JP2658902B2 - 画像生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンピュータ・グラ
フィックスにおけるテクスチャ・マッピングなどの各種
マッピングを施した画像を生成するための画像生成装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像生成装置では、マッ
ピングに用いる格子状に並んだ要素からなるテクスチャ
データ（物体の属性を格子状に並べたデータ）をメモリ
に格納しておき、必要に応じて各要素を独立に読み出し
ながら画像生成を行うようにしている。この場合、テク
スチャデータが膨大なため、テクスチャデータを格納し
ておくメモリとしては、一般にビット単価の安いディー
ラム（ＤＲＡＭ）タイプのメモリを使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＤＲＡＭタイ
プのメモリでは、ランダムアクセスでデータを読み出そ
うとすると時間がかかる。そこで、画像生成を高速に行
うために、ＤＲＡＭタイプのメモリを多相で持たせた
り、エスラム（ＳＲＡＭ）というビット単価は高いがラ
ンダムアクセスによる読み出しが高速に行えるメモリを
用いるなどの方法が考えられる。しかし、この方法で
は、装置コストがアップするという問題が生じる。

【０００４】特に、高品質な画像を生成するには、各画
素毎にテクスチャデータの複数の近傍要素を用いる必要
がある。しかし、隣合った画素ではこの近傍要素が共通
することが多いにも拘らず、それら共通の要素を重複し
て読み出すことが行われており、そのため画像生成に、
より多くの時間がかかるという問題も生じていた。

【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、装置コスト
の上昇を極力抑えて、各種マッピングを施した高品質な
画像を高速に生成することの可能な画像生成装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、物体を
表現する物体データとテクスチャデータとを入力データ
として供与する入力部と、この入力部からのテクスチャ
データを複数のブロックに分割してそのブロック毎に分
割テクスチャとして出力するテクスチャ分割部と、この
テクスチャ分割部からの分割テクスチャをブロック毎に
記憶するテクスチャメモリと、このテクスチャメモリか
ら読み出される分割テクスチャを一時的に記憶するキャ
ッシュブロックを複数個有するキャッシュメモリと、画
面中で物体を表示する画素におけるテクスチャデータの
対応位置を入力部からの物体データから求める対応位置
計算部と、この対応位置計算部の求めた対応位置の近傍
領域を求める近傍領域計算部と、この近傍領域計算部の
求めた近傍領域内のテクスチャデータの要素からなる部
分データの要素を含む分割テクスチャの全てがキャッシ
ュメモリに記憶されているか否かを判定し、記憶されて
いない分割テクスチャがあればテクスチャメモリから読
み出してキャッシュメモリに記憶させると共に、部分デ
ータが記憶されているキャッシュブロックをキャッシュ
メモリから読み出すことで部分データを出力するメモリ
管理部と、このメモリ管理部の出力する部分データから
画素における輝度値を求める輝度計算部と、この輝度計
算部の求めた輝度値を画面上に提示することで画像を表
示する表示部とを備えたものである。

【０００７】第２発明（請求項２に係る発明）は、第１
発明における対応位置計算部の代わりに画素値計算部を
設け、この画素値計算部で、画面中で物体を表示する画
素におけるテクスチャデータの対応位置を含む画素値を
物体データから求めるものとし、輝度計算部で、メモリ
管理部の出力する部分データと画素値計算部からの画素
値とから画素における輝度値を求めるようにしたもので
ある。第３発明（請求項３に係る発明）は、第２発明に
おける画素値計算部の前段にセグメント計算部を設け、
このセグメント計算部で、入力部からの物体データか
ら、画面中の水平に並んだ画素からなるスキャンライン
と物体との交差によってできる部分物体を表現するセグ
メントデータを求めるものとし、画素値計算部で、セグ
メント計算部からのセグメントデータから、画面中で物
体を表示する画素におけるテクスチャデータの対応位置
を含む画素値を求めるようにしたものである。

