JP2002203255A - 画像処理方法、画像処理装置、コンピュータプログラム、半導体デバイス - Google Patents
画像処理方法、画像処理装置、コンピュータプログラム、半導体デバイスInfo
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- JP2002203255A JP2002203255A JP2001310309A JP2001310309A JP2002203255A JP 2002203255 A JP2002203255 A JP 2002203255A JP 2001310309 A JP2001310309 A JP 2001310309A JP 2001310309 A JP2001310309 A JP 2001310309A JP 2002203255 A JP2002203255 A JP 2002203255A
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/04—Texture mapping
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/10—Geometric effects
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Image Generation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像の精細さにかかわらず、高速にバンプマ
ッピングを行うことが可能な画像処理装置を提供する。 【解決手段】 物体を表すオブジェクトの表面を複数の
分割面に分割して、これら複数の分割面の各々につい
て、その垂直方向を指向する第１法線ベクトルを生成す
る法線ベクトルマッピング部１０１と、個々の分割面の
第１法線ベクトルを、それぞれが異なる輝度値に対応付
けされた所定数の第２法線ベクトルのうち、最も特徴が
近似する第２法線ベクトルに対応付けされた輝度値に置
き換える輝度値マッピング部１０５と、置き換えられた
輝度値に応じて各分割面に対する陰影付けを行う描画処
理部１０６と、を備える画像処理装置を提供する。
ッピングを行うことが可能な画像処理装置を提供する。 【解決手段】 物体を表すオブジェクトの表面を複数の
分割面に分割して、これら複数の分割面の各々につい
て、その垂直方向を指向する第１法線ベクトルを生成す
る法線ベクトルマッピング部１０１と、個々の分割面の
第１法線ベクトルを、それぞれが異なる輝度値に対応付
けされた所定数の第２法線ベクトルのうち、最も特徴が
近似する第２法線ベクトルに対応付けされた輝度値に置
き換える輝度値マッピング部１０５と、置き換えられた
輝度値に応じて各分割面に対する陰影付けを行う描画処
理部１０６と、を備える画像処理装置を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータグラ
フィックスにおける画像処理技術に関し、特に、画像処
理の対象物であるオブジェクトの表面に簡易に凹凸を表
現する手法に関する。
フィックスにおける画像処理技術に関し、特に、画像処
理の対象物であるオブジェクトの表面に簡易に凹凸を表
現する手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータグラフィックスのシステム
の中には、オブジェクトに回転、移動、拡大／縮小など
の座標変換や透視変換、陰影処理、及び、隠線／隠面消
去処理等の処理を行う画像生成装置と、フレームメモリ
に画像を描画する描画処理装置とを備えた画像処理シス
テムがある。画像生成装置では、上記のような処理の結
果として三角形や四角形などの基本図形（ポリゴン）を
描画用メモリであるフレームメモリに描画する描画命令
（ディスプレイリスト）を生成し、これを描画処理装置
へ送る。描画処理装置は、画像生成装置から送られてき
たディスプレイリストに従ってフレームメモリに画像の
描画を行う。このフレームメモリへの描画結果がビデオ
信号に変換され、ディスプレイに表示されて画像が視認
可能になる。
の中には、オブジェクトに回転、移動、拡大／縮小など
の座標変換や透視変換、陰影処理、及び、隠線／隠面消
去処理等の処理を行う画像生成装置と、フレームメモリ
に画像を描画する描画処理装置とを備えた画像処理シス
テムがある。画像生成装置では、上記のような処理の結
果として三角形や四角形などの基本図形（ポリゴン）を
描画用メモリであるフレームメモリに描画する描画命令
（ディスプレイリスト）を生成し、これを描画処理装置
へ送る。描画処理装置は、画像生成装置から送られてき
たディスプレイリストに従ってフレームメモリに画像の
描画を行う。このフレームメモリへの描画結果がビデオ
信号に変換され、ディスプレイに表示されて画像が視認
可能になる。
【０００３】このような画像処理システムの応用分野
は、近年、急激に拡大しており、ＣＡＤ（Computer Aid
ed Design）等の産業分野のみならず、映画やテレビ、
ビデオゲーム等のエンタテインメントの分野においても
広く利用されている。特に、エンタテインメントの分野
では、単にオブジェクトをディスプレイ上に表示するだ
けではなく、よりリアルな画像を高速に表現する能力が
要求されている。
は、近年、急激に拡大しており、ＣＡＤ（Computer Aid
ed Design）等の産業分野のみならず、映画やテレビ、
ビデオゲーム等のエンタテインメントの分野においても
広く利用されている。特に、エンタテインメントの分野
では、単にオブジェクトをディスプレイ上に表示するだ
けではなく、よりリアルな画像を高速に表現する能力が
要求されている。
【０００４】コンピュータグラフィックスの表現力を向
上させてリアルな画像を得るための手法として、テクス
チャマッピングがある。テクスチャマッピングは、マッ
ピング用の画像として別に用意された２次元画像（絵
柄）、すなわちテクスチャを、オブジェクトを構成する
基本図形であるポリゴンに貼り付ける（マッピングす
る）手法である。しかし、テクスチャマッピングにより
得られる画像は、色に関する表現力を大幅に向上させる
ことはできるが、オブジェクトの表面の凹凸を表現する
ことが困難である。そのために、オブジェクトの表面が
滑らかすぎてリアルさに欠けるという問題がある。オブ
ジェクト表面の凹凸まで詳細にモデリングしてテクスチ
ャマッピングを行うと、非常にリアルな表現が可能であ
るが、データ量が多くなるために高速な画像処理ができ
なくなる。また、モデリング自体にも時間がかかるた
め、このような手法は現実的な手法とはいえない。
上させてリアルな画像を得るための手法として、テクス
チャマッピングがある。テクスチャマッピングは、マッ
ピング用の画像として別に用意された２次元画像（絵
柄）、すなわちテクスチャを、オブジェクトを構成する
基本図形であるポリゴンに貼り付ける（マッピングす
る）手法である。しかし、テクスチャマッピングにより
得られる画像は、色に関する表現力を大幅に向上させる
ことはできるが、オブジェクトの表面の凹凸を表現する
ことが困難である。そのために、オブジェクトの表面が
滑らかすぎてリアルさに欠けるという問題がある。オブ
ジェクト表面の凹凸まで詳細にモデリングしてテクスチ
ャマッピングを行うと、非常にリアルな表現が可能であ
るが、データ量が多くなるために高速な画像処理ができ
なくなる。また、モデリング自体にも時間がかかるた
め、このような手法は現実的な手法とはいえない。
【０００５】従来より、オブジェクトの表面に凹凸を簡
易に表現するための手法として、テクスチャマッピング
を応用したバンプマッピングがある。バンプマッピング
は、オブジェクトの表面を複数の分割面に分割して、各
分割面に、各々が独立して方向が定められた複数の法線
