JP3549871B2 - 描画処理装置及び方法、描画処理プログラムを記録した記録媒体、描画処理プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば３次元画像情報をテレビジョンモニタ装置などの２次元画面上へ描画する描画処理方法及び装置、描画処理プログラムを記録した記録媒体、描画処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のゲームコンソール装置やパーソナルコンピュータは、プロセッサやメモリ等の高集積化、高速化等が進んでいる。したがって、それらにより構成された描画処理装置は、３次元画像情報から、精細で高品位、且つ多様性に富み、リアリティ性の高い２次元画像をリアルタイムに生成し、２次元スクリーン上に描画することが可能となっている。
【０００３】
３次元画像情報を２次元画面上に描画する場合、描画処理装置は、３次元ポリゴンのデータに対して、座標変換処理，クリッピング（Ｃｌｉｐｐｉｎｇ）処理，ライティング（Ｌｉｇｈｔｉｎｇ）処理等のジオメトリ（Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）処理を施し、さらにそのジオメトリ処理後のデータを透視投影変換処理する。また、描画処理装置は、種々の色や模様からなるテクスチャをポリゴンの表面に貼り付けることで、オブジェクトに所望の色や模様を付ける。なお、ポリゴンへのテクスチャの貼り付けは、一般にテクスチャマッピングと呼ばれている。
【０００４】
ところで、描画処理装置は、以下の描画手法を採用することにより、水面等に光源が映り込んだ状態の画像、つまり、スペキュラー（ｓｐｅｃｕｌａｒ）画像を生成可能である。スペキュラー画像を描画する場合、描画処理装置は、先ず、光源が映り込む部分のポリゴンの各頂点のＲ，Ｇ，Ｂ値を、光源の明るさに応じて設定する。そして、描画処理装置は、所謂フラットシェーディングやグーロシェーディング等の処理により、各頂点間の明るさを線形補間する。
【０００５】
この描画手法の場合、ポリゴンの各頂点間のＲ，Ｇ，Ｂ値の変化は、線形になる。このため、例えば隣り合ったポリゴン同士で、明るさが著しく異なってしまうことがある。したがって、この描画手法は、自然なスペキュラー画像を表現することが難しい。
【０００６】
また、描画処理装置は、以下の描画手法により、光源を水面等に映り込ませた状態の画像を生成することもある。この場合の描画処理装置は、光源の明るさや色の違いにそれぞれ対応できるだけの多数のテクスチャを予め用意して格納している。そして、描画処理装置は、ポリゴン頂点の法線ベクトル、視線ベクトル、光源の方向、色、光源の明るさからポリゴン各頂点のＲ，Ｇ，Ｂ値を求め、それら各頂点のＲ，Ｇ，Ｂ値に応じたテクスチャマッピングを行う。この描画手法は、前述の描画手法に比べて、太陽や月の水面への映り込み等を、より自然に表現できることが特徴となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この描画手法は、光源の明るさや色の違い等にそれぞれ対応できるだけの膨大な数のテクスチャを予め用意しておかなければならない。
【０００８】
すなわち例えば光源として太陽や月を例に挙げた場合、実際の太陽や月は、地上からの高さ（つまり仰角）や、天候状態（快晴、薄曇り、空気中の湿度、塵など）によってその色や明るさが見かけ上異なる。また、それら見かけ上の色や明るさは、太陽や月の移動（つまり地球の自転による見かけ上の移動）に応じて、時間と共に変化する。したがって、太陽や月の光が水面へ映り込んだ描画を行う場合、描画処理装置は、より自然な映り込み描画を実現するために、太陽や月の高さや天候状態に応じた見かけ上の色や明るさを全て表現し、且つ、時間と共に変化する色や明るさを全て表現できるだけの膨大な数のテクスチャを、予め用意して格納しておかなければならない。さらに、水面の反射率は、光が水面へ入射する時の入射角や、光が水面で反射される時の反射角、つまり視線と水面との角度により変化する。このため、描画処理装置は、それら様々な反射率の変化を全て表現できるだけの膨大な数のテクスチャを、予め用意して格納しておかなければならない。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、特に太陽や月の水面への映り込みを描画する場合に、膨大な数のテクスチャを予め用意しておかなくても、より自然な描画を実現可能とする、描画処理方法及び装置、描画処理プログラムを記録した記録媒体、描画処理プログラムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定する。そして、本発明は、各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定する。
【００１１】
すなわち、本発明は、光源光がポリゴン頂点部分で反射されて視点へ向かう光の明るさから参照用座標値が決定されており、その参照用座標値によりテーブルから参照されたカラー値がポリゴン頂点のカラー値となされることで、光源が映り込むポリゴン頂点部分の色及び明るさが決められている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本実施の形態の描画処理装置は、図１に示すように、色及び明るさを表す各値により構成されたテーブルＶＴＸを、バッファ内に格納している。
【００１３】
このテーブルＶＴＸ内の色及び明るさを表す各値は、２次元座標値であるパラメータｕ，ｖにより特定可能となされている。図１のパラメータｕは、図の横軸方向の左から右に向かってその値が漸次的に大きくなり、一方、パラメータｖは、図の縦軸方向の下から上に向かってその値が漸次的に大きくなる。また、当該テーブルＶＴＸは、パラメータｕの漸次的変化に対応して色相が漸次的に変化すると共に、パラメータｖの漸次的変化に対応して明度が漸次的に変化するものとなされている。すなわち、当該テーブルＶＴＸは、図の横軸方向の色の変化がグラデーションとなされ、縦軸方向の明るさの変化がグラデーションとなされている。もちろん、この図１のテーブルＶＴＸは一例であり、パラメータｕで明るさが特定され、パラメータｖで色が特定されても良い。色のグラデーションは、図１の例のように赤色から白色へ徐々に色相が変化するグラデーションの他に、青色から黒色へのグラデーションや、青色から赤色へのグラデーション、白色（或いは明るい黄色）→オレンジ色→赤色→群青色→黒色へのグラデーションなど、種々のグラデーションが考えられる。明るさのグラデーションは、図１の例のようにパラメータｖの値が大きくなるにつれて「暗」から「明」へ明度が変化するグラデーションの他に、その逆も考えられる。なお、描画処理装置は、様々な色のテーブルＶＴＸをバッファ内に格納していても良い。
【００１４】
ここで、当該テーブルＶＴＸは、色及び明るさを表す各値により構成されるものであるため、テクスチャとして用意することができる。本発明実施の形態では、上記図１に示すテーブルＶＴＸを、テクスチャの一つとして、テクスチャバッファ内に格納することとする。すなわち、テーブルＶＴＸは、各テクセルが、上記色及び明るさを表す値により構成されるテクスチャとしてテクスチャバッファ内に格納されている。勿論、テクスチャバッファには、所謂テクスチャマッピングに用いられる通常のテクスチャも格納されている。なおこれ以降は、テーブルＶＴＸを特にバーテックスカラーテクスチャＶＴＸと表記する。
【００１５】
描画処理装置は、水面等を構成するポリゴン表面に光源が映り込むスペキュラー画像を描画する場合、先ず、描画すべき色及び明るさを決定し、その描画すべき色及び明るさに応じて、ポリゴンの頂点にアサインされるテクスチャマッピングのパラメータ（以下、テクスチャアドレスＵ，Ｖと表記する）を決定する。そして、描画処理装置は、そのテクスチャアドレスＵ，Ｖを、図１のバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのパラメータｕ，ｖに設定する。すなわちこのときのバーテックスカラーテクスチャＶＴＸは、ポリゴン頂点の明るさ及び色を決定するためのルックアップテーブルとして用いられる。その後、描画処理装置は、ポリゴン内の各ピクセルに対応するテクセル参照用アドレスを求め、それら各テクセル参照用アドレスに対応したパラメータｕ，ｖを用いて、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸから色及び明るさを参照し、ポリゴンにマッピングする。ここで、上述したように、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸの色及び明るさはグラデーションとなされており、また、色は様々なものが用意されている。このため、描画処理装置は、ポリゴン内での色及び明るさの多様な補間を、擬似的に実現できることになる。
【００１６】
以下、例えば太陽光を水面へ映り込ませたときのスペキュラー画像を描画する場合を例に挙げ、描画処理装置が、ポリゴン頂点のパラメータｕ，ｖをどのようにして決定して、ポリゴン頂点に色と明るさを割り当てるのかを、図２を参照しながら説明する。なお、図２の例は、説明を簡略化するために、図中の各ベクトルＬ，ｎ，Ｅ，Ｒの大きさを全て「１」に正規化しているとする。
【００１７】
先ず、パラメータｖの決定方法から説明する。
【００１８】
描画処理装置は、太陽（以下光源ｌｓとする）が映り込んだ部分の水面を構成するポリゴンＰＧの明るさ、つまり映り込んだ太陽光の明るさを、スペキュラー成分の大きさとして求める。具体的にいうと、描画処理装置は、ポリゴンＰＧ上のある点ｐｔからの法線ベクトルｎと、点ｐｔと光源ｌｓの間の光源ベクトルＬを求め、さらに、光源ベクトルＬと法線ベクトルｎとから反射ベクトルＲを求める。次に、描画処理装置は、点ｐｔから視点ＰＶの間の視線ベクトルＥを求め、その視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとの間の角度θを求める。そして、描画処理装置は、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａを、スペキュラー成分の大きさとして求める。
【００１９】
ここで、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａが１のとき（θが０度のとき）、光源ｌｓの反射光は最も明るく見えることになり、スペキュラー成分は最大になる。一方、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａが０のとき（θが９０度のとき）、視点ＰＶから光源ｌｓの反射光は見えなくなり、スペキュラー成分は０となる。つまり、上記角θが小さくなればなるほど、上記スペキュラー成分は大きくなり、逆に、上記角θが大きくなればなるほど、上記スペキュラー成分は小さくなる。
