の画像生成デバイス等が外部同期信
号ＳＹＮＣＩＮを受け取ってから実際の同期動作が開始
されるまでの期間を見込んでいるためであるが、合成デ
バイスへの入力にはＦＩＦＯ３０１〜３０４を配置して
いるため、若干の時間的変動があっても問題は生じな
い。前倒し期間は、ＦＩＦＯへの画像データの書き込み
が、ＦＩＦＯからの画像データの読み出しよりも先に終
了するように設定される。この前倒し期間は、同期信号
が一定の周期で繰り返されるものであることから、カウ
ンタ等の順序回路で容易に実現可能である。また、カウ
ンタ等の順序回路を、後段からの同期信号でリセットす
ることにより、内部同期信号を、後段の合成デバイスか
ら供給される外部同期信号に追随するようにすることが
できる。

【００３８】合成ブロック３０６は、内部同期信号Ｖsy
ncに同期してＦＩＦＯ３０１〜３０４から供給される４
つの画像データを、各画像データに含まれるｚ座標
（ｚ）でソートし、次に、視点から遠い順にＡ値を用い
て色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）の混成、すなわち
αブレンディングを行い、それを所定のタイミングで、
次段の合成デバイス１２１に出力する。

【００３９】図５は、合成ブロック３０６の要部構成を
示すブロック図である。合成ブロック３０６は、ｚソー
ト部３０６１及びブレンディング部３０６２を有してい
る。ｚソート部３０６１は、ＦＩＦＯ３０１〜３０４の
各々から、同じ（ｘ、ｙ）座標を持つ４つの画像データ
の色情報（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ａ１）〜（Ｒ４、Ｇ４、
Ｂ４、Ａ４）及び奥行き距離であるｚ１〜ｚ４を受け
て、ｚ１〜ｚ４の大小比較を行う。比較の結果に基づい
てｚ座標（ｚ）が大きい順、すなわち視点から遠い順に
画像データをソートして、視点から遠い順に色情報をブ
レンディング部３０６２に供給する。なお、図５の例で
は、ｚ１＞ｚ４＞ｚ３＞ｚ２のような大小関係があるも
のとする。

【００４０】ブレンディング部３０６２は、４つのブレ
ンディング処理器３０６２−１〜３０６２−４を有して
いる。ブレンディング処理器の数は、合成する色情報の
数により適宜決めれば良い。

【００４１】ブレンディング処理器３０６２−１は、ソ
ートの結果、視点から最も遠いとされた画像データの色
情報（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ａ１）、並びに図外のレジス
タに格納されているこのディスプレイで作成する画像の
背景の色情報（Ｒｂ、Ｇｂ、Ｂｂ、Ａｂ）により、例え
ば下記式（１）〜（３）のような演算を行うことによ
り、ブレンディング処理を行う。その結果得られる色情
報（Ｒ'値、Ｇ'値、Ｂ'値、Ａ'値）をブレンディング処
理器３０６２−２に供給する。なお、Ａ'値について
は、例えば、ＡｂとＡ１とを加算して導出する。

【００４２】

【数１】 Ｒ'＝Ｒ１×Ａ１＋（１−Ａ１）×Ｒｂ …（１） Ｇ'＝Ｇ１×Ａ１＋（１−Ａ１）×Ｇｂ …（２） Ｂ'＝Ｂ１×Ａ１＋（１−Ａ１）×Ｂｂ …（３）

【００４３】ブレンディング処理器３０６２−２は、ソ
ートの結果、視点から２番目に遠いとされた画像データ
の色情報（Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ａ４）、並びにブレンデ
ィング処理器３０６２−１の演算結果（Ｒ'値、Ｇ'値、
Ｂ'値、Ａ'値）により、例えば下記式（４）〜（６）の
ような演算を行うことにより、ブレンディング処理を行
う。その結果得られる色情報（Ｒ''値、Ｇ''値、Ｂ''
値、Ａ''値）をブレンディング処理器３０６２−３に供
給する。なお、Ａ''値については、例えば、Ａ'値とＡ
４とを加算して導出する。

【００４４】

【数２】 Ｒ''＝Ｒ４×Ａ４＋（１−Ａ４）×Ｒ' …（４） Ｇ''＝Ｇ４×Ａ４＋（１−Ａ４）×Ｇ' …（５） Ｂ''＝Ｂ４×Ａ４＋（１−Ａ４）×Ｂ' …（６）

【００４５】ブレンディング処理器３０６２−３は、ソ
ートの結果、視点から３番目に遠いとされた画像データ
の色情報（Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３、Ａ３）、並びにブレンデ
ィング処理器３０６２−２の演算結果（Ｒ''値、Ｇ''
値、Ｂ''値、Ａ''値）により、例えば下記式（７）〜
（９）のような演算を行うことにより、αブレンディン
グを行う。その結果得られる色情報（Ｒ'''値、Ｇ'''
値、Ｂ'''値、Ａ'''値）をブレンディング処理器３０６
２−４に供給する。なお、Ａ'''値については、例え
ば、Ａ''値とＡ３とを加算して導出する。