【０００８】

【作用】したがってこの発明によれば、第１発明では、
入力部より、物体データとテクスチャデータとが入力デ
ータとして供与される。テクスチャデータは、テクスチ
ャ分割部によって複数のブロックに分割され、そのブロ
ック毎に分割テクスチャとしてテクスチャメモリに記憶
される。対応位置計算部は、入力部からの物体データか
ら、画面中で物体を表示する画素におけるテクスチャデ
ータの対応位置を求め、近傍領域計算部は、対応位置計
算部の求めた対応位置の近傍領域を求める。メモリ管理
部は、近傍領域計算部の求めた近傍領域内のテクスチャ
データの要素からなる部分データの要素を含む分割テク
スチャの全てがキャッシュメモリに記憶されているか否
かを判定し、記憶されていない分割テクスチャがあれば
テクスチャメモリから読み出してキャッシュメモリに記
憶させると共に、部分データが記憶されているキャッシ
ュブロックをキャッシュメモリから読み出すことで、部
分データを出力する。この部分データから、輝度計算部
は、加重平均などの手法で画素における輝度値を求め
る。この輝度値を画面上に提示することで表示部は画像
を表示する。

【０００９】第２発明では、画素値計算部が、画面中で
物体を表示する画素におけるテクスチャデータの対応位
置の他、明るさや色に関する値や奥行き値の計算を行
い、画素値を求める。輝度計算部は、メモリ管理部から
の部分データと画素値計算部からの画素値とから、画素
における輝度値を求める。第３発明では、セグメント計
算部が、スキャンラインと物体との交差によってできる
部分物体を表現するセグメントデータを求める。画素値
計算部は、このセグメントデータから、画面中で物体を
表示する画素におけるテクスチャデータの対応位置を含
む画素値を求める。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 〔実施例１：第１発明〕図１はこの発明の第１実施例を
示す画像生成装置のブロック構成図である。同図におい
て、１０は入力部、１２は対応位置計算部、１３はテク
スチャ分割部、１４はテクスチャメモリ、１５はキャッ
シュメモリ、１６は近傍領域計算部、１７はメモリ管理
部、１８は輝度計算部、１９は表示部である。

【００１１】入力部１０は、物体を表現する物体データ
と物体の属性を表すテクスチャデータとからなる入力デ
ータ１１０を、テクスチャ分割部１３および対応位置計
算部１２へ供与する。入力データ１０の供与方法は、キ
ーボードによって直接供与するものとしてもよいし、フ
ロッピィディスクのような記憶媒体から供与するものと
してもよい。また、ネットワークを通して他の装置から
供与するようにしてもよい。

【００１２】テクスチャデータは、物体表面あるいは内
部の模様や密度などの属性を表現するためのデータで、
画像のように要素を格子状に並べたデータの集まりであ
る。図４はテクスチャデータの要素の配列例を示す説明
図である。テクスチャデータは、図４（ａ）に示すよう
に２次元状に配列されてもよいし、図４（ｂ）に示すよ
うに３次元状に配列されてもよい。テクスチャデータの
要素は４１，４２のような格子点に配列する。２次元の
場合は物体表面の属性を表し、３次元の場合は物体内部
の属性を表す。また、各要素は模様を実現するための輝
度値であったり、光の透過率など物体の各種属性を表す
データであってもよい。

【００１３】以下では、主に２次元状に配列したテクス
チャデータの場合で説明するが、３次元状に配列した場
合も同様に実現できる。また、格子状に配列された各要
素は、カラー画像の輝度値ＲＧＢ（赤，緑，青）として
説明するが、別の属性値であっても構わない。物体デー
タは、物体表面の位置と物体を画面に投影したときの画
面上での位置との対応関係、物体表面の位置とその表面
に配置するテクスチャデータの位置との対応関係からな
る。テクスチャデータが３次元状に配列されている場合
には、物体内部の位置とその内部に配置するテクスチャ
データの位置との対応関係になる。あるいは、これらの
関係を求められるデータであってもよい。

