JP4200469B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンピュータグラフィックス用の画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータグラフィックスの分野において、画面中でさまざまな表現が行われるが、これら表現のひとつとして、移動物体の背後に過去の映像の一部を残す残像効果を用いることがある。従来、残像処理はソフトウエアで行われていた。残像処理は、表示される移動物体の透明度を、その移動に伴い徐々に変えることにより行われる。したがって、（物体のポリゴン数）×（残像の個数）の数のポリゴンが残像を表現するために必要とされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の信号処理装置において、残像部分も普通の物体と同様に計算し、レンダリングしなければならなかったので処理の効率が悪かった。また、多くのポリゴンを使用するときには処理量が多くなり、処理に時間がかかった。
【０００４】
さらに、すべてのポリゴンに対して、同一の残像効果を生じるように意図するほか、所望の残像効果が、ポリゴンごとに設定できることや、所望のポリゴンを強調して表示することが好ましい場合がある。この種の強調して表示すべきポリゴンとして、衝突判定が直接ゲームの進行に関連するようなポリゴン、たとえば、格闘ゲームのキャラクタが殴り掛かった際の拳部分、ドライブゲームで他の車両が自分の車両に接触する部分、シューティングゲームのエネミー（敵）の武器の部分等が該当する。このようなポリゴンは元の輝度で鮮明に表示することで、ゲームの状況判断が容易になるからである。もし表示が不明瞭であれば、遊戯者に不利益があった場合、例えば、敵キャラクタに殴られた場合、他の車両によりぶつけられた場合、攻撃された場合等において遊戯者が非常に不愉快になる。このようなことを避ける意味からも、所定の場合、一部あるいは全部のポリゴンについて強調して表示することが望ましい。
【０００５】
この発明は係る問題点を解決するためになされたもので、ハードウエアに残像機能を持たせることにより、処理の効率を上げるとともに、処理の高速化を実現した画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、所望の残像効果などを、所望のポリゴンに得られる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
この発明に係る画像処理装置は、生成された画像データを第１の画像メモリ領域及び第２の画像メモリ領域に書き込む制御部を備える画像処理装置において、前記第１の画像メモリ領域から画像データを読み出し、読み出した画像データを減衰させて、新たに生成された画像データとともに前記第２の画像メモリ領域に書き込むことにより残像効果を生じさせるブレンド回路と、画像メモリのブレンドレートと、外部から入力されるカレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を選択するコンパレータセレクタとを備え、前記第１の画像メモリ領域及び前記第２の画像メモリ領域は、それぞれピクセルごとにブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを蓄える残像バッファを有し、前記ブレンド回路は、前記残像バッファから前記ブレンドレート及び前記スロープを読み出して処理を行い、ピクセルごとに残像効果を調整可能としたことを特徴とする。
【０００８】
また本発明においては、生成された第１の画像データを第１の画像メモリ領域又は第２の画像領域メモリに書き込む制御部を備える画像処理装置において、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域から前記第１の画像データを読み出し、読み出した前記第１の画像データを減衰させ、新たに生成された第２の画像データとブレンドして第３の画像データとして出力するブレンド回路と、前記第２の画像データ及び前記第３の画像データの一方を選択して、選択した前記第２の画像データ又は前記第３の画像データを、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域に書き込むセレクタとを備え、前記セレクタが、前記第２の画像データ中に含まれるフラグに基づいて、ピクセル単位で制御されることを特徴とする。
【０００９】
さらに本発明においては、画像処理装置において、画素単位で画像データ、ブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを格納するフレームバッファと、前段回路から画素単位で画像データ、ブレンドレート及びスロープを受けて前記フレームバッファにデータを書き込む一方、前記フレームバッファからデータを読み出すフレームバッファインタフェースと、前記フレームバッファのブレンドレートに基づき前段回路からの画素データと前記フレームバッファインタフェースからの画素データを混合して前段回路に返すブレンド回路と、ブレンドレートからスロープに対応する値を減算する減算回路と、前記フレームバッファのブレンドレートと前記減算回路からのブレンドレートとを比較する比較回路と、前記比較回路の出力に基づき前記フレームバッファのブレンドレート及びスロープと前段回路からのブレンドレート及びスロープのいずれかを選択して前段回路に出力する選択回路とを備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明においては、ポリゴン単位に残像効果を適用するための画像処理方法であって、前回の画像データの何％のデータを残像として表示するかを示すブレンドレート、ブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープ、および、残像として残す画像データを前回のデータとするか前々回のデータとするかを決める残像の間隔を設定する第１のステップと、画像に含まれるポリゴンをソーティングする第２のステップと、設定されたブレンドレートに基づきカレントピクセルカラーとバッファのピクセルカラーをブレンドしてフレームバッファに書き込む第３のステップと、現在設定されている前記ブレンドレートから前記スロープを引いたものと、カレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を新たなブレンドレートとして設定する一方、カレントピクセルのブレンドレートが大きいときには、当該カレントピクセルのスロープを新たなスロープとして設定する第４のステップと、領域内の全てのピクセルについて処理したかどうか判定し、全てのピクセルについて処理が完了していないときは前記第３ステップ以降の処理を繰り返す第５のステップと、全ての領域を処理したかどうか判定し、全ての領域について処理が完了していないときは前記前記第３ステップ以降の処理を繰り返す第６のステップとを備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明においては、画像処理方法において、生成された画像データを第１の画像メモリ領域及び第２の画像メモリ領域に書き込む第１のステップと、前記第１の画像メモリ領域から画像データを読み出し、読み出した画像データを減衰させて、新たに生成された画像データとともに前記第２の画像メモリ領域に書き込むことにより残像効果を生じさせる第２のステップと、画像メモリのブレンドレートと、外部から入力されるカレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を選択する第３のステップとを備え、前記第２のステップでは、前記第１の画像メモリ領域及び前記第２の画像メモリ領域にそれぞれ設けられた、ピクセルごとにブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを蓄える残像バッファから前記ブレンドレート及びスロープを読み出して処理を行い、ピクセルごとに残像効果を調整可能としたことを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明においては、画像処理方法において、生成された第１の画像データを第１の画像メモリ領域又は第２の画像領域メモリに書き込む第１のステップと、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域から前記第１の画像データを読み出し、読み出した前記第１の画像データを減衰させ、新たに生成された第２の画像データとブレンドして第３の画像データとして出力する第２のステップと、前記第２の画像データ及び前記第３の画像データの一方を選択して、選択した前記第２の画像データ又は前記第３の画像データを、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域に書き込む第３のステップとを備え、前記第３のステップでは、前記第２の画像データ中に含まれるフラグに基づいて、ピクセル単位で前記第２の画像データ及び前記第３の画像データの一方を選択することを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明においては、画像処理方法において、外部から画素単位で画像データ、ブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを受けてフレームバッファにデータを書き込む第１のステップと、前記フレームバッファのブレンドレートに基づき外部からの画素データとフレームバッファから読み出した画素データを混合して外部に返す一方、ブレンドレートからスロープに対応する値を減算し、前記フレームバッファのブレンドレートと当該減算により得られたブレンドレートとを比較し、比較結果に基づき前記フレームバッファのブレンドレート及びスロープと外部からのブレンドレート及びスロープのいずれかを選択して外部に出力する第２のステップとを備えることを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の装置及び方法について説明する。
【００３９】
図１はこの発明の実施の形態１に係る画像処理装置の概略機能ブロック図である。この図において、１はＣＰＵ(central processing unit)であり、仮想空間中の物体に対して操作を行ったり、その情報を得たり、各種制御を行う。２はジオメトリプロセッサ（geometry processor）であり、３次元コンピュータグラフィックにおけるポリゴンの座標変換、クリッピング、透視変換などの幾何変換（ベクトル演算）や輝度計算を高速に行う。２ａはポリゴン／マテリアル／ライトバッファメモリ（polygon／material／light buffer RAM）であり、ジオメトリプロセッサ２が処理を行う際に、１フレーム分の有効なポリゴンデータ、マテリアルデータ、ライトデータを保存するバッファである。ポリゴンとは、仮想空間中の立体を構成する多面体のことである。このバッファメモリ２ａに格納されるデータの内訳を示すと次のようになる。
【００４０】
ポリゴンのリンク情報、座標情報、その他の属性情報
LINK X, LINK Y, X, Y, iz, Tx, Ty, Nx, Ny, Sign Nz, Alpha, Light ID, Material ID・・・などである。
【００４１】
マテリアルの情報
Depth enable, Depth function, Depth density, Texture enable, Fog enable, translucency enable, texture type, texture function, offset x,y, size x,y, repeat x,y, mirror x,y, color id, Shininess, Material specula, Material emission, Polygon color, Texture mode, blend modeなどである。
【００４２】
ライトの情報
Light Position, Light Direction, Light Type, Attenuation, Cutoff, Spotexp,Light Color, Light Ambientなどである。
【００４３】
３は陰面消去処理を行うフィルプロセッサ（fill processor）である。フィルプロセッサ３は、領域中でポリゴンの塗りつぶしを行い、各ピクセル毎に最も手前にくるポリゴンの各情報を求める。
【００４４】
４はテクスチャプロセッサ（texture processor）である。テクスチャプロセッサ４は、領域内の各ピクセルにテクスチャを貼り付ける。テクスチャマッピングとは、形状が定義された物体の表面に、形状とは別に定義された模様（テクスチャ）を貼り付け（マッピング）て画像を作成する処理である。４ａはテクスチャメモリ（texture RAM）であり、テクスチャプロセッサ４で処理を行うためのテクスチャマップが保存されている。
【００４５】
５はシェーディングプロセッサ（shading processor）である。シェーディングとは、ポリゴンで構成される物体の影のような表現を、ポリゴンの法線ベクトル、光源の位置や色、視点の位置、視線の方向等を考慮して行う手法である。シェーディングプロセッサ５は、領域内の各ピクセルの輝度を求める。５ａは１画面の画像データが記憶されるフレームバッファ（frame buffer）である。フレームバッファ５ａから順次データが読み出され、デジタルデータからアナログ信号に変換された後に、図示しないＣＲＴ、液晶表示装置、プラズマディスプレイ装置等のディスプレイに供給される。
【００４６】
６は、ＣＰＵ１のプログラムやグラフィックプロセッサへのコマンド（ポリゴンのデータベース、ディスプレイリストなど）を保存するプログラムワーク／ポリゴンバッファメモリ（program work／polygon buffer RAM）である。このバッファメモリ６はＣＰＵ１のワークメモリでもある。
【００４７】
フィルプロセッサ３、テクスチャプロセッサ４、シェーディングプロセッサ５は、いわゆるレンダリングを行う。実際には、ジオメタリが仮想空間座標中にオブジェクトを配置しスクリーン上に透視変換を行う。レンダリングはそのスクリーン座標上に定義されたデータをもとに絵を作成する。レンダリングでは、各領域は画面左上から順に処理される。レンダリングの処理は領域の個数分繰り返される。
【００４８】
次にこの発明の実施の形態１に係る画像処理装置の詳細について、図２乃至図５の機能ブロック図に基づき説明する。
【００４９】
図２はジオメトリプロセッサ２の機能ブロック図である。この図において、２１はデータディスパッチャー（data dispatcher）であり、バッファメモリ６からコマンドを読み出すとともに解析し、この解析結果に基づきベクタエンジン２２、クリッピングエンジン２４をコントロールし、処理されたデータをソートエンジン２７へ出力する。
【００５０】
２２はベクタエンジン（vector engine）であり、ベクトル演算を行う。扱うベクトルはベクタレジスタ２３に保存される。
【００５１】
２３はベクタレジスタ（vector register）であり、ベクタエンジン２２で演算を行うベクトルデータを保存する。
【００５２】
２４はクリッピングエンジン（clipping engine）であり、クリッピングを行う。
【００５３】
２５はＹソートインデックス（Y-sort INDEX）であり、ソートエンジン２７でＹソーティングを行うときに使うＹ指標を保存する。
【００５４】
２６はＸソートインデックス（X-sort INDEX）であり、ソートエンジン２７でＸソーティングを行うときに使うＸ指標を保存する。
【００５５】
２７はソートエンジン（sort engine）であり、Ｘソーティング及びＹソーティングを行うことにより、注目しているフラグメントに入るポリゴンをバッファ６から検索する。検索されたポリゴンはバッファメモリ２ａに格納されるとともに、フィルプロセッサ３に送られレンダリングがなされる。また、ソートエンジン２７はポリゴンＴＡＧ２８及びポリゴンキャッシュ３４の制御も行う。
【００５６】
２８はポリゴンＴＡＧ（polygon TAG）であり、ポリゴンキャッシュ３４のＴＡＧを保存するバッファである。
【００５７】
図３はフィルプロセッサ３の機能ブロック図である。この図において、３１はキャッシュコントローラ（cache controller）であり、後述のマテリアルキャッシュ４２、４５、５１ｂ、５２ａ、５３ａ及びライトキャッシュ５１ａを制御する。
【００５８】
３２はマテリアルＴＡＧ（material TAG）であり、後述のマテリアルキャッシュ４２、４５、５１ｂ、５２ａ、５３ａ及びライトキャッシュ５１ａのＴＡＧを保存する。
【００５９】
３３はライトＴＡＧ（light TAG）であり、後述のライトキャッシュ５１ａのＴＡＧを保存するバッファである。
【００６０】
３４はポリゴンキャッシュ（polygon cache）であり、ポリゴンデータのキャッシュメモリである。
【００６１】
３５は初期パラメータ計算機（initial parameter calculator）であり、ＤＤＡの初期値を求める。
【００６２】
３６はＺコンパレータアレー（Z comparator array）であり、陰面消去処理のためにポリゴン間でＺ比較を行うとともに、ポリゴンＩＤ及び内分比ｔ０、ｔ１、ｔ２を埋め込む。Ｚコンパレータアレー３６は８×８＝６４個のＺ比較器から構成される。これらがパラレルに動作するので、同時に６４個のピクセルについて処理が可能である。１つのＺ比較器にはポリゴンに関するデータが保存される。例えば、polygon ID, iz, t0, t1, t2, window, stencil, shadowなどである。
【００６３】
３７は頂点パラメータバッファ（vertex parameter buffer）であり、ポリゴンの頂点でのパラメータを保存するバッファである。Ｚコンパレータアレー３６に対応して６４ポリゴン分の大きさをもつ。
【００６４】
３８は補間器（interpolator）であり、Ｚコンパレータアレー３６の計算結果ｔ０、ｔ１、ｔ２及びｉｚと頂点パラメータバッファ３７の内容により、ピクセルのパラメータを補間して算出する。
【００６５】
図４はテクスチャプロセッサ４の機能ブロック図である。この図において、４１は濃度計算機（density calculator）であり、フォグまたはデプスキューイングのためのブレンド比を算出する。
