JP2748798B2 - ３次元画像生成装置 - Google Patents
３次元画像生成装置Info
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- JP2748798B2 JP2748798B2 JP26831392A JP26831392A JP2748798B2 JP 2748798 B2 JP2748798 B2 JP 2748798B2 JP 26831392 A JP26831392 A JP 26831392A JP 26831392 A JP26831392 A JP 26831392A JP 2748798 B2 JP2748798 B2 JP 2748798B2
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- Japan
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- surface processing
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- processing unit
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- Expired - Lifetime
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- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Generation (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像生成装置に関し、
特にグラフィックワークステーションなどの３次元ＣＧ
（コンピュータ・グラフィック）画像生成装置に関す
る。
特にグラフィックワークステーションなどの３次元ＣＧ
（コンピュータ・グラフィック）画像生成装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、グラフィックワークステーション
などの３次元ＣＧ画像生成装置は、表示画面の各画素の
ＲＧＢ（Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅ）輝度値を記憶
するイメージメモリと、各画素の深度を記憶するＺバッ
ファメモリとを有しており、これらのメモリに画像デー
タを展開することにより３次元画像を表示するようにな
っている。
などの３次元ＣＧ画像生成装置は、表示画面の各画素の
ＲＧＢ（Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅ）輝度値を記憶
するイメージメモリと、各画素の深度を記憶するＺバッ
ファメモリとを有しており、これらのメモリに画像デー
タを展開することにより３次元画像を表示するようにな
っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の３次元
画像生成装置では、部品の移動、変形などのアニメーシ
ョンを行い、部品同士がぶつかり合う場合、コンピュー
タ内部では障害物が存在するという判断ができず、図５
に示すように、そのまま突き抜けてしまう現象が起き
る。
画像生成装置では、部品の移動、変形などのアニメーシ
ョンを行い、部品同士がぶつかり合う場合、コンピュー
タ内部では障害物が存在するという判断ができず、図５
に示すように、そのまま突き抜けてしまう現象が起き
る。
【０００４】ここで、図５は従来例の３次元画像生成装
置でアニメーションを作成した場合の例を示す図であ
る。
置でアニメーションを作成した場合の例を示す図であ
る。
【０００５】本発明の目的は、上記の欠点を解消し、部
品の移動、変形などのアニメーションを行った際の部品
同士のぶつかり合いや、突き抜ける現象を回避する３次
元画像生成装置を提供することにある。
品の移動、変形などのアニメーションを行った際の部品
同士のぶつかり合いや、突き抜ける現象を回避する３次
元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】本発明の３次元画像生成
装置は、３次元形状モデルデータの部品に対して部品単
位に隠面処理を行う部品隠面処理部と、部品単位に隠面
処理された表示画面の各画素の深度を記憶する部品Ｚバ
ッファメモリと、各画素のＲＧＢ輝度値を計算する部品
シェーディング処理部と、ＲＧＢ輝度値を記憶する部品
イメージメモリと、部品Ｚバッファメモリに記憶されて
いる各画素の深度及び部品イメージメモリに記憶されて
いるＲＧＢ輝度値を使用して１画面全体に対して隠面処
理を行う隠面処理部と、１画面全体の各画素の深度であ
るＺ値を記憶するＺバッファメモリと、１画面全体の各
画素のＲＧＢ輝度値を記憶するイメージメモリとを備
え、部品隠面処理部により部品ごとの隠面処理を施し、
部品シェーディング処理部で計算した部品の色データを
部品イメージメモリに、部品ＺバッファメモリのＺ値を
比較しながら転送することによって部品ごとの画像デー
タを作成し、全体画面内では各部品の深度値は部品ごと
に一定の値として隠面処理部により隠面処理を施し、部
品ごとの画像データをイメージメモリにＺバッファメモ
リのＺ値を比較しながら転送し、画面表示している。
装置は、３次元形状モデルデータの部品に対して部品単
位に隠面処理を行う部品隠面処理部と、部品単位に隠面
