JP2951663B2 - テクスチャマッピング装置およびその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明はテクスチャ平面の所望の領域の画素情報
を、ディスプレイ平面の所望の領域の図形データ上に投
影するテクスチャマッピング装置およびその方法に関す
る。

＜従来の技術＞ 従来から、予め画像入力装置により取込まれた図形デ
ータ、或は図形描画装置により描画された図形データ等
の所望の領域を、所望の立体図形の表面に投影すること
により、デザイン設計、映像効果の確認等を行なう要求
が強く、このような要求を満足させるために、所望の２
次元図形を所望の３次元図形上に投影して表示するテク
スチャマッピング装置が提供されている。

従来から提供されているテクスチャマッピング装置と
しては、２次元のテクスチャ原図をスキャンライン方向
の線分に分解し、ディスプレイ面においてスキャンライ
ン方向に走査しながら逆透視変換を各画素単位で行なう
ようにしたもの（「テクスチャマッピングについて
（１）」柴本猛 小林誠 講演論文集（III） （社）
情報処理学会 昭和60年９月９日発行）が提供されてい
た。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記の構成のものにおいては、１画素単位にマトリク
ス演算を行なう必要があるため、処理速度が遅くなり、
特に、テクスチャ原図としてビディオ映像等の動画像を
使用した場合には、画像の変化に追従させてリアルタイ
ムにマッピング処理を行なうことが不可能になってしま
い、ひいては、動画像をテクスチャ原図として使用する
ことが不可能になってしまうという問題がある。また、
テクスチャ原図を構成する単位多角形と、ディスプレイ
面における図形を構成する単位多角形との組合せによっ
ては、正確なマッピングを行なうことができず、ディス
プレイ面において表示される図形データの品質が低下し
てしまうことになるという問題もある。

さらに、ディスプレイ面上の図形を構成する多角形が
バタフライ面になっている場合がある。したがって、多
角形の３頂点と他の頂点とが同一平面上に存在している
か否かを予め判別することにより、多角形がバタフライ
面であるか否かを識別する必要があり、処理速度が一層
多遅くなってしまうという問題があるのみならず、正確
なテクスチャマッピングを行なうことができなくなって
しまうという問題がある。

また、テクスチャマッピング処理速度を向上させると
ともに、テクスチャマッピング処理が施された図形デー
タを表示する場合における品質を向上させるために、本
件発明者は、ディスプレイ平面の多角形、およびテクス
チャ平面の多角形の２辺をそれぞれ互に同期させて直線
補間し、得られた線分を互に同期させて直線補間し、テ
クスチャ平面における線分の直線補間データをマッピン
グメモリに格納し、マッピングメモリから読出したデー
タをディスプレイ平面に投影することにより、テクスチ
ャ原図のマッピングを行なうようにしたテクスチャマッ
ピング装置を提案し、2,500ポリゴン／秒程度（１ポリ
ゴンは20ドット×20ドットの任意角度傾斜した正方形で
ある）のテクスチャマッピング処理速度を達成した。

しかし、この程度のテクスチャマッピング処理速度で
は、動画像をリアルタイムでマッピング処理することは
到底不可能であり、しかも、テクスチャを貼付ける三次
元図形を、回転、拡大、縮小等により変形させることも
不可能であり、実際には、静止画を対象とするテクスチ
ャマッピング処理に限定されてしまうことになる。

＜発明の目的＞ この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであ
り、テクスチャ原図が動画像である場合にも、三次元物
体に対するテクスチャ原図のマッピングをリアルタイム
で行なうことができるテクスチャマッピング装置および
その方法を提供することを目的としている。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための、この発明のテクスチャ
マッピング装置は、テクスチャデータ格納手段と、入力
制御手段と、表示手段と、マッピングアドレス生成手段
と、マッピングアドレス格納手段と、表示制御手段とを
具備するものである。

そして、前記テクスチャデータ格納手段は、投影する
ための動画影像と予め設定されている表示可能な複数の
色データをそれぞれ予め設定されたテクスチャ平面座標
データに対応するテクスチャ格納アドレスに格納するも
のであり、前記入力制御手段は、テクスチャ格納手段に
対してテクスチャ平面座標データを供給することにより
画素情報・色情報が格納アドレスを指定するものであ
り、前記表示手段は、テクスチャデータ格納手段から読
出された画素情報・色情報に基づく表示を行うものであ
り、前記マッピングアドレス生成手段は、描画指令アド
レスを入力とし、ディスプレイ平面座標データに対応す
るテクスチャ格納アドレスを生成するものであり、前記
マッピングアドレス格納手段は、ディスプレイ平面座標
データに対応して生成された画素情報・色情報が格納さ
れているテクスチャ格納アドレスを、ディスプレイ平面
座標データに対応するディスプレイ表示アドレスに格納
するとともに、前記ディスプレイ表示アドレスに格納さ
れているテクスチャ格納アドレスを画素情報・色情報読
出しアドレスとしてテクスチャデータ格納手段に供給す
るものであり、前記表示制御手段は、表示手段のディス
プレイ平面座標データに対応するディスプレイ表示アド
レスをテクスチャ格納アドレス読出しアドレスとしてマ
ッピングアドレス格納手段に供給するものである。