【００４６】

【数３】 Ｒ'''＝Ｒ３×Ａ３＋（１−Ａ３）×Ｒ'' …（７） Ｇ'''＝Ｇ３×Ａ３＋（１−Ａ３）×Ｇ'' …（８） Ｂ'''＝Ｂ３×Ａ３＋（１−Ａ３）×Ｂ'' …（９）

【００４７】ブレンディング処理器３０６２−４は、ソ
ートの結果、視点に最も近いとされた画像データの色情
報（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、Ａ２）の値、並びにブレンディ
ング処理器３０６２−３の演算結果（Ｒ'''値、Ｇ'''
値、Ｂ'''値、Ａ'''値）により、例えば下記式（１０）
〜（１２）のような演算を行うことにより、αブレンデ
ィングを行う。その結果、最終的な色情報（Ｒｏ値、Ｇ
ｏ値、Ｂｏ値、Ａｏ値）を導出する。なお、Ａｏ値につ
いては、例えば、Ａ'''値とＡ２とを加算して導出す
る。

【００４８】

【数４】 Ｒｏ＝Ｒ２×Ａ２＋（１−Ａ２）×Ｒ''' …（１０） Ｇｏ＝Ｇ２×Ａ２＋（１−Ａ２）×Ｇ''' …（１１） Ｂｏ＝Ｂ２×Ａ２＋（１−Ａ２）×Ｂ''' …（１２）

【００４９】合成ブロック３０６は、１ピクセル毎に上
記のような演算を行って色情報（Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏ、Ａ
ｏ）を得る。得られた色情報は、その（ｘ、ｙ）座標、
ｚソート部３０６１によるｚの比較結果、視点に最も近
いとされたｚ座標を含む画像データとなる。上記の例で
は、合成ブロック３０６から出力される画像データは
（ｘ、ｙ、ｚ２、Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏ、Ａｏ）となる。得
られた画像データは、例えば１６ピクセル分の単位で後
段の合成デバイスに送られる。最終段の合成デバイス１
２１の場合は、ディスプレイに、得られた画像データの
色情報（Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏ、Ａｏ）に基づいた画像を表
示させる。

【００５０】＜運用形態＞次に、図６を用いて、画像処
理システムの運用形態を、画像処理方法の手順を中心と
して説明する。描画データが、バス２０５を介して画像
生成デバイスのレンダリング回路２０４に供給される
と、この描画データが、レンダリング回路２０４のマッ
ピング処理部２０４１に供給される（ステップＳ１０
１）。マッピング処理部２０４１は、描画データに基づ
いて、線形補間、テクスチャマッピング等を行う。マッ
ピング処理部２０４１は、まず、ポリゴンの２頂点の座
標及び当該２頂点間の距離を用いて、当該ポリゴンが単
位長さ移動した場合の変分値を算出する。次いで、算出
した変分値から、ポリゴン内部の各ピクセルにおける補
間データを算出する。補間データは、座標（ｘ、ｙ、
ｚ、ｓ、ｔ、ｑ）、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値及びＡ値を含むこ
とになる。次いで、補間データに含まれる座標（ｓ、
ｔ、ｑ）の値に基づいて、テクスチャ座標（ｕ、ｖ）を
算出する。テクスチャ座標（ｕ、ｖ）によりＤＲＡＭ２
０４９からテクスチャデータの各々の色情報（Ｒ値、Ｇ
値、Ｂ値）を読み出す。そして、読み出したテクスチャ
データの色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値）と、補間データに
含まれる色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値）とが掛け合わさ
れ、ピクセルデータが生成される。ピクセルデータは、
マッピング処理部２０４１からメモリＩ／Ｆ部２０４６
へ送られる。メモリＩ／Ｆ部２０４６は、マッピング処
理部２０４１から入力されるピクセルデータのｚ座標
と、ｚバッファ２０４９ｃに記憶されているｚ座標との
比較を行い、ピクセルデータによって描画される画像
が、既に、フレームバッファ２０４９ｂに書き込まれて
いる画像よりも手前（視点側）に位置するか否かを判断
する。ピクセルデータによる画像が手前に位置する場合
には、ピクセルデータのｚ座標にｚバッファ２０４９ｃ
が更新される。また、この場合、ピクセルデータの色情
報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）がフレームバッファ２０
４９ｂに描画される（ステップＳ１０２）。また、ピク
セルデータは、メモリＩ／Ｆ部２０４６の制御のもと、
表示領域において隣接した部分は、異なるＤＲＡＭモジ
ュールとなるように配置される。

【００５１】合成デバイス１１７〜１２０では、同期信
号生成回路３０５において、後段の合成デバイス１２１
からの外部同期信号ＳＹＮＣＩＮを受けて、画像生成デ
バイスに外部同期信号ＳＹＮＣＩＮを供給する（ステッ
プＳ１１１、Ｓ１２１）。

