JP3344675B2 - 立体画像処理装置 - 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、３次元多面体物体を
２次元スクリーン上に投影して表示する立体画像処理装
置に関し、特に、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
投影するマッピング処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】３次元立体図形を透視変換処理、遠近処
理等によって、ＣＲＴディスプレイ等の２次元（平面）
スクリーン上に合成して表示する場合、手前に存在する
物体が、それより奥にある物体の一部または全てを隠す
処理、すなわち隠面消去処理を行う必要がある。隠面消
去処理の方法としては、Ｚソート法（塗り重ね法）、Ｚ
バッファ法、スキャンライン法等が知られている。

【０００３】Ｚソート法は、処理が非常に高速に行える
という利点があるものの、ポリゴンが交差していたりす
ると、モデルを正しく描画することができないという欠
点がある。

【０００４】また、ポリゴンの処理の内部で画素（ピク
セル）を単位とする前後判定を行い、上記Ｚソート法の
欠点をなくすようにしたアルゴリズムがＺバッファ法で
ある。Ｚバッファ法は、各画素に表示すべきポリゴンの
色データとその面の奥行き、すなわち物体のＺ値（始点
からの距離）を画素単位に記憶しておき、新しいポリゴ
ンが入力される度に記憶しているＺ値と新しいポリゴン
のＺ値を比べ、新しいＺ値の方が小さい時のみＺ値を更
新し、同時に新しいポリゴンの色データを登録するもの
である。これによって遠くにある物体は近くにある物体
によって上書きされ、結果として隠面消去された画像を
得ることができる。

【０００５】このＺバッファ法は、物体のＺ値を記憶さ
せるためのＺバッファメモリを画素毎に必要とし、全体
では画素数分の大きさを持つ大きな画像メモリが必要に
なるという問題がある。

【０００６】一方、スキャンライン法はＣＲＴのよう
に、ラスタスキャン毎に各画素の色データを表示する場
合、隣り合う画素、すなわち、すぐ次のスキャンライン
の画素は現画素と非常に強い相関関係を持つことに注目
した方法で、逐次処理を行う装置に適しているが、多く
の計算を必要として、制御論理も複雑になるという欠点
を有する。

【０００７】上記の両隠面消去処理方法の中間的な隠面
処理として、スキャンライン間は相関関係を利用し、１
ライン内はＺバッファ法を用いた装置が、例えば、特開
昭６２−１００８７８号公報に開示されている。これに
は、「奥行き距離（Ｚ値）を保持する奥行きレジスタ
と、輝度（色・輝度）データを保持する輝度レジスタ
と、平面セグメントの範囲内の内外判定、奥行き距離の
変位加算、奥行きデータの比較を分割的に行う一つの加
算器と、入力された平面セグメントトークンに関する情
報を更新しながら一段のパイプラインレジスタを通して
出力する入出力手段、及び輝度レジスタの内容を外部に
出力する輝度データバスとを備えた隠れ線処理装置」が
開示されている。この装置によれば、少ないハードウェ
ア量で隠面処理を行うことができる。

【０００８】前述した隠面処理装置においては、輝度デ
ータのみを登録し、この輝度データを表示するように構
成されているため、シェーディング等の塗りつぶし処理
を行うことはできるが、ポリゴン内部に模様（テクスチ
ャー）を貼り付けるマッピング処理を行うことはできな
かった。しかしながら、コンピュータグラフィックスに
おいては、よりリアリティのある画像を再生することが
望まれており、ポリゴンの上に対象物体の実写等のテク
スチャーをマッピングし、画像を再生する手法がとられ
ている。

【０００９】表示される各ポリゴンに模様（テクスチャ
ー）を貼り付けるいわゆるマッピング処理を行う画像処
理装置が提案されている（特願平４−３７３１１号参
照）。

【００１０】この画像処理装置によれば、ポリゴンの外
形の変化に対応して、ポリゴン内部に模様を変化させ、
ポリゴンに模様を付加することができる。

【００１１】しかしながら、上記したマッピング処理が
可能な画像処理装置おいては、ポリゴンへのマッピング
を容易に行うことができるが、この装置においては、ポ
リゴンの隠面消去方法として、Ｚソート法が用いられて
おり、ポリゴンが交差した場合には、モデルを正しく描
画することができないという難点があった。

【００１２】この問題を解決する方法として、Ｚバッフ
ァ法を用いて、マッピング処理を行う画像処理装置が提
案されている（特願平４−３７３１１号参照）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した装置
では、ハードウェア量の軽減のためマッピング演算を垂
直方向と水平方向に分割して演算しているため、中間パ
ラメータを格納するポリゴンエッジメモリの容量を多く
し、且つ、隠面処理以前に垂直方向のマッピング演算を
行うために起こる処理効率の低下とそれによる描画スピ
ードの低下等の問題があった。

【００１４】この発明は、演算量を少なくし、ローコス
トに簡易なパーススペクティブテクチャ・マッピングを
リアルタイムに処理することが可能な立体画像処理装置
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、３次元ポリ
ゴン座標から２次元マッピングパターンへ平面マッピン
グ変換を行うための第１の変換係数にオブジェクトの回
転処理及び視野変換の回転処理を行うことにより、第２
の変換係数を算出する手段と、上記ポリゴンの端点の視
野座標値と上記第２の変換係数とポリゴンとマッピング
パターンとの大きさの比率をポリゴンごとに格納するポ
リゴンパラメータ記憶手段と、上記ポリゴンのスクリー
ン端点情報とポリゴンの奥行き情報と上記ポリゴンパラ
メータ記憶手段のアドレス値を格納するスクリーン記憶
手段と、テクスチャ画像を格納するマッピングパターン
メモリと、上記ポリゴンのスクリーン端点情報に基づい
てポリゴン外形のアドレス情報及びポリゴンの奥行き情
報並びにポリゴンパラメータ記憶手段のアドレス値をス
キャンラインごとにポリゴンの外形部分の情報にそれぞ
れ変換する外形処理手段と、上記外形処理手段にて算出
された対向する２辺間の情報を演算し、Ｘアドレスの変
位と奥行き情報の変位を算出する手段と、スキャンライ
ンの各画素に対応する画素位置がポリゴンの範囲内に存
在するか否か判別する手段と、一番手前に存在する画素
の奥行き情報とその画素位置のポリゴンの奥行き情報を
比較すると共に比較する対象の奥行き情報を常に一番手
前に存在するポリゴンの奥行き情報に書き換える手段
と、ポリゴンの奥行き情報に上記奥行き情報の変位を加
算し隣接する画素位置の奥行き情報を算出する手段と、
比較した画素位置における一番手前に存在するポリゴン
の対向する２辺間の少なくとも一方のＸアドレスとポリ
ゴンパラメータ記憶手段のアドレス値を算出する手段
と、算出されたポリゴンパラメータ記憶手段のアドレス
値に基づいて上記ポリゴンパラメータ記憶手段からポリ
ゴン端点の視野座標とポリゴンとマッピングパターンと
の大きさの比率と、上記第２の変換係数を読み出し、マ
ッピング演算を行い、各ドットのマッピングパターンメ
モリアドレスを算出する手段と、上記算出されたマッピ
ングパターンアドレスに基づき上記マッピングパターン
メモリをアクセスし、画像データを表示手段に転送する
手段と、を備えてなる。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【作用】この発明は、３次元ポリゴン座標から２次元マ
ッピングパターンへ変換するための変換係数（ＵＸ，Ｕ
Ｙ，ＵＺ）、（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）を求め、Ｚバッファ
法による隠面処理を行った後、この変換係数を用いてＵ
−Ｖマッピング、射影マッピングを行いマッピングパタ
ーンメモリのアドレスを求めるものである。すなわち、
オブジェクト座標上のポリゴンの座標と上記変換係数
（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）をＲＯＭ
等の記憶手段に格納し、オブジェクトの回転演算、視野
変換による回転演算等のように、ポリゴンの方向が変化
する度に変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，Ｖ
Ｙ，ＶＺ）にもポリゴン端点と同様の回転演算等を行
い、視野座標上の３次元ポリゴンから２次元マッピング
パターンへの変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，
ＶＹ，ＶＺ）を求め、隠面処理の終了した点でマッピン
グ演算を行うことにより、高速に且つ、少ないハードウ
ェア量でマッピングを行うことを可能とする。

【００１９】また、変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、
（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）は、ポリゴン毎に有することはな
く、同じ方向で且つ、同じ回転運動しかないものであれ
ばまとめることができ、ＲＯＭ等の容量を小さくでき
る。

【００２０】また、ポリゴン端点にマッピングメモリア
ドレス（ＭＸ，ＭＹ）を割り当てていないため、ポリゴ
ン面のマッピングパターンを変化させるような特殊効果
を行う場合、そのポリゴンが属する変換係数（ＵＸ，Ｕ
Ｙ，ＵＺ）、（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）を変えることによ
り、少ない処理で多くのポリゴンを処理することができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の実施例につき図面を参照し
て説明する。

【００２２】図１はこの発明を用いた疑似３次元画像処
理装置の全体構成を示すブロック図であり、この装置
は、例えば、レーシングゲームや飛行機の操縦シュミレ
ーション等のゲーム用機器に用いて好適な一例が示され
ている。図１に従いこの発明の全体構成につき説明す
る。

【００２３】画像情報供給装置１０の構成について説明
すると、この装置には、ワールドメモリ１、幾何変換装
置２、操作部３、ＣＰＵ４を備える。このワールドメモ
リ１にはあらゆる物体が複数のポリゴンの集合体として
表現され、ポリゴンの端点をワールド座標上のＸ，Ｙ，
Ｚ座標として格納している。更に、このワールドメモリ
１には、オブジェクトの座標上のポリゴン端点のＸ，
Ｙ，Ｚ座標、及びポリゴンに対応して、それぞれテクス
チャ画像を格納するマッピングパターンメモリ７の端点
情報データが格納されている。操作部３は、ハンドル、
アクセル、ブレーキ等で構成され、その操作内容は電気
信号に変換され、ＣＰＵ４へ出力される。

