JP3024861B2 - テクスチャ発生方法及びテクスチャ発生装置 - 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、デジタル画像発生装
置に用いるテクスチャ発生方法及びテクスチャ発生装置
に関するものであり、ポリゴン数の増大を行わず、写真
等から作成した模様をポリゴンに電子的に貼り合わせ表
示映像をリアルに見せることができ、フライト・シミュ
レータ等の各種訓練装置の窓外視界模擬映像の発生に用
いられる。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像発生装置においては、視界
を構成する対象物を多角形（ポリゴン）で形成し、より
現実感を高めるためそのポリゴンに種々の模様（テクス
チャ）を付している。

【０００３】図２に従来のデジタル画像発生装置のブロ
ック図を示す。図２において、視界計算装置２１は、外
部記憶装置に複数のシーン・データを格納しておき、図
示しないホスト・コンピュータを経由して送られて来る
指令に従って、例えば訓練地域の選択、気象状況等の設
定が行われる。即ち、モデル・データの選択および幾何
計算装置２２への転送、カラー・テーブル、フェード・
テーブル、テクスチャ・パターンなどのテーブル類のビ
デオ信号処理装置２３へのロードを行う。また、時々刻
々とホスト・コンピュータで計算されて送られて来る自
航空機（視点）の位置及び姿勢に従って、データベース
座標からスクリーン座標への座標変換マトリクスを計算
して、幾何計算装置２２における射影幾何の計算を制御
する。さらに、視界計算装置２１はオフラインでデータ
ベースの作成及び変更にも用いられる。

【０００４】幾何計算装置２２では、その中の図示しな
い画面計算回路において、視野の中に入る表示対象物の
選択、それらの物体に対する隠面消去のための優先順位
の計算、ポリゴン又はポリゴンを構成する頂点の明るさ
の計算、物体を構成するポリゴンのスクリーン座標への
変換、クリッピング、透視変換などの計算を行う。さら
に、エッジ（ポリゴンの各辺）の集合として得た画面計
算回路での上記計算結果から、明るさおよびフェードの
走査線方向の変化率の計算など、処理を行う。さらに、
図示しない画面計算回路において優先順位を付けた光点
について、光点に関する座標変換、透視変換、交点輝度
の計算などを行い、優先順位とともにビデオ信号処理装
置２３に出力する。また、幾何計算装置２２はテクスチ
ャをポリゴンにマッピングするために座標変換などのパ
ラメータを計算し、ビデオ信号処理装置２３に転送す
る。さらに、指定された位置から任意の方向の物体表面
までの距離を計算する。

【０００５】ビデオ信号処理装置２３は、ビデオ信号を
発生するものであり、物体を構成するポリゴンの画素ご
との色や輝度を計算し、ポリゴンと光点の隠顕処理を行
う。画素の色や輝度の計算においては、シェーディン
グ、テクスチャ・マッピング、フェーディング、スポッ
ト・ライティング、エッジ・スムージングが行われる。
計算結果はＤ／Ａ変換され同期信号と一緒に表示装置２
４、例えばＣＲＴに出力される。

【０００６】従来、広域に亘る地形に固有なテクスチャ
を詳細に表示しようとすると、複数の空中写真等を用い
て作ったテクスチャ・パターンを予め格納しておくメモ
リが膨大になったり、また地形のテクスチャの分解能に
より低高度（視点と対象地形との相対的な距離）におい
てテクスチャにタイル化現象（本来ピクセル毎に模様が
異なるものが、分解能の限界により、広いピクセルにわ
たり同一の模様となり、あたかもタイル状の模様を貼っ
たようになる現象）が見られ、映像の現実感を著しく損
なう等の問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、メモリ容量を著しく増大させることな
く、広域に亘る地形に固有なテクスチャを発生させ、テ
クスチャのタイル化現象を防ぎ、さらに汎用的なテクス
チャを容易に合成出来るようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るテクスチ
ャ発生方法は、移動する視点から見るように仮定された
三次元の情景を構成する多角形面上にテクスチャを付す
るため、多角形面が形成する地形に固有なテクスチャで
あり、視点から地形面までの距離に応じて階層化した分
解能を有するものを複数のメモリに予め格納し、前記複
数のメモリのうちで視点から最も近くに対応して階層化
した分解能を格納するメモリのアドレス計算をフレーム
単位とピクセル単位に分けて行い、視点から地形面まで
の距離に応じた分解能を格納するメモリのアドレス計算
を前記視点から最も近くに対応して階層化した分解能を
格納するメモリのブロック・アドレス及びブロック内ア
ドレスをビットシフトすることにより行い、視点から地
形面までの距離に応じたテクスチャを前記メモリから読
出すものである。

