JP3495189B2

JP3495189B2 - 描画装置および描画方法

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Publication number: JP3495189B2
Application number: JP15814596A
Authority: JP
Inventors: 禎治豊
Original assignee: Sony Computer Entertainment Inc
Current assignee: Sony Interactive Entertainment Inc
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 2004-02-09
Anticipated expiration: 2016-06-19
Also published as: JPH1011610A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、描画装置および描
画方法に関し、特に、例えば、コンピュータを用いた映
像機器である３次元グラフィックコンピュータや、特殊
効果装置（エフェクタ）、ビデオゲーム機などにおい
て、不透明な単位図形と半透明な単位図形とを含む画像
を高速に描画することができるようにする描画装置およ
び描画方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、例えばビデオゲーム機などにお
いては、３次元のオブジェクト（画像）を表示する場合
に、そのオブジェクトを複数のポリゴン（単位図形）に
分解し、これらのポリゴンそれぞれを描画することで、
オブジェクト全体を描画するようになされている。従っ
て、このようにして描画される画像は、ポリゴンの組合
せにより定義されているということができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビデオゲー
ム機などにおける画像の描画には、ゲームの迫力や臨場
感を高めるために高速性が要求される。そこで、従来よ
り、描画された画素のうち、最も手前にあるもの（視点
に最も近いもの）を記憶するＺバッファを設け、このＺ
バッファを使用してポリゴンの描画を行うことが行われ
ている。Ｚバッファを使用した場合においては、高速な
描画が可能な他、オブジェクトどうしの境界が自然に表
現されるようになる。

【０００４】しかしながら、あるポリゴンの手前に、半
透明のポリゴンがある場合、従来においては、Ｚバッフ
ァを使用して、手前にある半透明なポリゴンを介して、
奥にあるポリゴンが透けて見えるような画像を描画する
ことは、半透明処理の順序依存性により困難であった。

【０００５】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、Ｚバッファを使用して、不透明な単位図
形と半透明な単位図形とを含む画像を高速に描画するこ
とができるようにするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の描画装
置は、単位図形のうち、半透明なものと不透明なものと
を区別する区別手段と、半透明な単位図形を、その深さ
方向順に並べ替える並べ替え手段と、不透明な単位図形
を、Ｚバッファを使用して描画し、その後、深さ方向に
並べ替えられた半透明な単位図形を、Ｚバッファを使用
して描画する描画手段とを備えることを特徴とする。

【０００７】請求項３に記載の描画方法は、単位図形の
うち、半透明なものと不透明なものとを区別し、不透明
な単位図形を、Ｚバッファを使用して描画するととも
に、半透明な単位図形を、その深さ方向順に並べ替え、
深さ方向に並べ替えられた半透明な単位図形を、Ｚバッ
ファを使用して描画することを特徴とする。

【０００８】請求項１に記載の描画装置においては、区
別手段は、単位図形のうち、半透明なものと不透明なも
のとを区別し、並べ替え手段は、半透明な単位図形を、
その深さ方向順に並べ替えるようになされている。描画
手段は、不透明な単位図形を、Ｚバッファを使用して描
画し、その後、深さ方向に並べ替えられた半透明な単位
図形を、Ｚバッファを使用して描画するようになされて
いる。

【０００９】請求項３に記載の描画方法においては、単
位図形のうち、半透明なものと不透明なものとを区別
し、不透明な単位図形を、Ｚバッファを使用して描画す
るとともに、半透明な単位図形を、その深さ方向順に並
べ替え、深さ方向に並べ替えられた半透明な単位図形
を、Ｚバッファを使用して描画するようになされてい
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を適用したビデオ
ゲーム機の一実施例の構成を示す平面図である。なお、
図２に、その正面図（図１において、下方向から見た
図）を、図３に、その右側面の側面図（図１において、
向かって右方向から見た側面図）を、それぞれ示す。

【００１１】ビデオゲーム機は、ゲーム機本体２、この
ゲーム機本体２と接続される略四角形状をなした接続端
子部２６を備えた操作装置１７、および同じくゲーム機
本体２と接続される記録装置３８とから構成されてい
る。

【００１２】ゲーム機本体２は、略四角形状に形成さ
れ、その中央の位置に、ゲームを行うためのプログラム
やデータが記録されたゲーム用記録媒体を装着するディ
スク装着部３が設けられている。なお、本実施例では、
ディスク装着部３には、例えば、図４に示すようなＣＤ
（Compact Disc）−ＲＯＭ５１がゲーム用記録媒体とし
て着脱可能になされている。但し、ゲーム用記録媒体
は、ディスクに限定されるものではない。

【００１３】ディスク装着部３の左側には、ゲームをリ
セットするときなどに操作されるリセットスイッチ４
と、電源のオン／オフをするときに操作される電源スイ
ッチ５とが設けられており、その右側には、ディスク装
着部３を開閉するときに操作されるディスク操作スイッ
チ６が設けられている。さらに、ゲーム機本体２の正面
には、操作装置１７および記録装置３８を１組として接
続することのできる接続部７Ａ，７Ｂが設けられてい
る。なお、本実施例では、２組の操作装置１７および記
録装置３８を接続することができるように、接続部７
Ａ，７Ｂが設けられているが、接続部は、２組以外の組
数の操作装置１７および記録装置３８を接続することが
できる数だけ設けるようにすることが可能である。

【００１４】接続部７Ａ，７Ｂは、図２および図３に示
すように、２段に形成され、上段には記録装置３８と接
続する記録挿入部８を設け、下段には操作装置１７の接
続端子部２６と接続する接続端子挿入部１２を設けた構
造となっている。

【００１５】記録挿入部８の挿入孔は、横方向に長い長
方形状に形成し、その下側の両端のコーナーを上側の両
端のコーナーに比べて丸みを多くして、記録装置３８が
逆に挿入できない構造となっている。さらに、記録挿入
部８には、内部の電気的接続を得る接続端子（図示せ
ず）を保護するためのシャッタ９が設けられている。