【００２４】ＣＰＵ４は、ハンドルアクセス等で構成さ
れた操作部３の内容に基づいて変換された電気信号に従
いこの状況に応じた状況データを演算し、幾何変換装置
２へデータを与える。

【００２５】幾何変換装置２は、ＣＰＵ４からの命令に
従いワールドメモリ１から各ポリゴンの端点情報のデー
タを読み出し、オブジェクトの運動や視野の回転に必要
な行列演算を実行し、ワールド座標の端点をスクリーン
座標へ投影変換等の幾何変換を行い、そのＸ，Ｙの２次
元のスクリーンのデータをスクリーンメモリ５に与え
る。

【００２６】また、幾何変換装置２は、ポリゴンの視野
変換された代表値、すなわち、そのポリゴンの始点から
の距離である奥行き距離データ（Ｚ値）を決定し、その
データをスクリーンメモリ５に与える。このスクリーン
メモリ５は図３４に示すように、各ポリゴンの端点につ
き、Ｘ，Ｙのスクリーン座標値、Ｚ値が格納される。

【００２７】この発明における幾何変換装置２は、さら
に、ポリゴンの３次元座標からマッピングパターンの２
次元座標へＵ−Ｖマッピング、射影マッピングなどによ
り変換する変換係数（ＵＸ、ＵＹ、ＵＺ）、（ＶＸ、Ｖ
Ｙ、ＶＺ）をポリゴンパラメータメモリ４０の変換テー
ブル領域に書き込むとともに、ポリゴン端点と、マッピ
ングパターンとの基準となるポリゴン端点の視野座標の
ＥＸ０，ＥＹ０，ＥＺ０とポリゴンとマッピングパター
ンとの大きさの比率（Ｓｃａｌｅ）と、そのポリゴンの
属する変換係数が格納されたテーブルアドレスをポリゴ
ンパラメータメモリ４０のポリゴンパラメータ領域に書
き込む。

【００２８】上記したように、ポリゴンパラメータメモ
リ４０は、図３６に示すように、各ポリゴンのマッピン
グパターンとの基準となるポリゴン端点の視野座標のＥ
Ｘ０，ＥＹ０，ＥＺ０とポリゴンとマッピングパターン
との大きさの比率（Ｓｃａｌｅ）と、そのポリゴンの属
する変換テーブルアドレスを格納するポリゴンパラメー
タ領域と、ポリゴンの３次元座標からマッピングパター
ンの２次元座標へ変換する係数（ＵＸ、ＵＹ、ＵＺ）、
（ＶＸ、ＶＹ、ＶＺ）を格納する変換テーブル領域とを
有する。

【００２９】この発明における幾何変換装置２は、幾何
変換処理での行列演算とマッピング用の変換ベクトルと
オブジェクト座標上の変換ベクトルを視野座標上の変換
ベクトルへ変換する。図２は、上記行列演算処理装置の
例を示すブロック図である。

【００３０】前述したように、この発明は、図４（ａ）
に示すような３次元ポリゴン座標から同図（ｂ）に示す
ように、２次元マッピングパターンへＵ−Ｖマッピン
グ、射影マッピングによる平面マッピングを行うため
に、変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，ＶＹ，Ｖ
Ｚ）を求め、後述するポリゴン外形処理装置２０及びポ
リゴン内部処理装置３０によりマッピングパターンメモ
リアドレスを求める。

【００３１】このため、オブジェクト座標上のポリゴン
の座標と上記変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，
ＶＹ，ＶＺ）をＲＯＭ等で保存しておき、幾何変換回路
２により、ポリゴンパラメータメモリ４０にその変換係
数を格納する。そして、幾何変換回路２は、オブジェク
トの回転演算の視野変換による回転演算等のポリゴンの
方向が変化する度に、変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、
（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）にもポリゴン端点と同様の回転演
算等を行う。そして、視野座標上の３次元ポリゴンから
２次元マッピングパターンへの変換係数（ＵＸ，ＵＹ，
ＵＺ），（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）を求め、隠面処理の終了
した点でマッピング演算を行う。

【００３２】また、図５に示すように、ＵＶ座標上に複
数のオブジェクトに対して、例えば各オブジェクトが
（１）、（２）、（３）のポリゴンからなる場合、変換
係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）は、
それぞれポリゴンごとに次のようになる。

【００３３】

【数１】（ポリゴン１の場合） ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ＝１，０，０ ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ＝０，０，１ （ポリゴン２の場合） ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ＝１，０，０ ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ＝０，１，０ （ポリゴン３の場合） ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ＝０，１，０ ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ＝０，０，１

【００３４】従って、変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、
（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）は、各ポリゴンごとに持つ必要は
なく、同じ方向で且つ、同じ回転運動しかないものであ
ればまとめることができる。また、ポリゴン端点にマッ
ピングメモリアドレスＭＸ，ＭＹをわりあてていないた
め、ポリゴン面のマッピングパターンを変化させるよう
な特殊効果を行う場合、そのポリゴンが属する変換係数
（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）を変える
ことにより、少ない処理で多くのポリゴンを処理するこ
とができる。

【００３５】一方、幾何変換装置２における行列演算と
マッピング用の変換ベクトルとオブジェクト座標上の変
換ベクトルとを視野座標上の変換ベクトルへ変換する行
列演算は図２に示す行列演算装置により行われる。この
装置は図に示すように、メモリ１０１にＣＰＵ４のプロ
グラムや行列演算処理装置１０２により変換されるポリ
ゴン端点座標のデータが格納され、ＣＰＵ４はこのプロ
グラムにより行列演算処理動作を制御する。

【００３６】行列演算装置１０２は、メモリ１０１から
のデータのやり取り行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）１
０３と、下記数式２及び数式３に示す演算を行う行列演
算装置１０３を備える。

【００３７】インターフェース１０３は図３に示すよう
に、データ入出力装置１０３ａ及びアドレス演算処理装
置１０３ｂを備え、ＣＰＵ４からデータのスタートアド
レス、エンドアドレスと、送り側のスタートアドレスと
エンドアドレスを指定することにより、メモリ１０１ヘ
アドレスを送り、メモリ１０１からのデータをデータ入
出力装置１０３で受け取り、メモリ１０１の内容を書き
込む。

【００３８】

【数２】

【００３９】

【数３】ｘ’＝ａｘ＋ｄｙ＋ｇｚ＋Ｔｘ ｙ’＝ｂｘ＋ｅｙ＋ｈｚ＋Ｔｙ ｚ’＝ｃｘ＋ｆｙ＋ｉｚ＋Ｔｚ

【００４０】この幾何変換回路２は、図６に示すよう
に、まず通常の幾何変換処理を行った後に、マッピング
変換処理を行うように、ＣＰＵ４は、幾何変換回路２を
制御する。

【００４１】マッピング変換処理は、図７に示すよう
に、オブジェクトのｘ，ｙ，ｚの回転を変換ベクトルＶ
Ｘ，ＶＹ，ＶＺに行い、続いて、視野のｘ，ｙ，ｚの回
転を変換ベクトルＶＸ，ＶＹ，ＶＺに対して行う。

【００４２】次に、上記幾何変換回路２における行列演
算装置１０４の演算例を図８に示す。図８は、オブジェ
クト回転の演算例を示し、変換ベクトル（ＶＸ，ＶＹ，
ＶＺ）に対して、Ｙ回転、Ｘ回転、Ｚ回転の行列演算が
行われる。この演算例をまとめると図９に示すようにな
る。このようにして、行列演算装置１０４はオブジェク
ト回転の演算を行う。

【００４３】図１０は、視野回転の演算例を示し、変換
ベクトル（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）に対して、Ｙ回転、Ｘ回
転、Ｚ回転の行列演算が行われる。この演算例をまとめ
ると図１１に示すようになる。このようにして、行列演
算装置１０４は視野回転の演算を行う。

【００４４】このようにして、幾何変換されたデータ
は、スクリーンメモリ５及びポリゴンパラメータメモリ
４０にそれぞれ格納される。

【００４５】次に、この発明のポリゴン外形処理装置２
０は、ポリゴン摘出装置２１、パラメータ演算装置２
２、垂直補間演算装置２３で構成される。ポリゴン摘出
装置２１は、スクリーンメモリ５より読み出されたポリ
ゴン端点のＸＹアドレスに基づいて、ポリゴンを構成す
る各辺のベクトルが図３８に示すどの方向に属するかを
判断し、そのベクトルの方向に応じて、図３９に示すよ
うに、ポリゴンの辺を構成する端点が右辺に属するか左
辺に属するかを決定する。そして、ポリゴン摘出装置２
１にてスクリーンメモリ５からポリゴンを構成する各辺
の端点、すなわちＸの始点アドレス（ＸＳ）、終点アド
レス（ＸＥ）、及びＹの始点アドレス（ＹＳ）、右辺ア
ドレス（ＹＥ）を取り込むと共に、ポリゴンの奥行き距
離データ（Ｚ値）を取り込み、パラメータ演算装置２２
に各データを与える。

【００４６】そして、このポリゴン外形処理装置２０の
パラメータのパラメータ演算装置２２は、ポリゴンの外
形端点情報をデジタル微分解析（ＤＤＡ）で求める際に
必要なパラメータを算出し、そのパラメータを垂直補間
演算装置２３に与える。この垂直補間演算装置２３に
て、ポリゴンが各スキャンラインと交差する左辺及び右
辺のそれぞれの外形端点情報、Ｚ値を補間しながら算出
する。算出された各データがポリゴンエッジメモリ６に
与えられる。このポリゴン外形処理装置２０の詳細につ
いては後述する。

