JP2763502B2

JP2763502B2 - 画像合成装置及び画像合成方法

Info

Publication number: JP2763502B2
Application number: JP6329706A
Authority: JP
Inventors: 克宏三浦; 隆横田; 政樹武田
Original assignee: Namco Ltd
Current assignee: Namco Ltd
Priority date: 1994-12-01
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JPH08161527A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にスポット表示が可
能な画像合成装置及び画像合成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば３次元ゲームあるいは
飛行機及び各種乗物の操縦シミュレータ等に使用される
画像合成装置として種々のものが知られている。このよ
うな画像合成装置では、図９（Ａ）に示す３次元物体３
００に関する画像情報が、あらかじめ装置に記憶されて
いる。この３次元物体３００は、プレーヤ（観者）３０
２がスクリーン３０６を介して見ることができる風景等
の表示物を表すものである。そして、この表示物である
３次元物体３００の画像情報をスクリーン３０６上に透
視投影変換することにより視界画像（投影画像）３０８
をスクリーン３０６上に画像表示している。この装置で
は、プレーヤ３０２が、操作パネル３０４により回転、
並進等の操作を行うと、プレーヤ３０２又はプレーヤ３
０２の搭乗する移動体の位置、方向が変化し、この変化
に伴い３次元物体３００の画像がスクリーン３０６上で
どのように見えるかを求める演算処理が行われる。この
演算処理はプレーヤ３０２の操作に追従してリアルタイ
ムで行われる。これによりプレーヤ３０２は、プレーヤ
自身又はプレーヤ自身の搭乗する移動体の位置、方向の
変化に伴う風景等の変化を疑似３次元画像としてリアル
タイムに見ることが可能となり、仮想的な３次元空間を
疑似体験できることとなる。

【０００３】図９（Ｂ）には、以上のような画像合成装
置により形成される視界画像（ゲーム画面）の一例が示
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上に説明した
画像合成装置では、得られる画像をよりリアルなものと
するために、例えば車のヘッドライトを投射する等のス
ポット表示機能を持つことが望まれている。

【０００５】例えば、上記スポット表示を可能とするた
めの１つの手法として、図１０に示されるような手法が
考えられる。この手法では、３次元画像合成部５００か
ら出力される２次元画像５０６と、半透明又は輝度を与
えるヘッドライトパターン発生部５０２から出力される
ヘッドライトパターン（２次元画像）５０８とを、ミキ
シング部５０４によりミキシングする（半透明の重ね合
わせ又は輝度の変換を行う）ことで、出力画像５１０が
得られる。この場合、３次元画像合成部５００から出力
される２次元画像５０６は、透視投影変換、シェーディ
ング演算、デプスキューイング演算が既に施された後の
２次元画像である。また、ヘッドライトパターン発生部
５０２から出力されるヘッドライトパターン５０８は、
２次元画像５０６と重ね合わせた場合に重ね合わせた部
分の画像が見えるように半透明又は輝度のパターンとし
て用意されたものである。また、ヘッドライトらしく見
えるように、ヘッドライトの光軸上の部分を明るくし、
周りに行くにしたがって徐々に暗くなるような効果を有
するパターンとなっている。

【０００６】しかし、この手法には、以下のような問題
点がある。例えば、ヘッドライトを投射している車が、
何らかの原因で横方向に向いてしまい、この時、車の向
いた方向に壁があった場合を考える。この種の画像合成
装置では、車は仮想的な３次元空間上を自由に走行する
ことができるため、このような事は当然考えられる事態
である。この場合、ヘッドライトパターン５０８は、車
が道に沿って走行する場合に最もリアルに見えるように
ヘッドライトパターンが調整されている。従って、上記
のように車が横に向きヘッドライトがその方向にある壁
に投射された場合には、このヘッドライトパターンは現
実のものとはかけ離れたものとなるという問題が生じ
る。これは、上記手法では、ミキシング部５０４におい
て、既に奥行き情報（デプス情報）を失った２つの画像
を重ね合わせていることに起因する。

【０００７】一方、よりリアルにヘッドライト表示をシ
ミュレートしようとするならば、車のヘッドライトの部
分に２つの光源を設定し、この２つの光源の照明モデル
に基づくシェーディング演算を行えばよい。しかし、こ
の場合の２つの光源は無限遠点にあるものとみなすこと
ができないため、これらの光源からの光を平行光線とす
ることはできない。従って、これらの光源の照明モデル
に基づくシェーディング演算が非常に大量の計算を要し
複雑なものとなってしまい、画像合成処理の高速化、装
置の低コスト化を妨げる大きな要因となってしまう。

