JP3955425B2 - 3次元音再生システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はパソコンやゲーム機において3次元グラフィックスと3次元空間の音を再生する3次元音再生システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は例えば特開平8−149600号公報に示された従来の3次元音再生システムの構成を示す図である。図において、1はパーソナルコンピュータやゲーム機器からなり、ゲームやシミュレーションを実行する上位システムである。2のオブジェクトテーブルには、3次元CG(Computer Graphics)における各オブジェクトを構成するポリゴンごとにその頂点のビュー座標系における3次元座標値、表示色、そこから発せられる音の音色、音質、音高、音量等の音情報が記憶されている。オブジェクトテーブル2に記憶されたデータのうち、頂点座標値については、ビューポイントの変更やオブジェクトの移動等に伴い、上位システム1によりリアルタイムで更新されるようになっている。
【0003】
オブジェクトテーブル2のデータは、グラフィックス処理部3及び音源処理部4に供給されている。グラフィックス処理部3は、オブジェクトテーブル2の各ポリゴンのビュー座標系における頂点座標に基づいて、各スクリーン座標系での頂点座標を求めると共に、隠線・隠面消去処理を実行し、表示色に基づいてシェーディング、テクスチャマッピング等の3次元CG処理を実行し、表示装置5の表示画面上に3次元画像を生成する。
【0004】
また、音源処理部4は、オブジェクトテーブル2の各ポリゴンの頂点座標に基づいて、仮想音源位置及びポリゴンの向きを求め、求められた音源位置からポリゴンの向きに向かう方向に音が発せられているように、音情報で指定された音を発音装置6を介して発生させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の3次元音再生システムは以上のように構成されているので、3次元空間での音の再生は音源と聴点との関係に基づく細かい音の制御は難しく、リアルタイムに音源と聴点の位置情報や、3次元グラフィックス用の座標変換や色計算を、ゲーム等のアプリケーション処理を行う上位システムであるCPUで処理させるために、負荷が重くなって性能が十分出なくなり、高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生を実現するのが困難であるという課題があった。
【0006】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生をリアルタイムに実現する3次元音再生システムを得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る3次元音再生システムは、3次元グラフィックスと3次元空間の音を再生するものにおいて、3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータとサウンド用のシーンデータと3次元シーンに無関係な音データを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとサウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部と、上記ホストプロセッサ部から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成すると共に、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットと、上記ジオメトリ演算ユニットが生成した2次元の座標データと色データに基づき、表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラと、音源の音データを保持するサウンドメモリと、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データを上記サウンドメモリから読み出し、上記ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した音源の音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器と、上記サウンド生成器が生成した3次元空間の音と、上記ホストプロセッサ部から読み出した3次元シーンに無関係な音を合成するサウンド合成器とを備えたものである。
【0008】
この発明に係る3次元音再生システムは、ジオメトリ演算ユニットが、ホストプロセッサ部から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成する第1のジオメトリ演算ユニットと、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算する第2のジオメトリ演算ユニットにより構成されるものである。
【0009】
この発明に係る3次元音再生システムは、3次元グラフィックスと3次元空間の音を再生するものにおいて、3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータとサウンド用のシーンデータと3次元シーンに無関係な音データを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成すると共に、サウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部と、上記ホストプロセッサ部が生成した2次元の座標データと色データに基づき、表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラと、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットと、音源の音データを保持するサウンドメモリと、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データを上記サウンドメモリから読み出し、上記ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した音源の音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器と、上記サウンド生成器が生成した3次元空間の音と、上記ホストプロセッサ部から読み出した3次元シーンに無関係な音を合成するサウンド合成器とを備えたものである。