【０００９】また、テクスチャ発生装置は、移動する視
点から見るように仮定された三次元の情景を構成する多
角形面上にテクスチャを付するための装置であって、視
点から地形面までの距離に応じて見ることが出来るエリ
アが階層化され、視点から最も近くに対応して階層化さ
れたエリア内の位置を指定するアドレスを計算するアド
レス計算部と、前記アドレス計算部で計算したアドレス
に対応して、視点から地形面までの距離に応じて現在見
ているエリアにおける地形に固有でない汎用的テクスチ
ャのアドレスと詳細度レベルを、視点から最も近くに対
応して階層化されたエリアの詳細度のエリア・ブロック
のブロック内アドレスを用いて、計算するパターン・ア
ドレス計算部と、多角形面が形成する地形に固有なテク
スチャであり、視点から地形面までの距離に応じて階層
化した分解能を有するものを予め格納しておく複数のメ
モリを有すると共に、前記アドレス計算部により得たア
ドレスを視点から地形面までの距離に応じてビットシフ
トしたアドレスと前記パターン・アドレス計算部で計算
したアドレスと詳細度レベルとによりアドレスを生成し
て前記メモリの内容を読出す地形固有モジュレータ部
と、前記地形固有モジュレータ部からの地形に固有なテ
クスチャに対し地形の汎用的な複数のテクスチャを組合
せるジェネリック・モジュレータ部とを備えたものであ
る。

【００１０】

【作用】多角形面が形成する地形に固有なテクスチャ
は、視点から地形面までの距離に応じて階層化した分解
能を有するものとして複数のメモリに予め格納されてい
て、地形固有モジュレータ部に備えられる。このように
することにより、メモリ容量を増加させずに広域に亘る
地形に固有なテクスチャを用意することができる。これ
を読出すには、前記アドレス計算部により得たアドレス
を視点から地形面までの距離に応じてビットシフトした
アドレスと前記パターンアドレス計算部で計算したアド
レスと詳細度レベルとにより、アドレスを生成すること
により行う。アドレス計算部では、階層化されたエリア
の内で最も詳細に見えるエリア（視点から最も近くに対
応して階層化されたエリア）内の位置を指定するアドレ
スが計算され、パターン・アドレス計算部では、前記ア
ドレス計算部の計算対象の位置に対応し、現在の視点の
位置にしたがって現在見ているエリアにおける汎用的な
テクスチャのアドレスが計算されると共に、その視点の
位置から見える汎用的なテクスチャの詳細度レベルが計
算される。また、地形固有モジュール部では、前記アド
レス計算部により得たアドレスを視点から地形面までの
距離に応じてビットシフトしたアドレスと前記パターン
アドレス計算部で計算したアドレスと詳細度レベルとに
よりアドレスを生成する。このようにアドレスを計算す
ることにより階層化されたエリアに対応するメモリ内容
を読出すことができる。読出された地形に固有なテクス
チャは汎用的なテクスチャと組合されて、種々の任意な
情景を実現することができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図３においては、視点を囲む５×５ブロックのエリ
ア・ブロックからなるメモリを示し、１ブロックは２５
６×２５６の容量を持つ深さ２４ビット（Ｒ，Ｇ，Ｂ各
８ビット）のテクセルよりなる。

【００１２】このエリア・ブロック内に空中写真等から
作った地形に固有なテクスチャを予め格納しておく、テ
クスチャの分解能を２ｍ／テクセルとすれば、一辺が２
５６×２ｍ×５BLOCK＝２，５６０ｍとなり、図３に示
すエリア・ブロックで約２．６ｋｍ四方の覆域が確保さ
れたことになる。

