JP3014395B2

JP3014395B2 - 立体画像表示システム

Info

Publication number: JP3014395B2
Application number: JP1224134A
Authority: JP
Inventors: 宏明石畑; 弘幸佐藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 2000-02-28
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: JPH0385688A

Description

【発明の詳細な説明】〔目次〕〔概要〕〔従来の技術〕第13図システムにおける処理フローを示す図（第14
図）〔発明が解決しようとする課題〕〔課題を解決するための手段〕〔作用〕〔実施例〕本発明の一実施例を示す図（第２図）、プロセッサの構成図（第３図）、ネットワークの構成図（第４図）、各PEの画像出力及びマルチプレクサの制御回路系を示
す図（第５図）、システムの処理フローを示す図（第６図）、各PEの処理フローを示す図（第７図）、〔発明の効果〕〔概要〕三次元物体の処理単位立体部分の各々の分散処理及び
表示制御上共通な画像領域部分の集中処理を非同期的に
用いる立体画像表示システムに関し、三次元物体の処理単位立体部分に対する非同期的分散
処理等による高速画像生成を目的とし、三次元物体の初期データを入力する入力部と、表示装
置と、入力部に接続され同一構成の複数の処理部と、複
数の処理部対応の画像データ記憶部と、複数の処理部相
互間の非同期データ転送に供されるネットワークと、マ
ルチプレクサと、表示装置の表示と同期して複数の画像
データ記憶部の画像出力を前記マルチプレクサを介して
表示装置へ所定の表示時系列で出力せしめる出力制御回
路とを備え、表示装置の画面に表示したい三次元物体の
処理単位物体部分の各々についての処理については各処
理部へネットワークを介して分散して処理し、処理され
た処理単位立体部分間において表示制御上共通な画像領
域部分については該共通な画像領域部分に予め割り付け
られた処理部へネットワークを介して転送処理されて得
られた共通な画像領域部分画像データを対応する画像デ
ータ記憶部に書き込み、マルチプレクサを介して表示装
置の画面に表示せしめるようにして構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、三次元物体の処理単位物体部分の各々につ
いては複数のプロセッサによる非同期的分散処理、及び
表示制御上共通な画像領域部分については該共通な画像
領域部分に予め割り付けられたプロセッサによる処理を
用いる立体画像表示システムに関する。

従来のCADやコンピュータアニメーションなどにおけ
る表示装置の表示画面に実際に表示される画像は、三次
元物体のモデルデータに対し座標変換処理、クリッピン
グ処理、隠面処理、塗り潰し処理（シューディング処
理）を施して得られた画像データが表示制御装置の制御
の下に表示装置へ与えることによって、その表示画面に
映し出される。従って、その画面に表示される画像は、
前述のような各種処理を要する関係上、その表示にそれ
ら処理時間が入るのを避けることができない。加うる
に、それら処理に成ることが目に感じられない程の時間
間隔での、例えば一秒間に数十回のそれら処理の時間も
画像表示には入って来る。それ故、画像生成システムに
おける会話的な操作に何らの抵抗も与えないためには、
その会話操作に即時的にその処理応答をシステム側から
返して来ることが、この種システムを構築する上で重要
な事柄である。

〔従来の技術〕

前述のような要求を満たすために、従来においてもそ
の工夫を満足した立体画像生成システムが開発されてい
る。そのシステムは、第13図に示される如き構成を有
し、前述座標変換、クリッピングと云った図形の処理
や、隠面処理、塗り潰し処理などの画素処理に専用プロ
セッサを使用して前述処理応答性の向上を図っている。
このシステムにおける画像生成の大要を説明すると次の
ようになる。メインプロセッサ50は、そこに装備される
グラフィックプログラム（第14図の102参照）によって
アプリケーションプログラム（第14図の100参照）から
の描画要求に従って決まるディスプレイリスト（第14図
の104参照）を生成するほか、その編集、グラフィック
プロセッサ54へのデータの転送、外部との通信、システ
ム全体の制御も行なう。このメインプロセッサ50は、処
理内容を複雑とするが、後述のグラフィックプロセッサ
54及び描画プロセッサ56程高速性は要求されないので汎
用のマイクロプロセッサが用いられる。ディスプレイリ
ストは階層的データ構造とされる場合が多く、メインプ
ロセッサ50の主記憶装置52に記憶されることもあれば、
専用メモリに記憶されることもある。階層的データ構造
とされる理由は、複雑な物体の記述ができて、その図形
の変更容易性があるからである。その記述における三次
元物体は、多数の単純図形（部品）を組み合わせること
によって表わされる。そして、その各部品は、それぞれ
の部品固有の座標系で完成された表現データで表わされ
る。