【００１４】図５は物体データの一例を示す説明図であ
る。図５に示すように、物体５１の表面位置を（ｕ，
ｖ）、画面５２上の行方向をｘ，列方向をｙとすると、
物体５１の表面の位置と物体５１を画面５２に投影した
ときの画面５２上での位置との関係をベクトル関数ｈを
用いて（ｕ，ｖ）＝ｈ（ｘ，ｙ）、物体５１を画面５２
に投影したときの輪郭５３は関数ｆを用いてｆ（ｘ，
ｙ）＝０と表せる。特殊な場合として、物体５１を多面
体で近似して、多面体を構成する各頂点の座標値で物体
５１の形状を表現してもよい。また、物体５１の表面位
置とその表面に張り付けるテクスチャデータ５４の対応
位置との関係は、テクスチャデータ５４上の対応位置を
（ｓ，ｔ）で表すと、ベクトル関数ｋを用いて（ｓ，
ｔ）＝ｋ（ｕ，ｖ）で表せる。これらの関数は、座標系
の取り方に依存して表現形式が変わるが、本実施例はそ
の表現形式を限定するものではない。

【００１５】以後、物体を表す方法として上で述べたｘ
−ｙ座標系、ｕ−ｖ座標系、ｓ−ｔ座標系を用い、画面
上の画像の位置を（ｘ，ｙ）の整数格子点、テクスチャ
データ上の要素の位置を（ｓ，ｔ）の整数格子点として
説明する。また物体表面と物体を画面に投影したときの
画面上の位置との関係をベクトル関数ｈ、物体を画面に
投影したときの形状を表す関数をｆ、物体の表面位置と
その表面に配置するテクスチャデータの要素位置との関
係をベクトル関数ｋで表すことにする。テクスチャ分割
部１３は、入力データ１１０の内のテクスチャデータ
を、近傍の要素が同じブロックに含まれるようにブロッ
ク分割する。

【００１６】図６はブロック分割する方法の一例を示す
説明図である。図６（ａ），（ｂ）では、テクスチャデ
ータ６１，６２が、それぞれ分割線６３，６４で分割さ
れている。このように、近傍にある要素が同じブロック
に入るようにテクスチャデータを分割する。図６の例で
は、２次元状に配列したテクスチャデータ６１の場合に
は１ブロックが４つの要素からなり、３次元状に配列し
たテクスチャデータ６２の場合には１ブロックが８つの
要素からなっている。このように、テクスチャ分割部１
３は、テクスチャデータをブロック分割し、それぞれの
ブロックの要素の集まりを分割テクスチャ１１３として
出力する。テクスチャメモリ１４には、テクスチャ分割
部１３からの分割テクスチャ１１３が、ブロック毎に格
納される。

【００１７】キャッシュメモリ１５は、データを高速に
読み出せるように、高速アクセスのできるメモリを用い
たり、複数データを同時に読み出せるように、入出力バ
スを複数持たせるなどの構成にする。また、キャッシュ
メモリ１５は、テクスチャメモリ１４から読み出される
分割テクスチャを一時的に記憶するキャッシュブロック
を複数有し、分割テクスチャを記憶するブロックのアド
レスの入力により、ブロック内部の要素を全て読み出せ
るように構成する。キャッシュメモリ１５に対する分割
テクスチャの書込／読出はメモリ管理部１７が行う。

【００１８】対応位置計算部１２は、入力データ１１０
の内の物体データから、その物体の輪郭の内部すなわち
ｆ（ｘ，ｙ）≦０を満たす（ｘ，ｙ）の整数格子点上で
のテクスチャデータの対応位置（ｓ，ｔ）＝ｋ（ｕ，
ｖ）＝ｋ・（ｘ，ｙ）を求める。但し、「・」は関数の
合成を表す。特に、物体が多面体の場合には、対応位置
の計算を近似的に行うことができ、例えば多面体を構成
する各多角形の内部にある画素の位置（ｘ，ｙ）を求
め、その画素位置での（ｓ，ｔ）を多角形の頂点での
（ｓ，ｔ）から補間によって求めることもできる。近傍
領域計算部１６は、対応位置計算部１２で求められたテ
クスチャデータの対応位置１１２の近傍の領域を予め定
められた方法に基づいて求め、近傍領域１１４として出
力する。