【００１３】図４（ａ）は図３と同一構成のエリア・ブ
ロックを複数用いることにより覆域が広くなることを示
す模式図、図４（ｂ）はエリア・ブロックを格納するメ
モリプレーンを説明する図である。例えば、第１エリア
・ブロック４１に格納するテクスチャの分解能を２ｍ／
テクセルとし、第２エリア・ブロック４２に格納するテ
クスチャを４ｍ／テクセルとすれば、二つを重ねた覆域
は５，１２０ｍ四方となり、その内２，５６０ｍ四方は
詳細なテクスチャであり、残りは詳細度が半分に減った
テクスチャで埋められる。この２つのエリア・ブロック
４１，４２は図４（ｂ）のように同一の容量をもつメモ
リ・プレーンであり、合計のメモリの所要量は、１ブロ
ックのテクセル数＝２５６×２５６、１テクセルのバイ
ト数＝３バイト、１エリアのブロック数＝５×５＝２
５、メモリ・プレーンの数＝２より、２５６×２５６×
３×２５×２バイトである。第１エリア・ブロック４１
は視点から地形面までの距離が近い場合であり、第２エ
リア・ブロック４２は比較的遠い場合に対応する。この
ように、視点から地形面までの距離に応じて階層化した
分解能を有するそれぞれの情報をメモリに格納する。因
みに、従来方法で同一覆域を確保しようとすれば、同一
容量のメモリ・プレーンが４個必要になり、２５６×２
５６×３×２５×４バイトとなり２倍を必要としてい
る。

【００１４】このようにしてエリア・ブロックを７階層
準備したとすれば覆域は、１６４ｋｍ四方となり、メモ
リは従来の方法に比べて７／２^(7-1)2≒１／５８５とな
る。この効果は覆域が広くなるに従い大きくなる。

【００１５】図５は、エリア・ブロックに格納するテク
スチャの詳細度レベルとエリア・ブロックとの関係を示
したものである。図に示すように、詳細度ｉの１ブロッ
クＢは詳細度ｉ−１の１ブロックＡが覆う地域に対して
４ブロック分を覆っており、詳細度ｉでのテクスチャは
詳細度ｉ−１の場合の半分の分解能を持つ。地形に固有
なテクスチャを作るに際しては、詳細度に応じたパター
ン・ファイルをそれぞれ独立に作り、ファイルの名前に
地球上の絶対位置（LAT.LONG）及び詳細度を用いること
により視点に対応したロードすべきテクスチャを検索し
やすくしている。

【００１６】図６は地形データ（ポリゴン）を地形に固
有なテクスチャに合わせてブロック化した時に、地形に
固有なテクスチャが格納されているメモリ・アドレスの
計算方法を説明するための模式図である。視点ＥＹＥが
所期の運動をしてブロックＡにあり、そこからスクリー
ンＳを通して見るブロックＢ内のポリゴン上の点Ｑを水
平面上に垂直に射影した点Ｑ′について考えるものとす
る。

【００１７】正規化したメモリ・アドレス《ｍ》は、式
（１）の計算により求まる。なお、例えば《ｍ》は、大
きさｍのベクトルを意味し、以下この明細書においてベ
クトル表記を《 》を用いた場合と、肉太の場合とで併
用して表わす。

【００１８】

【数１】

【００１９】フレーム単位に計算する部分とピクセル単
位に計算が必要な部分に分ければ、テクスチャ発生装置
での計算は式（２）となる。

【００２０】

【数２】

【００２１】また、《ｒ_O》，《ｒ_x》，《ｒ_y》は、例
えば、図７のように、ポリゴン上のテクスチャの貼り方
（方向、大きさ）を規定するマッピング・パラメータで
あり、予め運用前に使用者が指定することができる。ま
た、図６において、地形に固有な模様の場合、通常

【００２２】

【数３】

【００２３】である。

【００２４】《ｒ_T》はポリゴンを構成する面の原点か
らその面上の一点までの距離

【００２５】《ｒ_RE》はブロック原点より見た視点位置

【００２６】《ｒ_pq》は視点と画素（ｐ，ｑ）を結ぶ直
線がポリゴンと交わる点Ｑへの視点からのベクトルであ
る。

【００２７】Ｈは視点座標系からブロック座標系への変
換マトリクス

【００２８】ＺＩ_pqは点ＱのＺ値の逆数

【００２９】《Ｐ》は［ｐ，ｑ，１］^t なるベクトル

【００３０】をそれぞれ示す。

【００３１】図８（ａ），（ｂ）は詳細度の異なるエリ
ア・ブロックとメモリ・アドレス計算との関係を示した
ものであり、詳細レベル−０のエリア・ブロックのメモ
リ・アドレスのみ前述の式（２）で示した計算を実施
し、その他の詳細度に関しては、アドレスがシフト及び
抜き出しにより計算可能なことを示している。