【００５２】合成デバイス１１７〜１２０から外部同期
信号ＳＹＮＣＩＮを受けた各画像生成デバイス１０１〜
１１６においては、ＣＲＴコントロール部２０４７か
ら、外部同期信号ＳＹＮＣＩＮに同期して、フレームバ
ッファ２０４９ｂに描画された色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ
値、Ａ値）、並びにｚバッファ２０４９ｃに格納された
ｚ座標を読み出す要求が、メモリＩ／Ｆ部２０４６に送
られる。そして、読み出された色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ
値、Ａ値）、ｚ座標及びその（ｘ、ｙ）座標を含む画像
データ、並びに書き込み信号としてのライトイネーブル
信号ＷＥが、ＣＲＴコントロール部２０４７から後段に
接続された合成デバイス１１７〜１２０に送られる（ス
テップＳ１０３）。合成デバイス１１７には画像生成デ
バイス１０１〜１０４から、合成デバイス１１８には画
像生成デバイス１０５〜１０８から、合成デバイス１１
９には画像生成デバイス１０９〜１１２から、合成デバ
イス１２０には画像生成デバイス１１３〜１１６から、
それぞれ画像データ及びライトイネーブル信号ＷＥが送
られる。

【００５３】各合成デバイス１１７〜１２０において
は、ＦＩＦＯ３０１〜３０４のそれぞれに画像生成デバ
イスからのライトイネーブル信号ＷＥに同期して画像デ
ータが書き込まれる（ステップＳ１１２）。そして、外
部同期信号ＳＹＮＣＩＮから所定の期間遅れて生成され
た内部同期信号Ｖsyncに同期して、ＦＩＦＯ３０１〜３
０４のそれぞれに書き込まれた画像データが読み出され
て、合成ブロック３０６に送られる（ステップＳ１１
３、Ｓ１１４）。各合成デバイス１１７〜１２０の合成
ブロック３０６では、内部同期信号Ｖsyncに同期してＦ
ＩＦＯ３０１〜３０４の各々から送られる画像データを
受けて、画像データに含まれるｚ座標の大小比較を行
い、比較結果により画像データをソートする。ソートの
結果、視点から遠いとされた順に画像データの色情報
（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）のαブレンディングを行う
（ステップＳ１１５）。αブレンディングにより求めら
れた新たな色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、Ａ値）を含む画
像データが、合成デバイス１２１から送られる外部同期
信号ＳＹＮＣＩＮに同期して合成デバイス１２１に出力
される（ステップＳ１１６、Ｓ１２２）。

【００５４】合成デバイス１２１においても、合成デバ
イス１１７〜１２０から画像データを取り込み、合成デ
バイス１１７〜１２０と同様の処理が行われる（ステッ
プＳ１２３）。合成デバイス１２１により行われる処理
の結果得られる画像データにより、最終的な画像の色等
が決定される。以上のような処理が繰り返されて動画が
生成される。以上のようにして、αブレンディングによ
る透過処理が施された画像が生成される。

【００５５】合成ブロック３０６は、ｚソート部３０６
１及びブレンディング部３０６２を備えるために、ｚソ
ート部３０６１により行われる従来のｚバッファ・アル
ゴリズムによる隠面処理の他に、ブレンディング部３０
６２により行われるαブレンディングによる透過処理が
可能となる。このような処理をすべてのピクセルについ
て行うことにより、複数の画像生成デバイスにより生成
された画像を合成した合成画像を生成することが容易に
なる。これにより、半透明な図形が混在する複雑な図形
も正確に処理することができる。したがって、複雑な半
透明物体を高品位に表示することが可能となり、三次元
コンピュータグラフィックスを使用するゲーム、ＶＲ
（Virtual Reality）、デザイン等の分野で利用するこ
とが可能となる。

【００５６】＜他の実施形態＞本発明の実施形態は上述
の例に限定されない。上述した図１に示す画像処理シス
テムにおいては、４つの合成デバイス１１７〜１２０に
画像生成デバイスをそれぞれ４つずつ接続し、さらに４
つの合成デバイス１１７〜１２０を合成デバイス１２１
に接続する構成としたが、この他にも、例えば図７〜図
１０に示すような形態が可能である。

【００５７】図７の例は、複数の画像生成デバイス（こ
こでは４つ）を１つの合成デバイス１３５に対して並列
接続して、最終的な出力を得る形態である。図８の例
は、合成デバイス１３５が４つの画像生成デバイスを接
続可能な構成であっても、３つの画像生成デバイスを１
つの合成デバイス１３５に対して並列接続して最終的な
出力を得る形態である。図９の例は、４つの画像生成デ
バイスを接続可能な合成デバイス１３５、１４０に対し
て４つの画像生成デバイス１３１〜１３４、１３６〜１
３９をフルに接続し、さらに合成デバイス１３５、１４
０の出力を合成デバイス１４１に入力させる、いわゆる
対称型のシステムを構成する形態である。図１０の例
は、合成デバイスを多段に接続する場合に、図９のよう
に完全な対称型とする代わりに、４つの画像生成デバイ
スを接続可能な合成デバイス１３５に対して４つの画像
生成デバイス１３１〜１３４を接続し、さらに４つの画
像生成デバイスを接続可能な合成デバイス１４１に対し
て合成デバイス１３５の出力と３つの画像生成デバイス
１３６、１３７、１３８を接続した形態である。