ベクトルをマッピングしておき、これらの法線ベクトル
に基づいてシェーディング処理を行って輝度値を求め、
求めた輝度値に応じた陰影付けを行うことで、オブジェ
クト表面上の不均質さや凹凸を擬似的に表現する手法で
ある。そのために、細かにモデリングされたオブジェク
トに似た画像を、より少ないデータ量で実現できる。
易に表現するための手法として、テクスチャマッピング
を応用したバンプマッピングがある。バンプマッピング
は、オブジェクトの表面を複数の分割面に分割して、各
分割面に、各々が独立して方向が定められた複数の法線
ベクトルをマッピングしておき、これらの法線ベクトル
に基づいてシェーディング処理を行って輝度値を求め、
求めた輝度値に応じた陰影付けを行うことで、オブジェ
クト表面上の不均質さや凹凸を擬似的に表現する手法で
ある。そのために、細かにモデリングされたオブジェク
トに似た画像を、より少ないデータ量で実現できる。
【０００６】一方、コンピュータグラフィックスにおい
て、色についての変換が必要なときによく用いられるも
のとしてカラールックアップテーブル（Color LookUp T
able：以下、「ＣＬＵＴ」という。）がある。ＣＬＵＴ
は、コンピュータグラフィックスにおける色変換時の色
変換テーブルとして用いられている。ＣＬＵＴは、色の
面からリアルな画像を提供するが、テクスチャマッピン
グ同様にモデリングによりリアルさが決まる。
て、色についての変換が必要なときによく用いられるも
のとしてカラールックアップテーブル（Color LookUp T
able：以下、「ＣＬＵＴ」という。）がある。ＣＬＵＴ
は、コンピュータグラフィックスにおける色変換時の色
変換テーブルとして用いられている。ＣＬＵＴは、色の
面からリアルな画像を提供するが、テクスチャマッピン
グ同様にモデリングによりリアルさが決まる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】バンプマッピングは、
オブジェクトの表面に凹凸を簡易に表現するための手法
として、現在のところ最も有効な手法の一つである。し
かし、バンプマッピングでは、各分割面にマッピングさ
れた各法線ベクトルがそれぞれ異なるベクトルであるた
めに、すべての法線ベクトルに基づくシェーディング処
理を行う必要がある。そのために、オブジェクト表面の
凹凸を、精細に表現しようとして、例えば、分割面を、
表示した際に１ピクセルの大きさに相当する大きさにし
て法線ベクトルをマッピングすると、シェーディング処
理に時間がかかってしまい、高速処理が実現できない。
オブジェクトの表面に凹凸を簡易に表現するための手法
として、現在のところ最も有効な手法の一つである。し
かし、バンプマッピングでは、各分割面にマッピングさ
れた各法線ベクトルがそれぞれ異なるベクトルであるた
めに、すべての法線ベクトルに基づくシェーディング処
理を行う必要がある。そのために、オブジェクト表面の
凹凸を、精細に表現しようとして、例えば、分割面を、
表示した際に１ピクセルの大きさに相当する大きさにし
て法線ベクトルをマッピングすると、シェーディング処
理に時間がかかってしまい、高速処理が実現できない。
【０００８】本発明は、例えばバンプマッピングのよう
な画像処理を、画像の精細さにかかわらず高速に処理可
能にする手法を提供することを、その主たる課題とす
る。
な画像処理を、画像の精細さにかかわらず高速に処理可
能にする手法を提供することを、その主たる課題とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明の画像処理方法は、画像処理の対象物の表面を複数
の分割面に分割し、各分割面の各々について、その垂直
方向を指向する第１法線ベクトルを導出するとともに、
導出した各第１法線ベクトルを当該分割面の陰影を表現
するための輝度値に変換する装置に、各々異なる輝度値
が対応付けられた所定数の第２法線ベクトルを用意して
おき、当該装置において、個々の分割面の第１法線ベク
トルを当該第１法線ベクトルの特徴に最も近似する第２
法線ベクトルに対応する輝度値に置き換える処理を実行
することを特徴とする、画像処理方法である。
発明の画像処理方法は、画像処理の対象物の表面を複数
の分割面に分割し、各分割面の各々について、その垂直
方向を指向する第１法線ベクトルを導出するとともに、
導出した各第１法線ベクトルを当該分割面の陰影を表現
するための輝度値に変換する装置に、各々異なる輝度値
が対応付けられた所定数の第２法線ベクトルを用意して
おき、当該装置において、個々の分割面の第１法線ベク
トルを当該第１法線ベクトルの特徴に最も近似する第２
法線ベクトルに対応する輝度値に置き換える処理を実行
することを特徴とする、画像処理方法である。
【００１０】本発明の他の画像処理方法は、画像処理の
対象物の表面に陰影付けを行う装置により実行される方
法であって、前記表面を複数の分割面に分割し、各分割
面の各々について、その垂直方向を指向する第１法線ベ
クトルを生成する過程と、各分割面の前記第１法線ベク
トルを、各々異なる輝度値に対応付けられた所定数の第
２法線ベクトルの中で、特徴が最も近似する第２法線ベ
クトルに対応付けされた輝度値に置き換え、置き換えた
輝度値に応じて各分割面に対する陰影付けを行う過程と
を含む、画像処理方法である。
対象物の表面に陰影付けを行う装置により実行される方
法であって、前記表面を複数の分割面に分割し、各分割
面の各々について、その垂直方向を指向する第１法線ベ
クトルを生成する過程と、各分割面の前記第１法線ベク
トルを、各々異なる輝度値に対応付けられた所定数の第
２法線ベクトルの中で、特徴が最も近似する第２法線ベ
クトルに対応付けされた輝度値に置き換え、置き換えた
輝度値に応じて各分割面に対する陰影付けを行う過程と
を含む、画像処理方法である。
【００１１】上記課題を解決する本発明の画像処理装置
は、画像処理の対象物の表面を複数の分割面に分割し、
各分割面の各々について、その垂直方向を指向する第１
法線ベクトルを生成する手段と、それぞれが異なる輝度
値に対応付けされた所定数の第２法線ベクトルを生成す
るとともに、個々の分割面の前記第１法線ベクトルを、
前記所定数の第２法線ベクトルのうち最も特徴が近似す
る第２法線ベクトルに対応付けされた輝度値に置き換え
る手段と、置き換えられた輝度値に応じて各分割面に対
する陰影付けを行う手段と、を備える、画像処理装置で
ある。
は、画像処理の対象物の表面を複数の分割面に分割し、
各分割面の各々について、その垂直方向を指向する第１
法線ベクトルを生成する手段と、それぞれが異なる輝度
値に対応付けされた所定数の第２法線ベクトルを生成す
るとともに、個々の分割面の前記第１法線ベクトルを、
前記所定数の第２法線ベクトルのうち最も特徴が近似す
る第２法線ベクトルに対応付けされた輝度値に置き換え
る手段と、置き換えられた輝度値に応じて各分割面に対
する陰影付けを行う手段と、を備える、画像処理装置で
ある。
【００１２】本発明の他の画像処理装置は、画像処理の
対象物の表面を複数の分割面に分割し、分割面毎に、そ
の垂直方向を指向する第１法線ベクトルを生成する第１
の手段と、各々が異なる識別情報によって識別される所
定数の第２法線ベクトルを生成するとともに、複数の前
記第１法線ベクトルに、前記所定数の第２法線ベクトル
の中で特徴が最も近似する第２法線ベクトルの識別情報
を割り当てる第２の手段と、前記所定数の第２法線ベク
トルの各々の輝度値を導出するとともに、導出した輝度
値と導出に用いた第２法線ベクトルの識別情報とを対応
付けしたテーブルを作成する第３の手段と、複数の前記
第１法線ベクトルの各々に割り当てられた識別情報に応
じた輝度値を前記テーブルから読み出して当該分割面に
割り当てる第４の手段と、を備えており、複数の分割面
の各々に割り当てた輝度値により陰影を反映したテクス