【００４７】そして、ポリゴンエッジメモリ６には、図
３５に示すように、ポリゴン外形処理装置２０より与え
られた各データ、すなわち、スキャンライン毎にポリゴ
ンの左辺のＸ値、ポリゴンパラメータメモリアドレス、
Ｚ値と右辺のＸ値とＺ値が画面の垂直方向（Ｙアドレス
方向）の解像度だけそれぞれ格納されている。

【００４８】更に、このポリゴンエッジメモリ６には、
一つのＹアドレスに格納されているポリゴン数（ＣＮ
Ｔ）が書き込まれる。すなわち、一つのＹアドレスに１
個のポリゴンを格納する毎にポリゴン数をカウントアッ
プしてゆき、このカウント数（ＣＮＴ）をポリゴンエッ
ジメモリ６に書き込む。

【００４９】ポリゴンエッジメモリ６に格納されている
各データはポリゴン内部処理装置３０へ与えられる。ポ
リゴン内部処理装置３０は、パラメータ演算装置３１、
水平補間演算装置３３、隠面処理装置３４で構成され
る。

【００５０】パラメータ演算装置３１にて、スキャンラ
イン毎にポリゴンエッジメモリ６よりポリゴンの左辺
Ｘ、右辺Ｘの値（ＸＬ，ＸＲ）と左辺及び右辺のＺ値
（ＺＬ，ＺＲ）を受け取り、水平補間演算に必要なパラ
メータを演算し、隠面処理装置３４へそれぞれパラメー
タを転送する。

【００５１】この実施例における隠面処理装置３４はＺ
バッファ法を使用した隠面処理を行うもので、スキャン
ライン毎にパラメータ演算装置３１よりパラメータを受
け取り、そのパラメータをパイプライン上にて順次各ド
ット（画素）毎に隠面処理を行ってゆき、１スキャンラ
インのデータを全て処理した時点で各ドットのポリゴン
パラメータメモリアドレスを順次水平補間演算装置３３
へ転送することにより隠面処理を行う。すなわち、各ド
ットにおいて、格納されている一番手前に存在するポリ
ゴンのＺ値と処理するポリゴンのＺ値を比較し、処理す
るポリゴンのＺ値が小さい場合には、そのポリゴンのパ
ラメータアドレスを水平補間演算装置３３へ転送し、そ
のＺ値を比較すべきＺ値として格納する。また処理する
ポリゴンのＺ値が大きい場合には、Ｚ値の書き換え及び
パラメータアドレスの書き換えは行わず、以前に格納さ
れたままのポリゴンパラメータアドレス値が水平補間演
算装置３３へ転送される。

【００５２】水平補間演算装置３３は、隠面処理装置３
４から受け取ったポリゴンパラメータアドレスに従いポ
リゴンパラメータメモリ４０をアクセスし、パラメータ
を読み出し、このパラメータに基づきマッピング演算を
行ってマッピングパターンメモリアドレス（ＭＸ，Ｍ
Ｙ）を算出する。この算出したマッピングパターンメモ
リアドレス（ＭＸ，ＭＹ）にて、例えば、図３７に示す
ようなデータが格納されたマッピングパターンメモリ７
をアクセスすることにより、マッピングパターンメモリ
７に格納されたデータに基づき、各ドットのＲ，Ｇ，Ｂ
または輝度（ＬＵＴ）値を順次読み出し、フレームメモ
リ８へ書き込む。このポリゴン内部処理装置３０の詳細
については、後述する。

【００５３】ポリゴン内部処理装置３０からフレームメ
モリ８へ与えられたドットのＲ，Ｇ，ＢまたはＬＵＴ値
がＣＲＴ９に転送され画像として表示される。

【００５４】次に、この発明のポリゴン外形処理装置２
０、ポリゴン内部処理装置３０につき図１２ないし図２
９を参照して説明する。

【００５５】この実施例においては、ポリゴンはスクリ
ーン端点座標（Ｘ，Ｙ）とポリゴン端点の視野座標（Ｅ
Ｘ，ＥＹ，ＥＺ）と奥行き距離（Ｚ値）を持つことによ
り、Ｚバッファ法による隠面処理を行うと共に、例え
ば、図３６に示すようなテクスチャをポリゴン面に対応
して変形させてポリゴン面にマッピングする。

【００５６】まず、ポリゴン外形処理装置２０にてポリ
ゴンの外形処理について、図１２ないし図１８に従い説
明する。

【００５７】この外形処理のために、ポリゴン摘出装置
２１にて、スクリーンメモリ５より読み出されたポリゴ
ン端点のＸＹアドレスに基づいて、ポリゴンを構成する
各辺のベクトルが図３８に示すどの方向に属するかを判
断し、そのベクトルの方向に応じて、図３９に示すよう
に、ポリゴンの辺を構成する端点が右辺に属するか左辺
に属するかを決定する。

【００５８】スクリーンメモリ５には、スクリーン端点
座標（Ｘ，Ｙ）とポリゴンのＺ値が格納されている。ポ
リゴン外形処理装置２０のポリゴン摘出装置２１はスク
リーンメモリ５をアクセスし、スクリーンメモリ５より
スクリーン端点座標（Ｘ，Ｙ）及び各ポリゴンのＺ値を
読み出し、ポリゴンの外形をデジタル微分解析（ＤＤ
Ａ）で算出するために、ポリゴンの右辺、または左辺を
決定し、パラメータを算出するパラメータ演算装置２２
にそれぞれ各辺に対応するデータを与える。すなわち、
Ｘパラメータ演算装置２２ａには、スクリーン座標が、
Ｚパラメータ演算装置２２ｂに、各辺の始点及び終点の
スクリーン座標（Ｘ，Ｙ）とＺ値（ＺＳ，ＺＥ）が与え
られる。

【００５９】ポリゴン外形処理装置２０のＸパラメータ
演算装置２２ａでは、ポリゴン摘出装置２１より与えら
れたスクリーン座標の各辺のＹアドレスの始点（ＹＳ）
及び終点アドレス（ＹＥ）からＹ方向の距離（ＤＹ）を
算出する。即ち、ＤＹ＝ＹＥ−ＹＳの演算を行う。続い
て、スクリーン座標の各辺のＸ終点（ＸＥ）からＸ始点
（ＸＳ）までの距離（ＤＸ）を算出するため、ＤＸ＝Ｘ
Ｅ−ＸＳの演算を行う。このＤＹ，ＤＸを用いて、ポリ
ゴンの外形のデジタル微分解析（ＤＤＡ）のためのパラ
メータとして、ＤＸ／ＤＹの演算をし、微差分値（ＤＤ
Ｘ）を求める。このＤＤＸをＸ値垂直補間装置２３ａに
転送する。そして、Ｘ値垂直補間装置２３ａにて補間演
算を行い、この補間したデータがポリゴンエッジメモリ
コントローラ２４を介してポリゴンエッジメモリ６に格
納される。

【００６０】即ち、下記数式４の（１）に示すように、
Ｘ値パラメータ演算装置２２ａにて、その微差分値を算
出し、下記（２）式に示すように、Ｘ値垂直補間演算装
置２３ａにて補間演算を行い各辺の始点から終点までの
アドレスを算出する。この（２）式におけるＸの初期値
は始点のデータ（ＸＳ）である。

【００６１】

【数４】ＤＤＸ＝（ＸＥ−ＸＳ）／ＤＹ … （１） Ｘ＝Ｘ＋ＤＤＸ … （２）

【００６２】更に、スクリーンメモリ５より読み出され
たＺ値の始点アドレス（ＺＳ）、終点アドレス（ＺＥ）
のアドレスデータからポリゴンに対するデータを下記数
式５の（３），（４）式に基づいて、Ｚ値パラメータ演
算装置２２ｂ及びＺ値垂直補間装置２３ｂにてデジタル
微分解析（ＤＤＡ）により算出し、ポリゴンエッジメモ
リ６に格納する。即ち、（３）式に示すように、その微
差分値を算出し、（４）式に示すように、補間演算を行
い、各辺の終点から始点までのデータを算出する。この
（４）式における初期値は始点データ（ＸＳ）である。
（４）式の演算が０からＤＹまで繰り返される。

【００６３】

【数５】ＤＤＺ＝（ＺＥ−ＺＳ）／ＤＹ … （３） Ｚ＝Ｚ＋ＤＤＺ … （４）

【００６４】この実施例においては。スキャンラインに
同期して、その垂直位置を示すＹアドレス毎に、ポリゴ
ンの外形とそれに基づいて変形されたマッピングパター
ンの外形アドレス情報及びＺ値の外形アドレス情報がポ
リゴンエッジメモリ６に格納される。

【００６５】上記各装置は、コントローラ２５により制
御され、このコントローラ２５は図３０に示すフローチ
ャートに従って、端点間をＤＤＡにより補間するため
に、パラメータ演算装置２２、垂直補間演算装置２３を
制御する。

【００６６】次に、ポリゴン外形処理装置２０の具体的
構成例を図１３ないし図１６に示す。図１３はＸパラメ
ータ演算装置２２ａの具体的構成を示す回路図である。

【００６７】図１３に示すＸ値パラメータ演算装置２２
ａは垂直補間演算に用いるＸ値パラメータを算出するも
のである。

【００６８】スクリーンメモリ５より読み出された始点
（ＹＳ）がレジスタ２０１に、スクリーンメモリ５より
読み出されたＹ終点（ＹＥ）がレジスタ２０２に格納さ
れ、この両レジスタ２０１，２０２からＹＳ，ＹＥが減
算器２０５に入力される。

【００６９】この減算器２０５でＹＥからＹＳを減算処
理し、この値（ＤＹ）をレジスタ２０７が一時的に格納
する。

【００７０】また、スクリーンメモリ５より読み出され
たＸ始点（ＸＳ）がレジスタ２０３に、スクリーンメモ
リ５より読み出されたＸ終点（ＸＥ）がレジスタ２０４
に格納され、この両レジスタ２０３，２０４から減算器
２０６に、ＸＳ，ＸＥが与えられる。