【００１６】シャッタ９は、例えば、コイルねじりバネ
状に形成されたスプリングなどの弾性体（図示せず）に
より常時外側に向けて付勢された状態で取り付けられて
いる。従って、シャッタ９は、記録装置３８を差し込む
時には記録装置３８を挿入する先端側で奥側に開けら
れ、記録装置３８を抜いた時には弾性体の付勢力により
戻され、自動的に閉じた状態となって、内部の接続端子
の防埃の役目をし、さらに外部の衝撃から守る役目をす
る。

【００１７】接続端子挿入部１２は、図２および図３に
示すように、横方向に長い長方形状をした挿入孔の下側
の両端のコーナーを上側の両端のコーナーに比べて丸み
を多くした形状にして操作装置１７の接続端子部２６が
逆に入らない構造であり、且つ記録装置３８も入らない
ように挿入孔の形状を異にした構造となっている。この
ようにして、記録装置３８と操作装置１７の挿入孔の大
きさ及び形状を異にして互いに入れ間違いのないように
した構造となっている。

【００１８】操作装置１７は、図１に示すように、両手
の掌で挟持して５本の指が自由自在に動いて操作できる
構造をしており、左右対象に連設した丸型形状に形成さ
れた第１及び第２の操作部１８，１９、この第１及び第
２の操作部１８，１９から角状に突出形成した第１及び
第２の支持部２０，２１、第１及び第２の操作部１８，
１９の中間位置の括れた部分に設けたセレクトスイッチ
２２およびスタートスイッチ２３、第１及び第２の操作
部１８，１９の前面側に突出形成した第３及び第４の操
作部２４，２５、並びにゲーム機本体２とケーブル２７
を介して電気的接続をする接続端子部２６とから構成さ
れている。尚、ケーブル２７を介さなくともよい構成と
することもできる。

【００１９】接続端子部２６は、ゲーム機本体２と電気
的接続をするためのケーブル２７の先端に取り付けられ
ており、図３に示すように、その左右の両側面には、凹
凸状のある形状にして、いわゆるギザギザ模様にした滑
り止め加工（例えば、ローレット加工など）が施されて
いる把持部が設けられている。なお、接続端子部２６に
設けられた把持部は、いわゆる抜き差し部を形成し、そ
の大きさ、即ち、その幅Ｗと長さＬは、例えば、後述す
る記録装置３８の把持部と同一とされている。

【００２０】記録装置３８は、例えばフラッシュメモリ
などの不揮発性メモリを内蔵しており、その両側面に
は、例えば、接続端子部２６における場合と同様に構成
される把持部（図３）が設けられ、ゲーム機本体２に対
し、容易に着脱することができるようになされている。
なお、記録装置３８には、例えば、ゲームを一時的に中
断する場合に、そのときの状態が記憶されるようになさ
れており、これにより、再起動の際に、そこからデータ
を読み出すことで、そのデータに対応した状態、即ち、
中断時の状態から、ゲームを再開することができるよう
になされている。

【００２１】以上のように構成されるビデオゲーム機に
よりゲームを行う場合においては、ユーザは、例えば、
操作装置１７を、ゲーム機本体２に接続し、さらに、必
要に応じて、記録装置３８も、ゲーム機本体２に接続す
る。また、ユーザは、ディスク操作スイッチ６を操作す
ることにより、ゲーム用記録媒体としてのＣＤ−ＲＯＭ
５１を、ディスク装着部３にセットし、電源スイッチ５
を操作することにより、ゲーム機本体２の電源をオンに
する。これにより、ゲーム機本体２においては、ゲーム
のための画像および音声が再生されるので、ユーザは、
操作装置１７を操作することによりゲームを行う。

【００２２】次に、図５は、図１のゲーム機本体２の電
気的構成例を示している。

【００２３】このゲーム機本体２は、各ブロックにおい
てデータをやりとりするためのバスとして、メインバス
１０１およびサブバス１０２の２種類のバスを有してお
り、このメインバス１０１とサブバス１０２とは、バス
コントローラ１１６を介して接続されている。

【００２４】メインバス１０１には、バスコントローラ
１１６の他、例えばマイクロプロセッサなどからなるメ
インＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１（区別
手段）、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などで
なるメインメモリ１１２、メインＤＭＡＣ（Direct Mem
ory Access Controller）１１３、ＭＤＥＣ（MPEG Deco
rder）、ＧＰＵ１１５（描画手段）、およびＰＰＰ（Pr
ogramable Preprocessor）１２０（並べ替え手段）が接
続されている。

【００２５】サブバス１０２には、バスコントローラ１
１６の他、ＧＰＵ１１５、例えばメインＣＰＵ１１１と
同様に構成されるサブＣＰＵ１２１、例えばメインメモ
リ１１２と同様に構成されるサブメモリ１２２、サブＤ
ＭＡＣ１２３、オペレーティングシステムなどが格納さ
れたＲＯＭ（Read Only Memory）１２４、ＳＰＵ（Soun
d Processing Unit）１２５、ＡＴＭ（Asynchronous Tr
ansmission Mode）通信部１２６、補助記憶装置１２
７、および入力デバイス用Ｉ／Ｆ（Interface）１２８
が接続されている。

【００２６】なお、ここでは、メインバス１０１では、
高速でデータのやりとりが行われるようになされてお
り、サブバス１０２では、低速でデータのやりとりが行
われるようになされている。即ち、低速でやりとりが可
能なデータについては、サブバス１０２を用いること
で、メインバス１０１の高速性を確保するようになされ
ている。