グラフィックプロセッサ54は、バス51を介してメイン
プロセッサ50から与えられるディスプレイリスト内のデ
ータに対する座標変換処理（第14図の106参照）及びク
リッピング処理（第14図の108参照）や、文字，図形の
発生（第14図の110参照）を行なう。座標変換には、モ
デリング変換、ビューイング変換、透視変換などを含
む。モデリング変換は、前述のように三次元の物体をそ
れに必要な多数の部品で表現されることになるが、それ
らの各部品を拡大縮小したり回転したりしてワールド座
標系内に前記三次元物体を組み立て上げるのに要する座
標変換である。そのワールド座標系内に組み立てられた
三次元物体を、該ワールド座標系における任意の位置及
び方向から当該三次元物体を眺めたなら見えるであろう
看取表示態様での三次元物体として画面上においても眺
め得るように、ワールド座標系で記述されている物体デ
ータの座標を視点座標系における座標に変換するのが、
ビューイング変換である。このビューイング変換におい
て、ワールド座標系内における視点及び視線方向とが設
定されてこれを基準として前記各部品の座標は視点座標
系へ座標変換される。この視点座標系における三次元物
体を、その変換に用いられた視点及び視点方向から見た
適当な投影面への投影が透視変換である。この透視変換
によって、視点座標系で表わされる三次元の物体データ
は、前記投影面上における二次元の図形データへ変換さ
れる。

クリッピング処理は、前記投影面へ投影された三次元
物体データの二次元図形内から指定された表示領域内に
含まれる図形データのみを切り出す処理である。

グラフィックプロセッサ54でのクリッピング処理後
に、その図形データについて三次元物体領域に対する隠
面処理及びシェーディング処理を行なうため、その図形
データがバス51等を介して描画プロセッサ56に取り込ま
れる。隠面処理は、その図形データを用いて三次元物体
表面のうち、前記視点及び視線方向から見た場合に隠れ
た表面領域の表示をしないようにする処理であり、塗り
潰し処理は、前記三次元物体表面の向きと光線の方向で
決まる明度で面の陰影付けを行なう処理である。シェー
ディング処理には、１つの面を同じ明るさで塗り潰すコ
ンスタントシェーディングと、１つの面内で明るさや色
を補間して塗り潰すスムースシェーディングとがある。
この描画プロセッサ56も又、前記グラフィックプロセッ
サ54もその処理計算は比較的単純であるが、その処理に
係わって来るデータ量が多くなり、その計算に要する時
間が長くなって来るのでそれによる前記処理応答性に欠
けて来るのを回避しなければならない関係上、処理の高
速性が要求され、これら両プロセッサはマイクロプログ
ラム制御の専用プロセッサが用いられる。

前述のような隠面処理及び塗り潰し処理を施されて生
成された前記投影面内の表示領域の各画素データはフレ
ームバッファ58に書き込まれる。前述のように、グラフ
ィックプロセッサ54も描画プロセッサ56もメインプロセ
ッサ50のバス51に直接接続する密結合型で構成されるの
は、前述の処理応答性にプロセッサ間の転送時間がマイ
ナス要素として作用しなくするための１つの工夫であ
る。そのような他の工夫として、メインプロセッサ50と
グラフィックプロセッサ54との間、グラフィックプロセ
ッサ54と描画プロセッサ56との間を直接高速バス53,55,
57で接続することも行なわれる。