【００５８】＜ネットワークを用いて構成した場合の実
施形態＞以上の実施形態における画像処理システムは、
近接された画像生成デバイス及び合成デバイスにより形
成されており、各デバイス間を短い伝送線等で繋ぐこと
により実現される。このような画像処理システムは、例
えば、一つの筐体に収容可能である。本発明の画像処理
システムは、このように、画像生成デバイス及び合成デ
バイスが近接して設置される場合の他に、各々がまった
く異なる場所に設置されている場合でも、それらをネッ
トワークを介して接続し、相互にデータの送受を行うこ
とによっても実現することが可能である。このネットワ
ークを介した実施形態を、以下に説明する。

【００５９】図１１は、ネットワークを介して画像処理
システムを実現するための構成例を示す図である。画像
処理システムを実現するために、複数の画像生成デバイ
ス１５５及び合成デバイス１５６が、それぞれネットワ
ークを介して切換部１５４に接続されている。画像生成
デバイス１５５は、例えば、図２に示される画像生成デ
バイス２００と同様の構成及び機能を有するものであ
る。合成デバイス１５６は、例えば、図３に示される合
成デバイス３００と同様の構成及び機能を有するもので
ある。複数の画像生成デバイス１５５で生成された画像
データが、切換部１５４を経由して合成デバイス１５６
に送られて合成されることにより、合成画像が生成され
る。

【００６０】本実施形態では、この他に、外部からの画
像データの入力を受け付けるビデオ信号入力デバイス１
５０、ネットワークの初期化や、ネットワーク上の各構
成要素の管理を行うバスマスタデバイス１５１、各構成
要素間の接続形態を決めるためのコントローラ１５２、
描画データを格納する描画データ記憶部１５３等が設け
られる。これらの構成要素も、ネットワークを介して切
換部１５４に接続される。

【００６１】バスマスタデバイス１５１は、処理の開始
時に、切換部１５４に接続されたすべての構成要素につ
いて、構成要素のアドレスや性能、処理内容に関する情
報を取得する。また、取得したこれらの情報を含むアド
レスマップを作成する。作成されたアドレスマップは、
すべての構成要素に送られる。

【００６２】コントローラ１５２は、アドレスマップに
基づいて、画像処理を行う際に使用する構成要素、つま
りネットワークを介した画像処理システムを構成する構
成要素を選択、決定する。アドレスマップには、構成要
素の性能についての情報も含まれるために、実行する処
理の処理負荷や処理内容に応じて構成要素の選択が可能
である。画像処理システムの構成を示す情報は、画像処
理システムを構成するすべての構成要素に送られる。こ
れにより、各構成要素は、どの構成要素とデータの送受
が可能かを知ることができる。また、コントローラ１５
２は、他のネットワークとの間でリンクを形成可能であ
る。

【００６３】描画データ記憶部１５３は、ハードディス
クドライブのような大容量の記憶装置であり、画像生成
デバイス１５５で処理される描画データを保持してい
る。描画データは、例えば、ビデオ信号入力デバイス１
５０を介して外部から入力される。

【００６４】切換部１５４は、各構成要素間でデータが
正確に送受されるように、データの送信経路を制御す
る。なお、切換部１５４を介して各構成要素間で送受さ
れるデータは、受け側の構成要素を示すデータ（例え
ば、アドレス）を含むデータであり、例えばパケットデ
ータであることが好ましい。切換部１５４は、アドレス
で示される構成要素にデータを送る。アドレスは、ネッ
トワーク上で一意に構成要素（バスマスタデバイス１５
１等）を示すものである。ネットワークがインターネッ
トの場合には、ＩＰ（Internet Protocol)アドレスを用
いることができる。

【００６５】図１２に示すのは、このようなデータの例
である。各データは、受け側の構成要素のアドレスを含
んでいる。データ「ＣＰ」は、コントローラ１５２で実
行されるプログラムとなるデータを表している。データ
「Ｍ０」は合成デバイス１５６で処理されるデータを表
している。合成デバイスが複数である場合には、例えば
各合成デバイスに番号を割り振って合成デバイスを特定
できるようにしておく。これにより、「Ｍ０」は、
「０」番目の合成デバイスで処理されるデータを表す。
同様に、「Ｍ１」は１番目の合成デバイスで、「Ｍ２」
は２番目の合成デバイスで処理されるデータを示すよう
になる。データ「Ａ０」は、画像生成デバイス１５５で
処理されるデータを表している。合成デバイスと同様
に、複数である場合には、各画像生成デバイスに番号を
割り振って、画像生成デバイスを特定できるようにして
おく。データ「Ｖ０」は、ビデオ信号入力デバイス１５
０で処理されるデータを表している。データ「ＳＤ」
は、描画データ記憶部１５３に記憶されるデータを表し
ている。これらのデータが、単独、又は組み合わされ
て、受け側の構成要素へ送られることとなる。