【００１９】図７はテクスチャデータの対応位置の近傍
の一例を示す説明図である。テクスチャデータ７１にお
ける対応位置７２の近傍を点線７３内の９個の○で示し
ている。この例では、対応位置７２に最も近いテクスチ
ャデータ７１の要素を中心に、縦，横，斜め方向それぞ
れ３個ずつの要素を含む領域を近傍領域として定めてい
る。近傍領域の定め方はこの方法に限られるものではな
い。近傍領域計算部１６から出力される近傍領域１１４
の表現方法としては、例えば、近傍領域内のテクスチャ
データの全ての要素の座標値（ｓ，ｔ）であってもよい
し、対応位置に最も近いテクスチャデータの要素の座標
値（ｓ，ｔ）とその範囲を表す情報のように表現しても
よい。

【００２０】メモリ管理部１７は、近傍領域計算部１６
からの近傍領域１１４に基づいて、テクスチャデータの
近傍領域１１４の内部の要素からなる部分データの全て
がキャッシュメモリ１５に記憶されているかを否か判定
する。もし、記憶されていない要素があれば、その要素
を含む分割テクスチャをテクスチャメモリ１４から読み
出して、キャッシュメモリ１５に記憶させる。キャッシ
ュメモリ１５に記憶されている要素に関しては、キャッ
シュメモリ１５から読み出すことで、部分データの全て
の要素を部分データ１１７として出力する。

【００２１】部分データの全てがキャッシュメモリ１５
に記憶されているか否かの判定方法は、近傍領域１１４
の内部の要素が含まれる分割テクスチャを求め、その分
割テクスチャがキャッシュメモリ１５に記憶されている
かを判定すればよい。その判定には、キャッシュメモリ
１５に記憶されている分割テクスチャを全探査的に検索
してもよいし、分割テクスチャをグルーピングして、検
索量を減らすことで高速化してもよい。

【００２２】図８は分割テクスチャをグルーピングする
一例を示す説明図である。図８に示すように、分割テク
スチャ８１は４つの要素８２から構成されているものと
する。また、分割テクスチャ８１を１６個グルーピング
したものをグループ８３とし、メモリ管理部１７は分割
テクスチャ８１をグループ８３毎に管理する。

【００２３】図９は分割テクスチャをグルーピングして
管理する方法の一例を示す説明図である。グルーピング
テーブル９５の横の欄９１は各グループデータを格納す
る領域で、９２はテクスチャデータのアドレスを示し、
９３はグループ８３の内のどの分割テクスチャがキャッ
シュメモリ１５に記憶されているかを示すフラグビット
である。例えば、グループ８３の内の分割テクスチャ８
１₁ のみがキャッシュメモリ１５に記憶されているとす
れば、フラグビット９３の内の分割テクスチャ８１₁ に
対応するフラグのみを立てることにする。１グループ内
には１６個の分割テクスチャ８１があるから、このフラ
グビット９３は１６個必要になる。また、キャッシュメ
モリ１５中に格納できるグループ数のビット数を持つ領
域利用フラグ９４を持たせ、使用されているグループ領
域を示すビットのフラグを立てることにする。

【００２４】注目する分割テクスチャがキャッシュメモ
リ１５に記憶されているかを判定するには、まず領域利
用フラグ９４のフラグが立っているグループ領域の中に
注目する分割テクスチャを含むグループがあるかをグル
ーピングテーブル９５を参照することで判定し、もしあ
るならばフラグビット９３をチェックすればよい。そし
て、記憶されている分割テクスチャについては、キャッ
シュメモリ１５に記憶されているブロックのアドレスに
よって分割テクスチャの要素を読み出す。上で述べたグ
ルーピングする方法の例では、グループを示す番号とそ
のグループ内での分割テクスチャの位置とからブロック
のアドレスを示すことができる。

【００２５】また、注目する分割テクスチャがキャッシ
ュメモリ１５に記憶されていない場合は、その分割テク
スチャをテクスチャメモリ１４から読み出し、キャッシ
ュメモリ１５に記憶させる。グルーピングする方法の例
では、すでにグループを形成するデータの一部がキャッ
シュメモリ１５中に記憶されていれば、注目する分割テ
クスチャをテクスチャメモリ１４から読み出し、キャッ
シュメモリ１５に記憶させ、フラグビット９３を立て
る。また、グループが形成されていない場合には、領域
利用フラグ９４で使われていない領域を求め、その領域
に新しいグループを作成すればよい。