チャをマッピングするように構成されている、画像処理
装置である。
対象物の表面を複数の分割面に分割し、分割面毎に、そ
の垂直方向を指向する第１法線ベクトルを生成する第１
の手段と、各々が異なる識別情報によって識別される所
定数の第２法線ベクトルを生成するとともに、複数の前
記第１法線ベクトルに、前記所定数の第２法線ベクトル
の中で特徴が最も近似する第２法線ベクトルの識別情報
を割り当てる第２の手段と、前記所定数の第２法線ベク
トルの各々の輝度値を導出するとともに、導出した輝度
値と導出に用いた第２法線ベクトルの識別情報とを対応
付けしたテーブルを作成する第３の手段と、複数の前記
第１法線ベクトルの各々に割り当てられた識別情報に応
じた輝度値を前記テーブルから読み出して当該分割面に
割り当てる第４の手段と、を備えており、複数の分割面
の各々に割り当てた輝度値により陰影を反映したテクス
チャをマッピングするように構成されている、画像処理
装置である。
【００１３】これらの本発明では、各分割面の第１法線
ベクトルを、輝度値に対応付けられた第２法線ベクトル
の中で、最も特徴の近似する第２法線ベクトルに対応す
る輝度値に置き換えることにより、各分割面の陰影付け
を行って凹凸を表現する。すべての分割面の第１法線ベ
クトルを、その都度、輝度値に変換する従来のバンプマ
ッピングに比べ、第２法線ベクトルについてのみ輝度値
に変換すればよいので、例えば、第２法線ベクトルと輝
度値とを対応付けたテーブルを用意しておくことによ
り、輝度値を求める処理の分だけ、高速なバンプマッピ
ングが可能になる。また、第２法線ベクトルの数を、第
１法線ベクトルの数よりも少なくすると、例えば、テー
ブル作成の際に行う輝度値を導出する処理の回数も、従
来より少なくすることができる。
ベクトルを、輝度値に対応付けられた第２法線ベクトル
の中で、最も特徴の近似する第２法線ベクトルに対応す
る輝度値に置き換えることにより、各分割面の陰影付け
を行って凹凸を表現する。すべての分割面の第１法線ベ
クトルを、その都度、輝度値に変換する従来のバンプマ
ッピングに比べ、第２法線ベクトルについてのみ輝度値
に変換すればよいので、例えば、第２法線ベクトルと輝
度値とを対応付けたテーブルを用意しておくことによ
り、輝度値を求める処理の分だけ、高速なバンプマッピ
ングが可能になる。また、第２法線ベクトルの数を、第
１法線ベクトルの数よりも少なくすると、例えば、テー
ブル作成の際に行う輝度値を導出する処理の回数も、従
来より少なくすることができる。
【００１４】陰影付けが行なわれる前記オブジェクトの
前記表面は、例えば、１又は複数のポリゴンにより構成
されている。前記第１の手段は、各分割面の前記第１法
線ベクトルの各々を、例えば、前記表面の垂直方向を指
向する法線ベクトルに揺らぎを与えて生成する。これに
より、本来の表面の向きを全体として保ちながら表面上
に陰影を表現できる。また、前記第１の手段が、前記表
面を、例えば、少なくとも一部の分割面が１ピクセル分
の面となるように分割するようにすると、１ピクセル毎
に陰影を表現して精細な凹凸が表現できるようになる。
前記第２の手段を、前記第１法線ベクトルの数よりも少
ない数の前記第２法線ベクトルを生成するように構成し
てもよい。これにより、従来、すべての第１法線ベクト
ルについて求める必要があった輝度値を、第１法線ベク
トルの数より少ない第２法線ベクトル分だけ求めればよ
くなるので、単純に、輝度値を求める処理の処理量が減
ることになる。例えば、第２の手段は、前記第１法線ベ
クトルを方向別にグループ分けし、各々のグループに属
する第１法線ベクトルの平均から前記所定数の第２法線
ベクトルを生成する。
前記表面は、例えば、１又は複数のポリゴンにより構成
されている。前記第１の手段は、各分割面の前記第１法
線ベクトルの各々を、例えば、前記表面の垂直方向を指
向する法線ベクトルに揺らぎを与えて生成する。これに
より、本来の表面の向きを全体として保ちながら表面上
に陰影を表現できる。また、前記第１の手段が、前記表
面を、例えば、少なくとも一部の分割面が１ピクセル分
の面となるように分割するようにすると、１ピクセル毎
に陰影を表現して精細な凹凸が表現できるようになる。
前記第２の手段を、前記第１法線ベクトルの数よりも少
ない数の前記第２法線ベクトルを生成するように構成し
てもよい。これにより、従来、すべての第１法線ベクト
ルについて求める必要があった輝度値を、第１法線ベク
トルの数より少ない第２法線ベクトル分だけ求めればよ
くなるので、単純に、輝度値を求める処理の処理量が減
ることになる。例えば、第２の手段は、前記第１法線ベ
クトルを方向別にグループ分けし、各々のグループに属
する第１法線ベクトルの平均から前記所定数の第２法線
ベクトルを生成する。
【００１５】また、本発明による画像処理装置は、以下
のようなコンピュータプログラムを所定のコンピュー
タ、例えば、ゲーム専用コンピュータ装置や、家庭用コ
ンピュータ装置に読み込ませることにより実現すること
もできる。即ち、物体を表すオブジェクトの表面に陰影
付けを行うことにより当該表面に凹凸を表現するコンピ
ュータに、前記表面を複数の分割面に分割し、各分割面
について、その垂直方向を指向する第１法線ベクトルを
生成する処理、各分割面の前記第１法線ベクトルを、各
々異なる輝度値に対応付けられ且つ各々が異なる識別情
報により識別される所定数の第２法線ベクトルの中で、
特徴が最も近似する第２法線ベクトルの識別情報に置き
換える処理、置き換えた識別情報に応じて各分割面に輝
度値をマッピングし、マッピングした輝度値により当該
分割面の陰影付けを行う処理、を実行させるためのコン
ピュータプログラムがその一例である。
のようなコンピュータプログラムを所定のコンピュー
タ、例えば、ゲーム専用コンピュータ装置や、家庭用コ
ンピュータ装置に読み込ませることにより実現すること
もできる。即ち、物体を表すオブジェクトの表面に陰影
付けを行うことにより当該表面に凹凸を表現するコンピ
ュータに、前記表面を複数の分割面に分割し、各分割面
について、その垂直方向を指向する第１法線ベクトルを
生成する処理、各分割面の前記第１法線ベクトルを、各
々異なる輝度値に対応付けられ且つ各々が異なる識別情
報により識別される所定数の第２法線ベクトルの中で、
特徴が最も近似する第２法線ベクトルの識別情報に置き
換える処理、置き換えた識別情報に応じて各分割面に輝
度値をマッピングし、マッピングした輝度値により当該
分割面の陰影付けを行う処理、を実行させるためのコン
ピュータプログラムがその一例である。
【００１６】また、本発明の半導体デバイスは、プロセ
ッサを含んで構成され、このプロセッサが所定のコンピ
ュータプログラムを読み込んで実行することにより画像
処理の実行環境を構築する半導体デバイスであって、前
記画像処理が、画像処理の対象物の表面を複数の分割面
に分割し、各分割面について、その垂直方向を指向する
第１法線ベクトルを生成する処理と、各分割面の前記第
１法線ベクトルを、各々異なる輝度値に対応付けられ且
つ各々が異なる識別情報により識別される所定数の第２
法線ベクトルの中で、特徴が最も近似する第２法線ベク
トルの識別情報に置き換える処理と、置き換えた識別情
報に応じて各分割面に輝度値をマッピングし、マッピン
グした輝度値により当該分割面の陰影付けを行う処理と
を含むものである。
ッサを含んで構成され、このプロセッサが所定のコンピ
ュータプログラムを読み込んで実行することにより画像
処理の実行環境を構築する半導体デバイスであって、前
記画像処理が、画像処理の対象物の表面を複数の分割面
に分割し、各分割面について、その垂直方向を指向する
第１法線ベクトルを生成する処理と、各分割面の前記第
１法線ベクトルを、各々異なる輝度値に対応付けられ且
つ各々が異なる識別情報により識別される所定数の第２
法線ベクトルの中で、特徴が最も近似する第２法線ベク
