JP2003022453A - 描画処理方法及び装置、描画処理プログラムを記録した記録媒体、描画処理プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 グラフィック描画装置の処理負担を増大させ
たり、特別なプログラムを用いることなく、例えば、コ
ンピュータグラフィック画像やテレビゲーム画像におけ
る様々な画像効果やゲームシーン等の表現を実現可能と
する。 【解決手段】 予め、同一のポリゴンに割り当てられる
ことになる、色、絵柄、模様が異なる複数の異なる素材
（テクスチャ）を用意しておき、それら複数の異なるテ
クスチャの中から、仮想視点とポリゴン７４〜７６の距
離に応じたテクスチャを選択して、それら距離に応じた
ポリゴン７４〜７６を、ポリゴン７４〜７６に割り当て
てマッピングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば３次元画像
情報をテレビジョンモニタ装置などの２次元画面上へ描
画する描画処理方法及び装置、描画処理プログラムを記
録した記録媒体、描画処理プログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のテレビゲーム機やパーソナルコン
ピュータは、プロセッサやメモリ等の高集積化、高速化
等が進んでおり、その結果として、３次元画像情報から
例えば精細且つリアリティ性の高い２次元画像をリアル
タイムに生成して２次元スクリーン上に描画するような
ことが可能となっている。

【０００３】また、現在のリアルタイム３次元画像処理
システムは、殆どのものがポリゴン単位での描画処理を
基本にして上記２次元画像を生成している。このよう
に、２次元画像の生成にポリゴン描画処理が用いられる
のは、上記ポリゴンのデータが多角形の頂点単位で表さ
れるデータでありコントロールが容易であること、ポリ
ゴンデータからピクセルデータへの変換は描画面に対す
る頂点の線形補間処理により実現でき、メモリアクセス
や演算にローカリティがあるため高速な処理が可能であ
ること、上記線形補間処理の際には例えばいわゆるＤＤ
Ａ（Digital Differential Analyzer）を用いること
で、その演算の殆どを加算で済ますことができ、現在実
装可能な回路規模でも充分効果的なリアルタイム描画を
実現できること、などの理由による。

【０００４】上記３次元画像情報から２次元画像を生成
し、その２次元画像を２次元スクリーン上へ描画する場
合、先ず、上記３次元画像情報であるワールド座標系の
ポリゴンデータには、座標変換処理，クリッピング（Cl
ipping）処理，ライティング（Lighting）処理等のジオ
メトリ（Geometry）演算処理が施される。次に、そのジ
オメトリ演算処理後のポリゴンデータは、投影変換処理
により、スクリーン座標系のポリゴンデータに変換さ
れ、そして、レンダリング処理が施される。レンダリン
グ処理では、ポリゴンの頂点の色データと奥行き（視点
からの深さ）を表すＺ値などに基づいて、ポリゴンを構
成するピクセルデータを計算する。すなわち、レンダリ
ング処理では、上記Ｚ値に基づいて、３次元画像を構成
するポリゴンのうち、最も手前に描画されることになる
ポリゴンのピクセルを決定し、そして、予め用意されて
いるテクスチャのデータ（テクセルデータ）を、その描
画すべきピクセルにマッピングする（テクスチャマッピ
ング）。その後、上記テクスチャマッピング後のピクセ
ルデータは、２次元スクリーン上に表示するためのスク
リーンデータに変換され、当該スクリーンデータがテレ
ビジョンモニタ装置に送られて２次元スクリーン上に表
示されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、テレビゲー
ム画像やコンピュータグラフィック画像では、例えば、
鏡や水面などの反射率が高い物体に周りの風景が映る様
子や、光沢のあるオブジェクトを描画すること、被写界
深度を擬似的に表現すること、遠くの景色に霧がかかっ
たような表現を行うこと、水面上を移動する波の表現な
ど、様々な画像効果を種々の手法により実現すること
で、よりリアリティのある画像を生成することが望まれ
ている。

【０００６】また、テレビゲームなどでは、例えば、隠
しアイテムやメッセージ等を所望のタイミングで出現さ
せたり、様々な部分の色を変化させたり、オブジェクト
の色、絵柄或いは模様等を変化させることなどの様々な
シーンを実現することで、ゲーム内容に変化を持たせ、
複雑で且つ意外性のあるゲームを実現することが望まれ
ている。

【０００７】しかしながら、テレビゲーム画像やコンピ
ュータグラフィック画像において、様々な画像効果を表
現するには、それぞれその画像効果を実現するための演
算処理や特殊な処理が必要であり、グラフィック描画装
置に負担がかかり、その結果、他の描画処理に影響を及
ぼしたり、高価なグラフィック描画装置が必要になるな
どの問題がある。

【０００８】また、上記テレビゲームにおいて、隠しア
イテムやメッセージ等の出現や、色や模様の変化などを
実現するには、それらを実行するための特別なプログラ
ムが必要になり、また、演算処理も増大することが問題
となる。

【０００９】そこで、本発明は、このような課題に鑑み
てなされたものであり、グラフィック描画装置の処理負
担を増大させることなく、また、特別なプログラムによ
らずに、様々な画像効果やゲームシーン等を実現可能と
する、描画処理方法及び装置、描画処理プログラムを記
録した記録媒体、描画処理プログラムを提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、同一のポリゴ
ンに割り当てられる複数の異なる素材を用意し、それら
素材の中から、仮想視点とポリゴンの距離に応じた素材
を選択して当該ポリゴンに割り当てるようにしている。