【００６６】
４２はマテリアルキャッシュ（material cache）であり、深さ情報に関するデータが保存される。
【００６７】
４３はウインドウレジスタ（window register）であり、ウインドウに関する情報を保存するバッファである。
【００６８】
４４はアドレス発生器（address generator）であり、テクスチャ座標Ｔｘ，Ｔｙ及びＬＯＤよりテクスチャマップ上でのアドレスを算出する。
【００６９】
４５はマテリアルキャッシュ（material cache）であり、材質に関するデータが保存される。例えば、
translucency enable, texture type, offset x,y, size x,y, repeat x,y, mirror x,y, color idなどである。
【００７０】
４６は３次元補間であるトライリニアミップマップ補間を行うＴＬＭＭＩ計算機（TLMMI calculator, TLMMI:Tri Linear MIP Map Interpolation）である。ミップマップとは、テクスチャマッピングを行うときのアンチエイリアシング、すなわちテクスチャのジャギ（ぎざぎざ）をなくすための技法である。これは次のような原理によるものである。本来、１画素に投影される物体面の色（輝度）は、対応するマッピング領域の色の平均値としなければならない。そうしないとジャギが目立ってしまい、テクスチャの質が極端に落ちる。一方、いちいち平均を求める処理を行うと計算負荷が過大となり、処理に時間がかかったり、高速プロセッサが必要になったりする。ミップマップはこれを解決するためのものである。ミップマップでは、１画素に対応するマッピング領域の色（輝度）の集計を簡素化するために、あらかじめ２の倍数幅のマッピングデータを複数用意する。１画素に対応したすべてのマッピング領域の大きさは、これら２の倍数倍のいずれか２つのデータの間に存在することになる。これら２つのデータを比較することにより対応するマッピング領域の色を求める。例えば、１倍の画面Ａと１／２倍の画面Ｂとがあったとき、１／１．５倍の画面Ｃの各画素と対応する画面Ａ及びＢの画素をそれぞれ求める。このとき、画面Ｃの当該画素の色は、画面Ａの画素と画面Ｂの画素の中間の色になる。
【００７１】
４７はカラーコンバータ（color converter）であり、４ｂｉｔテクセル時にカラー変換を行う。
【００７２】
４８はカラーパレット（color pallet）であり、４ｂｉｔテクセル時のカラー情報が保存される。カラーパレット４８は、グラフィックを書くときに使う色を格納する。カラーパレット４８の内容に対応して１つの画素に使える色が決まる。
【００７３】
図５はシェーディングプロセッサ５の機能ブロック図である。この図において、５１は輝度処理器（intensity processor）であり、テクスチャマッピングされた後のポリゴンに対して輝度計算を行う。
【００７４】
５１ａはライトキャッシュ（light cache）であり、ライト情報を格納する。
【００７５】
５１ｂはマテリアルキャッシュ（material cache）であり、材質に関する情報を格納する。Shinnies, Material specula, material emissionなどである。
【００７６】
５１ｃはウインドウレジスタ（window register）であり、ウインドウに関する情報を保存する。Screen center, Focus, Scene ambientなどである。
【００７７】
５２はモジュレート処理器（modulate processor）であり、ポリゴンカラーとテクスチャカラーの関連づけ、輝度変調、フォグ処理を行う。
【００７８】
５２ａはマテリアルキャッシュ（material cache）であり、材質に関する情報を格納する。例えば、Polygon color, Texture modeなどである。
【００７９】
５２ｂはウインドウレジスタ（window register）であり、ウインドウに関する情報を保存するバッファである。Fog colorなどである。
【００８０】
５３はブレンド処理器（blend processor）であり、カラーバッファ５４上のデータとブレンドを行い、カラーバッファ５４に書き込む。ブレンド処理器５３は、プレンドレートレジスタの値に基づき、カレントピクセルカラーとフレームバッファのピクセルカラーとをブレンドし、ライトバンクレジスタで示されるバンクのフレームバッファに書き込む。
【００８１】
５３ａはマテリアルキャッシュ（material cache）であり、材質に関する情報を格納する。blend modeなどである。
【００８２】
５４はカラーバッファ（color buffer）であり、フラグメントのサイズと同じ８×８の大きさのカラーバッファである。ダブルバンク構造になっている。
【００８３】
５５はプロット処理器（plot processor）であり、カラーバッファ５４上のデータをフレームバッファ５ａに書き込む。
【００８４】
５６はビットマップ処理器（bitmap processor）であり、ビットマップ処理を行う。
【００８５】
５７はディスプレイ制御器（display controller）であり、フレームバッファ５ａのデータを読み出して、ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter：デジタル−アナログ変換器）に供給し、図示しないディスプレイに表示する。
【００８６】
次に、図１乃至図５の画像処理装置のうちで残像処理を行う部分についての詳細な機能ブロックを、図６に示す。この図は、画面全体に対して残像効果を使用する場合の残像回路の機能ブロック図である。ブレンド回路１０１は、残像回路１００の外部からカレントピクセルカラーを受け、外部のフレームバッファ５ａ−１，５ａ−２にブレンドピクセルカラーを出力する。ブレンド回路１０１は、ブレンドレートレジスタ１０２、ライトバンクレジスタ１０３、及びセレクタ１０４と接続されている。なお、ライトバンクレジスタ１０３はセレクタ１０４にも接続されている。ブレンドレートレジスタ１０２はブレンドレートをブレンド回路１０１に供給する。セレクタ１０４はフレームバッファ５ａ−１（バンク０）からのフレームバッファ０ピクセルカラー（のリードアドレス）及びフレームバッファ５ａ−２（バンク１）からのフレームバッファ１ピクセルカラー（のリードアドレス）のいずれかを選択してブレンド回路１０１に供給する。セレクタ１０４は、バッファセレクトレジスタ１０５からのセレクト信号に基づき、上記選択動作を行う。
【００８７】
図６において、ブレンド回路１０１は、ブレンドレートレジスタ１０２の割合に基づきカレントピクセルカラーとフレームバッファ５ａのピクセルカラーをブレンドし、ライトバンクレジスタ１０３で示されるバンクのフレームバッファに書き込む。具体的な処理は後述する。
【００８８】
バッファのピクセルカラーはバッファセレクトレジスタ１０５の値により、２つのバンク０、１から１つが選択される。バッファセレクトレジスタ１０５は「１フレーム前」あるいは「２フレーム前」のどちらかを示す値を持つ。セレクタ１０４は「１フレーム前」のときは、書き込んでいるバンクとは別のバンク、「２フレーム前」のときは同じバンクをセレクトする。なお、実際はフレームバッファは１つのメモリなので、ピクセルカラーは１つのバスからしか出力されない。実際はリードアドレスを選択することにより、読み出す場所が選択される。
【００８９】
図７は、画面全体に残像効果を使用する残像回路１００の処理を示すフローチャートである。
【００９０】
ステップＳ１：ブレンドレートレジスタ１０２、バッファセレクトレジスタ１０５をセットし、残像の濃さ、残像の間隔を設定する。残像の濃さとは、前回の画像データの何％のデータを残像として表示するかのパラメータであり、例えば２０％、３０％の値が選択される。残像の間隔とは、残像として残す画像データを、前回のデータとするか、前々回のデータとするかを決めるパラメータである。
【００９１】
ステップＳ２：ライトバンクレジスタ１０３をセットし、書き込みを行うフレームバッファ５ａのバンク０、１を設定する。
【００９２】
ステップＳ３：全てのポリゴンをジオメトリ処理、ソーティングする。
【００９３】
ステップＳ４：領域のレンダリング、テクスチャ、シェーディング処理を行う。
【００９４】
ステップＳ５：バッファセレクトレジスタ１０５、ライトバンクレジスタ１０３の値により、フレームバッファ５ａの２つのバンク０、１から１つを選択し、バッファのピクセルカラーを読み込む。
【００９５】
ステップＳ６：ブレンドレートレジスタの割合で、カレントピクセルカラーとバッファのピクセルカラーをブレンドしフレームバッファに書き込む。
【００９６】
ブレンド処理は次式に従って行われる。
【００９７】
（ブレンドピクセルカラー）＝
（カレントピクセルカラー）×（１−（ブレンドレート））
＋（バッファのピクセルカラー）×（ブレンドレート）
ステップＳ７：領域内の全てのピクセルについて処理したかどうか判定する。全てのピクセルについて処理が完了していないとき（Ｎｏ）はステップＳ５に戻る。全てのピクセルについて処理が完了しているとき（Ｙｅｓ）はステップＳ８に進む。
【００９８】
ステップＳ８：全ての領域を処理したかどうか判定する。全ての領域について処理が完了していないとき（Ｎｏ）はステップＳ４に戻る。全ての領域を処理したとき（Ｙｅｓ）は次のフレームについて処理を移し、ステップＳ２に戻る。
【００９９】
図６の残像回路による残像効果は画面全体に及ぶ。ブレンドレートレジスタが２０％の割合を示す値で、バッファセレクトレジスタが「１つ前のフレーム」を表す値を持っているとする。画面がスクロールしたり物体が移動したりすると図１５のような残像効果が得られる。
【０１００】
発明の実施の形態２．
この実施の形態２の残像回路を、図８に示す。この図は、ポリゴン単位に残像効果を使用する場合の残像回路の機能ブロック図である。
【０１０１】
図６の残像回路と比較したときの、図８の残像回路の異なる点は、ピクセル単位にブレンドレートとスロープを持つ点である。スロープはブレンドレートを減衰させるためのパラメータである。ブレンド回路１０１には、外部から入力されるカレントピクセルカラーのほかに、残像バッファ５ａ−３，５ａ−４からセレクタ１０４を介して、そのピクセルのブレンドレートとブレンドレートのフレーム単位の差分を表すスロープが入力される。残像バッファ５ａ−３，５ａ−４は、フレームバッファ５ａ−１，５ａ−２のカラー情報に対応して、ブレンドレート、スロープを蓄える。
【０１０２】
図８のＳＵＢブロック１０６は、残像バッファ５ａ−３，５ａ−４内のブレンドレートからスロープを減算し、次のフレームで使用するブレンドレートを求める回路である。コンパレータセレクタ１０７はＳＵＢブロック１０６で計算されたフレームバッファのブレンドレートと、外部から入力されるカレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を選択する回路である。コンパレータセレクタ１０７は、ブレンドレートと同時にスロープも選択する。コンパレータセレクタ１０７により、ブレンドレートを再設定することができる。セレクタ１０４は、フレームバッファ５ａ−１，５ａ−ｂのピクセルカラーの他に残像バッファ５ａ−３，５ａ−４のブレンドレート、スロープも同時に選択できるように構成される。ブレンド回路１０１は、残像バッファ５ａ−３，５ａ−４に蓄えられ、セレクタ１０４で選択されたブレンドレートを使用する。なお、実際はフレームバッファは１つのメモリなので、ピクセルカラーは１つのバスからしか出力されない。実際はリードアドレスを選択することにより、読み出す場所が選択される。
【０１０３】
図９は、ポリゴン単位に残像効果を使用する残像回路１００の処理を示すフローチャートである。
【０１０４】
ステップＳ１１：バッファセレクトレジスタをセットし、残像の間隔を設定する。
【０１０５】
ステップＳ１２：ライトバンクレジスタをセットし、書き込みを行うフレームバッファのバンクを設定する。
【０１０６】
ステップＳ１３：全てのポリゴンをジオメトリ処理、ソーティングする。
【０１０７】
ステップＳ１４：領域のレンダリング、テクスチャ、シェーディング処理を行う。
【０１０８】
ステップＳ１５：バッファセレクトレジスタ、ライトバンクレジスタの値によりフレームバッファの２つのバンクから１つを選択し、バッファのピクセルカラー、ブレンドレート、スロープを読み込む。
【０１０９】
ステップＳ１６：バッファから読み込んだブレンドレートの割合で、カレントピクセルカラーと、バッファのピクセルカラーをブレンドし、フレームバッファに書き込む。同時に、ブレンドレートからスロープを引いたものと、カレントピクセルのブレンドレートを比較し、大きい方のブレンドレートとスロープを残像バッファに書き込む。
【０１１０】
ステップＳ１７：領域内の全てのピクセルについて処理したかどうか判定する。全てのピクセルについて処理が終了しているとき（Ｙｅｓ）はステップＳ１８に進み、そうでないとき（Ｎｏ）はステップＳ１５に戻る。
【０１１１】
ステップＳ１８：全ての領域を処理したかどうか判定する。全ての領域について処理が終了しているとき（Ｙｅｓ）は、次のフレームについてステップＳ１１以降の処理を繰り返す。そうでないとき（Ｎｏ）はステップＳ１４に戻る。
【０１１２】
図８の残像回路による残像効果はポリゴンごとに及ぶ。ブレンドレートレジスタが２０％及び３０％、スロープが１０のとき、図１６のような残像効果が得られる。
【０１１３】
発明の実施の形態３．
上記発明の実施の形態１の構成を実際に実現するための機能ブロック図を図１０に示す。
【０１１４】
図１０において、カラーバッファＲＡＭ１２１は、シェーディング回路１２０の内部に含まれるＲＡＭで、カラーデータを一時蓄える。例えば、８×８ピクセル分のカラーデータを蓄える。内部は２バンク構成になっており、シェーディング回路１２０で片側のバンクに書き込みを行っているときに、転送回路１１０で、もう片方のバンクをアクセスすることができる。アクセスはリード、ライト同時に行うことができる。データは３２ビットでＲＧＢＡはそれぞれ１０、１０、１０、２ビットである。
【０１１５】
ブレンドレートレジスタ１１２は、フレームバッファＲＡＭ１５０のカラーとカラーバッファＲＡＭ１２１のカラーをブレンドする際のレートを保持する。例えば、値は８ビットのデータで０〜ＦＦｈの値をとる。最上位ビット（ＭＳＢ）が１ならインクリメントし、０から１００ｈとしてＦＩＸ１．８のブレンドレートとされる。
【０１１６】
ブレンド回路１１１は、カラーバッファＲＡＭ１２１のリードデータ（カラーバッファカラー）とフレームバッファＲＡＭ１５０のリードデータ（フレームバッファカラー）をブレンドレートレジスタ１１２の値でブレンドする。ブレンドの式は次のようになる。
【０１１７】
（ブレンドカラー）＝（カラーバッファカラー）×（１−ブレンドレート）
＋（フレームバッファカラー）×（ブレンドレート）
ライトバンクレジスタ１１３は、フレームバッファＲＡＭ１５０をライトする際に参照するレジスタである。カラーバッファＲＡＭ１２１のデータをフレームバッファＲＡＭ１５０に転送する際にライトするバンクを保持する。
【０１１８】
リードバンクレジスタ１１４は、フレームバッファＲＡＭ１５０をリードする際に参照するレジスタである。フレームバッファＲＡＭ１５０のデータをカラーバッファＲＡＭ１２１のデータとブレンドする際のリードするバンクを保持する。リードバンクレジスタ１１４があると、「今回は前フレーム、次回は前々フレームをブレンドする」といった切替操作が可能となり、残像間隔を適宜設定することができる。
【０１１９】
エリアＮｏレジスタ１１５は、カラーバッファＲＡＭ１２１がバンク内のどの部分に対応しているかを保持する。
【０１２０】
フレームバッファＩＦ（インタフェース）１１６は、フレームバッファＲＡＭ１５０にアクセスする際、ＲＡＭＩＦ１４０のタイミングを生成する。
【０１２１】
ＲＡＭＩＦ１４０は、フレームバッファＲＡＭ１５０のアクセスタイミングを生成する。また、フレームバッファのデータの転送を行うその他のブロック１３０との調停も行う。
【０１２２】
フレームバッファＲＡＭ１５０は、フレームバッファとしてカラーデータを蓄えるＲＡＭである。フレームバッファ内には２つ以上のバンクが設定される。
【０１２３】
図１０の構成において、２種類のデータフローがある。１つはブレンド処理を行うフローで、カラーバッファＲＡＭ１２１のリードデータ、フレームバッファＲＡＭ１５０のリードデータを、ブレンド回路１１１によりブレンドし、カラーバッファＲＡＭ１２１に書き戻すフローである。もう１つは、カラーバッファＲＡＭ１２１のリードデータをそのままフレームバッファＲＡＭ１５０に転送するフローである。
【０１２４】
図１１はブレンド回路１１１の内部構成を示すブロック図である。図１１は、ブレンド回路１１１のうち、三原色のひとつである赤色の処理を行う部分１１１−Ｒを示す。
【０１２５】
Ｂ１（Ｂｌｅｎｄ ｒａｔｅ［７：０］）は、ブレンドレートレジスタ１１２から読み出されたブレンドの割合を決める指数である。
【０１２６】
Ｂ２（Ｂｌｅｎｄ ｒａｔｅ［７］）は、ブレンドの割合に応じてセレクタを切り替えるためのものである。
【０１２７】
Ｂ３（Ｂｌｅｎｄ ｒｅｄ［７：０］）は、赤色（Ｒｅｄ）のブレンド出力である。
【０１２８】
Ｃ１（Ｃｏｌｏｒ ｂｕｆ ｒｅｄ［７：０］）は、カラーバッファＲＡＭ１２１からのＲｅｄデータである。
【０１２９】
Ｆ１（Ｆｒａｍｅ ｂｕｆ ｒｅｄ［７：０］）は、フレームバッファＲＡＭ１５０からのＲｅｄデータである。
【０１３０】
加算器１１１１は、ブレンドレートＢ１と「０１ｈ］とを加算する。減算器１１１２は、「１００ｈ」からブレンドレートＢ１を減算し、減算器１１１３は、「０ＦＦｈ」からブレンドレートＢ１を減算する。セレクタ１１１４、１１１５はブレンドレートＢ２に基づき動作する。これらの出力は９ビットである。セレクタ１１１４はブレンドレートＢ１又は加算器１１１１の出力のいずれか一方を選択し、セレクタ１１１５は減算器１１１２又は１１１３の出力のいずれか一方を選択する。乗算器１１１６はフレームバッファデータＦ１とセレクタ１１１４の出力を乗算し、乗算器１１１７はカラーバッファデータＣ１とセレクタ１１１５の出力を乗算する。加算器１１１８は、乗算器１１１６の上位８ビットと乗算器１１１７の上位８ビットを加算し、ブレンド出力Ｂ３を出力する。
【０１３１】
以上の処理を数式で示せば次式のようになる。