フレームバッファ58に書き込まれた図形データは、ビ
デオコントローラ60によって読み出され、変換装置（LU
T）62によってアナログビデオ信号に変換されて表示装
置64に表示される。データのフレームバッファ58からの
読出しは画面上のちらつき（フリッカー）を除くため毎
秒30乃至70回の割合で行なわれる。高解像度の表示装置
64の表示には、極めて高速なデータ転送速度が必要なた
め、ビデオコントローラ60、フレームバッファ58にも各
種の工夫が為されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の従来システムにおいては、専用ハードウェアを
含んで構成しなければそのシステムを構築し得ないか
ら、その開発に長期間を要する上、その開発コストも高
くなるざるを得ない。こうして開発されたシステムにお
ける各種ハードウェア（プロセッサ）の性能を異にする
ため、それらハードウェア間の性能バランスをとる上で
難しさを伴うほか、各プロセッサ間のデータ転送が性能
向上阻害要因となり易い。そして、この各種の技術的課
題要求を含んで構成されるシステムにおいて、性能を更
に引き上げるべく全プロセッサに何らかの手法で並列処
理能力を付与してそのシステムを構築せんとする場合に
は、そのシステムの一段の複雑化を避けることはできな
い。

又、曲面（円，楕円）の表示における前述の座標変換
や、頂点の輝度計算においては、前記システム構成にお
いて見合う手法としてその曲面を多数の微小多角形で近
似する手法を採用していることから、表面を滑らかに表
示したい場合には、少なくとも数十枚の微小多角形で近
似する必要がある。そのため、数千個の球を表示する必
要のある分子モデルの設計や、分子動力学のシミュレー
ションなどにおいては、前記システム構成においては、
前記計算処理の効率の悪さが顕在化して来る。

本発明は、斯かる技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、画像データ生成における処理単位物体部分の各々に
ついての非同期的分散処理等により画像データを高速に
生成し得る立体画像表示システムを提供することをその
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図を示す。この図に示
すように、本発明は、三次元物体の初期データを入力す
る入力部２と、表示装置４と、前記入力部２に接続さ
れ、前記表示装置４の画面に表示したい三次元物体の処
理単位立体部分についての処理、及び表示制御上共通な
画像領域部分の処理を行なう同一構成の複数の処理部6_i
（ｉ＝1,2,・・・,n）と、該複数の処理部6_i対応の画像
データ記憶部8_iと、前記複数の処理部6_i相互間の非同期
データ転送に供されるネットワーク10と、マルチプレク
サ12と、前記表示装置４の表示と同期して前記複数の画
像データ記憶部8_iの画像出力を前記マルチプレクサ12を
介して前記表示装置４へ所定の表示時系列で出力せしめ
る出力制御回路14とを備える。そして、前記表示装置４
の画面に表示したい三次元物体の処理単位立体部分の各
々についての処理については各処理部6_iへ前記ネットワ
ーク10を介して分散して処理し、処理された処理単位立
体部分間において表示制御上共通な画像領域部分の処理
を当該共通な画像領域部分に予め割り付けられた処理部
へ前記ネットワーク10を介して転送し、又は転送せずし
て処理されて得られた共通な画像領域部分画像データを
対応する画像データ記憶部に書き込み、前記マルチプレ
クサ12を介して前記表示装置４の画面に表示せしめるよ
うにして構成される。

〔作用〕

入力部２から各処理部6_iへ入力された三次元物体の初
期データを用いて各処理部6_iで処理される処理単位立体
部分の各々については、各処理部6_i間でその処理をネッ
トワーク８を介して分散して処理する。その処理単位立
体部分間において表示制御上共通な画像領域部分につい
ての処理は、ネットワーク10を介して該共通な画像領域
部分に予め割り付けられた処理部6_j（ｊはｉの内の１つ
で、或る共通な画像領域部分に予め割り付けられた処理
部を代表して示す。）へ転送して、又その共通な画像領
域部分についての処理が自処理部のものであるならば転
送せずして処理する。こうして各処理部で処理して得ら
れた共通な画像領域部分画像データは対応する画像デー
タ記憶部8_jに書き込まれる。

