JP4847226B2 - 画像生成装置 - Google Patents
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Description
まず、表示したい3次元オブジェクトのデータをファイル等から入力として受け取り、所定のデータ構造にしたがってメモリ上に構築(あるいは更新)する。このデータ構造はモデルを階層的にグループ化した木構造であることが一般的で、このメモリ上のモデルデータはシーングラフと呼ばれる。シーングラフの作成は、CPUによって行われる。
構築されたシーングラフを順番に走査して、3次元オブジェクトの画像データを以降のパイプラインに渡す。昨今のシステムでは、一般に、ここでCPUからGPUへ描画コマンドおよび頂点データが転送される。
3次元モデルの座標を、2次元スクリーン座標系に投影する座標変換処理を行う。Xステージでは、座標変換に加えて各頂点の明るさも計算する。XステージはGPUによって行われることが一般的である。
スクリーン座標に投影された3次元オブジェクトの頂点の内部に存在する画素に対して、画素値(色)および明るさを計算する。また、3次元オブジェクトごとに奥行きも計算し、最終的に一番手前となるオブジェクトが表示されるようにする。計算結果は、フレームメモリ上に画像データとして書き込まれる。Sステージは、GPUによって行われることが一般的である。
フレームメモリ上の画像データを読み出し、ビデオ信号としてディスプレイ装置などに対して出力する。
ェクトから順番に描画する処理を高速化するために、ノードに描画順序を表すデータを付与したシーングラフを用いて、シーングラフのトラバース量を減らしている。
<概要>
図1は、本実施形態に係る画像生成装置のハードウェア構成を示す図である。画像生成装置1は、CPU10,RAMなどの主記憶装置11,ハードディスク装置等の補助記憶装置12,グラフィックボード13を有し、ディスプレイなどの出力装置2が接続されている。グラフィックボード13は、GPU131とフレームメモリ132から構成される。画像生成装置1は、補助記憶装置12等からデータ入力があり、CPU10が主記憶装置11上にロードされたアプリケーションプログラムを実行し、画像処理のためのデータをGPU131に送る。GPU131がフレームメモリ132に画像データを書き込むことで、出力装置2に画像が表示される。
次に、シーングラフ作成部4が作成するシーングラフについて説明する。図3は、シーングラフの構造の一例を示す図である。このシーングラフは、自動車のモデルを表現したものである。図3のように、シーングラフは3次元オブジェクトを階層的にグループ化した木構造を有するデータ構造であることが一般的である。シーングラフの各ノードには、各オブジェクトの形状や表面属性、モデル変換(位置、姿勢、拡大縮小)に関する情報(要素データ)が含まれている。
図6は、シーングラフをトラバースする処理を説明する図である。図6において、ノードの横に示された番号は、トラバースされる順序を示す番号である。このように、シーングラフのトラバースは、深さ優先で行う。すなわち、ノードが子ノードを有する場合には、子ノードを走査し、全ての子ノードに対して走査が終わってから、兄弟ノードを走査する。
画像を生成する。
図7は、画像生成装置1の動作例を示すフローチャートである。以下、図7を用いて画像生成装置1の動作例について説明する。まず、画像生成装置1は、入力部3を介して、処理の対象となる3次元画像データを読み込む(S10)。次に、シーングラフ作成部4が、シーングラフを主記憶装置11上に構築する(S11)。この際、入力された3次元画像データを構成する各3次元オブジェクトの描画優先度を、シーングラフの各ノードに対して付加する。すなわち、シーングラフ作成部4は、図4に示すような各ノードに対して描画優先度が付加されたシーングラフを作成する。
に付加された描画優先度が示されている。