【００１１】すなわち、本発明では、同一のポリゴンに
割り当てられる複数の異なる素材の中から、仮想視点と
ポリゴンの距離に応じた素材を選択してマッピングする
ことのみにより、例えば、コンピュータグラフィック画
像やテレビゲーム画像における様々な画像効果やゲーム
シーン等の表現を実現している。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１〜図６を用いて本発明にかか
る描画処理の概要を説明する。

【００１３】本実施の形態では、一例として、図１に示
すようなテクスチャ７１〜７３を描画用の素材として用
意し、他の通常のテクスチャと共にテクスチャバッファ
に格納しておく。上記テクスチャ７１〜７３は、それぞ
れ異なる色，絵柄，模様のテクスチャであって、上記テ
クスチャ７１は例えば左上隅に「Ａ」の文字が絵柄とし
て描かれたテクスチャであり、テクスチャ７２は例えば
右下隅に「Ｂ」の文字が絵柄として描かれたテクスチャ
であり、テクスチャ７３は例えば左上隅に「Ｃ」の文字
が絵柄として描かれたテクスチャであるとする。

【００１４】また、これらテクスチャ７１〜７３は、同
一のポリゴンに貼り付けられるものであり、例えば上記
テクスチャ７１はポリゴンが仮想視点（以下単に視点と
する）から近い位置に存在するときにそのポリゴンに貼
り付けられるテクスチャであり、テクスチャ７３はポリ
ゴンが視点から遠い位置に存在するときにそのポリゴン
に貼り付けられるテクスチャであり、テクスチャ７２は
ポリゴンが上記テクスチャ７１が貼り付けられるポリゴ
ン位置とテクスチャ７３が貼り付けられるポリゴン位置
の例えば中間位置に存在するときにそのポリゴンに貼り
付けられるテクスチャである。すなわち、上記各テクス
チャ７１〜７３は、ポリゴンと視点との間の距離に応じ
て選択されてマッピングされるテクスチャであり、以
下、これらテクスチャ７１〜７３を特に距離対応テクス
チャ７１〜７３と呼ぶことにする。

【００１５】したがって、この図１に示すような距離対
応テクスチャ７１〜７３を用い、例えば視点から徐々に
遠ざかるポリゴンを２次元スクリーン上に表示するよう
にした場合、図２に示すように、視点からの距離が近い
ときのポリゴン７４には、上記距離対応テクスチャ７１
の絵柄（左上隅に「Ａ」の文字）が描画され、次に、そ
のポリゴン７４の位置から徐々に遠ざかってポリゴン７
５の位置に達すると、当該ポリゴン７５には、上記距離
対応テクスチャ７２の絵柄（右下隅に「Ｂ」の文字）が
描画されるようになり、さらに、そのポリゴン７５の位
置から徐々に遠ざかってポリゴン７６の位置に達する
と、当該ポリゴン７６には、上記距離対応テクスチャ７
３の絵柄（左上隅に「Ｃ」の文字）が描画されるような
表現が可能となる。なお、例えばポリゴンが遠い位置か
ら徐々に視点に近づくような場合、２次元スクリーン上
の表示は、上記徐々に遠ざかる例とは逆の表現となる。

【００１６】図１の例では３枚の距離対応テクスチャ７
１〜７３のみを挙げているが、もちろん本発明はこれら
に限定されるものではなく、より多数の距離対応テクス
チャを用意しておいても良い。また、図１の例では、各
距離対応テクスチャ７１〜７３の絵柄が異なる例を挙げ
ているが、例えば色のみ異なったり、模様が異なったり
するものであっても良い。

【００１７】また、本実施の形態の場合、上記各距離対
応テクスチャ７１〜７３は、例えば同一名のファイル内
に存在するものとして扱われ、上記視点とポリゴンの距
離に応じて当該ファイルから読み出され、ポリゴンにマ
ッピングされるようになっている。なお、もちろん各距
離対応テクスチャ７１〜７３を同一名のファイル内に収
めなくても良いが、テクスチャバッファからの読み取り
時のアドレス制御やプログラム上での扱いを容易化する
ためには、本実施の形態のように同一名のファイル内に
収めておくことが望ましい。

【００１８】ここで、視点からの距離に応じた各ポリゴ
ン７４〜７６に対して上記距離対応テクスチャ７１〜７
３を図２で説明したようにマッピングする際に、本実施
の形態では、例えばいわゆるミップマップ方式に準じた
手法を採用する。なお、ミップマップ方式とは、元のテ
クスチャを例えば１／２，１／４，１／８，…（例えば
各辺の長さの比率）に縮小すると共にその縮小率に応じ
て元の絵柄や模様を若干暈かした複数のテクスチャを予
め用意（若しくはマッピングに先立って作成）してお
き、それら複数のテクスチャの中から、ポリゴンの縮小
率に応じたテクスチャを選択してそのポリゴンにマッピ
ングを行う方式である。すなわち、上記ミップマップ方
式によれば、例えば視点からの距離に応じて縮小したポ
リゴンにテクスチャマッピングを行う際に、同一の色、
絵柄及び模様（但し縮小率に応じて若干暈けている）で
且つ大きさの異なる複数のテクスチャの中から、そのポ
リゴンの縮小率に応じた大きさのテクスチャを選択して
マッピングすることにより、ポリゴンを縮小することで
エイリアシングが発生したりモアレが発生して画質が劣
化することを防止可能となっている。