このような画像データ記憶部8_jへの書き込みと並行し
て、各画像データ記憶部8_iからの所定の表示時系列での
出力が、出力制御回路14による出力制御をマルチプレク
サ12に与えることによって生ぜしめられ、そのマルチプ
レクサ12を介して出力されて来る画素データ列は表示装
置10へ供給されることによって、その画面上に三次元物
体が表示される。

前述のように、表示したい三次元物体の処理単位立体
部分については、各処理部4_iによる非同期分散処理が行
なわれ、又各処理部で処理して得られた共通な画像領域
部分画像データの処理については、対応処理部による集
中処理が行なわれるので、専用のハードウェアを用いる
ことなしに、その画像生成処理が高速となり、システム
側の処理応答性が良くなるほか、システム構築性の向上
になる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示す。この図において、
ホスト計算機2₁は、バス22を介してプロセッサ（PE1）2
4₁乃至プロセッサ（PEn）24_nへ接続される。プロセッサ
24₁乃至プロセッサ24_nは、ネットワーク10を介して相互
に接続され、又マルチプレクサ12、ビデオコントローラ
26を介してラスター形式のカラーCRT表示装置（以下、
単に表示装置と云う。）4₁へ接続される。

プロセッサ24₁乃至プロセッサ24_nは、第３図に示すよ
うに構成されている。プロセッサ24₁乃至プロセッサ24_n
は、いずれもCPU30、内部バス32、メモリ34、ホスト−P
E間通信インタフェース36、ネットワーク通信インタフ
ェース38、画像メモリ40及びアドレスカウンタ42から成
る。第３図においては、各プロセッサの区別を示す添字
_ｉを付せずにその参照番号だけを付してある。ホスト−
PE間通信インタフェース36はバス22を介してホスト計算
機2₁へ接続される。メモリ34には、第７図に示す処理フ
ローを実行するプログラムが格納されている。ネットワ
ーク通信インタフェース38はネットワーク10へ接続され
る。画像メモリ40の出力はマルチプレクサ12へ接続さ
れ、アドレスカウンタ42はビデオコントローラ26から同
期信号及びクロックを受ける（第５図も参照）。又、画
像メモリ40は画面対応に画素データを記憶する。

ネットワーク10は、第４図の（１）及び（２）に示す
ようないずれの形式で構成されてもよい。各プロセッサ
間に非同期の通信を提供し得ることをその要件とする。
マルチプレクサ12は、ビデオコントローラ26からの選択
信号に応答して、後述する如くプロセッサ24₁乃至プロ
セッサ24_nの画像メモリ40_iからの画像データをビデオコ
ントローラ26へ画素データ列として出力する。

第２図乃至第６図において、ホスト計算機2₁は第１図
の入力部２に対応し、プロセッサ24_iは第１図の処理部6
_iに対応し、画像メモリ40_iは第１図の画像データ記憶部
8_iに対応する。ビデオコントローラ26は第１図の出力制
御回路14に相当する。

前述の本発明システムの動作を、以下に説明する。

システムの動作が開始されると、ホスト計算機2₁から
各PEへ初期データが転送される（第６図のS1参照）。各
PEへ転送される初期データは、ホスト計算機2₁において
決められる。前記初期データは表示装置４の画面に表示
したい物体につていの定数〔物体定義データ、物体を見
る視線方向、視線位置等の各種パラメータ〕であり、以
下の説明では表示装置４の画面に表示したい物体を、例
えば球の立体的結合で表される分子モデルであるとす
る。

その初期データがホスト−PE間通信インタフェース36
を介してメモリ34へ書き込まれると、各PEの応用プログ
ラムがその初期データについて計算処理をなし（第７図
のS1参照）、物体データを生成する（第６図のS2、第７
図のS2参照）。この物体データは、前述の如く画面に表
示したい物体が球（原子）の立体的結合で表される分子
モデルであるとすると、その各々の球を表現する３次元
データである。この３次元データは、分子モデルの立体
的結合における原子の種類、位置等のデータを含む。こ
の物体データを生成する各PEの応用プログラムは、それ
ぞれ独立にその処理を進める。