【００２７】バスコントローラ１１６は、メインバス１
０１とサブバス１０２とを切り離したり、メインバス１
０１にサブバス１０２を接続したりするようになされて
いる。メインバス１０１とサブバス１０２とが切り離さ
れた場合、メインバス１０１上からは、メインバス１０
１に接続されたデバイスのみにしかアクセスできず、ま
た、サブバス１０２上からも、サブバスに接続されたデ
バイスのみにしかアクセスすることができないが、メイ
ンバス１０１にサブバス１０２が接続された場合には、
メインバス１０１およびサブバス１０２のいずれからで
あっても、いずれのデバイスにもアクセスすることがで
きる。なお、例えば、装置の電源がオンにされた直後な
どの初期状態においては、バスコントローラ１１６はオ
ープン状態になっている（メインバス１０１とサブバス
１０２とが接続された状態となっている）。

【００２８】メインＣＰＵ１１１は、メインメモリ１１
２に記憶されたプログラムにしたがって各種の処理を行
うようになされている。即ち、メインＣＰＵ１１１は、
例えば、装置が起動されると、バスコントローラ１１６
を介して、サブバス１０２上にある（サブバス１０２に
接続された）ＲＯＭ１２４からブートプログラムを読み
出して実行する。これにより、メインＣＰＵ１１１は、
補助記憶装置１２７からアプリケーションプログラム
（ここでは、ゲームのプログラム）および必要なデータ
を、メインメモリ１１２やサブメモリ１１２にロードさ
せる。そして、メインＣＰＵ１１１は、このようにして
メインメモリ１１２にロードさせたプログラムを実行す
る。

【００２９】メインＣＰＵ１１１は、ＧＴＥ（Geometry
Transfer Engine）１１７を内蔵しており、このＧＴＥ
１１７は、例えば複数の演算を並列に実行する並列演算
機構を備え、メインＣＰＵ１１１からの要求に応じて、
座標変換や、光源計算、行列演算、ベクトル演算などの
ジオメトリ処理を高速に行うようになされている。この
ように、ＧＴＥ１１７は、メインＣＰＵ１１１からの要
求にしたがった処理（ジオメトリ処理）を行うことによ
り、表示すべき画像を構成するポリゴン（本明細書中で
は、３点以上の頂点を有する多角形の他、直線（線分）
や点も含まれるものとする）のデータ（以下、適宜、ポ
リゴンデータという）を生成し、メインＣＰＵ１１１に
供給する。メインＣＰＵ１１１は、ＧＴＥ１１７からポ
リゴンデータを受信すると、そのポリゴンデータを、不
透明なものと半透明なものとに区別し、各ポリゴンデー
タをパケット化する。そして、不透明なポリゴン（以
下、適宜、不透明ポリゴンという）についてのパケット
をメインバス１０１を介して、ＧＰＵ１１５に転送する
とともに、半透明なポリゴン（以下、適宜、ブレンディ
ングポリゴンという）についてのパケットを、メインバ
ス１０１を介してＰＰＰ１２０に転送する。

【００３０】なお、メインＣＰＵ１１１は、キャッシュ
メモリ（Cache）１１９を内蔵しており、メインメモリ
１１２にアクセスする代わりに、このキャッシュメモリ
１１９にアクセスすることで、処理の高速化を図るよう
になされている。

【００３１】メインメモリ１１２は、上述したように、
プログラムなどを記憶する他、後述する順序テーブルを
記憶するようにもなされている。メインＤＭＡＣ１１３
は、メインバス１０１上のデバイスを対象に、ＤＭＡ転
送の制御を行うようになされている。但し、バスコント
ローラ１１６がオープン状態にあるときは、メインＤＭ
ＡＣ１１３は、サブバス１０２上のデバイスをも対象と
して制御を行うようになされている。ＭＤＥＣ１１４
は、メインＣＰＵ１１１と並列に動作可能なＩ／Ｏデバ
イスで、画像伸張エンジンとして機能するようになされ
ている。即ち、ＭＤＥＣ１１４は、ＭＰＥＧ（Moving P
icture Experts Group）符号化されて圧縮された画像デ
ータを復号化するようになされている。

【００３２】ＧＰＵ１１５は、レンダリングプロセッサ
として機能するようになされている。即ち、ＧＰＵ１１
５は、メインＣＰＵ１１１またはＰＰＰ１２０から送信
されてくるパケットを受信し、そのパケットにポリゴン
データとして配置されている、例えば、ポリゴンの頂点
の色データと奥行き（視点からの深さ）を示すＺ値に基
づいて、ポリゴンに対応する画像データを、グラフィッ
クメモリ１１８に書き込む（描画する）レンダリング処
理を行うようになされている。さらに、ＧＰＵ１１５
は、グラフィックメモリ１１８に書き込んだ画像データ
を読み出し、ビデオ信号として出力するようにもなされ
ている。なお、ＧＰＵ１１５は、必要に応じて、メイン
ＤＭＡＣ１１３、あるいはサブバス１０２上のデバイス
からもパケットを受信し、そのパケットに配置されてい
るポリゴンデータにしたがってレンダリング処理を行う
ようになされている。

【００３３】グラフィックメモリ１１８は、例えば、Ｄ
ＲＡＭなどで構成され、図６に示すように、フレームメ
モリ１３１およびＺバッファ１３２を有している。フレ
ームメモリ１３１は、画面に表示する画像データを記憶
するようになされており、Ｚバッファ１３２は、画面に
表示する画像の中の最も手前にあるピクセルの画像デー
タを記憶するようになされている。ＧＰＵ１１５は、こ
のフレームメモリ１３１およびＺバッファ１３２を用い
てレンダリング処理を行うようになされている。即ち、
ＧＰＵ１１５は、Ｚバッファ１３２に、画像を定義する
ピクセルのうち最も手前にあるものの画像データを記憶
させ、そのＺバッファ１３２に記憶させた画像データを
使用して、フレームメモリ１３１に、表示すべき画像を
描画するようになされている。

【００３４】なお、グラフィックメモリ１１８には、図
６において点線で示すように、フレームメモリ１３１に
加えて、もう１つフレームメモリ１３１Ａを設けるよう
にすることが可能である。この場合、フレームメモリ１
３１または１３１Ａのうちの一方に書き込みが行われて
いるときに、他方から読み出しを行うようにすることが
でき、これにより、処理の高速化を図ることができる。