【００３２】点Ｑ′が所属する詳細度レベル−０のエリ
ア・ブロックのブロック・アドレスを（ｋ_O，ｌ_O）、ま
た、ブロック内アドレスを（ｍ_O，ｎ _O）とする。この
時、Ｑ′は詳細度レベル−ｉでは式（３）のようなブロ
ック・アドレス（ｋ_i，ｌ_i）及びブロック内アドレス
（ｍ_i，ｎ_i）となる。但し、ブロック内アドレスは正規
化したアドレスとする。

【００３３】

【数４】

【００３４】この計算は、図８（ｂ）に示すようにシフ
トと抜き出しによって計算する。

【００３５】図１はテクスチャ発生装置の一実施例のブ
ロック図である。図１のテクスチャ発生装置９１は、図
９のように、デジタル画像発生装置におけるビデオ信号
処理装置９０内に備えられ、フェース・バッファ９２と
ビデオ・ミックス９３の間に接続される。テクスチャ発
生装置９１は、図１のように、ダイナミック・テクスチ
ャ・メモリ部１、テクスチャ・コード・テーブル部２、
アドレス計算部３、パターン・アドレス計算部４、地形
固有モジュレータ部５、ジェネリック・モジュレータ部
６とを備える。

【００３６】装置への入力は、Ｃ_T，《Ｃ_Fpq》，（ｐ，
ｑ），ＺＩ_pq，《Ｔ_X》，《Ｔ_Y》，《Ｔ_O》，ＢＬＫＩ
Ｄ（ｋ_O，ｌ_O），ＤＺＩ_p及びＤＺＩ_qであり、図示しな
い幾何計算装置から送られる。また、装置の出力は、Ｆ
_pq，《Ｃ_pq》，Ｔ_pq，Ｍ_pqであり、図９のビデオミック
ス９３において用いられる。これらの入出力は、それぞ
れ次の意味を持つ。

【００３７】Ｃ_T：ポリゴンに付与すべきテクスチャの
種類を表わした番号

【００３８】《Ｃ_Fpq》：ポリゴンの色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）

【００３９】ｐ，ｑ：ＣＲＴの画素位置（ｐはピクセ
ル、ｑはスキャンライン方向）

【００４０】ＺＩ_pq：視点と画素位置（ｐ，ｑ）を結ぶ
直線がポリゴンと交わる点のＺ座標値の逆数

【００４１】《Ｔ_O》：図示しない幾何計算装置（Ｇ
Ｐ）から送られて来る、エリア・ブロックのメモリ・ア
ドレスを決めるマッピング・パラメータ（平行移動部）

【００４２】《Ｔ_X》：図示しない幾何計算装置（Ｇ
Ｐ）から送られて来る、エリア・ブロックのメモリ・ア
ドレスを決めるマッピング・パラメータ（Ｘ方向）

【００４３】《Ｔ_Y》：図示しない幾何計算装置（Ｇ
Ｐ）から送られて来る、エリア・ブロックのメモリ・ア
ドレスを決めるマッピング・パラメータ（Ｙ方向）

【００４４】ＢＬＫＩＤ（ｋ_O，ｌ_O）：詳細度レベル−
０のエリア・ブロックにおけるブロック番号（ブロック
・アドレス）

【００４５】ＤＺＩ_p：該当ポリゴンのＺ^-1のｐ方向変
化率

【００４６】ＤＺＩ_q：該当ポリゴンのＺ^-1のｑ方向変
化率

【００４７】Ｆ_pq：出力データＴ_pq，Ｍ_pqの有効／無効
を示す

【００４８】《Ｃ_pq》：ｐｑ位置に付与すべき画素の色

【００４９】Ｔ_pq：ｐｑ位置に付与すべき画素の透明度

【００５０】Ｍ_pq：ｐｑ位置におけるマスク値

【００５１】図１０に地形固有モジュレータ部５の要部
詳細図、図１１にジェネリック・モジュレータ部６の要
部詳細図を示す。以下、図１、図１０及び図１１に従い
動作を説明する。

【００５２】ダイナミックテクスチャメモリ部１は、ジ
ェネリック・テクスチャ（地形の汎用的なテクスチャ）
のパターンを見掛け上動かすための情報を保持するメモ
リである。図示しない視界計算装置（ＶＣＰ）より送ら
れ、図示しない幾何計算装置（ＧＰ）を経由して送られ
て来る。フレーム毎にｄｘ_i，ｄｙ_iを変化させることに
より模様に複雑な動きを与えることを可能にする。