但し、上記マッピングアドレス生成手段としては、デ
ィスプレイ平面座標データに対応する奥行きデータを生
成し、奥行きデータに基づく隠面処理が施されたテクス
チャ平面座標データに対応するテクスチャ格納アドレス
を生成するものであることが好ましい。

また、上記テクスチャデータ格納手段、及び入力制御
手段が複数対設けられているとともに、マッピングアド
レス生成手段を選択する選択データをも生成してマッピ
ングアドレス格納手段に格納するものであることが一層
好ましい。

上記の目的を達成するために、この発明のテクスチャ
マッピング方法は、描画指令データに基づいてディスプ
レイ平面座標データおよび各ディスプレイ平面座標デー
タに対応してテクスチャデータ格納手段から画素情報・
色情報を読出すためのテクスチャ平面座標データに対応
するテクスチャ格納アドレスを生成するステップと、マ
ッピングアドレス格納手段の各ディスプレイ平面座標デ
ータに対応するディスプレイ表示アドレスに、該当する
テクスチャ平面座標データに対応するテクスチャ格納ア
ドレスを格納するステップと、表示用の複数の色情報が
予め所定領域に格納されているテクスチャデータ格納手
段の残余の領域に動画影像に対応する画素情報を格納す
るステップと、マッピングアドレス格納手段から順次テ
クスチャ格納アドレスを読出し、テクスチャデータ格納
手段の該当アドレスから前記画素情報・色情報を読出し
て可視的に表示するステップとを含み、テクスチャデー
タのみが変化する場合には、変化するテクスチャデータ
をテクスチャデータ格納手段に格納するステップと、マ
ッピングアドレス格納手段から順次テクスチャ格納アド
レスを読出し、テクスチャデータ格納手段の該当アドレ
スから画素情報を読出して可視的に表示するステップと
を反復する方法である。

＜作用＞ 以上の構成のテクスチャマッピング装置であれば、描
画指令データを入力として、マッピングアドレス生成手
段において、ディスプレイ平面座標データに対応して生
成された画素情報・色情報が格納されているテクスチャ
格納アドレスを、ディスプレイ平面座標データに対応す
るディスプレイ表示アドレスに格納しておく。

この状態において、入力制御手段により、テクスチャ
データ格納手段に対してテクスチャ平面座標データを供
給してテクスチャ格納アドレスを指定した状態で、テク
スチャデータ格納手段に、投影するための動画影像に対
応する画素情報と、予め設定されている複数の色情報と
を格納する。

そして、表示手段のディスプレイ平面座標データに対
応するディスプレイ表示アドレスを、表示制御手段によ
りマッピングアドレスに供給すれば、マッピングアドレ
ス格納手段手段から対応するテクスチャ格納アドレスを
読出して、画素情報・色情報読出しアドレスとしてテク
スチャデータ格納手段に供給するので、テクスチャデー
タ格納手段から対応する画素情報・色情報を読出して表
示手段に供給することにより、テクスチャマッピングが
施された画素を表示することができる。

さらに詳細に説明すれば、テクスチャアドレス格納手
段に対して、マッピング処理が施される図形に対応する
テクスチャ格納アドレスを格納しておいて、テクスチャ
データ格納手段に格納された投影するための動画影像に
対応する画素情報、及び、複数の色情報を読出すだけ
で、テクスチャマッピングが施された画像の表示を行な
うことができ、投影するための動画影像の画素情報に対
しては何ら演算を行なうことなく読出すだけでよいか
ら、動画影像のテクスチャマッピング処理を著しく高速
化することができる。また、マッピング処理が施される
図形に対応するテクスチャ格納アドレスについては、何
らかの変化を伴わない場合には、１回だけ演算を施すこ
とにより算出しておけばよく、また、何らかの変化を伴
なう場合であっても、投影するための動画影像の画素情
報と比較して変化速度を余り高速化しなくてもよいの
で、テクスチャマッピング処理の高速化を損なうことは
ない。

そして、上記テクスチャデータ格納手段が、マッピン
グされる動画影像の画素情報と、予め設定されている複
数の色情報とを格納しているのであるから、テクスチャ
がマッピングされる領域のみならず、テクスチャがマッ
ピングされない領域についてもテクスチャデータ格納手
段から画素情報・色情報を読出すことによりマッピング
処理が施された画像を得ることができ、動画影像からな
るテクスチャが貼り付けられた図形のみならず、テクス
チャがマッピングされない領域とが混在した画像を容易
に得ることができる。

また、上記マッピングアドレス生成手段が、ディスプ
レイ平面座標データに対応する奥行きデータを生成し、
奥行きデータに基く隠面処理が施されたテクスチャ平面
座標データに対応するテクスチャ格納アドレスを生成す
るものである場合には、隠面処理が施された状態に対応
するテクスチャマッピング処理を行なうことができ、マ
ッピング処理が施される図形が複数存在する場合に何ら
不自然さのないテクスチャマッピング処理を達成するこ
とができる。