【０１３２】
Ｂ１≦７Ｆｈのとき、
Ｂ３＝Ｆ１×Ｂ１＋Ｃ１×（9'h100−Ｃ１）
Ｂ１≧８０ｈのとき、
Ｂ３＝Ｆ１×（Ｂ１＋１）＋Ｃ１×（9'h0FF−Ｃ１）
ブレンド回路１１１は、赤色を処理する回路１１１−Ｒの他に、緑色、青色について処理する同じ回路を備える。また、キャラクタ（Ａｌｐｈａ）について処理する回路を備えてもよい。
【０１３３】
発明の実施の形態４．
発明の実施の形態３の図１０の回路では、カラーバッファＲＡＭ１２１にブレンドデータを書き戻しているが、書き戻さずにそのままフレームバッファＲＡＭ１５０に書き込む構成も考えられる。その場合、回路は図１２のようになる。フレームバッファＲＡＭ１５０は大容量なのでＤＲＡＭ系のメモリを使用する。例えば、ＳＤＲＡＭというデバイスを使用する。フレームバッファＲＡＭ１５０に対する書き込み及び読み出しにおいて転送レートを稼ぐためにバースト転送するが、データを連続してリード、ライトするので内部にバースト長のバッファが必要となる。図１２において、バッファ１１７はこのためのものである。
【０１３４】
これに対し、図１０の回路では、カラーバッファＲＡＭ１２１に書き戻しているので、内部のバッファを特に必要としない。
【０１３５】
発明の実施の形態５．
上記発明の実施の形態３（図１０）及び実施の形態４（図１２）の構成をさらに単純化することも可能である。もっとも単純な構成例を、図１３に示す。この図の機能ブロックは、図１０のブレンドレートレジスタ１１２、リードバンクレジスタ１１４を含まない。
【０１３６】
ブレンドレートレジスタ１１２を含まないので、図１３の装置ではブレンドレートが固定値となり、常に同じ割合でブレンド処理を行う。
【０１３７】
リードバンクレジスタ１１４を含まないので、図１３の装置ではブレンドを行うフレームが固定となる。リードバンクレジスタ１１４があると、「今回は前フレーム、次回は前々フレームをブレンドする」といった切替操作が可能となり、残像間隔を操作できるが、リードバンクレジスタがないと「常に前フレームをブレンドする」しかないので残像間隔を操作できなくなる。
【０１３８】
なお、図１３の装置にブレンドレートレジスタ１１２のみ追加する、あるいはリードバンクレジスタ１１４のみ追加する回路構成も考えられる。
【０１３９】
発明の実施の形態６．
上記発明の実施の形態２の構成を実際に実現するための機能ブロック図を図１４に示す。この図は、ピクセル単位にブレンドレートを変えるための装置の機能ブロック図を示す。
【０１４０】
カラーバッファＲＡＭ１２１、フレームバッファＲＡＭ１５０は、ピクセル単位のカラーデータのほかに、ピクセル単位のブレンドレート及びスロープを蓄える。図１４において、ブレンドレートからスロープ分を減算するＳＵＢ（減算）回路１１８と、フレームバッファＲＡＭ１５０のブレンドレートとカラーバッファＲＡＭ１２１のブレンドレートとを比較するＣＯＭＰ（比較）回路１１９と、フレームバッファＲＡＭ１５０のブレンドレート及びスロープとカラーバッファＲＡＭ１２１のブレンドレート及びスロープのいずれかを選択するＳＥＬ（選択）回路１２２が追加される。
【０１４１】
これら追加された回路により、フレームバッファＲＡＭ１５０に保存されていたブレンドレートの、今回のフレームのブレンドレートを求めるとともに、カラーバッファＲＡＭ１２１のブレンドレートを比較してブレンドレートの大きい方を選択し、カラーバッファＲＡＭ１２１にスロープと共に書き戻す。
【０１４２】
＜残像画像の例＞
１．画面全体の残像効果の例
図１５に画面全体に残像効果を及ぼす処理による残像画面の例を示す。この図の場合、ブレンドレートが２０％で、常に前フレームをブレンドしている。また、ブレンド処理は次式に従う。
【０１４３】
（ブレンドカラー）＝（カラーバッファカラー）×（１−ブレンドレート）
＋（フレームバッファカラー）×（ブレンドレート）
フレーム０において、内部描画Ｐ１−０の領域ａ０にＲＧＢ＝（１００、１００、１００）が描画される。このとき表示画面Ｐ２−０の領域ｂ０には、次式に従い、ＲＧＢ＝（８０、８０、８０）が表示される。なお、フレーム０の前に描かれた図形はないので（フレーム全体において、ＲＧＢ＝（０、０、０））、領域ａ０と領域ｂ０とは一致している。フレームとフレームの時間間隔はリフレッシュ期間（例えば、１／６０秒）に対応する。
【０１４４】
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋０×０．２＝８０
フレーム１において、内部描画Ｐ１−１の領域ａ１（領域ａ０から少し右に移動している）にＲＧＢ＝（１００、１００、１００）が描画される。このとき表示画面Ｐ２−１の領域ｂ１、ｃ１、ｄ１には、次式に従いそれぞれ、ＲＧＢ＝（１６、１６、１６）、ＲＧＢ＝（９６、９６、９６）、ＲＧＢ＝（８０、８０、８０）が表示される。なお、領域ｃ１は領域ａ０とａ１の共通領域であり、領域ｂ１は領域ａ０のそれ以外の部分であり、領域ｄ１は領域ａ１の共通領域以外の部分である。
【０１４５】
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋８０×０．２＝１６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋８０×０．２＝９６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋０×０．２＝８０
フレーム２において、内部描画Ｐ１−２の領域ａ２（領域ａ１から少し右に移動している）にＲＧＢ＝（１００、１００、１００）が描画される。このとき表示画面Ｐ２−２の領域ｂ２、ｃ２、ｄ２，ｅ２には、次式に従いそれぞれ、ＲＧＢ＝（３、３、３）、ＲＧＢ＝（１６、１６、１６）、ＲＧＢ＝（９６、９６、９６）、ＲＧＢ＝（８０、８０、８０）が表示される。なお、領域ｅ２は、領域ｂ２、ｃ２、ｄ２以外の部分（領域ａ１と領域ａ２の共通部分以外の領域ａ２の部分）である。
【０１４６】
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋１６×０．２＝３．２＝３
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋８０×０．２＝１６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋８０×０．２＝９６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋０×０．２＝８０
フレーム３において、内部描画Ｐ１−３の領域ａ３（領域ａ２からさらに少し右に移動している）にＲＧＢ＝（１００、１００、１００）が描画される。このとき表示画面Ｐ２−３の領域ｃ３、ｄ３，ｅ３、ｆ３には、次式に従いそれぞれ、ＲＧＢ＝（３、３、３）、ＲＧＢ＝（１６、１６、１６）、ＲＧＢ＝（９６、９６、９６）、ＲＧＢ＝（８０、８０、８０）が表示される。なお、領域ｆ３は、領域ｃ３、ｄ３，ｅ３以外の部分（領域ａ２と領域ａ３の共通部分以外の領域ａ３の部分）である。また、領域ｂ２は残像処理の結果レベルが０となるので、Ｐ２−３には現れない。
【０１４７】
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋１６×０．２＝３．２＝３
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋８０×０．２＝１６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋８０×０．２＝９６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋０×０．２＝８０
このように、この発明の実施の形態による残像処理によれば、移動する物体がその背後に跡を引くような表現が可能になる。
【０１４８】
２．ポリゴン単位の残像効果の例
図１６にポリゴン単位に残像効果があり、常に前フレームをブレンドする処理による残像画面の例を示す。この図では２つのポリゴンｇ，ｈが描かれている。ポリゴンｇは左から右に、ポリゴンｈは逆に右から左に移動し、その途中でポリゴンｇ，ｈの一部が重なる。この図の場合、ポリゴンｇの内部描画のレベル、ブレンドレート、及びスロープは、それぞれ、ＲＧＢ＝（１００、１００、１００）、３０％、１０である。また、ポリゴンｈの内部描画のレベル、ブレンドレート、及びスロープは、それぞれ、ＲＧＢ＝（５０、５０、５０）、２０％、１０である。なお、図１６において、残像バッファを示す画面内の数値は、それぞれブレンドレートを意味する。
【０１４９】
ブレンドカラーの計算は、図１５の場合と同様であるが、図１６の場合はスロープ値が設定され、これに従いブレンドレートが減少していく点が異なる。また、図１６のＰ４−０からＰ４−３にかけて、ポリゴンｇ，ｈは背景とブレンドされないが、ポリゴンの残像とはブレンドされるので、その内部描画のとおりに表示されない。
【０１５０】
（ブレンドピクセルカラー）＝
（カレントピクセルカラー）×（１−（ブレンドレート））
＋（バッファのピクセルカラー）×（ブレンドレート）
に基づき計算される。
【０１５１】
・Ｐ４−１において、
（領域ｉ１）＝１００×０．３＝３０
（領域ｊ１）＝５０×０．２＝１０
・Ｐ４−２において、
（領域ｉ２）＝３０×０．２＝６
（領域ｊ２）＝１０×０．１＝１
（領域ｋ２）＝１００×０．３＝３０
（領域Ｌ２）＝５０×０．２＝１０
（内部描画ｈ１の残像と内部描画ｇ２の重複領域）
＝１００×０．８＋５０×０．２＝９０
（内部描画ｈ２と内部描画ｇ１の残像の重複領域）
＝５０×０．７＋１００×０．３＝６５
・Ｐ４−３において、
（領域ｉ３）＝６×０．１＝０．６＝０
（領域ｊ３）＝１×０．１＝０．１＝０
（領域ｋ３）＝３０×０．２＝６
（領域Ｌ３）＝１０×０．１＝１
（領域ｍ３）＝１００×０．３＝３０
（領域ｎ３）＝５０×０．２＝１０
（内部描画ｈ２の残像と内部描画ｇ３の重複領域）
＝１００×０．７＋９０×０．３＝９７
（内部描画ｈ３と内部描画ｇ２の残像の重複領域）
＝５０×０．８＋６５×０．２＝５３
なお、ポリゴンｇ，ｈと背景をブレンドせず、その内部描画のとおりに表示する方法も適用可能である。
【０１５２】
この発明の実施の形態によれば、画面全体に残像効果を出す装置では、簡単な回路の追加で、従来ソフト的に処理しなければならなかった残像効果を実現できる。残像効果をソフト的に処理すると、残像を通常の物体と同様に処理しなければならず、かなりのポリゴン数が必要となっていた。その点、この回路では残像を前のフレームの絵をブレンドすることで処理するので、残像に対するポリゴン数の増加は全くない。ただし、画面全体にブレンドを行うので、物体の色が、背景色とブレンドされ、本来の色がでないという欠点をもつ。
【０１５３】
また、この発明の実施の形態によれば、ポリゴン単位に残像効果を出す装置では、多少バッファが必要になるものの、背景と物体に独立してブレンドレートを設定できるので、物体の色は本来の色を出すことができる。また、個々の物体にそれぞれ残像のあり、なし、または残像の程度を設定できる。
【０１５４】
発明の実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７にかかる画像処理装置につき説明を加える。この実施の形態にかかる画像処理装置は、図１に示す実施の形態１にかかる画像処理装置と略同様に構成され、残像回路のみが、実施の形態１と異なっている。図１７は、本発明の実施の形態７にかかる残像回路の概略を示すブロックダイヤグラムである。図１７に示す残像回路は、実施の形態１にかかる残像回路（図６参照）に略対応しており、同一の構成部分については、図６の残像回路の構成部分と同一の符号を付している。
【０１５５】
この実施の形態にかかる残像回路１００は、ブレンド回路１０１、ブレンドレートレジスタ１０２、ライトバンクレジスタ１０３、セレクタ１０４およびバッファセレクトレジスタ１０５の他、後述する強調ビットの内容にしたがって作動するセレクタ１０８を備えている。また、この実施の形態においては、たとえば、外部から与えられるカレントピクセルカラーに、強調ビットが付加されている。たとえば、カレントピクセルカラーのデータの最上位ビットを、強調ビットに割り当てることにより実現される。また、上記最上位ビットに強調ビットが割り当てられたカレントピクセルカラーのうち、強調ビットのみがセレクタ１０８に与えられ、強調ビットを除いたデータが、セレクタ１０８の一方の入力側およびブレンド回路１０１に与えられる。またブレンド回路１０１の出力は、セレクタ１０８の他方の入力側に与えられる。
【０１５６】
強調ビットは“１”或いは“０”の何れか一方の値をとることができ、強調ビットの値が“１”であるようなピクセルについては、元の輝度を維持するように残像回路が作動する。たとえば、残像回路（ブレンド処理器５３）による処理に先立って、シェーディングプロセッサ５（図５参照）の何れかの構成部分が、強調すべき（すなわち、もとの輝度にて表示すべき）ポリゴンを構成するピクセルのピクセルカラーのデータについては、強調ビットに“１”を設定し、強調ビットが付加されたピクセルカラーのデータを、カラーバッファ５４（図５参照）に書き込んでおけば良い。
【０１５７】
このように構成された、本実施の形態にかかる残像回路の処理を、図１８のフローチャートを参照して説明する。図１８に示すように、この処理は、図７に示すものと略同様であり、図１８のステップＳ２１ないしＳ２５、ステップ２９およびステップＳ３０は、図７のステップＳ１ないしＳ５、ステップＳ７およびステップＳ８に、それぞれ対応する。
【０１５８】
以下、上記ステップ２１ないしステップ３０の処理につき説明する。
【０１５９】
ステップＳ２１：ブレンドレートレジスタ１０２、バッファセレクトレジスタ１０５をセットし、残像の濃さ、残像の間隔を設定する。この実施の形態においては、残像の濃さとして、２０％或いは３０％の何れかの値が選択される。残像の間隔により、残像として残す画像データを前回のデータとするか、或いは、前々回のデータとするかが決定される。
【０１６０】
ステップＳ２２：ライトバンクレジスタ１０３をセットし、書き込みを行うフレームバッファ５ａのバンク０、１を設定する。
【０１６１】
ステップＳ２３：全てのポリゴンにジオメトリ処理およびソーティングを施す。
【０１６２】
ステップＳ２４：領域のレンダリング、テクスチャ、シェーディング処理を行う。
【０１６３】
ステップＳ２５：バッファセレクトレジスタ１０５、ライトバンクレジスタ１０３の値により、フレームバッファ５ａの２つのバンク０、１から１つを選択し、バッファのピクセルカラーを読み込む。
【０１６４】
ステップＳ２６：ブレンド回路１０１が、ブレンドレートレジスタのデータに基づく割合で、カレントピクセルカラーとバッファのピクセルカラーをブレンドする。
【０１６５】
ブレンド処理は、実施の形態１と同様に、次式に従って行われる。
【０１６６】
（ブレンドピクセルカラー）＝
（カレントピクセルカラー）×（１−（ブレンドレート））
＋（バッファのピクセルカラー）×（ブレンドレート）
ステップＳ２７：前述したように、カレントピクセルカラーの最上位ビットに割り当てられた強調ビットは、セレクタ１０８に与えられている。セレクタ１０８は、強調ビットが“１”であるときには、カレントピクセルカラー、すなわち、ブレンド回路１０１を介さないデータを選択し、その一方、強調ビットが“０”であるときには、ブレンドピクセルカラー、すなわち、ブレンド回路１０１の出力を選択する。
【０１６７】
ステップＳ２８：セレクタ１０８は、選択したデータ（カレントピクセルカラー或いはブレンドピクセルカラー）を、ステップＳ２にて設定されたデータを書き込むべきフレームバッファ（５ａ−１或いは５ａ−２）に書き込む。
【０１６８】
ステップＳ２９： 領域内の全てのピクセルについて処理したかどうか判定する。全てのピクセルについて処理が完了していないとき（Ｎｏ）はステップＳ２５に戻る。全てのピクセルについて処理が完了しているとき（Ｙｅｓ）はステップＳ３０に進む。
【０１６９】
ステップＳ３０：全ての領域を処理したかどうか判定する。全ての領域について処理が完了していないとき（Ｎｏ）はステップＳ２４に戻る。全ての領域を処理したとき（Ｙｅｓ）は次のフレームについて処理を移し、ステップＳ２２に戻る。
【０１７０】
実施の形態１と同様に、この実施の形態にかかる残像回路を含む転送回路を、図１９に示すように構成することができる。図１９においては、カラーバッファＲＡＭ１２１からのカラーバッファリードデータが、セレクタ１２８の一方の入力側に与えられ、ブレンド回路１１１の出力が、セレクタ１２８の他方の入力側に与えられ、さらに、カラーバッファリードデータに付加された強調ビットにより、セレクタ１２８が切り換えられるようになっている。上記ブレンド回路およびセレクタは、図２０に示すように構成することが可能である。
【０１７１】
図２０においては、ブレンド回路１１１−Ｒからの出力Ｂ３或いはColor_buf_redＣ１のうちの８ビット［９：２］のうちの一方が、セレクタ１２８−Rにより選択される。強調ビットが“１”のときには、 Color_buf_red［９：２］が、セレクタ１２８−Rから出力され、強調ビットが“０”のときには、Blend_red［７：０］が、セレクタ１２８−Rから出力される。
【０１７２】
また、実施の形態１に関連する図１２および図１３にそれぞれ対応して、図２１および図２２に示すように、ブレンド回路１１１およびセレクタ１２８を配置しても良い。
【０１７３】
＜残像画像の例＞
図２３に、本実施の形態７にかかる画像処理装置により得られた残像画像の例を示す。図２３に示すフレーム０ないしフレーム３の画像は、それぞれ、図１５に示すフレーム０ないしフレーム３の内部描画に基づき生成されている。すなわち、この例では、ブレンドレートは２０%であり、常に前のフレームの画像がブレンドされ、かつ、ブレンド処理は、次式にしたがっている。また、内部描画の各領域ａ０ないしａ３に含まれるピクセルのデータには、強調ビット“１”が付加されている。
【０１７４】
（ブレンドカラー）＝（カラーバッファカラー）×（１−ブレンドレート）
＋（フレームバッファカラー）×（ブレンドレート）
図１５と比較すれば理解できるように、図２３では、各フレームにおいて、内部描画の領域ａ０ないしａ３にそれぞれ対応する領域ｇ０、ｈ１、ｉ２およびｊ３のデータ値は、ＲＧＢ＝（１００、１００、１００）となる。すなわち、強調ビットにしたがって、内部描画中のデータ値がそのまま維持される。
【０１７５】