【０００８】本発明は以上のような技術的課題を達成す
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、奥行き情報が反映されたスポット表示を、画像合成
処理の高速化を妨げずに低コストで可能とする画像合成
装置及び画像合成方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために、請求項１に係る発明は、３次元表示物を視
点座標系の投影面に透視投影変換することで得られた画
像をディスプレイ上に表示するための画像合成装置であ
って、スポット表示を行うためのデプススポット情報を
発生するスポット情報発生手段と、該スポット情報発生
手段から入力された前記デプススポット情報を用いて、
奥行き情報であるデプス情報に対して変換処理を施すデ
プス変換手段と、輝度情報と、表示物のカラー情報とに
基づいて、前記ディスプレイの各画素に表示すべきカラ
ー情報を求めるシェーディング演算手段と、該シェーデ
ィング演算手段から入力される前記カラー情報に対し
て、前記デプス変換手段により変換されたデプス情報に
基づいてデプスキューイング演算を施すデプスキューイ
ング演算手段とを含むことを特徴とする。

【００１０】また、請求項５の発明は、３次元表示物を
視点座標系の投影面に透視投影変換することで得られた
画像をディスプレイ上に表示するための画像合成方法で
あって、スポット表示を行うためのデプススポット情報
を発生し、該デプススポット情報を用いて奥行き情報で
あるデプス情報に対して変換処理を施し、輝度情報と、
表示物のカラー情報とに基づいて、前記ディスプレイの
各画素に表示すべきカラー情報を求め、該カラー情報に
対して、変換された前記デプス情報に基づいてデプスキ
ューイング演算を施すことを特徴とする。

【００１１】請求項１又は５の発明によれば、発生され
たデプススポット情報を用いてデプス情報に対して変換
処理が行われ、この変換されたデプス情報に基づいてデ
プスキューイング演算が行われる。これにより、奥行き
感を向上させる映像効果を作り出すことができる。

【００１２】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記デプス変換手段における変換処理が、前記デプ
ス情報に対して前記デプススポット情報を加算する処理
であることを特徴とする。

【００１３】請求項２の発明によれば、デプス情報に対
してデプススポット情報を加算でき、これにより正のデ
プススポット情報が加算された場合には、その部分はよ
り遠くにある状態になり、負のデプススポット情報が加
算された場合には、その部分はより近くにある状態にな
る。

【００１４】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
のいずれかにおいて、複数のカラーパレットを有するカ
ラーパレットメモリと、与えられたカラーコードに基づ
いて前記複数のカラーパレットから前記表示物の前記カ
ラー情報を読み出し前記シェーディング演算手段に対し
て出力するパレット参照手段とを含み、前記複数のカラ
ーパレットの各々に対応して奥カラー情報が設定され、
前記デプスキューイング演算手段が、前記変換されたデ
プス情報に基づいて前記カラー情報と前記奥カラー情報
とにより前記デプスキューイング演算を行うことを特徴
とする。

【００１５】請求項３の発明によれば、複数のカラーパ
レットのいずれかを選択することで、様々な色彩効果を
得ることができる。また、本発明によれば、奥カラー情
報を、外部から設定する、あるいは、カラーパレットメ
モリ内に各カラーパレットに対応させて記憶させること
で、各カラーパレットに対応した奥カラー情報を設定で
きる。そして、奥カラー情報を異ならせることにより、
表示物体毎に奥カラーの設定が可能となる。

【００１６】なお、カラーパレットがＮ個（Ｎは２以上
の整数）ある場合には、Ｎ個の奥カラー情報を用意し、
奥カラー情報をカラーパレットに１対１に対応させとも
よいし、Ｍ個（ＭはＮよりも小さい整数）の奥カラー情
報を用意し、複数個のカラーパレットに１つの奥カラー
情報を対応させるようにしてもよい。

【００１７】また、請求項４の発明は、請求項１乃至３
のいずれかにおいて、表示物の前記カラー情報あるいは
該カラー情報を生成するための情報、輝度情報、デプス
情報の少なくとも１つを含む情報を前記ディスプレイの
各画素に対応した格納エリアに格納するフィールドバッ
ファ部を含み、前記スポット情報発生手段が、前記フィ
ールドバッファ部から各画素についての前記情報が出力
されるタイミングに同期して該画素についての前記デプ
ススポット情報を出力するとともに、前記ディスプレイ
上にキャラクタ画面を表示するためのキャラクタ画面情
報をも発生できることを特徴とする。

