JP4566120B2 - プログラム、情報記憶媒体及び画像生成システム - Google Patents
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Description
ピクセル単位で処理を行うピクセル処理部とを含み、背景オブジェクトに対して所定処理を行う場合には、前記所定処理を実現する第1、第2の処理のうちの処理負荷が軽い第1の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が重い第2の処理を前記ピクセル処理部が行い、移動体オブジェクトに対して前記所定処理を行う場合には、前記所定処理を実現する第3、第4の処理のうちの処理負荷が重い第3の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が軽い第4の処理を前記ピクセル処理部が行う画像生成システムに関係する。また本発明は、上記各部としてコンピュータを機能させるプログラムに関係する。また本発明は、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記各部としてコンピュータを機能させるプログラムを記憶(記録)した情報記憶媒体に関係する。
図1に本実施形態の画像生成システム(ゲームシステム)の機能ブロック図の例を示す。なお本実施形態の画像生成システムは図1の構成要素(各部)の一部を省略した構成としてもよい。
2.1 頂点処理部、ピクセル処理部
図2に頂点処理部122、ピクセル処理部124の構成例を示す。頂点処理部122(頂点シェーダ)は、例えばベクトル演算ユニットなどのハードウェアと頂点処理プログラム(頂点シェーダプログラム)のソフトウェアにより実現できる。またピクセル処理部124(ピクセルシェーダ)も、例えばベクトル演算ユニットなどのハードウェアとピクセル処理プログラム(ピクセルシェーダプログラム)のソフトウェアにより実現できる。なお頂点処理部122、ピクセル処理部124に割り当てられるベクトル演算ユニットは固定的であってもよいし、頂点処理部122、ピクセル処理部124に対する複数のベクトル演算ユニットの割り当てを動的に変化させてもよい。
本実施形態では、所定処理を行う場合に、頂点処理部122、ピクセル処理部124への処理の割り振り(分散)をオブジェクトが属するグループ毎(オブジェクト毎)で変えることで、処理の効率化を図っている。
次に第1、第2の処理や第3、第4の処理により実現される所定処理について説明する。まず所定処理がライトスキャッタリング処理(広義にはフォグ処理)である場合について説明する。
次に、所定処理がテクスチャ座標の演算(導出)処理である場合について説明する。例えばスフィア環境マッピングなどの環境マッピングでは、テクスチャ座標を演算し、演算されたテクスチャ座標を用いてテクスチャをマッピング(サンプリング)することで、オブジェクトに対する周囲の環境の映り込みを表現する。本実施形態の手法はこのようなテクスチャ座標の演算処理に適用できる。
TY=(NYV+1.0)/2 (9)
上式(8)(9)の演算を行うのは、TX、TYの変域は0.0〜1.0であるのに対して、NXV、NYVの変域は−1.0〜1.0であるからである。
上式(10)においてCTEX(TX、TY)は、テクスチャ座標によりテクスチャ記憶部178から読み出される色であり、COLは、背景オブジェクトOBBの元の色(下地の色)である。
次に、所定処理がライティング(光源計算)処理である場合について説明する。現実世界での照光現象をシミュレートするための数学的モデルとして、この種の画像生成システムでは種々の照明モデルが用いられている。例えば光源が平行光である場合の代表的な照明モデルとして、図12(A)及び下式(11)(12)(13)に示すようなランバードの照明モデルがある。
I2=Ka×Ia+Kd×Id×(N2・L) (12)
I3=Ka×Ia+Kd×Id×(N3・L) (13)
ここで、I1、I2、I3は頂点VE1、VE2、VE3での光強度であり、Kaは環境光に対する反射係数であり、Iaは環境光の光強度である。またKdは光源LSからの光に対する拡散反射係数であり、Idは光源LSの光強度である。またN1、N2、N3は頂点VE1、VE2、VE3の法線ベクトルであり、Lは光源LSの光の方向ベクトルである。
本実施形態の手法は以上のような照明モデルを用いたライティング処理に適用できる。なお本実施形態の手法が適用できる照明モデルはこのようなランバード照明モデルに限定されず、鏡面反射光を考慮するフォンの照明モデルや、ブリンの照明モデルや、その他の照明モデルであってもよい。
なおCOLは、背景オブジェクトOBBの元の色(下地の色)である。
次に、所定処理が色の変換処理である場合について説明する。例えばこの種の画像生成システムでは、表示部(モニタ)の非線形特性を補正するために、画像に対してガンマ補正と呼ばれる変換を施すことが望ましい。図15(A)にこのガンマ補正の変換特性の例を示す。このようなガンマ補正等の色変換処理は、ポストフィルタ処理で実現される場合が多いが、本実施形態では、レンダリング処理の際にガンマ補正等の色変換処理を行う手法を採用している。なお本実施形態の手法が適用される色変換処理は、図15(A)のようなガンマ補正には限定されず、図15(B)(C)に示すような種々の変換処理に適用できる。例えば図15(B)はポスタリゼーション、図15(C)はネガポジ反転の変換処理の例である。
なお、COLは変換前の元の色であり、TABLE(COL)は、変換テーブルによる変換により得られる色である。
図18に本実施形態を実現できるハードウェア構成の例を示す。メインプロセッサ900は、DVD982(情報記憶媒体。CDでもよい。)に格納されたプログラム、通信インターフェース990を介してダウンロードされたプログラム、或いはROM950に格納されたプログラムなどに基づき動作し、ゲーム処理、画像処理、音処理などを実行する。コプロセッサ902は、メインプロセッサ900の処理を補助するものであり、マトリクス演算(ベクトル演算)を高速に実行する。例えばオブジェクトを移動させたり動作(モーション)させる物理シミュレーションに、マトリクス演算処理が必要な場合には、メインプロセッサ900上で動作するプログラムが、その処理をコプロセッサ902に指示(依頼)する。
20 テクスチャマッピング部、22 ピクセル加工処理部
100 処理部、110 オブジェクト空間設定部、112 移動・動作処理部、
114 仮想カメラ制御部、120 描画部、122 頂点処理部、
123 ラスタライザ処理、124 ピクセル処理部、130 音生成部、
160 操作部、170 記憶部、172 主記憶部、174 描画バッファ、
176 モデルデータ記憶部、178 テクスチャ記憶部、
180 情報記憶媒体、190 表示部、192 音出力部、
194 携帯型情報記憶装置、196 通信部
Claims (12)