【００２０】
したがって、スペキュラー成分を表すコサイン値ａ＝０〜１の変化に応じたパラメータｖを選択し、そのパラメータｖによりバーテックスカラーテクスチャＶＴＸから明るさの値を参照すれば、描画処理装置は、上記角度θに応じた明るさの光源光をポリゴンに映り込ませることが可能になる。言い換えると、描画処理装置は、上記角θが小さくなるほどパラメータｖとして大きな値を選択することになり、一方、上記角θが大きくなるほどパラメータｖとして小さな値を選択することになる。そして、描画処理装置は、そのパラメータｖにより上記バーテックスカラーテクスチャＶＴＸから明るさの値を参照することで、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θに応じた明るさの光源光をポリゴンに映り込ませたスペキュラー画像を描画できることになる。
【００２１】
より具体的な処理として、描画処理装置は、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａを引数とした関数ｆ（ａ）を用い、ｆ（ａ）＝ｖとしてバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのパラメータｖを選択し、そのパラメータｖをポリゴンＰＧの各頂点ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４に割り当てる。
【００２２】
これにより、描画処理装置は、スペキュラー成分に応じた明るさを表現可能となる。
【００２３】
次に、パラメータｕの決定方法を説明する。なお、ここでは、水面を構成するポリゴンＰＧの表面に映り込んだ光源の色を、時間の変化に応じて変更していく場合のパラメータｕの決定方法を例に挙げている。すなわち、図１に示したように、パラメータｕの値が小さくなるに従って白色から赤色へ色相が変化するグラデーションとなされたバーテックスカラーテクスチャＶＴＸを用いた場合、例えばパラメータｕを時間経過に応じて徐々に小さな値にしていけば、描画処理装置は、昼間から夕方のシーンに移行するときに、夕焼けにより徐々に赤く変化していく太陽光の映り込みを表現可能となる。
【００２４】
ポリゴンに映り込んだ光源の色を時間経過に応じて変化させる場合、描画処理装置は、時間ｔを引数とした関数ｇ（ｔ）を用い、ｇ（ｔ）＝ｕとしてバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのパラメータｕを選択し、そのパラメータｕをポリゴンの各頂点ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４に割り当てる。
【００２５】
このように、描画処理装置は、時間の経過に応じて変化するパラメータｕを、ポリゴン頂点ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４のテクスチャアドレスＵとして設定することにより、時間経過に応じて光源の映り込み部分の色が変化していく様子を表現可能となっている。なお、描画処理装置は、ｇ（ｔ）＝ｖとして、ポリゴン頂点にパラメータｖを割り当てることにより、当該ポリゴンに映り込んだ光源の明るさを時間経過に応じて変化させることも勿論可能である。
【００２６】
次に、他の例として、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸは、ある値のパラメータｕを境界として領域分割され、その境界により分けられた各領域部分の色を異ならせたものにすることも可能である。図３は、図中のｐｕで示される線分を境界として領域分割を行い、当該線分ｐｕで示す値以下のパラメータｕに対応する領域部分８１には昼に相当する色（例えば昼の海面に映り込む太陽光の色）を配し、線分ｐｕで示す値より大きいパラメータｕに対応する領域部分８２には夜に相当する色（例えば夜の海面に映り込む月光の色）を配したバーテックスカラーテクスチャＶＴＸａを示している。描画処理装置は、このバーテックスカラーテクスチャＶＴＸａを用いることで、昼のシーンと夜のシーンの両方における光源の映り込みを表現することが可能となる。
【００２７】
すなわち、描画処理装置は、図３に示すバーテックスカラーテクスチャＶＴＸａを用い、関数ｇ（ｔ）＝ｕとしてパラメータｕを選択すれば、時間の経過に応じて昼のシーンから夜のシーンまで連続的に変化する映り込み描画を実現可能となる。
【００２８】
また例えば、昼の海面に映り込む太陽光の色に相当する領域部分８１と夜の海面に映り込む月光の色に相当する領域部分８２の間に、さらに夕方の海面に映り込む夕日の色に相当する領域部分を設けたバーテックスカラーテクスチャＶＴＸを用いれば、描画処理装置は、昼から夕方、夕方から夜の状態へ移行する際の映り込み描画を、より自然に表現できることになる。
【００２９】
さらに、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸは、図４に示すように、パラメータｕ方向の領域分割と共に、パラメータｖ方向の領域分割を行ったものであっても良い。すなわち図４に示すバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂは、図中のｐｕで示される線分と図中のｐｖで示される線分を境界として領域分割が行われている。このバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂにおいて、図中の線分ｐｕで示す値以下のパラメータｕで、且つ線分ｐｖで示す値以下のパラメータｖにより囲まれた領域部分８３には、例えば昼の海面の色が配されている。また、図中の線分ｐｕで示す値以下のパラメータｕで且つ線分ｐｖで示す値より大きいパラメータｖにより囲まれた領域部分８１には、昼の海面に映り込む太陽光に相当する色が配されている。また、図中の線分ｐｕで示す値より大きいパラメータｕで且つ線分ｐｖで示す値以下のパラメータｖにより囲まれた領域部分８４には、例えば夜の海面の色が配されている。さらに、図中の線分ｐｕで示す値より大きいパラメータｕで且つ線分ｐｖで示す値より大きいパラメータｖにより囲まれた領域部分８２には、夜の海面に映り込む月光の色が配されている。
【００３０】
この図４の例においても図３と同様に、関数ｇ（ｔ）＝ｕとしてパラメータｕを選択すれば、描画処理装置は、時間の経過に応じて昼のシーンから夜のシーンまで連続的に変化する描画を実現可能となる。なお、図４の例に、さらに夕焼けの海面の色や夕焼けの太陽の色に相当する領域部分を設けたバーテックスカラーテクスチャＶＴＸを用いれば、描画処理装置は、昼から夕方、夕方から夜のシーンへ移行する際の描画を、より自然に表現できることになる。
【００３１】
図５は、図４のバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂを用い、例えば昼間の太陽光ＲＳＵが海面ＯＣに映り込んだ状態の描画例を示している。なお、図５は、空ＳＫと海面ＯＣが描かれ、さらに海面ＯＣに太陽光ＲＳＵが映り込んでいる様子が描画された具体例である。
【００３２】
ここで、図５の描画を行う場合、描画処理装置は、前記図２の視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａが１付近になる部分、つまり光源（太陽）を映り込ませたい部分については、図４のバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂの上記領域部分８１に含まれるパラメータｕ及びパラメータｖを選択する。一方、描画処理装置は、図２の視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａが０付近になる部分、つまり光源（太陽）が映り込まない部分については、図４のバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂの上記領域部分８３に含まれるパラメータｕ及びパラメータｖを選択する。このように、描画処理装置は、太陽が映り込む部分については上記領域部分８１に含まれるパラメータｕ及びパラメータｖを選択し、一方、太陽が映り込まない部分については上記領域部分８３に含まれるパラメータｕ及びパラメータｖを選択することにより、図５の例のように、昼の海面ＯＣ上にある程度の大きさを有する太陽光ＲＳＵが映り込んだ状態で、且つ、当該映り込んでいる太陽光ＲＳＵやその周辺の海面ＯＣの色及び明るさがグラデーションとなされた、自然な映り込みを描画可能となっている。
【００３３】
また、描画処理装置は、この図４に示すバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂを用い、夜の海面に映る月光部分のパラメータｕ，ｖを領域部分８２から選択し、月光が映り込まない夜の海面部分のパラメータｕ，ｖを領域部分８４から選択することで、図５の海面ＯＣを夜の海面の色にでき、また、図５の太陽光ＲＳＵを月光に変更した表現が可能となる。
【００３４】
さらに他の例として、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸの各テクセルの値は、透明度を表すアルファ値を含んでいても良い。この場合のアルファ値は、縦軸方向のパラメータｖの漸次的な変化と対応して、その値が変化するものとなされる。バーテックスカラーテクスチャＶＴＸの各テクセルにアルファ値を含ませた場合、描画処理装置は、例えば、太陽光が水面に映り込む描画を行ったときに、視線と水面法線との角度に応じて当該水面を半透明にする描画、つまり水面の反射率の変化を表現した描画を実現できる。
【００３５】
次に、図６は、上述した描画処理を実現する描画処理装置の具体的構成例を示す。なお、本実施の形態の描画処理装置は、例えばディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）若しくはグラフィックプロセッサ（ＧＰ）等のハードウェアにより本実施の形態の描画処理を実現する場合の一例である。ＤＳＰやＧＰにより描画処理を実現する場合、図６の各構成要素はそれらＤＳＰやＧＰの内部処理ユニットに相当する。
【００３６】
図６において、メモリ５１は、ポリゴンなどの図形情報（頂点座標値，頂点のＲＧＢカラー値，マップ座標値，ベクトル値などの頂点情報や頂点連結情報）を格納する。なお、図形情報は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等の各種記録媒体や、有線或いは無線による通信媒体，伝送媒体等を介して取り込むことができる。
【００３７】
ジオメトリ演算部５０は、メモリ５１に格納された図形情報を読み出し、その図形情報に対して、いわゆるアフィン変換、スクリーン座標への投影変換、頂点に対する光源計算、行列演算、ベクトル演算処理などを行う。