【0010】
この発明に係る3次元音再生システムは、サウンドメモリが、3次元空間における環境音の音データと、音源から直接伝達される無指向性の拡散音の音データと、音源から直接伝達される指向性を持ったスポット音の音データとを保持し、サウンド生成器が、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された環境音に対応する音データを、上記サウンドメモリから読み出して3次元空間の環境音を生成し、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された拡散音に対応する音データを、上記サウンドメモリから読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した拡散音の音データを加工して3次元空間の拡散音を生成し、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定されたスポット音に対応する音データを、上記サウンドメモリから読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出したスポット音の音データを加工して3次元空間のスポット音を生成し、生成した環境音、生成した拡散音及び生成したスポット音を合成するものである。
【0011】
この発明に係る3次元音再生システムは、3次元グラフィックスと3次元空間の音を再生するものにおいて、3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータと音源の音データ等のサウンド用のシーンデータと3次元シーンに無関係な音データを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとサウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部と、上記ホストプロセッサ部から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成すると共に、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットと、上記ジオメトリ演算ユニットが生成した2次元の座標データと色データに基づき、表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラと、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データを上記ホストプロセッサ部から読み出し、上記ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した音源の音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器と、上記サウンド生成器が生成した3次元空間の音と、上記ホストプロセッサ部から読み出した3次元シーンに無関係な音を合成するサウンド合成器とを備えたものである。
【0012】
この発明に係る3次元音再生システムは、ホストプロセッサ部が、3次元空間における環境音の音データと、音源から直接伝達される無指向性の拡散音の音データと、音源から直接伝達される指向性を持ったスポット音の音データとを保持し、サウンド生成器が、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された環境音に対応する音データを、上記ホストプロセッサ部から読み出して3次元空間の環境音を生成し、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された拡散音に対応する音データを、上記ホストプロセッサ部から読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した拡散音の音データを加工して3次元空間の拡散音を生成し、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定されたスポット音に対応する音データを、上記ホストプロセッサ部から読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出したスポット音の音データを加工して3次元空間のスポット音を生成し、生成した環境音、生成した拡散音及び生成したスポット音を合成するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による3次元音再生システムの構成を示す図であり、図において、101は、3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータとサウンド用のシーンデータを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとサウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部である。また、ホストプロセッサ部101は、バックグラウンドミュージックやビープ音(警告音)等の3次元シーンに無関係な音データも保持している。
【0015】
また、図1において、102は、ホストプロセッサ部101から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、座標データと色データからなる2次元のオブジェクトデータを生成すると共に、ホストプロセッサ部101から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との間の距離や移動量等の幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットである。
【0016】
さらに、図1において、103は、ジオメトリ演算ユニット102が演算した座標データと色データからなる2次元のオブジェクトデータに基づき、ディスプレイに表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラである。
【0017】
さらに、図1において、104は各種の音源の音データを保持するサウンドメモリで、105は、ホストプロセッサ部101から転送された音コマンドに対応する音データをサウンドメモリ104から読み出し、ジオメトリ演算ユニット102が演算した音源と聴点との間の距離や移動量等の幾何学的関係に基づき、読み出した音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器であり、106は、サウンド生成器105が生成した3次元空間の音と、ホストプロセッサ部101から読み出した3次元空間と無関係な音を合成するサウンド合成器である。
【0018】
次に動作について説明する。
この実施の形態は、3次元グラフィックスにおいて、3次元オブジェクトに音源をマッピングさせることで、オブジェクトや視点/聴点の移動による音の聞こえ方を制御可能にするものである。図2は移動している車と観察者の関係を説明する図である。3次元グラフィックスにおいて、図2に示すように、音を発する車(音源)と観察者(聴点)と光源が存在し、観察者から車を見る場合、観察者の目を原点とする視点座標系にマトリックス変換を行い、光源の位置と車の位置と目の位置から車の色計算を行う。
【0019】
次に3次元のデータを2次元のデータに変換し、2次元の画像の塗りつぶし処理を行う。この3次元グラフィックスの一連の処理を音源と観察者に対しても行う。観察者を原点とした視点座標系にマトリックス変換を行い、音源と観察者との位置や動きの幾何学的関係を求める。この求めた情報に基づき、車から発する音を3次元的に制御できるようにしたものである。
【0020】
ホストプロセッサ部101は、3次元シーンを構成する車等の物体の頂点データや法線データ、光源データ等のグラフィック用のシーンデータと、音源の位置データ等のサウンド用のシーンデータを保持している。図3はホストプロセッサ部101が転送するコマンドの例を示す図である。図3(a)はグラフィックス用の描画コマンドであり、図3(b)はサウンド用の音コマンドである。
【0021】
ホストプロセッサ部101は、シーンの描画と音再生のために、複数の描画コマンドと音コマンド、描画コマンドに対応するグラフィック用のシーンデータ、音コマンドに対応するサウンド用のシーンデータを、ジオメトリ演算ユニット102に転送する。コマンドを転送する際に、コマンドが描画コマンドであるか音コマンドであるかの区別をする必要がなく、DMA(Direct Memory Access)転送等でまとめて転送することが可能である。これにより、従来の3次元グラフィックスシステムのホストプロセッサ部101でデータを扱うソフトウェアを使用して、コマンドを転送することができる。
【0022】
ジオメトリ演算ユニット102は、描画コマンドに対しては、OpenGL等のグラフィックスライブラリで定義されているモデルビュー変換、クリッピング、色計算、デバイス変換等の演算を行い、3次元のデータを2次元のデータに変換し、2次元の座標データと色データからなるオブジェクトデータを生成する。レンダリングコントローラ103は、ジオメトリ演算ユニット102が生成した座標データと色データからなるオブジェクトデータに基づき、2次元の画像の塗りつぶし処理を行い、ディスプレイ上に表示するピクセルデータを生成する。
【0023】
一方、音コマンドに対しては、ジオメトリ演算ユニット102は、音源と聴点との間の距離や移動量等の幾何学的関係を演算する。ここでは、3次元グラフィックスライブラリと同様なモデルビュー変換により、観察者の目(耳)を原点とする視点座標系(聴点座標系)に変換して聴点と音源との位置関係を演算する。ただし、音源や聴点の移動に関する情報は、モデルビュー変換前のワールド座標系で求める必要がある。
【0024】
サウンド生成器105は、ホストプロセッサ部101から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データをサウンドメモリ104から読み出し、ジオメトリ演算ユニット102が演算した音源と聴点との幾何学情報に基づき、読み出した音データを加工して3次元空間の音を生成する。加工の種類として、音源と聴点との距離による音の強弱、音源や聴点の動き情報によるドップラー効果、音の発せられている方向による音の強弱等が可能である。
【0025】
サウンド合成器106は、サウンド生成器105が生成した3次元空間の音と、ホストプロセッサ部101から読み出したバックグラウンドミュージックやビープ音等の3次元シーンと無関係な音を合成して出力する。
【0026】
この実施の形態では、ホストプロセッサ部101が、バックグラウンドミュージックやビープ音等の3次元シーンに無関係な音データも保持して、サウンド合成器106が、サウンド生成器105で生成された3次元空間の音と、ホストプロセッサ部101から読み出した3次元シーンと無関係な音を合成しているが、特にこれらの構成はなくとも良い。しかし、サウンド合成器106を備えることにより、再生する3次元空間の音に、3次元シーンに無関係な所望の音を含めることができる。
【0027】
以上のように、この実施の形態1によれば、3次元サウンド生成のための音源データを3次元グラフィックスの一つのオブジェクトとして処理することが可能で、ホストプロセッサ部101が、描画コマンドと音コマンド、グラフィック用のシーンデータ、サウンド用のシーンデータをジオメトリ演算ユニット102に転送し、ホストプロセッサ部101で特別な処理をせず、ジオメトリ演算ユニット102が3次元グラフィックスを生成すると共に、ジオメトリ演算ユニット102の演算結果に基づき、サウンド生成器105が3次元空間の音を生成することにより、高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になるという効果が得られる。
【0028】
実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2による3次元音再生システムの構成を示す図である。図において、107は、ホストプロセッサ部101から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、座標データと色データからなる2次元のオブジェクトデータを生成するジオメトリ演算ユニット(第1のジオメトリ演算ユニット)であり、108は、ホストプロセッサ部101から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との間の距離や移動量等の幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニット(第2のジオメトリ演算ユニット)である。その他の構成は、実施の形態1の図1と同等である。
【0029】
実施の形態1では、3次元グラフィックス処理と3次元サウンド処理をジオメトリ演算ユニット102で共有していたが、この実施の形態2では、3次元グラフィックス処理と3次元サウンド処理を分離している。
【0030】
次に動作について説明する。
ホストプロセッサ部101は、実施の形態1の図3に示した描画コマンドと音コマンドを分離して管理し、描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータをジオメトリ演算ユニット107に転送し、音コマンドとサウンド用のシーンデータをジオメトリ演算ユニット108に転送する。ジオメトリ演算ユニット107が3次元グラフィックス処理を行い、ジオメトリ演算ユニット108が3次元サウンド処理を行う。その他の処理は実施の形態1と同様である。
【0031】
以上のように、この実施の形態2によれば、3次元サウンド生成のための音源データを3次元グラフィックスの一つのオブジェクトとして処理することが可能で、ホストプロセッサ部101が、描画コマンドとグラフィック用のシーンデータをジオメトリ演算ユニット107に転送し、音コマンドとサウンド用のシーンデータをジオメトリ演算ユニット108に転送し、ホストプロセッサ部101で特別な処理をせず、ジオメトリ演算ユニット107が3次元グラフィックスを生成し、ジオメトリ演算ユニット108の演算結果に基づき、サウンド生成器105が3次元空間の音を生成することにより、高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になるという効果が得られる。
【0032】
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3による3次元音再生システムの構成を示す図であり、図において、111は、3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータとサウンド用のシーンデータを保持し、描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、座標データと色データからなる2次元のオブジェクトデータを生成すると共に、サウンド用の音コマンドを転送することにより、システム全体を制御するホストプロセッサ部である。また、ホストプロセッサ部111は、バックグラウンドミュージックやビープ音等の3次元空間に無関係な音データも保持している。
【0033】
図5において、その他の構成は、実施の形態2の図4に示す構成からジオメトリ演算ユニット107を削除したものと同等である。すなわち、図5におけるホストプロセッサ部111は、ジオメトリ演算ユニット107の機能を兼ね備えている。
【0034】
実施の形態1では、3次元グラフィックス処理と3次元サウンド処理をジオメトリ演算ユニット102で共有していたが、この実施の形態3では、3次元グラフィックス処理と3次元サウンド処理を分離し、3次元グラフィックス処理をホストプロセッサ部111で行い、3次元サウンド処理をジオメトリ演算ユニット108で行う。
【0035】
次に動作について説明する。
ホストプロセッサ部111は、実施の形態1の図3に示した描画コマンドと音コマンドを分離して管理し、音コマンドとサウンド用のシーンデータをジオメトリ演算ユニット108に転送し、描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、座標データと色データからなる2次元のオブジェクトデータを生成する。
【0036】
レンダリングコントローラ103は、ホストプロセッサ部111が生成した座標データと色データからなるオブジェクトデータに基づき、2次元の画像の塗りつぶし処理を行い、ディスプレイ上に表示するピクセルデータを生成する。その他の処理は、実施の形態2の処理と同等である。
【0037】
以上のように、この実施の形態3によれば、3次元サウンド生成のための音源データを3次元グラフィックスの一つのオブジェクトとして処理することが可能で、ホストプロセッサ部111が、3次元グラフィックスを生成し、音コマンドとサウンド用のシーンデータをジオメトリ演算ユニット108に転送し、ジオメトリ演算ユニット108の演算結果に基づき、サウンド生成器105が3次元空間の音を生成することにより、高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になるという効果が得られる。
【0038】
実施の形態4.
図6はこの発明の実施の形態4による3次元音再生システムの構成を示す図である。この実施の形態は、実施の形態1の図1に示す構成からサウンドメモリ104を削除したものであり、実施の形態1では、サウンドメモリ104に各種の音源の音データを保持していたが、この各種の音源の音データをサウンド用のシーンデータの一部として、ホストプロセッサ部101に保持することにより、安価な3次元サウンドシステムを構築するものである。
【0039】
次に動作について説明する。
サウンド生成器105は、音コマンドで指定された音源に対応する音データをホストプロセッサ部101から読み出し、ジオメトリ演算ユニット102から入力された音源と聴点との幾何学情報をもとに音データを加工する。その他の処理は実施の形態1と同様である。
【0040】
以上のように、この実施の形態4によれば、3次元サウンド生成のための音源データを3次元グラフィックスの一つのオブジェクトとして処理することが可能で、ホストプロセッサ部101が、描画コマンドと音コマンド、グラフィック用のシーンデータ、サウンド用のシーンデータをジオメトリ演算ユニット102に転送し、ホストプロセッサ部101で特別な処理をせず、ジオメトリ演算ユニット102が3次元グラフィックスを生成すると共に、ジオメトリ演算ユニット102の演算結果に基づき、サウンド生成器105が3次元空間の音を生成し、音源の音データをホストプロセッサ部101に保持することにより、安価な構成で高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になるという効果が得られる。
【0041】
実施の形態5.
この発明の実施の形態5による3次元音再生システムの構成は、実施の形態1の図1に示す構成と同一である。この実施の形態は、音を光と同様のシミュレーションを行うことで3次元グラフィックス用のジオメトリ演算ユニットを利用しやすくし、リアルな音を再生するものである。
【0042】
図7はシミュレーションする3次元の音の種類を示す図である。図に示すように、音を環境音と拡散音とスポット音とに分ける。環境音は明示的な音源があるわけではなく、3次元空間全体に存在する音である。拡散音はある音源から直接的に聞こえてくる無指向性の音であり、スポット音は指向性を持った音源から発せられた音である。これらの音を合成することにより全体の音を作り出す。この環境音の音データ、拡散音の音データ、スポット音の音データは、サウンドメモリ104に保持されている。
【0043】
次に動作について説明する。
図8はサウンド生成器105の処理を示すフローチャートである。ステップST1において、サウンド生成器105は、ホストプロセッサ部101から転送された音コマンドに基づき、サウンドメモリ104に保持されている環境音の音データを読み出して、コンピュータグラフィックスの環境光と同様に、3次元空間に発生している3次元空間の環境音(ノイズ的な音)を生成する。
【0044】
ステップST2において、サウンド生成器105は、ホストプロセッサ部101から転送された音コマンドで指定された音源に対応する拡散音の音データをサウンドメモリ104から読み出し、ジオメトリ演算ユニット102が演算した音源と聴点との幾何学情報に基づき、読み出した拡散音の音データを加工して、コンピュータグラフィックスの拡散光と同様に、音源から無指向性で直接伝達される3次元空間の拡散音を生成する。
【0045】
ステップST3において、サウンド生成器105は、ホストプロセッサ部101から転送された音コマンドで指定された音源に対応するスポット音の音データをサウンドメモリ104から読み出し、ジオメトリ演算ユニット102が演算した音源と聴点との幾何学情報に基づき、読み出したスポット音の音データを加工して、コンピュータグラフィックスのスポット光と同様に、音源から指向性を持って直接伝達される3次元空間のスポット音を生成する。
【0046】
ステップST4において、上記ステップST1で生成した3次元空間の環境音と、上記ステップST2で生成した3次元空間の拡散音と、上記ステップST3で生成した3次元空間のスポット音とを合成して、3次元空間の全体の音を生成する。このようにして、光のシミュレーションと同様に処理することにより、簡易的に3次元の音をシミュレーションすることができる。その他の処理については、実施の形態1と同様である。
【0047】
この実施の形態による3次元音再生システムの構成は、実施の形態1の図1に示す構成としているが、実施の形態2の図4に示す構成、実施の形態3の図5に示す構成でも良い。また、実施の形態4の図6のホストプロセッサ部101が、音源の音データとして、環境音の音データ、拡散音の音データ、スポット音の音データを保持していれば、実施の形態4の図6に示す構成でも良い。
【0048】
以上のように、この実施の形態5によれば、3次元サウンド生成のための音源データを3次元グラフィックスの一つのオブジェクトとして処理することが可能で、ホストプロセッサ部101が、描画コマンドと音コマンド、グラフィック用のシーンデータ、サウンド用のシーンデータをジオメトリ演算ユニット102に転送し、ホストプロセッサ部101で特別な処理をせず、ジオメトリ演算ユニット102が3次元グラフィックスを生成すると共に、ジオメトリ演算ユニット102の演算結果に基づき、サウンド生成器105が3次元空間の音を、音の種類に応じてシミュレーションすることにより、高品質な3次元グラフィックスと音の種類に対応した高品質な3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になるという効果が得られる。
【0049】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータとサウンド用のシーンデータと3次元シーンに無関係な音データを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとサウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部と、ホストプロセッサ部から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成すると共に、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットと、ジオメトリ演算ユニットが生成した2次元の座標データと色データに基づき、表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラと、音源の音データを保持するサウンドメモリと、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データをサウンドメモリから読み出し、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した音源の音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器と、サウンド生成器が生成した3次元空間の音と、ホストプロセッサ部から読み出した3次元シーンに無関係な音を合成するサウンド合成器とを備えたことにより、高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になると共に、再生する3次元空間の音に、3次元シーンに無関係な所望の音を含めることができるという効果がある。
【0050】
この発明によれば、ジオメトリ演算ユニットが、ホストプロセッサ部から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成する第1のジオメトリ演算ユニットと、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算する第2のジオメトリ演算ユニットにより構成されることにより、高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になるという効果がある。
【0051】
この発明によれば、3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータとサウンド用のシーンデータと3次元シーンに無関係な音データを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成すると共に、サウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部と、ホストプロセッサ部が生成した2次元の座標データと色データに基づき、表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラと、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットと、音源の音データを保持するサウンドメモリと、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データを上記サウンドメモリから読み出し、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した音源の音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器と、サウンド生成器が生成した3次元空間の音と、ホストプロセッサ部から読み出した3次元シーンに無関係な音を合成するサウンド合成器とを備えたことにより、高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になると共に、再生する3次元空間の音に、3次元シーンに無関係な所望の音を含めることができるという効果がある。
【0052】
この発明によれば、サウンドメモリが、3次元空間における環境音の音データと、音源から直接伝達される無指向性の拡散音の音データと、音源から直接伝達される指向性を持ったスポット音の音データとを保持し、サウンド生成器が、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された環境音に対応する音データを、サウンドメモリから読み出して3次元空間の環境音を生成し、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された拡散音に対応する音データを、サウンドメモリから読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した拡散音の音データを加工して3次元空間の拡散音を生成し、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定されたスポット音に対応する音データを、サウンドメモリから読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出したスポット音の音データを加工して3次元空間のスポット音を生成し、生成した環境音、生成した拡散音及び生成したスポット音を合成することにより、高品質な3次元グラフィックスと音の種類に対応した高品質な3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になるという効果がある。
【0053】
この発明によれば、3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータと音源の音データ等のサウンド用のシーンデータと3次元シーンに無関係な音データを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとサウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部と、ホストプロセッサ部から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成すると共に、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットと、ジオメトリ演算ユニットが生成した2次元の座標データと色データに基づき、表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラと、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データをホストプロセッサ部から読み出し、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した音源の音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器と、サウンド生成器が生成した3次元空間の音と、上記ホストプロセッサ部から読み出した3次元シーンに無関係な音を合成するサウンド合成器とを備えたことにより、安価な構成で高品質な3次元グラフィックスと3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になると共に、再生する3次元空間の音に、3次元シーンに無関係な所望の音を含めることができるという効果がある。
【0054】
この発明によれば、ホストプロセッサ部が、3次元空間における環境音の音データと、音源から直接伝達される無指向性の拡散音の音データと、音源から直接伝達される指向性を持ったスポット音の音データとを保持し、サウンド生成器が、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された環境音に対応する音データを、ホストプロセッサ部から読み出して3次元空間の環境音を生成し、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された拡散音に対応する音データを、ホストプロセッサ部から読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した拡散音の音データを加工して3次元空間の拡散音を生成し、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定されたスポット音に対応する音データを、ホストプロセッサ部から読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出したスポット音の音データを加工して3次元空間のスポット音を生成し、生成した環境音、生成した拡散音及び生成したスポット音を合成することにより、高品質な3次元グラフィックスと音の種類に対応した高品質な3次元音の再生を、リアルタイムに実現することが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による3次元音再生システムの構成を示す図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による移動している車と観察者の関係を説明する図である。
【図3】 この発明の実施の形態1によるホストプロセッサ部が転送するコマンドの例を示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態2による3次元音再生システムの構成を示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態3による3次元音再生システムの構成を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態4による3次元音再生システムの構成を示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態5によるシミュレーションする3次元の音の種類を示す図である。
【図8】 この発明の実施の形態5によるサウンド生成器の処理を示すフローチャートである。
【図9】 従来の3次元音再生システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
101 ホストプロセッサ部、102 ジオメトリ演算ユニット、103 レンダリングコントローラ、104 サウンドメモリ、105 サウンド生成器、106 サウンド合成器、107 ジオメトリ演算ユニット、108 ジオメトリ演算ユニット、111 ホストプロセッサ部。
Claims (6)
- 3次元グラフィックスと3次元空間の音を再生する3次元音再生システムにおいて、
3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータとサウンド用のシーンデータと3次元シーンに無関係な音データを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとサウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部と、
上記ホストプロセッサ部から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成すると共に、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットと、
上記ジオメトリ演算ユニットが生成した2次元の座標データと色データに基づき、表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラと、
音源の音データを保持するサウンドメモリと、
上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データを上記サウンドメモリから読み出し、上記ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した音源の音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器と、
上記サウンド生成器が生成した3次元空間の音と、上記ホストプロセッサ部から読み出した3次元シーンに無関係な音を合成するサウンド合成器とを
備えたことを特徴とする3次元音再生システム。 - ジオメトリ演算ユニットが、
ホストプロセッサ部から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成する第1のジオメトリ演算ユニットと、
上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算する第2のジオメトリ演算ユニットにより構成される
ことを特徴とする請求項1記載の3次元音再生システム。 - 3次元グラフィックスと3次元空間の音を再生する3次元音再生システムにおいて、
3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータとサウンド用のシーンデータと3次元シーンに無関係な音データを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成すると共に、サウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部と、
上記ホストプロセッサ部が生成した2次元の座標データと色データに基づき、表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラと、
上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットと、
音源の音データを保持するサウンドメモリと、
上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データを上記サウンドメモリから読み出し、上記ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した音源の音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器と、
上記サウンド生成器が生成した3次元空間の音と、上記ホストプロセッサ部から読み出した3次元シーンに無関係な音を合成するサウンド合成器とを
備えたことを特徴とする3次元音再生システム。 - サウンドメモリが、3次元空間における環境音の音データと、音源から直接伝達される無指向性の拡散音の音データと、音源から直接伝達される指向性を持ったスポット音の音データとを保持し、
サウンド生成器が、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された環境音に対応する音データを、上記サウンドメモリから読み出して3次元空間の環境音を生成し、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された拡散音に対応する音データを、上記サウンドメモリから読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した拡散音の音データを加工して3次元空間の拡散音を生成し、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定されたスポット音に対応する音データを、上記サウンドメモリから読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出したスポット音の音データを加工して3次元空間のスポット音を生成し、生成した環境音、生成した拡散音及び生成したスポット音を合成する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の3次元音再生システム。 - 3次元グラフィックスと3次元空間の音を再生する3次元音再生システムにおいて、
3次元シーンを構成するグラフィックス用のシーンデータと音源の音データ等のサウンド用のシーンデータと3次元シーンに無関係な音データを保持し、グラフィックス用の描画コマンドとサウンド用の音コマンドを転送し、システム全体を制御するホストプロセッサ部と、
上記ホストプロセッサ部から転送された描画コマンドとグラフィックス用のシーンデータに基づき、3次元グラフィックスの座標変換、色計算等の幾何学演算を行い、2次元の座標データと色データを生成すると共に、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドとサウンド用のシーンデータに基づき、音源と聴点との幾何学的関係を演算するジオメトリ演算ユニットと、
上記ジオメトリ演算ユニットが生成した2次元の座標データと色データに基づき、表示するためのピクセルデータを生成するレンダリングコントローラと、
上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された音源に対応する音データを上記ホストプロセッサ部から読み出し、上記ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した音源の音データを加工して3次元空間の音を生成するサウンド生成器と、
上記サウンド生成器が生成した3次元空間の音と、上記ホストプロセッサ部から読み出した3次元シーンに無関係な音を合成するサウンド合成器とを
備えたことを特徴とする3次元音再生システム。 - ホストプロセッサ部が、3次元空間における環境音の音データと、音源から直接伝達される無指向性の拡散音の音データと、音源から直接伝達される指向性を持ったスポット音の音データとを保持し、
サウンド生成器が、ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された環境音に対応する音データを、上記ホストプロセッサ部から読み出して3次元空間の環境音を生成し、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定された拡散音に対応する音データを、上記ホストプロセッサ部から読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出した拡散音の音データを加工して3次元空間の拡散音を生成し、上記ホストプロセッサ部から転送された音コマンドで指定されたスポット音に対応する音データを、上記ホストプロセッサ部から読み出して、ジオメトリ演算ユニットが演算した音源と聴点との幾何学的関係に基づき、読み出したスポット音の音データを加工して3次元空間のスポット音を生成し、生成した環境音、生成した拡散音及び生成したスポット音を合成する
ことを特徴とする請求項5項記載の3次元音再生システム。
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