【００５３】テクスチャ・コード・テーブル部２は、テ
クスチャ発生装置を使用者が規定したように動かすため
の情報が格納されており、コード・テクスチャＣＴに対
応したテーブルである。このコード・テクスチャＣＴの
番号は例えば、図１２のように各ポリゴンに付与する模
様の識別に用いる。テーブルの各要素は、ｌｏｇ₂Ｒ_i，
Ｒ_i，ＳＬＣＴ１，ＳＬＣＴ２，ＳＬＣＴ３，ＳＬＣＴ
４，《Ｃ₁》，《Ｃ₂》，《Ｃ₃》，Ｆ，ａ_i（ｉ＝１…
９）であり、次の意味を持つ。

【００５４】Ｒ_i：ジェネリックモジュレータ部６内の
９個の模様（基本パターン）のサイズを規定するもので
あり基本サイズ（《ｒ_x》又は《ｒ_y》で規定）に対する
パターンｉのサイズＬ_iの比｜《ｒ_x》｜／Ｌ_iである。

【００５５】ｌｏｇ₂Ｒ_i：各パターンの詳細度を決定す
る時用いられる定数

【００５６】ＳＬＣＴ１：ジェネリック・モジュレータ
部６のゲート６１を制御する選択情報即ち、ジェネリッ
ク・モジュレータ部６の入力となる色で地形固有モジュ
レータ部５によって計算されて入力される色（ｒ，ｇ，
ｂ）としての《Ｃ_GS》，ｐｑ点において物体表面に与え
られた色（ｒ，ｇ，ｂ）としての《Ｃ_Fpq》、又は
《０》を選択する情報

【００５７】ＳＬＣＴ２：モジュレーション値
（《Ｃ_pq》）をジェネリック・モジュレータ部６内のど
のカラー・ミキサ部６２１，６２２又は６２３への変調
値又は透明度（Ｔ_pq）として出力するかを規定する。

【００５８】ＳＬＣＴ３：ジェネリック・モジュレータ
部６内のメモリ・ブロック６３１〜６３３に格納されて
いる８ｂｉｔの情報より１ビットを抜き出してマスク値
とするか否かの指定（パターン対応）

【００５９】ＳＬＣＴ４：ジェネリック・モジュレータ
部６内のメモリ・ブロック６３１〜６３３のどれを該当
パターンに割当てるかの指定

【００６０】《Ｃ₁》，《Ｃ₂》，《Ｃ₃》：色混合に用
いる色Ｒ，Ｇ，Ｂ

【００６１】ａ_i：地形に固有でない汎用的な模様でメ
モリ・ブロック６３１，６３２，６３３に格納されてい
る各パターンのモジュレーション値への寄与率を指定
し、増幅部（×ａ₁，×ａ₂，…×ａ₇）６４１，６４
２，…６４７にそれぞれ入力する。

【００６２】Ｆ：透明度Ｔ_pq，マスク値Ｍ_pqの有効／無
効の指定で、０：《Ｃ_pq》出力、１：《Ｃ_pq》，Ｔ_pq，
２：《Ｃ_pq》，Ｍ_pq

【００６３】アドレス計算部３：幾何計算装置から送ら
れて来るマッピング・パラメータ《Ｔ_O》，《Ｔ_X》，
《Ｔ_Y》を用いて次のピクセル対応の計算を行い詳細度
−０のエリア・ブロック内のアドレス《ｍ》を式（４）
により求める。なお、ｐ，ｑ，ＺＩ_pqはこの実施例のテ
クスチャ発生装置が収容されるビデオ信号処理装置（Ｖ
Ｐ）より送られて来る。

【００６４】

【数５】

【００６５】パターン・アドレス計算部４：次のａ，ｂ
の計算を行う。

【００６６】ａ．各パターンのメモリアドレス計算

【００６７】詳細度−０のエリア・ブロックのブロック
内アドレス《ｍ》を用いて式（５）の計算を行い、ジェ
ネリック・モジュレータ部６内の各パターンのアドレス
《Ｍ_i》を求める。

【００６８】

【数６】

【００６９】ｂ．詳細度レベルＬの計算

【００７０】詳細度Ｌを式（６）のように計算し
（《ｍ》を用いて）、このＬを用いて各パターンの詳細
度Ｌ_iを式（７）のように計算する。

【００７１】

【数７】

【００７２】 Ｌ_i ＝ Ｌ＋ｌｏｇ₂Ｒ_i (7)