【００１９】本実施の形態では、上記視点からの距離に
応じて縮小或いは拡大したポリゴンに対してテクスチャ
マッピングを行う際に、上記ミップマップ方式のように
同一色，絵柄，模様のテクスチャをマッピングするので
はなく、図１に示したような異なる色、絵柄或いは模様
のテクスチャを貼り付ける。

【００２０】また、本実施の形態では、図１及び図２で
説明したような視点からの距離に応じたテクスチャマッ
ピングを行う場合において、例えば距離対応テクスチャ
７１からテクスチャ７２への切り換えや、テクスチャ７
２からテクスチャ７３への切り換えの際に、いわゆるバ
イリニアフィルタリングやトライリニアフィルタリング
（トリリニアフィルタリング）、アニソトロピックフィ
ルタリングなどの何れかのフィルタリング処理を行うこ
とで、それらテクスチャの切り換えが視覚的にスムーズ
に行われるようにしている。なお、上記バイリニアフィ
ルタリングとは、テクスチャポリゴンがフレームバッフ
ァに描画された後、テクスチャ内で全ての隣接する４つ
のテクセルを比べ、隣接するテクセル同士の色が滑らか
に変化するように色を置き換える処理である。また、上
記トライリニアフィルタリングとは、ミップマップテク
スチャ（本実施の形態の場合は距離対応テクスチャ）に
さらにバイリニアフィルタリングをかける処理である。
また、アニソトロピックフィルタリングとは、バイリニ
アフィルタリングが２×２テクセルの範囲で色補間を行
うのに対し、８×８テクセルの範囲で色補間を行うよう
な処理である。

【００２１】すなわち、本実施の形態では、ポリゴン７
４からポリゴン７５へ移行する際（距離対応テクスチャ
７１からテクスチャ７２への切り換えの際）に、例えば
図３に示すように、上記フィルタリング処理によりテク
スチャ７１と７２が合成された状態のポリゴン７７を介
して移行させるようにする。また、ポリゴン７５からポ
リゴン７６へ移行する際（距離対応テクスチャ７２から
テクスチャ７３への切り換えの際）は、上記フィルタリ
ング処理によりテクスチャ７２と７３が合成された状態
のポリゴン７８を介して移行させるようにする。なお、
このようなフィルタリング処理を伴う描画処理は、これ
以降に説明する各応用例においても同様に適用すること
が望ましい。

【００２２】上述したように、本実施の形態では、上記
視点からの距離が変わったときに、同じポリゴンに異な
る色、絵柄或いは模様のテクスチャをマッピングするこ
とができる。

【００２３】また、本実施の形態では、上記距離対応テ
クスチャをポリゴンへマッピングする際に、ミップマッ
プの機能を流用することで、描画処理の増大を防ぎ、ま
た、特別なプログラムを新たに設けるようなことも不要
になっている。

【００２４】さらに、本実施の形態では、上記視点から
の距離に応じてポリゴンにマッピングするテクスチャを
切り換える際に、上記フィルタリング処理を施すこと
で、それらテクスチャの切り換えを視覚的にスムーズに
行うことが可能になっている。

【００２５】［異なるアルファ値を用いた例］本実施の
形態では、上述のように色、絵柄或いは模様の異なる距
離対応テクスチャを、視点からの距離に応じて切り換え
てポリゴンへマッピングする基本的な描画処理をふまえ
た上で、例えば以下に示すような応用例を考えることが
できる。

【００２６】本実施の形態の描画処理では、例えば異な
る模様或いは絵柄を構成するアルファ値からなる複数の
アルファプレーン、すなわちピクセル単位で画像を混合
する際の混合割合を表す値（透明度或いは半透明度のア
ルファ値）のプレーン内分布が異なる複数のアルファプ
レーンを素材として用意し、それら複数のアルファプレ
ーンの中から、視点とポリゴンの距離に応じたアルファ
プレーンを選択してそのポリゴンへ割り当てるようにし
ても良い。これにより、本実施の形態によれば、視点と
ポリゴンの距離に応じて、例えば透明度を変化させた
り、テクスチャの色、絵柄或いは模様の一部のみを抜き
出すような描画を表現したり、テクスチャの色、絵柄或
いは模様を出現させたり消滅させたりするような表現が
可能となる。なお、この場合の各距離対応テクスチャの
色や絵柄或いは模様は、それぞれ異なってもまた同一で
あっても良い。

