JP2003308544A - ミップマップデータの高速読出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＩＰＭＡＰのテクスチャーを一辺が２の累
乗サイズのバッファにまとめて入れることにより、簡単
にＭＩＰＭＡＰテクスチャーを切り替えることができる
ミップマップデータの高速読出方式を提供する。 【解決手段】 一辺が２の累乗（ｋとする）のサイズで
テクスチャーを作成し、一辺のアドレスサイズが２^k+1
であるテクスチャーメモリ９に、テクスチャーの元画像
と、元画像に対し１／２，１／４，１／８の大きさの画
像を並べて格納してある。塗りつぶし回路５の補間回路
にはＴｅｘアドレス６とＴｅｃアドレスΔ値７が含まれ
ている。シフト回路８ではＴｅｃアドレスΔ値７に応じ
たビット数だけＴｅｘアドレス６がシフトされ、このア
ドレス上位にビットが付加される。このようにして作ら
れたテクスチャーアドレスによってテクスチャーメモリ
９よりポリゴンへの距離に対応する画像が読み出され
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、ポリゴンに張るテ
クスチャーのミップマップ（ＭＩＰＭＡＰ）データを高
速に読み出す方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】３ＤのＣＧ描画用回路において、描画に
際し、座標変換やクリッピング，光源計算などのジオメ
トリ処理を施して３次元モデルが定義される。該３次元
モデルの定義は描画対象基本要素とするポリゴンの組合
わせによって行われ、各ポリゴンの各面に対してテクス
チャー（絵柄）を張り付ける処理がなされる。かかる処
理において、視点座標系で表示されるポリゴンまでの距
離，方向に応じてその面に絵柄の解像度を変えて張り付
けるＭＩＰＭＡＰテクスチャーの技術が用いられてい
る。これは近くに存在するものは解像度の高い画像を張
り付け、遠くに表示されるものは小さく見えるため粗い
画像に差し替えて表示するものである。ポリゴンまでの
距離に応じて解像度を変えないと、ざらざらした画像と
なりモアレと言われる模様が発生する可能性があるから
である。ここで解像度とはテクスチャーを構成する縦横
の画素の個数の組を示す。したがって画素の個数が多い
ほど解像度が高くなる。

【０００３】図５は、従来のＭＩＰＭＡＰテクスチャー
画像の格納状態を説明するための図であり、図６は、Ｍ
ＩＰＭＡＰテクスチャー画像を異方性マッピングしたと
きの格納状態を説明するための図である。図５は、元画
像２０に対し、縦横１／２の画像２０ａ，縦横１／４の
画像２０ｂ，縦横１／８の画像２０ｃの各画像がぞれぞ
れの領域（バッファ）に管理されている。図６は、横軸
方向および縦軸方向の倍率をそれぞれ異なる倍率分の１
にした画像２２ａ，２３ａ，画像２２ｂ，２３ｂ，画像
２２ｃ，２３ｃをそれぞれマッピングしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常、テクスチャーの
各画像はこのようにばらばらのアドレス領域に確保され
ている。すなわち、解像度の異なるものを別々に管理
し、ある距離になったとき他の画像に切り替えるという
指示を回路に送出しており、アドレスのオフセット値
（画像がある大きさになったときに与えられる）の切り
替え制御、およびアドレスの幅を計算で切り替える制御
を回路に対し行っている。従来のミップマップ用のテク
スチャーはこのように先頭のオフセット値を別々に管理
し、アドレス変換を行っている。したがって管理および
処理が煩雑であるという欠点があった。また、切り替え
るタイミングとしてポリゴン面が視点に対して垂直に近
づいた場合には、最適な切り替えが難しいという問題が
あった。