さらに、上記テクスチャ格納手段、および入力制御手
段が複数対設けられているとともに、マッピングアドレ
ス生成手段が、画素情報、及び、色情報を読出すテクス
チャデータ格納手段を選択する選択データをも生成して
マッピングアドレス格納手段に格納するものである場合
には、選択データに基づいてテクスチャデータ格納手段
を選択することができ、任意の少なくとも１つのテクス
チャデータ格納手段に格納されている画素情報に基くテ
クスチャマッピングを行なうことができる。

以上のテクスチャマッピング方法であれば、描画指令
データに基づいてディスプレイ平面座標データおよび各
ディスプレイ平面座標データに対応してテクスチャデー
タ格納手段から画素情報・色情報を読出すためのテクス
チャ平面座標データに対応するテクスチャ格納アドレス
を生成し、マッピングアドレス格納手段の各ディスプレ
イ平面座標データに基づいて定められるディスプレイ表
示アドレスに該当するテクスチャ格納アドレスを格納し
ておき、さらに、表示用の複数の色情報が予め所定領域
に格納されているテクスチャデータ格納手段の残余の領
域に動画影像に対応する画素情報を格納しておき、その
後は、マッピングアドレス格納手段から順次テクスチャ
格納アドレスを読出し、テクスチャデータ格納手段の該
当アドレスから画素情報・色情報を読出すだけで、所望
のテクスチャを投影して表示することができる。

特に、テクスチャデータのみが変化する場合には、変
化するテクスチャデータをテクスチャデータ格納手段に
格納し、マッピングアドレス格納手段から順次テクスチ
ャ格納アドレスを読出し、テクスチャデータ格納手段の
該当アドレスから画素情報・色情報を読出すだけで、高
速に変化する２次元画像を３次元図形上に投影して表示
することができる。

＜実施例＞ 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明す
る。

第１図はこの発明のテクスチャマッピング装置の一実
施例を示すブロック図であり、ホストプロセッサ（図示
せず）からの描画コマンドを入力としてディスプレイ平
面座標データ、およびディスプレイ平面座標データに対
応するテクスチャ平面座標データを生成するマッピング
アドレス生成部（１）と、テクスチャ平面座標データ
を、ディスプレイ平面座標データに対応させて格納する
とともに、ディスプレイ平面座標データに対応するテク
スチャ平面座標データを読出すマッピングアドレス格納
用のデュアルポートメモリ（２）と、水平同期信号、お
よび垂直同期信号を入力としてテクスチャ平面座標デー
タを生成する入力制御部（３）と、入力制御部（３）に
おいて生成されたテクスチャ平面座標データに対応させ
て、アナログ−ディジタル変換器（以下、A/D変換器と
略称する）（５）によりディジタルデータに変換された
ビディオ画像データを格納するとともに、上記デュアル
ポートメモリ（２）から読出されたテクスチャ平面座標
データを読出し指定アドレスとして格納データを読出す
マッピングデータ格納用のデュアルポートメモリ（４）
と、デュアルポートメモリ（４）から読出されたデータ
がディジタル−アナログ変換器（以下、D/A変換器と略
称する）（７）によりアナログデータに変換した状態で
入力され、テクスチャマッピング処理が施されたデータ
を可視的に表示するCRT（６）と、CRT（６）に対して供
給する同期信号に対応させてディスプレイ平面座標デー
タを生成し、デュアルポートメモリ（２）に読出し指定
アドレスとして供給するCRTコントローラ（８）とから
構成されている。

尚、上記A/D変換器（５）については、既にディジタ
ルデータ化されたビディオ画像データが供給されるよう
にしてある場合には省略することができる。また、上記
デュアルポートメモリ（２）は、ランダムアクセスによ
るデータ書込みが行なわれるとともに、シーケンシャル
アクセスによるデータ読出しが行なわれるものであり、
上記デュアルポートメモリ（４）は、シーケンシャルア
クセスによるデータ書込みが行なわれるとともに、ラン
ダムアクセスによるデータ読出しが行なわれるものであ
る。そして、上記デュアルポートメモリ（２）には、テ
クスチャ平面座標データが格納され、上記デュアルポー
トメモリ（４）には、ビディオ画像データの各画素に対
応する色データが格納される。

以上の構成のテクスチャマッピング装置の動作を第２
図を参照しながら詳細に説明する。

ホストプロセッサから描画コマンドデータがマッピン
グアドレス生成部（１）に供給されることにより、ディ
スプレイ平面座標データ、および対応するテクスチャ平
面座標データが生成され、デュアルポートメモリ（２）
に対してランダムアクセスによる書込みが行なわれる。
即ち、ビディオ画像が貼付けられる図形領域（以下、テ
クスチャ領域と略称する）R1に対応するテクスチャ平面
座標データを生成してデュアルポートメモリ（２）に格
納するとともに、残余の領域R2に対応するテクスチャ平
面座標データをも生成してデュアルポートメモリ（２）
に格納することができる。

第２図に基づいて具体的に説明すると、描画コマンド
データにより上記両図形領域R1,R2が指定されていると
ともに、上記図形領域R2に表示されるべきコップの形状
および色彩（例えば白）と背景の色彩（例えば緑）とが
指定されている（第２図Ａ参照）。

