JP4960495B1 - 情報処理装置、情報処理方法及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＵを備えた情報処理装置において、ＧＰＵの有する高度な表示処理機能を利用して、ＣＰＵの処理負荷を低減しつつ、高度な画像ＧＵＩを構築する。
【解決手段】ＧＰＵ１１２を用いて表示部１１１にＧＵＩ画面を表示させる放送受信装置１００は、ＧＵＩ画面に対応する仮想的な３次元空間内に配置される複数のノードについて前記３次元空間内の配置関係を含む相互関係があらかじめ設定されたノードツリー情報と、前記ノードと前記ＧＵＩ画面を構成するＧＵＩ部品との対応関係をあらかじめ規定した対応テーブルと、を記憶するＲＯＭ１１７を備え、ＭＰＵ１１６は、対応テーブルを参照して、各ノードに対応するＧＵＩ部品を特定し、ノードツリーを参照し、特定されたＧＵＩ部品をＧＰＵ１１２の描画命令に変換して、出力する。
【選択図】図１

Description

本実施形態は、情報処理装置、情報処理方法及び制御プログラムに関する。

従来、ディジタル家電として、ディジタルテレビ、セットトップボックスなどが知られている。
このようなディジタル家電では、製造コストなどの観点から高性能のＣＰＵを使うことはまれであり、低い処理能力のＣＰＵが使用されることが一般的である。

一方、ユーザにより快適な操作環境を提供するＧＵＩ（Graphic User Interface）を開発するＧＵＩアプリケーション開発者は、ユーザがＧＵＩを介してアプリケーションを扱うときのユーザ体験の向上を目指し、様々な提案をしている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、操作レスポンスの向上や、視覚的効果による直観的操作の支援である。

特表２００９−５０８２５６号公報

しかし、ディジタル家電などのように低い処理能力のＣＰＵで魅力的な効果を実現することは難しく、描画面積の大きいディジタルテレビでは特に困難となっていた。

ところで、近年、ＧＰＵ(Graphic Processor Unit)の発達により、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）だけでなくディジタルテレビ等のＧＵＩを備えたディジタル家電においてもＧＰＵが搭載されつつある。
しかしながら、ＧＰＵの命令体系は複雑であるとともに、表示処理に特化されており、対話機能を備えていないため、単独でＧＵＩを構築することは困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＧＰＵを備えた情報処理装置において、ＧＰＵの有する高度な表示処理機能を利用して、ＣＰＵの処理負荷を低減しつつ、高度な画像ＧＵＩを容易に構築することが可能な情報処理装置、情報処理方法及び制御プログラムを提供することにある。

実施形態の情報処理装置は、ＧＰＵを有し、前記ＧＰＵを用いて表示部にＧＵＩ画面を表示させる情報処理装置であって、前記ＧＵＩ画面に対応する仮想的な３次元空間内に配置される複数のノードについて前記３次元空間内の配置関係を含む相互関係があらかじめ設定されたノードツリー情報と、下位描画関数を含み前記ＧＵＩ画面を構成するＧＵＩ部品と前記ノードとの対応関係をあらかじめ規定した対応テーブルと、を記憶する記憶部を備えている。

これにより、実施形態の情報処理装置の部品特定部は、前記対応テーブルを参照して、各ノードに対応するＧＵＩ部品を特定し、命令変換部の命令置換部は、下位描画関数をＧＰＵの描画命令に置換し、命令変換部は、ノードツリーを参照し、特定されたＧＵＩ部品を前記ＧＰＵの描画命令に変換して、前記ＧＰＵに出力し、命令整理部は、命令置換部により置換された複数の描画命令を所定の処理種別毎にバッファリングし、バッファリングされた複数の描画命令をまとめる。