- 画像を生成するためのプログラムであって、
オブジェクト空間へのオブジェクトの設定処理を行うオブジェクト空間設定部と、
頂点単位で処理を行う頂点処理部と、
ピクセル単位で処理を行うピクセル処理部として、
コンピュータを機能させ、
オブジェクトを描画する際の所定の処理であって、前記頂点処理部と前記ピクセル処理部への処理の割り振りを行い、頂点処理部とピクセル処理部の処理負荷に軽重をつけることができる所定処理を、第1のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理を実現する第1、第2の処理のうち、処理負荷が軽い第1の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が重い第2の処理を前記ピクセル処理部が行い、
前記所定処理を第2のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定の処理実現する第3、第4の処理のうち処理負荷の重い第3の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷の軽い第4の処理を前記ピクセル処理部が行うよう構成され、
前記所定処理は、色の変換処理であり、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理である色の変換処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点位置、頂点色のデータを出力する処理を含む前記第1の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセル色を変換テーブル又は変換関数を用いて変換する処理を含む前記第2の処理を行い、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理である色の変換処理を行う場合には、
前記頂点処理部は
頂点色を変換テーブル又は変換関数を用いて変換する処理を含む前記第3の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
変換後の頂点色から求められたピクセル色を出力する処理を含む前記第4の処理を行うことを特徴とするプログラム。 - 画像を生成するためのプログラムであって、
オブジェクト空間へのオブジェクトの設定処理を行うオブジェクト空間設定部と、
頂点単位で処理を行う頂点処理部と、
ピクセル単位で処理を行うピクセル処理部として、
コンピュータを機能させ、
オブジェクトを描画する際の所定の処理であって、前記頂点処理部と前記ピクセル処理部への処理の割り振りを行い、頂点処理部とピクセル処理部の処理負荷に軽重をつけることができる所定処理を、第1のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理を実現する第1、第2の処理のうち、処理負荷が軽い第1の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が重い第2の処理を前記ピクセル処理部が行い、
前記所定処理を第2のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定の処理実現する第3、第4の処理のうち処理負荷の重い第3の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷の軽い第4の処理を前記ピクセル処理部が行うよう構成され、
前記所定処理は、ライティング処理であり、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるライティング処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点の法線ベクトルのデータを出力する処理を含む前記第1の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセルの法線ベクトルと照明モデルに基づいてピクセルの光強度を求め、ピクセルの光強度に基づいてピクセル色を求める処理を含む前記第2の処理を行い、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるライティング処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点の法線ベクトルと照明モデルに基づいて頂点の光強度を求める処理を含む前記第3の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセルの光強度に基づいてピクセル色を求める処理を含む前記第4の処理を行うことを特徴とするプログラム。 - 画像を生成するためのプログラムであって、
オブジェクト空間へのオブジェクトの設定処理を行うオブジェクト空間設定部と、
頂点単位で処理を行う頂点処理部と、
ピクセル単位で処理を行うピクセル処理部として、
コンピュータを機能させ、
オブジェクトを描画する際の所定の処理であって、前記頂点処理部と前記ピクセル処理部への処理の割り振りを行い、頂点処理部とピクセル処理部の処理負荷に軽重をつけることができる所定処理を、第1のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理を実現する第1、第2の処理のうち、処理負荷が軽い第1の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が重い第2の処理を前記ピクセル処理部が行い、
前記所定処理を第2のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定の処理実現する第3、第4の処理のうち処理負荷の重い第3の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷の軽い第4の処理を前記ピクセル処理部が行うよう構成され、
前記所定処理は、ライトスキャッタリング処理であり、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるライトスキャッタリング処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
仮想カメラとオブジェクトの頂点との距離を求める処理を含む前記第1の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
アウトスキャッタリングによるピクセル色とインスキャッタリングによるピクセル色を求め、アウトスキャッタリングによるピクセル色とインスキャッタリングによるピクセル色を加算する処理を含む前記第2の処理を行い、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるライトスキャッタリング処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