【００６６】画像処理システムを構成する構成要素を決
定するまでの手順について、図１３を用いて説明する。
まず、バスマスタデバイス１５１は、切換部１５４に接
続されるすべての構成要素に、処理内容、処理性能、ア
ドレス等の情報を確認するデータを送信する。バスマス
タデバイス１５１からのデータに応じて、各構成要素
は、バスマスタデバイス１５１へ、処理内容、処理性
能、アドレス等の情報を含んだデータを返信する（ステ
ップＳ２０１）。バスマスタデバイス１５１は、各構成
要素から返信データを受信すると、それらの、処理内
容、処理性能及びアドレスについてのアドレスマップを
作成する（ステップＳ２０２）。作成されたアドレスマ
ップは、すべての構成要素に提供される（ステップＳ２
０３）。

【００６７】コントローラ１５２は、アドレスマップに
基づいて、画像処理を実行する構成要素の候補を決める
（ステップＳ２１１、Ｓ２１２）。コントローラ１５２
は、候補とした構成要素に、依頼しようとする処理を実
行できるかどうかを確認する確認データを送信する（ス
テップＳ２１３）。コントローラ１５２から、確認デー
タを受信した構成要素は、コントローラ１５２へ、実行
が可能な旨のデータ又は不可能な旨のデータを送る。コ
ントローラ１５２は、各構成要素から送られた実行が可
能な旨のデータ又は不可能な旨のデータの内容を解析
し、解析した結果に基づいて、処理を依頼すべき構成要
素（実行が可能な旨のデータを返信した構成要素）が何
であるかを最終的に決定する（ステップＳ２１４）。そ
して、決定した構成要素の組合せにより、ネットワーク
を介した本実施形態による画像処理システムの構成内容
が確定する。確定した画像処理システムの構成内容を表
すデータを「構成内容データ」とする。この構成内容デ
ータは、画像処理システムを構成する構成要素のすべて
に提供される（ステップＳ２１５）。

【００６８】以上のような手順により、画像処理に使用
すべき構成要素が決まり、これによって確定する構成内
容データにより、画像処理システムとしての構成が決ま
る。例えば１６個の画像生成デバイス１５５と５個の合
成デバイス１５６との組合せの場合には、図１に示した
ものと同様の画像処理システムが構成可能になる。ま
た、画像生成デバイス１５５を７個と合成デバイス１５
６を２個用いた場合は、図１０に示すような画像処理シ
ステムが構成可能となる。このように、ネットワーク上
の種々の構成要素を用いて、目的に応じて、自由に画像
処理システムの構成内容を決めることができるようにな
る。

【００６９】次に、この実施形態の画像処理システムに
よる画像処理の手順について説明する。なお、この処理
手順は、基本的には図６に示す処理手順と同様となる。

【００７０】画像生成デバイス１５５は、描画データ記
憶部１５３から供給される描画データ、或いは、自己が
具える描画プロセッサ２０１により生成した描画データ
を、レンダリング回路２０４によりレンダリングして画
像データを生成する（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。

【００７１】合成デバイス１５６のうち、最終的な画像
合成を行う合成デバイス１５６は、外部同期信号ＳＹＮ
ＣＩＮを生成し、この外部同期信号ＳＹＮＣＩＮを前段
の合成デバイス１５６或いは画像生成デバイス１５５に
送る。外部同期信号ＳＹＮＣＩＮを受け取った合成デバ
イス１５６は、その前段にさらに他の合成デバイス１５
６が設けられる場合は、その合成デバイス１５６に外部
同期信号ＳＹＮＣＩＮを送る。前段に画像生成デバイス
１５５が設けられる場合は、その画像生成デバイス１５
５に外部同期信号ＳＹＮＣＩＮを送る（ステップＳ１１
１、Ｓ１２１）。

【００７２】画像生成デバイス１５５は、入力された外
部同期信号ＳＹＮＣＩＮに同期して、生成した画像デー
タを後段の合成デバイス１５６に送る。画像データに
は、その先頭部分に送り先の合成デバイス１５６のアド
レスが付加される（ステップＳ１０３）。

【００７３】画像データが入力された合成デバイス１５
６は、入力された画像データを合成し（ステップＳ１１
２〜Ｓ１１５）、これを、次のタイミングで入力される
外部同期信号ＳＹＮＣＩＮに同期して後段の合成デバイ
ス１５６に送る（ステップＳ１２２、Ｓ１１６）。各合
成デバイス１５６は、画像データの合成、後段の合成デ
バイス１５６への出力を行う。最終的に合成デバイス１
５６で得られる合成した画像データを、画像処理システ
ム全体としての出力とする。