また、実施形態の情報処理方法は、ＧＰＵを有し、前記ＧＰＵを用いて表示部にＧＵＩ画面を表示させる情報処理装置で実行される情報処理方法である。
ここで、情報処理装置は、前記ＧＵＩ画面に対応する仮想的な３次元空間内に配置される複数のノードについて前記３次元空間内の配置関係を含む相互関係があらかじめ設定されたノードツリー情報と、下位描画関数を含み前記ＧＵＩ画面を構成するＧＵＩ部品と前記ノードとの対応関係をあらかじめ規定した対応テーブルと、を記憶した記憶部を有している。

そして、情報処理方法は、対応テーブルを参照して、各ノードに対応するＧＵＩ部品を特定する部品特定ステップと、下位描画関数をＧＰＵの描画命令に置換する命令置換ステップを有するとともに、ノードツリーを参照し、特定されたＧＵＩ部品をＧＰＵの描画命令に変換して、ＧＰＵに出力する命令変換ステップと、命令置換ステップにおいて置換された複数の描画命令を所定の処理種別毎にバッファリングし、バッファリングされた複数の描画命令をまとめる命令整理ステップと、を含んでいる。

また、実施形態の制御プログラムは、ＧＰＵを有し、前記ＧＰＵを用いて表示部にＧＵＩ画面を表示させる情報処理装置を制御するためのコンピュータに実行される制御プログラムである。
ここで、情報処理装置は、前記ＧＵＩ画面に対応する仮想的な３次元空間内に配置される複数のノードについて前記３次元空間内の配置関係を含む相互関係があらかじめ設定されたノードツリー情報と、下位描画関数を含み前記ＧＵＩ画面を構成するＧＵＩ部品と前記ノードとの対応関係をあらかじめ規定した対応テーブルと、を記憶した記憶部を有している。
制御プログラムは、コンピュータに、対応テーブルを参照して、各ノードに対応するＧＵＩ部品を特定する部品特定ステップと、下位描画関数をＧＰＵの描画命令に置換する命令置換ステップを有するとともに、ノードツリーを参照し、特定されたＧＵＩ部品をＧＰＵの描画命令に変換して、ＧＰＵに出力する命令変換ステップと、命令置換ステップにおいて置換された複数の描画命令を所定の処理種別毎にバッファリングし、バッファリングされた複数の描画命令をまとめる命令整理ステップと、を実行させる。

図１は、実施形態の情報処理装置としての放送受信装置の概要構成ブロック図である。 図２は、実施形態の情報処理装置の要部の機能構成ブロック図である。 図３は、ノードツリーに対応する仮想的な３次元空間を表示部の表示画面に表示した場合の説明図である。 図４は、ノードを実際に表示画面に表示する場合の処理フローチャートである。 図５は、ＧＵＩ部品の描画指示処理の処理フローチャートである。 図６は、ＧＵＩ画面を用いたユーザ操作の概念説明図である。 図７は、描画処理の高速化のための構成説明図である。 図８は、描画処理の具体的な説明図である。 図９は、描画処理の高速化におけるバッファリング処理の説明図である。 図１０は、第２実施形態の説明図である。 図１１は、第２実施形態の処理説明図である。

次に本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、実施形態の情報処理装置としての放送受信装置の概要構成ブロック図である。

放送受信装置１００は、ＶＨＦ放送受信用のアンテナ１０１が接続されるアンテナ入力端子１０２と、ＵＨＦ放送受信用のアンテナ１０３が接続されるアンテナ入力端子１０４を備えている。ここで、アンテナ１０１は、アンテナ入力端子１０２を介してＶＨＦチューナ１０５に接続され、アンテナ１０１で受信したＶＨＦ放送信号をＶＨＦチューナ１０５に出力する。また、アンテナ１０３は、アンテナ入力端子１０４を介してＵＨＦチューナ１０７に接続され、アンテナ１０３で受信したＵＨＦ放送信号をＵＨＦチューナ１０７に出力する。

ＶＨＦチューナ１０５及びＵＨＦチューナ１０７は、選局回路部１０６からの選局信号に基づいて所望の受信チャンネルを選局し、選局したチャンネルの受信信号を中間周波数信号に変換して中間周波数信号処理部１０８に出力する。