アウトスキャッタリングによる頂点色とインスキャッタリングによる頂点色を求める処理を含む前記第3の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
アウトスキャッタリングによるピクセル色とインスキャッタリングによるピクセル色を加算する処理を含む前記第4の処理を行うことを特徴とするプログラム。 - 画像を生成するためのプログラムであって、
オブジェクト空間へのオブジェクトの設定処理を行うオブジェクト空間設定部と、
頂点単位で処理を行う頂点処理部と、
ピクセル単位で処理を行うピクセル処理部として、
コンピュータを機能させ、
オブジェクトを描画する際の所定の処理であって、前記頂点処理部と前記ピクセル処理部への処理の割り振りを行い、頂点処理部とピクセル処理部の処理負荷に軽重をつけることができる所定処理を、第1のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理を実現する第1、第2の処理のうち、処理負荷が軽い第1の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が重い第2の処理を前記ピクセル処理部が行い、
前記所定処理を第2のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定の処理実現する第3、第4の処理のうち処理負荷の重い第3の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷の軽い第4の処理を前記ピクセル処理部が行うよう構成され、
前記所定処理は、テクスチャ座標を演算する処理であり、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるテクスチャ座標を演算する処理処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点の法線ベクトルのデータを出力する処理を含む前記第1の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセルの法線ベクトルを座標変換してピクセルのテクスチャ座標を演算し、ピクセルのテクスチャ座標を用いたテクスチャマッピングによりピクセル色を求める処理を含む前記第2の処理を行い、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるテクスチャ座標を演算する処理処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点の法線ベクトルを座標変換して頂点のテクスチャ座標を演算する処理を含む前記第3の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセルのテクスチャ座標を用いたテクスチャマッピングによりピクセル色を求める処理を含む前記第4の処理を行うことを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第1のグループに属するオブジェクトは、背景オブジェクトであることを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記第2のグループに属するオブジェクトは、移動体オブジェクトであることを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記第2グループに属するオブジェクトは、オブジェクトを構成するプリミティブ面の大きさが前記第1のグループのオブジェクトよりも小さいことを特徴とするプログラム。 - コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、請求項1乃至7のいずれかに記載のプログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
- 画像を生成する画像生成システムであって、
オブジェクト空間へのオブジェクトの設定処理を行うオブジェクト空間設定部と、
頂点単位で処理を行う頂点処理部と、
ピクセル単位で処理を行うピクセル処理部とを含み、
オブジェクトを描画する際の所定の処理であって、前記頂点処理部と前記ピクセル処理部への処理の割り振りを行い、頂点処理部とピクセル処理部の処理負荷に軽重をつけることができる所定処理を、第1のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理を実現する第1、第2の処理のうち、処理負荷が軽い第1の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が重い第2の処理を前記ピクセル処理部が行い、
前記所定処理を第2のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定の処理実現する第3、第4の処理のうち処理負荷の重い第3の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷の軽い第4の処理を前記ピクセル処理部が行うよう構成され、
前記所定処理は、色の変換処理であり、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理である色の変換処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点位置、頂点色のデータを出力する処理を含む前記第1の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセル色を変換テーブル又は変換関数を用いて変換する処理を含む前記第2の処理を行い、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理である色の変換処理を行う場合には、
前記頂点処理部は
頂点色を変換テーブル又は変換関数を用いて変換する処理を含む前記第3の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
変換後の頂点色から求められたピクセル色を出力する処理を含む前記第4の処理を行うことを特徴とする画像生成システム。 - 画像を生成する画像生成システムであって、
オブジェクト空間へのオブジェクトの設定処理を行うオブジェクト空間設定部と、
頂点単位で処理を行う頂点処理部と、
ピクセル単位で処理を行うピクセル処理部とを含み、
オブジェクトを描画する際の所定の処理であって、前記頂点処理部と前記ピクセル処理部への処理の割り振りを行い、頂点処理部とピクセル処理部の処理負荷に軽重をつけることができる所定処理を、第1のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理を実現する第1、第2の処理のうち、処理負荷が軽い第1の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が重い第2の処理を前記ピクセル処理部が行い、