このように、走査部5がシーングラフを走査して3次元オブジェクトの要素データを画像生成部6に出力する際に、所定の優先度以上のノードのみを出力の対象とすることで、描画するデータ量をCPU側で制御することが可能となる。すなわち、リアルタイム表示要求の程度に応じた優先度を用いて走査を行うことで、リアルタイム要求を満たしつつ3DCGの描画を行うことが可能となる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は第1の実施形態と基本的に同様であるため、主に異なる部分についてのみ説明する。
、画像生成処理を終了する。データ量カウンタが最大描画データ量を超えていない場合(S27−NO)には、S28に進みシーングラフの全ノードを走査したか否か判定し、終了していない場合にはS24に進みシーングラフの走査を続行する。
本発明の第3の実施形態は、走査部5が、各ノードの優先度と描画データ量の両方に基づいて、描画するノードを決定する。すなわち、第3の実施形態は、上記の第1および第2の実施形態を組み合わせたものである。
2 出力装置
3 入力部
4 シーングラフ作成部
5 走査部
51 データ量計測部
6 画像生成部
10 CPU
11 主記憶装置
12 補助記憶装置
13 グラフィックボード
131 GPU
132 フレームメモリ
Claims (9)
- 汎用演算処理装置と、画像処理用演算処理装置と、を有する画像生成装置であって、
前記画像処理用演算処理装置は、画像を生成する画像生成手段を有し、
前記汎用演算処理装置は、
3次元画像を構成する複数の3次元オブジェクトの要素データの入力を受け付ける入力手段と、
入力された要素データを階層的に表したシーングラフを作成するシーングラフ作成手段と、
前記シーングラフを走査して、シーングラフのノードに割り当てられた要素データを、前記画像生成手段に出力する走査手段と、
を有し、
前記シーングラフ作成手段は、前記シーングラフを構成するノードに対して描画優先度を付加し、
前記走査手段は、ノードに付加された描画優先度が、所定の優先度以上である場合に、そのノードに割り当てられた要素データを前記画像生成手段に出力し、
前記所定の優先度は、決められた時間内に前記画像生成手段が画像生成処理を完了できるよう定められた値である
ことを特徴とする画像生成装置。 - 3次元画像を構成する複数の3次元オブジェクトの要素データの入力を受け付ける入力手段と、
入力された要素データを階層的に表したシーングラフを作成するシーングラフ作成手段と、
前記シーングラフを走査して、シーングラフのノードに割り当てられた要素データを、画像生成手段に出力する走査手段と、
を有し、
前記シーングラフ作成手段は、前記シーングラフを構成するノードに対して描画優先度を付加し、
前記走査手段は、ノードに付加された描画優先度が、所定の優先度以上である場合に、そのノードに割り当てられた要素データを前記画像生成手段に出力し、
前記描画優先度は、他のオブジェクトとの関連性に基づいて決定される
ことを特徴とする画像生成装置。 - 3次元画像を構成する複数の3次元オブジェクトの要素データの入力を受け付ける入力手段と、
入力された要素データを階層的に表したシーングラフを作成するシーングラフ作成手段と
前記シーングラフを走査して、シーングラフのノードに割り当てられた要素データを、画像生成手段に出力する走査手段と、
を有し、
前記走査手段は、前記画像生成手段に出力した要素データが有するデータ量を計測する計測手段を有し、前記画像生成手段に出力した要素データが有するデータ量が、所定の閾値を超えた場合は、それ以降に走査されたノードに割り当てられた要素データを前記画像生成手段に出力しない
ことを特徴とする画像生成装置。 - 汎用演算処理装置と、画像処理用演算処理装置を有する情報処理装置が行う画像生成方法であって、
前記汎用演算処理装置が、3次元画像を構成する複数の3次元オブジェクトの要素データの入力を受け付けるステップと、
前記汎用演算処理装置が、入力された要素データを階層的に表したシーングラフであって、シーングラフを構成するノードに描画優先度が付加されたシーングラフを作成するステップと、
前記汎用演算処理装置が、作成されたシーングラフを走査して、ノードに付加された描画優先度が、所定の優先度以上である場合に、そのノードに割り当てられた要素データを、前記画像処理用演算処理装置に出力するステップと、