【００７４】合成デバイス１５６は、複数の画像生成デ
バイス１５５のそれぞれから、同期をとって画像データ
を受け取ることが困難である。しかし、図３のようにＦ
ＩＦＯ３０１に一度取り込み、ここから内部同期信号Ｖ
syncに同期して合成ブロック３０６に供給するようにす
ることにより、画像合成時には、完全に同期がとれる。
そのために、ネットワークを介して構成される本実施形
態の画像処理システムにおいても、合成処理時の画像デ
ータの同期をとることが容易になる。

【００７５】なお、コントローラ１５２が他のネットワ
ークとの間で相互にリンクできるものであることを利用
して、他のネットワークに形成された別の画像処理シス
テムを、一部又は全部の構成要素として用いた統合的な
画像処理システムも、本発明によれば実現が可能であ
る。つまり、「入れ子構造」の画像処理システムとして
実施することが可能である。図１４は、この統合的な画
像処理システムの構成例を示した図であり、符号１５７
で示す部分が、それ自体がコントローラと複数の画像生
成デバイスとを有する画像処理システムになっている。
このような統合的な画像処理システムでは、コントロー
ラ１５２が、別の画像処理システム１５７のコントロー
ラと連絡をとりあって同期を確保しながら画像データの
受け渡しを行う。

【００７６】このような入れ子構造の画像処理システム
において、画像処理システム１５７に送るデータには、
図１５のようなパケットデータを用いるのが好適であ
る。コントローラ１５２により決定された画像処理シス
テムをｎ階層、画像処理システム１５７を（ｎ−１）階
層とする。画像処理システム１５７は、画像生成デバイ
ス１５５ａを介してｎ階層の画像処理システム１５７と
の間でデータの送受を行う。画像生成デバイス１５５ａ
には、データＤｎに含まれるデータＡｎ０が送られる。
データＡｎ０は、データＤ(n-1)を含む構造になってい
る。データＡｎ０に含まれるデータＤ(n-1)は、画像生
成デバイス１５５ａから、（ｎ−１）階層の画像処理シ
ステム１５７に送られる。このようにして、ｎ階層の画
像処理システムから（ｎ−１）階層の画像処理システム
にデータが送られる。画像処理システム１５７内の画像
生成デバイスに、（ｎ−２）階層として、更に他の画像
処理システムを設けることも可能である。図１５のよう
なデータ構造により、０階層の構成要素まで、ｎ階層の
各構成要素からデータを送ることが可能となる。

【００７７】また、図１４のネットワークに接続されて
いる一つの画像生成デバイス１５５に代えて、一つの筐
体に収納可能な画像処理システム（例えば図１に例示し
た画像処理システム１００）を用いて統合的な画像処理
システムを実現することもできる。この場合には、画像
処理システムに、統合型の画像処理システムに用いられ
るネットワークに接続するためのネットワークインタフ
ェースを用意する必要がある。

【００７８】また、本実施形態では、画像データ生成手
段、色情報混成手段、同期手段をすべて半導体デバイス
内で実現した場合の例を示したが、これらの手段を、汎
用のコンピュータとプログラムとの協働によって実現す
ることも可能である。すなわち、コンピュータが、記録
媒体に記録されているプログラムを読み込んで実行する
ことにより、そのコンピュータに、画像データ生成手
段、色情報混成手段、同期手段の機能を構築するような
形態も可能である。また、画像データ生成手段、色情報
混成手段、同期手段の一部の手段を半導体チップで実現
し、他の手段をコンピュータとプログラムとの協働によ
って実現することも可能である。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の画像データを、その各々に含まれる奥行き距離の
順に特定可能にするとともに、奥行き距離が相対的に長
い画像データによる画像と、奥行き距離が相対的に短い
画像データによる画像と、の重なりあう部分の色情報同
士を混成させ、当該位置の色情報とするようにしたの
で、半透明な画像が複雑に混在する三次元画像であって
も、それを正確に表現できるようになる、という効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理システムの一実施形態を
示すシステム構成図である。

【図２】画像生成デバイスの構成図である。

【図３】本発明に係る合成デバイスの構成例を示すブロ
ック図である。

【図４】前段のデバイスに供給する外部同期信号及び内
部同期信号の生成タイミングについて説明するための図
であり、図４（Ａ）は画像生成デバイスと合成デバイス
の構成図、図４（Ｂ）は後段の合成デバイスの内部同期
信号、図４（Ｃ）は後段の合成デバイスから出力される
外部同期信号、図４（Ｄ）は前段の合成デバイスの内部
同期信号、図４（Ｅ）は前段の合成デバイスから出力さ
れる外部同期信号である。