【００７３】地形固有モジュレータ部５：地形に固有の
模様を発生させる部所である。図１０のように、メモリ
・アドレス計算部５１、地形に固有の模様を視点から地
形面までの距離応じて、前述したように（図４、図５）
階層化し分解能を有するものを格納したアクティブ・テ
クスチャ・メモリ（ACTIVE TEXTURE MEMORY）５２及び
レベル・ミックス部５３を備える。パターン・アドレス
計算部４（図１）で求めた詳細度レベルＬ，各パターン
のアドレス《Ｍ（Ｍ_x，Ｍ_y）》，及び詳細度レベル−０
のエリア・ブロックにおけるブロック番号ＢＬＫＩＤ
（ｋ_O，ｌ_O）を用いてメモリ・アドレス計算部５１にお
いて式（８）の計算によりＬ_L≦Ｌ≦Ｌ_Hなる、Ｌ_L及び
Ｌ_Hを求める。

【００７４】

【数８】

【００７５】Ｌ_L及びＬ_Hを用いて二つのエリア・ブロッ
クすなわちアクティブ・テクスチャ・メモリ５２を決め
る。図８を用いて説明した式（３）により該当するブロ
ック番号（ｋL_L，ｌL_L），（ｋL_H，ｌL_H）およびブロッ
ク内メモリ・アドレス（ｍL_L，ｎL_L），（ｍL_H，ｎL_H）
を求める。

【００７６】（Ｌ_L，ｋL_L，ｌL_L，ｍL_L，ｎL_L）および
（Ｌ_H，ｋL_H，ｌL_H，ｍL_H，ｎL_H）をアドレスとして各
々のメモリの内容《ＣL_L》、《ＣL_H》を取り出す。レベ
ル・ミックス部５３において《ＣL_L》および《ＣL_H》を
Ｌの小数部により式（９）のように混合して階層化によ
る模様の映像表示上の不連続性を補正する。

【００７７】 《Ｃ_GS》 ＝ （１−α）《ＣL_L》＋α《ＣL_H》 (9)

【００７８】但し、αはＬの小数部

【００７９】この色《Ｃ_GS》をジェネリック・モジュレ
ータ部６へ出力する。

【００８０】ジェネリック・モジュレータ部６：基本的
に本願出願人が先に開示した特開昭６３−１８６３７５
号公報、名称「模様発生における色混合方式」に記載の
動作を行うものである。少数の基本パターン（マスクパ
ターンを含む）を用いてその基本パターンの大きさ、輝
度の強さを変えて組合せることにより複雑で汎用的な模
様を発生する部所であり、コード・テクスチャＣＴの番
号により規定されたテクスチャ・コード・テーブル部２
の内容により所定の動作をする。変調（モジュレーショ
ン）の種類としては、次の機能が実現可能である。

【００８１】（ａ） フルカラー・テクスチャ；図９の
ビデオミックス９３に入るモジュレーション値を１にす
ることにより、写真と全く同じ色及び模様をポリゴンに
貼るフルカラー・テクスチャを実現可能にしている。

【００８２】（ｂ） インテンシティ・モジュレーショ
ン・テクスチャ

【００８３】（ｃ） カラー・ブレンディング・テクス
チャ；

【００８４】（ｄ） トランス・ルーセンシ・モジュレ
ーション・テクスチャ；雲又は霧等の輪郭が不明瞭な模
様について図１３のように例えば雲の形を有する部分の
透明度Ｔ_pqと雲の色《Ｃ_pq》とが図９のビデオミックス
９３において組合さるように、モジュレーション値を出
力する。これは、使用者から指定可能としている。

【００８５】（ｅ） コンター・テクスチャ；これは、
木等の模様を図１４のように木の輪郭と木の葉の模様と
を図９のビデオミックス９３において組合せて得る技術
であり、メモリブロック６３１〜６３３の内容の内（８
ビットの深さ）１ビットをコンタ用として、使う／使わ
ないの指示を、使用者指定可能とした。

【００８６】以上の機能は、ジェネリック・モジュレー
タ６のメモリ・ブロック６３１〜６３３に格納するパタ
ーン値およびテクスチャ・コード・テーブル部２内のＳ
ＬＣＴ１，ＳＬＣＴ２，ＳＬＣＴ３，ＳＬＣＴ４，《Ｃ
₁》，《Ｃ₂》，《Ｃ₃》，ａ_iを適当に組合せることによ
り行う。