【００１８】請求項４の発明によれば、フィールドバッ
ファ部の各格納エリアには、表示物のカラー情報又はこ
のカラー情報を生成するための情報（カラーコード、テ
クスチャ座標等）、輝度情報、デプス情報の少なくとも
１つが記憶される。そして、スポット情報発生手段は、
フィールドバッファ部からの出力タイミングに同期し
て、デプススポット情報、キャラクタ画面情報の少なく
とも一方を出力できる。これにより、スポット情報を発
生する機能とキャラクタ画面情報を発生する機能とを同
一のハードウェアを用いて実現することが可能となる。

【００１９】

【実施例】図１には、本発明の実施例の構成を表すブロ
ック図が示される。図１に示すように、本実施例は、３
次元画像合成部２０、フィールドバッファ部２２、シェ
ーディング演算部２４、デプスキューイング演算部２
６、パレット参照部２８、カラーパレットメモリ２９、
デプス変換部３２、キャラクタ画面情報発生部（スポッ
ト情報発生部）３４、キャラクタメモリ３６、パレット
参照部３８、及びミキシング部４０を含む。

【００２０】３次元画像合成部２０は、複数の表示物が
配置された仮想３次元空間内の所定の視点位置、視線方
向での透視投影変換後の２次元画像を合成するものであ
り、図２にはそのブロック図の一例が示される。

【００２１】図２において、操作部１２には、例えばレ
ーシングカーゲームに適用した場合を例にとれば、レー
シングカーを運転するためのハンドル、アクセル等が含
まれ、これにより操作情報が入力される。

【００２２】仮想３次元空間演算部１００では、仮想３
次元空間における複数の表示物、例えばレーシングカ
ー、コース、ビル等の位置、方向等を設定する演算が行
われる。この演算は、操作部１２からの操作情報や、処
理部１０２に記憶されるゲームプログラム、あらかじめ
設定記憶されているマップ情報等に基づいて行われる。
画像供給部２１０では、仮想３次元空間演算部１００で
設定された表示物の位置、方向等の情報、及びオブジェ
クト画像情報記憶部２１２から読み出されたオブジェク
ト画像情報に基づいて、各種の３次元演算処理が行われ
る。即ち、まず、図３に示すように、レーシングカー、
コース等を表すオブジェクト３００、３３３、３３４に
ついて、それを構成するポリゴンをワールド座標系（絶
対座標系）（ＸW、ＹW、ＺW）で表現される仮想３次元
空間上に配置するための演算処理が行われる。次に、座
標変換部２１４により、これらの各オブジェクトについ
て、それを構成するポリゴンをプレーヤ３０２の視点位
置等を原点とする視点座標系（Ｘｖ、Ｙｖ、Ｚｖ）へ座
標変換する処理が行われる。その後、クリッピング処理
部２１６により、いわゆるクリッピング処理が行われ、
次に、透視投影変換部２１８により、スクリーン座標系
（ＸS、ＹS）への透視投影変換処理が行われる。その
後、ポリゴンフォーマット変換処理、必要があればソー
ティング処理等が行われることになる。

【００２３】なお、画像供給部２１０においては、仮想
３次元空間内の所定の位置に配置された光源からの光に
基づいて、輝度を演算する処理も行われる。そして、本
実施例においては、演算された輝度情報は、ポリゴンの
各頂点に対して頂点輝度情報として与えられることにな
る。

【００２４】描画部２３０では、画像供給部２１０にお
いて３次元演算処理されたポリゴンの頂点座標、頂点輝
度情報等のデータから、ポリゴン内の全てのドットの画
像情報が演算される。この場合、求められる画像情報と
しては、カラーコード、輝度情報、デプス情報（奥行き
情報）、テクスチャマッピング手法を用いる場合にはテ
クスチャ座標等が考えられる。

【００２５】本実施例でテクスチャマッピング手法を用
いる場合には、テクスチャを格納するためのテクスチャ
メモリ２３が必要となり、このテクスチャメモリ２３
が、図４に示すように、フィールドバッファ部２２とパ
レット参照部２８との間に配置される。そして、この場
合には、フィールドバッファ部２２には、描画部２３０
により求められたテクスチャ座標が格納され、このテク
スチャ座標に基づいてテクスチャメモリ２３からカラー
コードが読み出され、パレット参照部２８に出力される
ことになる。