【００３５】図５に戻り、ＰＰＰ１２０は、メインＣＰ
Ｕ１１１またはメインＤＭＡＣ１１３から送信されてく
るパケットを受信し、そのパケットに対応するブレンデ
ィングポリゴンをＺソートすることで、その深さ方向順
に並べ替えるようになされている。即ち、ＰＰＰ１２０
は、ブレンディングポリゴンを、深さ順（視点から、例
えば近い順）に並べた順序テーブルを作成し、メインメ
モリ１１２に記憶させるようになされている。また、Ｐ
ＰＰ１２０は、順序テーブルを作成すると、ブレンディ
ングポリゴンに対応するパケットを、ＧＰＵ１２０に出
力するようになされている。

【００３６】サブＣＰＵ１２１は、サブメモリ１２２に
記憶されたプログラムを読み出して実行することによ
り、各種の処理を行うようになされている。サブメモリ
１２２には、メインメモリ１１２と同様に、プログラム
や必要なデータが記憶されるようになされている。サブ
ＤＭＡＣ１２３は、サブバス１０２上のデバイスを対象
として、ＤＭＡ転送の制御を行うようになされている。
なお、サブＤＭＡＣ１２３は、バスコントローラ１１６
がクローズ状態にあるとき（メインバス１０１とサブバ
ス１０２とが切り離されている状態にあるとき）のみ、
バス権を獲得するようになされている。ＲＯＭ１２４
は、上述したようにブートプログラムや、オペレーティ
ングシステムなどを記憶している。なお、ＲＯＭ１２４
には、メインＣＰＵ１１１およびサブＣＰＵ１２１の両
方のプログラムが記憶されている。また、ＲＯＭ１２４
は、ここでは、アクセス速度の遅いものが用いられてお
り、そのため、サブバス１０２上に設けられている。

【００３７】ＳＰＵ１２５は、サブＣＰＵ１２１または
サブＤＭＡＣ１２３から送信されてくるパケットを受信
し、そのパケットに配置されているサウンドコマンドに
したがって、サウンドメモリ１２９から音声データを読
み出すようになされている。そして、ＳＰＵ２５は、読
み出した音声データを、図示せぬスピーカに供給して出
力させるようになされている。ＡＴＭ通信部１２６は、
例えば、図示せぬ公衆回線を介して行われる通信の制御
（ＡＴＭ通信の制御）を行うようになされている。これ
により、ビデオゲーム機のユーザは、他のビデオゲーム
機のユーザと直接、あるいは所定のセンタ局を介してデ
ータのやりとりをすることで対戦することができるよう
になされている。

【００３８】補助記憶装置１２７は、例えば、ディスク
ドライブなどで、ＣＤ−ＲＯＭ５１（図１、図４）に記
録されている情報（プログラム、データ）を再生するよ
うになされている。また、補助記憶装置１２７は、記録
装置３８（図１）に対する情報の記録や読み出しも行う
ようになされている。入力デバイス用Ｉ／Ｆ１２８は、
コントロールパッドとしての操作装置１７（図１）の操
作に対応する信号や、他の装置によって再生された画像
や音声などの外部入力を受け付けるためのインターフェ
イスで、外部からの入力に応じた信号を、サブバス１０
２上に出力するようになされている。サウンドメモリ１
２９は、音声データを記憶している。

【００３９】以上のように構成されるゲーム機本体２に
おいては、装置の電源がオンにされると、メインＣＰＵ
１１１において、ブートプログラムがＲＯＭ１２４から
読み出されて実行されることにより、補助記憶装置１２
７にセットされたＣＤ−ＲＯＭ５１からプログラムおよ
びデータが読み出され、メインメモリ１１２およびサブ
メモリ１２２に展開される。そして、メインＣＰＵ１１
１またはサブＣＰＵ１２１それぞれにおいて、メインメ
モリ１１２またはサブメモリ１２２に展開されたプログ
ラムが実行されることにより、ゲームの画像、音声が再
生される。

【００４０】即ち、例えば、メインＣＰＵ１１１におい
て、メインメモリ１１２に記憶されたデータにしたがっ
て、所定の３次元画像を構成するポリゴンを描画するた
めのポリゴンデータが生成される。このポリゴンデータ
は、パケット化され、不透明ポリゴンに対応するパケッ
トはＧＰＵ１１５に、ブレンディングポリゴンに対応す
るパケットはＰＰＰ１２０に、それぞれ、メインバス１
０１を介して供給される。

【００４１】ＰＰＰ１２０は、メインＣＰＵ１１１か
ら、１つの画像を構成するポリゴンのうちのブレンディ
ングポリゴンに対応するパケットを受信すると、Ｚソー
トを行うことで、そのブレンディングポリゴンに関する
情報を、メインメモリ１１２に記憶された順序テーブル
に登録し、その登録が終了すると、パケットを、ＧＰＵ
１１５に出力する。

【００４２】ＧＰＵ１１５は、メインＣＰＵ１１１また
はＰＰＰ１２０それぞれからパケットを受信すると、ま
ず、メインＣＰＵ１１１から受信したパケットに配置さ
れたポリゴンデータにしたがい、Ｚバッファ１３２を使
用して、フレームメモリ１３１に対し、不透明ポリゴン
の描画を行う。そして、ＧＰＵ１１５は、不透明ポリゴ
ンの描画がすべて終了すると、ＰＰＰ１２０から受信し
たパケットに配置されたポリゴンデータにしたがい、Ｚ
バッファ１３２を使用して、フレームメモリ１３１に対
し、ブレンディングポリゴンの描画を行う。なお、この
とき、ＧＰＵ１１５は、メインメモリ１１２に記憶され
た順序テーブルを参照することで、ブレンディングポリ
ゴンを、奥方向から手前方向に向かう順番で描画する。