【図５】本発明に係る合成ブロックの要部の構成例を示
すブロック図である。

【図６】本発明に係る画像処理システムによる画像処理
方法の手順を示す図である。

【図７】本発明に係る画像処理システムの他の実施形態
を示すシステム構成図である。

【図８】本発明に係る画像処理システムの他の実施形態
を示すシステム構成図である。

【図９】本発明に係る画像処理システムの他の実施形態
を示すシステム構成図である。

【図１０】本発明に係る画像処理システムの他の実施形
態を示すシステム構成図である。

【図１１】ネットワークを介して画像処理システムを実
現するための構成図である。

【図１２】構成要素間で送受されるデータの例示図であ
る。

【図１３】画像処理システムを構成する構成要素を決定
するまでの手順を示す図である。

【図１４】ネットワークを介して画像処理システムを実
現するための別の構成図である。

【図１５】構成要素間で送受されるデータの例示図であ
る。

【符号の説明】

１００、１００Ａ〜１００Ｄ 画像処理システム １０１〜１１６、１３１〜１３４、１３６〜１３９、１
５５、１５５ａ、２００ 画像生成デバイス １１７〜１２１、１３５、１４０、１４１、１５６、３
００ 合成デバイス １５０ ビデオ信号入力デバイス １５１ バスマスタデバイス １５２ コントローラ １５３ 描画データ記憶部 １５４ 切換部 ２０１ 描画プロセッサ ２０２ 描画用メモリ ２０３ Ｉ／Ｏインタフェース回路 ２０４ レンダリング回路 ２０４１ マッピング処理部 ２０４６ メモリＩ／Ｆ部 ２０４７ ＣＲＴコントロール部 ２０４９ ＤＲＡＭ ２０４９ｂ フレームバッファ ２０４９ｃ ｚバッファ ３０１〜３０４ ＦＩＦＯ ３０５ 同期信号生成回路 ３０６ 合成ブロック ３０６１ ｚソート部 ３０６２ ブレンディング部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日原 大輔 東京都品川区東五反田１丁目14番10号 株 式会社ソニー木原研究所内 Ｆターム(参考） 5B080 AA13 CA01 FA03 FA17 GA02 GA22