【００２６】なお、テクスチャメモリ２３をフィールド
バッファ部２２の前段に設け、描画部２３０からのテク
スチャ座標でカラーコードを読み出し、このカラーコー
ドをフィールドバッファ部２２に格納するようにしても
よい。

【００２７】次に、図１のフィールドバッファ部２２に
ついて説明する。フィールドバッファ部２２は、ディス
プレイの各画素に対応した格納エリアを有しており、こ
の格納エリアには、３次元画像合成部２０により求めら
れた各画素についてのカラーコード、輝度情報、デプス
情報等が格納される。但し、例えばデプス情報について
は、必ずしも画素毎に与える必要はなく、ポリゴン内に
おいては全て同じ値であるとしてポリゴン毎に与えても
よい。また、テクスチャマッピング手法を用いる場合に
は、図４からも明らかなように、フィールドバッファ部
２２には、カラーコードの代わりにテクスチャ座標が格
納される。カラーコード、輝度情報、デプス情報等の情
報は、ディスプレイ上の上の走査線から下の走査線へと
（あるいはインターレスに）スキャンするようにして、
パレット参照部２８、シェーディング演算部２４、デプ
ス変換部３２等へと出力されることになる。

【００２８】次に、パレット参照部２８、カラーパレッ
トメモリ２９について説明する。図５には、カラーパレ
ットメモリ２９のメモリ構成の一例が示される。このカ
ラーパレットメモリ２９は、例えば１２８種類のカラー
パレットを内蔵している（図５には、その中のカラーパ
レット０〜７のみを示した）。これらの中で、どのカラ
ーパレットを使用するかは、例えば図２に示す仮想３次
元空間演算部１００により指定される。例えば、カラー
パレット０が指定され、カラーコード９２が指定された
とする。すると、表示物のカラー情報である（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）＝（１７０、６５、３０）が読み出されることにな
る。パレット参照部２８は、フィールドバッファ部２２
から出力されるカラーコードに基づいてカラーパレット
メモリ２９からこのカラー情報を読み出す。そして、読
み出されたカラー情報は、シェーディング演算部２４に
出力される。

【００２９】なお、本実施例では、カラーパレットの指
定を異ならせることで、同じカラーコードであっても異
なるカラー情報を出力させることができる。これによ
り、例えば、カラーパレットの指定を異ならせるだけ
で、様々な色彩効果を得ることが可能となる。

【００３０】シェーディング演算部２４では、パレット
参照部２８から入力されるカラー情報と、３次元画像合
成部２０で演算されフィールドバッファ部２２に格納さ
れた輝度情報とに基づいて、ディスプレイの各画素に表
示すべきカラー情報が求められる。例えば、パレット参
照部２８から出力されるカラー情報が（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝
（５０、５０、５０）（暗めの白）であり、入力される
輝度情報が輝度を４倍にするという情報であったとす
る。すると、シェーディング演算部２４は、（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）＝（２００、２００、２００）（明るめの白）のカ
ラー情報を出力することになる。シェーディング演算部
２４に入力される輝度情報は例えば８ビットデータとな
り、これにより２５６段階（１〜２５６）の輝度を指定
できる。そして、例えば輝度情報＝６４の場合に等倍の
設定になるようにすると、この輝度情報により、パレッ
ト参照部２８から出力されるカラー情報の輝度を１／６
４倍（輝度情報＝１）〜４倍（輝度情報＝２５６）に設
定することが可能となる。これにより、表示物のカラー
情報に対して、３次元画像合成部２０で行われたグーロ
ーシェーディング、フォンシェーディングの演算結果を
反映させることができ、ディスプレイの画素に表示する
べきカラー情報を求めることが可能となる。