前記画像処理用演算処理装置が、要素データから画像を生成するステップと、
を含み、
前記所定の優先度は、決められた時間内に前記画像処理用演算処理装置による前記要素データから画像を生成するステップを完了できるよう定められた値である
ことを特徴とする画像生成方法。 - 画像を生成する画像生成手段を有する情報処理装置が、
3次元画像を構成する複数の3次元オブジェクトの要素データの入力を受け付けるステップと、
入力された要素データを階層的に表したシーングラフであって、シーングラフを構成するノードに描画優先度が付加されたシーングラフを作成するステップと、
作成されたシーングラフを走査して、ノードに付加された描画優先度が、所定の優先度以上である場合に、そのノードに割り当てられた要素データを、前記画像生成手段に出力するステップと、
を含み、
前記描画優先度は、他のオブジェクトとの関連性に基づいて決定される
ことを特徴とする画像生成方法。 - 画像を生成する画像生成手段を有する情報処理装置が、
3次元画像を構成する複数の3次元オブジェクトの要素データの入力を受け付けるステ
ップと、
入力された要素データを階層的に表したシーングラフを作成するステップと、
作成されたシーングラフを走査して、ノードに割り当てられた要素データを、前記画像生成手段に出力するステップと、
前記画像生成手段に出力した要素データが有するデータ量を計測するステップと、
を含み、
前記要素データを前記画像生成手段に出力するステップでは、前記画像生成手段に出力した要素データが有するデータ量が所定の閾値を超えた場合は、それ以降に走査されたノードに割り当てられた要素データを前記画像生成手段に出力しない
ことを特徴とする画像生成方法。 - 汎用演算処理装置と、画像処理用演算処理装置を有する情報処理装置に、
前記汎用演算処理装置が、3次元画像を構成する複数の3次元オブジェクトの要素データの入力を受け付けるステップと、
前記汎用演算処理装置が、入力された要素データを階層的に表したシーングラフであって、シーングラフを構成するノードに描画優先度が付加されたシーングラフを作成するステップと、
前記汎用演算処理装置が、作成されたシーングラフを走査して、ノードに付加された描画優先度が、所定の優先度以上である場合に、そのノードに割り当てられた要素データを、前記画像処理用演算処理装置に出力するステップと、
を実行させる画像生成プログラムであって、
前記所定の優先度は、前記画像処理用演算処理装置による画像を生成する処理が決められた時間内に完了できるよう定められた値である
ことを特徴とする画像生成プログラム。 - 画像を生成する画像生成手段を有する情報処理装置に、
3次元画像を構成する複数の3次元オブジェクトの要素データの入力を受け付けるステップと、
入力された要素データを階層的に表したシーングラフであって、シーングラフを構成するノードに描画優先度が付加されたシーングラフを作成するステップと、
作成されたシーングラフを走査して、ノードに付加された描画優先度が、所定の優先度以上である場合に、そのノードに割り当てられた要素データを、前記画像生成手段に出力するステップと、
を実行させる画像生成プログラムであって、
前記描画優先度は、他のオブジェクトとの関連性に基づいて決定される
ことを特徴とする画像生成プログラム。 - 画像を生成する画像生成手段を有する情報処理装置に、
3次元画像を構成する複数の3次元オブジェクトの要素データの入力を受け付けるステップと、
入力された要素データを階層的に表したシーングラフを作成するステップと、
作成されたシーングラフを走査して、ノードに割り当てられた要素データを、前記画像生成手段に出力するステップと、
前記画像生成手段に出力した要素データが有するデータ量を計測するステップと、
を実行させる画像生成プログラムであって、
前記要素データを前記画像生成手段に出力するステップでは、前記画像生成手段に出力した要素データが有するデータ量が所定の閾値を超えた場合は、それ以降に走査されたノードに割り当てられた要素データを前記画像生成手段に出力しない
ことを特徴とする画像生成プログラム。
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