【００４３】ここで、ある背景としてのポリゴンＢに重
ねて、ブレンディングポリゴンＦが前景として表示され
る場合（ポリゴンＢの手前にブレンディングポリゴンＦ
がある場合）、ＧＰＵ１１５では、例えば、次のような
ブレンディング（αブレンディング）処理が行われる。
即ち、ＧＰＵ１１５は、次式にしたがって、ブレンディ
ングデータＣを算出し、これを、フレームメモリ１３１
に書き込む。

【００４４】Ｃ＝（１−α）Ｆ＋αＢ・・・（１）但し、αは、０乃至１の範囲の値をとるブレンディング
レートと呼ばれるもので、これにより、ポリゴンＢが、
ブレンディングポリゴンＦを介して透けて見える度合い
が決定される。即ち、αが０に近いほど、ポリゴンＢは
見えにくくなり、αが１に近いほど、ポリゴンＢははっ
きり見えるようになる。

【００４５】フレームメモリ１３１に対する描画結果
は、ＧＰＵ１１５において適宜読み出され、ビデオ信号
として出力される。これにより、ゲームの画面（画像）
が表示される。

【００４６】一方、サブＣＰＵ１２１では、サブメモリ
１２２に記憶されたデータにしたがって、音声の生成を
指示するサウンドコマンドが生成される。このサウンド
コマンドは、パケット化され、サブバス１０２を介し
て、ＳＰＵ１２５に供給される。ＳＰＵ１２５は、サブ
ＣＰＵ１２１からのサウンドコマンドにしたがって、サ
ウンドメモリ１２９から音声データを読み出して出力す
る。これにより、ゲームのＢＧＭ（Background Music）
その他の音声が出力される。

【００４７】次に、図７のフローチャートを参照して、
図５のゲーム機本体２におけるポリゴンの描画処理につ
いて、さらに説明する。なお、図７に示す処理は、ポリ
ゴンの組合せにより定義される３次元画像（オブジェク
ト）の単位で行われる。

【００４８】まず最初に、ステップＳ１において、メイ
ンＣＰＵ１１１は、描画する３次元画像を構成するポリ
ゴンの総数を、変数Ｎにセットするとともに、そのポリ
ゴンの中のブレンディングポリゴンの数をカウントする
ための変数Ｍを０に初期化する。そして、メインＣＰＵ
１１１は、ステップＳ２において、変数Ｎが０に等しい
かどうかを判定する。ステップＳ２において、変数Ｎが
０に等しくないと判定された場合、即ち、処理すべきポ
リゴンがある場合、ステップＳ３に進み、メインＣＰＵ
１１１は、そのポリゴンがブレンディングポリゴンであ
るかどうかを判定する。ステップＳ３において、処理す
べきポリゴンがブレンディングポリゴンでないと判定さ
れた場合、即ち、不透明ポリゴンである場合、メインＣ
ＰＵ１１１は、その不透明ポリゴンのポリゴンデータを
パケットにして、ＧＰＵ１１５に転送する。この場合、
ＧＰＵ１１５では、そのパケットが受信され、ステップ
Ｓ４において、受信したパケットに配置されたポリゴン
データにしたがい、Ｚバッファ１３２を使用して、不透
明ポリゴンの描画が行われる。その後、ステップＳ５に
進み、変数Ｎが１だけデクリメントされ、ステップＳ２
に戻る。

【００４９】一方、ステップＳ３において、処理すべき
ポリゴンがブレンディングポリゴンであると判定された
場合、ステップＳ６に進み、変数Ｍが１だけインクリメ
ントされる。そして、メインＣＰＵ１１１は、そのブレ
ンディングポリゴンのポリゴンデータをパケットにし
て、ＰＰＰ１２０に転送する。ＰＰＰ１２０は、ブレン
ディングポリゴンのパケットを受信すると、そのブレン
ディングポリゴンに関する情報を、メインメモリ１１２
に記憶された順序テーブルに書き込むことで、Ｚソート
を行う。即ち、順序テーブルにおいては、例えば、図８
に示すように、その左欄にブレンディングポリゴンの深
さ（視点からの距離）がとられており、ＰＰＰ１２０
は、ブレンディングポリゴンの深さがｄである場合、左
欄がｄとなっている行の右欄に、そのブレンディングポ
リゴンを特定するための情報Ｐ_dを書き込む（登録す
る）。その後、ＰＰＰ１２０からＧＰＵ１１５に対し
て、順序テーブルに登録されたブレンディングポリゴン
のパケットが転送され、ステップＳ５を介して、ステッ
プＳ２に戻り、以下、ステップＳ２において、変数Ｎが
０に等しいと判定されるまで、ステップＳ２乃至Ｓ７の
処理を繰り返す。

【００５０】そして、ステップＳ２において、変数Ｎが
０に等しいと判定された場合、即ち、ある３次元画像を
構成するポリゴンすべてを、Ｚバッファ１３２を使用し
て描画するか、または順序テーブルに登録した場合、ス
テップＳ８に進み、変数Ｍが０に等しいかどうかが判定
される。ステップＳ８において、変数Ｍが０に等しくな
いと判定された場合、即ち、順序テーブルに登録されて
いるブレンディングポリゴンが存在する場合、ステップ
Ｓ９に進み、ＧＰＵ１１５は、順序テーブルを参照する
ことで、最も奥（最奥）にあるブレンディングポリゴン
を認識し、それを、Ｚバッファ１３２を使って描画す
る。そして、ＧＰＵ１１５は、ブレンディングポリゴン
に描画を終了すると、ステップＳ１０において、その描
画の終了したブレンディングポリゴンに対応する情報
を、順序テーブルから削除し、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、変数Ｍが１だけデクリメントさ
れ、ステップＳ８に戻り、以下、ステップＳ８におい
て、変数Ｍが０に等しいと判定されるまで、ステップＳ
８乃至Ｓ１１の処理を繰り返す。

【００５１】そして、ステップＳ８において、変数Ｍが
０に等しいと判定された場合、即ち、順序テーブルに登
録されたブレンディングポリゴンの描画をすべて終了し
た場合、処理を終了する。