中間周波数信号処理部１０８は、ＶＨＦチューナ１０５あるいはＵＨＦチューナ１０７から出力された中間周波数信号を増幅処理した後、映像信号復調部１０９及び音声信号復調部１１３に出力する。
映像信号復調部１０９は、中間周波数信号から、ベースバンドのコンポジット映像信号を復調して、映像信号処理部１１０に供給する。

これと並行して、ＧＰＵ（Graphic Processor Unit）１１２は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）形式の表示画面信号を生成して、映像信号処理部１１０に出力する。

映像信号処理部１１０は、コンポジット映像信号に対して色彩、色相、輝度、コントラスト等の調整を施してＬＣＤ等で構成された表示部１１１に出力して、映像を表示させる。また、映像信号処理部１１０は、映像信号復調部１０９から出力されるコンポジット映像信号に代えて、あるいは、コンポジット映像信号に重畳して、ＧＰＵ１１２により生成されたＧＵＩ形式の表示画面信号に基づく映像を表示部１１１に表示させる。

音声信号復調部１１３は、中間周波数信号からベースバンドの音声信号を復調して、音声信号処理部１１４に出力する。
音声信号処理部１１４は、音声信号に対して音量、音質等の調整を施して、スピーカ、アンプ等を備える音声出力部１１５に供給して、音声出力部１１５から音声として出力させる。

さらに、放送受信装置１００は、受信装置全体を制御するＭＰＵ（Micro Processing Unit）１１６を備えている。
ＭＰＵ１１６は、図示しないＣＰＵ、内部ＲＯＭ、内部ＲＡＭを備えている。

ＭＰＵ１１６には、各種処理を実行するための制御プログラムが記憶されたＲＯＭ１１７、各種データを一時的に記憶するワークメモリとしてのＲＡＭ１１８が接続されている。また、ＲＯＭ１１７には、ＧＰＵ１１２において、ＧＵＩ形式の表示画面信号の生成を制御するための制御プログラムや、ＧＰＵ１１２において、グラフィックとして生成させる記号、文字、キャラクタ等のデータも記憶されている。また、ＭＰＵ１１６は、現在時刻等の各種時間情報を生成するための計時機能を備えている。

さらにまた、放送受信装置１００は、リモートコントロール装置や、ルータなどの外部通信機器との間でインタフェース動作を行う通信インタフェース部１２１を備えている。

図２は、実施形態の情報処理装置の要部の機能構成ブロック図である。
放送受信装置１００のＭＰＵ１１６は、あらかじめオペレータにより設定されたノードツリーＮＴ及び対応テーブル（対応表）ＴＢを参照して、表示部１１１に表示すべきノードと、対応するＧＵＩ部品を特定する。

ここで、ノードには、仮想的な３次元空間中に配置して、表示部１１１の表示画面に表示すべき対象（オブジェクト）に関する情報が記述されている。具体的には、ノードは、座標、回転、拡大縮小を行列形式で記述しており、ノードのアフィン変換を行うことで仮想的な３次元空間内にオブジェクトを配置できる。
したがって、ノードツリーＮＴには、仮想的な３次元空間内における各ノードの配置関係が記述されている。

図３は、ノードツリーに対応する仮想的な３次元空間を表示部の表示画面に表示した場合の説明図である。
表示部１１１の表示画面の中央部には、円形（３次元表示的には、楕円形）の画像Ｇ１が表示され、画像Ｇ１の周辺には、メモリカード形状のアイコンＧ２、ノートパソコン形状のアイコンＧ３、ゴミ箱形状のアイコンＧ４、フレキシブルディスク形状のアイコンＧ５がオブジェクトとして表示されている。