その一方、他の領域（たとえば、ｇ１）は、上記式にしたがって、ブレンド処理が実行される。フレーム１中の領域ｇ１のデータ値は、
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋１００×０．２＝２０となる。
【０１７６】
同様に、フレーム２中の領域ｇ２、ｈ２のデータ値は、それぞれ、
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋２０×０．２＝４
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋１００×０．２＝２０となる。
【０１７７】
図１５の表示描画と、図２３の表示描画とを比較すると、もとの領域（内部描画の領域ａ０など）のデータ値が維持されるため、図２３の表示描画のもとの領域は、図１５のものよりも、強調されていることが理解できよう。すなわち、もとの領域の形状がはっきりと維持され、かつ、残像効果も得られている。
【０１７８】
図２４は、強調ビットが“０”である場合、および、強調ビットが“０”である場合の表示例を示す図である。図２４（ａ）は、内部描画の（或いは残像処理を施していない）画像を表わし、ＲＧＢ＝（１００、１００、１００）の値をとる領域ａａ０ないしａａ３が、フレーム０ないしフレーム３にわたって移動している。これに対して、図２４（ｂ）は、上記領域に含まれるカレントピクセルカラーに付加された強調ビットが“０”である場合に、ブレンドレートを５０%として残像処理を施して得られた画像を表わしている。また、図２４（ｃ）は、上記領域に含まれるカレントピクセルカラーに付加された強調ビットが“１”である場合に、ブレンドレートを５０%として残像処理を施して得られた画像を表わしている。
【０１７９】
図２４から理解できるように、この実施の形態によれば、データに強調ビット“１”が付加されたようなピクセルを含む領域を、表示画像において強調することができる。したがって、この実施の形態によれば、所望のポリゴンに、残像効果を付加しつつ、これを強調することが可能となる。
【０１８０】
上記実施の形態においては、ブレンド回路の出力と、カレントピクセルカラーとを受け入れて、これらのうちの何れかを選択するようなセレクタを配置したが、このような構成に限定されるものではない。たとえば、カレントピクセルカラーのデータ値自体をセレクタから出力するのではなく、この値を加工して（たとえば、領域を強調するように、ＲＧＢ値に処理を施して）セレクタから出力するようにしても良い。
【０１８１】
＜ゲームへの適用＞
本発明の実施の形態７の画像処理装置を、例えばゲーム装置に適用した場合について説明する。残像処理そのものは上述のとおりであるので、以下、主にゲームの処理との関係において、強調ビットはどのようなタイミングで書き込まれるか、強調ビットはどのような条件で書き込まれるか、強調ビットはゲーム進行のどのような場面で書き込まれるかについて説明する。
【０１８２】
一例として格闘ゲームを取り上げる。ゲームの進行中において、キャラクターが攻撃を開始したと判定された場合に、当該攻撃に関連するポリゴンを検出して、当該ポリゴンを構成するピクセルカラーのデータに強調ビットを設定する。
【０１８３】
ゲームに適用される画像処理装置は、図２５に示すように強調ビットを付加するかどうかを判定する判定部７を備える。図２５のブロック図は、ゲーム装置に組み込まれた画像処理部分を示し、ゲームを進行させるための処理装置の部分は省略されている。判定部７は、この処理装置からゲームに関する情報（この詳細は後述する）を受け取り、強調ビットを付加するかどうか判定し、付加すべきときは強調ビットをシェーディングプロセッサ５に送る。なお、強調ビットの送付先はこれに限らず、フレームバッファ５ａやテクスチャプロセッサ４でもよい。
【０１８４】
判定部７は、例えば、図２６に示される処理を実行する。ゲームが開始されるとゲームの進行状況に応じて画面の生成及び更新がなされる（Ｓ１００）。画面の生成及び更新は、図示しないゲームの進行を処理するプロセッサからの情報に基づき、図２５の画像処理によりなされる。この情報の一部あるいは全部は判定部７に入力され、判定処理に用いられる。この情報に基づき、判定部７は、ゲーム進行におけるタイミング、条件、及び場面について判定する（Ｓ１０１）。例えば、格闘ゲームであればキャラクタが殴り掛かってきているかどうか、ドライブゲームであれば他の車両が自分の車両に接触しそうになっているかどうか、シューティングゲームであればエネミー（敵）がプレーヤーを攻撃しようとしているかどうか、を判定する。これはゲームの進行状況を考慮した、一種の衝突判定である。次に、この判定結果に基づき、強調すべきポリゴンがあるかどうか判定する（Ｓ１０２）。Ｓ１０１の判定結果が否定的、すなわちキャラクタが殴り掛かってこない場合は「ＮＯ」と判定され、ステップＳ１０４に進む。一方、Ｓ１０１の判定結果が肯定的であるときは、さらに強調すべきポリゴンを検索する。例えば、格闘ゲームにおいてキャラクタが殴り掛かってきているとき、その拳のポリゴンを検索し、ドライブゲームにおいて接触しそうになっている他の車両の部分のポリゴンを検索し、シューティングゲームにおいてプレーヤーを攻撃しようとしているエネミー（敵）の武器のポリゴンを検索する。ポリゴンが検索されたとき、「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ１０３に進む。当該ポリゴンについて、前述した強調ビットが立てられる（Ｓ１０３）。その後、前述の残像処理が行われる（Ｓ１０４）。以上のＳ１００〜Ｓ１０４の処理が、ゲームの終了まで（あるいは強調ビットの処理が必要な画面生成の終了まで）続けられる（Ｓ１０５）。
【０１８５】
なお、上記はあくまで一例であり、他の判定方法の例として次のものがある。
【０１８６】
（強調ビットの書き込みのタイミング）
格闘ゲーム：キャラクタがプレーヤーに対して攻撃をかけたとき
ドライブゲーム：他の車両が自分の車両に接触するとき、及び／又は自分の車両が障害物に接触するとき
シューティングゲーム：エネミー（敵）の武器がプレーヤーに狙いを定めつつあるとき、狙いを定めたとき、射撃したとき、及び／又はボーナスポイントが出現したとき
（強調ビットの書き込みの条件）
格闘ゲーム：攻撃がプレーヤーに対するものであること、及び／又はその攻撃が有効なものであること
ドライブゲーム：他の車両が他のプレーヤーのものであること、及び／又は他の車両と競っていること、障害物の影響が大きいこと
シューティングゲーム：攻撃がプレーヤーに対するものであること、及び／又はその攻撃が有効なものであること、攻撃の効果が大きいこと
（強調ビットの書き込みの場面）
格闘ゲーム：対戦相手が段々レベルアップしていく場合において、最初の相手（初心者にもわかりやすい）又は最後の相手（上級者に対する特殊効果）及び／又はボーナス画面等の特別の画面
ドライブゲーム：周回を重ねるゲームの場合において、周回の最初（初心者にもわかりやすい）又は周回の最後（上級者に対する特殊効果）及び／又はボーナス画面等の特別の画面
シューティングゲーム：複数のステージがある場合において、前のステージ（初心者にもわかりやすい）又は後ろのステージ（上級者に対する特殊効果）、及び／又はボーナス画面等の特別の画面
以上の記載はあくまで一例であって、要するに、ゲーム進行において、ゲーム画面を構成するポリゴンのうち、ゲーム進行において重要で、強調されることによりゲームの状況判断が容易になるようなポリゴンを、所定のタイミング、条件、場面に基づいて選択すればよい。このように強調すべきポリゴンを選択することにより、遊戯者に不愉快な感情を与えることを防止することができる。
【０１８７】
以上のように、この発明の実施の形態７によれば、すべてのポリゴンに対して、同一の残像効果を生じるように意図するほか、強調ビットを用いることにより、所望の残像効果が、ポリゴンごとに設定できる。したがって、所望のポリゴンを強調して表示することができる。例えば、衝突判定が直接ゲームの進行に関連するようなポリゴン、たとえば、格闘ゲームのキャラクタが殴り掛かった際の拳部分、ドライブゲームで他の車両が自分の車両に接触する部分、シューティングゲームのエネミー（敵）の武器の部分等を強調することにより、ポリゴンを元の輝度で鮮明に表示することができて、ゲームの状況判断が容易になる。
【０１８８】
なお、本明細書において、手段、回路等は必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能が、ソフトウェアによって実現される場合も包含する。さらに、一つの手段の機能が、二つ以上の物理的手段により実現されても、若しくは、二つ以上の手段の機能が、一つの物理的手段により実現されてもよい。
【０１８９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、生成された画像データを第１の画像メモリ領域及び第２の画像メモリ領域に書き込む制御部を備える画像処理装置において、前記第１の画像メモリ領域から画像データを読み出すとともに、読み出された画像データを減衰させて、新たに生成された画像データとともに前記第２の画像メモリ領域に書き込むことにより残像効果を生じさせるブレンド回路と、残像の間隔情報を記憶するバッファセレクトレジスタとを備え、前記ブレンド回路は、前記バッファセレクトレジスタのセレクト情報に基づき、画像データを読み出すメモリを選択するので、ハードウェアに残像機能をもたせることにより、処理の効率を上げるとともに、処理の高速化を実現できる。
【０１９０】
また、本発明によれば、所望の残像効果や強調効果を、所望のポリゴンに得られる画像処理装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の概略機能ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のジオメトリプロセッサの機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のジオメトリプロセッサの機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のテクスチャプロセッサの機能ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のシェーディングプロセッサの機能ブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のうちの残像処理を行う部分の詳細を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の残像処理のフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２に係る画像処理装置のうちの残像処理を行う部分の詳細を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る画像処理装置の残像処理のフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る画像処理装置のブレンド回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態６に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態の、画面全体に残像効果を及ぼす処理の残像画面の例である。
【図１６】この発明の実施の形態の、前フレームをブレンドする処理の残像画面の例である。
【図１７】この発明の実施の形態７にかかる画像処理装置の残像回路の機能ブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態７にかかる画像処理装置の残像処理を示すフローチャートである。
【図１９】この発明の実施の形態７にしたがった残像回路を含む転送回路の構成例を示す図である。
【図２０】この実施の形態７にかかるブレンド回路およびセレクタの構成例を示す図である。
【図２１】この発明の実施の形態７にしたがった残像回路を含む転送回路の他の構成例を示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態７にしたがった残像回路を含む転送回路の他の構成例を示す図である。
【図２３】この実施の形態７にしたがって得られた残像画像の例を示す図である。
【図２４】この実施の形態７にしたがって得られた残像画像の例を示す図である。
【図２５】この発明の実施の形態７に係る画像処理装置をゲーム装置に適用した場合における、画像処理装置部分の概略機能ブロック図である。
【図２６】この発明の実施の形態７に係る画像処理装置をゲーム装置に適用した場合における、判定部及び画像処理装置部分のフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ ジオメトリプロセッサ
２ａ ポリゴン・マテリアル・ライトバッファメモリ
３ フィルプロセッサ
４ テクスチャプロセッサ
４ａ テクスチャメモリ
５ シェーディングプロセッサ
５ａ フレームバッファ
６ プログラム・ワークポリゴンバッファメモリ
７ 判定部
２１ データディスパッチャー
２２ ベクタエンジン
２３ ベクタレジスタ
２４ クリッピングエンジン
２５ Ｙソートインデックス
２６ Ｘソートインデックス
２７ ソートエンジン
２８ ポリゴンＴＡＧ
３１ キャッシュコントローラ
３２ マテリアルＴＡＧ
３３ ライトＴＡＧ
３４ ポリゴンキャッシュ
３５ 初期パラメータ計算機
３６ Ｚコンパレータアレー
３７ 頂点パラメータバッファ
３８ 補間器
４１ 濃度計算機
４２ マテリアルキャッシュ
４３ ウインドウレジスタ
４４ アドレス発生器
４５ マテリアルキャッシュ
４６ ＴＬＭＭＩ計算機
４７ カラーコンパレータ
４８ カラーパレット
５１ 輝度処理器
５１ａ ライトキャッシュ
５１ｂ マテリアルキャッシュ
５１ｃ ウインドウレジスタ
５２ モジュレート処理器
５２ａ マテリアルキャッシュ
５２ｂ ウインドウレジスタ
５３ ブレンド処理器
５３ａ マテリアルキャッシュ
５４ カラーバッファ
５５ プロット処理器
５６ ビットマップ処理器
５７ ディスプレイ制御器
１００ 残像回路
１０１、１１１ ブレンド回路
１０２、１１２ ブレンドレートレジスタ
１０３、１１３ ライトバンクレジスタ
１０４ セレクタ
１０５ バッファセレクトレジスタ
１０６ 減算器
１０７ コンパレータセレクタ
１０８、１２８ セレクタ
１１４ リードバンクレジスタ
１１５ エリアＮｏレジスタ
１１６ フレームバッファＩＦ
１１７ バッファ
１１８ 減算器
１１９ 比較器
１２２ セレクタ
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンピュータグラフィックス用の画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータグラフィックスの分野において、画面中でさまざまな表現が行われるが、これら表現のひとつとして、移動物体の背後に過去の映像の一部を残す残像効果を用いることがある。従来、残像処理はソフトウエアで行われていた。残像処理は、表示される移動物体の透明度を、その移動に伴い徐々に変えることにより行われる。したがって、（物体のポリゴン数）×（残像の個数）の数のポリゴンが残像を表現するために必要とされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の信号処理装置において、残像部分も普通の物体と同様に計算し、レンダリングしなければならなかったので処理の効率が悪かった。また、多くのポリゴンを使用するときには処理量が多くなり、処理に時間がかかった。
【０００４】
さらに、すべてのポリゴンに対して、同一の残像効果を生じるように意図するほか、所望の残像効果が、ポリゴンごとに設定できることや、所望のポリゴンを強調して表示することが好ましい場合がある。この種の強調して表示すべきポリゴンとして、衝突判定が直接ゲームの進行に関連するようなポリゴン、たとえば、格闘ゲームのキャラクタが殴り掛かった際の拳部分、ドライブゲームで他の車両が自分の車両に接触する部分、シューティングゲームのエネミー（敵）の武器の部分等が該当する。このようなポリゴンは元の輝度で鮮明に表示することで、ゲームの状況判断が容易になるからである。もし表示が不明瞭であれば、遊戯者に不利益があった場合、例えば、敵キャラクタに殴られた場合、他の車両によりぶつけられた場合、攻撃された場合等において遊戯者が非常に不愉快になる。このようなことを避ける意味からも、所定の場合、一部あるいは全部のポリゴンについて強調して表示することが望ましい。
【０００５】
この発明は係る問題点を解決するためになされたもので、ハードウエアに残像機能を持たせることにより、処理の効率を上げるとともに、処理の高速化を実現した画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、所望の残像効果などを、所望のポリゴンに得られる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
この発明に係る画像処理装置は、生成された画像データを第１の画像メモリ領域及び第２の画像メモリ領域に書き込む制御部を備える画像処理装置において、前記第１の画像メモリ領域から画像データを読み出し、読み出した画像データを減衰させて、新たに生成された画像データとともに前記第２の画像メモリ領域に書き込むことにより残像効果を生じさせるブレンド回路と、画像メモリのブレンドレートと、外部から入力されるカレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を選択するコンパレータセレクタとを備え、前記第１の画像メモリ領域及び前記第２の画像メモリ領域は、それぞれピクセルごとにブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを蓄える残像バッファを有し、前記ブレンド回路は、前記残像バッファから前記ブレンドレート及び前記スロープを読み出して処理を行い、ピクセルごとに残像効果を調整可能としたことを特徴とする。
【０００８】