【００３１】デプスキューイング演算部２６では、シェ
ーディング演算部２６から入力されるカラー情報に対し
て、奥行き情報であるデプス情報（実際にはデプス変換
部３２により変換処理が施されたデプス情報）に基づく
デプスキューイング演算が施される。図６は、このデプ
スキューイング演算の一例を説明するための図である。
本実施例では、デプス情報に基づいてカラー情報を奥カ
ラー情報８０２により補間する演算を行っている。この
場合のデプス情報としては、奥行き情報、即ち視点から
の距離（Ｚ座標値）が考えられる。図６に示すように、
デプスキューイング演算を行う場合には、まず奥カラー
情報８０２が指定される。この奥カラー情報８０２は各
カラーパレット毎に指定されるものであり、これは、例
えば図２の仮想３次元空間演算部１００により指定させ
てもよいし、また、カラーパレットメモリ２９内に、各
カラーパレットに対応させて記憶させてもよい。図６で
前カラー情報８００となるのは、シェーディング演算部
２４よりデプスキューイング演算部２６に入力されるカ
ラー情報である。また、デプス情報ＣＺは、デプス変換
部３２により変換処理が施されたデプス情報である。デ
プスキューイング演算部２６では、これらの前カラー情
報８００、奥カラー情報８０２、デプス情報ＣＺに基づ
いて、所定の補間処理（例えば直線補間）により出力カ
ラー情報８０４が求められ、求められたカラー情報はミ
キシング部４０に出力される。

【００３２】例えば、「霧」の仮想３次元空間を形成す
る場合には、この奥カラー情報を「白」（例えば（１０
０、１００、１００））に設定する。すると、上記デプ
スキューイング演算により、視点からの距離が遠いほど
カラー情報が「白」に近づくような処理が行われ、これ
により「霧」の効果が得られる。この他にも、「夕焼
け」であれば奥カラー情報８０２を（２００、５０、３
０）として、赤色を少し強める。また、海については、
「深い海」は（０、０、５０）というように黒色に近い
青色として「浅い海」は（５０、５０、２００）という
ように青色を強くする。また、「緑の惑星」であれば、
「霧」の要素に少し緑色を付加し、「砂嵐」であれば黄
色を少し付加する。このようにして、種々の仮想３次元
空間を設定することが可能となる。

【００３３】キャラクタ画面情報発生部３４は、画面上
にキャラクタ画面を表示するために用いられるものであ
る。このキャラクタ画面情報発生部３４は、例えば図７
において、コース８７４、タイム８７６、タコメータ８
７８、速度計８７９等のキャラクタに関する画面情報を
発生する。この場合、コース８７４、タイム８７６等を
表すキャラクタの画像情報（カラーコード等）は、キャ
ラクタメモリ３６に格納されている。キャラクタ画面情
報発生部３４は、キャラクタメモリ３６から、コース７
４、タイム７６等についての画像情報を読み出し、これ
を画面上の図７に示す位置に配置する演算処理を行い、
これによりキャラクタ画面情報を発生する。そして、フ
ィールドバッファ部２２が、上の走査線から下の走査線
へとスキャンしながらカラーコード、輝度情報、デプス
情報を出力するのに同期して、得られたキャラクタ面の
カラーコードをパレット参照部３８に出力する。パレッ
ト参照部３８では、入力されたカラーコードに基づいて
カラーパレットメモリ２９から対応するカラー情報を読
み出し、これをミキシング部４０に出力することにな
る。そして、ミキシング部４０によるミキシングによ
り、図７に示すような画像が形成され出力されることに
なる。

【００３４】さて、本実施例では、キャラクタ画面情報
発生部３４が、スポット情報発生部を兼用する構成とな
っている。即ち、キャラクタ画面情報発生部３４では、
キャラクタ画面情報のみならずデプススポット情報も発
生可能であり、このデプススポット情報が、キャラクタ
面のカラーコードを出力するタイミングと同様のタイミ
ングでデプス変換部３２に出力される。これにより、フ
ィールドバッファ部２２からカラーコード、輝度情報、
デプス情報が上の走査線から下の走査線へとスキャンし
ながら出力されるのと同様のタイミングで、デプススポ
ット情報がデプス変換部３２へと出力されることにな
る。この結果、キャラクタ画面情報発生部３４におい
て、フィールドバッファ部２２と同様にディスプレイの
各画素に対応するようにデプススポット情報を配置する
ことで、画面上の所望の位置にヘッドライト等のスポッ
ト表示を行うことが可能となる。そして、このようなキ
ャラクタ画面情報発生部３４は、この種の画像合成装置
においてはほとんどの場合に内蔵されているものであ
る。従って、本実施例によれば、スポット情報発生のた
めのハードウェア装置を新たに設けることなくこのよう
なスポット表示が可能となるため、装置の低コスト化を
図ることができる。また、この種のキャラクタ画面情報
発生部３４では、縦横のスクロール機能が可能となって
いるため、この機能を利用してスポット表示をスクロー
ルさせる等の応用動作も可能となる。