したがって、マッピングアドレス生成部（１）におい
ては、上記白色領域の各画素に対応してデュアルポート
メモリ（２）におけるディスプレイ平面座標データｘi
w,yiwおよび白の画素情報が格納されているテクスチャ
平面座標データｕw,vwが生成され、上記ディスプレイ平
面座標データｘiw,yiwに基づいて定まれデュアルポート
メモリ（２）のデータ格納位置にテクスチャ平面座標デ
ータｕw,vwを格納する（第２図Ｂおよび第２図Ｂの要部
を拡大して示す第２図Ｃ参照）。また、上記緑色領域の
各画素に対応してディスプレイ平面座標データｘig,yig
および緑の画素情報が格納されているテクスチャ平面座
標データｕg,vgが生成され、上記ディスプレイ平面座標
データｘig,yigに基づいて定まるデュアルポートメモリ
（２）のデータ格納位置にテクスチャ平面座標データｕ
g,vgを格納する（第２図Ｂおよび第２図Ｂの要部を拡大
して示す第２図Ｃ参照）。さらに、上記図形領域R1の各
画素に対応してディスプレイ平面座標データｘit,yitお
よびテクスチャを構成する画素情報のテクスチャ平面座
標データｕit,vitが生成され、上記ディスプレイ平面表
データｘit,yitに基づいて定まるデュアルポートメモリ
（２）のデータ格納位置にテクスチャ平面座標データｕ
it,vitを格納する（第２図Ｂおよび第２図Ｂの要部を拡
大して示す第２図Ｃ参照）。尚、以上の説明において、
ディスプレイ平面座標データは画素毎に全て異なる値で
あるが、白色領域に対応して格納されるテクスチャ平面
座標データｕw,vwは全て同一であるとともに、緑色領域
に対応して格納されるテクスチャ平面座標データｕg,vg
も全て同一である。そして、図形領域R1に対応して格納
されるテクスチャ平面座標データｕit,vitは全て異なる
値である。

また、水平同期信号、および垂直同期信号が供給され
る入力制御部（３）においてテクスチャ平面座標データ
ｕj,vjが生成され、データ格納指定アドレスとしてデュ
アルポートメモリ（４）に供給されるので、A/D変換器
（５）によりディジタル化されたビディオ画像データが
上記データ格納指定アドレスに基いて順次書込まれる
（第２図Ｄ参照）。但し、第２図Ｄに示すように、デュ
アルポートメモリ（４）はビディオ画像データが書込ま
れる領域R3と、予め表示可能な各種の色情報が書込まれ
ている領域R4とが存在しており、上記領域R3の色情報の
みがビディオ画像データにより変更される。

したがって、CRTコントローラ（８）からCRT（６）に
対して同期信号を供給することにより図形を可視的に表
示する場合には、上記同期信号に対応させてCRTコント
ローラ（８）からディスプレイ平面座標データｘi,yiを
読出し指定アドレスとしてデュアルポートメモリ（２）
に供給することにより、予め格納されているテクスチャ
平面座標データｕj,vjを読出して、読出し指定アドレス
としてデュアルポートメモリ（４）に供給する。そし
て、読出し指定アドレスが供給されたデュアルポートメ
モリ（４）からは、指定されたアドレスｕj,vjにおける
画素情報、即ち色データが読出され、D/A変換器（７）
によりアナログ化された状態でCRT（６）に供給される
ので、第２図Ｅに示すように、ビディオ画像が貼付けら
れた状態の図形を可視的に表示することができる。

以上の説明から明らかなように、ホストプロセッサか
ら供給される描画コマンドに基いて補間演算等を行なう
のは、マッピングアドレス生成部（１）のみであり、し
かも、ビディオ画像が貼付けられる図形が変化しない場
合には、１回必要な演算を行なうことにより得られたマ
ッピングアドレスをデュアルポートメモリ（２）に格納
しておいて、デュアルポートメモリ（４）にシーケンシ
ャルアクセスにより書込まれた色データをマッピングア
ドレスに対応させて読出すだけでよいから、所要時間が
主として書込み時間、および読出し時間のみとなり、テ
クスチャマッピング処理を著しく高速化することがで
き、かなり高速で変化するビディオ画像を何ら不都合な
くテクスチャ領域に貼付けることができる。

また、ビディオ画像を貼付ける図形が変化する場合、
例えば、移動され、或は拡大、縮小される場合には、マ
ッピングアドレス生成部（１）において必要な演算を行
なうことにより新たなテクスチャ平面座標データを生成
してデュアルポートメモリ（２）に書込むだけでよいか
ら、ビディオ画像を三次元動図形に貼付けることができ
るとともに、この場合における処理時間をも短縮するこ
とができる。

尚、以上にはビディオ画像を貼付ける場合についての
み説明したが、カメラ等により得られる画像についても
同様のテクスチャマッピング処理を行なわせることがで
き、また、画像が動画像であっても、或は静止画像であ
っても同様のテクスチャマッピング処理を行なわせるこ
とができる。

＜実施例２＞ 第３図はテクスチャマッピング装置の他の実施例を示
すブロック図であり、第１の実施例と異なる点は、デュ
アルポートメモリ（４）に代えてダブルバッファメモリ
（4d）を採用した点のみである。