【００５２】以上の処理によれば、次のような画像が
得られる。即ち、説明を簡単にするため、例えば、図９
に示すように、奥から手前方向に、ａ乃至ｄの１ドット
のポリゴンが完全に重なって１つの画像（オブジェク
ト）を構成しており、ポリゴンａおよびｄがブレンディ
ングポリゴンで、ポリゴンｃおよびｂが不透明ポリゴン
であるとする。この場合、不透明ポリゴンｃは、最も手
前にあるブレンディングポリゴンｄを介して透けて見え
るが、不透明ポリゴンｃより奥側に不透明ポリゴンｂお
よびブレンディングポリゴンａは見えないから、最終的
には、不透明ポリゴンｃとブレンディングポリゴンｄと
がブレンディングされた画像（不透明ポリゴンｃが、ブ
レンディングポリゴンｄを介して透けて見える画像）が
得られる。

【００５３】即ち、例えば、ポリゴンが、ｃ，ｂ，ｄ，
ａの順番で出現するとするとした場合、まず最初のポリ
ゴンとして不透明ポリゴンｃが出現すると、この不透明
ポリゴンｃは、最も手前のポリゴンとして、Ｚバッファ
１３２に描画され、このＺバッファ１３２を使用して、
フレームメモリ１３１に、不透明ポリゴンｃが描画され
る（ステップＳ４）。そして、２番目のポリゴンとして
不透明ポリゴンｂが出現すると、この不透明ポリゴンｂ
は、Ｚバッファ１３２に描画されている不透明ポリゴン
ｃよりも奥側に位置するものであるから、Ｚバッファ１
３２には描画されない。従って、この場合、Ｚバッファ
１３２を使用して描画が行われても、フレームメモリ１
３１には、不透明ポリゴンｂは描画されず、不透明ポリ
ゴンｃが描画されることになる（ステップＳ４）。

【００５４】その後、３番目のポリゴンであるｄが出現
すると、これはブレンディングポリゴンであるから、順
序テーブルに登録される（ステップＳ７）。同様に、４
番目のポリゴンであるａもブレンディングポリゴンであ
るから、順序テーブルに登録される（ステップＳ７）。

【００５５】以上のようにして、すべての不透明ポリゴ
ン（ここでは、ｂおよびｃ）の描画が終了するととも
に、すべてのブレンディングポリゴン（ここでは、ａお
よびｄ）の順序テーブルへの登録が終了すると、その順
序テーブルに登録されたブレンディングポリゴンが、奥
方向から手前方向に向かう順番で描画される（ステップ
Ｓ８乃至Ｓ１１）。即ち、図９の実施例では、ブレンデ
ィングポリゴンａが奥側、ブレンディングポリゴンｄが
手前側にあるので、ブレンディングポリゴンａ，ｄの順
番で描画が行われる。

【００５６】この場合、ブレンディングポリゴンａは、
Ｚバッファ１３２に描画されている不透明ポリゴンｃよ
りも奥側に位置するものであるから、Ｚバッファ１３２
には描画されない。従って、この場合、Ｚバッファ１３
２を使用して描画が行われても、フレームメモリ１３１
には、ブレンディングポリゴンａは描画されず、不透明
ポリゴンｃが描画されることになる（ステップＳ９）。

【００５７】また、ブレンディングポリゴンｄは、Ｚバ
ッファ１３２に描画されている不透明ポリゴンｃよりも
手前側に位置するものであるから、Ｚバッファ１３２に
描画される。従って、この場合、Ｚバッファ１３２を使
用して描画が行われることにより、フレームメモリ１３
１には、ブレンディングポリゴンｄが描画されることに
なる（ステップＳ９）。

【００５８】そして、この場合、ポリゴンｄは、ブレン
ディングポリゴンであるから、フレームメモリ１３１の
記憶内容とブレンディング処理される。即ち、ブレンデ
ィングポリゴンｄを前景Ｆとし、フレームメモリ１３１
に記憶されているポリゴンｃを背景Ｂとして、上述の式
（１）にしたがって、ブレンディングデータＣが算出さ
れ、これが、フレームメモリ１３１に描画される。

【００５９】従って、最終的には、不透明ポリゴンｃと
ブレンディングポリゴンｄとがブレンディングされた画
像が得られることになる。

【００６０】なお、式（１）による、ブレンディングポ
リゴンｄとのブレンディングに用いられるブレンディン
グレートαは、例えば、ブレンディングポリゴンｄのパ
ケットの中に含められるようになされている。

【００６１】次に、図９に示したような位置関係にある
ポリゴンａ乃至ｄが、例えば、ｂ，ｄ，ａ，ｃの順番で
出現したとする。この場合、まず最初のポリゴンとして
不透明ポリゴンｂが出現すると、この不透明ポリゴンｂ
は、最も手前のポリゴンとして、Ｚバッファ１３２に描
画され、このＺバッファ１３２を使用して、フレームメ
モリ１３１に、不透明ポリゴンｂが描画される（ステッ
プＳ４）。そして、２番目のポリゴンであるｄが出現す
ると、これはブレンディングポリゴンであるから、順序
テーブルに登録される（ステップＳ７）。同様に、３番
目のポリゴンであるａもブレンディングポリゴンである
から、順序テーブルに登録される（ステップＳ７）。

【００６２】そして、４番目のポリゴンとして不透明ポ
リゴンｃが出現すると、この不透明ポリゴンｃは、Ｚバ
ッファ１３２に描画されている不透明ポリゴンｂよりも
手前側に位置するものであるから、Ｚバッファ１３２に
描画される。従って、この場合、Ｚバッファ１３２を使
用して描画が行われることにより、フレームメモリ１３
１には、不透明ポリゴンｃが描画されることになる（ス
テップＳ４）。

