JP3092131B2 - 画像生成装置 - Google Patents
画像生成装置Info
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- JP3092131B2 JP3092131B2 JP34030289A JP34030289A JP3092131B2 JP 3092131 B2 JP3092131 B2 JP 3092131B2 JP 34030289 A JP34030289 A JP 34030289A JP 34030289 A JP34030289 A JP 34030289A JP 3092131 B2 JP3092131 B2 JP 3092131B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、３次元形状をCRTディスプレイなどの２次
元表示装置に表示するための画像を生成する、画像生成
装置に関するものである。
元表示装置に表示するための画像を生成する、画像生成
装置に関するものである。
（従来の技術） ３次元形状を２次元表示装置に表示するための画像を
生成するには、他の面に隠れて視点から見えない面ある
いはその一部を消去する隠面消去処理を必要とする。ま
た、ワイヤフレーム表示ではなくソリッド表示を行う場
合には、光のあたり具合いにより表示色を変える陰影付
け処理を必要とする。これらの処理は面を対象としてお
り、計算量が膨大である。
生成するには、他の面に隠れて視点から見えない面ある
いはその一部を消去する隠面消去処理を必要とする。ま
た、ワイヤフレーム表示ではなくソリッド表示を行う場
合には、光のあたり具合いにより表示色を変える陰影付
け処理を必要とする。これらの処理は面を対象としてお
り、計算量が膨大である。
従来、隠面消去／陰影付けの処理を高速に行うため
に、並列処理による画像生成システムが種々開発されて
いる。隠面消去アルゴリズムとしてスキャンライン法を
採用したシステムとしてEXPERTS（参考文献:ACM SIGGRA
PH,Vol.18,No.3,1984,pp.67−76）が、またＺバッファ
法を採用したものとして米シリコングラフィックス社の
アーキテクチャ（参考文献:ACM SIGGRAPH,Vol.22,No.4,
1988,pp.239−246）が知られている。
に、並列処理による画像生成システムが種々開発されて
いる。隠面消去アルゴリズムとしてスキャンライン法を
採用したシステムとしてEXPERTS（参考文献:ACM SIGGRA
PH,Vol.18,No.3,1984,pp.67−76）が、またＺバッファ
法を採用したものとして米シリコングラフィックス社の
アーキテクチャ（参考文献:ACM SIGGRAPH,Vol.22,No.4,
1988,pp.239−246）が知られている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、EXPERTSでは、スキャンライン毎に動
的に演算器を割り当てる方式であるために、またシリコ
ングラフィックス社のものでは、一定間隔にある画素毎
に演算器を割り当てる方式であるために、生成された画
像データが分散している。このため、複数の表示機器で
構成された表示装置、例えばマトリックス状に配置され
た複数のディスプレイ、に表示する場合には、一旦画像
データを一箇所に収集した後、各表示機器に再分配する
か、あるいは各表示機器が表示に必要な画像データを表
示機器間で相互にやりとりする必要がある。従って、画
像生成のみであれば高速に行えるが、画像データの分配
や表示までを考慮した場合には、既存のシステムでは遜
色のない性能を得ることは不可能である。
的に演算器を割り当てる方式であるために、またシリコ
ングラフィックス社のものでは、一定間隔にある画素毎
に演算器を割り当てる方式であるために、生成された画
像データが分散している。このため、複数の表示機器で
構成された表示装置、例えばマトリックス状に配置され
た複数のディスプレイ、に表示する場合には、一旦画像
データを一箇所に収集した後、各表示機器に再分配する
か、あるいは各表示機器が表示に必要な画像データを表
示機器間で相互にやりとりする必要がある。従って、画
像生成のみであれば高速に行えるが、画像データの分配
や表示までを考慮した場合には、既存のシステムでは遜
色のない性能を得ることは不可能である。
本発明の目的は、複数の表示機器で構成された２次元
表示装置に３次元図形を表示するための画像を高速に生
成する、画像生成装置を提示することである。
表示装置に３次元図形を表示するための画像を高速に生
成する、画像生成装置を提示することである。
（課題を解決するための手段） 本発明の画像生成装置は、第１図に示すように、３次
元図形を２次元表示装置に表示するために、初期データ
として、３次元形状を近似する多角形データを格納して
おく図形記憶部１と、前記図形記憶部に格納された多角
形データに対して、視野変換および多角形の各頂点の輝
度値あるいは色値の算出を行う図形前処理部２と、表示
領域外にある部分を除去するクリッピングにより、前記
図形前処理部から渡された多角形データを、矩形に分割
した表示領域毎に分割する図形分割部３と、前記図形分
割部から渡された多角形データに対して、透視変換およ
びビューポート変換を行う図形後処理部４と、前記図形
後処理部から転送されてきた多角形データに対して、隠
面消去および陰影付けにより、担当する表示領域の各画
素の輝度値あるいは色値を算出する複数の画像生成部51
〜5nと、前記図形後処理部からの多角形データを前記画
像生成部に転送する転送路７と、前記画像生成部で生成
された画像データを記憶する複数の画像記憶部61〜6nと
から構成され、表示領域毎に画像生成を並列に行うこと
を特徴とする画像生成装置である。
元図形を２次元表示装置に表示するために、初期データ
として、３次元形状を近似する多角形データを格納して
おく図形記憶部１と、前記図形記憶部に格納された多角
形データに対して、視野変換および多角形の各頂点の輝
度値あるいは色値の算出を行う図形前処理部２と、表示
領域外にある部分を除去するクリッピングにより、前記