トルの識別情報に置き換える処理と、置き換えた識別情
報に応じて各分割面に輝度値をマッピングし、マッピン
グした輝度値により当該分割面の陰影付けを行う処理と
を含むものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明の画像処理装置は、コンピュータプ
ログラムを読み込んで実行することによって、画像処理
に関する種々の機能を形成するコンピュータにより実現
される。この実施形態によるコンピュータ１は、例えば
図１にそのハードウェア構成を示すように、それぞれ固
有の機能を有する複数の半導体デバイスが接続されたメ
インバスＢ１とサブバスＢ２の２本のバスを有してお
り、画像処理技術を用いたエンタテインメント処理を実
行できるようにしたものである。これらのバスＢ１、Ｂ
２は、必要に応じて、バスインタフェースＩＮＴを介し
て互いに接続され又は切り離されるようになっている。
に説明する。本発明の画像処理装置は、コンピュータプ
ログラムを読み込んで実行することによって、画像処理
に関する種々の機能を形成するコンピュータにより実現
される。この実施形態によるコンピュータ１は、例えば
図１にそのハードウェア構成を示すように、それぞれ固
有の機能を有する複数の半導体デバイスが接続されたメ
インバスＢ１とサブバスＢ２の２本のバスを有してお
り、画像処理技術を用いたエンタテインメント処理を実
行できるようにしたものである。これらのバスＢ１、Ｂ
２は、必要に応じて、バスインタフェースＩＮＴを介し
て互いに接続され又は切り離されるようになっている。
【００１８】メインバスＢ１には、画像処理の実行環境
を構築するための主たる半導体デバイスであるメインＣ
ＰＵ１０と、ＲＡＭで構成されるメインメモリ１１と、
メインＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）
１２と、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）デ
コーダ（ＭＤＥＣ）１３と、描画用メモリとなるフレー
ムメモリ１５を内蔵する描画処理装置（Graphic Proces
sing Unit、以下、「ＧＰＵ」）１４が接続される。Ｇ
ＰＵ１４には、フレームメモリ１５に描画されたデータ
を図外のディスプレイで表示できるようにするためのビ
デオ出力信号を生成するＣＲＴＣ（CRT controller）１
６が接続される。
を構築するための主たる半導体デバイスであるメインＣ
ＰＵ１０と、ＲＡＭで構成されるメインメモリ１１と、
メインＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）
１２と、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）デ
コーダ（ＭＤＥＣ）１３と、描画用メモリとなるフレー
ムメモリ１５を内蔵する描画処理装置（Graphic Proces
sing Unit、以下、「ＧＰＵ」）１４が接続される。Ｇ
ＰＵ１４には、フレームメモリ１５に描画されたデータ
を図外のディスプレイで表示できるようにするためのビ
デオ出力信号を生成するＣＲＴＣ（CRT controller）１
６が接続される。
【００１９】メインＣＰＵ１０は、コンピュータ１の起
動時にサブバスＢ２上のＲＯＭ２３から、バスインタフ
ェースＩＮＴを介して起動プログラムを読み込み、その
起動プログラムを実行してオペレーティングシステムを
動作させる。また、メディアドライブ２７を制御すると
ともに、このメディアドライブ２７に装着されたメディ
ア２８からアプリケーションプログラムやデータを読み
出し、これをメインメモリ１１に記憶させる。さらに、
メディア２８から読み出した各種データ、例えば複数の
基本図形（ポリゴン）で構成された３次元オブジェクト
データ（ポリゴンの頂点の座標値など）に対して、オブ
ジェクトの形状や動き等を表現するためのジオメトリ処
理（座標値演算処理）を行う。ジオメトリ処理によりポ
リゴン定義情報（使用するポリゴンの形状及びその描画
位置、ポリゴンを構成する素材の種類、色調、質感等の
指定）をその内容とするディスプレイリストを生成す
る。
動時にサブバスＢ２上のＲＯＭ２３から、バスインタフ
ェースＩＮＴを介して起動プログラムを読み込み、その
起動プログラムを実行してオペレーティングシステムを
動作させる。また、メディアドライブ２７を制御すると
ともに、このメディアドライブ２７に装着されたメディ
ア２８からアプリケーションプログラムやデータを読み
出し、これをメインメモリ１１に記憶させる。さらに、
メディア２８から読み出した各種データ、例えば複数の
基本図形（ポリゴン）で構成された３次元オブジェクト
データ（ポリゴンの頂点の座標値など）に対して、オブ
ジェクトの形状や動き等を表現するためのジオメトリ処
理（座標値演算処理）を行う。ジオメトリ処理によりポ
リゴン定義情報（使用するポリゴンの形状及びその描画
位置、ポリゴンを構成する素材の種類、色調、質感等の
指定）をその内容とするディスプレイリストを生成す
る。
【００２０】ＧＰＵ１４は、描画コンテクスト（ポリゴ
ンの素材を含む描画用のデータ）を保持しており、メイ
ンＣＰＵ１０から通知されるディスプレイリストに従っ
て必要な描画コンテクストを読み出してレンダリング処
理（描画処理）を行い、フレームメモリ１５にポリゴン
を描画する機能を有する半導体デバイスである。フレー
ムメモリ１５は、これをテクスチャメモリとしても使用
できる。そのため、フレームメモリ１５上のピクセルイ
メージをテクスチャとして描画するポリゴンに貼り付け
ることができる。
ンの素材を含む描画用のデータ）を保持しており、メイ
ンＣＰＵ１０から通知されるディスプレイリストに従っ
て必要な描画コンテクストを読み出してレンダリング処
理（描画処理）を行い、フレームメモリ１５にポリゴン
を描画する機能を有する半導体デバイスである。フレー
ムメモリ１５は、これをテクスチャメモリとしても使用
できる。そのため、フレームメモリ１５上のピクセルイ
メージをテクスチャとして描画するポリゴンに貼り付け
ることができる。
【００２１】メインＤＭＡＣ１２は、メインバスＢ１に
接続されている各回路を対象としてＤＭＡ転送制御を行
うとともに、バスインタフェースＩＮＴの状態に応じ
て、サブバスＢ２に接続されている各回路を対象として
ＤＭＡ転送制御を行う半導体デバイスであり、ＭＤＥＣ
１３は、メインＣＰＵ１０と並列に動作し、ＭＰＥＧ
（Moving Picture Experts Group）方式あるいはＪＰＥ
Ｇ（Joint Photographic Experts Group）方式等で圧縮
されたデータを伸張する機能を有する半導体デバイスで
ある。
接続されている各回路を対象としてＤＭＡ転送制御を行
うとともに、バスインタフェースＩＮＴの状態に応じ
て、サブバスＢ２に接続されている各回路を対象として
ＤＭＡ転送制御を行う半導体デバイスであり、ＭＤＥＣ
１３は、メインＣＰＵ１０と並列に動作し、ＭＰＥＧ
（Moving Picture Experts Group）方式あるいはＪＰＥ
Ｇ（Joint Photographic Experts Group）方式等で圧縮
されたデータを伸張する機能を有する半導体デバイスで
ある。
【００２２】サブバスＢ２には、マイクロプロセッサな
どで構成されるサブＣＰＵ２０、ＲＡＭで構成されるサ
ブメモリ２１、サブＤＭＡＣ２２、オペレーティングシ
ステムなどの制御プログラムが記憶されているＲＯＭ２
３、サウンドメモリ２５に蓄積された音データを読み出
してオーディオ出力として出力する音声処理用半導体デ
バイス（ＳＰＵ（sound processing unit））２４、図
示しないネットワークを介して外部装置と情報の送受信