【００２６】輝度計算部１８は、メモリ管理部１７から
の部分データ１１７から注目画素での輝度値１１８を計
算する。その方法は、例えば、テクスチャデータの要素
がカラー画像の輝度値ＲＧＢからなっていれば、単純に
平均を取って求めてもよいし、対応位置に近い要素の重
みを高くした加重平均などによって求めてもよい。表示
部１９は、画面上の全ての画素における輝度値１１８を
表示することで、画像を表示する。

【００２７】本実施例では、メモリ管理部１７がテクス
チャメモリ１４に記憶してあるテクスチャデータをブロ
ック単位（分割テクスチャ単位）で読み出すため、テク
スチャメモリ１４にＤＲＡＭタイプのランダムアクセス
に時間がかかるメモリを用いても、各要素のデータを独
立に読み出す場合に比べて、１要素当たりの読み出し速
度を速くすることができる。特に、高品質の画像を生成
する場合、テクスチャメモリ１４からテクスチャデータ
の近傍要素を読み出さなくても済むため、読み出しを高
速に行えるキャッシュメモリ１５を用いることや、テク
スチャメモリ１４にＤＲＡＭタイプのメモリを使用する
ことにより、装置コストの上昇を極力抑えて、各種マッ
ピングを施した高品質な画像を高速に生成することがで
きるようになる。

【００２８】〔実施例２：第２発明〕図２はこの発明の
第２実施例を示す画像生成装置のブロック構成図であ
る。同図において、２０は入力部、２２は画素値計算
部、２３はテクスチャ分割部、２４はテクスチャメモ
リ、２５はキャッシュメモリ、２６は近傍領域計算部、
２７はメモリ管理部、２８は輝度計算部、２９は表示部
である。

【００２９】入力部２０は、第１実施例と同様に、物体
データとテクスチャデータとからなる入力データ１２０
を、テクスチャ分割部２３および画素値計算部２２へ供
与する。但し、物体データは、第１実施例で述べたデー
タの他に、物体表面の明るさを求めるための情報や、視
点から物体までの距離である奥行きなどを求めるための
情報を含む。すなわち、図５の例では、物体５１を画面
５２に投影したときの（ｘ，ｙ）における物体表面と視
点との距離ｚ（ｘ，ｙ）と、明るさＩ（ｘ，ｙ）を求め
る情報を含むものとする。なお、特殊な場合として、物
体５１を多面体で近似して、多面体を構成する各頂点の
座標値でその物体５１の形状を表現する場合には、頂点
の位置（ｘ，ｙ）でのｚ（ｘ，ｙ）とＩ（ｘ，ｙ）とを
与えてもよい。

【００３０】画素値計算部２２は、第１実施例の対応位
置計算部１２と同様に対応位置を計算する以外に、画面
５２上の画素位置（ｘ，ｙ）でのｚ（ｘ，ｙ）とＩ
（ｘ，ｙ）を画素値として計算する。物体が多面体で表
現されている場合には、各多角形の内部における画素の
位置（ｘ，ｙ）を求め、その画素位置でのｚ，Ｉを多角
形の頂点でのｚ，Ｉから補間によって求めてもよい。な
お、物体が前後に重なっている場合には、この時点でｚ
に基づいて隠面消去（ｚバッファ法による隠面消去）を
して、視点に一番近い物体の画素値のみを出力してもよ
い。隠面消去の方法は、例えば特願平５−４５９号公報
（「画像生成装置および方法」）などに記載されてい
る。

【００３１】輝度計算部２８は、第１実施例の輝度計算
部１８で述べた方法で求めた輝度値に画素値計算部２２
で求めた画素値を乗算することで、輝度値１２８を求め
る。なお、物体が前後に重なっている場合には、画素値
計算部２２で行う代わりに、輝度計算部２８でｚに基づ
いて隠面消去をして、視点に一番近い物体の輝度値のみ
を出力するようにしてもよい。あるいは、視点に近い物
体が半透明物体であるならば、同一画素にかかる物体の
その画素での輝度値を加重平均して求めてもよい。