また本発明においては、生成された第１の画像データを第１の画像メモリ領域又は第２の画像領域メモリに書き込む制御部を備える画像処理装置において、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域から前記第１の画像データを読み出し、読み出した前記第１の画像データを減衰させ、新たに生成された第２の画像データとブレンドして第３の画像データとして出力するブレンド回路と、前記第２の画像データ及び前記第３の画像データの一方を選択して、選択した前記第２の画像データ又は前記第３の画像データを、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域に書き込むセレクタとを備え、前記セレクタが、前記第２の画像データ中に含まれるフラグに基づいて、ピクセル単位で制御されることを特徴とする。
【０００９】
さらに本発明においては、画像処理装置において、画素単位で画像データ、ブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを格納するフレームバッファと、前段回路から画素単位で画像データ、ブレンドレート及びスロープを受けて前記フレームバッファにデータを書き込む一方、前記フレームバッファからデータを読み出すフレームバッファインタフェースと、前記フレームバッファのブレンドレートに基づき前段回路からの画素データと前記フレームバッファインタフェースからの画素データを混合して前段回路に返すブレンド回路と、ブレンドレートからスロープに対応する値を減算する減算回路と、前記フレームバッファのブレンドレートと前記減算回路からのブレンドレートとを比較する比較回路と、前記比較回路の出力に基づき前記フレームバッファのブレンドレート及びスロープと前段回路からのブレンドレート及びスロープのいずれかを選択して前段回路に出力する選択回路とを備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明においては、ポリゴン単位に残像効果を適用するための画像処理方法であって、前回の画像データの何％のデータを残像として表示するかを示すブレンドレート、ブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープ、および、残像として残す画像データを前回のデータとするか前々回のデータとするかを決める残像の間隔を設定する第１のステップと、画像に含まれるポリゴンをソーティングする第２のステップと、設定されたブレンドレートに基づきカレントピクセルカラーとバッファのピクセルカラーをブレンドしてフレームバッファに書き込む第３のステップと、現在設定されている前記ブレンドレートから前記スロープを引いたものと、カレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を新たなブレンドレートとして設定する一方、カレントピクセルのブレンドレートが大きいときには、当該カレントピクセルのスロープを新たなスロープとして設定する第４のステップと、領域内の全てのピクセルについて処理したかどうか判定し、全てのピクセルについて処理が完了していないときは前記第３ステップ以降の処理を繰り返す第５のステップと、全ての領域を処理したかどうか判定し、全ての領域について処理が完了していないときは前記前記第３ステップ以降の処理を繰り返す第６のステップとを備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明においては、画像処理方法において、生成された画像データを第１の画像メモリ領域及び第２の画像メモリ領域に書き込む第１のステップと、前記第１の画像メモリ領域から画像データを読み出し、読み出した画像データを減衰させて、新たに生成された画像データとともに前記第２の画像メモリ領域に書き込むことにより残像効果を生じさせる第２のステップと、画像メモリのブレンドレートと、外部から入力されるカレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を選択する第３のステップとを備え、前記第２のステップでは、前記第１の画像メモリ領域及び前記第２の画像メモリ領域にそれぞれ設けられた、ピクセルごとにブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを蓄える残像バッファから前記ブレンドレート及びスロープを読み出して処理を行い、ピクセルごとに残像効果を調整可能としたことを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明においては、画像処理方法において、生成された第１の画像データを第１の画像メモリ領域又は第２の画像領域メモリに書き込む第１のステップと、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域から前記第１の画像データを読み出し、読み出した前記第１の画像データを減衰させ、新たに生成された第２の画像データとブレンドして第３の画像データとして出力する第２のステップと、前記第２の画像データ及び前記第３の画像データの一方を選択して、選択した前記第２の画像データ又は前記第３の画像データを、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域に書き込む第３のステップとを備え、前記第３のステップでは、前記第２の画像データ中に含まれるフラグに基づいて、ピクセル単位で前記第２の画像データ及び前記第３の画像データの一方を選択することを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明においては、画像処理方法において、外部から画素単位で画像データ、ブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを受けてフレームバッファにデータを書き込む第１のステップと、前記フレームバッファのブレンドレートに基づき外部からの画素データとフレームバッファから読み出した画素データを混合して外部に返す一方、ブレンドレートからスロープに対応する値を減算し、前記フレームバッファのブレンドレートと当該減算により得られたブレンドレートとを比較し、比較結果に基づき前記フレームバッファのブレンドレート及びスロープと外部からのブレンドレート及びスロープのいずれかを選択して外部に出力する第２のステップとを備えることを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の装置及び方法について説明する。
【００３９】
図１はこの発明の実施の形態１に係る画像処理装置の概略機能ブロック図である。この図において、１はＣＰＵ(central processing unit)であり、仮想空間中の物体に対して操作を行ったり、その情報を得たり、各種制御を行う。２はジオメトリプロセッサ（geometry processor）であり、３次元コンピュータグラフィックにおけるポリゴンの座標変換、クリッピング、透視変換などの幾何変換（ベクトル演算）や輝度計算を高速に行う。２ａはポリゴン／マテリアル／ライトバッファメモリ（polygon／material／light buffer RAM）であり、ジオメトリプロセッサ２が処理を行う際に、１フレーム分の有効なポリゴンデータ、マテリアルデータ、ライトデータを保存するバッファである。ポリゴンとは、仮想空間中の立体を構成する多面体のことである。このバッファメモリ２ａに格納されるデータの内訳を示すと次のようになる。
【００４０】
ポリゴンのリンク情報、座標情報、その他の属性情報
LINK X, LINK Y, X, Y, iz, Tx, Ty, Nx, Ny, Sign Nz, Alpha, Light ID, Material ID・・・などである。
【００４１】
マテリアルの情報
Depth enable, Depth function, Depth density, Texture enable, Fog enable, translucency enable, texture type, texture function, offset x,y, size x,y, repeat x,y, mirror x,y, color id, Shininess, Material specula, Material emission, Polygon color, Texture mode, blend modeなどである。
【００４２】
ライトの情報
Light Position, Light Direction, Light Type, Attenuation, Cutoff, Spotexp,Light Color, Light Ambientなどである。
【００４３】
３は陰面消去処理を行うフィルプロセッサ（fill processor）である。フィルプロセッサ３は、領域中でポリゴンの塗りつぶしを行い、各ピクセル毎に最も手前にくるポリゴンの各情報を求める。
【００４４】
４はテクスチャプロセッサ（texture processor）である。テクスチャプロセッサ４は、領域内の各ピクセルにテクスチャを貼り付ける。テクスチャマッピングとは、形状が定義された物体の表面に、形状とは別に定義された模様（テクスチャ）を貼り付け（マッピング）て画像を作成する処理である。４ａはテクスチャメモリ（texture RAM）であり、テクスチャプロセッサ４で処理を行うためのテクスチャマップが保存されている。
【００４５】
５はシェーディングプロセッサ（shading processor）である。シェーディングとは、ポリゴンで構成される物体の影のような表現を、ポリゴンの法線ベクトル、光源の位置や色、視点の位置、視線の方向等を考慮して行う手法である。シェーディングプロセッサ５は、領域内の各ピクセルの輝度を求める。５ａは１画面の画像データが記憶されるフレームバッファ（frame buffer）である。フレームバッファ５ａから順次データが読み出され、デジタルデータからアナログ信号に変換された後に、図示しないＣＲＴ、液晶表示装置、プラズマディスプレイ装置等のディスプレイに供給される。
【００４６】
６は、ＣＰＵ１のプログラムやグラフィックプロセッサへのコマンド（ポリゴンのデータベース、ディスプレイリストなど）を保存するプログラムワーク／ポリゴンバッファメモリ（program work／polygon buffer RAM）である。このバッファメモリ６はＣＰＵ１のワークメモリでもある。
【００４７】
フィルプロセッサ３、テクスチャプロセッサ４、シェーディングプロセッサ５は、いわゆるレンダリングを行う。実際には、ジオメタリが仮想空間座標中にオブジェクトを配置しスクリーン上に透視変換を行う。レンダリングはそのスクリーン座標上に定義されたデータをもとに絵を作成する。レンダリングでは、各領域は画面左上から順に処理される。レンダリングの処理は領域の個数分繰り返される。
【００４８】
次にこの発明の実施の形態１に係る画像処理装置の詳細について、図２乃至図５の機能ブロック図に基づき説明する。
【００４９】
図２はジオメトリプロセッサ２の機能ブロック図である。この図において、２１はデータディスパッチャー（data dispatcher）であり、バッファメモリ６からコマンドを読み出すとともに解析し、この解析結果に基づきベクタエンジン２２、クリッピングエンジン２４をコントロールし、処理されたデータをソートエンジン２７へ出力する。
【００５０】
２２はベクタエンジン（vector engine）であり、ベクトル演算を行う。扱うベクトルはベクタレジスタ２３に保存される。
【００５１】
２３はベクタレジスタ（vector register）であり、ベクタエンジン２２で演算を行うベクトルデータを保存する。
【００５２】
２４はクリッピングエンジン（clipping engine）であり、クリッピングを行う。
【００５３】
２５はＹソートインデックス（Y-sort INDEX）であり、ソートエンジン２７でＹソーティングを行うときに使うＹ指標を保存する。
【００５４】
２６はＸソートインデックス（X-sort INDEX）であり、ソートエンジン２７でＸソーティングを行うときに使うＸ指標を保存する。
【００５５】
２７はソートエンジン（sort engine）であり、Ｘソーティング及びＹソーティングを行うことにより、注目しているフラグメントに入るポリゴンをバッファ６から検索する。検索されたポリゴンはバッファメモリ２ａに格納されるとともに、フィルプロセッサ３に送られレンダリングがなされる。また、ソートエンジン２７はポリゴンＴＡＧ２８及びポリゴンキャッシュ３４の制御も行う。
【００５６】
２８はポリゴンＴＡＧ（polygon TAG）であり、ポリゴンキャッシュ３４のＴＡＧを保存するバッファである。
【００５７】
図３はフィルプロセッサ３の機能ブロック図である。この図において、３１はキャッシュコントローラ（cache controller）であり、後述のマテリアルキャッシュ４２、４５、５１ｂ、５２ａ、５３ａ及びライトキャッシュ５１ａを制御する。
【００５８】
３２はマテリアルＴＡＧ（material TAG）であり、後述のマテリアルキャッシュ４２、４５、５１ｂ、５２ａ、５３ａ及びライトキャッシュ５１ａのＴＡＧを保存する。
【００５９】
３３はライトＴＡＧ（light TAG）であり、後述のライトキャッシュ５１ａのＴＡＧを保存するバッファである。
【００６０】
３４はポリゴンキャッシュ（polygon cache）であり、ポリゴンデータのキャッシュメモリである。
【００６１】
３５は初期パラメータ計算機（initial parameter calculator）であり、ＤＤＡの初期値を求める。
【００６２】
３６はＺコンパレータアレー（Z comparator array）であり、陰面消去処理のためにポリゴン間でＺ比較を行うとともに、ポリゴンＩＤ及び内分比ｔ０、ｔ１、ｔ２を埋め込む。Ｚコンパレータアレー３６は８×８＝６４個のＺ比較器から構成される。これらがパラレルに動作するので、同時に６４個のピクセルについて処理が可能である。１つのＺ比較器にはポリゴンに関するデータが保存される。例えば、polygon ID, iz, t0, t1, t2, window, stencil, shadowなどである。
【００６３】
３７は頂点パラメータバッファ（vertex parameter buffer）であり、ポリゴンの頂点でのパラメータを保存するバッファである。Ｚコンパレータアレー３６に対応して６４ポリゴン分の大きさをもつ。
【００６４】
３８は補間器（interpolator）であり、Ｚコンパレータアレー３６の計算結果ｔ０、ｔ１、ｔ２及びｉｚと頂点パラメータバッファ３７の内容により、ピクセルのパラメータを補間して算出する。
【００６５】
図４はテクスチャプロセッサ４の機能ブロック図である。この図において、４１は濃度計算機（density calculator）であり、フォグまたはデプスキューイングのためのブレンド比を算出する。
【００６６】
４２はマテリアルキャッシュ（material cache）であり、深さ情報に関するデータが保存される。
【００６７】
４３はウインドウレジスタ（window register）であり、ウインドウに関する情報を保存するバッファである。
【００６８】
４４はアドレス発生器（address generator）であり、テクスチャ座標Ｔｘ，Ｔｙ及びＬＯＤよりテクスチャマップ上でのアドレスを算出する。
【００６９】
４５はマテリアルキャッシュ（material cache）であり、材質に関するデータが保存される。例えば、
translucency enable, texture type, offset x,y, size x,y, repeat x,y, mirror x,y, color idなどである。
【００７０】
４６は３次元補間であるトライリニアミップマップ補間を行うＴＬＭＭＩ計算機（TLMMI calculator, TLMMI:Tri Linear MIP Map Interpolation）である。ミップマップとは、テクスチャマッピングを行うときのアンチエイリアシング、すなわちテクスチャのジャギ（ぎざぎざ）をなくすための技法である。これは次のような原理によるものである。本来、１画素に投影される物体面の色（輝度）は、対応するマッピング領域の色の平均値としなければならない。そうしないとジャギが目立ってしまい、テクスチャの質が極端に落ちる。一方、いちいち平均を求める処理を行うと計算負荷が過大となり、処理に時間がかかったり、高速プロセッサが必要になったりする。ミップマップはこれを解決するためのものである。ミップマップでは、１画素に対応するマッピング領域の色（輝度）の集計を簡素化するために、あらかじめ２の倍数幅のマッピングデータを複数用意する。１画素に対応したすべてのマッピング領域の大きさは、これら２の倍数倍のいずれか２つのデータの間に存在することになる。これら２つのデータを比較することにより対応するマッピング領域の色を求める。例えば、１倍の画面Ａと１／２倍の画面Ｂとがあったとき、１／１．５倍の画面Ｃの各画素と対応する画面Ａ及びＢの画素をそれぞれ求める。このとき、画面Ｃの当該画素の色は、画面Ａの画素と画面Ｂの画素の中間の色になる。
【００７１】
４７はカラーコンバータ（color converter）であり、４ｂｉｔテクセル時にカラー変換を行う。
【００７２】
４８はカラーパレット（color pallet）であり、４ｂｉｔテクセル時のカラー情報が保存される。カラーパレット４８は、グラフィックを書くときに使う色を格納する。カラーパレット４８の内容に対応して１つの画素に使える色が決まる。
【００７３】
図５はシェーディングプロセッサ５の機能ブロック図である。この図において、５１は輝度処理器（intensity processor）であり、テクスチャマッピングされた後のポリゴンに対して輝度計算を行う。
【００７４】
５１ａはライトキャッシュ（light cache）であり、ライト情報を格納する。
【００７５】
５１ｂはマテリアルキャッシュ（material cache）であり、材質に関する情報を格納する。Shinnies, Material specula, material emissionなどである。
【００７６】
５１ｃはウインドウレジスタ（window register）であり、ウインドウに関する情報を保存する。Screen center, Focus, Scene ambientなどである。
【００７７】
５２はモジュレート処理器（modulate processor）であり、ポリゴンカラーとテクスチャカラーの関連づけ、輝度変調、フォグ処理を行う。
【００７８】
５２ａはマテリアルキャッシュ（material cache）であり、材質に関する情報を格納する。例えば、Polygon color, Texture modeなどである。