したがって、この実施例においては、A/D変換器
（５）によりディジタルデータに変換されたビディオ画
像データが一方のバッファメモリ（4da）に書込まれて
いる間に、デュアルポートメモリ（２）から読出された
テクスチャ平面座標データｕj,vjを他方のバッファメモ
リ（4db）に供給して該当箇所の画素情報、即ち色デー
タを読出し、ビディオ画像がマッピングされた状態の図
形をCRT（６）により可視的に表示することができる。

＜実施例３＞ 第４図はテクスチャマッピング装置のさらに他の実施
例を示すブロック図であり、第１の実施例と異なる点
は、マッピングアドレス生成部（１）においてディスプ
レイ平面座標データ、および奥行き方向の座標データｚ
iをも生成し、生成されたデータが供給される隠面処理
用のデプスバッファ（９）からデュアルポートメモリ
（２）に対してデプスマスクを供給するようにした点の
みである。

したがって、この実施例の場合には、テクスチャ領域
における隠面処理が行なれていない図形データを描画す
べきことを指示する描画コマンドが供給されても、デプ
スバッファ（９）から供給されるデプスマスクにより、
例えば最も前側に対応するテクスチャ平面座標データの
みをデュアルポートメモリ（２）に書込むことができ
る。そして、デュアルポートメモリ（２）に格納された
テクスチャ平面座標データは、隠面処理が施された状態
になるので、隠面処理が施されたテクスチャ領域に対し
て動画像、或は静止画像の貼付けを行なうことができ
る。

＜実施例４＞ 第５図はテクスチャマッピング装置のさらに他の実施
例を示すブロック図であり、第３の実施例と異なる点
は、入力制御部（３）、A/D変換器（５）、デュアルポ
ートメモリ（４）を複数個互に並列に設けた点、および
デュアルポートメモリ（２）に格納されるテクスチャ平
面座標データｔ（第６図参照）の上位２ビットｔuをデ
ュアルポートメモリ選択データとした点のみである。こ
こでデュアルポートメモリ選択データは２ビットである
から第６図Ａ〜Ｄに示すように、最大医４個のデュアル
ポートメモリ（４）を選択させることができる。但し、
選択されるデュアルポートメモリ（４）の数が増加した
場合には、デュアルポートメモリ選択データのビット数
を増加させればよい。

したがって、この実施例の場合には、各デュアルポー
トメモリ（４）に対して互に異なる動画像を格納してお
いて、デュアルポートメモリ（２）に格納されているテ
クスチャ平面座標データ毎に、何れのデュアルポートメ
モリ（４）を選択すべきかを指示するビットｔuを与え
ておくことにより、テクスチャ領域の任意の箇所毎に互
に異なる動画像を貼付けることができる。具体的には、
第７図に示すように、テクスチャ領域が円柱T1および球
T2から構成されているとともに、円柱T1に対して自動車
の画像T11を貼付け、球T2に対してハングライダーの画
像T21を貼付ける場合には、上記円柱T1および球T2が隠
面処理されているので、ディスプレイ平面座標データが
互に等しい画素に対しては何れかの図形に対応するテク
スチャ平面座標データのみがデュアルポートメモリ
（２）に格納されることになる。そして、隠面処理され
た各図形に対応するテクスチャ平面座標データｔをデュ
アルポートメモリ（２）から読出して、上記２ビットｔ
uにより指定されたデュアルポートメモリ（４）に対し
て、上位２ビットｔuを除く残余のビットｔdを読出し指
定アドレスとして供給することにより、各図形毎に任意
の動画像を貼付けた状態でCRT（６）に可視的に表示す
ることができる。

＜実施例５＞ 第８図はテクスチャマッピング装置のさらに他の実施
例を示すブロック図であり、第４の実施例と異なる点
は、カラールックアップテーブルメモリ（10）を設けた
点、およびテクスチャ平面座標データをカラールックア
ップテーブルメモリ（10）の空間として割当てた点のみ
である。

したがって、この実施例の場合には、テクスチャ平面
座標データに基いてカラールックアップテーブルメモリ
（10）の内容を読出すことができ、カラーインデックス
方式のシェーディング処理が行なえることになる。そし
て、シューディング処理が行なえる結果、動画像が貼付
けられる図形の境界にエッジ表示を行なわせることもで
きる。

第９図は上記マッピングアドレス生成部（１）の一例
を示すブロック図であり、２辺のx,y,z値（ディスプレ
イ平面における３次元座標データ）,u,v値（テクスチャ
平面における２次元座標データ）に対応する辺補間回路
（11）（12）…（15）（21）（22）…（25）と、上記辺
補間回路（11）（12）（21）（22）から出力されるx,y
値を入力とする線分補間回路（31）と、上記辺補間回路
から出力されるz,u,v値をそれぞれ入力とする線分補間
回路（32）（33）（34）と、描画コマンドデータを取込
むためのI/Oインターフェース（61）と、辺選択処理等
を行なうプロセッサ（62）と、メモリ（63）とから構成
されている。

尚、上記各辺補間回路、線分補間回路は、それぞれ除
算回路と、除算結果を累積加算する加算回路とから構成
され、各補間処理を並行させて遂行することができるよ
うにしている。