を行う通信制御部（ＡＴＭ）２６、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶ
Ｄ−ＲＯＭなどのメデイア２８を装着するためのメディ
アドライブ２７及び入力部３１が接続されている。
どで構成されるサブＣＰＵ２０、ＲＡＭで構成されるサ
ブメモリ２１、サブＤＭＡＣ２２、オペレーティングシ
ステムなどの制御プログラムが記憶されているＲＯＭ２
３、サウンドメモリ２５に蓄積された音データを読み出
してオーディオ出力として出力する音声処理用半導体デ
バイス（ＳＰＵ（sound processing unit））２４、図
示しないネットワークを介して外部装置と情報の送受信
を行う通信制御部（ＡＴＭ）２６、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶ
Ｄ−ＲＯＭなどのメデイア２８を装着するためのメディ
アドライブ２７及び入力部３１が接続されている。
【００２３】サブＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２３に記憶され
ている制御プログラムに従って各種動作を行う。サブＤ
ＭＡＣ２２は、バスインタフェースＩＮＴがメインバス
Ｂ１とサブバスＢ２を切り離している状態においての
み、サブバスＢ２に接続されている各回路を対象として
ＤＭＡ転送などの制御を行う半導体デバイスである。入
力部３１は、操作装置３３からの入力信号が入力される
接続端子３２を備える。なお、本明細書では、画像につ
いてのみ説明を行い、便宜上、音声についての説明は省
略する。
ている制御プログラムに従って各種動作を行う。サブＤ
ＭＡＣ２２は、バスインタフェースＩＮＴがメインバス
Ｂ１とサブバスＢ２を切り離している状態においての
み、サブバスＢ２に接続されている各回路を対象として
ＤＭＡ転送などの制御を行う半導体デバイスである。入
力部３１は、操作装置３３からの入力信号が入力される
接続端子３２を備える。なお、本明細書では、画像につ
いてのみ説明を行い、便宜上、音声についての説明は省
略する。
【００２４】このように構成されるコンピュータ１は、
メインＣＰＵ１０、ＧＰＵ１４が、ＲＯＭ２３及びメデ
ィア２８等の記録媒体から本発明のコンピュータプログ
ラムを読み込むことにより、画像処理装置１００として
動作するうえで必要な機能ブロック、即ち、図２に示す
ような、法線ベクトルマッピング部１０１、法線ベクト
ル置換部１０２、輝度値導出部１０３、ＣＬＵＴ１０
４、輝度値マッピング部１０５、描画処理部１０６、ジ
オメトリ処理部１０７を形成する。図１に示したハード
ウェアとの関係では、ＧＰＵ１４により、法線ベクトル
マッピング部１０１、法線ベクトル置換部１０２、輝度
値導出部１０３、ＣＬＵＴ１０４、輝度値マッピング部
１０５、描画処理部１０６が形成される。メインＣＰＵ
１０により、ジオメトリ処理部１０７が形成される。
メインＣＰＵ１０、ＧＰＵ１４が、ＲＯＭ２３及びメデ
ィア２８等の記録媒体から本発明のコンピュータプログ
ラムを読み込むことにより、画像処理装置１００として
動作するうえで必要な機能ブロック、即ち、図２に示す
ような、法線ベクトルマッピング部１０１、法線ベクト
ル置換部１０２、輝度値導出部１０３、ＣＬＵＴ１０
４、輝度値マッピング部１０５、描画処理部１０６、ジ
オメトリ処理部１０７を形成する。図１に示したハード
ウェアとの関係では、ＧＰＵ１４により、法線ベクトル
マッピング部１０１、法線ベクトル置換部１０２、輝度
値導出部１０３、ＣＬＵＴ１０４、輝度値マッピング部
１０５、描画処理部１０６が形成される。メインＣＰＵ
１０により、ジオメトリ処理部１０７が形成される。
【００２５】画像処理装置１００は、法線ベクトルに基
づいて輝度値を求める処理の処理量を減らして、高速に
バンプマッピングを実現できるように構成されている。
具体的には、バンプマッピングが行われる面を分割した
分割面毎の法線ベクトル（個別法線ベクトル）を、分割
面の数よりも少ない所定数の基準法線ベクトルのうち最
も特徴が似ている基準法線ベクトルに置き換える。そし
て、基準法線ベクトルの各々について輝度値を求める。
そして、これらの輝度値に基づいて各分割面の陰影付け
を行う。これにより、その面についての凹凸が表現され
る。
づいて輝度値を求める処理の処理量を減らして、高速に
バンプマッピングを実現できるように構成されている。
具体的には、バンプマッピングが行われる面を分割した
分割面毎の法線ベクトル（個別法線ベクトル）を、分割
面の数よりも少ない所定数の基準法線ベクトルのうち最
も特徴が似ている基準法線ベクトルに置き換える。そし
て、基準法線ベクトルの各々について輝度値を求める。
そして、これらの輝度値に基づいて各分割面の陰影付け
を行う。これにより、その面についての凹凸が表現され
る。
【００２６】次に、画像処理装置１００が有する各機能
ブロックについて説明する。ジオメトリ処理部１０７
は、操作装置３３等からの入力に応じてジオメトリ処理
を行い、そのジオメトリ処理の結果として、ディスプレ
イリストを生成する。生成されるディスプレイリストに
おいて、バンプマッピングが行われるポリゴンについて
は、例えばバンプマッピングの対象となる旨を表す情報
が付加されており、バンプマッピングの対象となるポリ
ゴンがわかるようになっている。バンプマッピングを行
うか否かは、例えば、モデリング時に開発者によって決
められている。
ブロックについて説明する。ジオメトリ処理部１０７
は、操作装置３３等からの入力に応じてジオメトリ処理
を行い、そのジオメトリ処理の結果として、ディスプレ
イリストを生成する。生成されるディスプレイリストに
おいて、バンプマッピングが行われるポリゴンについて
は、例えばバンプマッピングの対象となる旨を表す情報
が付加されており、バンプマッピングの対象となるポリ
ゴンがわかるようになっている。バンプマッピングを行
うか否かは、例えば、モデリング時に開発者によって決
められている。
【００２７】法線ベクトルマッピング部１０１は、ジオ
メトリ処理部１０７により生成されたディスプレイリス
トに基づいて、バンプマッピングを行うポリゴンを特定
し、特定したポリゴンの面を分割して、各分割面に個別
法線ベクトルをマッピングする。各個別法線ベクトルは
他の個別法線ベクトルとは独立に方向が定められてい
る。つまり、ポリゴンの面を分割した複数の分割面の各
々に、他の分割面とは独立に方向が決められた個別法線
ベクトルをマッピングする。個別法線ベクトルは、例え
ば、ポリゴンの面の垂直方向を指向する法線ベクトルに
揺らぎを与え、この揺らぎにより方向をランダムに変化
させて決めるようにするとよい。また、分割面毎の個別
法線ベクトルが、ディスプレイリストに、ポリゴンを表
現する情報の一部として含まれるようにしてもよい。
メトリ処理部１０７により生成されたディスプレイリス
トに基づいて、バンプマッピングを行うポリゴンを特定
し、特定したポリゴンの面を分割して、各分割面に個別
法線ベクトルをマッピングする。各個別法線ベクトルは
他の個別法線ベクトルとは独立に方向が定められてい
る。つまり、ポリゴンの面を分割した複数の分割面の各
々に、他の分割面とは独立に方向が決められた個別法線
ベクトルをマッピングする。個別法線ベクトルは、例え
ば、ポリゴンの面の垂直方向を指向する法線ベクトルに
揺らぎを与え、この揺らぎにより方向をランダムに変化
させて決めるようにするとよい。また、分割面毎の個別
法線ベクトルが、ディスプレイリストに、ポリゴンを表
現する情報の一部として含まれるようにしてもよい。
【００２８】法線ベクトル置換部１０２は、ポリゴンの
各分割面にマッピングされた個別法線ベクトルを、各々
異なる識別情報によって識別される複数の基準法線ベク
トルの中で、特徴が最も近似する基準法線ベクトルに置
き換え、置き換えた基準法線ベクトルの識別情報を当該
分割面にマッピングする。特徴の最も近似する基準法線