処理された表示画面の各画素の深度を記憶する部品Ｚバ
ッファメモリと、各画素のＲＧＢ輝度値を計算する部品
シェーディング処理部と、ＲＧＢ輝度値を記憶する部品
イメージメモリと、部品Ｚバッファメモリに記憶されて
いる各画素の深度及び部品イメージメモリに記憶されて
いるＲＧＢ輝度値を使用して１画面全体に対して隠面処
理を行う隠面処理部と、１画面全体の各画素の深度であ
るＺ値を記憶するＺバッファメモリと、１画面全体の各
画素のＲＧＢ輝度値を記憶するイメージメモリとを備
え、部品隠面処理部により部品ごとの隠面処理を施し、
部品シェーディング処理部で計算した部品の色データを
部品イメージメモリに、部品ＺバッファメモリのＺ値を
比較しながら転送することによって部品ごとの画像デー
タを作成し、全体画面内では各部品の深度値は部品ごと
に一定の値として隠面処理部により隠面処理を施し、部
品ごとの画像データをイメージメモリにＺバッファメモ
リのＺ値を比較しながら転送し、画面表示している。
【０００７】
【作用】すなわち、本発明によれば、一旦部品ごとに隠
面処理を施し、全体画面内での各部品の深度値は部品ご
とに一定の値として画像データを作成し、この画像デー
タを全体のイメージメモリにＺ値を比較しながら転送す
ることによって部品の突き抜けを回避することが可能と
なる。
面処理を施し、全体画面内での各部品の深度値は部品ご
とに一定の値として画像データを作成し、この画像デー
タを全体のイメージメモリにＺ値を比較しながら転送す
ることによって部品の突き抜けを回避することが可能と
なる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例の３次元画像生成
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【００１０】図１において、本実施例の３次元画像生成
装置は、ＣＰＵ１０１と、制御用ＲＯＭ１０２と、制御
用ＲＡＭ１０３と、アニメーション制御部１０４と、モ
デルデータメモリ１０５と、システムバス１０６と、部
品に対する部品隠面処理部１０７と、部品に対する部品
Ｚバッファメモリ１０８と、部品に対する部品シェーデ
ィング処理部１０９と、部品に対する部品イメージメモ
リ１１０と、画面全体に対する隠面処理部１１１と、画
面全体に対するＺバッファメモリ１１２と、画面全体に
対するイメージメモリ１１３と、モニター１１４とで構
成されている。
装置は、ＣＰＵ１０１と、制御用ＲＯＭ１０２と、制御
用ＲＡＭ１０３と、アニメーション制御部１０４と、モ
デルデータメモリ１０５と、システムバス１０６と、部
品に対する部品隠面処理部１０７と、部品に対する部品
Ｚバッファメモリ１０８と、部品に対する部品シェーデ
ィング処理部１０９と、部品に対する部品イメージメモ
リ１１０と、画面全体に対する隠面処理部１１１と、画
面全体に対するＺバッファメモリ１１２と、画面全体に
対するイメージメモリ１１３と、モニター１１４とで構
成されている。
【００１１】次に、本実施例の３次元画像生成装置によ
るアニメーションの作成について図面を参照して説明す
る。
るアニメーションの作成について図面を参照して説明す
る。
【００１２】図２は本実施例の３次元画像生成装置のモ
デルデータメモリ１０５の内部データ構成を示す図であ
る。
デルデータメモリ１０５の内部データ構成を示す図であ
る。
【００１３】この例では最大２５５個の部品データが格
納されている。１つの部品は１つの基準座標及び複数の
ポリゴンから形成されており、部品毎に区切られた領域
に格納される。
納されている。１つの部品は１つの基準座標及び複数の
ポリゴンから形成されており、部品毎に区切られた領域
に格納される。
【００１４】図３は本実施例の３次元画像生成装置のＣ
ＰＵ１０１内部の処理を示すフローチャート、図４は本
実施例の３次元画像生成装置でアニメーションを作成し
た場合の例を示す図である。図１〜図３において、例え
ば、あらかじめモデルデータメモリ１０５内に形状のモ
デルデータが格納されおり、このモデルデータを基に画
像を生成する場合、まず１つの部品についてモデルデー
タメモリ１０５よりデータを読み込む（ステップ３０
１）。次に部品Ｚバッファメモリ１０８をイニシャルし
（ステップ３０２）、部品隠面処理部１０７及び部品シ
ェーディング処理部１０９にて隠面処理及びシェーディ
ングを行う（ステップ３０３）。部品隠面処理部１０７
では部品を構成するポリゴン１つ１つについて１点づつ
部品Ｚバッファメモリ１０８内のＺ値と比較を行い、手
前に位置している点についてはＺ値の更新及びシェーデ
ィング処理を行い、点の色を決定する。決定した色デー
タは部品イメージメモリ１１０内に格納される。１つの
部品についてイメージデータが作成されたら全体画面で
の隠面処理を行う（ステップ３０５）。この際、１つの
部品のイメージデータのＺ値は部品の基準座標における
Ｚ値として処理を行う（ステップ３０４）。全体画面で
の隠面処理を行う場合、隠面処理部１１１では、部品イ
メージメモリ１１０内でイメージの存在する座標に対応
するＺバッファメモリ１１２内のＺ値と、イメージデー
タのＺ値とを比較し、手前に位置している点についての
み色データをイメージメモリ１１０に書き込み、Ｚ値デ
ータをＺバッファメモリ１１２内に書き込む。
ＰＵ１０１内部の処理を示すフローチャート、図４は本
実施例の３次元画像生成装置でアニメーションを作成し
た場合の例を示す図である。図１〜図３において、例え
ば、あらかじめモデルデータメモリ１０５内に形状のモ