【００３５】なお、キャラクタ画面情報発生部３４が例
えば８ビット単位でカラーコードを制御するものである
場合には、例えば最上位の１ビットを操作することで、
キャラクタ画面情報発生部とスポット情報発生部とを切
り替えて使用することができる。これにより、表現でき
るカラーコードの段階は２５６段階から１２８段階へと
少なくなるが、キャラクタ面を表示するにはそれほど多
くのカラー情報は必要とないため、これでも十分に使用
に耐えることができる。そして、これにより、デプス変
換部３２に出力されるデプススポット情報を、１２８段
階で変化させることができることになる。

【００３６】デプス変換部３２では、スポット情報発生
部を兼用するキャラクタ画面情報発生部３４から入力さ
れたデプススポット情報を用いて、デプス情報に対して
変換処理を施す演算が行われる。本実施例においては、
この変換処理は、正又は負のデプススポット情報をデプ
ス情報に加算することにより行われる。例えば、デプス
情報ＣＺ＝５０でデプススポット情報＝１０の場合に
は、デプス情報ＣＺ＝６０がデプスキューイング演算部
２６に出力され、デプスキューイング演算部２６では、
このＣＺ＝６０によりデプスキューイング演算が行われ
る。即ち、この場合には、図６から明らかなように、よ
り奥カラー情報８０２に近づいた出力カラー情報８０４
がデプスキューイング演算部２６から出力されることに
なる。もちろん、この場合、デプス変換部３２における
変換処理も、加算処理のみならず種々の手法を採用で
き、例えばデプス情報に対してデプススポット情報を乗
算したり、デプス情報とデプススポット情報を補間する
等の手法も考えられる。また、加減算、乗算、除算等で
表される所定の関数式を用意し、この関数式に基づいて
変換処理を行っても良い。更に、変換テーブルをあらか
じめ用意し、入力されるデプス情報、デプススポット情
報に基づいて、この変換テーブルから対応するデータを
読み出すことで変換処理を行っても良い。

【００３７】また、デプススポット情報は、必ずしもＲ
ＧＢの全ての成分で共通とする必要はなく、デプス情報
をＲ用、Ｇ用、Ｂ用に３種類持ち、これらのＲ用、Ｇ
用、Ｂ用のデプス情報により、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分に対
して別々にデプスキューイング演算を行ってもかまわな
い。このようにすれば、例えばＧ、Ｂ成分のみデプスキ
ューイング演算により少なくし、Ｒ成分のみを残すこと
により、背景の色を赤に近づける等の処理が可能とな
る。

【００３８】例えば従来のデプスキューイング演算は次
式のように表される。

【００３９】ＣR＝ｇR（ｆR（ＣRX、ＢR）、ＣＺR）ＣG＝ｇG（ｆG（ＣGX、ＢG）、ＣＺG）ＣB＝ｇB（ｆB（ＣBX、ＢB）、ＣＺB）ここで、ＣRX〜ＣBXは、表示物のカラー情報である。ま
た、ＢR〜ＢBはシェーディング演算部２４に入力される
輝度情報であり、ｆR〜ｆBは、シェーディング演算部２
４におけるシェーディング演算を表す関数である。ま
た、ＣＺR〜ＣＺBは、デプス情報のＲ、Ｇ、Ｂの各成分
であり、ｇR〜ｇBは、デプスキューイング演算部２６に
おけるデプスキューイング演算を表す関数である。そし
て、ＣR〜ＣBが、デプスキューイング演算部２６から出
力される最終的なカラー情報となる。この場合、例えば
ｆR＝ｆG＝ｆBとしたり、ＣＺR＝ＣＺG＝ＣＺBとした
り、ｇR＝ｇG＝ｇBとすることも可能である。

【００４０】さて、本実施例においては、デプス情報が
デプス変換部３２により変換され、この変換されたデプ
ス情報によりデプスキューイング演算を行うことができ
る。これにより、このデプス変換が施された画素部分に
視点からの距離感を向上させるような映像効果を作り出
すことができる。例えば、「霧」に設定された仮想３次
元空間においてスポット表示を行う場合を考える。この
「霧」の設定は、デプスキューイング演算部２６におけ
る奥カラー情報を「白」に設定することにより実現でき
る。この場合、スポットの照射された部分の視認性を高
めることで、得られる画像の現実感を向上させることが
できる。本実施例では、これを実現するために、スポッ
トが照射される部分でデプス情報ＣＺが小さくなるよう
にデプス変換部３２における変換を行っている。これ
は、このスポットパターンの部分においてデプススポッ
ト情報が小さくなるようにキャラクタ画面情報発生部３
４がデプススポット情報を出力すればよい。このように
すれば、図６から明らかなように、デプス情報が小さく
なり出力カラー情報８０４が「霧」の色を表す奥カラー
情報８０２から遠ざかることになる。これにより、スポ
ット表示が行われる部分が、「霧」に埋もれるのが遅れ
ることになり、この結果、「霧」の中でスポット表示を
行うという映像効果を得ることが可能となる。