ベクトルとは、例えば、ベクトルの方向が近似する基準
法線ベクトルである。基準法線ベクトルには、例えば、
個別法線ベクトルをベクトル量子化して、すべての個別
法線ベクトルを方向別にグループ分けし、各グループに
おける個別法線ベクトルの平均のベクトルを用いること
ができる。また、基準法線ベクトルは、モデリングの際
に予め用意するようにしてもよい。基準法線ベクトルの
数は、個別法線ベクトルの数よりも少なくする。
各分割面にマッピングされた個別法線ベクトルを、各々
異なる識別情報によって識別される複数の基準法線ベク
トルの中で、特徴が最も近似する基準法線ベクトルに置
き換え、置き換えた基準法線ベクトルの識別情報を当該
分割面にマッピングする。特徴の最も近似する基準法線
ベクトルとは、例えば、ベクトルの方向が近似する基準
法線ベクトルである。基準法線ベクトルには、例えば、
個別法線ベクトルをベクトル量子化して、すべての個別
法線ベクトルを方向別にグループ分けし、各グループに
おける個別法線ベクトルの平均のベクトルを用いること
ができる。また、基準法線ベクトルは、モデリングの際
に予め用意するようにしてもよい。基準法線ベクトルの
数は、個別法線ベクトルの数よりも少なくする。
【００２９】輝度値導出部１０３は、各基準法線ベクト
ルに基づいて輝度値を導出する。例えば、基準法線ベク
トルに基づいてシェーディング処理を行うことにより、
輝度値を導出する。輝度値導出部１０３は、導出した輝
度値を、該当する基準法線ベクトルの識別情報とともに
ＣＬＵＴ１０４に書き込む。ＣＬＵＴ１０４は、輝度値
導出部１０３により導出された輝度値が、該当する基準
法線ベクトルの識別情報とともに書き込まれるテーブル
である。図５は、ＣＬＵＴ１０４の例示図である。ここ
では、ポリゴン１という名前のポリゴンの、基準法線ベ
クトルを識別するための識別情報「１」〜「８」と、各
識別情報に対応する輝度値「α１」〜「α８」とが対応
付けられて記録されている。
ルに基づいて輝度値を導出する。例えば、基準法線ベク
トルに基づいてシェーディング処理を行うことにより、
輝度値を導出する。輝度値導出部１０３は、導出した輝
度値を、該当する基準法線ベクトルの識別情報とともに
ＣＬＵＴ１０４に書き込む。ＣＬＵＴ１０４は、輝度値
導出部１０３により導出された輝度値が、該当する基準
法線ベクトルの識別情報とともに書き込まれるテーブル
である。図５は、ＣＬＵＴ１０４の例示図である。ここ
では、ポリゴン１という名前のポリゴンの、基準法線ベ
クトルを識別するための識別情報「１」〜「８」と、各
識別情報に対応する輝度値「α１」〜「α８」とが対応
付けられて記録されている。
【００３０】輝度値マッピング部１０５は、識別情報が
マッピングされたポリゴンの各分割面に、ＣＬＵＴ１０
４を参照して、該当する識別情報に対応する輝度値をマ
ッピングする。描画処理部１０６は、ディスプレイリス
トに応じた画像をフレームメモリ１５に描画する。特
に、輝度値マッピング部１０５で輝度値がマッピングさ
れたポリゴンには、ディスプレイリストにより当該ポリ
ゴンにマッピングするように指示されたテクスチャに輝
度値を反映させて描画する。
マッピングされたポリゴンの各分割面に、ＣＬＵＴ１０
４を参照して、該当する識別情報に対応する輝度値をマ
ッピングする。描画処理部１０６は、ディスプレイリス
トに応じた画像をフレームメモリ１５に描画する。特
に、輝度値マッピング部１０５で輝度値がマッピングさ
れたポリゴンには、ディスプレイリストにより当該ポリ
ゴンにマッピングするように指示されたテクスチャに輝
度値を反映させて描画する。
【００３１】以上のような画像処理装置１００により、
次に示すような手順でバンプマッピングを行うことがで
きる。図３は本発明の画像処理装置１００によるバンプ
マッピングの処理手順を示すフローチャートである。ジ
オメトリ処理部１０７により生成されたディスプレイリ
ストは、法線ベクトルマッピング部１０１に送られる。
法線ベクトルマッピング部１０１は、ジオメトリ処理部
１０７から送られたディスプレイリストを取得する（ス
テップＳ１０１）。次いで、法線ベクトルマッピング部
１０１は、ディスプレイリストによりバンプマッピング
の対象となるポリゴンを特定する（ステップＳ１０
２）。バンプマッピングの対象となるポリゴンが複数あ
る場合には、そのすべてを特定する。
次に示すような手順でバンプマッピングを行うことがで
きる。図３は本発明の画像処理装置１００によるバンプ
マッピングの処理手順を示すフローチャートである。ジ
オメトリ処理部１０７により生成されたディスプレイリ
ストは、法線ベクトルマッピング部１０１に送られる。
法線ベクトルマッピング部１０１は、ジオメトリ処理部
１０７から送られたディスプレイリストを取得する（ス
テップＳ１０１）。次いで、法線ベクトルマッピング部
１０１は、ディスプレイリストによりバンプマッピング
の対象となるポリゴンを特定する（ステップＳ１０
２）。バンプマッピングの対象となるポリゴンが複数あ
る場合には、そのすべてを特定する。
【００３２】バンプマッピングの対象となるポリゴンを
特定すると、法線ベクトルマッピング部１０１は、特定
したポリゴンの面を複数の分割面に分割し、各分割面に
個別法線ベクトルをマッピングする（ステップＳ１０
３）。この実施形態では、ディスプレイに表示した際
に、分割面が１ピクセルの大きさとなるようにポリゴン
の面を分割する。つまり、個別法線ベクトルを、ポリゴ
ンを構成する全ピクセルに対してマッピングする。これ
により、凹凸の精細な表現が可能となる。図４（ａ）
は、ピクセル単位で個別法線ベクトルがマッピングされ
たポリゴンを例示した図である。一つのピクセルを一つ
の四角形で表しており、２０ピクセルで一つの四角形の
ポリゴンをなしている。各ピクセルには、矢印で表され
る個別法線ベクトルがマッピングされている。各個別法
線ベクトルは、他の分割面の個別法線ベクトルとは独立
に、その方向が定められている。
特定すると、法線ベクトルマッピング部１０１は、特定
したポリゴンの面を複数の分割面に分割し、各分割面に
個別法線ベクトルをマッピングする（ステップＳ１０
３）。この実施形態では、ディスプレイに表示した際
に、分割面が１ピクセルの大きさとなるようにポリゴン
の面を分割する。つまり、個別法線ベクトルを、ポリゴ
ンを構成する全ピクセルに対してマッピングする。これ
により、凹凸の精細な表現が可能となる。図４（ａ）
は、ピクセル単位で個別法線ベクトルがマッピングされ
たポリゴンを例示した図である。一つのピクセルを一つ
の四角形で表しており、２０ピクセルで一つの四角形の
ポリゴンをなしている。各ピクセルには、矢印で表され
る個別法線ベクトルがマッピングされている。各個別法
線ベクトルは、他の分割面の個別法線ベクトルとは独立
に、その方向が定められている。
【００３３】法線ベクトル置換部１０２では、ポリゴン
の各ピクセルにマッピングされた個別法線ベクトルを、
複数の基準法線ベクトルの中で特徴が最も近似する基準
法線ベクトルに置き換える（ステップＳ１０４）。この
実施形態では、ピクセル毎にマッピングされた個別法線
ベクトルを、８個の基準法線ベクトルの中で特徴が最も
近似するものに置き換える。そして、置き換えた基準法
線ベクトルを識別する識別情報を、各分割面上にマッピ
ングする（ステップＳ１０５）。図４（ｂ）は、以上の
ようにして、識別情報を各ピクセルにマッピングしたと
きのポリゴンを例示した図である。
の各ピクセルにマッピングされた個別法線ベクトルを、
複数の基準法線ベクトルの中で特徴が最も近似する基準
法線ベクトルに置き換える（ステップＳ１０４）。この
実施形態では、ピクセル毎にマッピングされた個別法線
ベクトルを、８個の基準法線ベクトルの中で特徴が最も
近似するものに置き換える。そして、置き換えた基準法
線ベクトルを識別する識別情報を、各分割面上にマッピ