【００７１】この減算器２０６でＸＥからＸＳを減算処
理し、この値（ＤＸ）をレジスタ２０８が一時的に格納
する。

【００７２】レジスタ２０７，２０８から除算器２０９
に、減算器２０６にて減算処理したＤＸと減算器２０５
にて減算処理したＤＹが与えられ、ＤＸの値をＤＹで除
算でする。除算器２０９により演算された微差分値ＤＤ
Ｘはレジスタ２１０に一時的に格納された後、Ｘ垂直補
間装置２３ａに転送される。

【００７３】図１４はＺパラメータ演算装置２２ｂの具
体的構成を示す回路図である。図１４に示すＺパラメー
タ演算装置２２ｂは垂直補間演算に用いるＺパラメータ
を算出するためのものである。

【００７４】スクリーンメモリ５より読み出されたＹ始
点（ＹＳ）がレジスタ２３５に、スクリーンメモリ５よ
り読み出されたＹ終点（ＹＥ）がレジスタ２３６に格納
され、この両レジスタ２３５，２３６からＹＳ，ＹＥが
減算器２３９に入力される。

【００７５】この減算器２３９でＹＥからＹＳを減算処
理し、この値（ＤＹ）をレジスタ２４１が一時的に格納
する。

【００７６】また、スクリーンメモリ５より読み出され
たＺ始点（ＺＳ）がレジスタ２３７に、スクリーンメモ
リ５より読み出されたＺ終点（ＺＥ）がレジスタ２３８
に格納され、この両レジスタ２３７，２３８から減算器
２４０に、ＸＳ、ＺＥが与えられる。

【００７７】この減算器２４０でＺＥからＺＳを減算処
理し、この値（ＤＺ）をレジスタ２４２が一時的に格納
する。

【００７８】レジスタ２４１，２４２から除算器２４３
に、減算器にて減算処理したＤＺと減算器２３９にて減
算処理したＤＹが与えられ、ＤＺの値をＤＹで除算す
る。除算器２４３により演算された微差分値ＤＤＺはレ
ジスタ２４４に一時的に格納された後、Ｚ垂直補間装置
２３ｂに転送される。

【００７９】次にＸ値垂直補間演算装置２３ａの構成に
ついて、図１５に従い説明する。

【００８０】Ｘ値パラメータ演算装置２２ａより転送さ
れたスクリーン座標のＸＳはマルチプレクサ２４５を介
してレジスタ２４７に格納される。

【００８１】マルチプレクサ２４５は、スタート信号を
受けたときだけ、Ｘパラメータ演算装置２２ａの値をレ
ジスタ２４７に転送し、それ以外の時には、加算器２４
８の出力がレジスタ２４７に転送するように制御され
る。

【００８２】レジスタ２４６は、Ｘ値パラメータ演算装
置２２ａより転送されたパラメータＤＤＸの値を一時的
に格納する。

【００８３】スタート信号を受けることによりレジスタ
２４６の値を加算器２４８へ転送する。加算器２４８に
てＸとＤＤＸが加算され、その加算結果（Ｘ）がレジス
タ２４９に与えられ、ポリゴンエッジメモリコントロー
ラ２４を介して、ポリゴンエッジメモリ６へ格納され
る。

【００８４】Ｚ値垂直補間装置２３ｂの構成について図
１６に従い説明する。

【００８５】Ｚ値パラメータ演算装置２２ｂより転送さ
れたＺＳはマルチプレクサ２６０を介してレジスタ２６
２に格納される。

【００８６】マルチプレクサ２６０は、スタート信号を
受けた時だけ、Ｚ値パラメータ演算装置２２ｂの値をレ
ジスタ２６２に転送し、それ以外の時には、加算器２６
３の出力をレジスタ２６２転送するように制御される。

【００８７】レジスタ２６１は、Ｚ値パラメータ演算装
置２２ｂより転送されたパラメータＤＤＺの値を一時的
に格納する。

【００８８】スタート信号を受けることによりレジスタ
２６２の値を加算器２６３へ転送する。加算器２６３に
てＺとＤＤＺが加算され、その加算結果（Ｚ値）がレジ
スタ２６４に与えられ、ポリゴンエッジメモリコントロ
ーラ２４を介してポリゴンエッジメモリ６へ格納され
る。

【００８９】ポリゴン内部処理装置３０について、図１
７ないし図２９に従い説明する。ポリゴン内部処理装置
３０は前述したように、パラメータ演算装置３１、水平
補間演算装置３３、隠面処理装置３４にて構成されてい
る。まず、パラメータ演算装置３３につき、図１７ない
し図１８に基づき説明する。

【００９０】パラメータ演算装置３１はスキャンライン
毎に対応する２辺、すなわち、左辺及び右辺間のＸＹア
ドレスをポリゴンエッジメモリ６より読み出し、この読
み出したアドレス情報に基づいて、下記数式６の（５）
〜（６）式に従いポリゴン内部の各画素ドットのアドレ
スを隠面パラメータアドレスとして算出する。

【００９１】すなわち、この実施例においては、ポリゴ
ンエッジメモリコントローラ３１ａにてスキャンライン
走査信号に同期して、その垂直位置としてのＹアドレス
に対応するポリゴンの外形を示す２点のＸ左辺（ＸＬ）
とＸの右辺（ＸＲ）とＺ値（ＺＬ，ＺＲ）とポリゴンパ
ラメータメモリアドレスをポリゴンエッジメモリ６から
読み出す。

【００９２】ポリゴンエッジメモリ６より読み出された
Ｘアドレスの左辺及び右辺アドレスから（５）式に示す
ようにＸ方向の距離（ＤＸＹ）算出する。

【００９３】このＤＸＹを用いて、ポリゴンエッジメモ
リ６より読み出されたＺ値を（６）式に基づいてデジタ
ル微分解析（ＤＤＡ）に用いるパラメータを隠面処理パ
ラメータ演算装置３１ｂにて算出する。

【００９４】

【数６】ＤＸＹ＝ＸＲ−ＸＬ … （５） ＤＺ＝（ＺＲ−ＺＬ） … （６）

【００９５】そして、図１７に示すように、ポリゴンエ
ッジメモリコントローラ３１ａにより、ポリゴンエッジ
メモリ６からＹアドレス（スキャンライン）毎の左辺、
右辺のスキャンラインアドレス（ＸＬ，ＸＲ）、Ｚ値
（ＺＬ，ＺＲ）を読み出し、隠面処理パラメータ演算装
置３１ｂにそれぞれデータを転送する。

【００９６】図１８は上記隠面処理パラメータ演算装置
３１ｂの具体的構成を示す回路図である。

【００９７】ポリゴンエッジメモリコントローラ３１ａ
より、Ｙアドレス（スキャンライン）毎の左辺のスキャ
ンラインアドレス（ＸＬ）がレジスタ３２０に、右辺の
スキャンラインアドレス（ＸＲ）がレジスタ３２１に与
えられ、この両レジスタ３２０，３２１からＸＬ，ＸＲ
が減算器３２４に入力される。

【００９８】この減算器３２４でＸＲからＸＬを減算処
理し、この値（ＤＸＹ）をレジスタ３２６に一時的に格
納する。

【００９９】また、ポリゴンエッジメモリコントローラ
３１ａより、Ｚ値の左辺（ＺＬ）がレジスタ３２２、Ｚ
値の右辺（ＺＲ）がレジスタ３２３にそれぞれ与えら
れ、この両レジスタ３２２，３２３から減算器３２５
に、ＺＬ，ＺＲが与えられる。

【０１００】この減算器３２５でＺＲからＺＬを減算処
理し、この値（ＤＺ）をレジスタ３２７が一時的に格納
する。

【０１０１】レジスタ３２６，３２７から除算器３２４
にて減算処理したＤＸＹと除算器３２５にて減算処理し
たＤＺが与えられ、ＤＺの値をＤＸＹで除算する。除算
器３２８により演算された微差分値ＤＤＺはレジスタ３
２９に一時的に格納された後、隠面処理装置インタフェ
ース（Ｉ／Ｆ）３１ｅを介して隠面処理装置３４へ転送
される。上記各回路はコントローラ４０にて制御され、
図３１のフローチャートに従い動作する。

【０１０２】図１９に隠面処理装置のブロック図を示
す。この隠面処理装置３４はＺバッファ法を使用した隠
面処理を行うもので、スキャンライン毎にパラメータ演
算装置３１よりパラメータを受け取り、そのパラメータ
をパイプライン上にて順次各ドット（画素）毎に隠面処
理を行ってゆき、１スキャンラインのデータを全て処理
した時点で各ドットのパラメータメモリアドレスを順次
水平補間演算装置３３へ転送することにより隠面処理を
行う。すなわち、各ドットにおいて、格納されている一
番手前に存在するポリゴンのＺ値と処理するポリゴンの
Ｚ値を比較し、処理するポリゴンのＺ値が小さい場合に
は、そのポリゴンのポリゴンパラメータメモリアドレス
を水平補間演算装置３３へ転送し、そのＺ値を比較すべ
きＺ値として格納する。また処理するポリゴンのＺ値が
大きい場合には、Ｚ値の書換及びパラメータアドレスの
書換は行わず、以前に格納されたままのポリゴンパラメ
ータアドレス値を水平補間演算装置３３へ転送するもの
である。

【０１０３】パラメータ演算装置３１から左辺のＸ値
（ＸＬ）、左辺のＺ値（ＺＬ）、左辺と右辺のＸ値の差
（ＤＸＹ）、Ｚ値の微差分（ＤＤＺ）、ポリゴンパラメ
ータメモリアドレスが隠面処理装置３４のパラメータ演
算装置Ｉ／Ｆ３４ｂに与えられ、このパラメータ演算装
置Ｉ／Ｆ３４ｂから各データがスキャンライン隠面処理
装置３４ａへ転送される。