デルデータが格納されおり、このモデルデータを基に画
像を生成する場合、まず１つの部品についてモデルデー
タメモリ１０５よりデータを読み込む（ステップ３０
１）。次に部品Ｚバッファメモリ１０８をイニシャルし
（ステップ３０２）、部品隠面処理部１０７及び部品シ
ェーディング処理部１０９にて隠面処理及びシェーディ
ングを行う（ステップ３０３）。部品隠面処理部１０７
では部品を構成するポリゴン１つ１つについて１点づつ
部品Ｚバッファメモリ１０８内のＺ値と比較を行い、手
前に位置している点についてはＺ値の更新及びシェーデ
ィング処理を行い、点の色を決定する。決定した色デー
タは部品イメージメモリ１１０内に格納される。１つの
部品についてイメージデータが作成されたら全体画面で
の隠面処理を行う（ステップ３０５）。この際、１つの
部品のイメージデータのＺ値は部品の基準座標における
Ｚ値として処理を行う（ステップ３０４）。全体画面で
の隠面処理を行う場合、隠面処理部１１１では、部品イ
メージメモリ１１０内でイメージの存在する座標に対応
するＺバッファメモリ１１２内のＺ値と、イメージデー
タのＺ値とを比較し、手前に位置している点についての
み色データをイメージメモリ１１０に書き込み、Ｚ値デ
ータをＺバッファメモリ１１２内に書き込む。
【００１５】以上ステップ３０１からステップ３０５の
処理をモデルデータメモリ１０５内の全ての部品につい
て処理を行い（ステップ３０６）、イメージメモリ１１
３の内容をモニター１１４の画面に表示する（ステップ
３０７）。
処理をモデルデータメモリ１０５内の全ての部品につい
て処理を行い（ステップ３０６）、イメージメモリ１１
３の内容をモニター１１４の画面に表示する（ステップ
３０７）。
【００１６】以上で１画面の描画が終了するが、アニメ
ーションを表示するにはステップ３０１から３０７の処
理を、モデルデータを少しずつ変化させながら繰り返し
処理することによって実現する。この際、アニメーショ
ン制御部１０４では、変形または移動などのアニメーシ
ョンに対するモデルデータの更新および繰り返し処理の
タイミングを与える。このタイミングをソフトウェアで
監視することによって時間の経過に対して表示する画面
を変化させることが可能となり、アニメーション表示が
実現できる。
ーションを表示するにはステップ３０１から３０７の処
理を、モデルデータを少しずつ変化させながら繰り返し
処理することによって実現する。この際、アニメーショ
ン制御部１０４では、変形または移動などのアニメーシ
ョンに対するモデルデータの更新および繰り返し処理の
タイミングを与える。このタイミングをソフトウェアで
監視することによって時間の経過に対して表示する画面
を変化させることが可能となり、アニメーション表示が
実現できる。
【００１７】尚、本実施例のソフトウェアは制御用ＲＯ
Ｍ１０２内に格納されており、制御用ＲＡＭ１０３を作
業領域に使用して動作する。
Ｍ１０２内に格納されており、制御用ＲＡＭ１０３を作
業領域に使用して動作する。
【００１８】この様に、３次元画像を生成する際には部
品を１つづつ隠面処理及びシェーディング処理を施し、
部品１つについての画像データを作成してから全体画面
内で再び隠面処理を行うことによって部品同志の衝突に
よる画像の突き抜けを回避することが可能となる。ま
た、本実施例の３次元画像生成装置によってアニメーシ
ョンを作成した場合の例を図４に例示する。
品を１つづつ隠面処理及びシェーディング処理を施し、
部品１つについての画像データを作成してから全体画面
内で再び隠面処理を行うことによって部品同志の衝突に
よる画像の突き抜けを回避することが可能となる。ま
た、本実施例の３次元画像生成装置によってアニメーシ
ョンを作成した場合の例を図４に例示する。
【００１９】以上、モデルデータメモリから部品データ
を読み込み、Ｚバッファ法隠面処理を施し、画面を表示
する場合の処理について例示した。しかしながら、隠面
処理法やシェーデイング法については様々なアルゴリズ
ムが知られており、他のアルゴリズムであるスキャンラ
イン法やレイトレーシング法などにおいても本発明を適
用できる。
を読み込み、Ｚバッファ法隠面処理を施し、画面を表示
する場合の処理について例示した。しかしながら、隠面
処理法やシェーデイング法については様々なアルゴリズ
ムが知られており、他のアルゴリズムであるスキャンラ
イン法やレイトレーシング法などにおいても本発明を適
用できる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の３次元画
像生成装置は、３次元形状モデルデータの部品に対し
て、部品単位に隠面処理を行う部品隠面処理部と、部品
単位に表示画面の各画素の深度を記憶する部品Ｚバッフ
ァメモリと、各画素のＲＧＢ輝度値を計算する部品シェ
ーディング処理部と、ＲＧＢ輝度値を記憶する部品イメ
ージメモリと、１画面全体に対する隠面処理部と、１画
面全体の各画素の深度を記憶するＺバッファメモリと、
１画面全体の各画素のＲＧＢ輝度値を記憶するイメージ
メモリとを備え、一旦部品ごとに隠面処理を施し、全体
画面内での各部品の深度値は部品ごとに一定の値として
画像データを作成し、この画像データを全体のイメージ
メモリにＺ値を比較しながら転送することにより、部品
の突き抜けを回避できるという効果がある。
像生成装置は、３次元形状モデルデータの部品に対し
て、部品単位に隠面処理を行う部品隠面処理部と、部品
単位に表示画面の各画素の深度を記憶する部品Ｚバッフ