【０００５】本発明の目的は、ＭＩＰＭＡＰのテクスチ
ャーを一辺が２の累乗サイズのバッファにまとめて入れ
ることにより、簡単にＭＩＰＭＡＰテクスチャーを切り
替えることができるミップマップデータの高速読出方式
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明によるミップマップデータの高速読出方式は、
ポリゴンまでの距離などに応じてそれぞれ異なる解像度
のミップマップデータを張り付けるためテクスチャーメ
モリよりミップマップデータを読み出すミップマップデ
ータ読出方式において、一辺が２の累乗（ｋとする）の
サイズでミップマップデータを作成するテクスチャー作
成手段と、一辺の最大アドレスサイズが２^k+1 であり、
このアドレス領域に前記テクスチャー作成手段で作成し
たテクスチャーの元画像と、元画像に対し一辺が１／
２，１／４，１／８・・・の大きさの画像をアドレス昇
順に沿って記録したテクスチャーメモリとを備え、ミッ
プマップの切り替え制御において、視点座標系の距離に
対応したアドレスを算出し、該算出したアドレス対応の
画像を前記テクスチャーメモリより読み出し、この画像
をポリゴンのテクスチャー面に張り付けるように構成さ
れている。また、本発明における前記ミップマップの切
り替え制御では、ポリゴンのドットに対し、テクスチャ
ーのドットがいくつ分に対応しているかをΔ値として定
義し、Δ値が１以上の場合にはポリゴンが縮小方向にな
っているとし、ポリゴン上の点におけるテクスチャーア
ドレスのΔ値を求め、前記△値の上位ビットにより、テ
クスチャーアドレスをシフトして前記テクスチャーメモ
リより読み出すべきアドレスを求めるように構成されて
いる。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、ＭＩＰＭＡＰの切り替え
は、アドレスのシフトだけで可能となり、最適な切り替
えを簡単な回路で実現することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳しく説明する。図１は、本発明によるミッ
プマップデータの高速読出方式を適用したポリゴンの実
施の形態を示す図で、（ａ）は回転させた場合、（ｂ）
は遠ざかった場合をそれぞれ示している。（ａ）に示す
ようにポリゴン面に画像２が貼り付けられたポリゴン１
が回転し（ｂ）になった場合、斜めから眺めた形状の画
像２ａを貼り付けることとなる。このとき、アドレスの
シフトのみの簡単な演算で画像２ａに切り替える。つぎ
に（ｃ）に示すようにポリゴン面に画像４が貼り付けら
れたポリゴン３が遠ざかり（ｄ）になった場合、縮小化
（解像度が小さい）した画像２ａを貼り付けることとな
る。このときは、アドレスのシフトのみの簡単な演算で
画像４ａに切り替える。

【０００９】図２は、本発明によるミップマップデータ
の高速読出方式の回路の実施の形態を示すブロック図で
ある。テクスチャー作成手段１１は、一辺が２の累乗
（ｋとする）のサイズのミップマップデータを作成す
る。そのミップマップデータは元画像，元画像の１／ｋ
の画像（縦を１／ｍ，横を１／ｎにもできる，但しｎ，
ｍ；自然数）であり、これら画像が予めＴｅｘメモリ９
に格納される。塗りつぶし回路５の補間回路はＴｅｘア
ドレス６とＴｅｃアドレスΔ値７を有している。ミップ
マップデータの読み出しアドレス値の作成では、Ｔｅｘ
アドレス６がシフト回路８に送られ、ＴｅｃアドレスΔ
値７で指定されるビット数だけＴｅｘアドレス６がシフ
トする。そして、Ｔｅｘアドレスの上位にビットが付加
されてテクスチャーアドレスが生成される。このように
して生成されたテクスチャーアドレスでテクスチャーメ
モリ９内のポリゴンへの距離に対応するテキスチャーデ
ータ（ミップマップ画像）が読み出される。このテクス
チャーデータ１０はポリゴンのピクセルへ送られ張り付
け処理が施される。

【００１０】図３は、テクスチャーメモリの元画像，縮
小画像の格納状態を説明するための図である。図２にお
けるテクスチャーメモリ９のアドレス領域内容を示して
おり、Ｕ方向に２ⁿ⁺¹ のアドレス幅を、Ｖ方向に２^m+1
のアドレス幅を持っている。元画像は２ⁿ ，２^m のアド
レスに格納されている。Ｕ方向は順番に２^n-1 ２^{n- 2} ２
^n-3・・・のアドレス幅となり、Ｖ方向は順番に２^m-1
２^m-2 ２^m-3・・・のアドレス幅となっている。

【００１１】図４は、テクスチャーアドレスの求め方を
説明するための図である。ここでテクスチャーアドレス
の△値とは描画しているポリゴンのピクセルの中にテク
スチャーアドレスがどのくらいの割合で対応しているか
の度合を示すものである。すなわち、ポリゴンはフレー
ムバッファに書かれており、ドットで構成されている。
ポリゴンのドットに対し、テクスチャーのドットがいく
つ分対応しているかがΔ値である。図において、アドレ
スのΔ値が１〜２，２〜４ということは縮小方向であり
１つのドットに対しテクスチャーが複数ドットに対応し
ていることである。