【００４１】このように本実施例によれば、既にあるキ
ャラクタ画像情報発生部３４を利用して、単にデプスス
ポット情報を発生させデプス変換部３２で変換処理を行
うだけで、従来実現するのに複雑な演算処理が必要であ
った映像効果を得ることが可能となる。

【００４２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

【００４３】例えば、上記実施例においては、フィール
ドバッファ部２２を３次元画像合成部２０の後段に配置
する構成としていたが、本発明はこれに限らず、図８に
示すようにフィールドバッファ部４１をミキシング部４
０の後段（あるいはデプスキューイング演算部２６の後
段）に配置する構成としてもよい。

【００４４】また、上記実施例においてはカラーパレッ
トメモリ２９、パレット参照部２８、３８を設ける構成
としたが、本発明では、これらを設けない構成とするこ
ともできる。

【００４５】また、上記実施例では、キャラクタ画面情
報発生部３４にスポット情報発生部の機能を兼用させる
構成としたが、これらを兼用させず独立にスポット情報
発生部を設ける構成としてもかまわない。

【００４６】また、３次元画像合成部４２において行わ
れる演算処理の手法は、上記実施例で説明したものに限
らず、種々の手法を採用することができる。例えば、種
々のシェーディング手法を採用できるし、また、描画の
手法も上記に説明したポリゴン毎に行うものに限らず、
いわゆるスキャンラインアルゴリズム等で描画しても構
わない。

【００４７】また、デプス変換部、シェーディング演算
部、デプスキューイング演算部で行われる演算処理の手
法も、上記に説明した手法に限らず種々の手法を採用で
きる。

【００４８】また、本発明の画像合成装置、画像合成方
法は、業務用のゲーム機、家庭用のゲーム装置、フライ
トシミュレータ、教習所等で使用されるドライビングシ
ミュレータ等の種々のものに適用できる。特に、本発明
の原理は、家庭用ゲーム装置、パーソナルコンピュータ
に使用されるゲームカートリッジ、ＣＤ−ＲＯＭ、フロ
ッピーディスクに格納されるゲームプログラムのアルゴ
リズム等にも当然に適用できる。更に、多数のプレーヤ
が参加する大型アトラクション型のゲーム装置、シミュ
レーション装置にも適用できる。

【００４９】また、ゲーム装置に適用する場合には、レ
ーシングカーゲーム、対戦ゲーム、ロールプレイングゲ
ーム、３次元的にマップが形成された宇宙船ゲーム等の
種々のゲーム装置に本発明は適用できる。

【００５０】また、本発明において３次元画像合成部、
デプス変換部、キャラクタ画面情報発生部、パレット参
照部、シェーディング演算部、デプスキューイング演算
部等で行われる演算処理は、専用の画像処理デバイスを
用いて処理してもよいし、汎用のマイクロコンピュー
タ、ＤＳＰ等を利用してソフトウェア的に処理してもよ
い。

【００５１】

【発明の効果】請求項１又は５の発明によれば、デプス
変換が施された画素部分に視点からの距離感を向上させ
るような映像効果を作り出すことができ、例えば「霧」
の中でのスポット表示等が可能となる。

【００５２】また、請求項２の発明によれば、デプス情
報に対して正負のデプススポット情報を加算するだけ
で、遠くに感じる部分や、近くに感じる部分を作り出す
こと等が可能となる。

【００５３】また、請求項３の発明によれば、奥カラー
情報を異ならせることで、表示物体毎に奥カラーの設定
が可能となる。これにより、「霧」等の種々の演出を作
り出すことができる。

【００５４】また、請求項４の発明によれば、スポット
情報を発生する機能とキャラクタ画面情報を発生する機
能とを同一のハードウェアを用いて実現することができ
る。これにより、例えば、キャラクタ画面情報を発生す
る手段をもともと内蔵している場合には、最小のハード
ウェア変更で、スポット情報の発生が可能となり、装置
の低コストを図ることができる。