【００２７】図４には、上記アルファ値のプレーン内分
布が異なるアルファプレーン８５〜８７と距離対応テク
スチャ８１〜８３の一例を示す。すなわちこの図４にお
いて、距離対応テクスチャ８１は、ポリゴンが視点から
近いときにそのポリゴンに貼り付けられるテクスチャで
あり、距離対応テクスチャ８３は、ポリゴンが視点から
遠いときにそのポリゴンに貼り付けられるテクスチャで
あり、距離対応テクスチャ８２は、上記距離対応テクス
チャ８１と８３が貼り付けられる各ポリゴンの中間位置
のポリゴンに貼り付けられるテクスチャであり、それぞ
れ同一の絵柄（左上隅に「Ａ」の文字が描かれた絵柄）
であるとする。また、アルファプレーン８５と８７は、
例えば全面が不透明（透明度ゼロ）となされたプレーン
であり、アルファプレーン８６は、中心部８８が円形に
透明（不透明度ゼロ）となされたプレーンであるとす
る。

【００２８】この図４の例に示す距離対応テクスチャ８
１〜８３とアルファプレーン８５〜８７を用いて、テク
スチャマッピングとアルファブレンディングを行えば、
図５に示すような表現が可能となる。すなわち図５にお
いて、例えば視点から徐々に遠ざかるポリゴンを２次元
スクリーン上に表示するようにした場合、視点から近い
ときのポリゴン９１では、距離対応テクスチャ８１の絵
柄が全く見えない状態となり、そのポリゴン９１の位置
から徐々に遠ざかってポリゴン９２の位置に達したとき
には、上記アルファプレーン８６の中心部８８の透明な
円形内に距離対応テクスチャ８２の「Ａ」の文字の一部
が透けて見える状態となり、さらに、このポリゴン９２
から更に遠ざかってポリゴン９３の位置に達した時に
は、距離対応テクスチャ８３の絵柄が全く見えない状態
となるような表現が可能となる。なお、ポリゴンが例え
ば遠い位置から徐々に視点に近づくような場合、２次元
スクリーン上の表示は、上記徐々に遠ざかる例とは逆の
表現となる。

【００２９】［他の応用例］上述した本実施の形態の描
画処理を適用すれば、以下のような他の応用例の表現が
可能となる。

【００３０】例えば、視点からの距離が近いときのポリ
ゴンには濃い色の絵柄の距離対応テクスチャをマッピン
グし、視点から遠くなったときのポリゴンには絵柄がぼ
やけた色の薄い距離対応テクスチャをマッピングするよ
うなことを行えば、テクスチャマッピングのみで空気遠
近法を表現できることになる。なお、例えば大面積ポリ
ゴン内の一部のみを２次元スクリーンに描画するような
場合において、例えば視点から近い部分のみを表示する
ときには各ピクセルに濃い色が割り当てられ、視点から
遠い部分を表示するときには各ピクセルに薄い色が割り
当てられるような距離対応テクスチャを用いれば、当該
一つの大面積ポリゴン内でも空気遠近法による奥行き感
を表現することが可能となる。同様な例として、例えば
視点からの距離が近いときのポリゴンには所望の絵柄の
距離対応テクスチャをマッピングし、視点からの距離が
遠いときのポリゴンには絵柄がぼやけた白色の距離対応
テクスチャをマッピングするようなことを行えば、テク
スチャマッピングのみでいわゆるフォグ効果を表現する
ことが可能となる。

【００３１】また例えば、視点からの距離が遠いときの
ポリゴンには暗い色の距離対応テクスチャをマッピング
し、視点からの距離が近くなったときのポリゴンにはラ
イトが当たったような明るい色の距離対応テクスチャを
マッピングするようなことを行えば、ポリゴンが遠いと
きにはライトの光が届かず、ポリゴンが視点に近づくに
つれてライトの光が届くような様子を表現することが可
能となる。

【００３２】また例えば、波頭の位置が僅かずつずれた
ような波の絵柄の距離対応テクスチャを用意し、視点か
らのポリゴンの距離に応じて、その波の絵柄のテクスチ
ャをいわゆるテクスチャスクロールを利用してマッピン
グするようなことを行った場合、２次元スクリーン上に
は、例えば、広い海の水平線で波が発生し、徐々にその
波が押し寄せ、海岸で消滅するような表現や、視点から
の距離に応じて波の形が変化するような表現の画像を表
示することが可能となる。同様な例として、例えば動画
のコマに相当するような絵の距離対応テクスチャを用意
し、テクスチャスクロールを利用してポリゴンにマッピ
ングするようなことを行った場合、２次元スクリーン上
には、視点からの距離に応じた例えば擬似的なアニメー
ション表現の画像を表示することが可能となる。

【００３３】また例えば、ポリゴンが視点から遠いとき
には描き始めの絵の距離対応テクスチャをマッピング
し、ポリゴンが視点に近づくにつれて徐々に絵が完成さ
れていくような距離対応テクスチャのマッピングを行う
ようにした場合、２次元スクリーン上には、視点からの
距離が近くなるにつれて絵が完成していく様子を表現す
る画像を表示可能となる。もちろん、その逆の表現も可
能であり、ポリゴンが視点に近いときには描き始めの絵
の距離対応テクスチャをマッピングし、ポリゴンが視点
から遠ざかるにつれて徐々に絵が完成されていくような
距離対応テクスチャのマッピングを行うようにすれば、
２次元スクリーン上には、視点からの距離が遠ざかるに
つれて絵が完成していく画像を表現できることになる。