【００３８】
ここで、ジオメトリ演算部５０は、描画すべき色に応じてパラメータｕを決定すると共に、図２で説明した光源ｌｓ、光源ベクトルＬ、法線ベクトルｎ、視点ＰＶ、視線ベクトルＥ、反射ベクトルＲや、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａ（スペキュラー成分）に基づいてパラメータｖを決定する、パラメータ決定部６０も備えている。特に、例えばポリゴン表面に映り込む光源の明るさのパラメータｖを決定する際、パラメータ決定部６０は、前述の図２で説明したように、光源ベクトルＬ、ポリゴンの法線ベクトルｎ、反射ベクトルＲ、視線ベクトルＥ等を求め、さらに反射ベクトルＲと視線ベクトルＥのなす角θのコサイン値ａに基づいてパラメータｖを決定する。また、時間の変化に応じて色を変更する場合、パラメータ決定部６０は、時間経過によりパラメータｕを変更する。
【００３９】
ジオメトリ演算部５０から出力された図形情報（ポリゴンデータ）は、レンダリング部５２へ送られる。
【００４０】
レンダリング部５２は、ポリゴンをスクリーン上に描画するための演算処理を行う部分であり、ジオメトリ演算部５０から送られてきたポリゴンデータをピクセル化する。当該レンダリング部５２は、大別してポリゴンセットアップ／ラスタライジング部６１（以下、ＰＳＲ部６１と表記する）と、ピクセルパイプライン部６２と、フレームバッファ６３とからなる。
【００４１】
また、このレンダリング部５２は、テクスチャバッファ５５とＺバッファ５６が併設されている。テクスチャバッファ５５は、通常のテクスチャ６８と、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸとを少なくとも格納している。Ｚバッファ５６は、視点からの画像の奥行き方向の距離を表すＺ値を格納している。これらバーテックスカラーテクスチャＶＴＸ，通常のテクスチャ６８，Ｚ値は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等の各種記録媒体や、有線或いは無線による通信媒体，伝送媒体等を介して取り込まれたものである。
【００４２】
レンダリング部５２のＰＳＲ部６１は、ジオメトリ演算部５０から送られてくるポリゴンデータの取り込みとそのバッファリングを行い、さらに、ラスタライジング処理によりピクセル化とテクセル座標値（２次元座標参照用アドレス）の計算等を行う。また、ＰＳＲ部６１は、ポリゴン頂点のパラメータｕ，ｖから、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸを参照するためのテクセル座標値を求める。なお、通常のテクスチャをポリゴンに貼り付ける場合、ＰＳＲ部６１は、上記通常のテクスチャ６８を参照するためのテクセル座標値の生成を行う。その後、当該ＰＳＲ部６１は、各ピクセルデータとテクセル座標値を、ピクセルパイプライン部６２に送出する。
【００４３】
ピクセルパイプライン部６２は、テクセル座標値を用いて、テクスチャバッファ５５に用意されている通常のテクスチャ６８、或いはバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのテクセルカラーを参照し、さらにＺバッファ５６のＺ値を考慮して、テクスチャマッピングを行う。このピクセルパイプライン部６２から出力された、テクスチャマッピング処理後のピクセルデータは、フレームバッファ６３へ送られる。
【００４４】
フレームバッファ６３は、少なくともテレビジョンモニタ装置等のディスプレイ（スクリーン）に対応したメモリ空間上に、当該ディスプレイのスクリーン座標に対応するようにして各ピクセルデータを書き込む。このフレームバッファ６３により形成されたフレーム単位のスクリーンデータは、その後ディスプレイコントローラ５３からの要求に応じて読み出される。
【００４５】
ディスプレイコントローラ５３は、テレビジョンモニタ装置の水平同期信号、垂直同期信号などを生成すると共に、そのモニタ装置の表示タイミングに従い、フレームバッファ６３からピクセルデータをライン状に順次取り出す。このライン状に順次取り出されたカラー値からなる２次元画像は、テレビジョンモニタ装置等のディスプレイ５４上に表示される。
【００４６】
本実施の形態の描画処理は、ハードウェア構成により実現する場合だけでなく、ソフトウェア（コンピュータ等のアプリケーションプログラム）により実現することも勿論可能である。
【００４７】
図７、図８には、本実施の形態の描画処理をコンピュータ上で実現する場合の構成及び動作を示す。図８は、図７のコンピュータのＣＰＵ１２３が、本発明の描画処理プログラムを実行する場合の処理の流れを示している。
【００４８】
図７において、記憶部１２８は、例えばハードディスク及びそのドライブからなる。当該記憶部１２８は、オペレーティングシステムプログラムや、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の各種の記録媒体から取り込まれたり、通信回線を介して取り込まれた、本実施の形態の描画処理プログラムを含むコンピュータプログラム１２９、ポリゴン描画のための図形情報や通常テクスチャ、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸ、Ｚ値等の各種のデータ１３０等を記憶している。
【００４９】
通信部１２１は、例えばアナログ公衆電話回線に接続するためのモデム、ケーブルテレビジョン網に接続するためのケーブルモデム、ＩＳＤＮ（総合ディジタル通信網）に接続するためのターミナルアダプタ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）に接続するためのモデムなどのように、外部とデータ通信を行うための通信デバイスである。通信Ｉ／Ｆ部１２２は、通信部１２１と内部バス（ＢＵＳ）との間でデータのやりとりを可能とするためのプロトコル変換等を行うインターフェイスデバイスである。
【００５０】
入力部１３３は、例えばキーボードやマウス、タッチパッドなどの入力装置である。ユーザＩ／Ｆ部１３２は、入力部１３３からの信号を内部に供給するためのインターフェイスデバイスである。
【００５１】
ドライブ部１３５は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク等のディスク媒体１５１や、カード状等の半導体メモリなどから、各種のプログラムやデータを読み出し可能なドライブ装置である。ドライブＩ／Ｆ部１３４は、ドライブ部１３５からの信号を内部に供給するためのインターフェイスデバイスである。
【００５２】
表示部１３７は、例えばＣＲＴ（陰極線管）や液晶等の表示デバイスである。表示ドライブ部１３６は、表示部１３７を表示駆動させるドライブデバイスである。
【００５３】
ＣＰＵ１２３は、記憶部１２８に記憶されているオペレーティングシステムプログラムや本実施の形態のコンピュータプログラム１２９に基づいて、当該パーソナルコンピュータの全動作を制御する。
【００５４】
ＲＯＭ１２４は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリからなり、当該パーソナルコンピュータのＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の初期設定値を記憶している。ＲＡＭ１２５は、記憶部１２８のハードディスクから読み出されたアプリケーションプログラムや各種データなどがロードされ、また、ＣＰＵ１２３のワークＲＡＭとして用いられる。
【００５５】
この図７に示す構成において、ＣＰＵ１２３は、記憶部１２８から読み出されてＲＡＭ１２５にロードされたアプリケーションプログラムの一つである、本実施の形態の描画処理プログラムを実行することにより、前述した描画処理を実現する。
【００５６】
次に、この図７に示したコンピュータのＣＰＵ１２３が、本実施の形態の描画処理プログラムに基づいて動作する際の処理の流れを、図８を用いて説明する。
【００５７】
この図８において、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ１の処理として、例えば予めディスク媒体１５１から読み出されて記憶部１２８にデータ１３０として蓄積されているポリゴン描画のための図形情報、通常テクスチャ、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸ、Ｚ値等を、当該記憶部１２８から読み取り、ＲＡＭ１２５上に保持させる。
【００５８】
次に、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ２の処理として、ＲＡＭ１２５上に保持された図形情報を読み出し、その図形情報に対して、アフィン変換、スクリーン座標への投影変換などと共に、パラメータｕを決定し、前記図２で説明した光源ｌｓ、光源ベクトルＬ、法線ベクトルｎ、視点ＰＶ、視線ベクトルＥ、反射ベクトルＲや、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａ（スペキュラー成分）に基づいてパラメータｖを決定する。
【００５９】
次に、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ３の処理として、ジオメトリ演算により得られたポリゴンデータを用いてラスタライジングとテクセル座標値の計算を行う。
【００６０】
そして、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ４の処理として、ポリゴン頂点のパラメータからテクセル座標値を生成し、そのテクセル座標値を用いて、ＲＡＭ１２５から通常テクスチャやバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのテクセルカラーを参照し、テクスチャマッピングを行う。
【００６１】
その後、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ５の処理として、テクスチャマッピング処理後のピクセルデータからスクリーン画像を生成する。ＣＰＵ１２３は、さらにステップＳ６の処理として、当該スクリーン画像情報を表示ドライブ１３６に送る。これにより、表示部１３７上には画像が表示されることになる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態の描画処理装置は、描画すべき色及び明るさに応じて、ポリゴン頂点のパラメータｕ，ｖを設定し、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸからポリゴンの各ピクセルの色と明るさを決定することで、太陽や月の水面への映り込みの描画を自然に表現可能となっている。また、描画処理装置は、ポリゴン面に光源が映り込むような描画を行う際に、膨大な数のテクスチャを用意することなく、自然な描画を実現できる。
【００６３】
さらに、本実施の形態の描画処理装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂ値やα値など一般的なテクセルカラーにより構成されたバーテックスカラーテクスチャＶＴＸを使用しているため、特別なデータを用意したり、特別な処理を行う構成を備える必要がなく、レンダリング部やＣＰＵの負荷も増加しない。
【００６４】
また、描画処理装置は、パラメータｕ，ｖを、描画時の時間経過に対応させて変更するようにしているため、例えば、時間と共に変化する色や明るさなどを全て表現でき、より自然な描画を実現できる。
【００６５】
なお、上述した実施の形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。すなわち、本実施の形態の描画処理は、ポリゴン表面への光源の映り込みを表現する場合以外の様々な描画表現にも適用可能である。また、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸは、予め用意しておく場合だけでなく、例えば描画処理を実際に開始する前段階で描画処理プログラムが作成しても良い。さらに、本実施の形態の描画処理は、専用のテレビゲーム機やパーソナルコンピュータに限らず、携帯端末を含む各種の情報処理装置により実現可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定し、各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するようにしているため、膨大の数のテクスチャを用意することなく、より自然な描画を実現可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】バーテックスカラーテクスチャの説明に用いる図である。
【図２】スペキュラー成分の求め方とポリゴン頂点のパラメータｖの決定方法の説明に用いる図である。
【図３】領域分割により、昼と夜の色を備えたバーテックスカラーテクスチャの説明に用いる図である。
【図４】領域分割により、昼と夜の色及び太陽光と月光の色を備えたバーテックスカラーテクスチャの説明に用いる図である。
【図５】図４のバーテックスカラーテクスチャを用いて実際に海面に太陽光が映り込んでいる様子を描画した具体例を示す図である。
【図６】描画処理を実現する具体的構成のブロック図である。
【図７】描画処理を実現するコンピュータの概略構成を示すブロック図である。
【図８】コンピュータにより描画処理を実現する場合の処理のフローチャートである。
【符号の説明】
ＶＴＸ…バーテックスカラーテクスチャ、ｌｓ…光源、ＰＶ…視点、Ｌ…光源ベクトル、ｎ…法線ベクトル、Ｅ…視線ベクトル、Ｒ…反射ベクトル、ＰＧ…ポリゴン、５０…ジオメトリ演算部、５１…メモリ、５２…レンダリング部、５３…ディスプレイコントローラ、５４…ディスプレイ、５５…テクスチャバッファ、５６…Ｚバッファ、６０…パラメータ決定部、６１…ポリゴンセットアップ／ラスタライジング部、６２…ピクセルパイプライン部、６３…フレームバッファ、６８…通常テクスチャ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば３次元画像情報をテレビジョンモニタ装置などの２次元画面上へ描画する描画処理方法及び装置、描画処理プログラムを記録した記録媒体、描画処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のゲームコンソール装置やパーソナルコンピュータは、プロセッサやメモリ等の高集積化、高速化等が進んでいる。したがって、それらにより構成された描画処理装置は、３次元画像情報から、精細で高品位、且つ多様性に富み、リアリティ性の高い２次元画像をリアルタイムに生成し、２次元スクリーン上に描画することが可能となっている。
【０００３】
３次元画像情報を２次元画面上に描画する場合、描画処理装置は、３次元ポリゴンのデータに対して、座標変換処理，クリッピング（Ｃｌｉｐｐｉｎｇ）処理，ライティング（Ｌｉｇｈｔｉｎｇ）処理等のジオメトリ（Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）処理を施し、さらにそのジオメトリ処理後のデータを透視投影変換処理する。また、描画処理装置は、種々の色や模様からなるテクスチャをポリゴンの表面に貼り付けることで、オブジェクトに所望の色や模様を付ける。なお、ポリゴンへのテクスチャの貼り付けは、一般にテクスチャマッピングと呼ばれている。
【０００４】
ところで、描画処理装置は、以下の描画手法を採用することにより、水面等に光源が映り込んだ状態の画像、つまり、スペキュラー（ｓｐｅｃｕｌａｒ）画像を生成可能である。スペキュラー画像を描画する場合、描画処理装置は、先ず、光源が映り込む部分のポリゴンの各頂点のＲ，Ｇ，Ｂ値を、光源の明るさに応じて設定する。そして、描画処理装置は、所謂フラットシェーディングやグーロシェーディング等の処理により、各頂点間の明るさを線形補間する。
【０００５】
この描画手法の場合、ポリゴンの各頂点間のＲ，Ｇ，Ｂ値の変化は、線形になる。このため、例えば隣り合ったポリゴン同士で、明るさが著しく異なってしまうことがある。したがって、この描画手法は、自然なスペキュラー画像を表現することが難しい。
【０００６】
また、描画処理装置は、以下の描画手法により、光源を水面等に映り込ませた状態の画像を生成することもある。この場合の描画処理装置は、光源の明るさや色の違いにそれぞれ対応できるだけの多数のテクスチャを予め用意して格納している。そして、描画処理装置は、ポリゴン頂点の法線ベクトル、視線ベクトル、光源の方向、色、光源の明るさからポリゴン各頂点のＲ，Ｇ，Ｂ値を求め、それら各頂点のＲ，Ｇ，Ｂ値に応じたテクスチャマッピングを行う。この描画手法は、前述の描画手法に比べて、太陽や月の水面への映り込み等を、より自然に表現できることが特徴となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この描画手法は、光源の明るさや色の違い等にそれぞれ対応できるだけの膨大な数のテクスチャを予め用意しておかなければならない。
【０００８】
すなわち例えば光源として太陽や月を例に挙げた場合、実際の太陽や月は、地上からの高さ（つまり仰角）や、天候状態（快晴、薄曇り、空気中の湿度、塵など）によってその色や明るさが見かけ上異なる。また、それら見かけ上の色や明るさは、太陽や月の移動（つまり地球の自転による見かけ上の移動）に応じて、時間と共に変化する。したがって、太陽や月の光が水面へ映り込んだ描画を行う場合、描画処理装置は、より自然な映り込み描画を実現するために、太陽や月の高さや天候状態に応じた見かけ上の色や明るさを全て表現し、且つ、時間と共に変化する色や明るさを全て表現できるだけの膨大な数のテクスチャを、予め用意して格納しておかなければならない。さらに、水面の反射率は、光が水面へ入射する時の入射角や、光が水面で反射される時の反射角、つまり視線と水面との角度により変化する。このため、描画処理装置は、それら様々な反射率の変化を全て表現できるだけの膨大な数のテクスチャを、予め用意して格納しておかなければならない。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、特に太陽や月の水面への映り込みを描画する場合に、膨大な数のテクスチャを予め用意しておかなくても、より自然な描画を実現可能とする、描画処理方法及び装置、描画処理プログラムを記録した記録媒体、描画処理プログラムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定する。そして、本発明は、各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定する。
【００１１】
すなわち、本発明は、光源光がポリゴン頂点部分で反射されて視点へ向かう光の明るさから参照用座標値が決定されており、その参照用座標値によりテーブルから参照されたカラー値がポリゴン頂点のカラー値となされることで、光源が映り込むポリゴン頂点部分の色及び明るさが決められている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本実施の形態の描画処理装置は、図１に示すように、色及び明るさを表す各値により構成されたテーブルＶＴＸを、バッファ内に格納している。
【００１３】
このテーブルＶＴＸ内の色及び明るさを表す各値は、２次元座標値であるパラメータｕ，ｖにより特定可能となされている。図１のパラメータｕは、図の横軸方向の左から右に向かってその値が漸次的に大きくなり、一方、パラメータｖは、図の縦軸方向の下から上に向かってその値が漸次的に大きくなる。また、当該テーブルＶＴＸは、パラメータｕの漸次的変化に対応して色相が漸次的に変化すると共に、パラメータｖの漸次的変化に対応して明度が漸次的に変化するものとなされている。すなわち、当該テーブルＶＴＸは、図の横軸方向の色の変化がグラデーションとなされ、縦軸方向の明るさの変化がグラデーションとなされている。もちろん、この図１のテーブルＶＴＸは一例であり、パラメータｕで明るさが特定され、パラメータｖで色が特定されても良い。色のグラデーションは、図１の例のように赤色から白色へ徐々に色相が変化するグラデーションの他に、青色から黒色へのグラデーションや、青色から赤色へのグラデーション、白色（或いは明るい黄色）→オレンジ色→赤色→群青色→黒色へのグラデーションなど、種々のグラデーションが考えられる。明るさのグラデーションは、図１の例のようにパラメータｖの値が大きくなるにつれて「暗」から「明」へ明度が変化するグラデーションの他に、その逆も考えられる。なお、描画処理装置は、様々な色のテーブルＶＴＸをバッファ内に格納していても良い。
【００１４】
ここで、当該テーブルＶＴＸは、色及び明るさを表す各値により構成されるものであるため、テクスチャとして用意することができる。本発明実施の形態では、上記図１に示すテーブルＶＴＸを、テクスチャの一つとして、テクスチャバッファ内に格納することとする。すなわち、テーブルＶＴＸは、各テクセルが、上記色及び明るさを表す値により構成されるテクスチャとしてテクスチャバッファ内に格納されている。勿論、テクスチャバッファには、所謂テクスチャマッピングに用いられる通常のテクスチャも格納されている。なおこれ以降は、テーブルＶＴＸを特にバーテックスカラーテクスチャＶＴＸと表記する。
【００１５】
描画処理装置は、水面等を構成するポリゴン表面に光源が映り込むスペキュラー画像を描画する場合、先ず、描画すべき色及び明るさを決定し、その描画すべき色及び明るさに応じて、ポリゴンの頂点にアサインされるテクスチャマッピングのパラメータ（以下、テクスチャアドレスＵ，Ｖと表記する）を決定する。そして、描画処理装置は、そのテクスチャアドレスＵ，Ｖを、図１のバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのパラメータｕ，ｖに設定する。すなわちこのときのバーテックスカラーテクスチャＶＴＸは、ポリゴン頂点の明るさ及び色を決定するためのルックアップテーブルとして用いられる。その後、描画処理装置は、ポリゴン内の各ピクセルに対応するテクセル参照用アドレスを求め、それら各テクセル参照用アドレスに対応したパラメータｕ，ｖを用いて、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸから色及び明るさを参照し、ポリゴンにマッピングする。ここで、上述したように、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸの色及び明るさはグラデーションとなされており、また、色は様々なものが用意されている。このため、描画処理装置は、ポリゴン内での色及び明るさの多様な補間を、擬似的に実現できることになる。
【００１６】
以下、例えば太陽光を水面へ映り込ませたときのスペキュラー画像を描画する場合を例に挙げ、描画処理装置が、ポリゴン頂点のパラメータｕ，ｖをどのようにして決定して、ポリゴン頂点に色と明るさを割り当てるのかを、図２を参照しながら説明する。なお、図２の例は、説明を簡略化するために、図中の各ベクトルＬ，ｎ，Ｅ，Ｒの大きさを全て「１」に正規化しているとする。
【００１７】
先ず、パラメータｖの決定方法から説明する。
【００１８】
描画処理装置は、太陽（以下光源ｌｓとする）が映り込んだ部分の水面を構成するポリゴンＰＧの明るさ、つまり映り込んだ太陽光の明るさを、スペキュラー成分の大きさとして求める。具体的にいうと、描画処理装置は、ポリゴンＰＧ上のある点ｐｔからの法線ベクトルｎと、点ｐｔと光源ｌｓの間の光源ベクトルＬを求め、さらに、光源ベクトルＬと法線ベクトルｎとから反射ベクトルＲを求める。次に、描画処理装置は、点ｐｔから視点ＰＶの間の視線ベクトルＥを求め、その視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとの間の角度θを求める。そして、描画処理装置は、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａを、スペキュラー成分の大きさとして求める。
【００１９】
ここで、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａが１のとき（θが０度のとき）、光源ｌｓの反射光は最も明るく見えることになり、スペキュラー成分は最大になる。一方、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａが０のとき（θが９０度のとき）、視点ＰＶから光源ｌｓの反射光は見えなくなり、スペキュラー成分は０となる。つまり、上記角θが小さくなればなるほど、上記スペキュラー成分は大きくなり、逆に、上記角θが大きくなればなるほど、上記スペキュラー成分は小さくなる。
【００２０】
したがって、スペキュラー成分を表すコサイン値ａ＝０〜１の変化に応じたパラメータｖを選択し、そのパラメータｖによりバーテックスカラーテクスチャＶＴＸから明るさの値を参照すれば、描画処理装置は、上記角度θに応じた明るさの光源光をポリゴンに映り込ませることが可能になる。言い換えると、描画処理装置は、上記角θが小さくなるほどパラメータｖとして大きな値を選択することになり、一方、上記角θが大きくなるほどパラメータｖとして小さな値を選択することになる。そして、描画処理装置は、そのパラメータｖにより上記バーテックスカラーテクスチャＶＴＸから明るさの値を参照することで、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θに応じた明るさの光源光をポリゴンに映り込ませたスペキュラー画像を描画できることになる。
【００２１】
より具体的な処理として、描画処理装置は、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａを引数とした関数ｆ（ａ）を用い、ｆ（ａ）＝ｖとしてバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのパラメータｖを選択し、そのパラメータｖをポリゴンＰＧの各頂点ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４に割り当てる。
【００２２】
これにより、描画処理装置は、スペキュラー成分に応じた明るさを表現可能となる。
【００２３】
次に、パラメータｕの決定方法を説明する。なお、ここでは、水面を構成するポリゴンＰＧの表面に映り込んだ光源の色を、時間の変化に応じて変更していく場合のパラメータｕの決定方法を例に挙げている。すなわち、図１に示したように、パラメータｕの値が小さくなるに従って白色から赤色へ色相が変化するグラデーションとなされたバーテックスカラーテクスチャＶＴＸを用いた場合、例えばパラメータｕを時間経過に応じて徐々に小さな値にしていけば、描画処理装置は、昼間から夕方のシーンに移行するときに、夕焼けにより徐々に赤く変化していく太陽光の映り込みを表現可能となる。
【００２４】
ポリゴンに映り込んだ光源の色を時間経過に応じて変化させる場合、描画処理装置は、時間ｔを引数とした関数ｇ（ｔ）を用い、ｇ（ｔ）＝ｕとしてバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのパラメータｕを選択し、そのパラメータｕをポリゴンの各頂点ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４に割り当てる。
【００２５】
このように、描画処理装置は、時間の経過に応じて変化するパラメータｕを、ポリゴン頂点ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４のテクスチャアドレスＵとして設定することにより、時間経過に応じて光源の映り込み部分の色が変化していく様子を表現可能となっている。なお、描画処理装置は、ｇ（ｔ）＝ｖとして、ポリゴン頂点にパラメータｖを割り当てることにより、当該ポリゴンに映り込んだ光源の明るさを時間経過に応じて変化させることも勿論可能である。
【００２６】
次に、他の例として、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸは、ある値のパラメータｕを境界として領域分割され、その境界により分けられた各領域部分の色を異ならせたものにすることも可能である。図３は、図中のｐｕで示される線分を境界として領域分割を行い、当該線分ｐｕで示す値以下のパラメータｕに対応する領域部分８１には昼に相当する色（例えば昼の海面に映り込む太陽光の色）を配し、線分ｐｕで示す値より大きいパラメータｕに対応する領域部分８２には夜に相当する色（例えば夜の海面に映り込む月光の色）を配したバーテックスカラーテクスチャＶＴＸａを示している。描画処理装置は、このバーテックスカラーテクスチャＶＴＸａを用いることで、昼のシーンと夜のシーンの両方における光源の映り込みを表現することが可能となる。
【００２７】
すなわち、描画処理装置は、図３に示すバーテックスカラーテクスチャＶＴＸａを用い、関数ｇ（ｔ）＝ｕとしてパラメータｕを選択すれば、時間の経過に応じて昼のシーンから夜のシーンまで連続的に変化する映り込み描画を実現可能となる。
【００２８】
また例えば、昼の海面に映り込む太陽光の色に相当する領域部分８１と夜の海面に映り込む月光の色に相当する領域部分８２の間に、さらに夕方の海面に映り込む夕日の色に相当する領域部分を設けたバーテックスカラーテクスチャＶＴＸを用いれば、描画処理装置は、昼から夕方、夕方から夜の状態へ移行する際の映り込み描画を、より自然に表現できることになる。
【００２９】
さらに、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸは、図４に示すように、パラメータｕ方向の領域分割と共に、パラメータｖ方向の領域分割を行ったものであっても良い。すなわち図４に示すバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂは、図中のｐｕで示される線分と図中のｐｖで示される線分を境界として領域分割が行われている。このバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂにおいて、図中の線分ｐｕで示す値以下のパラメータｕで、且つ線分ｐｖで示す値以下のパラメータｖにより囲まれた領域部分８３には、例えば昼の海面の色が配されている。また、図中の線分ｐｕで示す値以下のパラメータｕで且つ線分ｐｖで示す値より大きいパラメータｖにより囲まれた領域部分８１には、昼の海面に映り込む太陽光に相当する色が配されている。また、図中の線分ｐｕで示す値より大きいパラメータｕで且つ線分ｐｖで示す値以下のパラメータｖにより囲まれた領域部分８４には、例えば夜の海面の色が配されている。さらに、図中の線分ｐｕで示す値より大きいパラメータｕで且つ線分ｐｖで示す値より大きいパラメータｖにより囲まれた領域部分８２には、夜の海面に映り込む月光の色が配されている。
【００３０】
この図４の例においても図３と同様に、関数ｇ（ｔ）＝ｕとしてパラメータｕを選択すれば、描画処理装置は、時間の経過に応じて昼のシーンから夜のシーンまで連続的に変化する描画を実現可能となる。なお、図４の例に、さらに夕焼けの海面の色や夕焼けの太陽の色に相当する領域部分を設けたバーテックスカラーテクスチャＶＴＸを用いれば、描画処理装置は、昼から夕方、夕方から夜のシーンへ移行する際の描画を、より自然に表現できることになる。
【００３１】
図５は、図４のバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂを用い、例えば昼間の太陽光ＲＳＵが海面ＯＣに映り込んだ状態の描画例を示している。なお、図５は、空ＳＫと海面ＯＣが描かれ、さらに海面ＯＣに太陽光ＲＳＵが映り込んでいる様子が描画された具体例である。
【００３２】