【００７９】
５２ｂはウインドウレジスタ（window register）であり、ウインドウに関する情報を保存するバッファである。Fog colorなどである。
【００８０】
５３はブレンド処理器（blend processor）であり、カラーバッファ５４上のデータとブレンドを行い、カラーバッファ５４に書き込む。ブレンド処理器５３は、プレンドレートレジスタの値に基づき、カレントピクセルカラーとフレームバッファのピクセルカラーとをブレンドし、ライトバンクレジスタで示されるバンクのフレームバッファに書き込む。
【００８１】
５３ａはマテリアルキャッシュ（material cache）であり、材質に関する情報を格納する。blend modeなどである。
【００８２】
５４はカラーバッファ（color buffer）であり、フラグメントのサイズと同じ８×８の大きさのカラーバッファである。ダブルバンク構造になっている。
【００８３】
５５はプロット処理器（plot processor）であり、カラーバッファ５４上のデータをフレームバッファ５ａに書き込む。
【００８４】
５６はビットマップ処理器（bitmap processor）であり、ビットマップ処理を行う。
【００８５】
５７はディスプレイ制御器（display controller）であり、フレームバッファ５ａのデータを読み出して、ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter：デジタル−アナログ変換器）に供給し、図示しないディスプレイに表示する。
【００８６】
次に、図１乃至図５の画像処理装置のうちで残像処理を行う部分についての詳細な機能ブロックを、図６に示す。この図は、画面全体に対して残像効果を使用する場合の残像回路の機能ブロック図である。ブレンド回路１０１は、残像回路１００の外部からカレントピクセルカラーを受け、外部のフレームバッファ５ａ−１，５ａ−２にブレンドピクセルカラーを出力する。ブレンド回路１０１は、ブレンドレートレジスタ１０２、ライトバンクレジスタ１０３、及びセレクタ１０４と接続されている。なお、ライトバンクレジスタ１０３はセレクタ１０４にも接続されている。ブレンドレートレジスタ１０２はブレンドレートをブレンド回路１０１に供給する。セレクタ１０４はフレームバッファ５ａ−１（バンク０）からのフレームバッファ０ピクセルカラー（のリードアドレス）及びフレームバッファ５ａ−２（バンク１）からのフレームバッファ１ピクセルカラー（のリードアドレス）のいずれかを選択してブレンド回路１０１に供給する。セレクタ１０４は、バッファセレクトレジスタ１０５からのセレクト信号に基づき、上記選択動作を行う。
【００８７】
図６において、ブレンド回路１０１は、ブレンドレートレジスタ１０２の割合に基づきカレントピクセルカラーとフレームバッファ５ａのピクセルカラーをブレンドし、ライトバンクレジスタ１０３で示されるバンクのフレームバッファに書き込む。具体的な処理は後述する。
【００８８】
バッファのピクセルカラーはバッファセレクトレジスタ１０５の値により、２つのバンク０、１から１つが選択される。バッファセレクトレジスタ１０５は「１フレーム前」あるいは「２フレーム前」のどちらかを示す値を持つ。セレクタ１０４は「１フレーム前」のときは、書き込んでいるバンクとは別のバンク、「２フレーム前」のときは同じバンクをセレクトする。なお、実際はフレームバッファは１つのメモリなので、ピクセルカラーは１つのバスからしか出力されない。実際はリードアドレスを選択することにより、読み出す場所が選択される。
【００８９】
図７は、画面全体に残像効果を使用する残像回路１００の処理を示すフローチャートである。
【００９０】
ステップＳ１：ブレンドレートレジスタ１０２、バッファセレクトレジスタ１０５をセットし、残像の濃さ、残像の間隔を設定する。残像の濃さとは、前回の画像データの何％のデータを残像として表示するかのパラメータであり、例えば２０％、３０％の値が選択される。残像の間隔とは、残像として残す画像データを、前回のデータとするか、前々回のデータとするかを決めるパラメータである。
【００９１】
ステップＳ２：ライトバンクレジスタ１０３をセットし、書き込みを行うフレームバッファ５ａのバンク０、１を設定する。
【００９２】
ステップＳ３：全てのポリゴンをジオメトリ処理、ソーティングする。
【００９３】
ステップＳ４：領域のレンダリング、テクスチャ、シェーディング処理を行う。
【００９４】
ステップＳ５：バッファセレクトレジスタ１０５、ライトバンクレジスタ１０３の値により、フレームバッファ５ａの２つのバンク０、１から１つを選択し、バッファのピクセルカラーを読み込む。
【００９５】
ステップＳ６：ブレンドレートレジスタの割合で、カレントピクセルカラーとバッファのピクセルカラーをブレンドしフレームバッファに書き込む。
【００９６】
ブレンド処理は次式に従って行われる。
【００９７】
（ブレンドピクセルカラー）＝
（カレントピクセルカラー）×（１−（ブレンドレート））
＋（バッファのピクセルカラー）×（ブレンドレート）
ステップＳ７：領域内の全てのピクセルについて処理したかどうか判定する。全てのピクセルについて処理が完了していないとき（Ｎｏ）はステップＳ５に戻る。全てのピクセルについて処理が完了しているとき（Ｙｅｓ）はステップＳ８に進む。
【００９８】
ステップＳ８：全ての領域を処理したかどうか判定する。全ての領域について処理が完了していないとき（Ｎｏ）はステップＳ４に戻る。全ての領域を処理したとき（Ｙｅｓ）は次のフレームについて処理を移し、ステップＳ２に戻る。
【００９９】
図６の残像回路による残像効果は画面全体に及ぶ。ブレンドレートレジスタが２０％の割合を示す値で、バッファセレクトレジスタが「１つ前のフレーム」を表す値を持っているとする。画面がスクロールしたり物体が移動したりすると図１５のような残像効果が得られる。
【０１００】
発明の実施の形態２．
この実施の形態２の残像回路を、図８に示す。この図は、ポリゴン単位に残像効果を使用する場合の残像回路の機能ブロック図である。
【０１０１】
図６の残像回路と比較したときの、図８の残像回路の異なる点は、ピクセル単位にブレンドレートとスロープを持つ点である。スロープはブレンドレートを減衰させるためのパラメータである。ブレンド回路１０１には、外部から入力されるカレントピクセルカラーのほかに、残像バッファ５ａ−３，５ａ−４からセレクタ１０４を介して、そのピクセルのブレンドレートとブレンドレートのフレーム単位の差分を表すスロープが入力される。残像バッファ５ａ−３，５ａ−４は、フレームバッファ５ａ−１，５ａ−２のカラー情報に対応して、ブレンドレート、スロープを蓄える。
【０１０２】
図８のＳＵＢブロック１０６は、残像バッファ５ａ−３，５ａ−４内のブレンドレートからスロープを減算し、次のフレームで使用するブレンドレートを求める回路である。コンパレータセレクタ１０７はＳＵＢブロック１０６で計算されたフレームバッファのブレンドレートと、外部から入力されるカレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を選択する回路である。コンパレータセレクタ１０７は、ブレンドレートと同時にスロープも選択する。コンパレータセレクタ１０７により、ブレンドレートを再設定することができる。セレクタ１０４は、フレームバッファ５ａ−１，５ａ−ｂのピクセルカラーの他に残像バッファ５ａ−３，５ａ−４のブレンドレート、スロープも同時に選択できるように構成される。ブレンド回路１０１は、残像バッファ５ａ−３，５ａ−４に蓄えられ、セレクタ１０４で選択されたブレンドレートを使用する。なお、実際はフレームバッファは１つのメモリなので、ピクセルカラーは１つのバスからしか出力されない。実際はリードアドレスを選択することにより、読み出す場所が選択される。
【０１０３】
図９は、ポリゴン単位に残像効果を使用する残像回路１００の処理を示すフローチャートである。
【０１０４】
ステップＳ１１：バッファセレクトレジスタをセットし、残像の間隔を設定する。
【０１０５】
ステップＳ１２：ライトバンクレジスタをセットし、書き込みを行うフレームバッファのバンクを設定する。
【０１０６】
ステップＳ１３：全てのポリゴンをジオメトリ処理、ソーティングする。
【０１０７】
ステップＳ１４：領域のレンダリング、テクスチャ、シェーディング処理を行う。
【０１０８】
ステップＳ１５：バッファセレクトレジスタ、ライトバンクレジスタの値によりフレームバッファの２つのバンクから１つを選択し、バッファのピクセルカラー、ブレンドレート、スロープを読み込む。
【０１０９】
ステップＳ１６：バッファから読み込んだブレンドレートの割合で、カレントピクセルカラーと、バッファのピクセルカラーをブレンドし、フレームバッファに書き込む。同時に、ブレンドレートからスロープを引いたものと、カレントピクセルのブレンドレートを比較し、大きい方のブレンドレートとスロープを残像バッファに書き込む。
【０１１０】
ステップＳ１７：領域内の全てのピクセルについて処理したかどうか判定する。全てのピクセルについて処理が終了しているとき（Ｙｅｓ）はステップＳ１８に進み、そうでないとき（Ｎｏ）はステップＳ１５に戻る。
【０１１１】
ステップＳ１８：全ての領域を処理したかどうか判定する。全ての領域について処理が終了しているとき（Ｙｅｓ）は、次のフレームについてステップＳ１１以降の処理を繰り返す。そうでないとき（Ｎｏ）はステップＳ１４に戻る。
【０１１２】
図８の残像回路による残像効果はポリゴンごとに及ぶ。ブレンドレートレジスタが２０％及び３０％、スロープが１０のとき、図１６のような残像効果が得られる。
【０１１３】
発明の実施の形態３．
上記発明の実施の形態１の構成を実際に実現するための機能ブロック図を図１０に示す。
【０１１４】
図１０において、カラーバッファＲＡＭ１２１は、シェーディング回路１２０の内部に含まれるＲＡＭで、カラーデータを一時蓄える。例えば、８×８ピクセル分のカラーデータを蓄える。内部は２バンク構成になっており、シェーディング回路１２０で片側のバンクに書き込みを行っているときに、転送回路１１０で、もう片方のバンクをアクセスすることができる。アクセスはリード、ライト同時に行うことができる。データは３２ビットでＲＧＢＡはそれぞれ１０、１０、１０、２ビットである。
【０１１５】
ブレンドレートレジスタ１１２は、フレームバッファＲＡＭ１５０のカラーとカラーバッファＲＡＭ１２１のカラーをブレンドする際のレートを保持する。例えば、値は８ビットのデータで０〜ＦＦｈの値をとる。最上位ビット（ＭＳＢ）が１ならインクリメントし、０から１００ｈとしてＦＩＸ１．８のブレンドレートとされる。
【０１１６】
ブレンド回路１１１は、カラーバッファＲＡＭ１２１のリードデータ（カラーバッファカラー）とフレームバッファＲＡＭ１５０のリードデータ（フレームバッファカラー）をブレンドレートレジスタ１１２の値でブレンドする。ブレンドの式は次のようになる。
【０１１７】
（ブレンドカラー）＝（カラーバッファカラー）×（１−ブレンドレート）
＋（フレームバッファカラー）×（ブレンドレート）
ライトバンクレジスタ１１３は、フレームバッファＲＡＭ１５０をライトする際に参照するレジスタである。カラーバッファＲＡＭ１２１のデータをフレームバッファＲＡＭ１５０に転送する際にライトするバンクを保持する。
【０１１８】
リードバンクレジスタ１１４は、フレームバッファＲＡＭ１５０をリードする際に参照するレジスタである。フレームバッファＲＡＭ１５０のデータをカラーバッファＲＡＭ１２１のデータとブレンドする際のリードするバンクを保持する。リードバンクレジスタ１１４があると、「今回は前フレーム、次回は前々フレームをブレンドする」といった切替操作が可能となり、残像間隔を適宜設定することができる。
【０１１９】
エリアＮｏレジスタ１１５は、カラーバッファＲＡＭ１２１がバンク内のどの部分に対応しているかを保持する。
【０１２０】
フレームバッファＩＦ（インタフェース）１１６は、フレームバッファＲＡＭ１５０にアクセスする際、ＲＡＭＩＦ１４０のタイミングを生成する。
【０１２１】
ＲＡＭＩＦ１４０は、フレームバッファＲＡＭ１５０のアクセスタイミングを生成する。また、フレームバッファのデータの転送を行うその他のブロック１３０との調停も行う。
【０１２２】
フレームバッファＲＡＭ１５０は、フレームバッファとしてカラーデータを蓄えるＲＡＭである。フレームバッファ内には２つ以上のバンクが設定される。
【０１２３】
図１０の構成において、２種類のデータフローがある。１つはブレンド処理を行うフローで、カラーバッファＲＡＭ１２１のリードデータ、フレームバッファＲＡＭ１５０のリードデータを、ブレンド回路１１１によりブレンドし、カラーバッファＲＡＭ１２１に書き戻すフローである。もう１つは、カラーバッファＲＡＭ１２１のリードデータをそのままフレームバッファＲＡＭ１５０に転送するフローである。
【０１２４】
図１１はブレンド回路１１１の内部構成を示すブロック図である。図１１は、ブレンド回路１１１のうち、三原色のひとつである赤色の処理を行う部分１１１−Ｒを示す。
【０１２５】
Ｂ１（Ｂｌｅｎｄ ｒａｔｅ［７：０］）は、ブレンドレートレジスタ１１２から読み出されたブレンドの割合を決める指数である。
【０１２６】
Ｂ２（Ｂｌｅｎｄ ｒａｔｅ［７］）は、ブレンドの割合に応じてセレクタを切り替えるためのものである。
【０１２７】
Ｂ３（Ｂｌｅｎｄ ｒｅｄ［７：０］）は、赤色（Ｒｅｄ）のブレンド出力である。
【０１２８】
Ｃ１（Ｃｏｌｏｒ ｂｕｆ ｒｅｄ［７：０］）は、カラーバッファＲＡＭ１２１からのＲｅｄデータである。
【０１２９】
Ｆ１（Ｆｒａｍｅ ｂｕｆ ｒｅｄ［７：０］）は、フレームバッファＲＡＭ１５０からのＲｅｄデータである。
【０１３０】
加算器１１１１は、ブレンドレートＢ１と「０１ｈ］とを加算する。減算器１１１２は、「１００ｈ」からブレンドレートＢ１を減算し、減算器１１１３は、「０ＦＦｈ」からブレンドレートＢ１を減算する。セレクタ１１１４、１１１５はブレンドレートＢ２に基づき動作する。これらの出力は９ビットである。セレクタ１１１４はブレンドレートＢ１又は加算器１１１１の出力のいずれか一方を選択し、セレクタ１１１５は減算器１１１２又は１１１３の出力のいずれか一方を選択する。乗算器１１１６はフレームバッファデータＦ１とセレクタ１１１４の出力を乗算し、乗算器１１１７はカラーバッファデータＣ１とセレクタ１１１５の出力を乗算する。加算器１１１８は、乗算器１１１６の上位８ビットと乗算器１１１７の上位８ビットを加算し、ブレンド出力Ｂ３を出力する。
【０１３１】
以上の処理を数式で示せば次式のようになる。
【０１３２】
Ｂ１≦７Ｆｈのとき、
Ｂ３＝Ｆ１×Ｂ１＋Ｃ１×（9'h100−Ｃ１）
Ｂ１≧８０ｈのとき、
Ｂ３＝Ｆ１×（Ｂ１＋１）＋Ｃ１×（9'h0FF−Ｃ１）
ブレンド回路１１１は、赤色を処理する回路１１１−Ｒの他に、緑色、青色について処理する同じ回路を備える。また、キャラクタ（Ａｌｐｈａ）について処理する回路を備えてもよい。
【０１３３】
発明の実施の形態４．
発明の実施の形態３の図１０の回路では、カラーバッファＲＡＭ１２１にブレンドデータを書き戻しているが、書き戻さずにそのままフレームバッファＲＡＭ１５０に書き込む構成も考えられる。その場合、回路は図１２のようになる。フレームバッファＲＡＭ１５０は大容量なのでＤＲＡＭ系のメモリを使用する。例えば、ＳＤＲＡＭというデバイスを使用する。フレームバッファＲＡＭ１５０に対する書き込み及び読み出しにおいて転送レートを稼ぐためにバースト転送するが、データを連続してリード、ライトするので内部にバースト長のバッファが必要となる。図１２において、バッファ１１７はこのためのものである。
【０１３４】
これに対し、図１０の回路では、カラーバッファＲＡＭ１２１に書き戻しているので、内部のバッファを特に必要としない。
【０１３５】
発明の実施の形態５．
上記発明の実施の形態３（図１０）及び実施の形態４（図１２）の構成をさらに単純化することも可能である。もっとも単純な構成例を、図１３に示す。この図の機能ブロックは、図１０のブレンドレートレジスタ１１２、リードバンクレジスタ１１４を含まない。
【０１３６】
ブレンドレートレジスタ１１２を含まないので、図１３の装置ではブレンドレートが固定値となり、常に同じ割合でブレンド処理を行う。
【０１３７】
リードバンクレジスタ１１４を含まないので、図１３の装置ではブレンドを行うフレームが固定となる。リードバンクレジスタ１１４があると、「今回は前フレーム、次回は前々フレームをブレンドする」といった切替操作が可能となり、残像間隔を操作できるが、リードバンクレジスタがないと「常に前フレームをブレンドする」しかないので残像間隔を操作できなくなる。
【０１３８】
なお、図１３の装置にブレンドレートレジスタ１１２のみ追加する、あるいはリードバンクレジスタ１１４のみ追加する回路構成も考えられる。
【０１３９】
発明の実施の形態６．
上記発明の実施の形態２の構成を実際に実現するための機能ブロック図を図１４に示す。この図は、ピクセル単位にブレンドレートを変えるための装置の機能ブロック図を示す。
【０１４０】
カラーバッファＲＡＭ１２１、フレームバッファＲＡＭ１５０は、ピクセル単位のカラーデータのほかに、ピクセル単位のブレンドレート及びスロープを蓄える。図１４において、ブレンドレートからスロープ分を減算するＳＵＢ（減算）回路１１８と、フレームバッファＲＡＭ１５０のブレンドレートとカラーバッファＲＡＭ１２１のブレンドレートとを比較するＣＯＭＰ（比較）回路１１９と、フレームバッファＲＡＭ１５０のブレンドレート及びスロープとカラーバッファＲＡＭ１２１のブレンドレート及びスロープのいずれかを選択するＳＥＬ（選択）回路１２２が追加される。
【０１４１】
これら追加された回路により、フレームバッファＲＡＭ１５０に保存されていたブレンドレートの、今回のフレームのブレンドレートを求めるとともに、カラーバッファＲＡＭ１２１のブレンドレートを比較してブレンドレートの大きい方を選択し、カラーバッファＲＡＭ１２１にスロープと共に書き戻す。
【０１４２】
＜残像画像の例＞
１．画面全体の残像効果の例
図１５に画面全体に残像効果を及ぼす処理による残像画面の例を示す。この図の場合、ブレンドレートが２０％で、常に前フレームをブレンドしている。また、ブレンド処理は次式に従う。
【０１４３】
（ブレンドカラー）＝（カラーバッファカラー）×（１−ブレンドレート）
＋（フレームバッファカラー）×（ブレンドレート）
フレーム０において、内部描画Ｐ１−０の領域ａ０にＲＧＢ＝（１００、１００、１００）が描画される。このとき表示画面Ｐ２−０の領域ｂ０には、次式に従い、ＲＧＢ＝（８０、８０、８０）が表示される。なお、フレーム０の前に描かれた図形はないので（フレーム全体において、ＲＧＢ＝（０、０、０））、領域ａ０と領域ｂ０とは一致している。フレームとフレームの時間間隔はリフレッシュ期間（例えば、１／６０秒）に対応する。
【０１４４】
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋０×０．２＝８０
フレーム１において、内部描画Ｐ１−１の領域ａ１（領域ａ０から少し右に移動している）にＲＧＢ＝（１００、１００、１００）が描画される。このとき表示画面Ｐ２−１の領域ｂ１、ｃ１、ｄ１には、次式に従いそれぞれ、ＲＧＢ＝（１６、１６、１６）、ＲＧＢ＝（９６、９６、９６）、ＲＧＢ＝（８０、８０、８０）が表示される。なお、領域ｃ１は領域ａ０とａ１の共通領域であり、領域ｂ１は領域ａ０のそれ以外の部分であり、領域ｄ１は領域ａ１の共通領域以外の部分である。
【０１４５】
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋８０×０．２＝１６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋８０×０．２＝９６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋０×０．２＝８０
フレーム２において、内部描画Ｐ１−２の領域ａ２（領域ａ１から少し右に移動している）にＲＧＢ＝（１００、１００、１００）が描画される。このとき表示画面Ｐ２−２の領域ｂ２、ｃ２、ｄ２，ｅ２には、次式に従いそれぞれ、ＲＧＢ＝（３、３、３）、ＲＧＢ＝（１６、１６、１６）、ＲＧＢ＝（９６、９６、９６）、ＲＧＢ＝（８０、８０、８０）が表示される。なお、領域ｅ２は、領域ｂ２、ｃ２、ｄ２以外の部分（領域ａ１と領域ａ２の共通部分以外の領域ａ２の部分）である。
【０１４６】
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋１６×０．２＝３．２＝３
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋８０×０．２＝１６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋８０×０．２＝９６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋０×０．２＝８０
フレーム３において、内部描画Ｐ１−３の領域ａ３（領域ａ２からさらに少し右に移動している）にＲＧＢ＝（１００、１００、１００）が描画される。このとき表示画面Ｐ２−３の領域ｃ３、ｄ３，ｅ３、ｆ３には、次式に従いそれぞれ、ＲＧＢ＝（３、３、３）、ＲＧＢ＝（１６、１６、１６）、ＲＧＢ＝（９６、９６、９６）、ＲＧＢ＝（８０、８０、８０）が表示される。なお、領域ｆ３は、領域ｃ３、ｄ３，ｅ３以外の部分（領域ａ２と領域ａ３の共通部分以外の領域ａ３の部分）である。また、領域ｂ２は残像処理の結果レベルが０となるので、Ｐ２−３には現れない。
【０１４７】
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋１６×０．２＝３．２＝３
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋８０×０．２＝１６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋８０×０．２＝９６
（ブレンドカラー）＝１００×（１−０．２）＋０×０．２＝８０
このように、この発明の実施の形態による残像処理によれば、移動する物体がその背後に跡を引くような表現が可能になる。
【０１４８】
２．ポリゴン単位の残像効果の例
図１６にポリゴン単位に残像効果があり、常に前フレームをブレンドする処理による残像画面の例を示す。この図では２つのポリゴンｇ，ｈが描かれている。ポリゴンｇは左から右に、ポリゴンｈは逆に右から左に移動し、その途中でポリゴンｇ，ｈの一部が重なる。この図の場合、ポリゴンｇの内部描画のレベル、ブレンドレート、及びスロープは、それぞれ、ＲＧＢ＝（１００、１００、１００）、３０％、１０である。また、ポリゴンｈの内部描画のレベル、ブレンドレート、及びスロープは、それぞれ、ＲＧＢ＝（５０、５０、５０）、２０％、１０である。なお、図１６において、残像バッファを示す画面内の数値は、それぞれブレンドレートを意味する。
【０１４９】
ブレンドカラーの計算は、図１５の場合と同様であるが、図１６の場合はスロープ値が設定され、これに従いブレンドレートが減少していく点が異なる。また、図１６のＰ４−０からＰ４−３にかけて、ポリゴンｇ，ｈは背景とブレンドされないが、ポリゴンの残像とはブレンドされるので、その内部描画のとおりに表示されない。
【０１５０】
（ブレンドピクセルカラー）＝
（カレントピクセルカラー）×（１−（ブレンドレート））
＋（バッファのピクセルカラー）×（ブレンドレート）
に基づき計算される。
【０１５１】
・Ｐ４−１において、
（領域ｉ１）＝１００×０．３＝３０
（領域ｊ１）＝５０×０．２＝１０
・Ｐ４−２において、
（領域ｉ２）＝３０×０．２＝６
（領域ｊ２）＝１０×０．１＝１
（領域ｋ２）＝１００×０．３＝３０
（領域Ｌ２）＝５０×０．２＝１０
（内部描画ｈ１の残像と内部描画ｇ２の重複領域）
＝１００×０．８＋５０×０．２＝９０
（内部描画ｈ２と内部描画ｇ１の残像の重複領域）
＝５０×０．７＋１００×０．３＝６５
・Ｐ４−３において、
（領域ｉ３）＝６×０．１＝０．６＝０
（領域ｊ３）＝１×０．１＝０．１＝０
（領域ｋ３）＝３０×０．２＝６
（領域Ｌ３）＝１０×０．１＝１
（領域ｍ３）＝１００×０．３＝３０
（領域ｎ３）＝５０×０．２＝１０
（内部描画ｈ２の残像と内部描画ｇ３の重複領域）
＝１００×０．７＋９０×０．３＝９７
（内部描画ｈ３と内部描画ｇ２の残像の重複領域）
＝５０×０．８＋６５×０．２＝５３
なお、ポリゴンｇ，ｈと背景をブレンドせず、その内部描画のとおりに表示する方法も適用可能である。
【０１５２】
この発明の実施の形態によれば、画面全体に残像効果を出す装置では、簡単な回路の追加で、従来ソフト的に処理しなければならなかった残像効果を実現できる。残像効果をソフト的に処理すると、残像を通常の物体と同様に処理しなければならず、かなりのポリゴン数が必要となっていた。その点、この回路では残像を前のフレームの絵をブレンドすることで処理するので、残像に対するポリゴン数の増加は全くない。ただし、画面全体にブレンドを行うので、物体の色が、背景色とブレンドされ、本来の色がでないという欠点をもつ。
【０１５３】
また、この発明の実施の形態によれば、ポリゴン単位に残像効果を出す装置では、多少バッファが必要になるものの、背景と物体に独立してブレンドレートを設定できるので、物体の色は本来の色を出すことができる。また、個々の物体にそれぞれ残像のあり、なし、または残像の程度を設定できる。
【０１５４】
発明の実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７にかかる画像処理装置につき説明を加える。この実施の形態にかかる画像処理装置は、図１に示す実施の形態１にかかる画像処理装置と略同様に構成され、残像回路のみが、実施の形態１と異なっている。図１７は、本発明の実施の形態７にかかる残像回路の概略を示すブロックダイヤグラムである。図１７に示す残像回路は、実施の形態１にかかる残像回路（図６参照）に略対応しており、同一の構成部分については、図６の残像回路の構成部分と同一の符号を付している。
【０１５５】
この実施の形態にかかる残像回路１００は、ブレンド回路１０１、ブレンドレートレジスタ１０２、ライトバンクレジスタ１０３、セレクタ１０４およびバッファセレクトレジスタ１０５の他、後述する強調ビットの内容にしたがって作動するセレクタ１０８を備えている。また、この実施の形態においては、たとえば、外部から与えられるカレントピクセルカラーに、強調ビットが付加されている。たとえば、カレントピクセルカラーのデータの最上位ビットを、強調ビットに割り当てることにより実現される。また、上記最上位ビットに強調ビットが割り当てられたカレントピクセルカラーのうち、強調ビットのみがセレクタ１０８に与えられ、強調ビットを除いたデータが、セレクタ１０８の一方の入力側およびブレンド回路１０１に与えられる。またブレンド回路１０１の出力は、セレクタ１０８の他方の入力側に与えられる。
【０１５６】
強調ビットは“１”或いは“０”の何れか一方の値をとることができ、強調ビットの値が“１”であるようなピクセルについては、元の輝度を維持するように残像回路が作動する。たとえば、残像回路（ブレンド処理器５３）による処理に先立って、シェーディングプロセッサ５（図５参照）の何れかの構成部分が、強調すべき（すなわち、もとの輝度にて表示すべき）ポリゴンを構成するピクセルのピクセルカラーのデータについては、強調ビットに“１”を設定し、強調ビットが付加されたピクセルカラーのデータを、カラーバッファ５４（図５参照）に書き込んでおけば良い。
【０１５７】
このように構成された、本実施の形態にかかる残像回路の処理を、図１８のフローチャートを参照して説明する。図１８に示すように、この処理は、図７に示すものと略同様であり、図１８のステップＳ２１ないしＳ２５、ステップ２９およびステップＳ３０は、図７のステップＳ１ないしＳ５、ステップＳ７およびステップＳ８に、それぞれ対応する。
【０１５８】
以下、上記ステップ２１ないしステップ３０の処理につき説明する。
【０１５９】
ステップＳ２１：ブレンドレートレジスタ１０２、バッファセレクトレジスタ１０５をセットし、残像の濃さ、残像の間隔を設定する。この実施の形態においては、残像の濃さとして、２０％或いは３０％の何れかの値が選択される。残像の間隔により、残像として残す画像データを前回のデータとするか、或いは、前々回のデータとするかが決定される。
【０１６０】
ステップＳ２２：ライトバンクレジスタ１０３をセットし、書き込みを行うフレームバッファ５ａのバンク０、１を設定する。
【０１６１】
ステップＳ２３：全てのポリゴンにジオメトリ処理およびソーティングを施す。
【０１６２】
ステップＳ２４：領域のレンダリング、テクスチャ、シェーディング処理を行う。
【０１６３】
ステップＳ２５：バッファセレクトレジスタ１０５、ライトバンクレジスタ１０３の値により、フレームバッファ５ａの２つのバンク０、１から１つを選択し、バッファのピクセルカラーを読み込む。
【０１６４】
ステップＳ２６：ブレンド回路１０１が、ブレンドレートレジスタのデータに基づく割合で、カレントピクセルカラーとバッファのピクセルカラーをブレンドする。
【０１６５】
ブレンド処理は、実施の形態１と同様に、次式に従って行われる。
【０１６６】
（ブレンドピクセルカラー）＝
（カレントピクセルカラー）×（１−（ブレンドレート））
＋（バッファのピクセルカラー）×（ブレンドレート）
ステップＳ２７：前述したように、カレントピクセルカラーの最上位ビットに割り当てられた強調ビットは、セレクタ１０８に与えられている。セレクタ１０８は、強調ビットが“１”であるときには、カレントピクセルカラー、すなわち、ブレンド回路１０１を介さないデータを選択し、その一方、強調ビットが“０”であるときには、ブレンドピクセルカラー、すなわち、ブレンド回路１０１の出力を選択する。
【０１６７】
ステップＳ２８：セレクタ１０８は、選択したデータ（カレントピクセルカラー或いはブレンドピクセルカラー）を、ステップＳ２にて設定されたデータを書き込むべきフレームバッファ（５ａ−１或いは５ａ−２）に書き込む。
【０１６８】
ステップＳ２９： 領域内の全てのピクセルについて処理したかどうか判定する。全てのピクセルについて処理が完了していないとき（Ｎｏ）はステップＳ２５に戻る。全てのピクセルについて処理が完了しているとき（Ｙｅｓ）はステップＳ３０に進む。
【０１６９】
ステップＳ３０：全ての領域を処理したかどうか判定する。全ての領域について処理が完了していないとき（Ｎｏ）はステップＳ２４に戻る。全ての領域を処理したとき（Ｙｅｓ）は次のフレームについて処理を移し、ステップＳ２２に戻る。
【０１７０】
実施の形態１と同様に、この実施の形態にかかる残像回路を含む転送回路を、図１９に示すように構成することができる。図１９においては、カラーバッファＲＡＭ１２１からのカラーバッファリードデータが、セレクタ１２８の一方の入力側に与えられ、ブレンド回路１１１の出力が、セレクタ１２８の他方の入力側に与えられ、さらに、カラーバッファリードデータに付加された強調ビットにより、セレクタ１２８が切り換えられるようになっている。上記ブレンド回路およびセレクタは、図２０に示すように構成することが可能である。
【０１７１】
図２０においては、ブレンド回路１１１−Ｒからの出力Ｂ３或いはColor_buf_redＣ１のうちの８ビット［９：２］のうちの一方が、セレクタ１２８−Rにより選択される。強調ビットが“１”のときには、 Color_buf_red［９：２］が、セレクタ１２８−Rから出力され、強調ビットが“０”のときには、Blend_red［７：０］が、セレクタ１２８−Rから出力される。
【０１７２】
また、実施の形態１に関連する図１２および図１３にそれぞれ対応して、図２１および図２２に示すように、ブレンド回路１１１およびセレクタ１２８を配置しても良い。
【０１７３】
＜残像画像の例＞
図２３に、本実施の形態７にかかる画像処理装置により得られた残像画像の例を示す。図２３に示すフレーム０ないしフレーム３の画像は、それぞれ、図１５に示すフレーム０ないしフレーム３の内部描画に基づき生成されている。すなわち、この例では、ブレンドレートは２０%であり、常に前のフレームの画像がブレンドされ、かつ、ブレンド処理は、次式にしたがっている。また、内部描画の各領域ａ０ないしａ３に含まれるピクセルのデータには、強調ビット“１”が付加されている。
【０１７４】
（ブレンドカラー）＝（カラーバッファカラー）×（１−ブレンドレート）
＋（フレームバッファカラー）×（ブレンドレート）
図１５と比較すれば理解できるように、図２３では、各フレームにおいて、内部描画の領域ａ０ないしａ３にそれぞれ対応する領域ｇ０、ｈ１、ｉ２およびｊ３のデータ値は、ＲＧＢ＝（１００、１００、１００）となる。すなわち、強調ビットにしたがって、内部描画中のデータ値がそのまま維持される。
【０１７５】
その一方、他の領域（たとえば、ｇ１）は、上記式にしたがって、ブレンド処理が実行される。フレーム１中の領域ｇ１のデータ値は、
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋１００×０．２＝２０となる。
【０１７６】
同様に、フレーム２中の領域ｇ２、ｈ２のデータ値は、それぞれ、
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋２０×０．２＝４
（ブレンドカラー）＝０×（１−０．２）＋１００×０．２＝２０となる。
【０１７７】
図１５の表示描画と、図２３の表示描画とを比較すると、もとの領域（内部描画の領域ａ０など）のデータ値が維持されるため、図２３の表示描画のもとの領域は、図１５のものよりも、強調されていることが理解できよう。すなわち、もとの領域の形状がはっきりと維持され、かつ、残像効果も得られている。
【０１７８】
図２４は、強調ビットが“０”である場合、および、強調ビットが“０”である場合の表示例を示す図である。図２４（ａ）は、内部描画の（或いは残像処理を施していない）画像を表わし、ＲＧＢ＝（１００、１００、１００）の値をとる領域ａａ０ないしａａ３が、フレーム０ないしフレーム３にわたって移動している。これに対して、図２４（ｂ）は、上記領域に含まれるカレントピクセルカラーに付加された強調ビットが“０”である場合に、ブレンドレートを５０%として残像処理を施して得られた画像を表わしている。また、図２４（ｃ）は、上記領域に含まれるカレントピクセルカラーに付加された強調ビットが“１”である場合に、ブレンドレートを５０%として残像処理を施して得られた画像を表わしている。
【０１７９】
図２４から理解できるように、この実施の形態によれば、データに強調ビット“１”が付加されたようなピクセルを含む領域を、表示画像において強調することができる。したがって、この実施の形態によれば、所望のポリゴンに、残像効果を付加しつつ、これを強調することが可能となる。
【０１８０】
上記実施の形態においては、ブレンド回路の出力と、カレントピクセルカラーとを受け入れて、これらのうちの何れかを選択するようなセレクタを配置したが、このような構成に限定されるものではない。たとえば、カレントピクセルカラーのデータ値自体をセレクタから出力するのではなく、この値を加工して（たとえば、領域を強調するように、ＲＧＢ値に処理を施して）セレクタから出力するようにしても良い。
【０１８１】
＜ゲームへの適用＞
本発明の実施の形態７の画像処理装置を、例えばゲーム装置に適用した場合について説明する。残像処理そのものは上述のとおりであるので、以下、主にゲームの処理との関係において、強調ビットはどのようなタイミングで書き込まれるか、強調ビットはどのような条件で書き込まれるか、強調ビットはゲーム進行のどのような場面で書き込まれるかについて説明する。
【０１８２】
一例として格闘ゲームを取り上げる。ゲームの進行中において、キャラクターが攻撃を開始したと判定された場合に、当該攻撃に関連するポリゴンを検出して、当該ポリゴンを構成するピクセルカラーのデータに強調ビットを設定する。
【０１８３】
ゲームに適用される画像処理装置は、図２５に示すように強調ビットを付加するかどうかを判定する判定部７を備える。図２５のブロック図は、ゲーム装置に組み込まれた画像処理部分を示し、ゲームを進行させるための処理装置の部分は省略されている。判定部７は、この処理装置からゲームに関する情報（この詳細は後述する）を受け取り、強調ビットを付加するかどうか判定し、付加すべきときは強調ビットをシェーディングプロセッサ５に送る。なお、強調ビットの送付先はこれに限らず、フレームバッファ５ａやテクスチャプロセッサ４でもよい。
【０１８４】