【００３４】また例えば、ポリゴンが視点から遠いとき
にはある絵柄の距離対応テクスチャをマッピングし、ポ
リゴンが視点から一定距離内に近づいたときに初めて判
るような距離対応テクスチャをマッピングするようなこ
とを行った場合、２次元スクリーン上には、いわゆる
「だまし絵」的な絵を表示することが可能となる。同様
な例として、例えば、テレビゲームなどにおいて、ポリ
ゴンが視点から遠いときには特に意味の無いような絵柄
の距離対応テクスチャをマッピングし、ポリゴンが視点
から一定距離内に近づいたときにはゲームシーンで用い
られる宝物や隠しアイテム、隠しメッセージ、道、標識
などの絵柄の距離対応テクスチャをマッピングするよう
なことを行えば、特別なプログラムによらずに、テクス
チャマッピングのみで様々なゲームシーンの表現を実現
可能となる。また例えば、テレビゲームなどにおいて、
ポリゴンが視点から遠いときには普通のキャラクタの絵
柄の距離対応テクスチャをマッピングし、ポリゴンが視
点から一定距離内に近づいたときにはそのキャラクタの
色や透明度が変わったり、或いは顔が変わったり、別の
キャラクタが現れたりするような柄の距離対応テクスチ
ャをマッピングするようなことを行えば、特別なプログ
ラムによらずに、テクスチャマッピングのみで例えばゴ
ーストやモンスターなどのキャラクタを出現させるなど
の表現が可能となる。

【００３５】さらに例えば、空や海を表現する場合にお
いて、ポリゴンが視点から遠いときには遠くの空や海を
表す色の距離対応テクスチャをマッピングし、ポリゴン
が視点から近くなったときには近くの空や海を表す色の
距離対応テクスチャをマッピングするようなことを行え
ば、空や海の広がりを表現することができることにな
る。同様に、雲を表現する場合において、ポリゴンが視
点から遠いときには遠くの雲を表す濃度の色の距離対応
テクスチャをマッピングし、ポリゴンが視点から近くな
ったときには近くの雲を表す濃度の色の距離対応テクス
チャをマッピングするようなことを行えば、雲の大きさ
や広がりを表現することができることになる。

【００３６】なお、これら各応用例は一例であり、本発
明はこれらに限定されるものではなく、他の様々なもの
にも適用可能である。

【００３７】［構成例］図６には、上述した本発明実施
の形態の描画処理を実現する具体的構成例を示す。な
お、この図６の構成例は、本実施の形態の描画処理を例
えばディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）若しくは
グラフィックプロセッサ（ＧＰ）等のハードウェアによ
り実現する場合の例である。

【００３８】図６において、メモリ５１は、ポリゴンな
どの図形情報（頂点座標値，ＲＧＢの頂点カラー値，マ
ップ座標値，ベクトル値などの頂点情報や頂点連結情
報）を格納する。なお、上記図形情報は、例えばＣＤ−
ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等の各種記録媒
体や、有線或いは無線による通信媒体，伝送媒体等を介
して取り込まれたものである。

【００３９】ジオメトリ演算部５０は、上記メモリ５１
に格納された上記図形情報を読み出し、その図形情報に
対して、いわゆるアフィン変換、スクリーン座標への投
影変換、頂点に対する光源処理などのジオメトリ演算を
行う。当該ジオメトリ演算後の図形情報（ポリゴンデー
タ）は、レンダリング処理部５２へ送られる。

【００４０】レンダリング処理部５２は、ポリゴンをス
クリーン上に描画するための演算処理を行う部分であ
り、上記ジオメトリ演算部５０から送られてきたポリゴ
ンデータをピクセル化する。本実施の形態の場合、当該
レンダリング処理部５２は、大別してポリゴンセットア
ップ／ラスタライジング処理部６１と、ピクセルパイプ
ライン処理部６２と、フレームバッファ６３とからな
る。

【００４１】また、このレンダリング処理部５２には、
テクスチャバッファ５５とＺバッファ５６が併設されて
いる。テクスチャバッファ５５には、通常のテクスチャ
６５と上述した距離対応テクスチャ６４、アルファプレ
ーンのアルファ値が格納されており、Ｚバッファには前
記Ｚ値が格納されている。これら通常テクスチャ６５，
距離対応テクスチャ６４，Ｚ値は、例えばＣＤ−ＲＯＭ
やＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等の各種記録媒体や、
有線或いは無線による通信媒体，伝送媒体等を介して取
り込まれたものである。

【００４２】上記レンダリング処理部５２のポリゴンセ
ットアップ／ラスタライジング処理部６１は、上記ジオ
メトリ演算部５０から送られてくるポリゴンデータの取
り込みとそのバッファリングを行い、さらに、ラスタラ
イジング処理によりピクセル化とテクセル座標値の計算
を行い、各ピクセルデータとテクセル座標値をピクセル
パイプライン処理部６２に送出する。

【００４３】ピクセルパイプライン処理部６２は、上記
テクセル座標値に応じた参照用アドレスを用いて、テク
スチャバッファ５５の通常テクスチャ６５のテクセルカ
ラー或いは距離対応テクスチャ６４のテクセルカラー、
アルファ値を参照し、さらにＺバッファ５６のＺ値を用
いて、テクスチャマッピングを行う。このピクセルパイ
プライン処理部６２から出力された、テクスチャマッピ
ング処理後のピクセルデータは、フレームバッファ６３
へ送られる。なお、当該ピクセルパイプライン処理部６
２は、必要に応じて前述したフィルタリング処理を行う
構成としても良い。