【００５５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のブロック図の一例である。

【図２】３次元画像合成部のブロック図の一例である。

【図３】本実施例における３次元演算処理について説明
するための図である。

【図４】本実施例でテクスチャマッピング手法を用いる
場合のブロック図の一例である。

【図５】カラーパレットメモリのメモリ構成の一例を示
す図である。

【図６】デプスキューイング演算の一例を説明するため
の図である。

【図７】キャラクタ画面について説明するための図であ
る。

【図８】フィールドバッファ部の配置を異ならせた場合
のブロック図の一例である。

【図９】図９（Ａ）は、３次元画像を形成できる画像合
成装置の概念を説明するための概略説明図であり、図９
（Ｂ）は、これににより形成される画面の一例を示す図
である。

【図１０】スポット表示を行う１つの手法について説明
するための図である。

【符号の説明】

１２操作部２０３次元画像合成部２２フィールドバッファ部２３テクスチャメモリ２４シェーディング演算部２６デプスキューイング演算部２８パレット参照部２９カラーパレットメモリ３２デプス変換部３４キャラクタ画面情報発生部（スポット情報発生
部）３６キャラクタメモリ３８パレット参照部４０ミキシング部１００仮想３次元空間演算部１０２処理部２１０画像供給部２１２オブジェクト画像情報記憶部２１４座標変換部２１６クリッピング処理部２１８透視投影変換部２３０描画部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−303623（ＪＰ，Ａ) 特開平４−127386（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−186373（ＪＰ，Ａ) 実開平４−112277（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 15/40 - 15/60 A63F 9/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元表示物を視点座標系の投影面に透
視投影変換することで得られた画像をディスプレイ上に
表示するための画像合成装置であって、スポット表示を行うためのデプススポット情報を発生す
るスポット情報発生手段と、該スポット情報発生手段から入力された前記デプススポ
ット情報を用いて、奥行き情報であるデプス情報に対し
て変換処理を施すデプス変換手段と、輝度情報と、表示物のカラー情報とに基づいて、前記デ
ィスプレイの各画素に表示すべきカラー情報を求めるシ
ェーディング演算手段と、該シェーディング演算手段から入力される前記カラー情
報に対して、前記デプス変換手段により変換されたデプ
ス情報に基づいてデプスキューイング演算を施すデプス
キューイング演算手段と、を含むことを特徴とする画像合成装置。
【請求項２】請求項１において、前記デプス変換手段における変換処理が、前記デプス情
報に対して前記デプススポット情報を加算する処理であ
ることを特徴とする画像合成装置。
【請求項３】請求項１又は２のいずれかにおいて、複数のカラーパレットを有するカラーパレットメモリ
と、与えられたカラーコードに基づいて前記複数のカラーパ
レットから前記表示物の前記カラー情報を読み出し前記
シェーディング演算手段に対して出力するパレット参照
手段とを含み、前記複数のカラーパレットの各々に対応して奥カラー情
報が設定され、前記デプスキューイング演算手段が、前記変換されたデ
プス情報に基づいて前記カラー情報と前記奥カラー情報
により前記デプスキューイング演算を行うことを特徴と
する画像合成装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、表示物の前記カラー情報あるいは該カラー情報を生成す
るための情報、輝度情報、デプス情報の少なくとも１つ
を含む情報を、前記ディスプレイの各画素に対応した格
納エリアに格納するフィールドバッファ部を含み、前記スポット情報発生手段が、前記フィールドバッファ
部から各画素についての前記情報が出力されるタイミン
グに同期して該画素についての前記デプススポット情報
を出力するとともに、前記ディスプレイ上にキャラクタ
画面を表示するためのキャラクタ画面情報をも発生する
ことを特徴とする画像合成装置。
【請求項５】３次元表示物を視点座標系の投影面に透
視投影変換することで得られた画像をディスプレイ上に
表示するための画像合成方法であって、スポット表示を行うためのデプススポット情報を発生
し、該デプススポット情報を用いて奥行き情報であるデ
プス情報に対して変換処理を施し、輝度情報と、表示物
のカラー情報とに基づいて、前記ディスプレイの各画素
に表示すべきカラー情報を求め、該カラー情報に対し
て、変換された前記デプス情報に基づいてデプスキュー
イング演算を施すことを特徴とする画像合成方法。