前記所定処理を第2のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定の処理実現する第3、第4の処理のうち処理負荷の重い第3の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷の軽い第4の処理を前記ピクセル処理部が行うよう構成され、
前記所定処理は、ライティング処理であり、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるライティング処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点の法線ベクトルのデータを出力する処理を含む前記第1の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセルの法線ベクトルと照明モデルに基づいてピクセルの光強度を求め、ピクセルの光強度に基づいてピクセル色を求める処理を含む前記第2の処理を行い、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるライティング処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点の法線ベクトルと照明モデルに基づいて頂点の光強度を求める処理を含む前記第3の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセルの光強度に基づいてピクセル色を求める処理を含む前記第4の処理を行うことを特徴とする画像生成システム。 - 画像を生成する画像生成システムであって、
オブジェクト空間へのオブジェクトの設定処理を行うオブジェクト空間設定部と、
頂点単位で処理を行う頂点処理部と、
ピクセル単位で処理を行うピクセル処理部とを含み、
オブジェクトを描画する際の所定の処理であって、前記頂点処理部と前記ピクセル処理部への処理の割り振りを行い、頂点処理部とピクセル処理部の処理負荷に軽重をつけることができる所定処理を、第1のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理を実現する第1、第2の処理のうち、処理負荷が軽い第1の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が重い第2の処理を前記ピクセル処理部が行い、
前記所定処理を第2のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定の処理実現する第3、第4の処理のうち処理負荷の重い第3の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷の軽い第4の処理を前記ピクセル処理部が行うよう構成され、
前記所定処理は、ライトスキャッタリング処理であり、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるライトスキャッタリング処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
仮想カメラとオブジェクトの頂点との距離を求める処理を含む前記第1の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
アウトスキャッタリングによるピクセル色とインスキャッタリングによるピクセル色を求め、アウトスキャッタリングによるピクセル色とインスキャッタリングによるピクセル色を加算する処理を含む前記第2の処理を行い、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるライトスキャッタリング処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
アウトスキャッタリングによる頂点色とインスキャッタリングによる頂点色を求める処理を含む前記第3の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
アウトスキャッタリングによるピクセル色とインスキャッタリングによるピクセル色を加算する処理を含む前記第4の処理を行うことを特徴とする画像生成システム。 - 画像を生成する画像生成システムであって、
オブジェクト空間へのオブジェクトの設定処理を行うオブジェクト空間設定部と、
頂点単位で処理を行う頂点処理部と、
ピクセル単位で処理を行うピクセル処理部とを含み、
オブジェクトを描画する際の所定の処理であって、前記頂点処理部と前記ピクセル処理部への処理の割り振りを行い、頂点処理部とピクセル処理部の処理負荷に軽重をつけることができる所定処理を、第1のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理を実現する第1、第2の処理のうち、処理負荷が軽い第1の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷が重い第2の処理を前記ピクセル処理部が行い、
前記所定処理を第2のグループに属するオブジェクトに対して行う場合には、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定の処理実現する第3、第4の処理のうち処理負荷の重い第3の処理を前記頂点処理部が行い、処理負荷の軽い第4の処理を前記ピクセル処理部が行うよう構成され、
前記所定処理は、テクスチャ座標を演算する処理であり、
前記第1のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるテクスチャ座標を演算する処理処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点の法線ベクトルのデータを出力する処理を含む前記第1の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセルの法線ベクトルを座標変換してピクセルのテクスチャ座標を演算し、ピクセルのテクスチャ座標を用いたテクスチャマッピングによりピクセル色を求める処理を含む前記第2の処理を行い、
前記第2のグループに属するオブジェクトに対して前記所定処理であるテクスチャ座標を演算する処理処理を行う場合には、
前記頂点処理部は、
頂点の法線ベクトルを座標変換して頂点のテクスチャ座標を演算する処理を含む前記第3の処理を行い、
前記ピクセル処理部は、
ピクセルのテクスチャ座標を用いたテクスチャマッピングによりピクセル色を求める処理を含む前記第4の処理を行うことを特徴とする画像生成システム。
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