【００４４】上記フレームバッファ６３は、少なくとも
テレビジョンモニタ装置等のディスプレイ（スクリー
ン）に対応したメモリ空間上に、当該ディスプレイのス
クリーン座標に対応するようにして上記各ピクセルデー
タを書き込む。このフレームバッファ６３により形成さ
れたフレーム単位のスクリーンデータは、その後ディス
プレイコントローラ５３からの要求に応じて読み出され
る。

【００４５】ディスプレイコントローラ５３は、テレビ
ジョンモニタ装置の水平同期信号、垂直同期信号などを
生成すると共に、そのモニタ装置の表示タイミングに従
い、上記フレームバッファ６３から上記ピクセルデータ
をライン状に順次取り出す。このライン状に順次取り出
されたカラー値からなる２次元画像は、テレビジョンモ
ニタ装置等のディスプレイ５４上に表示される。

【００４６】［他の構成例］図６は、本実施の形態の描
画処理を、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）や
グラフィックプロセッサ（ＧＰ）等のハードウェアによ
り実現した場合の構成例を示しているが、本実施の形態
の描画処理は、上記ハードウェア構成により実現する場
合だけでなく、ソフトウェア（コンピュータ等のアプリ
ケーションプログラム）により実現することも勿論可能
である。

【００４７】図７、図８には、本実施の形態の描画処理
をコンピュータ上で実現する場合の構成及び動作を示
す。なお、図７には、コンピュータの主要部の構成例を
示し、図８には、本実施の形態のグラフィック描画処理
プログラムを含むコンピュータプログラムを、当該コン
ピュータのＣＰＵ１２３が実行する場合の処理の流れを
示している。

【００４８】先ず、図７の構成から説明する。

【００４９】図７において、記憶部１２８は、例えばハ
ードディスク及びそのドライブからなる。当該ハードデ
ィスク内には、オペレーティングシステムプログラム
や、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の各種の記
録媒体から取り込まれたり、通信回線を介して取り込ま
れた本実施の形態の描画処理をソフトウェア的に実現す
るコンピュータプログラム（グラフィック描画処理プロ
グラム）１２９、前記ポリゴン描画のための図形情報や
通常テクスチャ、距離対応シフトテクスチャ、アルファ
値、Ｚ値等の各種のデータ１３０等が記憶されている。

【００５０】通信部１２１は、例えば、アナログ公衆電
話回線に接続するためのモデム、ケーブルテレビジョン
網に接続するためのケーブルモデム、ＩＳＤＮ（総合デ
ィジタル通信網）に接続するためのターミナルアダプ
タ、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）
に接続するためのモデムなどのように、外部とデータ通
信を行うための通信デバイスである。通信Ｉ／Ｆ部１２
２は、上記通信部１２１と内部バス（ＢＵＳ）との間で
データのやりとりを可能とするためのプロトコル変換等
を行うインターフェイスデバイスである。

【００５１】入力部１３３は、例えばキーボードやマウ
ス、タッチパッドなどの入力装置であり、ユーザＩ／Ｆ
部１３２は、上記入力部１３３からの信号を内部に供給
するためのインターフェイスデバイスである。

【００５２】ドライブ部１３５は、例えばＣＤ−ＲＯＭ
やＤＶＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク等
のディスク媒体１５１や、カード状等の半導体メモリな
どから、本実施の形態のグラフィック描画処理プログラ
ムを含む各種のプログラムやデータを読み出し可能なド
ライブ装置である。ドライブＩ／Ｆ部１３４は、上記ド
ライブ部１３５からの信号を内部に供給するためのイン
ターフェイスデバイスである。

【００５３】表示部１３７は、例えばＣＲＴ（陰極線
管）や液晶等の表示デバイスであり、表示ドライブ部１
３６は上記表示部１３７を表示駆動させるドライブデバ
イスである。

【００５４】ＣＰＵ１２３は、上記記憶部１２８に記憶
されているオペレーティングシステムプログラムや本実
施の形態のコンピュータプログラム１２９に基づいて、
当該パーソナルコンピュータの全動作を制御する。

【００５５】ＲＯＭ１２４は、例えばフラッシュメモリ
等の書き換え可能な不揮発性メモリからなり、当該パー
ソナルコンピュータのＢＩＯＳ（Basic Input/Output S
ystem）や各種の初期設定値を記憶している。ＲＡＭ１
２５は、記憶部１２８のハードディスクから読み出され
たアプリケーションプログラムや各種データなどがロー
ドされ、また、ＣＰＵ１２３のワークＲＡＭとして用い
られる。

【００５６】この図７に示す構成において、ＣＰＵ１２
３は、上記記憶部１２８のハードディスクから読み出さ
れてＲＡＭ１２５にロードされたアプリケーションプロ
グラムの一つである、本実施の形態のグラフィック描画
処理プログラムを実行することにより、前述した本実施
の形態の描画処理を実現する。

【００５７】次に、この図７に示したコンピュータのＣ
ＰＵ１２３が、本実施の形態のグラフィック描画処理プ
ログラムに基づいて動作する際の処理の流れを、図８を
用いて説明する。