【００３２】この実施例では、第１実施例の効果に加え
て、画素値を用いての輝度計算部１８での輝度値の計算
により、陰影づけやｚバッファ法による隠面消去を行う
ことができ、より高品質で複雑な情景の画像を生成する
ことができるという効果を奏する。なお、物体が複数あ
る場合には、これらの物体からなる物体群にそれら物体
の属性を格子状に並べたデータをテクスチャデータとし
て、また物体群の各物体を表現するデータを物体データ
として、テクスチャ分割部２３および画素値計算部２２
に供与するようになすことは言うまでもない。

【００３３】〔実施例３：第３発明〕図３はこの発明の
第３実施例を示す画像生成装置のブロック構成図であ
る。同図において、３０は入力部、３１はセグメント計
算部、３２は画素値計算部、３３はテクスチャ分割部、
３４はテクスチャメモリ、３５はキャッシュメモリ、３
６は近傍領域計算部、３７はメモリ管理部、３８は輝度
計算部、３９は表示部である。

【００３４】セグメント計算部３１は、第２実施例と同
様の物体データを入力とし、画面中の水平に並んだ画素
からなるスキャンラインと物体との交差によってできる
部分物体データ（セグメントデータ）１３１を出力す
る。図１０は部分物体であるセグメントを示す説明図で
ある。セグメント１０４は、物体１０２と画面１０１中
のスキャンライン１０３との交わりによってできる部分
物体である。セグメントデータ１３１は、そのセグメン
ト１０４を表すデータである。例えば、物体１０２が凸
多角形の場合には、セグメントデータ１０３は線分にな
るが、その表現は端点の座標値やテクスチャデータのア
ドレス、それに輝度値などで表せる。

【００３５】セグメント計算部３１は、スキャンライン
毎にそのスキャンラインと交差する図べての物体を見つ
け出し、それらのセグメントデータ１３１を求める。あ
るいは、連続するスキャンラインを束にしたスキャンラ
イン群毎に、そのスキャンライン群と交差する全ての物
体の、スキャンライン群中の各スキャンラインでのセグ
メントデータを求めてもよい。なお、スキャンライン毎
にあるいはスキャンライン群毎にセグメントデータを求
める方法については、例えば特願平４−１４３９８号公
報（「物体表示装置」）などに記載されている。

【００３６】画素値計算部３２は、セグメントデータ１
３１から、画面中での物体を表示する画素におけるテク
スチャデータの対応位置を含む画素値を計算する。その
方法は、例えば、物体が凸多角形の場合には、セグメン
トデータの両端の値を補間することで、内部の画素値を
計算できる。なお、隠面消去に関しては第２実施例と同
様に、画素値計算部３２で行ってもよいし、輝度計算部
３８で行ってもよい。但し、この場合、隠面消去はスキ
ャンライン毎、あるいはスキャンライン群毎に行う。こ
の実施例では、第２実施例の効果に加えて、ｚソート法
やスキャンライン法などの第２実施例では行えなかった
アルゴリズムによる隠面消去を行うこともできるという
効果を奏する。

【００３７】なお、物体が複数ある場合には、これらの
物体からなる物体群にそれら物体の属性を格子状に並べ
たデータをテクスチャデータとして、また物体群の各物
体を表現するデータを物体データとして、テクスチャ分
割部３３よびセグメント計算部３１に供与するようにな
すことは言うまでもない。この場合、セグメント計算部
３１は、入力部３０からの物体データを格納しておき、
予め定められた手法に基づいて物体データを読み出す。
その手法としては、物体の奥行き値が遠いものから順に
読み出したり、スキャンライン毎に画像生成を行う場合
には、注目するスキャンラインに表示すべき物体の物体
データを読み出すなどの手法が考えられる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、その第１発明では、メモリ管理部がテク
スチャメモリに記憶してあるテクスチャデータをブロッ
ク単位で読み出すため、テクスチャメモリにＤＲＡＭタ
イプのランダムアクセスに時間がかかるメモリを用いて
も、各要素のデータを独立に読み出す場合に比べて、１
要素当たりの読み出し速度を速くすることができる。特
に、高品質の画像を生成する場合、テクスチャメモリか
らテクスチャデータの近傍要素を読み出さなくても済む
ため、読み出しを高速に行えるキャッシュメモリを用い
ることや、テクスチャメモリにＤＲＡＭタイプのメモリ
を使用することにより、装置コストの上昇を極力抑え
て、各種マッピングを施した高品質な画像を高速に生成
することができるようになる。