ングする（ステップＳ１０５）。図４（ｂ）は、以上の
ようにして、識別情報を各ピクセルにマッピングしたと
きのポリゴンを例示した図である。
【００３４】輝度値導出部１０３は、基準法線ベクトル
のそれぞれに基づいてシェーディング処理を行い、シェ
ーディング処理の結果として得られる輝度値をＣＬＵＴ
１０４に書き込む（ステップＳ１０６）。つまり、８個
の基準法線ベクトルの各々に基づいてシェーディング処
理を行い、それぞれの輝度値を導出する。基準法線ベク
トルの識別情報と導出した輝度値とを対応付けしてＣＬ
ＵＴ１０４に書き込み、図５に示すようなテーブルを作
成する。バンプマッピングの対象となるポリゴンが複数
の場合は、それぞれのポリゴンについて同様のテーブル
を作成する。つまり、ポリゴン２、ポリゴン３、…、と
いうように同様のテーブルを増やしていく。
のそれぞれに基づいてシェーディング処理を行い、シェ
ーディング処理の結果として得られる輝度値をＣＬＵＴ
１０４に書き込む（ステップＳ１０６）。つまり、８個
の基準法線ベクトルの各々に基づいてシェーディング処
理を行い、それぞれの輝度値を導出する。基準法線ベク
トルの識別情報と導出した輝度値とを対応付けしてＣＬ
ＵＴ１０４に書き込み、図５に示すようなテーブルを作
成する。バンプマッピングの対象となるポリゴンが複数
の場合は、それぞれのポリゴンについて同様のテーブル
を作成する。つまり、ポリゴン２、ポリゴン３、…、と
いうように同様のテーブルを増やしていく。
【００３５】基準法線ベクトルの数だけしかシェーディ
ング処理を行う必要がないために、マッピングされるす
べての個別法線ベクトルの各々に基づいてシェーディン
グ処理を行う必要のあった従来のバンプマッピングより
も、大幅に輝度値を導出する処理の時間を短縮できる。
例えば、図４（ａ）の場合、従来は２０個の個別法線ベ
クトルの各々に基づいてシェーディング処理を行って輝
度値を求める必要があったが、本実施形態では、８個の
基準法線ベクトルに基づいてシェーディング処理を行っ
て輝度値を求めれば済むことになる。基準法線ベクトル
の数は、任意に設定可能であり、凹凸の面の方向を微妙
に変化させて精細に表現したい場合には、その数を増や
せばよく、高速に処理を行いたい場合には、その数を減
らせばよい。基準法線ベクトルの個数は、得られる画像
の凹凸面の方向の数と処理速度とに応じて決めればよ
い。
ング処理を行う必要がないために、マッピングされるす
べての個別法線ベクトルの各々に基づいてシェーディン
グ処理を行う必要のあった従来のバンプマッピングより
も、大幅に輝度値を導出する処理の時間を短縮できる。
例えば、図４（ａ）の場合、従来は２０個の個別法線ベ
クトルの各々に基づいてシェーディング処理を行って輝
度値を求める必要があったが、本実施形態では、８個の
基準法線ベクトルに基づいてシェーディング処理を行っ
て輝度値を求めれば済むことになる。基準法線ベクトル
の数は、任意に設定可能であり、凹凸の面の方向を微妙
に変化させて精細に表現したい場合には、その数を増や
せばよく、高速に処理を行いたい場合には、その数を減
らせばよい。基準法線ベクトルの個数は、得られる画像
の凹凸面の方向の数と処理速度とに応じて決めればよ
い。
【００３６】次いで、輝度値マッピング部１０５によ
り、各分割面に輝度値のマッピングを行う（ステップＳ
１０７）。つまり、輝度値マッピング部１０５が、ポリ
ゴンの各分割面に、マッピングされている識別情報に応
じた輝度値を、ＣＬＵＴ１０４から読み取ってマッピン
グする。図４（ｃ）は、各ピクセルに輝度値がマッピン
グされたポリゴンを例示した図である。
り、各分割面に輝度値のマッピングを行う（ステップＳ
１０７）。つまり、輝度値マッピング部１０５が、ポリ
ゴンの各分割面に、マッピングされている識別情報に応
じた輝度値を、ＣＬＵＴ１０４から読み取ってマッピン
グする。図４（ｃ）は、各ピクセルに輝度値がマッピン
グされたポリゴンを例示した図である。
【００３７】バンプマッピングの対象となるポリゴンが
複数ある場合には、該当するすべてのポリゴンについ
て、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０７の処理を繰り
返し行う（ステップＳ１０８：N）。バンプマッピング
の対象となるすべてのポリゴンについて、ステップＳ１
０３〜ステップＳ１０７の処理が終了すると（ステップ
Ｓ１０８:Y）、描画処理部１０６は、ディスプレイリス
トに基づいて、すべてのポリゴン等をフレームメモリ１
５に描画する。このとき、ステップＳ１０７で輝度値が
マッピングされたポリゴンに貼り付けられるテクスチャ
は、輝度値が反映されたものとなる（ステップＳ１０
９）。このようにしてフレームメモリ１５上に描画され
た画像を、ＣＲＴＣ１６によりビデオ出力に変換して所
定のディスプレ装置に表示させることにより、バンプマ
ッピングが行われて、陰影により凹凸が表現されたポリ
ゴンを含んだ画像が視認可能になる。なお、テクスチャ
をマッピングしない場合は、輝度値をＲＧＢ値として直
接フレームメモリ１５上に描画するようにしてもよい。
複数ある場合には、該当するすべてのポリゴンについ
て、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０７の処理を繰り
返し行う（ステップＳ１０８：N）。バンプマッピング
の対象となるすべてのポリゴンについて、ステップＳ１
０３〜ステップＳ１０７の処理が終了すると（ステップ
Ｓ１０８:Y）、描画処理部１０６は、ディスプレイリス
トに基づいて、すべてのポリゴン等をフレームメモリ１
５に描画する。このとき、ステップＳ１０７で輝度値が
マッピングされたポリゴンに貼り付けられるテクスチャ
は、輝度値が反映されたものとなる（ステップＳ１０
９）。このようにしてフレームメモリ１５上に描画され
た画像を、ＣＲＴＣ１６によりビデオ出力に変換して所
定のディスプレ装置に表示させることにより、バンプマ
ッピングが行われて、陰影により凹凸が表現されたポリ
ゴンを含んだ画像が視認可能になる。なお、テクスチャ
をマッピングしない場合は、輝度値をＲＧＢ値として直
接フレームメモリ１５上に描画するようにしてもよい。
【００３８】以上のような処理により得られるポリゴン
の画像は、ピクセル毎にマッピングされた個別法線ベク
トルに基づいてバンプマッピングが行われているので、
凹凸が精細に表現されたものとなる。また、個別法線ベ
クトルよりも少ない基準法線ベクトルについてのみ輝度
値を導出すればよいので、全体として高速なバンプマッ
ピングが実現できる。つまり、画像を十分に精細に表示
していても、そのための処理の負荷は、基準法線ベクト
ルの数により決まるために、画像の精細さを保ちつつ従
来よりも処理を速く終了させることができる。
の画像は、ピクセル毎にマッピングされた個別法線ベク
トルに基づいてバンプマッピングが行われているので、
凹凸が精細に表現されたものとなる。また、個別法線ベ
クトルよりも少ない基準法線ベクトルについてのみ輝度
値を導出すればよいので、全体として高速なバンプマッ
ピングが実現できる。つまり、画像を十分に精細に表示
していても、そのための処理の負荷は、基準法線ベクト
ルの数により決まるために、画像の精細さを保ちつつ従
来よりも処理を速く終了させることができる。
【００３９】以上の説明では、ポリゴンの面単位による
バンプマッピングを説明したが、これに限らず、オブジ
ェクト単位、すなわち画像処理の対象物の表面全体で上
記のようなバンプマッピングを行うようにしてもよい。
また、本実施形態では、基準法線ベクトルを識別するた
めの識別情報及び輝度値を、個別法線ベクトルを基にし
て生成するようにしたが、これに限らず、予め基準法線
ベクトルの識別情報及び輝度値を用意しておくようにし
てもよい。このようにすると、ＣＬＵＴ１０４を生成す
る必要が無く、個別法線ベクトルを、近似する基準法線