生成された物体データは、ネットワーク10を介してす
べてのPEのスパン分解タスクへ分配される。この分配
は、例えばPE1からPEnまで順番に為されて行く。各PE内
における、又PE間における応用タスクも、又分配される
物体データを受けるスパン分解タスクも、更らには後述
の塗り潰しタスクも、それぞれ非同期にそれぞれのタス
ク処理を行なっているので、スパン分解タスクにおいて
その処理対象とされないままにある物体データは、分配
後において再度分配される。もし、各PEの応用プログラ
ムで生成される物体データ量が、いずれのPEにおいても
ほぼ同じであるとするならば、前記分配は自己のPEのス
パン分解タスクだけとするようにする。

各PEのスパン分解タスクへ分配されて来た物体データ
（第７図のS11参照）は、そこに含まれている視点デー
タに従って座標変換される。この座標変換は、次のマト
リクスを球の中心の位置及び球上の任意の一点の両座標に掛ける
ことで為される。前記マトリクス内のＡは回転のパラメ
ータ、Ｂは投影のパラメータ、Ｃは並行移動のパラメー
タ、Ｄはスケーリングのパラメータである。

又、従来と同様にして、クリピング処理を行なう。こ
のクリピング処理は、前述の座標変換された球の中心の
位置及び球上の任意の一点の両座標に、次のマトリクスを掛けることで為される。そして、（前述の従来技法に
よる）透視変換を必要に応じて為す。

これらの変換後に、当該スパン分解タスクにおいて順
次の処理対象とされる球（物体データ）についてのスパ
ンデータの生成を行なう。このスパンデータの生成（第
13図のS12参照）は、前記視点座標系での前記クリピン
グ処理したその平面で当該球を切断したときの切断面に
おいて、第９図に示すように生成画像の解像度で前記切
断面を順次に切断したときに形成される交線（弦）が、
本発明で云うスパンであり、スパンデータは、次の各デ
ータから成る。スパンの開始位置及び終了位置（PL,P
R）、球の半径及びその中心位置座標、並びに開始位置
の色情報（当該球の表示色）であり、そのPL、PRは次式
で表される。

PL＝（x,Y−Y1,Z） PR＝（x,Y＋Y1,Z）但し、上式のY1はである。このスパンデータは、以下に述べるようにして
一意的に決められるそれぞれのPEの塗り潰しタスクへネ
ットワーク10を介して転送される。

前述の如くして投影面上へ投影された各二次元図形を
スパンに分解したスパンデータの各々は、その分解処理
担当のPEから、ネットワーク10を介して同一スパンデー
タ列を相当するPEとして画面生成上から一意的に決めら
れるPEの塗り潰しタスクへ転送される。これを図解した
のが第10図及び第11図である。これらの図は、画像メモ
リ内容についての表示装置画面対応展開を示し、表示装
置画面に表示される画像データを、第10図の縦方向ライ
ンに分割し、その各ラインの塗り潰し処理を担当するPE
を予め決める。前記画像メモリの読出し方向が画面ラス
タに対し直角であるとすると、各PEへ縦ラインの割付け
（図示の如く、左から第１番目の縦ラインにはPE0を、
第２番目の縦ラインにはPE1を割り付ける如し。）を行
なう。画像メモリの読出し方向と画像ラスタとが一致し
ているときには、第10図に示す縦方向ラインではなく、
これに直角な横方向ラインを各PEに割り付ける。いずれ
の方向のラインでも、そのライン担当のPEは、画面生成
がラスタ方式である場合には前述のところから一意的に
決められ、一旦決められると、各ラインとPEとの間は固
定の関係になる。従って、このような関係から上述の如
く各分解処理担当のPEにおいて生成されたスパンデータ
であって、前述同一ライン上にあるスパンデータは、該
同一ライン担当のPEのみへネットワーク10を介して転送
される（第７図のS13参照）。