【００５８】この図８において、ＣＰＵ１２３は、ステ
ップＳ１の処理として、例えば予めディスク媒体１５１
から読み出されて記憶部１２８にデータ１３０として蓄
積されているポリゴン描画のための図形情報、通常テク
スチャ、距離対応テクスチャ、アルファ値、Ｚ値等を当
該記憶部１２８から読み取り、ＲＡＭ１２５上に保持さ
せる。

【００５９】次に、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ２の処
理として、上記ＲＡＭ１２５上に保持された上記図形情
報を読み出し、その図形情報に対して、アフィン変換、
スクリーン座標への投影変換、頂点に対する光源処理な
どのジオメトリ演算を施す。

【００６０】次に、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ３の処
理として、上記ジオメトリ演算により得られたポリゴン
データを用いてラスタライジングとテクセル座標値の計
算を行う。

【００６１】次に、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ４の処
理として、上記テクセル座標値とＺ値とに基づいて、通
常のテクスチャのテクセルカラーの参照用アドレス、或
いは距離対応テクスチャのテクセルカラー、アルファ値
の参照用アドレスを求める。

【００６２】さらに、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ５の
処理として、上記参照用アドレスを用いて、上記ＲＡＭ
１２５から通常テクスチャのテクセルカラー、或いは距
離対応テクスチャのテクセルカラー、アルファ値を参照
し、テクスチャマッピングを行う。なお、ＣＰＵ１２３
は、必要に応じて前記フィルタリング処理を行っても良
い。

【００６３】その後、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ５の
処理として、上記テクスチャマッピング処理後のピクセ
ルデータからスクリーン画像を生成し、さらにステップ
Ｓ６の処理として、当該スクリーン画像情報を前記表示
ドライブ１３６に送る。これにより、前記表示部１３７
上には画像が表示されることになる。

【００６４】［本発明実施の形態のまとめ］以上のよう
に、本実施の形態によれば、視点からの距離に応じて、
ポリゴンに異なる色、絵柄或いは模様、アルファプレー
ンを割り当てることにより、例えばテレビゲームやコン
ピュータグラフィックにおけるオブジェクトの色、絵柄
或いは模様等を、距離に応じて変化させるようなことが
可能となっている。

【００６５】なお、上述した実施の形態の説明は、本発
明の一例である。このため、本発明は上述した実施の形
態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸
脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可
能であることはもちろんである。例えば本実施の形態の
描画処理は、専用のテレビゲーム機やパーソナルコンピ
ュータに限らず、携帯端末を含む各種の情報処理装置に
より実現可能である。

【００６６】

【発明の効果】本発明は、同一のポリゴンに割り当てら
れる複数の異なる素材の中から、仮想視点とポリゴンの
距離に応じた素材を選択して割り当てることのみによ
り、グラフィック描画装置の処理負担を増大させたり、
特別なプログラムを用いることなく、例えばコンピュー
タグラフィック画像やテレビゲーム画像における様々な
画像効果やゲームシーン等の表現を実現可能となってい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態の距離対応テクスチャの一例
を示す図である。

【図２】図１の距離対応テクスチャをマッピングしたポ
リゴンの一例を示す図である。

【図３】フィルタリング処理の説明に用いる図である。

【図４】距離対応テクスチャと、異なるアルファプレー
ンの一例を示す図である。

【図５】図１の距離対応テクスチャとアルファプレーン
を使用してマッピングを行った場合のポリゴンの一例を
示す図である。

【図６】本発明実施の形態の描画処理を実現する具体的
構成例を示すブロック図である。

【図７】本発明実施の形態の描画処理を実現するコンピ
ュータの概略構成を示すブロック図である。

【図８】コンピュータにより本実施の形態の描画処理を
実現する場合の処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

６４，７１〜７３，８１〜８３…距離対応テクスチャ、
７４〜７８，９１〜９３…ポリゴン、５０…ジオメトリ
演算部、５１…メモリ、５２…レンダリング処理部、５
３…ディスプレイコントローラ、５４…ディスプレイ、
５５…テクスチャバッファ、５６…Ｚバッファ、６１…
セットアップ／ラスタライジング処理部、６２…ピクセ
ルパイプライン処理部、６３…フレームバッファ、６５
…通常テクスチャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B050 BA07 BA08 BA09 EA28 EA29 EA30 FA02 5B080 AA13 BA01 BA02 BA05 FA08 FA14 FA17 GA18 GA22