ベクトルに対応する輝度値に直接置き換えるようにする
こともできる。
バンプマッピングを説明したが、これに限らず、オブジ
ェクト単位、すなわち画像処理の対象物の表面全体で上
記のようなバンプマッピングを行うようにしてもよい。
また、本実施形態では、基準法線ベクトルを識別するた
めの識別情報及び輝度値を、個別法線ベクトルを基にし
て生成するようにしたが、これに限らず、予め基準法線
ベクトルの識別情報及び輝度値を用意しておくようにし
てもよい。このようにすると、ＣＬＵＴ１０４を生成す
る必要が無く、個別法線ベクトルを、近似する基準法線
ベクトルに対応する輝度値に直接置き換えるようにする
こともできる。
【００４０】
【発明の効果】以上のような本発明により、画像の精細
さにかかわらず、従来よりも高速なバンプマッピングを
簡易に実現できるようになる。
さにかかわらず、従来よりも高速なバンプマッピングを
簡易に実現できるようになる。
【図１】本実施形態のコンピュータのハードウェア構成
図である。
図である。
【図２】本実施形態の画像処理装置の主要機能ブロック
図である。
図である。
【図３】本実施形態のバンプマッピングのフローチャー
トである。
トである。
【図４】図４（ａ）は個別法線ベクトルがマッピングさ
れたポリゴンの例示図、図４（ｂ）は識別情報がマッピ
ングされたポリゴンの例示図、図４（ｃ）は輝度値がマ
ッピングされたポリゴンの例示図である。
れたポリゴンの例示図、図４（ｂ）は識別情報がマッピ
ングされたポリゴンの例示図、図４（ｃ）は輝度値がマ
ッピングされたポリゴンの例示図である。
【図５】ＣＬＵＴの例示図である。
１ コンピュータ １００ 画像処理装置 １０１ 法線ベクトルマッピング部 １０２ 法線ベクトル置換部 １０３ 輝度値導出部 １０４ ＣＬＵＴ １０５ 輝度値マッピング部 １０６ 描画処理部 １０７ ジオメトリ処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 正昭 東京都港区赤坂７丁目１番１号 株式会社 ソニー・コンピュータエンタテインメント 内 (72)発明者 吉岡 直人 東京都港区赤坂７丁目１番１号 株式会社 ソニー・コンピュータエンタテインメント 内 Ｆターム(参考） 5B080 AA14 AA15 GA11 GA23
Claims (11)
- 【請求項１】 画像処理の対象物の表面を複数の分割面
に分割し、各分割面の各々について、その垂直方向を指
向する第１法線ベクトルを生成するとともに各第１法線
ベクトルを当該分割面の陰影を表現するための輝度値に
変換する装置に、各々異なる輝度値が対応付けられた所
定数の第２法線ベクトルを用意しておき、当該装置にお
いて、個々の分割面の第１法線ベクトルを、当該第１法
線ベクトルの特徴に最も近似する第２法線ベクトルに対
応する輝度値に置き換える過程を含む、 画像処理方法。 - 【請求項２】 画像処理の対象物の表面に陰影付けを行
う装置により実行される方法であって、 前記表面を複数の分割面に分割し、複数の分割面の各々
について、その垂直方向を指向する第１法線ベクトルを
生成する過程と、 各分割面の前記第１法線ベクトルを、各々異なる輝度値
に対応付けられた所定数の第２法線ベクトルの中で、特
徴が最も近似する第２法線ベクトルに対応付けされた輝
度値に置き換え、置き換えた輝度値に応じて各分割面に
対する陰影付けを行う過程とを含む、 画像処理方法。 - 【請求項３】 画像処理の対象物の表面を複数の分割面
に分割し、各分割面の各々について、その垂直方向を指
向する第１法線ベクトルを生成する手段と、 それぞれが異なる輝度値に対応付けされた所定数の第２
法線ベクトルを生成するとともに、個々の分割面の前記
第１法線ベクトルを、前記所定数の第２法線ベクトルの
うち最も特徴が近似する第２法線ベクトルに対応付けさ
れた輝度値に置き換える手段と、 置き換えられた輝度値に応じて各分割面に対する陰影付
けを行う手段と、を備える、 画像処理装置。 - 【請求項４】 画像処理の対象物の表面を複数の分割面
に分割するとともに分割面毎にその垂直方向を指向する
第１法線ベクトルを生成する第１の手段と、 各々が異なる識別情報によって識別される所定数の第２
法線ベクトルを生成するとともに複数の前記第１法線ベ
クトルに前記所定数の第２法線ベクトルの中で特徴が最
も近似する第２法線ベクトルの識別情報を割り当てる第
２の手段と、 前記所定数の第２法線ベクトルの各々の輝度値を導出す
るとともに導出した輝度値と導出に用いた第２法線ベク
トルの識別情報とを対応付けしたテーブルを作成する第
３の手段と、 複数の前記第１法線ベクトルの各々に割り当てられた識
別情報に応じた輝度値を前記テーブルから読み出して当
該分割面に割り当てる第４の手段とを備え、 複数の分割面の各々に割り当てた輝度値により陰影を反
映したテクスチャをマッピングするように構成されてい
る、 画像処理装置。 - 【請求項５】 前記表面が、１又は複数のポリゴンによ
り構成されている、 請求項３又は４記載の画像処理装置。 - 【請求項６】 前記第１の手段は、各分割面の前記第１
法線ベクトルの各々を、前記表面の垂直方向を指向する
法線ベクトルに揺らぎを与えて生成するように構成され
ている、 請求項４記載の画像処理装置。 - 【請求項７】 前記第１の手段は、前記表面を、少なく
とも一部の分割面が１ピクセル分の面となるように分割
するように構成されている、 請求項４記載の画像処理装置。 - 【請求項８】 前記第２の手段は、前記第１法線ベクト
ルの数よりも少ない数の前記第２法線ベクトルを生成す
るように構成される、 請求項４記載の画像処理装置。 - 【請求項９】 前記第２の手段は、前記第１法線ベクト
ルを方向別にグループ分けし、各々のグループに属する
第１法線ベクトルの平均から前記所定数の第２法線ベク
トルを生成するように構成されている、 請求項４記載の画像処理装置。 - 【請求項１０】 画像処理の対象物の表面に陰影付けを
行うことにより当該表面に凹凸を表現するコンピュータ
に、 前記表面を複数の分割面に分割し、各分割面について、
その垂直方向を指向する第１法線ベクトルを生成する処
理、 各分割面の前記第１法線ベクトルを、各々異なる輝度値
に対応付けられ且つ各々が異なる識別情報により識別さ
れる所定数の第２法線ベクトルの中で、特徴が最も近似
する第２法線ベクトルの識別情報に置き換える処理、 置き換えた識別情報に応じて各分割面に輝度値をマッピ
ングし、マッピングした輝度値により当該分割面の陰影
付けを行う処理、 を実行させるためのコンピュータプログラム。 - 【請求項１１】 プロセッサを含んで構成され、このプ
ロセッサが所定のコンピュータプログラムを読み込んで
実行することにより画像処理の実行環境を構築する半導
体デバイスであって、 前記画像処理が、 画像処理の対象物の表面を複数の分割面に分割し、各分
割面について、その垂直方向を指向する第１法線ベクト
ルを生成する処理と、 各分割面の前記第１法線ベクトルを、各々異なる輝度値
に対応付けられ且つ各々が異なる識別情報により識別さ
れる所定数の第２法線ベクトルの中で、特徴が最も近似
する第２法線ベクトルの識別情報に置き換える処理と、 置き換えた識別情報に応じて各分割面に輝度値をマッピ
ングし、マッピングした輝度値により当該分割面の陰影
付けを行う処理とを含むものである、 半導体デバイス。
Priority Applications (7)
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- 2001-10-23 KR KR10-2003-7004921A patent/KR20040004393A/ko not_active Application Discontinuation
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