図形前処理部から渡された多角形データを、矩形に分割
した表示領域毎に分割する図形分割部３と、前記図形分
割部から渡された多角形データに対して、透視変換およ
びビューポート変換を行う図形後処理部４と、前記図形
後処理部から転送されてきた多角形データに対して、隠
面消去および陰影付けにより、担当する表示領域の各画
素の輝度値あるいは色値を算出する複数の画像生成部51
〜5nと、前記図形後処理部からの多角形データを前記画
像生成部に転送する転送路７と、前記画像生成部で生成
された画像データを記憶する複数の画像記憶部61〜6nと
から構成され、表示領域毎に画像生成を並列に行うこと
を特徴とする画像生成装置である。
（作用） 複数の表示機器で構成された２次元表示装置に３次元
図形を表示するとき、１つの表示領域を複数の矩形に分
割して、その矩形領域を並列処理の対象として複数の処
理部を並列に動作させることにより、高速な画像生成を
実現することができる。具体的には、図形前処理部を経
た多角形データを、図形分割部において、分割された矩
形領域の境界線と視点とで決定される４つの平面を境界
面としたポリゴンクリッピングを行い、多角形の全部あ
るいは一部がその領域内に存在するならば、クリッピン
グされた多角形データを図形後処理部に渡す。その後転
送路を通して、分割された矩形領域に対する画像生成部
に多角形データを転送して、矩形領域分の画像を生成す
る。
図形を表示するとき、１つの表示領域を複数の矩形に分
割して、その矩形領域を並列処理の対象として複数の処
理部を並列に動作させることにより、高速な画像生成を
実現することができる。具体的には、図形前処理部を経
た多角形データを、図形分割部において、分割された矩
形領域の境界線と視点とで決定される４つの平面を境界
面としたポリゴンクリッピングを行い、多角形の全部あ
るいは一部がその領域内に存在するならば、クリッピン
グされた多角形データを図形後処理部に渡す。その後転
送路を通して、分割された矩形領域に対する画像生成部
に多角形データを転送して、矩形領域分の画像を生成す
る。
（実施例） 本発明の一実施例を、第２図を用いて説明する。図に
おいて、図形処理プロセッサ12は、メモリ11から３次元
の座標データで構成される図形データを読み込んで、図
形前処理器21で視野変換／輝度計算などの必要な演算を
施した後、図形分割器22で矩形領域に合わせて多角形を
分割する。分割後の多角形データは、図形後処理器23で
透視変換／ビューポート変換などの処理を行った後、デ
ータ転送路17を通して対応する画像生成プロセッサ131
〜134に転送する。画像生成プロセッサ131〜134は、転
送されてきた多角形データに対して、隠面消去／陰影付
けの処理を行うことにより、画素値（輝度値／色値）を
算出して画像データを得る。この画像データは、フレー
ムバッファ141〜14nに格納しておく。
おいて、図形処理プロセッサ12は、メモリ11から３次元
の座標データで構成される図形データを読み込んで、図
形前処理器21で視野変換／輝度計算などの必要な演算を
施した後、図形分割器22で矩形領域に合わせて多角形を
分割する。分割後の多角形データは、図形後処理器23で
透視変換／ビューポート変換などの処理を行った後、デ
ータ転送路17を通して対応する画像生成プロセッサ131
〜134に転送する。画像生成プロセッサ131〜134は、転
送されてきた多角形データに対して、隠面消去／陰影付
けの処理を行うことにより、画素値（輝度値／色値）を
算出して画像データを得る。この画像データは、フレー
ムバッファ141〜14nに格納しておく。
第３図（ａ）のように三角形が４つの表示機器にまた
がって表示される場合には、第３図（ｂ）のように４つ
の多角形に分割する。
がって表示される場合には、第３図（ｂ）のように４つ
の多角形に分割する。
表示領域の矩形分割は、第４図（ａ）のように矩形領
域の境界を重ねる方法や、第４図（ｂ）のようにその境
界を離す方法など種々の方法が考えられる。マトリック
ス状に配置したディスプレイに表示する際、CRTのよう
に外枠がある場合には、第４図（ｂ）の分割方法を採用
することで、第５図（ｂ）の表示例のようにディスプレ
イの外枠を考慮した画像の生成が可能となる。また、第
４図（ａ）の方法を採用した場合には、第５図（ａ）の
ような表示例となり、ディスプレイの境界部分における
図形のズレが発生する。しかしながら、CRTではなくプ
ロジェクターのように、投影面に外枠がない場合には、
境界線が共通であるために多角形の分割に要する処理量
が少ない第４図（ａ）の分割方法が有効である。
域の境界を重ねる方法や、第４図（ｂ）のようにその境
界を離す方法など種々の方法が考えられる。マトリック
ス状に配置したディスプレイに表示する際、CRTのよう
に外枠がある場合には、第４図（ｂ）の分割方法を採用
することで、第５図（ｂ）の表示例のようにディスプレ
イの外枠を考慮した画像の生成が可能となる。また、第
４図（ａ）の方法を採用した場合には、第５図（ａ）の
ような表示例となり、ディスプレイの境界部分における
図形のズレが発生する。しかしながら、CRTではなくプ
ロジェクターのように、投影面に外枠がない場合には、
境界線が共通であるために多角形の分割に要する処理量
が少ない第４図（ａ）の分割方法が有効である。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明を適用するならば、複数
の表示機器で構成された２次元表示装置に３次元図形を
高速に表示する画像生成装置を実現することができる。
これにより、大画面・高解像度の図形表示装置（例え
ば、ディスプレイをマトリックス状に配置することで実
現できる）への応用が可能であることを考えれば、この
利点は極めて大きいものであるといえる。
の表示機器で構成された２次元表示装置に３次元図形を
高速に表示する画像生成装置を実現することができる。
これにより、大画面・高解像度の図形表示装置（例え
ば、ディスプレイをマトリックス状に配置することで実
現できる）への応用が可能であることを考えれば、この
利点は極めて大きいものであるといえる。
第１図は本発明の構成を示す図、第２図は本発明の実施