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理対象となる三次元画像の特定部位か
   らの奥行き距離及び色情報を含む画像データを生成する
   複数の画像データ生成手段と、 前記複数の画像データ生成手段の各々から前記画像デー
   タを取り込み、取り込んだ複数の画像データを、その各
   々に含まれる奥行き距離の順に特定可能にするととも
   に、 奥行き距離が相対的に長い画像データによる画像と、奥
   行き距離が相対的に短い画像データによる画像と、の重
   なりあう部分の色情報同士を混成させ、当該位置の色情
   報とする色情報混成手段とを具備する、 画像処理システム。
2. 【請求項２】 前記色情報混成手段は、前記奥行き距離
   が最も長い画像データの色情報と前記奥行き距離がその
   次に長い画像データの色情報とを混成し、この混成結果
   を前記奥行き距離がさらにその次に長い画像データの色
   情報と混成するように構成されている、 請求項１記載の画像処理システム。
3. 【請求項３】 前記色情報混成手段は、前記奥行き距離
   が最も長い画像データの色情報と、背景を表現するため
   の背景画像データの色情報とを混成するように構成され
   ている、 請求項２記載の画像処理システム。
4. 【請求項４】 前記奥行き距離が最も長い画像データ
   が、背景を表現するための背景画像データである、 請求項２記載の画像処理システム。
5. 【請求項５】 前記色情報が、三原色を表現するための
   輝度値と、半透明を表現するための透過値とを含むもの
   である、 請求項１ないし４のいずれかの項記載の画像処理システ
   ム。
6. 【請求項６】 前記複数の画像データ生成手段からの画
   像データの取込タイミングを自システムにおける画像処
   理タイミングに同期させる同期手段をさらに備えてな
   る、 請求項１ないし４のいずれかの項記載の画像処理システ
   ム。
7. 【請求項７】 前記複数の画像データ生成手段、前記色
   情報混成手段、及び前記同期手段の一部の手段又は全部
   の手段が、論理回路及び半導体メモリを含んで構成さ
   れ、該論理回路及び半導体メモリが半導体チップ内に混
   載されるものである、 請求項６記載の画像処理システム。
8. 【請求項８】 処理対象となる三次元画像の特定部位か
   らの奥行き距離及び色情報を含む画像データを生成する
   複数の画像データ生成手段の各々から前記画像データを
   取り込むデータ取込手段と、 取り込んだ複数の画像データを、その各々に含まれる奥
   行き距離の順に特定可能にするとともに、 奥行き距離が相対的に長い画像データによる画像と、奥
   行き距離が相対的に短い画像データによる画像と、の重
   なりあう部分の色情報同士を混成させ、当該位置の色情
   報とする色情報混成手段とを半導体チップに搭載してな
   る、 画像処理デバイス。
9. 【請求項９】 前記複数の画像データ生成手段からの画
   像データの取込タイミングを自デバイスにおける画像処
   理タイミングに同期させる同期手段をさらに搭載してな
   る、 請求項８記載の画像処理デバイス。
10. 【請求項１０】 処理対象となる三次元画像の色情報を
    含む画像データを蓄えるフレームバッファと、 前記画像データ毎の特定部位からの奥行き距離を蓄える
    ｚバッファと、 自己を含む複数のデバイスから前記画像データを、その
    各々に含まれる奥行き距離の順に特定可能にするととも
    に、奥行き距離が相対的に長い画像データによる画像
    と、奥行き距離が相対的に短い画像データによる画像
    と、の重なりあう部分の色情報同士を混成させ、当該位
    置の色情報とする色情報混成手段からの通信を行う手段
    とを半導体チップに搭載してなる、 画像処理デバイス。
11. 【請求項１１】 複数の画像データ生成手段とこれらの
    画像データ生成手段に接続される合成手段とを有する画
    像処理システムにおいて実行される方法であって、 処理対象となる画像の特定部位からの奥行き距離及び色
    情報を含む画像データを前記複数の画像データ生成手段
    で生成する段階と、 前記合成手段が、前記複数の画像データ生成手段の各々
    から前記画像データを所定の同期タイミングで取り込
    み、取り込んだ複数の画像データを、その各々に含まれ
    る奥行き距離の順に特定可能にするとともに、奥行き距
    離が相対的に長い画像データによる画像と、奥行き距離
    が相対的に短い画像データによる画像と、の重なりあう
    部分の色情報同士を混成させ、当該位置の色情報とする
    段階とを含む、 画像処理方法。
12. 【請求項１２】 コンピュータを、処理対象となる三次
    元画像の特定部位からの奥行き距離及び色情報を含む画
    像データを生成する複数の画像データ生成手段、 前記複数の画像データ生成手段の各々から前記画像デー
    タを取り込み、取り込んだ複数の画像データを、その各
    々に含まれる奥行き距離の順に特定可能にするととも
    に、奥行き距離が相対的に長い画像データによる画像
    と、奥行き距離が相対的に短い画像データによる画像
    と、の重なりあう部分の色情報同士を混成させ、当該位
    置の色情報とする色情報混成手段を具備する画像処理シ
    ステムとして動作させるためのコンピュータプログラ
    ム。
13. 【請求項１３】 処理対象となる三次元画像の特定部位
    からの奥行き距離及び色情報を含む画像データを生成す
    る複数の画像データ生成手段の各々からネットワークを
    介して前記画像データを取り込むデータ取込手段と、 このデータ取込手段によって取り込まれた複数の画像デ
    ータを、その各々に含まれる奥行き距離の順に特定可能
    にするとともに、奥行き距離が相対的に長い画像データ
    による画像と、奥行き距離が相対的に短い画像データに
    よる画像と、の重なりあう部分の色情報同士を混成さ
    せ、当該位置の色情報とする色情報混成手段とを具備す
    る、 画像処理システム。
14. 【請求項１４】 処理対象となる三次元画像の特定部位
    からの奥行き距離及び色情報を含む画像データを生成す
    る複数の画像データ生成手段と、 この画像データ生成手段で生成された画像データを取り
    込んで合成する複数の合成手段と、 前記複数の画像データ生成手段及び前記複数の合成手段
    から処理に必要な画像データ生成手段及び合成手段を選
    択する制御手段とがネットワークを介して接続されてお
    り、 前記複数の合成手段の少なくとも一つは、 前記制御手段により選択された画像データ生成手段から
    前記画像データを取り込み、取り込んだ複数の画像デー
    タを、その各々に含まれる奥行き距離の順に特定可能に
    するとともに、奥行き距離が相対的に長い画像データに
    よる画像と、奥行き距離が相対的に短い画像データによ
    る画像と、の重なりあう部分の色情報同士を混成させ、
    当該位置の色情報とする色情報混成手段を具備する、 画像処理システム。
15. 【請求項１５】 前記制御手段により選択された前記画
    像データ生成手段の少なくとも一つが、前記ネットワー
    クとは異なるネットワークを介して接続される他の画像
    データ生成手段を備えており、前記画像データが前記他
    の画像データ生成手段により生成されるように構成され
    ている、 請求項１４記載の画像処理システム。
16. 【請求項１６】 前記画像データは、取り込まれる先の
    合成手段を特定するためのデータを含んで構成される、 請求項１５記載の画像処理システム。
17. 【請求項１７】 前記制御手段により選択された画像デ
    ータ生成手段及び合成手段を特定するためのデータを保
    持するとともに、この保持したデータにより特定された
    画像データ生成手段で生成された画像データを取り込
    み、取り込んだ画像データを前記データによって特定さ
    れた合成手段へ送出する手段をさらに備える、 請求項１４記載の画像処理システム。