【００３９】また、第２発明では、第１発明における対
応位置計算部の代わりに画素値計算部を設け、この画素
値計算部で、画面中で物体を表示する画素におけるテク
スチャデータの対応位置を含む画素値を物体データから
求めるものとし、輝度計算部で、メモリ管理部からの部
分データと画素値計算部からの画素値とから画素におけ
る輝度値を求めるようにしたので、第１実施例の効果に
加えて、陰影づけやｚバッファ法による隠面消去を行う
ことができ、より高品質で複雑な情景の画像を生成する
ことができるという効果を奏する

【００４０】また、第３発明では、第２発明における画
素値計算部の前段にセグメント計算部を設け、このセグ
メント計算部で、入力部からの物体データから、画面中
の水平に並んだ画素からなるスキャンラインと物体との
交差によってできる部分物体を表現するセグメントデー
タを求めるものとし、画素値計算部で、セグメント計算
部からのセグメントデータから、画面中で物体を表示す
る画素におけるテクスチャデータの対応位置を含む画素
値を求めるようにしたので、第２発明の効果に加えて、
ｚソート法やスキャンライン法などの第２発明では行え
なかったアルゴリズムによる隠面消去も行うことが可能
となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施例を示す画像生成装置の
ブロック構成図である。

【図２】 この発明の第２実施例を示す画像生成装置の
ブロック構成図である。

【図３】 この発明の第３実施例を示す画像生成装置の
ブロック構成図である。

【図４】 テクスチャデータの要素の配列を示す説明図
である。

【図５】 物体データの一例を示す説明図である。

【図６】 ブロック分割する方法の一例を示す説明図で
ある。

【図７】 対応位置の近傍の一例を示す説明図である。

【図８】 分割テクスチャをグルーピングする一例を示
す説明図である。

【図９】 分割テクスチャをグルーピングして管理する
方法の一例を示す説明図である。

【図１０】 部分物体であるセグメントを示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１０，２０，３０…入力部、３１…セグメント計算部、
１２…対応位置計算部、２２…画素値計算部、１３，２
３，３３…テクスチャ分割部、１４，２４，３４…テク
スチャメモリ、１５，２５，３５…キャッシュメモリ、
１６，２６，３６…近傍領域計算部、１７，２７，３７
…メモリ管理部、１８，２８，３８…輝度計算部、１
９，２９，３９…表示部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間中の物体にその物体の属性を格子状
   に並べたデータとして表したテクスチャデータを対応付
   け、格子状に並んだ画素で構成した画面にその物体を投
   影したときの各画素での輝度値を前記テクスチャデータ
   に基づいて求めて提示することで画像を表示する画像生
   成装置において、 前記物体を表現する物体データと前記テクスチャデータ
   とを入力データとして供与する入力部と、 この入力部からのテクスチャデータを複数のブロックに
   分割してそのブロック毎に分割テクスチャとして出力す
   るテクスチャ分割部と、 このテクスチャ分割部からの分割テクスチャをブロック
   毎に記憶するテクスチャメモリと、 このテクスチャメモリから読み出される分割テクスチャ
   を一時的に記憶するキャッシュブロックを複数個有する
   キャッシュメモリと、 前記画面中で前記物体を表示する画素における前記テク
   スチャデータの対応位置を前記入力部からの物体データ
   から求める対応位置計算部と、 この対応位置計算部の求めた対応位置の近傍領域を求め
   る近傍領域計算部と、 この近傍領域計算部の求めた近傍領域内のテクスチャデ
   ータの要素からなる部分データの要素を含む分割テクス
   チャの全てが前記キャッシュメモリに記憶されているか
   否かを判定し、記憶されていない分割テクスチャがあれ
   ば前記テクスチャメモリから読み出して前記キャッシュ
   メモリに記憶させると共に、前記部分データが記憶され
   ているキャッシュブロックを前記キャッシュメモリから
   読み出すことで前記部分データを出力するメモリ管理部
   と、 このメモリ管理部の出力する部分データから前記画素に
   おける輝度値を求める輝度計算部と、 この輝度計算部の求めた輝度値を前記画面上に提示する