【００６３】以上のようにして、すべての不透明ポリゴ
ン（ｂおよびｃ）の描画が終了するとともに、すべての
ブレンディングポリゴン（ａおよびｄ）の順序テーブル
への登録が終了すると、その順序テーブルに登録された
ブレンディングポリゴンが、奥方向から手前方向に向か
う順番で描画される（ステップＳ８乃至Ｓ１１）。即
ち、この場合、上述したように、ブレンディングポリゴ
ンａは、Ｚバッファ１３２に描画されている不透明ポリ
ゴンｃよりも奥側に位置するものであるから、Ｚバッフ
ァ１３２には描画されない。従って、この場合、Ｚバッ
ファ１３２を使用して描画が行われても、フレームメモ
リ１３１には、ブレンディングポリゴンａは描画され
ず、不透明ポリゴンｃが描画されることになる（ステッ
プＳ９）。

【００６４】また、ブレンディングポリゴンｄは、Ｚバ
ッファ１３２に描画されている不透明ポリゴンｃよりも
手前側に位置するものであるから、Ｚバッファ１３２に
描画される。従って、この場合、Ｚバッファ１３２を使
用して描画が行われることにより、フレームメモリ１３
１には、ブレンディングポリゴンｄが描画されることに
なる（ステップＳ９）。そして、この場合、ブレンディ
ングポリゴンｄは、上述の場合と同様に、フレームメモ
リ１３１の記憶内容、即ち、不透明ポリゴンｃとブレン
ディング処理される。従って、最終的には、やはり、不
透明ポリゴンｃとブレンディングポリゴンｄとがブレン
ディングされた画像が得られることになる。

【００６５】次に、図９で説明したようなブレンディン
グポリゴンａおよびｄ、並びに不透明ポリゴンｃおよび
ｄが、例えば、図１０に示すように、手前から奥方向
に、ｄ，ａ，ｃ，ｂの順番で並んでいるとする。この場
合、手前から２番目のブレンディングポリゴンａは、最
も手前にあるブレンディングポリゴンｄを介して透けて
見え、さらに、手前から３番目の不透明ポリゴンｃは、
その前にある２つのブレンディングポリゴンｄおよびａ
を介して透けて見えるが、不透明ポリゴンｃより奥側に
不透明ポリゴンｂは見えないから、最終的には、不透明
ポリゴンｃ、ブレンディングポリゴンａ、およびｄがブ
レンディングされた画像（不透明ポリゴンｃが、ブレン
ディングポリゴンｄおよびａを介して透けて見える画
像）が得られる。

【００６６】即ち、例えば、ポリゴンが、ｃ，ｂ，ｄ，
ａの順番で出現するとするとした場合、まず最初のポリ
ゴンとして不透明ポリゴンｃが出現すると、この不透明
ポリゴンｃは、最も手前のポリゴンとして、Ｚバッファ
１３２に描画され、このＺバッファ１３２を使用して、
フレームメモリ１３１に、不透明ポリゴンｃが描画され
る（ステップＳ４）。そして、２番目のポリゴンとして
不透明ポリゴンｂが出現すると、この不透明ポリゴンｂ
は、Ｚバッファ１３２に描画されている不透明ポリゴン
ｃよりも奥側に位置するものであるから、Ｚバッファ１
３２には描画されない。従って、この場合、Ｚバッファ
１３２を使用して描画が行われても、フレームメモリ１
３１には、不透明ポリゴンｂは描画されず、不透明ポリ
ゴンｃが描画されることになる（ステップＳ４）。

【００６７】その後、３番目のポリゴンであるｄが出現
すると、これはブレンディングポリゴンであるから、順
序テーブルに登録される（ステップＳ７）。同様に、４
番目のポリゴンであるａもブレンディングポリゴンであ
るから、順序テーブルに登録される（ステップＳ７）。

【００６８】以上のようにして、すべての不透明ポリゴ
ン（ｂおよびｃ）の描画が終了するとともに、すべての
ブレンディングポリゴン（ａおよびｄ）の順序テーブル
への登録が終了すると、その順序テーブルに登録された
ブレンディングポリゴンが、奥方向から手前方向に向か
う順番で描画される（ステップＳ８乃至Ｓ１１）。即
ち、図１０の実施例では、ブレンディングポリゴンａが
奥側、ブレンディングポリゴンｄが手前側にあるので、
ブレンディングポリゴンａ，ｄの順番で描画が行われ
る。

【００６９】この場合、ブレンディングポリゴンａは、
Ｚバッファ１３２に描画されている不透明ポリゴンｃよ
りも手前側に位置するものであるから、Ｚバッファ１３
２に描画される。従って、この場合、Ｚバッファ１３２
を使用して描画が行われることにより、フレームメモリ
１３１には、ブレンディングポリゴンａが描画されるこ
とになる（ステップＳ９）。なお、ポリゴンａは、ブレ
ンディングポリゴンであるから、フレームメモリ１３１
の記憶内容、即ち、不透明ポリゴンｃとブレンディング
処理され、これにより、次式で示されるブレンディング
データＣ_a+cが、フレームメモリ１３１に描画される。

【００７０】Ｃ_a+c＝（１−α_a）ａ＋α_aｃ但し、α_aは、ブレンディングポリゴンａとのブレンデ
ィングに用いられるブレンディングレートを表す。

【００７１】そして、ブレンディングポリゴンｄは、Ｚ
バッファ１３２に描画されているブレンディングポリゴ
ンａよりも手前側に位置するものであるから、Ｚバッフ
ァ１３２に描画される。従って、この場合、Ｚバッファ
１３２を使用して描画が行われることにより、フレーム
メモリ１３１には、ブレンディングポリゴンｄが描画さ
れることになる（ステップＳ９）。なお、ポリゴンｄ
は、ブレンディングポリゴンであるから、フレームメモ
リ１３１の記憶内容、即ち、上述のブレンディングデー
タＣ_a+cとブレンディング処理され、これにより、次式
で示されるブレンディングデータＣ_a+c+dが、フレーム
メモリ１３１に描画される。