【００１２】まず、元の画像に対する論理的ＵＶ座標値
を出し、そのドットにおける適正なΔ値を求めおく。そ
のアドレス上のビットが何処に立っているかによってシ
フタを切り替える（どれを選ぶか）ことによりテクスチ
ャーメモリに対しどこをアクセスしていいか求めること
ができる。元画像より大きさが１／２になっていれば、
アドレスのΔ値は１〜２であるので、右に１ビットシフ
トさせる。上位に１ビットを付加することにより目的の
アドレスを算出できる。同様にアドレスのΔ値が２〜４
では、右に２ビットシフトさせ、上位に２ビット付加す
る。

【００１３】以上のようにΔ値は隣（上（下）と左
（右））のピクセル座標との差分を求める。４並列以上
のピクセルエンジン（塗りつぶし回路）を持つときは簡
単な回路（差分回路）の追加でできる。また、△値は補
間処理により求めることができる。

【００１４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、ポリゴ
ンまでの距離などに応じてそれぞれ異なる解像度のミッ
プマップデータを張り付けるためテクスチャーメモリよ
りミップマップデータを読み出すミップマップデータ読
出方式において、一辺が２の累乗（ｋとする）のサイズ
でミップマップデータを作成し、一辺の最大アドレスサ
イズが２^k+1 であるテクスチャーメモリに、テクスチャ
ー作成手段て作成したテクスチャーの元画像と、元画像
に対し一辺が１／２，１／４，１／８・・・の大きさの
画像をアドレス昇順に沿って格納しておき、ミップマッ
プの切り替え制御において、視点座標系の距離に対応し
たアドレスを算出し、該算出したアドレス対応の画像を
テクスチャーメモリより読み出すものである。したがっ
て、テクスチャー座標の切り替えの必要がなく、アドレ
スがシフトのみで求まるので、回路の簡素化を図れ、コ
ストの低減化を実現することができる。また、テクスチ
ャー座標の切り替えを行っていないので、オブジェクト
（ポリゴン）へ目的のデータを高速に与えることができ
る。さらに画像回路に対する前処理が簡略化されるの
で、処理が軽くなる。また、斜めになったポリゴンのマ
ッピング（異方性マッピング）が簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるミップマップデータの高速読出方
式を適用したポリゴンの実施の形態を示す図で、（ａ）
は回転させた場合、（ｂ）は遠ざかった場合をそれぞれ
示している。

【図２】本発明によるミップマップデータの高速読出方
式の回路の実施の形態を示すブロック図である。

【図３】テクスチャーメモリの元画像，縮小画像の格納
状態を説明するための図である。

【図４】テクスチャーアドレスの求め方を説明するため
の図である。

【図５】従来のＭＩＰＭＡＰテクスチャー画像の格納状
態を説明するための図である。

【図６】ＭＩＰＭＡＰテクスチャー画像を異方性マッピ
ングしたときの格納状態を説明するための図である。

【符号の説明】

１，３ ポリゴン ２，４ ポリゴン面の画像 ２ａ 斜めから見た画像 ４ａ 縮小化した画像 ５ 塗りつぶし回路 ６ Ｔｅｘアドレス ７ ＴｅｃアドレスΔ値 ８ シフト回路 ９ テクスチャーメモリ（Ｔｅｘメモリ） １０ テクスチャーデータ １１ テクスチャー作成手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリゴンまでの距離などに応じてそれぞ
   れ異なる解像度のミップマップデータを張り付けるため
   テクスチャーメモリよりミップマップデータを読み出す
   ミップマップデータ読出方式において、 一辺が２の累乗（ｋとする）のサイズでミップマップデ
   ータを作成するテクスチャー作成手段と、 一辺の最大アドレスサイズが２^k+1 であり、このアドレ
   ス領域に前記テクスチャー作成手段で作成したテクスチ
   ャーの元画像と、元画像に対し一辺が１／２，１／４，
   １／８・・・の大きさの画像をアドレス昇順に沿って記
   録したテクスチャーメモリとを備え、 ミップマップの切り替え制御において、視点座標系の距
   離に対応したアドレスを算出し、該算出したアドレス対
   応の画像を前記テクスチャーメモリより読み出し、この
   画像をポリゴンのテクスチャー面に張り付けることを特
   徴とするミップマップデータの高速読出方式。
2. 【請求項２】 前記ミップマップの切り替え制御では、 ポリゴンのドットに対し、テクスチャーのドットがいく
   つ分に対応しているかをΔ値として定義し、Δ値が１以
   上の場合にはポリゴンが縮小方向になっているとし、 ポリゴン上の点におけるテクスチャーアドレスのΔ値を
   求め、 前記△値の上位ビットにより、テクスチャーアドレスを
   シフトして前記テクスチャーメモリより読み出すべきア
   ドレスを求めることを特徴とする請求項１記載のミップ
   マップデータの高速読出方式。