【０１０４】スキャンライン隠面処理装置３４ａは、Ｚ
バッファ法に基づく隠面処理を行うものであり、スキャ
ンラインの各ドットに対応してそのドットの隠面処理を
行う為に、図２０のブロック図に示すように、スキャン
ラインの各ドットに対応して、水平解像度に相当する数
（ｎ＋１）個の水平ドット隠面処理装置３４−０〜３４
−ｎが設けられている。

【０１０５】そして、パラメータ演算装置３１から受け
取ったデータをスキャンラインの各ドットレベルの水平
ドット隠面処理装置３４−０〜３４−ｎの連なるパイプ
ラインの０アドレスから順次パイプライン処理を行うこ
とにより高速な隠面処理を行う。この水平ドット隠面処
理装置３４−０〜３４−ｎは、スキャンラインの各ドッ
トに対応し、Ｚバッファ法によりそのドットの隠面処理
を行う。

【０１０６】図２１に水平ドット隠面処理装置の実施例
を示す。パラメータ演算装置３１から転送されるスキャ
ンライン上の各ドットに対応する奥行き距離データ（Ｚ
値）はパラメータ演算装置Ｉ／Ｆ３４ｂを介して奥行き
レジスタ３４１に格納される。パラメータ演算装置Ｉ／
Ｆ３４ｂから転送されるスキャンライン上の各ドットに
対応するポリゴンパラメータメモリ４０のアドレスがパ
ラメータアドレスレジスタ３４２に格納される。

【０１０７】比較器３４４の一方の入力には、Ａバスの
状態の値、すなわちパラメータ演算装置Ｉ／Ｆ３４ｂを
介して与えられるポリゴンのＺ値が、他方の入力には、
マルチプレクサ３４３を介して、奥行きレジスタ３４１
に格納された以前のＺ値か或いは、そのドットが対応す
るＸ値、すなわちＸアドレス値が与えられる。このマル
チプレクサ３４３は、比較器３４４が他のポリゴンのＺ
値と比較するときには、奥行きレジスタ３４１の値を比
較器３４４へ送り、他のポリゴンがこのドットにかかる
か調べる時には、Ｘアドレス値を比較器３４４へ送るよ
うに制御される。そして、比較器３４４では、パイプラ
インを流れてくるポリゴンがそのドットにかかるか否か
の判断と、かかった場合、そのポリゴンのＺ値がパラメ
ータアドレスレジスタ３４２に入っているポリゴンのＺ
値とではどちらが手前か、すなわちどちらのＺ値が小さ
いかの判断を行い、その結果をコントローラ３５２へ知
らせる。

【０１０８】加算器３４６はＺ値とＺ値の微差分値のＤ
ＤＺを加算することにより、デジタル微分解析（ＤＤ
Ａ）を行い、次のドットのＺ値を求めたり、左辺と右辺
のＸ値の差、ＤＸＹから１を引くことによりそのポリゴ
ンのＸの右辺値を求めたりする。このため、加算器３４
６の一方には、ＢバスよりＤＤＺ，ＤＸＹが与えられ、
他方にはマルチプレクサ３４５からＡバスの状態のＺま
たは“−１”の値が与えられる。マルチプレクサ３４５
は、加算器３４６がＺ値の演算をする時には、Ａバスの
状態２の値Ｚを加算器３４６へ送り、ＤＸＹの演算をす
る時は“−１”の値を加算器３４６へ送り出す。

【０１０９】マルチプレクサ３４８は加算器３４６がＤ
ＸＹの演算をした時は加算器３４６の出力をＢバスパイ
プラインレジスタ３５０へ送り、その他の時は、Ｂバス
の値をＢバスパイプラインレジスタ３５０へ送る。

【０１１０】マルチプレクサ３４７は加算器３４６がＺ
値の更新をした時に加算器３４６の出力をＡバスパイプ
ラインレジスタ３４９へ送り、そのほかの時はＡバスの
値をＡバスパイプラインレジスタ３４９へ送る。このＡ
バスパイプラインレジスタ３４９の値は次段の水平ドッ
ト隠面処理装置３４へ転送される。

【０１１１】Ｂバスパイプラインレジスタ３５０のバス
の値は次段の水平ドット隠面処理装置３４へ転送され
る。Ｃバスパイプラインレジスタ３５１の値は次段の水
平ドット隠面処理装置３４へ転送される。コントローラ
３５２はＥバスより受けたアクティブ信号により駆動
し、もしアクティブであれば、図３２のようなフローに
従い水平ドット隠面処理装置を動作させ、アクティブで
なければ駆動しない、Ｅバスパイプラインフリップフロ
ップ３５３は、コントローラ３５２がアクティブである
か否かを示すＥバス信号が格納され、このＥバス信号を
次の水平ドット隠面処理装置３４へ転送する。

【０１１２】図２２に各バスのデータの流れを示す。こ
の図２１及び図２２を参照して、この隠面処理装置の動
作を説明する。

【０１１３】まず、スキャンラインの右端点情報として
座標値の代わりに右辺と左辺の差ＤＸＹをＢバスより与
える。即ち左辺の座標（ＸＬ，ＺＬ）、ＤＸＹ、単位ド
ット当たりのＺ座標の微差分値ＤＤＺが、図２０に示す
アレイ構造の構成される水平ドット隠面処理装置３４の
左側からＡバス、Ｂバスに分けて入力される。制御情報
（フリップフロップ３５３に格納されるＥバス信号）に
は、そのドットの存在する範囲内に入っていることを示
す情報がある。各バスのデータには図２２に示すように
データが時分割的に与えられる。

【０１１４】各水平ドット隠面処理装置３４の動作を図
１１及び図１２に従い説明する。第１のタイミング状態
では、ＡバスにＸＬ、ＢバスにＤＸＹが、第２のタイミ
ングでは、ＡバスにＺ値が、ＢバスにＤＤＺが与えら
れ、Ｃバスは状態１，状態２の両タイミングでパラメー
タアドレスが与えられる。比較器３４４が負の時、この
ドットがこの画素位置でポリゴンの存在範囲に入ったこ
とになり、マルチプレクサ３４５でデータ“−１”を加
算器３４６に与える。加算器３４６の他方にはＢバスよ
りＤＸＹを与える。ドットがポリゴンの存在範囲内の場
合は、マルチプレクサ３４７は、レジスタ３４９に加算
器３４６の出力を出力する。

【０１１５】第２の状態では、ドットが存在範囲に入っ
ている状態であれば、ＡバスのＺとＢバスのＤＤＺを加
算して加算器３４６の出力をＢバスに出力し、そうでな
ければデータを更新しないでＢバスに出力する。そし
て、ドットが存在範囲内に入っている状態でＡバス上の
ＡデータＺ奥行きレジスタ３４１に格納されているデー
タＺＡを比較器３４４で比較した結果がＺ＜ＺＡの時、
奥行きレジスタ３４１のデータを書き換えると共に、パ
ラメータアドレスレジスタ３４２にＡバス上のＺとＣバ
ス上のポリゴンパラメータメモリアドレスをそれぞれ格
納する。

【０１１６】図２０に示す水平ドット隠面処理装置３４
−０では１減算して０であるためＺ値の更新、ＺＡとの
比較は行われない。水平ドット隠面処理装置３４−１で
は更に１減算されて負になったため、ＸにかわってＤＸ
ＹをＡバスに出力し、後の水平ドット隠面処理装置では
ＤＸＹに対して減算が行われる。水平ドット隠面処理装
置３４−１は更にフリップフロップ３５３を１として自
らもＺ値の更新、ＺＡとの比較を行う。後段の隠面処理
装置ではＤＸＹが順次１減算され、その結果が負になる
まで続けられる。負になった時はフリップフロップ３５
３を０に戻し、残りの隠面処理装置ではＺ値の更新、Ｚ
Ａとの比較は行われない。

【０１１７】図２３にスキャンライン隠面処理装置３４
ａのパイプラインのタイムチャートを示す。Ｐ１−１と
はポリゴン１のポリゴン状態１、Ｐ１−２とはポリゴン
１の状態２、Ｐ２−１とはポリゴン２の状態１のことで
ある。水平補間演算装置３３から受けた水平ライン上の
ドットアドレス値をスキャンライン隠面処理装置３４ａ
へ送り、次のドットに対応する水平ドット隠面処理装置
３４がパラメータアドレスレジスタ３４２の値をＤバス
を介して受け取り、そのポリゴンパラメータメモリアド
レスを水平補間演算装置３３へ送る。これら各装置はコ
ントローラ４１で制御される。

【０１１８】次に、図２４に従い、水平補間演算装置３
３につき説明する。隠面処理装置３４が各ドットのポリ
ゴンパラメータメモリ４０のアドレスをパラメータ入力
装置３３ａに与える。パラメータ入力装置３３ａは入力
されたポリゴンパラメータメモリアドレスに従って、ポ
リゴンパラメータメモリ４０よりそのアドレスに格納さ
れたパラメータを読み出し、マッピング演算装置３３ｂ
に転送する。

【０１１９】マッピング演算装置３３ｂは、視野座標
Ｘ，Ｙ，Ｚ値と、パラメータ入力装置３３ａを介してポ
リゴンパラメータメモリ４０から読み出された各ポリゴ
ンのマッピングパターンとの基準となるポリゴン端点の
視野座標のＥＸ，ＥＹ，ＥＺとポリゴンとマッピングパ
ターンとの大きさの比率（Ｓｃａｌｅ）と、そのポリゴ
ンの属する変換テーブルアドレスを受け取ると共に、こ
の変換テーブルアドレスに基づくポリゴンの３次元座標
からマッピングパターンの２次元座標へ変換する係数Ｕ
Ｘ、ＵＹ、ＵＺ、ＶＸ、ＶＹ、ＶＺを受け取り、マッピ
ング演算を行い、各ドットのマッピングパターンメモリ
アドレスＭＸ，ＭＹを求め、フレームメモリコントロー
ラ３３ｃに転送する。