例を説明するための図、第３図は三角形が複数のディス
プレイにまたがって表示される場合に、それを複数の多
角形に分割する例を示す図、第４図は表示領域の矩形分
割の例を示す図、第５図は第４図の分割方法で矩形分割
を行って、外枠のあるディスプレイに三角形を表示した
例を示す図である。 図において、 １……図形記憶部、２……図形前処理部、 ３……図形分割部、４……図形後処理部、 51〜5n……画像生成部、61〜6n……画像記憶部、 ７……転送路、11……メモリ、 12……図形処理プロセッサ、 131〜134……画像生成プロセッサ、 141〜14n……フレームバッファ、 17……データ転送路、21……図形前処理器、 22……図形分割器、23……図形後処理器。
例を説明するための図、第３図は三角形が複数のディス
プレイにまたがって表示される場合に、それを複数の多
角形に分割する例を示す図、第４図は表示領域の矩形分
割の例を示す図、第５図は第４図の分割方法で矩形分割
を行って、外枠のあるディスプレイに三角形を表示した
例を示す図である。 図において、 １……図形記憶部、２……図形前処理部、 ３……図形分割部、４……図形後処理部、 51〜5n……画像生成部、61〜6n……画像記憶部、 ７……転送路、11……メモリ、 12……図形処理プロセッサ、 131〜134……画像生成プロセッサ、 141〜14n……フレームバッファ、 17……データ転送路、21……図形前処理器、 22……図形分割器、23……図形後処理器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】３次元図形を２次元表示装置に表示するた
めの画像を生成する画像生成装置において、初期データ
として、３次元形状を近似する多角形データを格納して
おく図形記憶部と、前記図形記憶部に格納された多角形
データに対して、視野変換および多角形の各頂点の輝度
値あるいは色値の算出を行う図形前処理部と、表示領域
外にある部分を除去するクリッピングにより、前記図形
前処理部から渡された多角形データを、矩形に分割した
表示領域毎に分割する図形分割部と、前記図形分割部か
ら渡された多角形データに対して、透視変換およびビュ
ーポート変換を行う図形後処理部と、前記図形後処理部
から転送されてきた多角形データに対して、隠面消去お
よび陰影付けにより、担当する表示領域の各画素の輝度
値あるいは色値を算出する複数の画像生成部と、前記図
形後処理部からの多角形データを前記画像生成部に転送
する転送路と、前記画像生成部で生成された画像データ
を記憶する複数の画像記憶部とから構成され、表示領域
毎に画像生成を並列に行うことを特徴とする画像生成装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34030289A JP3092131B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 画像生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34030289A JP3092131B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 画像生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201081A JPH03201081A (ja) | 1991-09-02 |
| JP3092131B2 true JP3092131B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=18335646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34030289A Expired - Fee Related JP3092131B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 画像生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3092131B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3313221B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2002-08-12 | 松下電器産業株式会社 | 画像生成方法及び画像生成装置 |
| JP2746129B2 (ja) * | 1994-08-10 | 1998-04-28 | 日本電気株式会社 | 描画装置 |
| JPH10320573A (ja) * | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Sega Enterp Ltd | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| GB2343602B (en) * | 1998-11-06 | 2003-03-19 | Videologic Ltd | Shading 3-dimensional computer generated images |
| JP4566772B2 (ja) * | 2005-02-14 | 2010-10-20 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP34030289A patent/JP3092131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 情報処理学会第３０回（昭和６０年前期）全国大会講演論文集、（１９８５）、広田克彦 他２名「セルラアレイプロセッサＣＡＰによる三次元物体表示」、ｐ．１４１−１４２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03201081A (ja) | 1991-09-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |