JP3725524B2

JP3725524B2 - コンピュータディスプレイ画像を生成する方法ならびに画像データを生成するコンピュータ処理システムおよびグラフィックスプロセッサ

Info

Publication number: JP3725524B2
Application number: JP2003104139A
Authority: JP
Inventors: ホモウド・ビー・アルコウ
Original assignee: ソニー・コンピュータ・エンタテインメント・アメリカ・インク
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: US7227544B2; KR20030081107A; EP1353296A1; DE60300788D1; JP2004005567A; US20060181549A1; US7081892B2; ATE297574T1; TW200305109A; US20030189568A1; ES2243815T3; EP1353296B1; DE60300788T2; KR100549358B1; TW583599B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体としてコンピュータグラフィックス、特に、リアリズム性を強調された、コンピュータ生成ディスプレイ画像に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータは、コンピュータにより維持された三次元空間内以外には、いかなる場所にも存在しない、「バーチャルリアリティ」世界を表現するために用いられている。オブジェクトは、バーチャルリアリティ世界内に「存在」し、バーチャルリアリティの座標空間内を動くことが出来る。こうした世界は、研究室研究やイベントシミュレーションなど、実際のオブジェクトを用いるのが実用的でない、現実世界の事象のシミュレーションにかなり役立ち、さらには、コンピュータゲームや映画的な作品（アニメーション）など、エンターテインメントを目的するものにも役に立っている。コンピュータグラフィックスの分野では、コンピュータのバーチャルリアリティ世界で、より迫真力のあるリアリズムを表現する画像を提供するための努力が払われている。
【０００３】
コンピュータディスプレイ画像は、それぞれがピクセルと呼ばれる、画像要素の組み合わせとして明示される。ディスプレイ画像内のピクセルは、従来のテレビ画像の明示によく似た方法で、赤、青および緑の色彩情報の組み合わせを明示する。各ピクセルは、画像の各赤、青、緑ピクセルのための色彩強度情報を明示するデータに関連づけられている。色彩強度データは、概して、８ビットのデータワードによって表現される。ほとんどのバーチャルリアリティシミュレーションでは、シーン内のオブジェクトは、形、サイズ、位置、色などの特性に関連づけられた、データオブジェクトとして表現される。オブジェクトが、コンピュータディスプレイ上に描画あるいはレンダリングされる場合、グラフィックプロセッサは、画像描写のための赤、青、緑のピクセル情報の適切な混合を決定し、各ピクセルのために赤、青、緑を正確に混合したビデオ情報を発生させる。ディスプレイ装置の画像生成用ピクセルサイズは、異なっていてもよい。例えば、多くのコンピュータフラットパネルディスプレイは、それぞれおよそ０．２９ｍｍ（０．０１１６インチ）の直径を持つ、個々の円形ピクセルを有している。
【０００４】
コンピュータグラフィックプロセッサ、もしくはディスプレイプロセッサは、コンピュータアプリケーションプログラム、もしくはコンピュータ生成画像の他のソースにより作成された画像が適切に表示されるよう、コンピュータ装置のための画像レンダリング処理を提供する。コンピュータグラフィックとは、コンピュータベースモデルからのオブジェクトを、画像的に統合することに基づき、オブジェクトのモデルおよび画像を、生成、格納、ならびに操作することを伴っている。オブジェクトの生成、格納、および操作は、リアルタイムで起ってもよく、さらに、キーボード、表示マウス、コントローラ、またはタッチ‐スクリーン表示パネルなどの入力装置を用いて、コンピュータユーザがインタラクテブに行う処理であってもよい。画像レンダリング処理の重要な部分は、画像内のオブジェクトの位置および動きを、二次元および三次元空間内に、慎重に再現させる画像処理を伴っている。
【０００５】
例えば、どんなオブジェクトが表示されているか、さらに、レンダリングされたり描かれたりした画像内で、何を目視可能にするかを決定するために、グラフィックプロセッサは、コンピュータで描かれたシーン内のオブジェクトのポイントを示す、シーン内の全ピクセルの位置情報を保持している。若干の位置情報は、画像用ｚバッファの形で保持される。シーンの画像もしくはフレーム用のｚバッファは、シーン内のオブジェクトの位置を決定する座標に基づく、画像内の各ピクセルに対する１つのデータ値である一組のデータ値である。すなわち、ｚバッファデータは、オブジェクトのピクセルが、カメラパースペクティブからどれ程遠くにあるかを明示するために用いられる。従って、ディスプレイシーン内の各ピクセルのために、１つのｚバッファデータエントリーがあり、グラフィックプロセッサは、そのピクセルのコンピュータモデル内での位置を明示するデータを保持する。
【０００６】
各ｚバッファデータポイントは、３２ビットデータワードなどのデータワードにより表されていてもよい。例えば、非特許文献１参照。コンピュータ画像の忠実度および詳細は、グラフィックプロセッサが、ｚバッファに統合されたオブジェクトの位置情報に対し、必要な数理計算を実行する能力に一部依存しており、市販のグラフィックプロセッサは、これらの数理処理能力と他の画像処理の能力について、絶え間なく改良されている。
【０００７】
コンピュータで描かれたバーチャルリアリティ画像は、通常、（写真やビデオフレームなどの）現実のオブジェクトの、実際の画像とは異なった外観を有している。バーチャルリアリティのコンピュータ画像と、実際の物理的オブジェクトの画像とが異なる理由の１つは、バーチャルリアリティ画像では、予想される被写界深度情報が実際のようには示されない点である。一般に、被写界深度は、オブジェクトが看者のパースペクティブから近いか遠いかによって、人間の目が知覚すると予想される画像内オブジェクトのディテールの変化量であるとされている。例えば、看者のパースペクティブからより遠くにある写真内のオブジェクトは、より近くにあるオブジェクトより、認識し得る画像ディテールが減少し、明瞭さも減少することになる。従って、遠いオブジェクトは、「あいまいな」外観を持ち、近いオブジェクトほどは鮮明でも明瞭でもなくなる。
【０００８】
ほとんどのバーチャルリアリティ画像が「漫画っぽい」外観を呈する理由の１つは、画像内の近接オブジェクトが、通常、遠方にあるオブジェクトより鮮明ではなく、ディテールもせいぜい同程度であり、さらに遠方のオブジェクトは、近接オブジェクトと比してあいまいになっていないからである。換言すれば、バーチャルリアリティ画像のすみからすみまで被写界深度は一定である。これは「現実世界」の画像の見え方と、逆になっている。つまり、オブジェクトが、画像内でより近くにある、もしくはより遠く離れている場合に、予想される方法で、オブジェクトの認識可能なディテールが変化しないため、結果として漫画的に見えてしまうことになる。より現実的な外観となるには、近くにあるオブジェクトは、遠くにあるオブジェクトよりも、より細かいディテールと鮮明さを持つ必要があるだろう。
【０００９】
コンピュータ画像ディスプレイに、強調された被写界深度情報を提供するために、いくつかの技術が使われてきている。例えば、確率的サンプリング技術は、プレレンダリングされたコンピュータ生成画像の被写界深度情報を統合するために、分散レイトレーシングで用いられる。別の後処理技術では、ｚバッファ値および用いられているレンズ口径に関連するように、各画像点のための錯乱円のサイズと強度分布を決定するために、ピクセル強度およびｚバッファ画像深度データが使用されている。出力画像内の各ポイントの強度は、各点で重なる錯乱円内の強度の加重平均として計算される。この技術は、ポットメシル（Ｐｏｔｍｅｓｉｌ）およびチャクラバーティー（Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｙ）によって非特許文献２を参照して説明されている。
【００１０】
【非特許文献１】
Ａ．ワットおよびＭ．ワット（Ａ．ＷａｔｔａｎｄＭ．Ｗａｔｔ）著、高度なアニメーションおよびレンダリング技術（ＡｄｖａｎｃｅｄＡｎｉｍａｔｉｏｎａｎｄＲｅｎｄｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）（ＡＣＭプレス（ＡＣＭＰｒｅｓｓ）、１９９２）内のＰ．２２の、「隠面消去アルゴリズム（Ｈｉｄｄｅｎｓｕｒｆａｃｅｒｅｍｏｖａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ）」のセクション１．５。
【非特許文献２】
Ｊ．フォリー（Ｊ．Ｆｏｌｅｙ）他著、コンピュータグラフィックス（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ）：プリシンプルズアンドプラクティス（ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄＰｒａｃｔｉｃｅ）第二版インＣ（ｉｎＣ）、（アディソン・ウェズレー出版社（Ａｄｄｉｓｏｎ−ＷｅｓｌｅｙＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．））、１９９６、のセクション１６．１０７７４−７７５頁。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの技術は後処理技術であり、リアルタイム処理での画像表現には用いられない。従って、これらは、いかなるインタラクティブな使用にも適していない。
【００１２】
上述の議論により、強調された被写界深度情報を伴う、現実的なコンピュータ描画画像が必要とされていることは、明らかである。本発明は、この必要性を実現させるものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、焦点内の表現に対応するシーンの鮮明な画像を、シーンのぼやけた画像表現に結合させ、その後、通常隠面消去のためにグラフィックプロセッサにより用いられる、ｚバッファデータに従って、鮮明な画像とぼやけた画像を合成することにより、鮮明な画像とぼやけた画像の間にアルファブレンド（ａｌｐｈａｂｌｅｎｄ）を生成させ、それによって三次元シーンの改良された被写界深度表現をディスプレイ画像に提供するものである。この方法で、ｚバッファからの画像データは、アルファチャンネルとして使用され、被写界深度情報を持つアルファチャンネルデータ（ＲＧＢＡ画像）画像を作り出すために、鮮明な画像とぼやけた画像の色チャンネルデータと混合される。これは、ある距離にあるオブジェクトにはより鮮明な、そして、他の距離にあるオブジェクトにはより不明瞭な、また、画像の背景領域においてはより彩度の低い、シーンの、より写実的な画像表現を提供する。
【００１４】
本発明の他の特徴と利点は、本発明の原理の例として、以下に記述される、好ましい実施例から明らかとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、シーン表現のために、従来のコンピュータディスプレイカラーモデルを利用する、実例表示環境条件の文脈で説明されている。実例環境条件は、記述目的のためにだけ用いられている。本発明が、この実例環境条件に制限されるべきものであると意図されているわけではない。実例環境条件の詳細が、この発明の教示から離れることなく、他のグラフィック処理環境条件に適用可能であることは、当業者により認められるだろう。
【００１６】
図１は、従来のコンピュータグラフィックスレンダリング処理から生成されるような、無限遠まで鮮明な画像を示した、コンピュータが生成したシーンのコンピュータディスプレイ画像である。図１は、無限遠まで鮮明で、さらに焦点の合っている、階段シーンの画像を示しているが、（画像内で看者に最も近い）前景にある階段が、（看者からより遠方にある）背景にある階段と同等の鮮明さになっている点に留意されたい。同様に、シーン内の円柱は、シーンの前へ、すぐ近くにあるものも、より遠方にあるものと、同様に鮮明なものとなっている。これが、多くのコンピュータでのレンダリング画像であり、結果的に「漫画っぽい」ものとして特徴づけられる外観を呈している。
【００１７】
さらに、特に、典型的なアニメーションのシーン、もしくは他のコンピュータで描かれた画像は、通常、写真画像（および、実際の視覚で見られるもの）では無限遠までの鮮明さがないにもかかわらず、無限遠まで鮮明なものとなっている。本発明は、本発明に従って生成される画像が、被写界深度情報を含み、シーン内のオブジェクトの焦点を変化させたり、鮮明度を異なったものにして、看者に対するシーン内のオブジェクトの画像距離に依存した焦点変化を表示可能にする形で、初期の無限遠まで鮮明な画像以外の、いかなる視覚情報も用いずに、より写実的な画像を生成することが出来る。このように、一連の画像からの個々の画像は、正確な被写界深度画像処理を加えるために処理されることになる。従って、一連のアニメーションシーンは、アニメーションシーケンス全体を、より写実的に見えるようにすることが可能となるよう、次々と処理されることになる。加えて、以下でさらに説明される本発明に従った画像処理は、リアルタイムレンダリング環境条件で実行可能であり、その結果、改良された被写界深度表現を伴なった、インタラクティブグラフィックス処理をサポートする。
【００１８】
図２は、シーンのためｚバッファデータの８ビット表現を示す、図１からのシーンのコンピュータディスプレイ画像である。上述のように、バーチャルリアリティ世界内の三次元オブジェクトの、ほとんどのコンピュータグラフィック表示は、バーチャルリアリティ世界の各オブジェクトから看者もしくはカメラパースペクテブへの距離を探知するｚバッファデータ記憶を用いて、表現される。例えば、図２は、ユーザ（カメラパースペクティブ）までの距離が大きくなるにつれ、画像内の各ピクセルがより暗くなる、ｚバッファデータを示している。従って、近いオブジェクトはより明るく、そして、遠いオブジェクトはより暗くなる。ｚバッファデータは、シーン内のオブジェクトの位置情報から成っている。こうしたデータは、通常、しばしば６４ビット、もしくは、１２８ビットもの演算能力からなる、グラフィックプロセッサの算術処理能力と一致した解像度に維持される。以下に詳述するように、本発明は、通常、１ピクセルあたり８ビットのビデオ表示解像度に維持されるピクセルデータの処理を行うために、ｚバッファデータを用いることを想定している。本発明は、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、およびワークステーションを含む、さまざまな演算プラットホームでの使用に適している。従って、演算プラットホーム上で本発明を実行するには、並はずれた演算能力は必要とされない。
【００１９】
図３は、図１のシーンの、ぼやけた画像を示す、図１からのシーンのコンピュータディスプレイ画像である。図３は、図１のシーンを表すデータのみで開始して、生成可能である。図３のぼやけた画像は、例えばＭＩＰ‐マッピングと呼ばれる処理を通して、もしくは、所定のシフトを用いて、鮮明な画像をそれ自体にシフトさせることにより、生成されてもよい。例えば、ぼやけた画像は、鮮明な画像を、それ自体の上に、水平および垂直方向の双方に、１ピクセルだけオフセットさせて貼り付ける、オフ−スクリーン貼付処理により生成されてもよい。当業者には、ぼやけた画像を提供する他の手段が想起されることだろう。例えば、ＭＩＰ−マッピング処理は、グラフィックプロセッサが、シーン内のオブジェクトのために、様々なレベルの緻密さで初期描画テクスチャの複数のコピー（ＭＩＰマップ）を製作し、その後、看者からオブジェクトまでの距離に従ってＭＩＰマップを選択する、テクスチャマッピング技術を含んでいる。
【００２０】
処理されるシーンのための、鮮明な画像（図１）とぼやけた画像（図３）が得られた後、通常、コンピュータディスプレイシステムのグラフィックスプロセッサにより用いられる、ｚバッファデータが利用される。上述のように、ｚバッファは、通常、可視面決定とも呼ばれる隠面消去のために、コンピュータ画像処理環境で用いられるものである。ｚバッファは、レンダリングされる画像内の各ピクセルのための距離データを含んでいる。隠面消去は、コンピュータにより生成されたシーン内のオブジェクトのレンダリング中に、オブジェクト上の各ポイントが、ｚバッファ内のそのピクセルの、看者に対する現在距離より遠い画像ピクセル位置に位置するか否かの判断を含んでいる。オブジェクト上のポイントが、そのピクセル位置の、現在のｚバッファ値より遠くにある場合、そのオブジェクトのピクセルポイントは、レンダリングされた画像では可視とはならず、グラフィックプロセッサによって描画されないことになる。
【００２１】
ｚバッファ隠面消去処理技術は、例えば、コンピュータグラフィックス（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ）：Ｊ．フォリー（Ｊ．Ｆｏｌｅｙ）他著、「プリンシプスズアンドプラクティス（ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄＰｒａｃｔｉｃｅ）」、第二版（１９９６）、（アディソンウェズレー出版社（Ａｄｄｉｓｏｎ−ＷｅｓｌｅｙＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．））、セクション１５．４、６６８−６７２頁の「ｚバッファアルゴリズム（Ｔｈｅｚ−ＢｕｆｆｅｒＡｌｇｏｒｉｔｈｍ）」で説明されている。
【００２２】
本発明は、ｚバッファピクセル距離データを利用し、鮮明な画像とぼやけた画像を、ｚバッファデータから作成される画像に結合させることで、いわゆるアルファブレンド画像を作成する。当業者は、コンピュータディスプレイ画像が、通常、３つのカラーチャンネルの情報を、アルファチャンネルの情報に結合させて、作成されることを理解するだろう。カラーチャンネルは、シーンの色彩情報を表す、赤、緑、そして青のピクセル画像データを含んでいる。データのアルファチャンネル（αチャンネル）は、完全な不透明から透明までの範囲で、画像ピクセルの不透明さを表している。ほとんどの処理システムおよびカラーモデルにおいて、これらの４つの画像データチャンネルの各々は、各ピクセルのための８ビットの情報で表されている。
【００２３】
当業者は、「アルファブレンディング」処理を通して、画像を合成する技術をよく承知しているだろう。アルファチャンネルの不透明データは、適切な半透明性値で「アルファブレンデッド」画像を生成させるために、赤、緑、青の画像成分のブレンディングの制御に使用されている。すなわち、従来のシステムでは、画像情報の赤、緑、青のカラーチャンネルは、アルファチャンネル不透明情報と共に、一緒に合成され、ＲＧＢＡ色彩情報モデルと呼ばれるものを生成する。従って、シーンは、各ピクセルのための赤、緑、青の画像情報およびアルファチャンネル情報を明示することで、グラフィックプロセッサにより、レンダリングの目的のために完全に描写されることになる。
【００２４】
アルファブレンディングの合成プロセスは、例えば、コンピュータグラフィックス（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ）：Ｊ．フォリー（Ｊ．Ｆｏｌｅｙ）他著、「プリンシプスズアンドプラクティス（ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄＰｒａｃｔｉｃｅ）」、第二版（１９９６）、（アディソンウェズレー出版社（Ａｄｄｉｓｏｎ−ＷｅｓｌｅｙＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．））、セクション１７．６（「画像合成（ＩｍａｇｅＣｏｍｐｏｓｉｔｉｎｇ）」）８３５−８４３５頁で説明されている。合成プロセスの別の記述は、オスマー（Ｏｔｈｍｅｒ）他に対する、米国特許第５，３７９，１２９号明細書、「マスク画像を用いたソース画像と目的画像の合成方法（ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＣｏｍｐｏｓｉｔｉｎｇａＳｏｕｒｃｅａｎｄＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎＩｍａｇｅＵｓｉｎｇａＭａｓｋＩｍａｇｅ）」において説明されている。
【００２５】
本発明は、鮮明な画像とぼやけた画像のブレンディングを制御するために、アルファチャンネルとしてｚバッファデータを用いる、鮮明な画像、ぼやけた画像、およびｚバッファデータの合成プロセスを含んでいる。さらに、とりわけｚバッファデータは、看者パースペクティブからの各ピクセルの距離に従い、ぼやけた画像の半透明性を決定するために用いられている。好ましい実施例では、ｚバッファ内のあらゆる黒い（不透明な）ピクセルのために、ぼやけた画像データの完全な（１００％）値が、鮮明な画像との合成に用いられている。ｚバッファのあらゆる白い（透明な）ピクセルに対しては、ぼやけた画像は全く（ゼロパーセント）鮮明な画像と合成されていない。１００％から０％の間のグレーの色合いのピクセルのために、鮮明な、および、ぼやけた画像は、対応する比例した割合で、一緒に合成される。従って、他方の画像と合成される他方の画像の割合の決定には、線形補間が用いられている。このようにして、シーン画像のｚバッファデータは、被写界深度アルファチャンネルとして用いられている。
【００２６】
図４は、本発明に従う、アルファチャンネルとしてのｚバッファ画像データを用いた、図１からの無限遠まで鮮明な画像と、図３のぼやけた画像のアルファブレンディングの結果を示す、図１からのシーンのコンピュータのディスプレイ画像である。本発明に従うブレンドされた画像を生成させるために、合成処理のために、鮮明な画像、ぼやけた画像、およびｚバッファデータの組み合わせを選択することにより、従来のアルファブレンディング処理が使用可能である。図４において、前景にある階段は、鮮明で明瞭であり、さらに、背景（看者から、より遠く）にある階段は、それほど鮮明でも明瞭でもなく、かなりぼんやりしていることに、留意すべきである。これは、より写実的であり、実際のシーンの典型的な写真で見られる被写界深度により近いものである。
【００２７】
図５は、ブレンディングの制御のための図２のｚバッファ画像データを用いた、図１の無限遠まで鮮明な画像と、図３のぼやけた画像とのブレンディングをグラフィック的に表したものである。従って、図５は、図２の８ビットのｚバッファ画像５０６に結合された（合成された）、図１の無限遠まで鮮明な画像５０２および図３のぼやけた画像５０４が、被写界深度情報が加えられた、図４の画像５０８を生成する様子を表している。
【００２８】
「逆」被写界深度画像は、本発明の同じ技術を用いて、容易に作成可能である。ここで用いられる逆画像は、シーン内の、看者に対してより近くにあるオブジェクトが、よりあいまいで明瞭さが少なく、逆に看者からより遠くにあるオブジェクトが、より鮮明で明瞭なものとなる画像を指す。これは、写真で通常見られるものの反対となるので、逆被写界深度画像と呼ばれている。
【００２９】
逆被写界深度画像は、逆ｚバッファデータの組を利用することにより、容易に作成され得る。すなわち、黒い（不透明な）ｚバッファピクセルを白く（透明）に変換し、白いｚバッファピクセルを黒に変換すると、逆ｚバッファデータが生成されることになる。それに応じて、中間的なグレーの色合いも、同様に反転される。逆被写界深度データが、鮮明な画像およびぼやけた画像と合成されると、逆シーン画像が生成される。当業者は、逆画像の中間値が、黒から白に変換されるｚバッファ値の線形補間により決定されることを理解するだろう。
【００３０】
図６は、逆８ビットｚバッファデータを示す、図１からのシーンのコンピュータディスプレイ画像である。この点において、図６は、図２の反転画像である。明らかに図５では、看者のより近くにあるオブジェクトは黒く（不透明に）示され、逆に看者からより遠くにあるオブジェクトは白く（透明に）示されている。逆被写界深度データは、画像のために焦点の変化されたポイントを示して一時的な効果を生じさせる場合に役に立つものとなる。
【００３１】
図７は、図１の鮮明な画像を図３のぼやけた画像に結合し、焦点ポイントが変わったことを示すために、アルファチャンネルとして、図６からの逆ｚバッファ画像データを用いて合成した結果を示す、図１からのシーンのコンピュータディスプレイ画像である。図７では、前景にある（看者に対してより近い）オブジェクトは、ぼやけて不明瞭な姿で示され、逆に背景にある（看者に対してより遠い）オブジェクトは、鮮明でより明瞭な姿で示されている。焦点パースペクティブという意味では、図７は、図４の「正反対」と特徴づけられることになろう。
【００３２】
逆ｚバッファデータで生成可能な、有用な効果の１つは、「ラック焦点」効果と呼ばれているもので、効果的にシーン画像内の焦点ポイントを変えるために、異なったｚバッファデータの組を用いることで、シーンの連続コンピュータ画像が作成可能となる。例えば、図１のようなシーンの無限遠まで鮮明な画像が、図２のためのｚバッファデータで始まり、図６のためのｚバッファデータで終わるように、その間の中間ｚバッファデータも含めて、リアルタイムにｚバッファデータと連続的に結合されるのである。
【００３３】
図８は、図２と図６との間の、中間ｚバッファデータから生成された、中間ｚバッファ画像を示している。図８では、コントラストが減少する画像が効果的に作成されている。図８を通して、鮮明な画像とぼやけた画像（それぞれ図１と図３）が、図２から始まり図６で終了する（逆もまた同様）、連続したｚバッファ画像の各々とアルファブレンドされる（合成される）場合、その結果生成された連続画像を見ている者は、そこで焦点が変化してゆくように見えるだろう。すなわち、連続した合成画像の看者は、図２から図６までのｚバッファ画像との合成画像に対応して、焦点ポイントがシーン内の前部から後部へ、変化してゆく様子を「見る」ことになる。連続した合成画像の、任意の１画像内の焦点ポイントは、当該合成画像のためのレファレンスのｚバッファフレーム（画像位置）に対応していることは明らかである。このように、図４と図７との間の効果中間物は、図８により示されるように、中間逆ｚバッファデータの組を用いて生成される。
【００３４】
従って、上述のように、一連の合成シーン画像は多重中間的画像を用いて作成され、その結果、一連のシーン画像は、看者の焦点を、前景（図４）から背景（図７）まで、その間のポイントを通って、滑らかかつ徐々に「歩かせる」ことになる。ｚバッファからの開始ポイント画像（図４など）、および、ｚバッファからの終了ポイント画像（図７など）は、看者に対する滑らかな変化を確実にするために、一定のグラフィカルな間隔で、多重中間合成画像を生成させるために用いられてもよい。例えば、開始画像と終了画像の間に、一定間隔で中間ｚバッファ画像を作成するために、線形補間を使用してもよい。一連の中間ｚバッファ画像は、鮮明な画像、および、ぼやけた画像と、順番に合成される。プロセッサメモリ内の多重中間画像用のピクセルデータを維持するために、一時的なデータストレージを用いてもよい。上述したように、こうした画像は、従来の画像処理ハードウェアを用いて、リアルタイムに作成可能であろう。本発明の教示を用いて、他の視覚効果が生成されることもある。
【００３５】
本発明の技術で生成され得る他の視覚効果は、減少彩度を伴う画像を提供することである。例えば、ぼやけた画像（図３に示されるぼやけた画像など）の青チャンネルの色は、大気中のもやの効果を引き出すために、頂点カラーの操作により、青色スペクトル、もしくは、いかなる他の色にもシフトさせることが出来る。当業者は、こうした操作を実行するために、従来のグラフィック処理システムをどう用いるか承知しているだろう。同様に、白黒のぼやけた画像を作成するには、ぼやけた画像の赤チャンネルデータを、ぼやけた画像の緑チャンネルデータおよび青チャンネルデータへとコピーすればよい。図９は、こうした処理により生成された、白黒のぼやけた画像の一例である。結果として生成された白黒のぼやけた画像は、シーンの遠方領域内では、それほど飽和状態にならない写実的な画像を生成するために、無限遠まで鮮明な画像とアルファブレンドされてもよい。図１０は、図１などの無限遠まで鮮明な画像を、図９などの白黒のぼやけた画像とアルファブレンドすることにより生成された、減少彩度画像の一例である。
【００３６】
ハードウェア構成
グラフィックス処理能力を伴う多種のコンピュータ構成は、上述した改良されたグラフィック画像を、リアルタイムに提供するために使用可能である。こうした構成は、情報処理システム、パーソナルコンピュータ、およびテレビゲームシステムを含んでいる。
【００３７】
上述した処理では、上述したように、ＲＧＢＡデータを作り出すための画像データを合成し、さらに隠面消去用のｚバッファデータを利用する、コンピュータグラフィックプロセッサのすぐに利用可能なハードウェア部品を使用してもよい。本発明では、グラフィックプロセッサ動作は、アルファブレンディングチャンネルとしてｚバッファデータを用いており、それによって、上述の処理がリアルタイムに実行可能となる。リアルタイム処理は、ここで説明されているように、画像処理の実行を遥かに柔軟性に富んだものとするため、ゲームプレーなどのインタラクティブなアプリケーションに適することになる。あるいは、本発明の処理は、ここで説明される画像処理の実行に特に適するハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実行可能である。
【００３８】
図１１は、本発明に従うグラフィックス処理を提供する、情報処理もしくはテレビゲームシステム１１００の概略図である。テレビゲームシステム１１００は、テレビゲームメインユニット１１１０と、メインユニット１１１０上のそれぞれのコントローラインタフェース１１２５を経由して、メインユニット１１１０と通信可能に接続されている１つ以上のコントローラ１１２０を含んでいる。各コントローラ１１２０は、ユーザーインストラクションの命令を受ける入力装置を備えている。
【００３９】
テレビゲームシステム１１００は、メインユニット１１１０と通信可能に接続されたオーディオビジュアル（ＡＶ）出力装置１１３５と、インターフェイスで接続されている。ＡＶ出力装置１１３５は、メインユニット１１１０から受取った信号に従って画像データを表示するための、ディスプレイ画面１１４０を含んでいる。また、ＡＶ出力装置１１３５は、メインユニット１１１０から受取った信号に従ってオーディオデータを出力するための、１つ以上のサウンドスピーカー１１４を含んでいる。
【００４０】
メインユニットは、磁気フロッピー（登録商標）ディスク、光ＣＤ−ＲＯＭディスク、ＣＤ−Ｒディスク、ＣＤ−ＲＷディスク、ＤＶＤディスクなどのような、ゲームプログラム格納媒体を受け取るように構成された、プログラムリーダー１１５０を含んでいる。ゲームプログラム格納媒体は、テレビゲームなどのアプリケーションプログラムを、メインユニット１１１０に供給するための記録媒体である。メインユニット１１１０は、情報を処理し、ゲームプログラム格納媒体上にあるプログラムインストラクションを実行するよう構成されている。メインユニット１１１０は、プログラムインストラクションに従い、ＡＶ出力装置１１３５に画像および音響データを出力する。メインユニットは、以下でさらに詳細に述べるように、コントローラ１１２０から、ユーザ入力を受け取る。
【００４１】
図１２は、図１１に示されたテレビゲームエンターテインメントシステムの、代表的ハードウェア構成を示すブロック図である。テレビゲームシステム１１００（図１１）は、メインメモリ１２０５に関連する、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１２００を含んでいる。ＣＰＵ１２００は、ＯＳ−ＲＯＭ１２６０に格納された、もしくは、ゲームプログラム格納媒体からメインメモリ１２０５へと移される、プログラミングステップの制御の下で作動する。ＣＰＵ１２００は、プログラミングステップに従い、情報の処理ならびにインストラクションの実行をするよう構成されている。
【００４２】
ＣＰＵ１２００は、専用バス１２２５を経由して、入力／出力プロセッサ（ＩＯＰ）１２２０と通信可能な状態で接続されている。ＩＯＰ１２２０は、ＣＰＵ１２００を、オペレーティングシステムなどのようなプログラムインストラクションを格納した不揮発性メモリから成る、ＯＳＲＯＭ１２６０と接続させる。インストラクションは、メインユニット１１１０（図１１）の始動時に、ＩＯＰ１２２０経由でＣＰＵに移されるのが望ましい。
【００４３】
ＣＰＵ１２００は、専用バス１２１５経由で、グラフィックス処理装置（ＧＰＵ）１２１０と通信可能な状態で接続されている。ＧＰＵ１２１０は、ＣＰＵ１２００から受け取るインストラクションに従って、描画処理を実行し、画像をまとめるよう構成された描画プロセッサである。例えば、ＧＰＵ１２１０は、ＣＰＵ１２００によって生成され、ＣＰＵ１２００から受け取った表示リストに基づいてグラフィックス画像をレンダリングしてもよい。ＧＰＵは、グラフィックスデータを格納するためのバッファを含んでいてもよい。ＧＰＵ１２１０は、ＡＶ出力装置１１３５（図１１）に、画像を出力する。
【００４４】
ＩＯＰ１２２０は、ＩＯＰメモリ１２３０内に格納されたインストラクションに従い、ＣＰＵ１２００と多数の周辺コンポーネントとの間の、データ交換を制御する。周辺コンポーネントは、１つ以上のコントローラ１１２０、メモリカード１２４０、ＵＳＢインタフェース１２４５、およびＩＥＥＥ１３９４シリアルバス１２５０を含んでいてもよい。さらに、バス１２５５は、ＩＯＰ１２２０と通信可能な状態で接続されている。バス１２５５は、ＯＳＲＯＭ１２６０、サウンドプロセッサユニット（ＳＰＵ）１２６５、光ディスク制御ユニット１２７５、およびハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１２８０を含む、数個の追加コンポーネントにリンリされている。
【００４５】
ＳＰＵ１２６５は、ＣＰＵ１２００とＩＯＰ１２２０から受け取るコマンドに従って、音楽、音響効果、声などのサウンドを発生させるよう構成されている。ＳＰＵ１２６５は、波形データを格納する、サウンドバッファを含んでいてもよい。ＳＰＵ１２６５は、サウンド信号を発生させ、その信号をスピーカー１１４５（図１１）に送信する。
【００４６】
ディスク制御ユニット１２７５は、例えば、磁気フロッピー（登録商標）ディスク、光ＣＤ−ＲＯＭディスク、ＣＤ−Ｒディスク、ＣＤ−ＲＷディスク、ＤＶＤディスクなどのようなリムーバブル格納媒体を受け入れる、光ディスクドライブから成るプログラムリーダー１１５０（図１１）を制御するよう構成されている。
【００４７】
メモリカード１２４０は、ＣＰＵ１２００がデータを書き込んだり、格納したりする、格納媒体を備えていてもよい。メモリカード１２４０は、ＩＯＰ１２２０に対する挿入および抜き取りが可能であることが好ましい。ユーザは、メモリカード１２４０を用いて、ゲームデータを格納もしくは保存可能である。さらに、テレビゲームシステム１１００には、ゲームデータを書込および格納し得る、少なくとも１つのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１２８０が設けられているのが好ましい。ＩＥＥＥ１３９４シリアルバス１２５０、もしくはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）１２４５インタフェースなどのデータ入出力インタフェースは、テレビゲームシステム１１００へのデータ入出力転送を可能にするために、ＩＯＰ１２２０と通信可能な状態で接続されているのが望ましい。
【００４８】
ここで、本発明に従うディスプレイ画像生成と関係する処理を、より良く理解するために、画像処理システムのさらに詳細な記述を提供する。
【００４９】
図１３は、家庭用テレビゲームコンソールにインストールされた画像処理システムの配置を示している。画像処理システムは、実質的に、家庭用テレビゲーム機、マイクロコンピュータ、もしくはグラフィックコンピュータ装置における使用のために設計されている。図１３の実施例の画像処理システムでは、オペレータは、特定フォーマットでデータを格納するために本発明に従って設計された光ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）などの記録媒体から、引き出される関連データ（例えば、ゲームプログラム）を制御することにより、ゲームをすることが可能となる。
【００５０】
より詳細に述べると、図１３に示される実施例の画像処理システムは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１３０４およびその周辺装置（周辺装置コントローラ１３０６を含む）を有するメインコントローラモジュール１３０２、実質的に、フレームバッファ１３２６上への画像描画用のグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）１３２４により構成された、グラフィックスモジュール１３２０、サウンド処理ユニット（ＳＰＵ）１３４２、および音楽もしくは効果音を放出するための他の装置を備えたサウンドモジュール１３４０、再現データの解読用の補助メモリ手段として機能する光（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）ディスクドライブ１３６２を制御する光ディスクコントローラモジュール１３６０、コントローラー１３８６からのコマンド信号の入力、サブメモリ（もしくは、メモリカード）１３８４上のゲームパラメータ設定への情報の入出力を制御するための通信コントローラモジュール１３８０、および、メインコントロールモジュール１３０２から、通信コントローラモジュール１３８０へと接続されたメインバス１３９９から成っている。
【００５１】
メインコントローラモジュール１３０２は、ＣＰＵ１３０４、インタラプト動作、時間系列、メモリ動作、およびダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）信号の送信を制御する周辺装置コントローラ１３０６、例えば、２メガバイト（２ＭＢ）のＲＡＭ、および、メインメモリ１３０８、グラフィックスモジュール１３２０、およびサウンドモジュール１３４０の操作用のオペレーティングシステムを含むプログラムを格納した、例えば５１２キロバイトのメモリから成るＲＯＭ１３１０を備えたメインメモリ１３０８、から成っている。ＣＰＵ１３０４は、システム全体を制御するために、ＲＯＭ１３１０内に格納されたオペレーティングシステムを実行する３２ビット縮小命令セット（ＲＩＳＣ）コンピュータであってもよい。ＣＰＵ１３０４はまた、実記憶装置制御用のコマンドキャッシュおよびスクラッチパッドメモリを含んでいる。
【００５２】
グラフィックスモジュール１３２０は、座標変換処理を実行する座標演算のための演算コプロセッサを有するＧＴＥ１３２２、ＣＰＵ１３０４からのコマンド信号に対応して画像を描画するためのＧＰＵ１３２４、例えば、ＧＰＵ１３２４により提供されるグラフィック・データの格納のための１メガバイト（１ＭＢ）のメモリを有する、フレームバッファ１３２６、および、離散的コサイン変換などの直交変換処理により、圧縮およびコード化されたコード化画像データをデコードするための、画像デコーダ１３２８（以下、“ＭＤＥＣ”と称する）から成る。ＧＴＥ１３２２は、多数の四則演算を並列に実行し、座標変換、および、固定小数点表記処理の光源、ベクトル、およびマトリクスの演算の高速動作を行う、ＣＰＵ１３０４用のコプロセッサとして動作する並列プロセッサを有していてもよい。
【００５３】
より詳細に述べると、ＧＴＥ１３２２は、各三角ポリゴンが一色で描かれる場合、フラットシェーディングで、通常１秒あたり１５０万ポリゴンの座標演算を実行可能である。これにより、画像処理システムは、ＣＰＵ１３０４への負荷を最小にし、その結果、より高速な座標演算が実行可能となる。ＧＰＵ１３２４は、ＣＰＵ１３０４からのポリゴン描画コマンドに応答して、フレームバッファ１３２６にポリゴンもしくはグラフィックを描画する。ＧＰＵ１３２４は、１秒あたり最大３６万ポリゴンを描画可能で、ＣＰＵ１３０４から独立した、フレームバッファ１３２６のマッピング用の、二次元アドレス空間を有している。
【００５４】
フレームバッファ１３２６は、ＧＰＵ１３２４からの描画データの引き出し、もしくはメインメモリ１３０８からのデータ転送、および表示のためのデータリリースを、同時に実行する、いわゆるデュアルポートＲＡＭから成っている。さらに、フレームバッファ１３２６は、１６ビットフォーマットで、水平１０２４個、垂直５１２個のピクセルマトリクスを構成する、１メガバイトの容量を持つメモリを含んでいてもよい。フレームバッファ１３２６の容量内のあらゆる所望の領域も、ディスプレイなどのビデオ出力手段１３３０に提供可能である。
【００５５】
ビデオ出力として提供される領域に加え、フレームバッファ１３２６は、ＧＰＵ１３２４の動作と共に、グラフィックもしくはポリゴンの描画の間にリファレンスとして用いられるＣＬＵＴの格納のためのカラールックアップテーブル（以下では、“ＣＬＵＴ”と呼ぶ）領域、および、ＧＰＵ１３２４により描かれたグラフィックもしくはポリゴン上に、座標変換およびマッピングされるテキスチャ・データの格納のためのテキスチャ領域を含んでいる。ＣＬＵＴおよびテキスチャ領域の双方は、表示領域の変化に依存したサイズで、ダイナミックに変化することが出来る。その結果、フレームバッファ１３２６は、ディスプレイ上の領域に描画アクセスし、高速ＤＭＡは、メインメモリ１３０８への入出力転送を実行することが出来る。ＧＰＵ１３２４はまた、フラットシェーディングに加え、ポリゴンの色が頂点カラーの補間によって決定されるグローシェーディング、さらに、テキスチャ領域から選択されたテキスチャがポリゴンに貼付されるテクスチャマッピングも実行可能である。グローシェーディングもしくはテクスチャマッピングのために、ＧＴＥ１３２２は、１秒あたり最大５０万のポリゴンの速さで、座標演算を実行可能である。
【００５６】
ＭＤＥＣ１３２８は、ＣＰＵ１３０４からのコマンド信号に応答して、ＣＤ−ＲＯＭディスクから引き出し、およびメインメモリ１３０８内に格納された、静止画もしくは動画データをデコードし、さらに、次に再びそれをメインメモリ１３０８に格納する。より詳細に述べると、ＭＤＥＣ１３２８は、カラー静止画圧縮標準（ＪＰＥＧとして知られている）、または記憶媒体のための動画エンコード標準（ＭＰＥＧとして知られているが、この実施例ではフレーム内圧縮用）の圧縮データを展開するために、高速で逆離散コサイン変換処理（逆ＤＣＴと呼ぶ）を実行する。再現された画像データは、ＧＰＵ１３２４経由でフレームバッファ１３２６へ送られ、それによって、ＧＰＵ１３２４により描かれた画像の背景として使用可能である。サウンドモジュール１３４０は、音楽もしくは効果音を生成させるために、ＣＰＵ１３０４からのコマンドに応答するサウンドプロセッサユニット（ＳＰＵ）１３４２、例示のために、そして制限のためには必要ではない、ＣＤ−ＲＯＭから引き出された、声もしくは音楽サウンドのオーディオデータ、音源データの格納のための５１２キロバイトを有するサウンドバッファ１３４４、および、ＳＰＵ１３４２により生成された音楽や効果音を放出するための、サウンド出力手段として動作する、スピーカー１３４６、から成る。
【００５７】
ＳＰＵ１３４２は、１６ビットのオーディオデータから変換された４ビットのＡＤＰＣＭフォーマットのオーディオデータを復元するための、適応差分パルス符号変調（ＡＤＰＣＭ）信号デコード機能、音楽もしくは効果音を放出するために、サウンドバッファ１３４４内のサウンドデータを復元する再生機能、および再生のためにサウンドバッファ１３４４内に格納された、オーディオデータを変調するための変調機能を備えている。さらに詳細に述べると、ＳＰＵ１３４２は、ループと時間係数の動作パラメータが自動的に変更され、ＣＰＵ１３０４からの信号によって作動する、２４の音声を備えたＡＤＰＣＭ音源を有している。ＳＰＵ１３４２は、サウンドバッファ１３４４でマッピングされたそのアドレス空間を制御し、ＣＰＵ１３０４からサウンドバッファ１３４４まで、キーオン／キーオフもしくはモジュレーションの情報を伴った、ＡＤＰＣＭデータの直接伝送によるオーディオデータの再生を実行可能である。従って、サウンドモジュール１３４０は、ＣＰＵ１３０４からのコマンド信号を受け取ると、サウンドバッファ１３４４内に格納されたオーディオデータに対応した、音楽もしくは効果音を生成するサンプリング音源として用いられる。
【００５８】
光ディスク制御モジュール１３６０は、光ディスクもしくはＣＤ−ＲＯＭ１３６３から、プログラムもしくはデータを引き出すためのディスクドライブ１３６２、エラー修正コード（ＥＣＣ）を伴って、コード化され、格納された、プログラムもしくはデータをデコードするディスクデコーダ１３６４、および、光ディスクから引き出されたデータを格納する、例えば３２キロバイト（３２ＫＢ）のディスクバッファ１３６６を含んでいる。そして、ディスクドライブ１３６２、デコーダ１３６４、および、ディスクからデータを読取る（また、任意にディスクに書込む）ための他のコンポーネントを含む光ディスク制御モジュール１３６０は、ＣＤ−ＤＡおよびＣＤ−ＲＯＭＸＡを含む、他のディスクフォーマットをサポートするよう装備されている。デコーダ１３６４はまた、サウンドモジュール１３４０の部材として働く。ＤＶＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスクなどのような、他のフォーマットおよび媒体も、ディスクドライブサブシステム１３６０によってサポートされていてもよい。
【００５９】
ディスクドライブ１３６２により、ディスクから引き出されたオーディオデータは、（ＣＤ−ＲＯＭＸＡディスク上へ格納するための）ＡＤＰＣＭフォーマットに制限されることはないが、アナログ／ディジタル変換により生成された、共通ＰＣＭモードとなるだろう。ＡＤＰＣＭデータは、１６ビットのディジタルデータから演算された４ビットのディファレンシャル形式で記録されてもよく、先ずデコーダ１３６４でエラー修正およびデコードされ、ＳＰＵ１３４２に送られてＤ／Ａ変換された後、再生のためにスピーカー１３４６へと供給される。ＰＣＭデータは、１６ビットのディジタル信号形式で記録されてもよく、スピーカー１３４６を駆動するため、デコーダ１３６４によりデコードされる。デコーダ１３６４のオーディオ出力は、先ずＳＰＵ１３４２に送られてＳＰＵ出力にミックスされ、オーディオ再生のための残響ユニットを通して放出される。
【００６０】
通信制御モジュール１３８０は、メインバスに沿ってＣＰＵ１３０４との通信を制御する通信制御装置１３８２、オペレータによるコマンド入力のためのコントローラ１３８６、および、ゲーム設定データの格納のためのメモリカード１３８４を含む。コントローラ１３８６は、オペレータのインストラクションをアプリケーションソフトウェアに伝送するインタフェースを提供するが、ユーザによるインストラクションの入力のためのコマンドキーを含んでいてもよい。コマンドキーに対応するコマンドは、通信制御装置１３８２によって予め決められたように、１秒あたり６０回のスピードでの同期モードで通信制御装置１３８２へ提供される。その後、通信制御装置１３８２は、キーコマンドをＣＰＵ１３０４に伝送する。
【００６１】
コントローラ１３８６は、マルチタップポートを通して、多数のコントローラに相次いで接続するために、その上に配置された２つのコネクタを有し、従って、オペレータからコマンドを受け取ると、ＣＰＵ１３０４は、ゲームプログラムにより決定されている、対応する処理動作を実行し始める。プレーされるゲームの初期設定が要求されると、ＣＰＵ１３０４は、関連データを通信制御装置１３８２へ伝送し、そこで、データは順番にメモリカード１３８４へ格納される。メモリカード１３８４は、メインバス１３９９から分離されていて、メインバスが通電されている間、自由にインストールしたり、取外したりすることが出来る。これにより、ゲーム設定のデータは、２つ以上のメモリカード１３８４に格納可能となる。
【００６２】
本発明のこの実施例のシステムにはまた、１６ビットのパラレル入出力（Ｉ／Ｏ）ポート１３９６、および、非同期シリアル入出力（Ｉ／Ｏ）ポート１３９８が設けられている。本システムは、パラレル入出力ポート１３９６で、あらゆる他の周辺装置に接続可能であり、さらに、通信のために、シリアル入出力ポート１３９８で、他のテレビゲーム機に接続可能である。
【００６３】
メインメモリ１３０８、ＧＰＵ１３２４、ＭＤＥＣ１３２８、およびデコーダ１３６４間では、プログラムの読込み、テキストの表示、もしくはグラフィックの描画のため、大量の画像データを高速で転送する必要がある。この実施例の画像処理システムは、ＣＰＵ１３０４を用いることなく、メインメモリ１３０８、ＧＰＵ１３２４、ＭＤＥＣ１３２８、およびデコーダ１３６４間のダイレクトデータ転送、即ちＤＭＡ転送を実現するのに適したものとなっている。データ転送は、むしろ、周辺装置コントローラ１３０６の制御下で実行される。その結果、データ転送の間のＣＰＵ１３０４への負荷はかなり減少し、従って、高速データ転送動作が確保される。
【００６４】
本発明に従って構成されたテレビゲーム機を用いると、ＣＰＵ１３０４は、起動されるとすぐに、ＯＳＲＯＭ１３１０に格納されたオペレーティングシステムを実行可能となる。オペレーティングシステムが実行されることにより、グラフィックモジュール１３２０およびサウンドモジュール１３４０の動作は、ＣＰＵ１３０４によって正確に制御される。さらに、オペレーティングシステムが起動されると、ＣＰＵ１３０４は、全システムを初期化し始め、各動作をレビューし、その後、光ディスクに格納した所望のゲームプログラムを実行するため、光ディスク制御モジュール１３６０を作動させる。ゲームプログラム実行の間、ＣＰＵ１３０４は、オペレータによるコマンド入力に対応して、画像の表示および音楽もしくは効果音の再生を制御するため、グラフィックモジュール１３２０およびサウンドモジュール１３４０を作動させる。次に、本発明の画像データ処理装置による、ディスプレイ上への画像データの表示について説明する。ＧＰＵ１３２４は、ビデオ出力手段１３３０、もしくは、例えば、ＣＲＴやフラットパネルディスプレイ装置のようなディスプレイ上に、フレームバッファ１３２６によって生成される、所望のグラフィックモデルの領域を表示する。この領域を、以下では表示領域と呼ぶ。グラフィックモデルは、シーン内のオブジェクトが置かれる、座標空間もしくは仮想世界に一致しており、さらに、カナダ、オンタリオ州トロントのエリアスウェーブフロント（ＡｌｉａｓＷａｖｅｆｒｏｎｔ）からの「マヤ（Ｍａｙａ）」、もしくは、カナダ、ケベック州モントリオールのオートデスク（Ａｕｔｏｄｅｓｋ）社の「ディスクリート（Ｄｉｓｃｒｅｅｔ）」部門からの「３Ｄステューディオマックス（３ＤＳｔｕｄｉｏＭａｘ）」製品、もしくは、シーン生成用の他の適当な描画またはグラフィックアプリケーションプログラムなどのモデリングプログラムにより生成されてもよい。
【００６５】
図１４は、ＲＧＢＡの多重スペクトルカラーモデル表示のための、代表的なピクセル１４０２のデータを示している。ピクセル１４０２は、４つの異なるデータチャンネルからの情報を格納する。ＲＧＢＡカラーモデルでは、これら４つのチャンネルは、赤１４０４、緑１４０６、青１４０８、および、アルファ１４１０から成る。図１４に示した各データチャンネルは、図の左側が最上位ビット（ビット７）で、右側が最下位ビット（ビット０）となる、「［７、６、５、...０］」という表記を含み、これは１つのピクセルのための４つのデータチャンネルの各々が、８ビットの情報から成ることを示している。ピクセル情報のための他のデータワード長が使いられてもよい。ディスプレイシーン内の各ピクセル１４０２のための赤１４０４、青１４０６、緑１４０８、およびアルファチャンネルデータ１４１０は、フレームバッファ１３２６（図１３）内に格納される。
【００６６】
従って、それぞれ８ビットからなる、赤１４０４、緑１４０６、および青１４０８のチャンネルは、画像カラー情報を提供する。ピクセル画像のいかなるカラーポーションも、赤チャンネル１４０４、緑チャンネル１４０６、および青チャンネル１４０８のデータの組み合わせにより表示可能である。また、アルファチャンネル１４１０も、８ビットから成り、対応するピクセル画像の不透明さを、不透明から透明までの範囲で表示する。従って、各ピクセル１４０２は、どんなＲＧＢＡカラーモデルシステムに対しても、これらの４つのチャンネルの組み合わせとして、フレームバッファの中に格納される。
【００６７】
図１５は、ｚバッファからの単一エントリー１５０２を表わす。好ましい実施例では、ｚバッファは、ゲームコンソール１１１０（図１１）、コンピュータ・プロセッサシステム（図１２）、もしくは画像プロセッサ（図１３）として代替的に描かれた、画像処理システムの一部である。ｚバッファは、隠面消去に用いられ、表示シーン内に描かれるオブジェクトの位置決定に対応している。従って、ｚバッファピクセル情報のデータワード長は、通常、画像処理システムで実行された位置演算に用いたデータと、同じデータワード長となる。好ましい実施例では、ｚバッファは、３２ビットのデータワード長を含んでいる。これは、図１５のｚバッファ１５０２内の「［３１３０２９２８２７２６２５２４２３２２２１ ... ３２１０］」という表記で示されている。
【００６８】
上述のように、コンピュータディスプレイ上に描画される各ピクセルは、ｚバッファ内の対応するデータエントリーに関連する。図１５は、これらのピクセルのうちの１つの、ｚバッファデータエントリーを表している。本発明に従って、ｚバッファからのデータは、フレームバッファからのピクセルベースのカラーピクセル情報と、アルファブレンドされる（合成される）。各チャンネルのピクセル情報は８ビットのワード長を有するのに対し、ｚバッファ情報は３２ビットのワード長を有するため、本発明に従った処理では、ｚバッファからの８ビットのデータワードのみが、フレームバッファからのＲＧＢＡ画像情報の８ビットピクセルワードの各々と合成されるように、ｚバッファ情報を切り詰める。好ましい実施例では、各ｚバッファピクセルからの最上位８ビット（ＭＳＢ）が、フレームバッファからの対応する各ピクセル情報と合成される。
【００６９】
図１６は、代表的なフレームバッファ環境を示している。図１６に示されるように、好ましい実施例では、フレームバッファ（図１３に示したフレームバッファ１３２６など）は、１つ以上の画像データのフレームを格納する。特に、図１６では、フレームバッファ１３２６は、第１フレームデータアレイ１６０２、および第２フレームデータアレイ１６０４用のデータストレージを含んでいる。こうした構成は、インターレースディスプレイ装置でのような、ビデオディスプレイの連続フレームを表示するために、通常用いられているものである。第１のフレームアレイ１６０２は多数のピクセルから成り、その内の、ピクセル１６１２、１６１４、１６１６が示されている。同様に、第２のフレームアレイ１６０４は、ピクセル１６２２、１６２４、１６２６を含んでいる。これらのフレームアレイの各々は、いかなる所与の時間でも、画像全体を格納し、グラフィックスプロセッサ装置内の複数のメモリ位置を含む。
【００７０】
フレームバッファ１３２６のフレームアレイ１６０２、１６０４は、ＧＰＵ１３２４および図１３のシステムに関して上述したビデオ出力１３３０から成る装置のような、ハードウェアスキャンアウト装置１６８０に接続される。スキャンアウト装置は、フレームバッファアレイ１６０２、１６０４の１つから、ピクセル情報を選択的に読込み、それを物理的表示用ディスプレイ１６９０に伝送する。表示されるフレームバッファアレイを構成するピクセルは、オンスクリーン画像と呼ばれ、一方、表示されないフレームバッファアレイのピクセルは、オフスクリーン画像と呼ばれる。フレームバッファアレイ１６０２、１６０４は、また、メモリの他の領域から伝送されるピクセル情報を格納したり、もしくは、メモリの他の領域にピクセル情報を書込むことが出来る。
【００７１】
処理
図１７は、上に示された、強調された被写界深度情報を伴う画像を生成するために、図１１〜図１３に示した画像処理システムによって実行される処理を示す、フロー図である。フロー図ボックス番号１７０２によって表される、第１の処理作業では、画像処理システムは、処理されるシーンに対する、無限遠まで鮮明な画像データを生成し、そのシーンには、座標（空間）システム内に位置するオブジェクトが描出される。鮮明な画像は、従来のレンダリングエンジンを通して描字されてもよい。シーンの鮮明な画像のためのデータは、カナダ、オンタリオ州トロントのアリアスウェーブフロント（ＡｌｉａｓＷａｖｅｆｒｏｎｔ）からの「マヤ（Ｍａｙａ）」製品、もしくは、オートデスク（Ａｕｔｏｄｅｓｋ）社の、（カナダ、ケベック州モントリオールの）「ディスクリート（Ｄｉｓｃｒｅｅｔ）」部門からの「３Ｄステューディオマックス（３ＤＳｔｕｄｉｏＭａｘ）」製品などの、従来の立体（３Ｄ）モデルプログラムから生成されてもよい。そうでなければグラフィックス画像処理システムに受け取られる。レンダリングソフトウェアは、本来、描かれたオブジェクトのための、ｚバッファデータを本質的に生成するものである。
【００７２】
図１７のボックス番号１７０４として示される、次の処理作業では、システムはぼやけた画像データを生成する。上述のように、フレーム画像を、１ピクセル、オフセットし、５０％透明にして、それ自体の上にコピーすることによりこの作業は実行可能であるが、代替的な方法も、所望されるように用いられてよい。ぼやけた画像データは、グラフィックプロセッサ、もしくは関連する演算装置の、一時的なデータストレージ記憶装置、またはレジスタに格納されてもよい。本発明では、ぼやけた画像は、鮮明な画像から得られる。上述のように、画像処理システムは、鮮明な画像データを入力として受け取り、それを出発点として、本システムは、その鮮明な画像を、横方向に１ピクセル移動させ、縦方向に１ピクセル移動させた後、好ましくは５０％の不透明さで、それ自体の上にコピーする、ピクセルシフト操作を用いて、ぼやけた画像を生成することが出来る。ぼやけた画像は、グラフィックス処理システムのストレージ内に一時的に格納されてもよい。例えば、図１６に示された２画像フレームバッファでは、１つめの画像記憶をぼやけた画像のために用い、そして、他の画像記憶を鮮明な画像のために用いてもよい。
【００７３】
次の作業（ボックス１７０６）では、切り詰めたｚバッファデータの取得である。上に説明したように、レンダリングソフトウェアを備えた、ほとんどの従来のグラフィックス処理システムは、シミュレートされたシーン内のオブジェクトの位置処理に適した精度を伴う隠面消去のために、慣例的にｚバッファデータを生成する。従って、ｚバッファデータは、本発明に従って使用し得る、ほとんどの従来の画像処理プロセッサから、容易に得ることが出来るはずである。特にモデリング化プログラムが画像データを生成する場合、プログラムが無限遠まで鮮明な画像を生成すると、必ずｚバッファデータを発生させることに、留意すべきである。
【００７４】
ｚバッファデータは、フレームバッファ内のピクセルデータと、正確に合成可能となることを確保するよう処理される。好ましい実施例では、ｚバッファの各ピクセルのデータビット数が、フレームバッファのピクセルと同じデータビット数となるよう、ｚバッファデータは切り詰められている。従って、上述の実施例では、赤、青、緑のピクセルは、８ビットワードで表されるが、ｚバッファデータは、各ピクセルのための３２ビットのワードで表されている。そのため、ｚバッファ内の各ピクセルの最上位８ビットだけが、鮮明な、および、ぼやけた画像データと合成されることになる。ボックス１７０６によって表されるこの切り詰め処理は、切り詰めたデータを、図形処理システムのストレージに、一時的に格納することにより実行してもよい。
【００７５】
次の作業は、コンピュータシステムが、通常アルファブレンディングと呼ばれる合成プロセスを実行することであり、それは、レンダリングにおいて、被写界深度情報を伴う画像を生成する、ＲＧＢＡ画像データを作り出すために、鮮明な画像、ぼやけた画像、およびｚバッファデータを合成する。この合成作業は、フロー図ボックス番号１７０８で表わされている。上述したように、画像データの合成（アルファブレンディング）は、従来のグラフィックス処理コンピュータシステムにより、慣例的に実行される。しかしながら、こうしたシステムは、カラー画像データ（例えば、赤、青、緑）と、画像要素の不透明さを表すアルファチャンネルデータとの、こうした合成を実行する；それらは、鮮明な画像、ぼやけた画像、およびｚバッファデータを合成しない。
【００７６】
さらに、従来のアルファブレンディングは、通常フレームバッファに含まれるために同じワード長となっている、カラー画像データと、等しいデータワード長であるアルファチャンネル画像データとを関係させる。対照的に、グラフィックプロセッサシステムのｚバッファデータは、シミュレートされたシーン内のオブジェクトの位置処理に適する精度で維持されている。従って、本発明の好ましい実施例では、合成作業は、ボックス１７０６のために説明されているように、互換性のあるビット数まで切り詰められた、ｚバッファからのデータを利用する。切り詰められたｚバッファデータを伴ったフレームバッファ合成を実行する本発明の教示により、当業者は、レンダリングにおいて、強調されたリアリズムのための被写界深度情報を提供するＲＧＢＡ画像データを生成する、適切な処理の達成方法を理解することだろう。
【００７７】
判断ボックス１７１０での次の作業では、システムは、ラック焦点効果、大気視覚効果などを生成するために実行されるような、繰り返し処理がないかどうか、任意にチェックする。追加の処理は、例えば、逆ｚバッファ画像の生成を伴ってもよい。追加の処理は、中間フレームのピクセル情報を一時的に格納するなどの、画像データの一時的格納を含んでいてもよい。繰り返し処理が所望される場合、判断ボックスの１７１０の肯定結果は、その後、システム処理が、次に必要な、鮮明な画像、ぼやけた画像、およびｚバッファの処理の組を生成するよう、ボックス１７０２に返される。ＲＧＢＡ画像のために、いかなる追加フレーム処理も必要でない場合には、ボックス１７１０の否定結果、その後の処理は、ボックス１７１２での、ディスプレイ画像のレンダリングへ続いてゆく。レンダリング作業は、コンピュータディスプレイ装置上に画像を生成させる、単純なレンダリング作業を伴ってもよく、もしくは、レンダリング作業は、上述したいかなる補足的処理作業を伴ってもよい。レンダリング作業１７１２は、例えば、１つのカラーチャンネルの色調の変更、もしくは、特殊な視覚効果のための他の処理を含んでいてもよい。こうしたすべての作業は、リアルタイムに実行可能であり、その結果、ここで述べられた被写界深度情報を伴った強調されたリアリズム画像は、鮮明な画像データからリアルタイムに生成可能となる。
【００７８】
本発明は、本発明の理解を導くことが出来るよう、目下の好ましい実施例に関して説明されてきた。しかし、ここではとくには述べなかったが、本発明が適応可能な、コンピュータグラフィック処理システムのための多くの構成が存在する。従って、本発明は、ここで述べられた特定の実施例に制限されるものとして見られるべきではなく、むしろ、本発明には、概してコンピュータグラフィックス処理システムに対する、広い適用性があることを理解されるべきである。従って、添付の請求項の範囲内にある、あらゆる修正、変更、同等な装置、およびインプリメンテーションは、本発明の範囲内に含まれているものと考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンピュータのグラフィックレンダリング処理から生成されるような、無限遠まで鮮明な画像を示す、あるシーンのコンピュータディスプレイ画像である。
【図２】このシーンのｚバッファデータの８ビット表現を示す、図１からのシーンのコンピュータディスプレイ画像である。
【図３】図１の無限遠まで鮮明なシーンのぼやけた画像バージョンを示す、図１からのシーンのコンピュータディスプレイ画像である。
【図４】アルファチャンネルとして、図２からのｚバッファ画像データを用いた、図１からの鮮明画像と図３のぼやけた画像のアルファブレンドを示す、図１からの無限遠まで鮮明なシーンのコンピュータのディスプレイ画像である。
【図５】アルファブレンディングのための図２のｚバッファ画像データを用いた、図１の無限遠まで鮮明な画像と、図３のぼやけた画像とのブレンディングのグラフィック的な描写である。
【図６】逆対応した（ｉｎｖｅｒｔｅｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ）ｚバッファ画像を示す、図１からのシーンのコンピュータディスプレイ画像である。
【図７】図１の無限遠まで鮮明な画像と、図３のぼやけた画像を結合し、アルファチャンネルとして図６からの逆ｚバッファ画像データを用いた結果を示す、図１からのシーンのコンピュータディスプレイ画像である。
【図８】図２および図６の画像間の中間物の、８ビットｚバッファ画像である。
【図９】図３のぼやけた画像の一色が、図９の画像を生成するために、それ自体にコピーされる、カラーチャンネルコピー処理により生成された、白黒（ノンカラー）のぼやけた画像である。
【図１０】図１と図９とを合成することにより生成される、減少彩度画像である。
【図１１】図１〜１０図に示される画像を生成可能な、コンピュータシステムおよびディスプレイのブロック図である。
【図１２】図１１に示されたコンピュータシステムの、詳細なブロック図である。
【図１３】本発明に従って生成される画像の表示のためのコンピュータシステムの実施例の、詳細なブロック図である。
【図１４】図１１、図１２、および図１３に示されたシステムなど、本発明に従って構成されたコンピュータシステムの、実例ディスプレイ装置ピクセルを示す図である。
【図１５】図１１、図１２、および図１３に示されたような、コンピュータシステムの単一のｚバッファエントリーを示す図である。
【図１６】図１１、図１２、および図１３に示される、コンピュータシステムのディスプレイ装置のための、フレームバッファ環境条件を示す図である。
【図１７】本発明に従う、強調された被写界深度情報を有する画像を生成するために、図１１〜図１３のコンピュータシステムにより行われる処理を示す、フロー図である。
【符号の説明】
１１００テレビゲームシステム、１１２０コントローラ、１１２５コントローラインターフェース、１１３５ＡＶ出力装置、１１４０ディスプレイ画面、１１４５スピーカー、１１５０プログラムリーダー、１２００ＣＰＵ、１２０５メインメモリ、１２１０ＧＰＵ、１２２０ＩＯＰ、１２３０ＩＯＰメモリ、１２４０メモリカード、１２５０シリアルバス、１２６０ＯＳＲＯＭ、１２８０ハードディスクドライブ。

Claims

シーンの鮮明な画像を生成することと、
上記シーンのぼやけた画像を生成することと、
生成されるアルファチャンネルＲＧＢＡ画像がグラフィックスプロセッサによって受け取られてコンピュータディスプレイ装置上での表示のためにレンダリングされるとき、この生成されるアルファチャンネルＲＧＢＡ画像が、被写界深度情報を持つ画像を提供するように、ｚバッファ画像データによって制御されるアルファチャンネルブレンディング処理によって互いにブレンドされた上記鮮明な画像および上記ぼやけた画像を含むアルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成することとを含む、被写界深度情報を含むコンピュータディスプレイ画像を生成する方法であって、
上記方法は、上記シーンの前景および上記シーンの背景の間で画像の焦点がシフトするように見えるラック焦点効果を提供する、コンピュータディスプレイ画像のシーケンスを生成することをさらに含み、上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像がグラフィックスプロセッサによって受け取られてコンピュータディスプレイ装置上での表示のためにレンダリングされるとき、このシーケンスの各画像は、被写界深度情報を持つ画像をそれぞれ提供することを特徴とする、被写界深度情報を含むコンピュータディスプレイ画像を生成する方法。
上記ぼやけた画像が、上記鮮明な画像に関するピクセルシフトされた色チャンネル画像データを含むことを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータディスプレイ画像を生成する方法。
上記ｚバッファ画像データが、上記シーンのためのピクセル位置データを明示する、切り詰められたｚバッファピクセル情報を含むことを特徴とする、請求項２に記載のコンピュータディスプレイ画像を生成する方法。
上記切り詰められたｚバッファピクセル情報が、上記ｚバッファ画像データの各ピクセルに対するビットのうち最上位ビットから所定数までのビットを含むことを特徴とする、請求項３に記載のコンピュータディスプレイ画像を生成する方法。
上記シーケンスの各画像が、
ｚバッファ画像データを用いて上記シーンの鮮明な画像と上記シーンのぼやけた画像とを合成することにより、アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成することと、
反転されたｚバッファ画像データを用いて上記シーンの鮮明な画像と上記シーンのぼやけた画像とを合成することにより、逆アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成することと、
上記逆アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像とブレンドすることとによって生成されることを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータディスプレイ画像を生成する方法。
上記ぼやけた画像の色調を所望のカラー値へ変更すること、および、その変更したぼやけた画像を、上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成するためのｚバッファ画像データのソースとして用いることをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータディスプレイ画像を生成する方法。
上記ぼやけた画像の色調が、大気的効果を伴うアルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成するために、青のカラー値に変更されることを特徴とする、請求項６に記載のコンピュータディスプレイ画像を生成する方法。
上記ぼやけた画像を変更することが、
上記ぼやけた画像の赤チャンネルデータを上記ぼやけた画像の緑チャンネルデータ上にコピーし、さらに、上記ぼやけた画像の赤チャンネルデータを上記ぼやけた画像の青チャンネルデータ上にコピーし、その結果、白黒のぼやけた画像を生成することと、
その白黒のぼやけた画像を、上記シーンのｚバッファ一時データ記憶装置に格納することと、
上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成するために、上記ｚバッファの一時データ記憶装置内の上記ぼやけた画像のデータを上記鮮明な画像と結合させることとを含むことを特徴とする、請求項６に記載のコンピュータディスプレイ画像を生成する方法。
中央演算処理装置と、
データ記憶装置と、
上記中央演算処理装置によって実行されるプログラミングインストラクションを格納するプログラムメモリとを含み、コンピュータディスプレイのための画像データを生成するコンピュータ処理システムであって、
上記実行されるプログラミングインストラクションにより、上記中央演算処理装置は、
シーンの鮮明な画像を生成することと、
上記シーンのぼやけた画像を生成することと、
生成されるアルファチャンネルＲＧＢＡ画像がグラフィックスプロセッサによって受け取られてコンピュータディスプレイ装置上での表示のためにレンダリングされるとき、この生成されるアルファチャンネルＲＧＢＡ画像が、被写界深度情報を持つ画像を提供するように、ｚバッファ画像データによって制御されるアルファチャンネルブレンディング処理によって互いにブレンドされた上記鮮明な画像および上記ぼやけた画像を含むアルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成することとを含む処理を実行し、
上記中央演算処理装置はさらに、上記シーンの前景および上記シーンの背景の間で画像の焦点がシフトするように見えるラック焦点効果を提供する、コンピュータディスプレイ画像のシーケンスを生成し、上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像がグラフィックスプロセッサによって受け取られてコンピュータディスプレイ装置上での表示のためにレンダリングされるとき、このシーケンスの各画像は、被写界深度情報を持つ画像を提供することを特徴とする、コンピュータディスプレイのための画像データを生成するコンピュータ処理システム。
上記ぼやけた画像が、上記鮮明な画像に関するピクセルシフトされた色チャンネル画像データを含むことを特徴とする、請求項９に記載の画像データを生成するコンピュータ処理システム。
上記ｚバッファ画像データが、上記シーンのためのピクセル位置データを明示する、切り詰められたｚバッファピクセル情報を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の画像データを生成するコンピュータ処理システム。
上記切り詰められたｚバッファピクセル情報が、上記ｚバッファ画像データの各ピクセルに対するビットのうち最上位ビットから所定数までのビットを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の画像データを生成するコンピュータ処理システム。
上記シーケンスの各画像が、
ｚバッファ画像データを用いて上記シーンの鮮明な画像と上記シーンのぼやけた画像とを合成することにより、アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成することと、
反転されたｚバッファ画像データを用いて上記シーンの鮮明な画像と上記シーンのぼやけた画像とを合成することにより、逆アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成することと、
上記逆アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像とをブレンドすることとによって生成されることを特徴とする、請求項９に記載の画像データを生成するコンピュータ処理システム。
上記中央演算処理装置が、上記ぼやけた画像の色調を所望のカラー値へ変更し、その変更したぼやけた画像を、上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成するためのｚバッファ画像データのソースとして用いることを特徴とする、請求項９に記載の画像データを生成するコンピュータ処理システム。
上記ぼやけた画像の色調が、大気的効果を伴うアルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成するために、青のカラー値に変更されることを特徴とする、請求項１４に記載の画像データを生成するコンピュータ処理システム。
上記中央演算装置が、
上記ぼやけた画像の赤チャンネルデータを上記ぼやけた画像の緑チャンネルデータ上にコピーし、さらに、上記ぼやけた画像の赤チャンネルデータを上記ぼやけた画像の青チャンネルデータ上にコピーし、その結果、白黒のぼやけた画像を生成させることと、
その白黒のぼやけた画像を、上記シーンのｚバッファ一時データ記憶装置に格納することと、
上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成するために、上記ｚバッファ一時データ記憶装置内の上記ぼやけた画像のデータを上記鮮明な画像と結合させることとにより、ぼやけた画像を変更することを特徴とする、請求項１４に記載の画像データを生成するコンピュータ処理システム。
コンピュータ処理を実行するためのプログラミングインストラクションを実行する中央演算処理装置と、
データ記憶装置と、
シーンの鮮明な画像を生成することと、上記シーンのぼやけた画像を生成することと、生成されるアルファチャンネルＲＧＢＡ画像がグラフィックスプロセッサによって受け取られてコンピュータディスプレイ装置上での表示のためにレンダリングされるとき、この生成されるアルファチャンネルＲＧＢＡ画像が、被写界深度情報を持つ画像を提供するように、ｚバッファ画像データによって制御されるアルファチャンネルブレンディング処理によって互いにブレンドされた上記鮮明な画像および上記ぼやけた画像を含むアルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成することとを含む処理を上記中央演算処理装置に実行させるプログラム手段とを含む、コンピュータディスプレイのための画像データを生成するグラフィックスプロセッサであって、
上記中央演算処理装置によって実行される処理では、上記シーンの前景および上記シーンの背景の間で画像の焦点がシフトするように見えるラック焦点効果を提供する、コンピュータディスプレイ画像のシーケンスをさらに生成し、上記アルファチャンネルＲＧＢＡがグラフィックスプロセッサによって受け取られてコンピュータディスプレイ装置上での表示のためにレンダリングされるとき、このシーケンスの各画像が、被写界深度情報を持つ画像を提供することを特徴とする、コンピュータディスプレイのための画像データを生成するグラフィックスプロセッサ。
上記ぼやけた画像が、上記鮮明な画像に関するピクセルシフトされた色チャンネル画像データを含むことを特徴とする、請求項１７に記載の画像データを生成するグラフィックスプロセッサ。
上記ｚバッファ画像データが、上記シーンのためのピクセル位置データを明示する、切り詰められたｚバッファピクセル情報を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の画像データを生成するグラフィックプロセッサ。
上記切り詰められたｚバッファピクセル情報が、上記ｚバッファ画像データの各ピクセルに対するビットのうち最上位ビットから所定数までのビットを含むことを特徴とする、請求項１９に記載の画像データを生成するグラフィックスプロセッサ。
上記シーケンスの各画像が、
ｚバッファ画像データを用いて上記シーンの鮮明な画像と上記シーンのぼやけた画像とを合成することにより、アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成することと、
反転されたｚバッファ画像データを用いて上記シーンの鮮明な画像と上記シーンのぼやけた画像とを合成することにより、逆アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成することと、
上記逆アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像とブレンドすることとによって生成されることを特徴とする、請求項１７に記載の画像データを生成するグラフィックスプロセッサ。
上記中央演算処理装置が、上記ぼやけた画像の色調を所望のカラー値へ変更し、その変更したぼやけた画像を、上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成するためのｚバッファ画像データのソースとして用いることを特徴とする、請求項１７に記載の画像データを生成するグラフィックスプロセッサ。
上記ぼやけた画像の色調が、大気的効果を伴うアルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成するために、青のカラー値に変更されることを特徴とする、請求項２２に記載の画像データを生成するグラフィックスプロセッサ。
上記中央演算装置が、
上記ぼやけた画像の赤チャンネルデータを上記ぼやけた画像の緑チャンネルデータ上にコピーし、さらに、上記ぼやけた画像の赤チャンネルデータを上記ぼやけた画像の青チャンネルデータ上にコピーし、その結果、白黒のぼやけた画像を生成させることと、
その白黒のぼやけた画像を、上記シーンのｚバッファ一時データ記憶装置に格納することと、
上記アルファチャンネルＲＧＢＡ画像を生成するために、上記ｚバッファ一時データ記憶装置内の上記ぼやけた画像のデータを上記鮮明な画像と結合させることとにより、ぼやけた画像を変更することを特徴とする、請求項２２に記載の画像データを生成するグラフィックスプロセッサ。