【０１２０】フレームメモリコントローラ３３ｃは、マ
ッピング演算装置３３ｂで求めたマッピングパターンメ
モリアドレス（ＭＸ，ＭＹ）によりマッピングパターン
メモリ７をアクセスすることにより、現在処理されてい
るスキャンラインのＸアドレスのドットのＲ，Ｇ，Ｂ又
はＬＵＴ値を求めフレームメモリ８に書き込む。これら
各装置はコントローラ４２にて制御され、このコントロ
ーラ４２は図３３に示すフローチャートに従い動作す
る。

【０１２１】図２５は、マッピング演算装置３３ｂの具
体的実施例を示すブロック図である。このマッピング演
算装置３３ｂは、視野座標Ｘ，Ｙ，Ｚ値生成装置３３１
とマッピング演算装置３３２を備える。視野座標Ｘ，
Ｙ，Ｚ値生成装置３３１は、隠面処理装置３４から受け
取った正規化座標に変換されたＺ値を受け取り、このＺ
値を視野座標のＺ値に変換し、スクリーンＸ，Ｙ値とス
クリーン距離から視野座標のＸ値、Ｙ値を求め、マッピ
ング演算装置３３２へ転送する。

【０１２２】マッピング演算装置３３２は、視野座標
Ｘ，Ｙ，Ｚ値を視野座標Ｘ，Ｙ，Ｚ値生成装置３３１か
ら受け取り、パラメータ入力装置３３ａを介してポリゴ
ンパラメータメモリ４０から読み出された各ポリゴンの
マッピングパターンとの基準となるポリゴン端点の視野
座標のＥＸ，ＥＹ，ＥＺとポリゴンとマッピングパター
ンとの大きさの比率（Ｓｃａｌｅ）と、そのポリゴンの
属する変換テーブルアドレスとを受け取ると共に、この
変換テーブルアドレスに基づくポリゴンの３次元座標か
らマッピングパターンの２次元座標へ変換する係数Ｕ
Ｘ、ＵＹ、ＵＺ、ＶＸ、ＶＹ、ＶＺを受け取り、マッピ
ング演算を行い、各ドットのマッピングパターンメモリ
アドレスＭＸ，ＭＹをフレームメモリコントローラ３３
ｃへ転送する。

【０１２３】図２６に視野座標Ｘ，Ｙ，Ｚ値生成装置の
ブロック図を示す。視野座標Ｘ，Ｙ，Ｚ値生成装置３３
１は、視野座標標値生成装置３３１ａと視野座標Ｘ，Ｙ
値生成装置３３１ｂとを備える。視野座標Ｚ値生成装置
３３１ａは、正規化されたＺ値を下記に示す数式８の変
換演算により等出する。Ｚ値の正規化処理として、下記
数式７に示すものが知られている。

【０１２４】

【数７】 Ａ＝ＣＺＭＡＸ／（ＶＬＥＮ＊（ＣＺＭＡＸ−ＣＺＭＩＮ）） Ｂ＝ＣＺＭＡＸ＊ＣＺＭＩＮ／（ＶＬＥＮ＊（ＣＺＭＡＸ−ＣＺＭＩＮ）） Ｚ＝（Ａ＊ＷＺ−Ｂ）＊ＶＬＥＮ／ＥＺ ここで、ＣＺＭＡＸはＺ値の最大値、ＣＺＭＩＮはＺ値
の最小値、ＶＬＥＮはスクリーンとの距離である。

【０１２５】この処理により、視野座標値ＺＥから正規
化座標値ＩＺへ変換される。従って、この視野座標Ｚ値
生成装置３３１ａは、隠面処理装置３４により補間され
たＳＺ値から上記の数式７の逆変換を行い、下記の数式
８に従い視野座標のＺ値をもとめる。

【０１２６】

【数８】 Ａ２＝（ＣＺＭＡＸ／（ＶＬＥＮ＊（ＣＺＭＡＸ−ＣＺＭＩＮ））＊ＶＬＥＮ Ｂ２＝ＣＺＭＡＸ＊ＣＥＭＩＮ／（ＶＬＥＮ＊（ＣＺＭＡＸ−ＣＺＭＩＮ））＊ （−ＶＬＥＮ） ＥＺ＝Ｂ２／（ＩＺ−Ａ２）

【０１２７】上記数式８の演算により視野座標のＺ値を
求めるように、視野座標Ｚ値装置３３１ａは演算処理を
行う。

【０１２８】図２７は、視野座標Ｚ値生成装置３３１ａ
の具体的実施例を示すブロック図である。隠面処理装置
３４から送られてきた正規化座標のＺ値は、レジスタ３
５１に格納され、上記数５のＡ２のパラメータは、レジ
スタ３５２に格納される。両レジスタ３５１、３５２か
ら、それぞれのデータが減算器３５３に与えられ、１Ｚ
−Ａ２の演算が行われる。上記Ｂ２のパラメータは、レ
ジスタ３５４に格納され、この値が除算器３５５の一方
に与えられる。

【０１２９】視野座標Ｘ，Ｙ，Ｚ値生成装置３３１ｂ
は、投影処理されたＸ，Ｙ値を下記に示す数式１０の変
換演算により算出するものである。投影処理として、下
記数式９に示すものが知られている。

【０１３０】

【数９】ＳＸ＝ＥＸ＊ＶＬＥＮ／ＥＺ＋ＣＸ ここで、ＣＸはスクリーン中心のＸ値である。

【０１３１】ここでは上記数式９を逆変換して、下記数
式１０に基づいて、Ｘ，Ｙの演算を行う。

【０１３２】

【数１０】 ＥＸ＝（ＳＸ−ＣＸ）＊ＥＺ＊（１／ＶＬＥＮ）

【０１３３】図２８は、視野座標Ｘ，Ｙ値生成装置３３
１ｂの具体的実施例を示すブロック図である。

【０１３４】上記数式のＣＸ，ＣＹパラメータは、レジ
スタ３６１に格納され、このレジスタ３６１からＣＸ，
ＣＹパラメータが減算器３６３に与えられる。また、ス
クリーン座標のＸ値，Ｙ値はカウンタ３６２にてカウン
トされる。このカウンタ３６２は全体のシステムに同期
してカウントアップする。カウンタ３６２からスクリー
ン座標のＸ値、Ｙ値が減算器３６３に与えられ、減算器
３６３にてＳＸ−ＣＸ，ＳＹ−ＣＹ，の演算が行われ
る。この減算器３６３からの減算結果が乗算器３６４に
与えられる。この乗算器３６４は、視野座標Ｚ値生成装
置３３１ａからＥＺが与えられ、（ＳＸ−ＣＸ）×Ｅ
Ｚ，（ＳＹ−ＣＹ）×ＥＺの演算が行われる。一方、レ
ジスタ３６５には、上記式の１／ＶＬＥＮパラメータが
格納されており、このレジスタから１／ＶＬＥＮが乗算
器３６６へ与えられる。この乗算器３６６には乗算器３
６４からの乗算結果が与えられ、この乗算器３６６から
視野座標ＥＸ，ＥＹがレジスタ３６７へ与えられる。

【０１３５】図２９は、マッピング演算装置３３２の具
体的実施例を示すブロック図である。

【０１３６】レジスタ３７１には、ポリゴンパラメータ
メモリ４０のポリゴンパラメータ領域から読み出された
基準となるポリゴン端点の視野座標ＥＸ０が格納され、
レジスタ３７２には視野座標Ｘ，Ｙ，Ｚ値生成装置３３
１から受け取った視野座標Ｘ値（ＥＸ）が格納される。
レジスタ３７１に格納されたＥＸ０は減算器３７３の一
方の入力に与えられる。減算器３７３の他方の入力には
レジスタ３７２に格納されたＥＸが与えられる。この減
算器３７３にてＥＸ−ＥＸ０の演算が行われ、現在処理
中のドットのポリゴン上の相対的な視野座標上のＸ値を
求め、その演算結果が乗算器３７５の一方の入力に与え
られる。

【０１３７】レジスタ３７４には、ポリゴンパラメータ
メモリ４０の変換テーブル領域から読み出されたポリゴ
ンの３次元座標からマッピングパターン２次元座標へ変
化する変換係数ＵＸ、ＶＸが格納され、（ＥＸ−ＥＸ
０）に変換係数が乗算され、その乗算結果が加算器３８
６に与えられる。

【０１３８】また、レジスタ３７６には、ポリゴンパラ
メータメモリ４０のポリゴンパラメータ領域から読み出
された基準となるポリゴン端点の視野座標ＥＹ０が格納
され、レジスタ３７７には視野座標Ｘ，Ｙ，Ｚ値生成装
置３３１から受け取った視野座標Ｙ値（ＥＹ）が格納さ
れる。レジスタ３７６に格納されたＥＹ０は減算器３７
８の一方の入力に与えられる。減算器３７８の他方の入
力にはレジスタ３７７に格納されたＥＹが与えられる。
この減算器３７８にてＥＹ−ＥＹ０の演算が行われ、現
在処理中のドットのポリゴン上の相対的な視野座標上の
Ｙ値を求め、その演算結果が乗算器３８０の一方の入力
に与えられる。

【０１３９】レジスタ３７９には、ポリゴンパラメータ
メモリ４０の変換テーブル領域から読み出されたポリゴ
ンの３次元座標からマッピングパターン２次元座標へ変
化する変換係数ＵＹ、ＶＹが格納され、（ＥＹ−ＥＹ
０）に変換係数が乗算され、その乗算結果が加算器３８
６に与えられる。

【０１４０】更に、レジスタ３８１には、ポリゴンパラ
メータメモリ４０のポリゴンパラメータ領域から読み出
された基準となるポリゴン端点の視野座標ＥＺ０が格納
され、レジスタ３８２には視野座標Ｘ，Ｙ，Ｚ値生成装
置３３１から受け取った視野座標Ｚ値（ＥＺ）が格納さ
れる。レジスタ３８１に格納されたＥＺ０は減算器３８
３の一方の入力に与えられる。減算器３８３の他方の入
力にはレジスタ３８２に格納されたＥＺが与えられる。
この減算器３８３にてＥＺ−ＥＺ０の演算が行われ、現
在処理中のドットのポリゴン上の相対的な視野座標上の
Ｚ値を求め、その演算結果が乗算器３８５の一方の入力
に与えられる。