また、上記プロセッサ（62）は、図示しない上位プロ
セッサから伝送された頂点データに基いて、辺補間動作
を行なうべき２辺を選択するものであり、上記線分補間
回路（31）（32）から出力されるx,y,z値データ、およ
び上記線分補間回路（33）（34）から出力されるu,v値
データをデュアルポートメモリ（２）に供給するように
している。

以上の構成のマッピングアドレス生成部（１）の動作
は次のとおりである。

先ず、プロセッサ（62）において、伝送されてきた複
数個の頂点データに基いて、辺補間を行なうべき２辺の
始点、終点に対応する頂点データを選択し、各辺毎に１
対ずつの頂点データをそれぞれ辺補間回路（11）（12）
（13）、辺補間回路（21）（22）（23）に供給するとと
もに、テクスチャ平面における図形の、上記頂点データ
に対応する頂点データを選択し、各辺毎に１対ずつの頂
点データをそれぞれ辺補間回路（14）（15）、辺補間回
路（24）（25）に供給する。また、１対の頂点データに
より定まる辺の長さに基いて辺補間を行なうべき分割数
データを算出し（例えば、２頂点間のｘ方向ピクセル数
とｙ方向ピクセル数とを加算した値に１を加算した数と
を算出し）、上記辺補間回路（11）（12）…（15）、辺
補間回路（21）（22）…（25）に供給する。

次いで、上記両データが供給される各辺補間回路にお
いては、上記辺の長さ（両頂点に対応する各値の差）を
分割数データにより除算し、一方の頂点データに対して
上記除算値を順次累積的に加算することにより、辺補間
データを得、対応する線分補間回路に供給する。

そして、上記線分補間回路（31）においては、一対の
辺補間データに基いて、線分の長さを算出するととも
に、線分の長さに基いて線分補間を行なうべき分割数デ
ータを算出し（例えば、２点間のｘ方向ピクセル数とｙ
方向ピクセル数とを大小比較し、大なる方のピクセル数
を選択し）、上記線分の各座標軸方向の始終点の差を分
割数データにより除算し、一方の端点データに対して上
記除算値を順次累積的に加算することにより、線分補間
データを得、デュアルポートメモリ（２）に供給する。

また、残余の線分補間回路においては、端点に対応す
る値の差を、上記線分補間回路（31）において算出され
た分割数データにより除算し、一方の端点データに対し
て上記除算値を順次累積的に加算することにより、線分
補間データを得る。そして、線分補間回路（32）からの
線分補間データをｚ値として、線分補間回路（33）（3
4）からの線分補間データをu,v値としてデュアルポート
メモリ（２）に供給する。

即ち、線分補間回路（31）（32）により得られたディ
スプレイ平面上の各画素座標に対応させて線分補間回路
（33）（34）によりテクスチャ平面座標データを得、デ
ュアルポートメモリ（２）に対してu,v値データを書込
むことができる。

以上の説明から明らかなように、２辺の直線補間を行
なうとともに、得られた線分を直線補間することにより
テクスチャ原図とディスプレイ平面における図形との対
応をとっているので、ディスプレイ面上におけるマッピ
ング領域がバタフライ面であっても、テクスチャ原図を
確実に貼付けることができる。

また、上記の説明から明らかなように、テクスチャ面
上においてオーバーラップさせて描画を行なう部分が発
生する可能性がかなり高いのであるが、直線補間動作は
１回除算を行なった後は単純に累積加算を行なわせるの
みであるから、補間回路をハードウェアにより構成する
ことにより、マトリクス変換を行なう場合と比較して、
全体としての処理時間を短縮することができる。

第10図はマッピングアドレス生成部（１）の動作を説
明する図であり、ディスプレイ平面における４頂点のx,
y座標データが与えられた場合に（３頂点の場合にも同
様に適用することができるが、詳細は省略する）、最も
短い辺H1を得（例えば、対応する２頂点同士のｘ座標値
の差とｙ座標値の差とを加算した値が最も小さい辺を最
も短い辺とし）、上記辺に隣合う辺H2,H3を２辺として
選択する。また、テクスチャ平面においては、上記２辺
に対応する２辺を選択する。

このように２辺を選択することにより、描画する画素
数を少なくすることができる。さらに詳細に説明すれ
ば、例えば、第11図Ａに示すように、四角形のデータ構
造を有していながら直角二等辺三角形に近似される形状
（最も長い辺が2Lドット、上記辺、および上記辺から最
も離れた頂点までがＬドット）を有している場合を考え
れば、最も短い辺、および対向する辺とを選択した場合
には、第11図Ｂに示すように、上記図形が2L本の線分に
分解される。逆に他の２辺を選択した場合にも、第11図
Ｃに示すように、2L本の線分に分解される。しかし、第
11図Ｂの場合には、2L本の線分の長さがＬ〜2Lドットの
範囲であり、描画ドット数が3L²となるのに対して、第1
1図Ｃの場合には、全ての線分の長さがＬドットであ
り、描画ドット数が2L²となるのであり、描画ドット数
をL²だけ減少させることができる。

上記のようにして選択された２辺に基いて、直線補間
を行なうための分割数を決定する。

この動作は次のとおりである。

第12図Ａに示すように２辺が選択された場合におい
て、各辺の端点間に存在するｘ方向のドット数Δx1,Δx
2、ｙ方向のドット数Δy1,Δy2を算出し、各辺のドット
数（｜Δx1|＋｜Δy1|＋１と｜Δx2|＋｜Δy2|＋１）を
比較し、多い方のドット数を直線補間のための分割数と
して選択する。

上記のように分割数を選択すれば、第12図Ｂに示すよ
うに、長い方の辺については、辺が通過する全ての画素
が分解される線分の端点になり、逆に短い方の辺につい
ては、第12図Ｃに示すように、辺が通過する全ての画素
が、分解される１本以上の線分の端点になる。したがっ
て、分解されて生ずる全ての線分は互に１画素以上離れ
ることのない状態となり、マッピング欠落画素の発生を
確実に防止することができる。

また、テクスチャ平面における２辺の直線補間を行な
う場合の分割数として上記分割数をそのまま使用するの
で、テクスチャ原図のサイズによっては分解されて生ず
る全ての線分のうち少なくとも一部が、互に２画素以上
離れる状態になる可能性があるが、最終的に可視的表示
が行なわれるのはディスプレイ平面上の図形であるか
ら、特に不都合はない。

上記のようにして対向する２辺の直線補間が行なわれ
た後は、直線補間データに基いて定まる線分に対する直
線補間を行なう。

この場合には、ディスプレイ平面における線分の長さ
に基いて分割数を算出し、この分割数に基いてディスプ
レイ平面上の線分、およびテクスチャ平面上の線分の直
線補間を行なう。

したがって、ディスプレイ平面上における直線補間に
より得られる画素データは、ドットの欠落が全くない状
態になる。他方、テクスチャ平面上における直線補間に
より得られる画素データは、線分の長さによってはドッ
トの欠落が発生した状態になることが考えられるのであ
るが、可視的に表示されるのはディスプレイ平面におけ
る直線補間により得られる画素のみであるから、上記ド
ットの欠落が発生しても特に不都合はない。

但し、直線のような図形については、点線状に表示さ
れるという不都合が生ずるので、このような不都合をも
解消する場合には、第13図に示すように、直線補間によ
り得られた画素を中心とする所定範囲の画素の平滑化処
理を行なった後、ディスプレイ平面上に投影すればよ
い。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、第３の実施例から第５の実施例においてデュアルポ
ートメモリに代えてダブルバッファを使用することが可
能である他、多少のテクスチャマッピング処理速度の低
下を許容できる場合には、マッピングアドレス格納用の
メモリ、およびテクスチャデータ格納用のメモリとして
上記実施例のメモリと異なる書込み、読出し機能を有す
るメモリを使用することが可能であり、さらに、大部分
の処理をプロセッサにより行なわせるようにしたテクス
チャアドレス生成部（１）を使用することが可能である
他、CRT（６）以外の表示装置を使用することが可能で
あり、その他この発明の要旨を変更しない範囲内におい
て、種々の設計変更を施すことが可能である。

＜発明の効果＞ 第１の発明は、ディスプレイ表示アドレスに対応する
テクスチャ格納アドレスをマッピングアドレス格納手段
に格納しておくとともに、貼付ける動画影像に対応する
画素情報、及び、複数の色情報をテクスチャデータ格納
手段に格納しておき、マッピングアドレス格納手段から
読出されるテクスチャ格納アドレスに基いてテクスチャ
データ格納手段の該当アドレスにおける画素情報・色情
報を読出して直接表示させることによりテクスチャマッ
ピング処理が施された図形を可視的に表示するようにし
ているので、テクスチャ平面座標データに対応するテク
スチャ格納アドレスを得るための演算さえ行なわれてい
れば、テクスチャデータ格納手段から該当する画素情報
・色情報を読出すだけでテクスチャマッピングが施され
た画像を表示することができ、テクスチャマッピング処
理の高速化、すなわち、動画影像をテクスチャとするテ
クスチャマッピング処理をリアルタイムで達成すること
ができるとともに、動画影像からなるテクスチャが貼り
付けられた図形のみならず、テクスチャがマッピングさ
れない領域とが混在した画像を容易に得ることができる
という特有の効果を奏する。

第２の発明は、隠面処理が施された状態に対応するテ
クスチャマッピング処理を行なうので、マッピング処理
が施される図形が複数存在する場合に何ら不自然さのな
いテクスチャマッピング処理を達成することができると
いう特有の効果を奏する。

第３の発明は、選択データに基いてテクスチャデータ
格納手段を選択することにより、任意の少なくとも１つ
のテクスチャデータ格納手段に格納されている画素情報
に基くテクスチャマッピングを行なうことができるとい
う特有の効果を奏する。