ここで、アイコンとノードとの関係について、アイコンＧ２を例として説明する。
アイコンＧ２は、ノードツリーＮＴにおいては、ノードｎ２、ノードｎ３及びノードｎ４として記述されているものとすると、ＭＰＵ１１６は、対応テーブルＴＢを参照し、ノードｎ２は、ＧＵＩ部品としての画像部品ＰＴ１と対応しており、ノードｎ３は、ＧＵＩ部品としての文字列部品ＰＴ２と対応しており、ノードｎ４は、ＧＵＩ部品としてのボタン部品ＰＴ３と対応していることを把握する。

ここで、ノードツリーＮＴを構成しているノードｎ２と、ノードｎ３及びノードｎ４との関係は、対応する画像部品ＰＴ１、文字列部品ＰＴ２及びボタン部品ＰＴ３の対応関係と同一となっており、文字列部品ＰＴ２およびボタン部品ＰＴ３は、画像部品ＰＴ１の下位に属している。

ＭＰＵ１１６は、画像部品ＰＴ１、文字列部品ＰＴ２及びボタン部品ＰＴ３に対応する下位描画関数ＦＮを呼び出す。
そして、ＭＰＵ１１６は、ＯｐｅｎＧＬ置換部ＣＮとして機能し、呼び出した下位描画関数ＦＮをＯｐｅｎＧＬ描画命令に置換（変換）する。

続いてＭＰＵ１１６は、ＯｐｅｎＧＬ描画部ＤＲとして機能し、下位描画関数ＦＮを置換（変換）して得られたＯｐｅｎＧＬ描画命令をＧＰＵ１１２に出力して実際の描画を行わせる。
これらの一連の処理により、図３に示すように、ノードｎ２、ノードｎ３及びノードｎ４に対応するメモリカード形状のオブジェクト（画像部品ＰＴ１に相当）が、画像Ｇ１の円周の近傍に配置された画面が表示部１１１の表示画面に表示されることとなる。

そして、上述したように文字列部品ＰＴ２及びボタン部品ＰＴ３は、画像部品ＰＴ１の下位に属しているので、例えば、メモリカード形状の画像部品ＰＴ１が画像Ｇ１の円周に沿って回転されると、文字列部品ＰＴ２を構成する文字列も画像部品ＰＴ１の表面に印刷されたような状態で、画像部品ＰＴ１の回転に伴って移動しつつ表示される。また、ボタン部品ＰＴ３も画像部品ＰＴ１の表示画面上の表示領域内をクリックすることにより当該ボタン部品に割り当てられた機能（例えば、メモリカードの内容を表示する等）を実現する。

さらに、画像部品ＰＴ１、文字列部品ＰＴ２あるいはボタン部品ＰＴ３にエフェクト処理が割り当てられている場合には、各部品ＰＴ１〜ＰＴ３の表示状態あるいは操作状態に応じてエフェクト処理が実行される。すなわち、図２及び図３の例の場合には、画像部品ＰＴ１の背景に対する鏡面反射のエフェクトＥＦ（＝図２の鏡面エフェクトＥＦ２）が設定されている場合である。

ここで、ＧＵＩアプリケーション開発について説明する。
オペレータとしてのＧＵＩアプリケーション開発者は、ノードツリーＮＴを構築し、仮想的な３次元空間上にノードを配置する。

本実施形態においては、ＧＵＩアプリケーション開発者に提供する配置用の機能としては、例えば、以下の機能が揚げられる。ノードを生成するノード生成機能、ルートノードを設定するルートノード設定機能、ノードに子ノードを設定する子ノード設定機能、ノードの親を変更する親変更機能、ノードを回転させるノード回転機能、ノードの拡大／縮小を行うノード拡大／縮小機能、ノードの移動を行うノード移動機能、ノードの透過率を変更するためのα値変更機能等が挙げられる。

また、ノードとＧＵＩ部品との対応付けを行うための対応付け機能を有している。この対応付け機能を実行することにより、ＭＰＵ１１６は、自動的に対応テーブルＴＢを生成し、あるいは更新する。
すなわち、対応テーブルＴＢの更新時には、新しい行が追加され、ノードツリーにおけるノードと、実際に描画を行うＧＵＩ部品とが対応付けられる。