こうして、各PEの塗り潰しタスクへ塗り潰し処理ライ
ン対応のスパンデータの各々が転送されて来るが（第７
図のS21参照）、各塗り潰しタスクはそのスパンデータ
に対しシェーティングモデルに従って画素の輝度値補間
及び画像メモリの塗り潰しを行なう（第７図のS22参
照）。この様子を示す例が第12図である。

第12図は、上述の如く分子モデル等における球につい
て塗り潰しの例を示している。この図においては、説明
の都合上、第12図に示す展開対応の画面を90度回転させ
て図示する視点座標系上における１つの球を示してい
る。この球についてのスパンデータSDは、前述の如く当
該スパンデータSDを含むライン担当のPE_j（ｊの意味は
〔作用〕の項での説明と同義である。）へ、前述スパ
ン分解タスクからネットワーク10を介して転送されて来
る。該スパン分解タスクは、他のPEのスパン分解タスク
に自己PEのものを含んでその全体を構成されることもあ
れば、自己PEのスパン分解タスクを含まずしてその全体
を構成されることもある。

スパンデータSDは、スパンの両端位置PL（＝Ｙ−Y
1）,PR（＝Ｙ＋Y1）、球半径ｒ、その中心位置Ｏ座標
（X,Y,Z）、当該球の表示色から成り、第12図に示す球
を担当するPEのスパン分解タスクからネットワーク10を
介して該スパンデータSDを含むライン塗り潰し担当のPE
_jへ転送されて来る。このスパンデータSDを含むライン
において視点座標系X,Y平面に垂直な方向（図示例で
は、紙面に垂直な方向）の面で球を切った場合におけ
る、当該球の表面上の各点Ｐ（x,y,z）の位置を決め
る。これら各点Ｐは、ｘについては同一座標上で、ｙに
ついては画像の解像度で決まる変分でＹ座標の値を変え
た場合の、（x,y,z）の値となる。そのｚの値は、PL＝
（x,Y−Y1,Z）、PR＝（x,Y＋Y1,Z）であるから、となる。これら各点Ｐでの法線ベクトルＮは、その表面
が球面であることから、Ｎ＝（ｘ−X,y−Y,z−Ｚ）として与えられる。

この法線ベクトルＮと、前記投影面に投影された三次
元物体（前述）に対し光を照射する光源の位置及び方向
についての処理開始時に予め設定された各データを用い
て、フォンのモデルに従った球の塗り潰し処理（シェー
ティング処理）（第７図のS22参照）を行なう。この塗
り潰し処理のための各点Ｐにおける輝度Ｉは、それら各
点についての正規化された法線ベクトルＮ′及び正規化
された光線の方向ベクトルＬを用いてＩ＝ｋ・（Ｎ′・Ｌ）＋ａとして求められる。ただし、この式のk,aは表示のため
の定数である。

スパンデータSDで表わされる線分で切られる球に対し
隠面処理を行ないつつ該球の前記各点Ｐにおける前述輝
度Ｉに応じた塗り潰しを行なえば、前記塗り潰し処理の
内の、前述スパンデータSDで規定される表示線分につい
ての処理が終了する。この表示線分の両側に存在する前
記球のための各表示線分は、それぞれの表示線分が位置
するライン担当のPEにおいて、前述PE_jで行なったと同
様の塗り潰し処理が同時並行的に進められる。前述の隠
面処理には、例えばＺバッファアルゴリズムが用いられ
る。Ｚバッファアルゴリズムは、画像データの各画素対
応の視点からの距離を記憶するメモリ（Ｚバッファ）を
用いて隠面処理を行なうものである。図形描画開始時に
Ｚバッファをクリアする（つまり、無限遠の値にセット
する）。図形の入力画素を書き込む際に、その画素の距
離Ｚの値とＺバッファ内の当該入力画素対応の画素の距
離Ｚの値とを比較し、前記入力画素が該入力画素に対応
するＺバッファ内画素よりも手前のものであれば、前記
入力画素は前記視点から見えるものと判断してその入力
画素を前記比較対象とされたＺバッファ内の画素記憶位
置に書き込むが、逆の場合には前記更新処理を行なわな
い如き処理を、図形内の各入力画素について繰り返すこ
とで、その隠面処理を行なうものである。