【０１４１】レジスタ３８４には、ポリゴンパラメータ
メモリ４０の変換テーブル領域から読み出されたポリゴ
ンの３次元座標からマッピングパターン２次元座標へ変
化する変換係数ＵＺ、ＶＺが格納され、（ＥＺ−ＥＺ
０）に変換係数が乗算され、その乗算結果が加算器３８
６に与えられる。

【０１４２】現在処理中のドットの相対的な視野座標の
Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値にそれぞれ変換係数を乗算した演算結
果が加算器３８６で加算され、マッピングパターン２次
元座標（Ｕ，Ｖ）を算出し、その結果をレジスタ３８７
に格納する。

【０１４３】レジスタ３８７に格納されたＵ、Ｖが乗算
器３８９の一方の入力に与えられる。レジスタ３８８に
は、ポリゴンパラメータメモリ４０のポリゴンパラメー
タ領域から読み出されたポリゴンとマッピングパターン
との大きさの比率（ｓｃａｌｅ）が格納されており、こ
の比率が乗算器３８９の他方の入力として与えられ、
Ｕ，Ｖのそれぞれ比率が乗算され、マッピングパターン
上のアドレス（ＭＸ，ＭＹ）が算出され、このアドレス
値（ＭＸ，ＭＹ）がレジスタ３９０に格納される。これ
ら各回路は、コントローラ３９１により制御される。

【０１４４】上記ポリゴン外形処理装置２０及びポリゴ
ン内部処理装置３０の動作を図３０ないし図３３の動作
フローに基づき、上記回路例に従い説明する。

【０１４５】ポリゴン外形処理装置２０の動作につき説
明する。まず、コントローラ２５がポリゴン数（Ｐ）を
スクリーンメモリ５より読み出し、そして、処理するポ
リゴン端点数を読み出し、その数をポリゴン摘出装置２
１に与える（ステップＳ１，Ｓ２）。

【０１４６】そして、スクリーンメモリ５より各辺の始
点（ＸＳ，ＹＳ，ＺＳ）をそれぞれ読み出し（ステップ
Ｓ３）、スクリーンメモリ５のアドレスをインクリメン
トする。続いて、スクリーンメモリ５より各辺の終点
（ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ）をそれぞれ読み出す（ステップＳ
４）。この読み出した端点の始点（ＸＳ，ＹＳ）、終点
（ＸＥ，ＹＥ）からポリゴン摘出装置２１にて方向ベク
トルを算出し、この辺ベクトルに基づき左辺又は右辺を
判定すると共にポリゴンの向き（ＤＩＲ）を設定する
（ステップＳ５）。

【０１４７】そして、ポリゴン外形処理装置２０のＸパ
ラメータ演算装置２２ａにてＸパラメータの演算を行う
（ステップＳ６）。Ｘパラメータ演算装置２２ａの減算
器にスクリーンメモリ５からのＹＥ，ＹＳのデータが与
えられ、両者間の距離ＤＹを算出する。

【０１４８】続いて、Ｘパラメータ演算装置２２ａの減
算器にスクリーンメモリ５から始点（ＸＳ）及び終点
（ＸＥ）データが与えられ、この減算器からの減算結果
（ＸＥ−ＸＳ）が除算器へ供給される。

【０１４９】この除算器にて、（ＸＥ−ＸＳ）／ＤＹの
除算が行われ、Ｘパラメータが算出される（ステップＳ
６）。また、微差分演算回路にて、ＤＺ＝（ＺＥ−Ｚ
Ｓ）／ＤＹの演算が行われ、Ｚパラメータが算出される
（ステップＳ７）。

【０１５０】そして、ＹをＹＳに設定し（ステップＳ
８）、前記Ｘパラメータを用いてＸ垂直補間装置２３ａ
でＸ垂直補間演算が行われる（ステップＳ９）。

【０１５１】更に、Ｚパラメータが、Ｚ値補間装置２３
ｂへ供給され、Ｚ垂直補間演算が行われる（ステップＳ
１０）。

【０１５２】ステップＳ１１にて、Ｙ＋ＤＩＲの演算、
即ちポリゴンが下向きの時には、“＋１”、上向きの時
には“−１”の演算を行いステップＳ１２に進む。そし
て、ステップＳ１２にて、Ｙ≠ＹＥが判断され、Ｙ≠Ｙ
Ｅの場合には、ステップＳ９へ戻り、前述の動作を繰り
返し、Ｙ＝ＹＥになるとステップＳ１３へ進む。

【０１５３】ステップＳ１３にて、ポリゴンの全てに辺
が終了したか否か判断され、終了していない場合には、
ステップＳ３へ戻り、前述の動作を繰り返す。

【０１５４】ポリゴンの全ての辺が終了すると、ステッ
プＳ１４に進み、ステップＳ１４にて、ポリゴンの全て
の処理が終了したか否か判断され、ポリゴンの全ての処
理が終了していない場合には、ステップＳ２に戻り、前
述の動作を繰り返す。そして、ポリゴンの全ての処理が
終了したと判断されると、外形処理動作が終了する。

【０１５５】続いて、ポリゴン内部処理装置３０につい
て説明する。まずポリゴンエッジメモリ６からの読み出
しについて図３１に従い説明する。

【０１５６】ポリゴン内部処理装置３０はまず、Ｙアド
レスを初期化し（ステップＳ２１）、スキャンラインの
Ｙアドレス毎のポリゴン数を読み出し、（ステップＳ２
２）、ステップＳ２３に進む。

【０１５７】ステップＳ２３では、Ｙアドレス毎に対向
する２辺間のポリゴンの外形を示す２点のＸの左辺（Ｘ
Ｌ）とＺ値のアドレス（ＺＬ）をポリゴンエッジメモリ
６から読み出し、ステップＳ２４に進む。

【０１５８】ステップＳ２４では、Ｙアドレス毎に対向
する２辺間のポリゴンの外形を示す２点のＸの右辺（Ｘ
Ｒ）とＺ値のアドレス（ＺＲ）をポリゴンエッジメモリ
６から読み出し、ステップＳ２５に進む。

【０１５９】そして、パラメータ演算装置３１にてパラ
メータ演算を行い（ステップＳ２５）、続いて、隠面処
理パラメータの演算を行う（ステップＳ２６）。

【０１６０】隠面処理装置３４へ、ＸＬ値、ＤＸＹ値、
ＺＬ値及び、ＤＤＺ値が与えられ、隠面処理が行われる
（ステップＳ２７）。ステップＳ２８でスキャンライン
上のポリゴン全てに処理を行ったか否か判断され、処理
が終了していない場合には、ステップＳ２３へ戻り前述
の動作を繰り返す。

【０１６１】更に、１つのスキャンライン、即ち、Ｙア
ドレスのポリゴン数が終了すると、ステップＳ２９に進
み、ステップＳ２９にてＹアドレスをインクリメント
し、全てのＹアドレスに対応する処理が終了するまで、
即ち、Ｙアドレスが垂直解像度より大きくなるまで前述
の動作を繰り返し（ステップＳ３０）、全てのアドレス
に対応する処理が終了した時点で、パラメータ演算動作
が終了する。

【０１６２】次に、水平ドット隠面処理装置３４−ｎの
動作につき、図３３の動作フローに従い説明する。ま
ず、そのドットがポリゴンの範囲内に存在するか否か判
断される。即ち、ポリゴンエッジメモリメモリコントロ
ーラ３１ａより、Ｙアドレス（スキャンライン毎）のス
キャンラインアドレスが与えられ、このＸＬとそのドッ
トが対応するＸアドレスＬを比較すると共に、ＤＸＹの
値が０であるか否か判断する（ステップＳ７１）。そし
てＸアドレスよりＸＬが大きく且つＤＸＹが０でない場
合には、そのドットがポリゴンの範囲内に存在するので
ステップＳ７２に進み、そうでない場合には、隠面処理
動作を繰り返す。

【０１６３】ステップＳ７２では、奥行きレジスタ３４
１に格納されたＺ値（ＺＡ）と、今読み込んだＺ値とを
比較し、奥行きレジスタ３４１のＺ値の方が大きい、す
なわち、今読み込んだドットの方が手前にある場合には
ステップＳ７３に進み、Ｚ値が小さい場合にはステップ
Ｓ７４に進む。ステップＳ７３ではポリゴンパラメータ
アドレスレジスタ３４２にポリゴンパラメータアドレス
を格納し、ステップＳ７４に進む。ステップＳ７４で
は、ＤＸＹ＝ＤＸＹ−１の演算を行い、ステップＳ７５
へ進み、ステップＳ７５で次のＺ値を求める演算である
Ｚ値の補間、即ち、Ｚ＝ＤＤＺ＋Ｚの演算を行った後、
隠面処理動作を終了する。

【０１６４】続いて、ポリゴン内部処理装置３０におけ
るポリゴンパラメータメモリ４０からのデータ読み出し
動作を中心として、図３２の動作フロー図に従い説明す
る。まず、Ｙアドレス及びＸアドレスを初期化した後
（ステップＳ４１，Ｓ４２）、隠面処理装置３４よりＸ
アドレスのポリゴンパラメータアドレスを読み出す（ス
テップＳ４３）。

【０１６５】続いて、ステップＳ４４にて、そのＸアド
レスにポリゴンが存在するか否か判断され、ポリゴンが
存在しない場合には、ステップＳ５０へ進み、ポリゴン
が存在する場合には、ステップＳ４５に進む。ステップ
４５でパラメータ演算装置にてパラメータを算出し、ス
テップＳ４６に進む。ステップＳ４６では隠面処理装置
３４より与えられたＸアドレスに対応するポリゴンパラ
メータアドレスに従ってポリゴンパラメータメモリ４０
よりポリゴンパラメータを読み出し、ステップＳ４７へ
進む。