【００８７】上記したようにメモリ・ブロック６３１〜
６３３は２５６×２５６テクセル、深さ８ビットのメモ
リであり、そこに基本パターンが格納されている。この
８ビットの内、１ビットはマスク・パターン、残り７ビ
ットはモジュレーション・パターンと呼ばれている。マ
スク・パターンは輪郭を表わすものであり、モジュレー
ション・パターンは地形に固有でない汎用的な模様その
ものである。メモリブロック６３１，６３２，６３３
は、パターン・アドレス計算部４（図１）で求めた各パ
ターンの詳細度レベルＬ_i，アドレスＭ_xi，Ｍ_yiによ
り、アドレスされる。そして、ＳＬＣＴ４は、アドレス
されたメモリブロック６３１，６３２，６３３のＢＬＯ
ＣＫ１〜４の何れをパターン情報とするかの選択に用い
る。図１５では、パターンＰ_iとしてあるメモリブロッ
ク６３のＢＬＫ３を用いることをＳＬＣＴ４で指定した
例を示している。選択されたＢＬＫ３の基本パターン
は、レベル混合部６５、増幅部６４を経由し、パターン
加算部（Σ）６６（６６１，６６２，６６３で他の基本
的な模様パターンと組合され第１のセレクタ６７に出力
する。

【００８８】第１のセレクタ６７では、ＳＬＣＴ２によ
り、図１６のように各パターン加算器６６１，６６２，
６６３の出力Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3と色を規定するカラーミキ
サ６２１，６２２，６２３の出力Ｍ×１，Ｍ×２，…Ｍ
×９との対応を指定される。この選択が可能であること
により、基本パターンの混合を高い自由度（少ない基本
パターンで複雑なテクスチャを発生しやすい）で行え
る。

【００８９】第２のセレクタ６８は、ＳＬＣＴ３によ
り、メモリ・ブロック６３１〜６３３に格納されている
基本パターンの内、マスクの情報を用いるかどうかの選
択を指示される。図１７のように、９ビット情報のＳＬ
ＣＴ３と各マスク・ビットの論理積（ＡＮＤ）が出力さ
れる。これにより、マスクに関して用いるマスクを選択
可能になる。

【００９０】ゲート６１は、ＳＬＣＴ１を受けて、図１
８のように面の色《Ｃ_Fpq》を《Ｃ》とする、又は《Ｃ
_GST》を《Ｃ》とする又は《０》を《Ｃ》とする選択制
御される。ここで、《Ｃ_Fpq》は（ｒ，ｇ，ｂ）であ
り、《０》は（ｒ＝０，ｇ＝０，ｂ＝０）である。機能
的には、（ａ）の場合は、ジェネリック・テクスチャの
模様をポリゴンの色を基調色として付与することを示
し、（ｂ）の場合は、地形固有モジュレータ部５からの
地形に固有の模様のテクスチャにジェネリック・テクス
チャの模様を重ねることを示す。また、（ｃ）の場合
は、ジェネリック・テクスチャ（《Ｃ1》，《Ｃ2》，
《Ｃ3》）のみで、独立に色を決定することを示す。

【００９１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば地形に
固有な模様を格納するメモリを詳細度に応じて分離し、
その際メモリの構成を詳細の差異に拘らず同じ構成とす
ることにより、少ないメモリ容量及び少ない計算回路で
広域の地形に固有な映像を表示可能である。このとき、
メモリを詳細度に応じて読出すには、アドレス計算部に
より得たアドレスを視点から地形面までの距離に応じて
ビットシフトするので、計算量が少なくてすむ。また、
地形に固有な模様と異なるスケールの複数の汎用な模様
をスーパ・インポーズすることによりダイナミック・レ
ンジの広い、即ちタイル現象の発生し難い映像発生が可
能となり映像のリアリティが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテクスチャ発生装置の一実施例の
ブロック図である。

【図２】従来のデジタル画像発生装置を示すブロック図
である。

【図３】メモリを構成するエリア・ブロックを説明する
図である。

【図４】複数メモリにより覆域が広くなることを説明す
る図である。

【図５】エリア・ブロックに格納するテクスチャの詳細
レベルとエリア・ブロックとの関係を示した図である。

【図６】地形データ（ポリゴン）を地形に固有な模様に
合わせてブロック化した時に、地形に固有な模様が格納
されているメモリ・アドレスの計算方法を説明するため
の模式図である。