前述のような各タスク（応用タスク、スパン分解タス
ク及び塗り潰しタスク）の処理は、前述したところから
明らかな如く、各PE内でも、又PE間でも非同期に進行さ
れており、各PEにおけるタスクの処理優先度は、塗り潰
しタスク、スパン分解タスク、そして応用タスクの順に
順次低くなるように設定されているから、各PEの応用タ
スクにおける物体データの生成量に偏りが生じていたと
しても各PE毎に自己のスパン分解タスクを含むシステム
内の全スパン分解タスクへ非同期的に分配されるので、
前記処理優先度との関係でシステム全体の処理終了（第
６図のS3参照）までに前記物体データの各PEへの配分は
均等化される。

このような物体データの分配が行なわれる間、スパン
データについての塗り潰し処理も順次に各ライン担当の
PEで並行的に為される。

塗り潰し処理された画素データは、当該画素データが
所属する前述のライン担当PEの画像メモリ内の、表示画
面画素対応記憶位置に、上述のように順次に書き込まれ
て行く。

その各画像メモリの読出し方向を図式的に第11図の一
点鎖線SLのようなものであったとすると、各画像メモリ
の読出しが丁度一点鎖線SLに来たときに、各縦ライン担
当PEの画像メモリのための読出しアドレスは、該画像メ
モリのためのアドレスカウンタから出力されるが、それ
は次の通りである。前記一点鎖線SL上の左側最初の縦ラ
イン担当PEの画像メモリへ前記一点鎖線SLと前記最初の
縦ラインとの交点対応の画像メモリ読出しアドレスを対
応アドレスカウンタから出力し、次の読出しクロック時
に第２番目の縦ライン担当PEの画像メモリへ前記一点鎖
線SLと前記第２番目の縦ラインとの交点対応の画像メモ
リ読出しアドレスを、該ライン担当PEのアドレスカウン
タから出力する。以下、順次の読出しクロックでも同様
である。このようにして、前記一点鎖線SL対応の読出し
が最左端縦ライン担当PEの画像メモリから最右端縦ライ
ン担当PEの画像メモリへ終了するまでに、前記一点鎖線
SL対応の表示装置ラスタのための画素データ列の各画素
データが前記最左端縦ライン担当PEの画像メモリから前
記最右端縦ライン担当PEの画像メモリまでの各画素デー
タ出力に順次に出力される。この順次に出力される画素
データの各々は、ビデオコントローラ26からマルチプレ
クサ12へ順次に供給される選択信号によってマルチプレ
クサ12からビデオコントローラ26を介して表示装置４へ
供給され、その画面に前記一点鎖線SL対応のラスタを表
示させる。このようなラスタ形式の読出しは、他ラスタ
対応の読出しにおいても順次に行なわれる。そして、表
示装置が飛越し走査方式であるかそうでないかによって
決まる所定回数、例えば１秒間に30又は60回前述の読出
しが繰り返される。

上述のようにして塗り潰し処理された各画像メモリに
対するラスタ形式の読出しにおいては、画像メモリの読
出し速度は、前述の多重読出しにより表示装置における
画素データクロックの画像メモリ数分の１となる。

なお、前記実施例においては、三次元物体を球の立体
的結合で形成される例について説明したが、その他の単
一形状の三次元物体であってもよい。又、画像メモリ
は、少なくとも当該PEが担当するライン分の容量を有す
れば良く、必ずしも一画面分の容量を有しなくてもよ
い。この場合には、当然に、その読出し制御は前述した
ところと異なって来る。又、いずれの場合にも、画像メ
モリは、PEの塗り潰しタスクとの対応が取れていればよ
く、必ずしもPE内に設けられていなくてもよい。初期デ
ータの入力は通信回線を介して与えられるようにシステ
ムが構成される場合であっても本発明は実施し得る。