【００７２】Ｃ_a+c+d＝（１−α_d）ｄ＋α_dＣ_a+c 但し、α_dは、ブレンディングポリゴンｄとのブレンデ
ィングに用いられるブレンディングレートを表す。

【００７３】従って、上述したように、最終的には、不
透明ポリゴンｃ、ブレンディングポリゴンａ、およびｄ
がブレンディングされた画像（正確には、不透明ポリゴ
ンｃとブレンディングポリゴンａとのブレンディング処
理結果に、ブレンディングポリゴンｄをブレンディング
したもの）が得られることになる。

【００７４】以上のように、ポリゴンを、ブレンディン
グポリゴンと不透明ポリゴンとに区別し、不透明ポリゴ
ンを、Ｚバッファ１３２を使用して描画するとともに、
ブレンディングポリゴンをＺソートすることにより、そ
の深さ方向順に並べ替えて順序テーブルに登録し、不透
明ポリゴンの描画を終了した後、ブレンディングポリゴ
ンを、順序テーブルを参照して、奥方向から手前方向に
向かう順番で描画するようにしたので、Ｚバッファ１３
２の順序依存性に拘らず、不透明ポリゴンおよびブレン
ディングポリゴンを含む画像を、その位置関係に対応し
てブレンディングしながら、高速に描画することが可能
となる。

【００７５】以上、本発明を、ビデオゲーム機に適用し
た場合について説明したが、本発明は、その他、画像に
特殊効果を与えるエフェクタや、ＣＡＤなどのコンピュ
ータグラフィックス処理を行う装置その他に適用可能で
ある。

【００７６】なお、本実施例においては、ポリゴンがブ
レンディングポリゴンであるか、または不透明ポリゴン
であるかの区別を、メインＣＰＵ１１１に行わせるよう
にしたが、この処理は、ポリゴンのパケットをすべて、
メインＣＰＵ１１１からＰＰＰ１２０に転送し、ＰＰＰ
１２０において行わせるようにすることも可能である。

【００７７】また、Ｚソートについては、例えば、特開
平７−１１４６５４号公報などに開示されている手法を
用いることが可能である。

【００７８】

【発明の効果】請求項１に記載の描画装置および請求項
３に記載の描画方法によれば、単位図形が、半透明なも
のと不透明なものとに区別され、不透明な単位図形は、
Ｚバッファを使用して描画される。また、半透明な単位
図形は、その深さ方向順に並べ替えられ、Ｚバッファを
使用して描画される。従って、Ｚバッファを使用して、
不透明な単位図形と半透明な単位図形とを含む画像を高
速に描画することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したビデオゲーム機の一実施例の
構成を示す平面図である。

【図２】図１のビデオゲーム機の正面図である。

【図３】図１のビデオゲーム機の側面図である。

【図４】ＣＤ−ＲＯＭ５１を示す平面図である。

【図５】図１のゲーム機本体２の電気的構成例を示すブ
ロック図である。

【図６】図５のグラフィックメモリ１１８の詳細構成例
を示すブロック図である。

【図７】図５のゲーム機本体２におけるポリゴンの描画
処理を説明するためのフローチャートである。

【図８】順序テーブルを説明するための図である。

【図９】図５のゲーム機本体２におけるポリゴンの描画
処理を説明するための図である。

【図１０】図５のゲーム機本体２におけるポリゴンの描
画処理を説明するための図である。

【符号の説明】

１１１メインＣＰＵ（区別手段），１１２メイン
メモリ，１１５ＧＰＵ（描画手段），１１７Ｇ
ＴＥ，１１８グラフィックメモリ，１２０ＰＰ
Ｐ（並べ替え手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】単位図形の組合せにより定義される画像
を、Ｚバッファを使用して描画する描画装置であって、前記単位図形を、半透明な単位図形と不透明な単位図形
とに区別する区別手段と、前記区別手段によって前記半透明な単位図形と区別され
た前記単位図形全てについて、それぞれの単位図形の視
点からの深さを示すＺ値を当該単位図形を特定する情報
と対応づけて登録するＺ値登録手段と、前記区別手段によって前記不透明な単位図形と区別され
た前記単位図形全てを前記Ｚバッファを使用して描画し
た後、前記Ｚ値登録手段によって登録されたＺ値に従っ
て、前記視点からの深さ方向において奥にあるものから
順に前記半透明な単位図形を前記Ｚバッファを使用して
描画する描画手段と、を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項２】単位図形の組合せにより定義される画像
を、Ｚバッファを使用して描画する描画装置であって、前記画像を構成する前記単位図形全てについて、処理す
べき前記単位図形が半透明な単位図形であるかを判定
し、半透明な単位図形でないと判定した場合、前記Ｚバ
ッファを使用して描画し、半透明な単位図形であると判
定した場合、当該単位図形の視点からの深さを示すＺ値
と当該Ｚ値を有する単位図形を特定する情報とを対応付
けて順序テーブルに登録する第一の描画処理手段と、前記第一の描画処理手段において、前記画像を構成する
単位図形全ての処理が終了した後、前記順序テーブルに
従い、前記半透明な単位図形を、視点から深さ方向にお
いて奥にあるものから順に、前記Ｚバッファを使用して
描画する第二の描画処理手段とを備えることを特徴とする描画装置。
【請求項３】単位図形の組合せにより定義される画像
を、Ｚバッファを使用して描画する描画方法であって、前記画像を構成する前記単位図形全てについて、処理す
べき前記単位図形が半透明な単位図形であるかを判定
し、半透明な単位図形でないと判定した場合、前記Ｚバ
ッファを使用して描画し、半透明な単位図形であると判
定した場合、当該単位図形の視点からの深さを示すＺ値
と当該Ｚ値を有する単位図形を特定する情報とを対応付
けて順序テーブルに登録する第一の描画処理ステップ
と、前記順序テーブルに従い、前記半透明な単位図形を、視
点から深さ方向において奥にあるものから順に、前記Ｚ
バッファを使用して描画する第二の描画処理ステップとを備えることを特徴とする描画方法。