第４の発明は、テクスチャ平面座標データを得るため
の演算さえ行なわれていれば、テクスチャデータ格納手
段から該当する画素情報を読出すだけでテクスチャマッ
ピングが施された画像を表示することができ、テクスチ
ャマッピング処理の高速化、すなわち、動画影像をテク
スチャとするテクスチャマッピング処理をリアルタイム
で達成することができるとともに、動画影像からなるテ
クスチャが貼り付けられた図形のみならず、テクスチャ
がマッピングされない領域とが混在した画像を容易に得
ることができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のテクスチャマッピング装置の一実施
例を示すブロック図、 第２図Ａ〜Ｅはテクスチャマッピング処理を説明する概
略図、 第３図はテクスチャマッピング装置の他の実施例を示す
ブロック図、 第４図および第５図はそれぞれテクスチャマッピング装
置のさらに他の実施例を示すブロック図、 第６図はテクスチャ平面座標データとデュアルポートメ
モリ選択データとの関係を説明する図、 第７図は第５図の実施例によるテクスチャマッピング処
理を説明する概略図、 第８図はテクスチャマッピング装置のさらに他の実施例
を示すブロック図、 第９図はマッピングアドレス生成部の一例を示すブロッ
ク図、 第10図から第13図はそれぞれテクスチャアドレス生成動
作を説明する図。 （１）……マッピングアドレス生成部、 （２）……マッピングアドレス格納用のデュアルポート
メモリ、 （３）……入力制御部、 （４）……マッピングデータ格納用のデュアルポートメ
モリ、（4d）……ダブルバッファメモリ、 （６）……CRT、（８）……CRTコントローラ、 （９）……デプスバッファ、 （10）……カラールックアップテーブルメモリ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投影するための動画影像に対応する画素情
   報と、予め設定されている複数の色情報とを、それぞれ
   予め設定されたテクスチャ平面座標データに対応するテ
   クスチャ格納アドレスに格納するテクスチャデータ格納
   手段と、 テクスチャデータ格納手段に対してテクスチャ平面座標
   データを供給することにより前記画素情報・色情報のテ
   クスチャ格納アドレスを指定する入力制御手段と、 テクスチャデータ格納手段から読出された前記画素情報
   ・色情報に基づく表示を行う表示手段と、 描画指令データを入力とし、ディスプレイ平面座標デー
   タに対応して、描画すべき画素情報・色情報が格納され
   ているテクスチャ平面座標データに対応するテクスチャ
   格納アドレスを生成するマッピングアドレス生成手段
   と、 ディスプレイ平面座標データに対応して生成された前記
   画素情報・色情報が格納されているテクスチャ格納アド
   レスを、ディスプレイ平面座標データに対応するディス
   プレイ表示アドレスに格納するとともに、前記ディスプ
   レイ表示アドレスに格納されているテクスチャ格納アド
   レスを画素情報・色情報読出しアドレスとしてテクスチ
   ャデータ格納手段に供給するマッピングアドレス格納手
   段と、 前記表示手段が前記画素情報・色情報を表示する際、デ
   ィスプレイ平面座標データに対応する前記ディスプレイ
   表示アドレスをテクスチャ格納アドレス読出しアドレス
   としてマッピングアドレス格納手段に供給する表示制御
   手段と を具備することを特徴とするテクスチャマッピング装
   置。
2. 【請求項２】マッピングアドレス生成手段が、ディスプ
   レイ平面座標データに対応する奥行きデータを生成し、
   奥行きデータに基く隠面処理が施されたテクスチャ平面
   座標データに対応するテクスチャ格納アドレスを生成す
   るものである上記特許請求の範囲第１項記載のテクスチ
   ャマッピング装置。
3. 【請求項３】テクスチャデータ格納手段、および入力制
   御手段が複数対設けられているとともに、マッピングア
   ドレス生成手段が、画素情報、及び、色情報を読出すテ
   クスチャデータ格納手段を選択する選択データをも生成
   してマッピングアドレス格納手段に格納するものである
   上記特許請求の範囲第１項記載のテクスチャマッピング
   装置。
4. 【請求項４】描画指令データに基づいてディスプレイ平
   面座標データおよび各ディスプレイ平面座標データに対
   応してテクスチャデータ格納手段から画素情報・色情報
   を読出すためのテクスチャ平面座標データに対応するテ
   クスチャ格納アドレスを生成するステップと、 マッピングアドレス格納手段の各ディスプレイ平面座標
   データに対応するディスプレイ表示アドレスに、該当す
   るテクスチャ平面座標データに対応するテクスチャ格納
   アドレスを格納するステップと、 表示用の複数の色情報が予め所定領域に格納されている
   テクスチャデータ格納手段の残余の領域に動画影像に対
   応する画素情報を格納するステップと、 マッピングアドレス格納手段から順次テクスチャ平面座
   標データに対応するテクスチャ格納アドレスを読出し、
   テクスチャデータ格納手段の該当アドレスから前記画素
   情報・色情報を読出して可視的に表示するステップとを
   含み、 テクスチャデータのみが変化する場合には、変化するテ
   クスチャデータをテクスチャデータ格納手段に格納する
   ステップと、 マッピングアドレス格納手段から順次テクスチャ平面座
   標データに対応するテクスチャ格納アドレスを読出し、
   テクスチャデータ格納手段の該当アドレスから画素情報
   を読出して可視的に表示するステップとを反復すること
   を特徴とするテクスチャマッピング方法。