〔発明の効果〕

以上述べたところから明らかなように本発明によれ
ば、表示したい三次元物体についての表示に必要なデー
タ処理に複数の同一構成のプロセッサを用い、それらの
プロセッサに表示したい三次元物体についての初期デー
タから各プロセッサ毎に担当する三次元物体についての
１つ、叉は２以上の処理単位立体部分を表す物体データ
の生成を為さしめ、それらの物体データを該物体データ
を生成したプロセッサを含め、又は含めずしてすべての
プロセッサへ、スパンデータの生成とは非同期で分配し
つつ、各プロセッサにおいてそこへ割りつけられている
スパンデータを用いて塗り潰し処理を行なうようにし
て、前記処理単位立体部分の処理の非同期的分散処理及
び塗り潰し処理の非同期的集中処理によって表示したい
三次元物体についての表示に必要なデータ処理を達成す
るようにしたので、表示したい三次元物体についての画
像データを得るのに専用のハードウェアを不要としつ
つ、表示したい三次元物体の多数の微小多角形への分割
による処理の低速化の回避と各プロセッサの負荷均一化
の容易性とを両立させて三次元物体の高速描画（即時的
操作応答性）を享受し得る。前記各プロセッサでの表示
したい三次元物体についての表示に必要なデータの並列
処理は、プロセッサの利用率を向上させる。又、各プロ
セッサの画像メモリに書き込まれつつある、叉は処理完
了となった表示したい三次元物体についての画像データ
を、それらの各画像メモリから多重的に読み出し得るこ
とは、高解像度表示装置に対する良好な適合性をシステ
ムに付与し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は本発明の一実施例を示す図、第３図はプロセッサの構成図、第４図はネットワークの構成図、第５図は各PEの画像出力及びマルチプレクサの制御回路
系を示す図、第６図はシステムの処理フローを示す図、第７図は各PEの処理フローを示す図、第８図は物体データのPEへの分配例を示す図、第９図はスパンデータ生成の説明図、第10図は塗り潰し処理ラインへの各PEへの割付けを図解
する図、第11図は第８図の分配例においてPE0へ割り付けられた
塗り潰し処理ラインのみを示す図、第12図は塗り潰し処理ライン例についての塗り潰し処理
説明図、第13図は従来の立体画像生成システムを示す図、第14図は第13図システムにおける処理フローを示す図で
ある。第１図乃至第６図において、２は入力部（ホスト計算機2₁）、４は表示装置、 6_iは処理部（プロセッサ24_i）、 8_iは画像データ記憶部（画像メモリ40_i）、 10はネットワーク、 12はマルチプレクサ、 14は出力制御回路（ビデオコントローラ26）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−3784（ＪＰ，Ａ) 特開平３−31977（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−310091（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−50184（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 15/00 - 17/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】三次元物体の初期データを入力する入力部
（２）と、表示装置（４）と、前記入力部（２）に接続され、前記表示装置（４）の画
面に表示したい三次元物体の処理単位立体部分について
の処理、及び表示制御上共通な画像領域部分の処理を行
なう同一構成の複数の処理部（6_i）（ｉ＝1,2,・・・,
n）と、該複数の処理部（6_i）対応の画像データ記憶部（8_i）
と、前記複数の処理部（6_i）相互間の非同期データ転送に供
されるネットワーク（10）と、マルチプレクサ（12）と、前記表示装置（４）の表示と同期して前記複数の画像デ
ータ記憶部（8_i）の画像出力を前記マルチプレクサ（1
2）を介して前記表示装置（４）へ所定の表示時系列で
出力せしめる出力制御回路（14）とを備え、前記表示したい三次元物体の処理単位立体部分の各々に
ついての処理については各処理部（6_i）へ前記ネットワ
ーク（10）を介して分散して処理し、処理された処理単
位立体部分間において表示制御上共通な画像領域部分の
処理を当該共通な画像領域部分に予め割り付けられた処
理部へ前記ネットワーク（10）を介して転送し、又は転
送せずして処理されて得られた共通な画像領域部分画像
データを対応する画像データ記憶部に書き込み、前記出
力制御回路（14）の制御により前記マルチプレクサ（1
2）を介して前記表示装置（４）の画面に表示せしめる
ことを特徴とする立体画像表示システム。