【０１６６】ステップＳ４７において、水平補間演算装
置３３にてポリゴンパラメータメモリ４０より読み出さ
れたパラメータに従って、マッピングパターンメモリ７
のアドレス（ＭＸ，ＭＹ）を算出し、ステップＳ４８に
進む。

【０１６７】ステップＳ４８において、算出されたアド
レスに従ってマッピングパターンメモリ７をアクセス
し、マッピングパターンメモリ７からＲ，Ｇ，Ｂ又はＬ
ＵＴ値等の色情報を読み出し、ステップＳ４９に進む。

【０１６８】ステップＳ４９において、色情報をフレー
ムメモリ８に書き込み、ステップＳ５０に進む。ステッ
プＳ５０にて、Ｘアドレスを一つインクリメントし、ス
テップＳ５１へ進む。

【０１６９】ステップＳ５１において、Ｘアドレスと水
平解像度が比較され、Ｘアドレスが水平解像度より小さ
い時には、ステップＳ４３に戻り前述の動作を繰り返
す。Ｘアドレスが水平解像度より大きくなるとステップ
Ｓ５２に進み、ステップＳ５２にて、隠面処理装置３４
を初期化し、ステップＳ５３に進む。

【０１７０】ステップＳ５３にて、Ｙアドレスを一つイ
ンクリメントし、ステップＳ５４に進み、ステップＳ５
４にてＹアドレスと垂直解像度が比較される。Ｙアドレ
スが垂直解像度より小さい場合には、ステップＳ４２に
戻り、前述の動作を繰り返し、Ｙアドレスが垂直解像度
より大きくなると、ポリゴン内部処理動作が終了する。

【０１７１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、３次
元ポリゴン座標から２次元マッピングパターンへ変換す
るための変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，Ｖ
Ｙ，ＶＺ）を求め、隠面処理を行った後、この変換係数
を用いてＵ−Ｖマッピング、射影マッピングを行いマッ
ピングパターンメモリのアドレスを求める。すなわち、
オブジェクト座標上のポリゴンの座標と上記変換係数
（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）をＲＯＭ
等の記憶手段に格納し、オブジェクトの回転演算、視野
変換による回転演算等のように、ポリゴンの方向が変化
する度に変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，Ｖ
Ｙ，ＶＺ）にもポリゴン端点と同様の回転演算等を行
い、視野座標上の３次元ポリゴンから２次元マッピング
パターンへの変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，
ＶＹ，ＶＺ）を求め、隠面処理の終了した点でマッピン
グ演算を行うことにより、高速に且つ、少ないハードウ
ェア量でマッピングを行うことが可能となる。

【０１７２】また、変換係数（ＵＸ，ＵＹ，ＵＺ）、
（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）は、ポリゴン毎に有することはな
く、同じ方向で且つ、同じ回転運動しかないものであれ
ばまとめることができ、ＲＯＭ等の容量を小さくでき
る。

【０１７３】さらに、ポリゴン端点にマッピングメモリ
アドレス（ＭＸ，ＭＹ）を割り当てていないため、ポリ
ゴン面のマッピングパターンを変化させるような特殊効
果を行う場合、そのポリゴンが属する変換係数（ＵＸ，
ＵＹ，ＵＺ）、（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）を変えることによ
り、少ない処理で多くのポリゴンを処理することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の立体画像表示装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】この発明の幾何変換装置における行列演算装置
を示すブロック図である。

【図３】行列演算装置のインターフェースを示すブロッ
ク図である。

【図４】３次元ポリゴン座標から２次元マッピングパタ
ーンに変換する状態を示す模式図である。

【図５】３次元ポリゴンから２次元マッピングパターン
へ変換する場合の変換係数の関係を示す図である。

【図６】この発明の幾何変換回路の処理動作を示すフロ
ーチャートである。

【図７】この発明のマッピング変換処理動作を示すフロ
ーチャートである。

【図８】オブジェクト回転の演算例を示す図である。

【図９】オブジェクト回転の演算例を示す図である。

【図１０】視野回転の演算例を示す図である。

【図１１】視野回転の演算例を示す図である。

【図１２】この発明に用いられるポリゴン外形処理装置
の構成を示すブロック図である。

【図１３】上記ポリゴン外形処理装置におけるＸパラメ
ータ演算装置の構成を示すブロック図である。

【図１４】上記ポリゴン外形処理装置におけるＺパラメ
ータ演算装置の構成を示すブロック図である。

【図１５】上記ポリゴン外形処理装置におけるＸ垂直補
間装置の構成を示すブロック図である。

【図１６】上記ポリゴン外形処理装置におけるＺ垂直補
間装置の構成を示すブロック図である。

【図１７】この発明に用いられるポリゴン内部処理装置
のパラメータ演算装置の構成を示すブロック図である。

【図１８】上記パラメータ演算装置の隠面処理パラメー
タ演算装置の具体的構成を示すブロック図である。

【図１９】上記パラメータ演算装置の隠面処理装置の構
成を示すブロック図である。

【図２０】上記隠面処理装置を構成するスキャンライン
隠面処理装置の構成を示すブロック図である。

【図２１】上記スキャンライン隠面処理装置を構成する
水平ドット隠面処理装置の具体的構成例を示すブロック
図である。

【図２２】上記水平ドット隠面処理装置へのデータの転
送状態を示すタイミングチャートである。

【図２３】上記スキャンライン隠面処理装置の処理タイ
ミングを示す模式図である。

【図２４】この発明に用いられる内部描画処理装置の水
平補間演算装置の構成例を示すブロック図である。

【図２５】上記水平補間演算装置のマッピング演算装置
の具体的実施例を示すブロック図である。

【図２６】上記マッピング演算装置の視野座標Ｘ，Ｙ，
Ｚ値生成装置の具体的実施例を示すブロック図である。

【図２７】上記マッピング演算装置の視野座標Ｚ値生成
装置の具体的実施例を示すブロック図である。

【図２８】上記マッピング演算装置の視野座標Ｘ，Ｙ値
生成装置の具体的実施例を示すブロック図である。

【図２９】上記内挿マッピング演算装置の具体的実施例
を示すブロック図である。

【図３０】この発明のポリゴン外形処理装置の動作を示
すフローチャートである。

【図３１】この発明のポリゴン内部処理装置の動作を示
すフローチャートである。

【図３２】この発明のポリゴン内部処理装置の動作を示
すフローチャートである。

【図３３】この発明のポリゴン内部処理装置の隠面処理
動作を示すフローチャートである。

【図３４】この発明に用いられるスクリーンメモリを示
す模式図である。

【図３５】この発明に用いられるポリゴンエッジメモリ
を示す模式図である。

【図３６】この発明に用いられるポリゴンパラメータメ
モリを示す模式図である。

【図３７】マッピングパターンメモリの一例を示す模式
図である。

【図３８】ポリゴンの辺ベクトル方向の関係を示す図で
ある。

【図３９】ポリゴンの方向ベクトルと辺との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１ ワールドメモリ ２ 幾何変換装置 ５ スクリーンメモリ ７ マッピングパターンメモリ ８ フレームメモリ ９ ＣＲＴ ２０ ポリゴン外形処理装置 ３０ ポリゴン内部処理装置 ４０ ポリゴンパラメータメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 15/00 300 G06T 15/40 200

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元ポリゴン座標から２次元マッピン
   グパターンへ平面マッピング変換を行うための第１の変
   換係数にオブジェクトの回転処理及び視野変換の回転処
   理を行うことにより、第２の変換係数を算出する手段
   と、上記ポリゴンの端点の視野座標値と上記第２の変換
   係数とポリゴンとマッピングパターンとの大きさの比率
   をポリゴンごとに格納するポリゴンパラメータ記憶手段
   と、上記ポリゴンのスクリーン端点情報とポリゴンの奥
   行き情報と上記ポリゴンパラメータ記憶手段のアドレス
   値を格納するスクリーン記憶手段と、テクスチャ画像を
   格納するマッピングパターンメモリと、上記ポリゴンの
   スクリーン端点情報に基づいてポリゴン外形のアドレス
   情報及びポリゴンの奥行き情報並びにポリゴンパラメー
   タ記憶手段のアドレス値をスキャンラインごとにポリゴ
   ンの外形部分の情報にそれぞれ変換する外形処理手段
   と、上記外形処理手段にて算出された対向する２辺間の
   情報を演算し、Ｘアドレスの変位と奥行き情報の変位を
   算出する手段と、スキャンラインの各画素に対応する画
   素位置がポリゴンの範囲内に存在するか否か判別する手
   段と、一番手前に存在する画素の奥行き情報とその画素
   位置のポリゴンの奥行き情報を比較すると共に比較する
   対象の奥行き情報を常に一番手前に存在するポリゴンの
   奥行き情報に書き換える手段と、ポリゴンの奥行き情報
   に上記奥行き情報の変位を加算し隣接する画素位置の奥
   行き情報を算出する手段と、比較した画素位置における
   一番手前に存在するポリゴンの対向する２辺間の少なく
   とも一方のＸアドレスとポリゴンパラメータ記憶手段の
   アドレス値を算出する手段と、算出されたポリゴンパラ
   メータ記憶手段のアドレス値に基づいて上記ポリゴンパ
   ラメータ記憶手段からポリゴン端点の視野座標とポリゴ
   ンとマッピングパターンとの大きさの比率と、上記第２
   の変換係数を読み出し、マッピング演算を行い、各ドッ
   トのマッピングパターンメモリアドレスを算出する手段
   と、上記算出されたマッピングパターンアドレスに基づ
   き上記マッピングパターンメモリをアクセスし、画像デ
   ータを表示手段に転送する手段と、を備えてなる立体画
   像処理装置。