ここで、図５の描画を行う場合、描画処理装置は、前記図２の視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａが１付近になる部分、つまり光源（太陽）を映り込ませたい部分については、図４のバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂの上記領域部分８１に含まれるパラメータｕ及びパラメータｖを選択する。一方、描画処理装置は、図２の視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａが０付近になる部分、つまり光源（太陽）が映り込まない部分については、図４のバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂの上記領域部分８３に含まれるパラメータｕ及びパラメータｖを選択する。このように、描画処理装置は、太陽が映り込む部分については上記領域部分８１に含まれるパラメータｕ及びパラメータｖを選択し、一方、太陽が映り込まない部分については上記領域部分８３に含まれるパラメータｕ及びパラメータｖを選択することにより、図５の例のように、昼の海面ＯＣ上にある程度の大きさを有する太陽光ＲＳＵが映り込んだ状態で、且つ、当該映り込んでいる太陽光ＲＳＵやその周辺の海面ＯＣの色及び明るさがグラデーションとなされた、自然な映り込みを描画可能となっている。
【００３３】
また、描画処理装置は、この図４に示すバーテックスカラーテクスチャＶＴＸｂを用い、夜の海面に映る月光部分のパラメータｕ，ｖを領域部分８２から選択し、月光が映り込まない夜の海面部分のパラメータｕ，ｖを領域部分８４から選択することで、図５の海面ＯＣを夜の海面の色にでき、また、図５の太陽光ＲＳＵを月光に変更した表現が可能となる。
【００３４】
さらに他の例として、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸの各テクセルの値は、透明度を表すアルファ値を含んでいても良い。この場合のアルファ値は、縦軸方向のパラメータｖの漸次的な変化と対応して、その値が変化するものとなされる。バーテックスカラーテクスチャＶＴＸの各テクセルにアルファ値を含ませた場合、描画処理装置は、例えば、太陽光が水面に映り込む描画を行ったときに、視線と水面法線との角度に応じて当該水面を半透明にする描画、つまり水面の反射率の変化を表現した描画を実現できる。
【００３５】
次に、図６は、上述した描画処理を実現する描画処理装置の具体的構成例を示す。なお、本実施の形態の描画処理装置は、例えばディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）若しくはグラフィックプロセッサ（ＧＰ）等のハードウェアにより本実施の形態の描画処理を実現する場合の一例である。ＤＳＰやＧＰにより描画処理を実現する場合、図６の各構成要素はそれらＤＳＰやＧＰの内部処理ユニットに相当する。
【００３６】
図６において、メモリ５１は、ポリゴンなどの図形情報（頂点座標値，頂点のＲＧＢカラー値，マップ座標値，ベクトル値などの頂点情報や頂点連結情報）を格納する。なお、図形情報は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等の各種記録媒体や、有線或いは無線による通信媒体，伝送媒体等を介して取り込むことができる。
【００３７】
ジオメトリ演算部５０は、メモリ５１に格納された図形情報を読み出し、その図形情報に対して、いわゆるアフィン変換、スクリーン座標への投影変換、頂点に対する光源計算、行列演算、ベクトル演算処理などを行う。
【００３８】
ここで、ジオメトリ演算部５０は、描画すべき色に応じてパラメータｕを決定すると共に、図２で説明した光源ｌｓ、光源ベクトルＬ、法線ベクトルｎ、視点ＰＶ、視線ベクトルＥ、反射ベクトルＲや、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａ（スペキュラー成分）に基づいてパラメータｖを決定する、パラメータ決定部６０も備えている。特に、例えばポリゴン表面に映り込む光源の明るさのパラメータｖを決定する際、パラメータ決定部６０は、前述の図２で説明したように、光源ベクトルＬ、ポリゴンの法線ベクトルｎ、反射ベクトルＲ、視線ベクトルＥ等を求め、さらに反射ベクトルＲと視線ベクトルＥのなす角θのコサイン値ａに基づいてパラメータｖを決定する。また、時間の変化に応じて色を変更する場合、パラメータ決定部６０は、時間経過によりパラメータｕを変更する。
【００３９】
ジオメトリ演算部５０から出力された図形情報（ポリゴンデータ）は、レンダリング部５２へ送られる。
【００４０】
レンダリング部５２は、ポリゴンをスクリーン上に描画するための演算処理を行う部分であり、ジオメトリ演算部５０から送られてきたポリゴンデータをピクセル化する。当該レンダリング部５２は、大別してポリゴンセットアップ／ラスタライジング部６１（以下、ＰＳＲ部６１と表記する）と、ピクセルパイプライン部６２と、フレームバッファ６３とからなる。
【００４１】
また、このレンダリング部５２は、テクスチャバッファ５５とＺバッファ５６が併設されている。テクスチャバッファ５５は、通常のテクスチャ６８と、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸとを少なくとも格納している。Ｚバッファ５６は、視点からの画像の奥行き方向の距離を表すＺ値を格納している。これらバーテックスカラーテクスチャＶＴＸ，通常のテクスチャ６８，Ｚ値は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等の各種記録媒体や、有線或いは無線による通信媒体，伝送媒体等を介して取り込まれたものである。
【００４２】
レンダリング部５２のＰＳＲ部６１は、ジオメトリ演算部５０から送られてくるポリゴンデータの取り込みとそのバッファリングを行い、さらに、ラスタライジング処理によりピクセル化とテクセル座標値（２次元座標参照用アドレス）の計算等を行う。また、ＰＳＲ部６１は、ポリゴン頂点のパラメータｕ，ｖから、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸを参照するためのテクセル座標値を求める。なお、通常のテクスチャをポリゴンに貼り付ける場合、ＰＳＲ部６１は、上記通常のテクスチャ６８を参照するためのテクセル座標値の生成を行う。その後、当該ＰＳＲ部６１は、各ピクセルデータとテクセル座標値を、ピクセルパイプライン部６２に送出する。
【００４３】
ピクセルパイプライン部６２は、テクセル座標値を用いて、テクスチャバッファ５５に用意されている通常のテクスチャ６８、或いはバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのテクセルカラーを参照し、さらにＺバッファ５６のＺ値を考慮して、テクスチャマッピングを行う。このピクセルパイプライン部６２から出力された、テクスチャマッピング処理後のピクセルデータは、フレームバッファ６３へ送られる。
【００４４】
フレームバッファ６３は、少なくともテレビジョンモニタ装置等のディスプレイ（スクリーン）に対応したメモリ空間上に、当該ディスプレイのスクリーン座標に対応するようにして各ピクセルデータを書き込む。このフレームバッファ６３により形成されたフレーム単位のスクリーンデータは、その後ディスプレイコントローラ５３からの要求に応じて読み出される。
【００４５】
ディスプレイコントローラ５３は、テレビジョンモニタ装置の水平同期信号、垂直同期信号などを生成すると共に、そのモニタ装置の表示タイミングに従い、フレームバッファ６３からピクセルデータをライン状に順次取り出す。このライン状に順次取り出されたカラー値からなる２次元画像は、テレビジョンモニタ装置等のディスプレイ５４上に表示される。
【００４６】
本実施の形態の描画処理は、ハードウェア構成により実現する場合だけでなく、ソフトウェア（コンピュータ等のアプリケーションプログラム）により実現することも勿論可能である。
【００４７】
図７、図８には、本実施の形態の描画処理をコンピュータ上で実現する場合の構成及び動作を示す。図８は、図７のコンピュータのＣＰＵ１２３が、本発明の描画処理プログラムを実行する場合の処理の流れを示している。
【００４８】
図７において、記憶部１２８は、例えばハードディスク及びそのドライブからなる。当該記憶部１２８は、オペレーティングシステムプログラムや、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の各種の記録媒体から取り込まれたり、通信回線を介して取り込まれた、本実施の形態の描画処理プログラムを含むコンピュータプログラム１２９、ポリゴン描画のための図形情報や通常テクスチャ、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸ、Ｚ値等の各種のデータ１３０等を記憶している。
【００４９】
通信部１２１は、例えばアナログ公衆電話回線に接続するためのモデム、ケーブルテレビジョン網に接続するためのケーブルモデム、ＩＳＤＮ（総合ディジタル通信網）に接続するためのターミナルアダプタ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）に接続するためのモデムなどのように、外部とデータ通信を行うための通信デバイスである。通信Ｉ／Ｆ部１２２は、通信部１２１と内部バス（ＢＵＳ）との間でデータのやりとりを可能とするためのプロトコル変換等を行うインターフェイスデバイスである。
【００５０】
入力部１３３は、例えばキーボードやマウス、タッチパッドなどの入力装置である。ユーザＩ／Ｆ部１３２は、入力部１３３からの信号を内部に供給するためのインターフェイスデバイスである。
【００５１】
ドライブ部１３５は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク等のディスク媒体１５１や、カード状等の半導体メモリなどから、各種のプログラムやデータを読み出し可能なドライブ装置である。ドライブＩ／Ｆ部１３４は、ドライブ部１３５からの信号を内部に供給するためのインターフェイスデバイスである。
【００５２】
表示部１３７は、例えばＣＲＴ（陰極線管）や液晶等の表示デバイスである。表示ドライブ部１３６は、表示部１３７を表示駆動させるドライブデバイスである。
【００５３】
ＣＰＵ１２３は、記憶部１２８に記憶されているオペレーティングシステムプログラムや本実施の形態のコンピュータプログラム１２９に基づいて、当該パーソナルコンピュータの全動作を制御する。
【００５４】
ＲＯＭ１２４は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリからなり、当該パーソナルコンピュータのＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の初期設定値を記憶している。ＲＡＭ１２５は、記憶部１２８のハードディスクから読み出されたアプリケーションプログラムや各種データなどがロードされ、また、ＣＰＵ１２３のワークＲＡＭとして用いられる。
【００５５】
この図７に示す構成において、ＣＰＵ１２３は、記憶部１２８から読み出されてＲＡＭ１２５にロードされたアプリケーションプログラムの一つである、本実施の形態の描画処理プログラムを実行することにより、前述した描画処理を実現する。