判定部７は、例えば、図２６に示される処理を実行する。ゲームが開始されるとゲームの進行状況に応じて画面の生成及び更新がなされる（Ｓ１００）。画面の生成及び更新は、図示しないゲームの進行を処理するプロセッサからの情報に基づき、図２５の画像処理によりなされる。この情報の一部あるいは全部は判定部７に入力され、判定処理に用いられる。この情報に基づき、判定部７は、ゲーム進行におけるタイミング、条件、及び場面について判定する（Ｓ１０１）。例えば、格闘ゲームであればキャラクタが殴り掛かってきているかどうか、ドライブゲームであれば他の車両が自分の車両に接触しそうになっているかどうか、シューティングゲームであればエネミー（敵）がプレーヤーを攻撃しようとしているかどうか、を判定する。これはゲームの進行状況を考慮した、一種の衝突判定である。次に、この判定結果に基づき、強調すべきポリゴンがあるかどうか判定する（Ｓ１０２）。Ｓ１０１の判定結果が否定的、すなわちキャラクタが殴り掛かってこない場合は「ＮＯ」と判定され、ステップＳ１０４に進む。一方、Ｓ１０１の判定結果が肯定的であるときは、さらに強調すべきポリゴンを検索する。例えば、格闘ゲームにおいてキャラクタが殴り掛かってきているとき、その拳のポリゴンを検索し、ドライブゲームにおいて接触しそうになっている他の車両の部分のポリゴンを検索し、シューティングゲームにおいてプレーヤーを攻撃しようとしているエネミー（敵）の武器のポリゴンを検索する。ポリゴンが検索されたとき、「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ１０３に進む。当該ポリゴンについて、前述した強調ビットが立てられる（Ｓ１０３）。その後、前述の残像処理が行われる（Ｓ１０４）。以上のＳ１００〜Ｓ１０４の処理が、ゲームの終了まで（あるいは強調ビットの処理が必要な画面生成の終了まで）続けられる（Ｓ１０５）。
【０１８５】
なお、上記はあくまで一例であり、他の判定方法の例として次のものがある。
【０１８６】
（強調ビットの書き込みのタイミング）
格闘ゲーム：キャラクタがプレーヤーに対して攻撃をかけたとき
ドライブゲーム：他の車両が自分の車両に接触するとき、及び／又は自分の車両が障害物に接触するとき
シューティングゲーム：エネミー（敵）の武器がプレーヤーに狙いを定めつつあるとき、狙いを定めたとき、射撃したとき、及び／又はボーナスポイントが出現したとき
（強調ビットの書き込みの条件）
格闘ゲーム：攻撃がプレーヤーに対するものであること、及び／又はその攻撃が有効なものであること
ドライブゲーム：他の車両が他のプレーヤーのものであること、及び／又は他の車両と競っていること、障害物の影響が大きいこと
シューティングゲーム：攻撃がプレーヤーに対するものであること、及び／又はその攻撃が有効なものであること、攻撃の効果が大きいこと
（強調ビットの書き込みの場面）
格闘ゲーム：対戦相手が段々レベルアップしていく場合において、最初の相手（初心者にもわかりやすい）又は最後の相手（上級者に対する特殊効果）及び／又はボーナス画面等の特別の画面
ドライブゲーム：周回を重ねるゲームの場合において、周回の最初（初心者にもわかりやすい）又は周回の最後（上級者に対する特殊効果）及び／又はボーナス画面等の特別の画面
シューティングゲーム：複数のステージがある場合において、前のステージ（初心者にもわかりやすい）又は後ろのステージ（上級者に対する特殊効果）、及び／又はボーナス画面等の特別の画面
以上の記載はあくまで一例であって、要するに、ゲーム進行において、ゲーム画面を構成するポリゴンのうち、ゲーム進行において重要で、強調されることによりゲームの状況判断が容易になるようなポリゴンを、所定のタイミング、条件、場面に基づいて選択すればよい。このように強調すべきポリゴンを選択することにより、遊戯者に不愉快な感情を与えることを防止することができる。
【０１８７】
以上のように、この発明の実施の形態７によれば、すべてのポリゴンに対して、同一の残像効果を生じるように意図するほか、強調ビットを用いることにより、所望の残像効果が、ポリゴンごとに設定できる。したがって、所望のポリゴンを強調して表示することができる。例えば、衝突判定が直接ゲームの進行に関連するようなポリゴン、たとえば、格闘ゲームのキャラクタが殴り掛かった際の拳部分、ドライブゲームで他の車両が自分の車両に接触する部分、シューティングゲームのエネミー（敵）の武器の部分等を強調することにより、ポリゴンを元の輝度で鮮明に表示することができて、ゲームの状況判断が容易になる。
【０１８８】
なお、本明細書において、手段、回路等は必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能が、ソフトウェアによって実現される場合も包含する。さらに、一つの手段の機能が、二つ以上の物理的手段により実現されても、若しくは、二つ以上の手段の機能が、一つの物理的手段により実現されてもよい。
【０１８９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、生成された画像データを第１の画像メモリ領域及び第２の画像メモリ領域に書き込む制御部を備える画像処理装置において、前記第１の画像メモリ領域から画像データを読み出すとともに、読み出された画像データを減衰させて、新たに生成された画像データとともに前記第２の画像メモリ領域に書き込むことにより残像効果を生じさせるブレンド回路と、残像の間隔情報を記憶するバッファセレクトレジスタとを備え、前記ブレンド回路は、前記バッファセレクトレジスタのセレクト情報に基づき、画像データを読み出すメモリを選択するので、ハードウェアに残像機能をもたせることにより、処理の効率を上げるとともに、処理の高速化を実現できる。
【０１９０】
また、本発明によれば、所望の残像効果や強調効果を、所望のポリゴンに得られる画像処理装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の概略機能ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のジオメトリプロセッサの機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のジオメトリプロセッサの機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のテクスチャプロセッサの機能ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のシェーディングプロセッサの機能ブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置のうちの残像処理を行う部分の詳細を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の残像処理のフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２に係る画像処理装置のうちの残像処理を行う部分の詳細を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る画像処理装置の残像処理のフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る画像処理装置のブレンド回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態６に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態の、画面全体に残像効果を及ぼす処理の残像画面の例である。
【図１６】この発明の実施の形態の、前フレームをブレンドする処理の残像画面の例である。
【図１７】この発明の実施の形態７にかかる画像処理装置の残像回路の機能ブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態７にかかる画像処理装置の残像処理を示すフローチャートである。
【図１９】この発明の実施の形態７にしたがった残像回路を含む転送回路の構成例を示す図である。
【図２０】この実施の形態７にかかるブレンド回路およびセレクタの構成例を示す図である。
【図２１】この発明の実施の形態７にしたがった残像回路を含む転送回路の他の構成例を示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態７にしたがった残像回路を含む転送回路の他の構成例を示す図である。
【図２３】この実施の形態７にしたがって得られた残像画像の例を示す図である。
【図２４】この実施の形態７にしたがって得られた残像画像の例を示す図である。
【図２５】この発明の実施の形態７に係る画像処理装置をゲーム装置に適用した場合における、画像処理装置部分の概略機能ブロック図である。
【図２６】この発明の実施の形態７に係る画像処理装置をゲーム装置に適用した場合における、判定部及び画像処理装置部分のフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ ジオメトリプロセッサ
２ａ ポリゴン・マテリアル・ライトバッファメモリ
３ フィルプロセッサ
４ テクスチャプロセッサ
４ａ テクスチャメモリ
５ シェーディングプロセッサ
５ａ フレームバッファ
６ プログラム・ワークポリゴンバッファメモリ
７ 判定部
２１ データディスパッチャー
２２ ベクタエンジン
２３ ベクタレジスタ
２４ クリッピングエンジン
２５ Ｙソートインデックス
２６ Ｘソートインデックス
２７ ソートエンジン
２８ ポリゴンＴＡＧ
３１ キャッシュコントローラ
３２ マテリアルＴＡＧ
３３ ライトＴＡＧ
３４ ポリゴンキャッシュ
３５ 初期パラメータ計算機
３６ Ｚコンパレータアレー
３７ 頂点パラメータバッファ
３８ 補間器
４１ 濃度計算機
４２ マテリアルキャッシュ
４３ ウインドウレジスタ
４４ アドレス発生器
４５ マテリアルキャッシュ
４６ ＴＬＭＭＩ計算機
４７ カラーコンパレータ
４８ カラーパレット
５１ 輝度処理器
５１ａ ライトキャッシュ
５１ｂ マテリアルキャッシュ
５１ｃ ウインドウレジスタ
５２ モジュレート処理器
５２ａ マテリアルキャッシュ
５２ｂ ウインドウレジスタ
５３ ブレンド処理器
５３ａ マテリアルキャッシュ
５４ カラーバッファ
５５ プロット処理器
５６ ビットマップ処理器
５７ ディスプレイ制御器
１００ 残像回路
１０１、１１１ ブレンド回路
１０２、１１２ ブレンドレートレジスタ
１０３、１１３ ライトバンクレジスタ
１０４ セレクタ
１０５ バッファセレクトレジスタ
１０６ 減算器
１０７ コンパレータセレクタ
１０８、１２８ セレクタ
１１４ リードバンクレジスタ
１１５ エリアＮｏレジスタ
１１６ フレームバッファＩＦ
１１７ バッファ
１１８ 減算器
１１９ 比較器
１２２ セレクタ
Claims (9)
- 生成された画像データを第１の画像メモリ領域及び第２の画像メモリ領域に書き込む制御部を備える画像処理装置において、
前記第１の画像メモリ領域から画像データを読み出し、読み出した画像データを減衰させて、新たに生成された画像データとともに前記第２の画像メモリ領域に書き込むことにより残像効果を生じさせるブレンド回路と、
画像メモリのブレンドレートと、外部から入力されるカレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を選択するコンパレータセレクタと
を備え、
前記第１の画像メモリ領域及び前記第２の画像メモリ領域は、それぞれピクセルごとにブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを蓄える残像バッファを有し、
前記ブレンド回路は、前記残像バッファから前記ブレンドレート及び前記スロープを読み出して処理を行い、ピクセルごとに残像効果を調整可能とした
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記コンパレータセレクタは、
残像処理ごとに前記ブレンドレートから前記スロープを減算し、この演算結果を前記残像バッファに新たなブレンドレートとして書き込む
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。 - 生成された第１の画像データを第１の画像メモリ領域又は第２の画像領域メモリに書き込む制御部を備える画像処理装置において、
前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域から前記第１の画像データを読み出し、読み出した前記第１の画像データを減衰させ、新たに生成された第２の画像データとブレンドして第３の画像データとして出力するブレンド回路と、
前記第２の画像データ及び前記第３の画像データの一方を選択して、選択した前記第２の画像データ又は前記第３の画像データを、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域に書き込むセレクタと
を備え、
前記セレクタが、前記第２の画像データ中に含まれるフラグに基づいて、ピクセル単位で制御される
ことを特徴とする画像処理装置。 - 画素単位で画像データ、ブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを格納するフレームバッファと、
前段回路から画素単位で画像データ、ブレンドレート及びスロープを受けて前記フレームバッファにデータを書き込む一方、前記フレームバッファからデータを読み出すフレームバッファインタフェースと、
前記フレームバッファのブレンドレートに基づき前段回路からの画素データと前記フレームバッファインタフェースからの画素データを混合して前段回路に返すブレンド回路と、
ブレンドレートからスロープに対応する値を減算する減算回路と、
前記フレームバッファのブレンドレートと前記減算回路からのブレンドレートとを比較する比較回路と、
前記比較回路の出力に基づき前記フレームバッファのブレンドレート及びスロープと前段回路からのブレンドレート及びスロープのいずれかを選択して前段回路に出力する選択回路と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - ポリゴン単位に残像効果を適用するための画像処理方法であって、
前回の画像データの何％のデータを残像として表示するかを示すブレンドレート、ブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープ、および、残像として残す画像データを前回のデータとするか前々回のデータとするかを決める残像の間隔を設定する第１のステップと、
画像に含まれるポリゴンをソーティングする第２のステップと、
設定されたブレンドレートに基づきカレントピクセルカラーとバッファのピクセルカラーをブレンドしてフレームバッファに書き込む第３のステップと、
現在設定されている前記ブレンドレートから前記スロープを引いたものと、カレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を新たなブレンドレートとして設定する一方、カレントピクセルのブレンドレートが大きいときには、当該カレントピクセルのスロープを新たなスロープとして設定する第４のステップと、
領域内の全てのピクセルについて処理したかどうか判定し、全てのピクセルについて処理が完了していないときは前記第３ステップ以降の処理を繰り返す第５のステップと、
全ての領域を処理したかどうか判定し、全ての領域について処理が完了していないときは前記前記第３ステップ以降の処理を繰り返す第６のステップと
を備えることを特徴とする画像処理方法。 - 生成された画像データを第１の画像メモリ領域及び第２の画像メモリ領域に書き込む第１のステップと、
前記第１の画像メモリ領域から画像データを読み出し、読み出した画像データを減衰させて、新たに生成された画像データとともに前記第２の画像メモリ領域に書き込むことにより残像効果を生じさせる第２のステップと、
画像メモリのブレンドレートと、外部から入力されるカレントピクセルのブレンドレートとを比較し、大きい方を選択する第３のステップと
を備え、
前記第２のステップでは、
前記第１の画像メモリ領域及び前記第２の画像メモリ領域にそれぞれ設けられた、ピクセルごとにブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを蓄える残像バッファから前記ブレンドレート及びスロープを読み出して処理を行い、ピクセルごとに残像効果を調整可能とした
ことを特徴とする画像処理方法。 - 前記第２のステップでは、
残像処理ごとに前記ブレンドレートから前記スロープを減算し、この減算結果を前記残像バッファに新たなブレンドレートとして書き込む
ことを特徴とする請求項６記載の画像処理方法。 - 生成された第１の画像データを第１の画像メモリ領域又は第２の画像領域メモリに書き込む第１のステップと、
前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域から前記第１の画像データを読み出し、読み出した前記第１の画像データを減衰させ、新たに生成された第２の画像データとブレンドして第３の画像データとして出力する第２のステップと、
前記第２の画像データ及び前記第３の画像データの一方を選択して、選択した前記第２の画像データ又は前記第３の画像データを、前記第１の画像メモリ領域又は前記第２の画像メモリ領域に書き込む第３のステップと
を備え、
前記第３のステップでは、前記第２の画像データ中に含まれるフラグに基づいて、ピクセル単位で前記第２の画像データ及び前記第３の画像データの一方を選択する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 外部から画素単位で画像データ、ブレンドレート及びブレンドレートを減衰させるためのパラメータであるスロープを受けてフレームバッファにデータを書き込む第１のステップと、
前記フレームバッファのブレンドレートに基づき外部からの画素データと前記フレームバッファから読み出した画素データを混合して外部に返す一方、ブレンドレートからスロープに対応する値を減算し、前記フレームバッファのブレンドレートと当該減算により得られたブレンドレートとを比較し、比較結果に基づき前記フレームバッファのブレンドレート及びスロープと外部からのブレンドレート及びスロープのいずれかを選択して外部に出力する第２のステップと
を備えることを特徴とする画像処理方法。
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