   ことで画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とす
   る画像生成装置。
2. 【請求項２】 空間中の物体にその物体の属性を格子状
   に並べたデータとして表したテクスチャデータを対応付
   け、格子状に並んだ画素で構成した画面にその物体を投
   影したときの各画素での輝度値を前記テクスチャデータ
   に基づいて求めて提示することで画像を表示する画像生
   成装置において、 前記物体を表現する物体データと前記テクスチャデータ
   とを入力データとして供与する入力部と、 この入力部からのテクスチャデータを複数のブロックに
   分割してそのブロック毎に分割テクスチャとして出力す
   るテクスチャ分割部と、 このテクスチャ分割部からの分割テクスチャをブロック
   毎に記憶するテクスチャメモリと、 このテクスチャメモリから読み出される分割テクスチャ
   を一時的に記憶するキャッシュブロックを複数個有する
   キャッシュメモリと、 前記画面中で前記物体を表示する画素における前記テク
   スチャデータの対応位置を含む画素値を前記入力部から
   の物体データから求める画素値計算部と、 この画素値計算部の求めた対応位置の近傍領域を求める
   近傍領域計算部と、 この近傍領域計算部の求めた近傍領域内のテクスチャデ
   ータの要素からなる部分データの要素を含む分割テクス
   チャの全てが前記キャッシュメモリに記憶されているか
   否かを判定し、記憶されていない分割テクスチャがあれ
   ば前記テクスチャメモリから読み出して前記キャッシュ
   メモリに記憶させると共に、前記部分データが記憶され
   ているキャッシュブロックを前記キャッシュメモリから
   読み出すことで前記部分データを出力するメモリ管理部
   と、 このメモリ管理部の出力する部分データと前記画素値計
   算部からの画素値とから前記画素における輝度値を求め
   る輝度計算部と、 この輝度計算部の求めた輝度値を前記画面上に提示する
   ことで画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とす
   る画像生成装置。
3. 【請求項３】 空間中の物体にその物体の属性を格子状
   に並べたデータとして表したテクスチャデータを対応付
   け、格子状に並んだ画素で構成した画面にその物体を投
   影したときの各画素での輝度値を前記テクスチャデータ
   に基づいて求めて提示することで画像を表示する画像生
   成装置において、 前記物体を表現する物体データと前記テクスチャデータ
   とを入力データとして供与する入力部と、 この入力部からのテクスチャデータを複数のブロックに
   分割してそのブロック毎に分割テクスチャとして出力す
   るテクスチャ分割部と、 このテクスチャ分割部からの分割テクスチャをブロック
   毎に記憶するテクスチャメモリと、 このテクスチャメモリから読み出される分割テクスチャ
   を一時的に記憶するキャッシュブロックを複数個有する
   キャッシュメモリと、 前記画面中の水平に並んだ画素からなるスキャンライン
   と前記物体との交差によってできる部分物体を表現する
   セグメントデータを前記入力部からの物体データから求
   めるセグメント計算部と、 前記画面中で前記物体を表示する画素における前記テク
   スチャデータの対応位置を含む画素値を前記セグメント
   計算部からのセグメントデータから求める画素値計算部
   と、 この画素値計算部の求めた対応位置の近傍領域を求める
   近傍領域計算部と、 この近傍領域計算部の求めた近傍領域内のテクスチャデ
   ータの要素からなる部分データの要素を含む分割テクス
   チャの全てが前記キャッシュメモリに記憶されているか
   否かを判定し、記憶されていない分割テクスチャがあれ
   ば前記テクスチャメモリから読み出して前記キャッシュ
   メモリに記憶させると共に、前記部分データが記憶され
   ているキャッシュブロックを前記キャッシュメモリから
   読み出すことで前記部分データを出力するメモリ管理部
   と、 このメモリ管理部の出力する部分データと前記画素値計
   算部からの画素値とから前記画素における輝度値を求め
   る輝度計算部と、 この輝度計算部の求めた輝度値を前記画面上に提示する
   ことで画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とす
   る画像生成装置。