さらに、ＧＵＩアプリケーション開発者に提供する機能として、アニメーション機能が提供されている。
アニメーション機能としては、座標位置からアニメーションオブジェクトを生成する座標位置オブジェクト生成機能、回転角度からアニメーションオブジェクトを生成する回転オブジェクト生成機能、拡大/縮小比率からアニメーションオブジェクトを生成する拡大縮小オブジェクト生成機能、α値を変更するアニメーションオブジェクトを生成するα値オブジェクト生成機能などが挙げられる。これらのアニメーションオブジェクト生成機能は、変換行列で実現されており、アフィン変換を適用することで期待する効果を得ている。

また、生成されたアニメーションオブジェクトに対し、開始時刻とアニメーション期間とを、対応づけて設定して登録しておくことで、自動的なアニメーション再生動作を行わせることも可能である。また、ノード自体のアニメーションだけでなく、表示画面に対応する視点側のカメラを移動させたアニメーションとすることも可能である。
さらにまた、ＧＵＩアプリケーション開発者に提供する機能として、視覚効果付加機能が提供されている。

視覚効果（視覚エフェクト）付加機能としては、ノードを白黒表示とする白黒効果、ノードをぼかして表示するぼかし効果、動いている対象をカメラで撮影した時に生じるぶれを付加するブラー効果、光源を配置してノードを照明する光源効果、いずれかのノードあるいは背景を鏡面として、鏡面反射効果を付加する鏡面反射効果、ノードの輪郭を抽出して表示する輪郭抽出効果等が挙げられる。

これらの視覚効果は、ＧＰＵソフトウェア命令機能を活用して実現され、これらの視覚効果を付加する場合には、ＧＵＩアプリケーション開発者は、希望する視覚効果のオブジェクトを指定し、ノードに対応付けし、ＧＰＵ１１２は、ＭＰＵ１１６の制御下でノード描画時に自動的に判別し、対応付けられたＧＰＵソフトウェア命令を使用して描画することとなる。

図３に示したような画面を表示部１１１に表示する場合には、ＧＵＩアプリケーション開発者は、まず所望のノードのレイアウト情報を、ノード操作機能を使用して作成する。次に、ＧＵＩアプリケーション開発者は、ＧＵＩ部品のインスタンスを生成し、画像ファイルのパスなどの属性値を設定した後、これらのインスタンスを各ノードに対応付ける。次にこれを実行可能形式にコンパイルして実行すれば、作成したＧＵＩ画面が得られる。

次に描画動作について説明する。
図４は、ノードを実際に表示画面に表示する場合の処理フローチャートである。
ＭＰＵ１１６は、予めＧＵＩアプリケーション開発者が設定した周期に従い、定期的に自動的に描画を実行する。

具体的には、描画タイミング至るとＭＰＵ１１６は、ノードツリーＮＴを参照し、ルートノードから、深さ優先でノードを探索し、探索順にノードの描画を行うこととなる。
ここで、ＭＰＵ１１６は、ＧＰＵ１１２に描画を行わせる前に、描画対象のノード（以下、自ノードという）に設定された変換行列を描画処理スタックにプッシュ（push）する（ステップＳ１１）。
続いて、ＭＰＵ１１６は、ＧＵＩ部品の描画指示を行う（ステップＳ１２）。

図５は、ＧＵＩ部品の描画指示処理の処理フローチャートである。
まず、ＭＰＵ１１６は、対応テーブル ＴＢを参照し、ノードとＧＵＩ部品との対応関係を把握する（ステップＳ２１）。