【００５６】
次に、この図７に示したコンピュータのＣＰＵ１２３が、本実施の形態の描画処理プログラムに基づいて動作する際の処理の流れを、図８を用いて説明する。
【００５７】
この図８において、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ１の処理として、例えば予めディスク媒体１５１から読み出されて記憶部１２８にデータ１３０として蓄積されているポリゴン描画のための図形情報、通常テクスチャ、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸ、Ｚ値等を、当該記憶部１２８から読み取り、ＲＡＭ１２５上に保持させる。
【００５８】
次に、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ２の処理として、ＲＡＭ１２５上に保持された図形情報を読み出し、その図形情報に対して、アフィン変換、スクリーン座標への投影変換などと共に、パラメータｕを決定し、前記図２で説明した光源ｌｓ、光源ベクトルＬ、法線ベクトルｎ、視点ＰＶ、視線ベクトルＥ、反射ベクトルＲや、視線ベクトルＥと反射ベクトルＲとのなす角θのコサイン値ａ（スペキュラー成分）に基づいてパラメータｖを決定する。
【００５９】
次に、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ３の処理として、ジオメトリ演算により得られたポリゴンデータを用いてラスタライジングとテクセル座標値の計算を行う。
【００６０】
そして、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ４の処理として、ポリゴン頂点のパラメータからテクセル座標値を生成し、そのテクセル座標値を用いて、ＲＡＭ１２５から通常テクスチャやバーテックスカラーテクスチャＶＴＸのテクセルカラーを参照し、テクスチャマッピングを行う。
【００６１】
その後、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ５の処理として、テクスチャマッピング処理後のピクセルデータからスクリーン画像を生成する。ＣＰＵ１２３は、さらにステップＳ６の処理として、当該スクリーン画像情報を表示ドライブ１３６に送る。これにより、表示部１３７上には画像が表示されることになる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態の描画処理装置は、描画すべき色及び明るさに応じて、ポリゴン頂点のパラメータｕ，ｖを設定し、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸからポリゴンの各ピクセルの色と明るさを決定することで、太陽や月の水面への映り込みの描画を自然に表現可能となっている。また、描画処理装置は、ポリゴン面に光源が映り込むような描画を行う際に、膨大な数のテクスチャを用意することなく、自然な描画を実現できる。
【００６３】
さらに、本実施の形態の描画処理装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂ値やα値など一般的なテクセルカラーにより構成されたバーテックスカラーテクスチャＶＴＸを使用しているため、特別なデータを用意したり、特別な処理を行う構成を備える必要がなく、レンダリング部やＣＰＵの負荷も増加しない。
【００６４】
また、描画処理装置は、パラメータｕ，ｖを、描画時の時間経過に対応させて変更するようにしているため、例えば、時間と共に変化する色や明るさなどを全て表現でき、より自然な描画を実現できる。
【００６５】
なお、上述した実施の形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。すなわち、本実施の形態の描画処理は、ポリゴン表面への光源の映り込みを表現する場合以外の様々な描画表現にも適用可能である。また、バーテックスカラーテクスチャＶＴＸは、予め用意しておく場合だけでなく、例えば描画処理を実際に開始する前段階で描画処理プログラムが作成しても良い。さらに、本実施の形態の描画処理は、専用のテレビゲーム機やパーソナルコンピュータに限らず、携帯端末を含む各種の情報処理装置により実現可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定し、各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するようにしているため、膨大の数のテクスチャを用意することなく、より自然な描画を実現可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】バーテックスカラーテクスチャの説明に用いる図である。
【図２】スペキュラー成分の求め方とポリゴン頂点のパラメータｖの決定方法の説明に用いる図である。
【図３】領域分割により、昼と夜の色を備えたバーテックスカラーテクスチャの説明に用いる図である。
【図４】領域分割により、昼と夜の色及び太陽光と月光の色を備えたバーテックスカラーテクスチャの説明に用いる図である。
【図５】図４のバーテックスカラーテクスチャを用いて実際に海面に太陽光が映り込んでいる様子を描画した具体例を示す図である。
【図６】描画処理を実現する具体的構成のブロック図である。
【図７】描画処理を実現するコンピュータの概略構成を示すブロック図である。
【図８】コンピュータにより描画処理を実現する場合の処理のフローチャートである。
【符号の説明】
ＶＴＸ…バーテックスカラーテクスチャ、ｌｓ…光源、ＰＶ…視点、Ｌ…光源ベクトル、ｎ…法線ベクトル、Ｅ…視線ベクトル、Ｒ…反射ベクトル、ＰＧ…ポリゴン、５０…ジオメトリ演算部、５１…メモリ、５２…レンダリング部、５３…ディスプレイコントローラ、５４…ディスプレイ、５５…テクスチャバッファ、５６…Ｚバッファ、６０…パラメータ決定部、６１…ポリゴンセットアップ／ラスタライジング部、６２…ピクセルパイプライン部、６３…フレームバッファ、６８…通常テクスチャ
Claims (28)
- 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定するステップと、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するステップとを含み、
上記参照用座標値は２次元座標値からなり、当該参照用座標値のうち一方の座標軸方向に対応した座標値は、時間を引数とした関数に応じて決定され、描画されるシーンの時間経過に応じて上記引数を変更することにより、上記参照用座標値のうち他方の座標軸に対応した座標値が変更される
ことを特徴とする描画処理方法。 - 請求項１に記載の描画処理方法であって、
上記ポリゴン頂点に対応した参照用座標値は、光源光が上記ポリゴンの頂点部分で反射することによる反射ベクトルと視線ベクトルとのなす角のコサイン値により表される明るさの値に応じて決定されることを特徴とする描画処理方法。 - 請求項１又は請求項２に記載の描画処理方法であって、
上記テーブルは、各座標位置が２次元座標値により表され、その２次元座標の一方の座標軸が明るさに対応し、他方の座標軸が色相に対応しており、上記一方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して上記明るさが漸次的に変化し、他方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して色相が漸次的に変化するように各カラー値が配されており、
上記参照用座標値のうち、一方の座標軸方向に対応した座標値は上記視点へ向かう光の明るさに対応し、他方の座標軸に対応した座標値は色相に対応することを特徴とする描画処理方法。 - 請求項１から請求項３のうち、いずれか一項に記載の描画処理方法であって、
上記テーブルは、上記他方の座標軸上の境界座標値により領域分割され、それら分割された領域毎に異なる色相のカラー値が配されていることを特徴とする描画処理方法。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定するステップと、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するステップとを含み、
上記テーブルは、各座標位置が２次元座標値により表され、その２次元座標の一方の座標軸が明るさに対応し、他方の座標軸が色相に対応しており、上記一方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して上記明るさが漸次的に変化し、他方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して色相が漸次的に変化するように各カラー値が配されており、さらに上記テーブルは、上記一方の座標軸上の境界座標値により領域分割され、それら分割された領域毎に異なる明るさのカラー値が配されており、
上記参照用座標値は２次元座標値からなり、当該参照用座標値のうち一方の座標軸方向に対応した座標値が上記視点へ向かう光の明るさに応じて決定され、上記参照用座標値のうち他方の座標軸方向に対応した座標値が所定の関数に応じて決定されることを特徴とする描画処理方法。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定するステップと、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するステップとを含み、
上記テーブルは、各座標位置に透明度の比率を表す値を有することを特徴とする描画処理方法。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定するステップと、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するステップとを含み、
上記テーブルは、各座標位置に透明度の比率を表す値を有すると共に、座標値の漸次的変化に対応して上記比率が漸次的に変化するように上記透明度の比率を表す各値が配されていることを特徴とする描画処理方法。 - 請求項１、請求項３及び請求項４のうち、いずれか一項に記載の描画処理方法であって、
上記テーブルは、上記一方の座標軸上の境界座標値により領域分割され、それら分割された領域毎に異なる明るさのカラー値が配されていることを特徴とする描画処理方法。 - 請求項１から請求項４及び請求項８のうち、いずれか一項に記載の描画処理方法であって、
上記テーブルは、各座標位置に透明度の比率を表す値を有することを特徴とする描画処理方法。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定する座標決定部と、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルの情報を保持する保持部と、