ァメモリと、各画素のＲＧＢ輝度値を計算する部品シェ
ーディング処理部と、ＲＧＢ輝度値を記憶する部品イメ
ージメモリと、１画面全体に対する隠面処理部と、１画
面全体の各画素の深度を記憶するＺバッファメモリと、
１画面全体の各画素のＲＧＢ輝度値を記憶するイメージ
メモリとを備え、一旦部品ごとに隠面処理を施し、全体
画面内での各部品の深度値は部品ごとに一定の値として
画像データを作成し、この画像データを全体のイメージ
メモリにＺ値を比較しながら転送することにより、部品
の突き抜けを回避できるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の３次元画像生成装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本実施例の３次元画像生成装置のモデルデータ
メモリ１０５の内部データ構成を示す図である。
メモリ１０５の内部データ構成を示す図である。
【図３】本実施例の３次元画像生成装置のＣＰＵ１０１
内部の処理を示すフローチャートである。
内部の処理を示すフローチャートである。
【図４】本実施例の３次元画像生成装置でアニメーショ
ンを作成した場合の例を示す図である。
ンを作成した場合の例を示す図である。
【図５】従来例の３次元画像生成装置でアニメーション
を作成した場合の例を示す図である。
を作成した場合の例を示す図である。
１０１ ＣＰＵ １０２ 制御用ＲＯＭ １０３ 制御用ＲＡＭ １０４ アニメーション制御部 １０５ モデルデータメモリ １０６ システムバス １０７ 部品隠面処理部 １０８ 部品Ｚバッファメモリ １０９ 部品シェーディング処理部 １１０ 部品イメージメモリ １１１ 隠面処理部 １１２ Ｚバッファメモリ １１３ イメージメモリ １１４ モニター
Claims (1)
- 【請求項１】 ３次元形状モデルデータの部品に対して
部品単位に隠面処理を行う部品隠面処理部と、前記部品
単位に隠面処理された表示画面の各画素の深度を記憶す
る部品Ｚバッファメモリと、前記各画素のＲＧＢ輝度値
を計算する部品シェーディング処理部と、前記ＲＧＢ輝
度値を記憶する部品イメージメモリと、前記部品Ｚバッ
ファメモリに記憶されている各画素の深度及び前記部品
イメージメモリに記憶されているＲＧＢ輝度値を使用し
て１画面全体に対して隠面処理を行う隠面処理部と、前
記１画面全体の各画素の深度であるＺ値を記憶するＺバ
ッファメモリと、前記１画面全体の各画素のＲＧＢ輝度
値を記憶するイメージメモリとを備え、前記部品隠面処
理部により部品ごとの隠面処理を施し、前記部品シェー
ディング処理部で計算した部品の色データを前記部品イ
メージメモリに、前記部品ＺバッファメモリのＺ値を比
較しながら転送することによって部品ごとの画像データ
を作成し、全体画面内では各部品の深度値は部品ごとに
一定の値として前記隠面処理部により隠面処理を施し、
前記部品ごとの画像データを前記イメージメモリに前記
ＺバッファメモリのＺ値を比較しながら転送し、画面表
示することを特徴とする３次元画像生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26831392A JP2748798B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | ３次元画像生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26831392A JP2748798B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | ３次元画像生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06119462A JPH06119462A (ja) | 1994-04-28 |
| JP2748798B2 true JP2748798B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=17456803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26831392A Expired - Lifetime JP2748798B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | ３次元画像生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748798B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3949109B2 (ja) | 2001-10-15 | 2007-07-25 | 富士通株式会社 | 仮想３次元空間におけるリンクされた複数のオブジェクトの階層的ソート |
| JP2005211510A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Samii Kk | 画像表示装置及び遊技機 |
-
1992
- 1992-10-07 JP JP26831392A patent/JP2748798B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06119462A (ja) | 1994-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980120 |