【図７】ポリゴンにテクスチャを貼る状態を説明する図
である。

【図８】詳細度の異なるエリア・ブロックとメモリ・ア
ドレス計算との関係を示した図である。

【図９】テクスチャ発生装置とビデオ信号処理装置との
関係を示す図である。

【図１０】地形固有モジュレータ部の主要部分のブロッ
ク図である。

【図１１】ジェネリック・モジュレータ部の主要部分の
ブロック図である。

【図１２】コード・テクスチャの番号を説明する図であ
る。

【図１３】トランス・ルーセンシ・モジュレーション・
テクスチャを説明する図である。

【図１４】コンター・テクスチャを説明する図である。

【図１５】メモリ・ブロックにおけるＳＬＣＴ４の作用
を説明する図である。

【図１６】第１のセレクタにおけるＳＬＣＴ２の作用を
説明する図である。

【図１７】第２のセレクタにおけるＳＬＣＴ３の作用を
説明する図である。

【図１８】ゲートにおけるＳＬＣＴ１の作用を説明する
図である。

【符号の説明】

１ ダイナミック・テクスチャ・メモリ部 ２ テクスチャ・コード・テーブル部 ３ アドレス計算部 ４ パターン・アドレス計算部 ５ 地形固有モジュレータ部 ６ ジェネリック・モジュレータ部 ５２ アクティブ・テクスチャ・メモリ ６３１，６３２，６３３ メモリ・ブロック

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−214979（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−211878（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−501029（ＪＰ，Ａ) Ｌａｎｃｅ Ｗｉｌｌｉａｍｓ”Ｐｙ ｒａｍｉｄａｌ Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｓ”，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉ ｃｓ，ＡＣＭ，Ｊｕｌｙ 1983，Ｖｏ ｌ．17，Ｎｏ．３，ｐ．１−11 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 15/00 - 15/70 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動する視点から見るように仮定された
   三次元の情景を構成する多角形面上にテクスチャを付す
   るためのテクスチャ発生方法において、多角形面が形成
   する地形に固有なテクスチャであり、視点から地形面ま
   での距離に応じて階層化した分解能を有するものを複数
   のメモリに予め格納し、前記複数のメモリのうちで視点
   から最も近くに対応して階層化した分解能を格納するメ
   モリのアドレス計算をフレーム単位とピクセル単位に分
   けて行い、視点から地形面までの距離に応じた分解能を
   格納するメモリのアドレス計算を前記視点から最も近く
   に対応して階層化した分解能を格納するメモリのブロッ
   ク・アドレス及びブロック内アドレスをビットシフトす
   ることにより行い、視点から地形面までの距離に応じた
   テクスチャを前記メモリから読出すことを特徴とするテ
   クスチャ発生方法。
2. 【請求項２】 移動する視点から見るように仮定された
   三次元の情景を構成する多角形面上にテクスチャを付す
   るためのテクスチャ発生装置であって、 視点から地形面までの距離に応じて見ることが出来るエ
   リアが階層化され、視点から最も近くに対応して階層化
   されたエリア内の位置を指定するアドレスを計算するア
   ドレス計算部と、前記アドレス計算部で計算したアドレ
   スに対応して、視点から地形面までの距離に応じて現在
   見ているエリアにおける地形に固有でない汎用的テクス
   チャのアドレスと詳細度レベルを、視点から最も近くに
   対応して階層化されたエリアの詳細度のエリア・ブロッ
   クのブロック内アドレスを用いて、計算するパターン・
   アドレス計算部と、多角形面が形成する地形に固有なテ
   クスチャであり、視点から地形面までの距離に応じて階
   層化した分解能を有するものを予め格納しておく複数の
   メモリを有すると共に、前記アドレス計算部により得た
   アドレスを視点から地形面までの距離に応じてビットシ
   フトしたアドレスと前記パターン・アドレス計算部で計
   算したアドレスと詳細度レベルとによりアドレスを生成
   して前記メモリの内容を読出す地形固有モジュレータ部
   と、前記地形固有モジュレータ部からの地形に固有なテ
   クスチャに対し地形の汎用的な複数のテクスチャを組合
   せるジェネリック・モジュレータ部とを備えたことを特
   徴とするテクスチャ発生装置。