上記テーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定する参照部とを有し、
上記参照用座標値は２次元座標値からなり、上記座標決定部は、当該参照用座標値のうち一方の座標軸方向に対応した座標値を、時間を引数とした関数に応じて決定し、上記座標決定部は、描画されるシーンの時間経過に応じて上記引数を変更することにより、上記参照用座標値のうち他方の座標軸方向に対応する座標値を変更することを特徴とする描画処理装置。 - 請求項１０に記載の描画処理装置であって、
上記座標決定部は、ポリゴン頂点に対応した参照用座標値を、光源光が上記ポリゴンの頂点部分で反射することによる反射ベクトルと視線ベクトルとのなす角のコサイン値により表される明るさの値に応じて決定することを特徴とする描画処理装置。 - 請求項１０又は請求項１１に記載の描画処理装置であって、
上記テーブルは、各座標位置が２次元座標値により表され、その２次元座標の一方の座標軸が明るさに対応し、他方の座標軸が色相に対応しており、上記一方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して上記明るさが漸次的に変化し、他方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して色相が漸次的に変化するように各カラー値が配されており、
上記参照用座標値のうち、一方の座標軸方向に対応した座標値は上記視点へ向かう光の明るさに対応し、他方の座標軸に対応した座標値は色相に対応することを特徴とする描画処理装置。 - 請求項１０から請求項１２のうち、いずれか一項に記載の描画処理装置であって、
上記テーブルは、上記他方の座標軸上の境界座標値により領域分割され、それら分割された領域毎に異なる色相のカラー値が配されていることを特徴とする描画処理装置。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定する座標決定部と、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルの情報を保持する保持部と、
上記テーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定する参照部とを有し、
上記テーブルは、各座標位置が２次元座標値により表され、その２次元座標の一方の座標軸が明るさに対応し、他方の座標軸が色相に対応しており、上記一方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して上記明るさが漸次的に変化し、他方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して色相が漸次的に変化するように各カラー値が配されており、さらに上記テーブルは、上記一方の座標軸上の境界座標値により領域分割され、それら分割された領域毎に異なる明るさのカラー値が配されており、
上記参照用座標値は２次元座標値からなり、上記座標決定部は、当該参照用座標値のうち一方の座標軸方向に対応した座標値を上記視点へ向かう光の明るさに応じて決定し、上記参照用座標値のうち他方の座標軸方向に対応した座標値が所定の関数に応じて決定することを特徴とする描画処理装置。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定する座標決定部と、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルの情報を保持する保持部と、
上記テーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定する参照部とを有し、
上記テーブルは、各座標位置に透明度の比率を表す値を有することを特徴とする描画処理装置。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定する座標決定部と、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルの情報を保持する保持部と、
上記テーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定する参照部とを有し、
上記テーブルは、各座標位置に透明度の比率を表す値を有すると共に、座標値の漸次的変化に対応して上記比率が漸次的に変化するように上記透明度の比率を表す各値が配されていることを特徴とする描画処理装置。 - 請求項１０、請求項１２及び請求項１３のうち、いずれか一項に記載の描画処理装置であって、
上記テーブルは、上記一方の座標軸上の境界座標値により領域分割され、それら分割された領域毎に異なる明るさのカラー値が配されていることを特徴とする描画処理装置。 - 請求項１０から請求項１３及び請求項１７のうち、いずれか一項に記載の描画処理装置であって、
上記テーブルは、各座標位置に透明度の比率を表す値を有することを特徴とする描画処理装置。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定するステップと、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルの情報を保持するステップと、
上記テーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するステップとを含み、
上記参照用座標値は２次元座標値からなり、上記参照用座標値を決定するステップは、当該参照用座標値のうち一方の座標軸方向に対応した座標値を、時間を引数とした関数に応じて決定し、描画されるシーンの時間経過に応じて上記引数を変更することにより、上記参照用座標値のうち他方の座標軸方向に対応する座標値を変更することを特徴とする描画処理プログラム。 - 請求項１９に記載の描画処理プログラムであって、
上記参照用座標値を決定するステップでは、ポリゴン頂点に対応した参照用座標値を、光源光が上記ポリゴンの頂点部分で反射することによる反射ベクトルと視線ベクトルとのなす角のコサイン値により表される明るさの値に応じて決定することを特徴とする描画処理プログラム。 - 請求項１９又は請求項２０に記載の描画処理プログラムであって、
上記テーブルは、各座標位置が２次元座標値により表され、その２次元座標の一方の座標軸が明るさに対応し、他方の座標軸が色相に対応しており、上記一方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して上記明るさが漸次的に変化し、他方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して色相が漸次的に変化するように各カラー値が配されており、
上記参照用座標値のうち、一方の座標軸方向に対応した座標値は上記視点へ向かう光の明るさに対応し、他方の座標軸に対応した座標値は色相に対応することを特徴とする描画処理プログラム。 - 請求項１９から請求項２１のうち、いずれか一項に記載の描画処理プログラムであって、
上記テーブルは、上記他方の座標軸上の境界座標値により領域分割され、それら分割された領域毎に異なる色相のカラー値が配されていることを特徴とする描画処理プログラム。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定するステップと、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルの情報を保持するステップと、
上記テーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するステップとを有し、
上記テーブルは、各座標位置が２次元座標値により表され、その２次元座標の一方の座標軸が明るさに対応し、他方の座標軸が色相に対応しており、上記一方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して上記明るさが漸次的に変化し、他方の座標軸方向における座標値の漸次的変化に対応して色相が漸次的に変化するように各カラー値が配されており、さらに上記テーブルは、上記一方の座標軸上の境界座標値により領域分割され、それら分割された領域毎に異なる明るさのカラー値が配されており、
上記参照用座標値は２次元座標値からなり、上記参照用座標値を決定するステップでは、当該参照用座標値のうち一方の座標軸方向に対応した座標値を上記視点へ向かう光の明るさに応じて決定し、上記参照用座標値のうち他方の座標軸方向に対応した座標値を所定の関数に応じて決定することを特徴とする描画処理プログラム。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定するステップと、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルの情報を保持するステップと、
上記テーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するステップとを有し、
上記テーブルは、各座標位置に透明度の比率を表す値を有することを特徴とする描画処理プログラム。 - 光源からの光が映し込まれるポリゴンの頂点部分で上記光源光が反射されることにより視点へ向かう光の明るさに応じて、そのポリゴン頂点の参照用座標値を決定するステップと、
各座標位置に各々カラー値が配されたテーブルの情報を保持するステップと、
上記テーブルから、上記ポリゴン頂点について決定された参照用座標値によりカラー値を参照して、上記ポリゴン頂点のカラー値を決定するステップとを有し、
上記テーブルは、各座標位置に透明度の比率を表す値を有すると共に、座標値の漸次的変化に対応して上記比率が漸次的に変化するように上記透明度の比率を表す各値が配されていることを特徴とする描画処理プログラム。 - 請求項１９、請求項２１及び請求項２２のうち、いずれか一項に記載の描画処理プログラムであって、
上記テーブルは、上記一方の座標軸上の境界座標値により領域分割され、それら分割された領域毎に異なる明るさのカラー値が配されていることを特徴とする描画処理プログラム。 - 請求項１９から請求項２２及び請求項２６のうち、いずれか一項に記載の描画処理プログラムであって、
上記テーブルは、各座標位置に透明度の比率を表す値を有することを特徴とする描画処理プログラム。 - 請求項１９から請求項２７のうち、いずれか一項に記載の描画処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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