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一のポリゴンに割り当てられる複数の
   異なる素材を用意し、 上記複数の異なる素材の中から、仮想視点とポリゴンの
   距離に応じた素材を選択して当該ポリゴンに割り当てる
   ことを特徴とする描画処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の描画処理方法であって、 上記複数の異なる素材として、色、絵柄、模様の少なく
   とも何れかが異なる複数のテクスチャを用意することを
   特徴とする描画処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の描画処理方
   法であって、 上記複数の異なる素材として、ピクセル単位で画像を混
   合する際の混合割合を表す値の分布が異なる複数のプレ
   ーンを用意することを特徴とする描画処理方法。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のうち、いずれか
   一項記載の描画処理方法であって、 上記視点とポリゴンの距離の変化に応じて、上記素材を
   切り換え選択して上記ポリゴンへ割り当てることを特徴
   とする描画処理方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の描画処理方法であって、 上記選択した素材の切り換え時に、上記素材に対して所
   定のフィルタリング処理を施すことを特徴とする描画処
   理方法。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のうち、いずれか
   一項記載の描画処理方法であって、 上記ポリゴンを構成するピクセルと上記仮想視点との間
   の距離を表す値に基づいて上記素材の選択を行うことを
   特徴とする描画処理方法。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のうち、いずれか
   一項記載の描画処理方法であって、 上記仮想視点とポリゴンの距離に応じて選択される素材
   の大きさは、上記仮想視点からの距離に応じて縮小或い
   は拡大されたポリゴンの大きさに対応することを特徴と
   する描画処理方法。
8. 【請求項８】 同一のポリゴンに割り当てられる複数の
   異なる素材を格納する素材格納手段と、 上記複数の異なる素材の中から、仮想視点とポリゴンの
   距離に応じた素材を選択して当該ポリゴンに割り当てる
   割り当て手段とを有することを特徴とする描画処理装
   置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の描画処理装置であって、 上記素材格納手段には、上記複数の異なる素材として、
   色、絵柄、模様の少なくとも何れかが異なる複数のテク
   スチャを格納することを特徴とする描画処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項８又は請求項９記載の描画処理
    装置であって、 上記素材格納手段には、上記複数の異なる素材として、
    ピクセル単位の画像を混合する際の混合割合を表す値の
    分布が異なる複数のプレーンを格納することを特徴とす
    る描画処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項８から請求項１０のうち、いず
    れか一項記載の描画処理装置であって、 上記割り当て手段は、上記視点とポリゴンの距離の変化
    に応じて、上記素材を切り換え選択して上記ポリゴンへ
    割り当てることを特徴とする描画処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の描画処理装置であっ
    て、 上記選択した素材の切り換え時に、上記素材に対して所
    定のフィルタリング処理を施すフィルタリング手段を備
    えることを特徴とする描画処理装置。
13. 【請求項１３】 請求項８から請求項１２のうち、いず
    れか一項記載の描画処理装置であって、 上記割り当て手段は、上記ポリゴンを構成するピクセル
    と上記仮想視点との間の距離を表す値に基づいて上記素
    材の選択を行うことを特徴とする描画処理装置。
14. 【請求項１４】 請求項８から請求項１３のうち、いず
    れか一項記載の描画処理装置であって、 上記割り当て手段は、上記仮想視点からの距離に応じて
    縮小或いは拡大されたポリゴンの大きさに対応した素材
    を選択することを特徴とする描画処理装置。
15. 【請求項１５】 同一のポリゴンに割り当てられる複数
    の異なる素材を用意するステップと、 上記複数の異なる素材の中から、仮想視点とポリゴンの
    距離に応じた素材を選択して当該ポリゴンに割り当てる
    ステップとをコンピュータに実行させるための描画処理
    プログラムを記録した記録媒体。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の描画処理プログラム
    を記録した記録媒体であって、 上記素材を用意するステップでは、上記複数の異なる素
    材として、色、絵柄、模様の少なくとも何れかが異なる
    複数のテクスチャを用意することを特徴とする描画処理
    プログラムを記録した記録媒体。
17. 【請求項１７】 請求項１５又は請求項１６記載の描画
    処理プログラムを記録した記録媒体であって、 上記素材を用意するステップでは、上記複数の異なる素
    材として、ピクセル単位で画像を混合する際の混合割合
    を表す値の分布が異なる複数のプレーンを用意すること
    を特徴とする描画処理プログラムを記録した記録媒体。
18. 【請求項１８】 請求項１５から請求項１７のうち、い
    ずれか一項記載の描画処理プログラムを記録した記録媒
    体であって、 上記素材を割り当てるステップでは、上記視点とポリゴ
    ンの距離の変化に応じて、上記素材を切り換え選択して
    上記ポリゴンへ割り当てることを特徴とする描画処理プ
    ログラムを記録した記録媒体。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の描画処理プログラム
    を記録した記録媒体であって、 上記選択した素材の切り換え時に、上記素材に対して所
    定のフィルタリング処理を施すステップを含むことを特
    徴とする描画処理プログラムを記録した記録媒体。
20. 【請求項２０】 請求項１５から請求項１９のうち、い
    ずれか一項記載の描画処理プログラムを記録した記録媒
    体であって、 上記素材を割り当てるステップでは、上記ポリゴンを構
    成するピクセルと上記仮想視点との間の距離を表す値に
    基づいて上記素材の選択を行うことを特徴とする描画処
    理プログラムを記録した記録媒体。
21. 【請求項２１】 請求項１５から請求項２０のうち、い
    ずれか一項記載の描画処理プログラムを記録した記録媒
    体であって、 上記素材を割り当てるステップでは、上記仮想視点から
    の距離に応じて縮小或いは拡大されたポリゴンの大きさ
    に対応した素材を選択することを特徴とする描画処理プ
    ログラムを記録した記録媒体。
22. 【請求項２２】 同一のポリゴンに割り当てられる複数
    の異なる素材を用意するステップと、 上記複数の異なる素材の中から、仮想視点とポリゴンの
    距離に応じた素材を選択して当該ポリゴンに割り当てる
    ステップとをコンピュータに実行させるための描画処理
    プログラム。