続いて、ＭＰＵ１１６は、参照したＧＵＩ部品について、対応する下位描画関数ＦＮを呼び出すとともに、ＯｐｅｎＧＬ置換部ＣＮとして機能し、呼び出した下位描画関数ＦＮをＯｐｅｎＧＬ描画命令に置き換える。すなわち、下位描画関数ＦＮは、描画対象の３次元空間内における頂点座標によるＧＰＵ命令（描画命令）に置き換えられる。ここで、ＯｐｅｎＧＬ描画命令に置き換えるとは、通常、「座標(ｘ１，ｙ１)から座標（ｘ２，ｙ２）まで線を描く」、「座標（ｘ，ｙ）を始点として、幅ｗｉｄｔｈ、高さｈｉｇｈｔで表される面を塗りつぶす」等の下位描画関数（下位描画命令）を、ＯｐｅｎＧＬ描画命令体系における３次元頂点座標と描画命令とに変換することである。

このように、ＧＵＩ部品の下位描画関数は、３次元空間の頂点座標で記述されたＧＰＵ命令に置き換えられているため、変換行列と非常に相性が良く、単純にアフィン変換を適用することで、ＧＵＩ部品を仮想的な３次元空間に描画することができることとなっている。

続いて、ＭＰＵ１１６は、把握した一または複数の画像部品に対応する下位描画関数ＦＮを呼び出し、ＯｐｅｎＧＬ置換部ＣＮとして機能し、呼び出した下位描画関数ＦＮをＯｐｅｎＧＬ描画命令に置換（変換）し、今度は、ＯｐｅｎＧＬ描画部ＤＲとして機能して下位描画関数ＦＮを置換（変換）して得られたＯｐｅｎＧＬ描画命令をＧＰＵ１１２に出力して実際の描画を行わせる（ステップＳ２２）。
次にＭＰＵ１１６は、自ノードに下位階層の子ノードが存在するか否かを判別する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３の判別において、ＭＰＵ１１６は、自ノードに下位階層の子ノードが存在しない場合には（ステップＳ１３；Ｎｏ）、描画対象の自ノードに設定された変換行列を描画処理スタックからポップ（ｐｏｐ）して（ステップＳ１４）、処理を終了する。

ステップＳ１３の判別において、自ノードに下位階層の子ノードが存在する場合には（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、ＭＰＵ１１６は、自ノードを当該子ノードとし（ステップＳ１５）、ＧＵＩ部品の描画指示を行う（ステップＳ１６）。

これにより、自ノードに下位階層の子ノードが存在した場合には、再帰的に描画が呼び出されるため、子ノードは、自己が自ノードとなって描画される場合には、親ノードの変換行列を引き継ぐことになる。子ノードの描画後、親ノードである自ノードは、自身の変換行列を描画処理スタックにプッシュ（push）して、描画処理を再開することとなる。

より具体的には、親ノードが回転の変換行列を保持していた場合には、子ノードに対しても自動的に回転の変換行列が適用される。
このように自ノードの描画処理は、再帰呼び出し可能に構成されているので、ＧＵＩアプリケーション開発者は、一つ一つの変換行列を制御する必要はなく、適切なノードツリーを構築するだけで、レイアウトやアニメーション、視覚効果を各ノードに対して適用することができる。

図６は、ＧＵＩ画面を用いたユーザ操作の概念説明図である。
ＧＵＩ画面においては、３次元仮想空間の表示部１１１の表示画面への投影面ＶＡ内には、ＧＵＩ部品の投影領域が存在する。

すなわち、図６では、ゴミ箱形状のアイコンＧ４に対応する投影領域ＶＧ４及びフレキシブルディスク形状のアイコンＧ５に対応する投影領域ＶＧ５が存在し、これらの投影領域ＶＧ４、ＶＧ５内に図６中、矢印の絵柄で示すポインタが存在し、かつ、操作入力部１２０において、所定のクリック操作がなされたか否かを判別し、投影領域内でクリックがなされた場合には、対応するＧＵＩ部品に対してその旨を通知する。

具体的には、投影領域ＶＧ５内にポインタが存在し、かつ、操作入力部１２０の所定の操作ボタンのクリックがなされた場合には、フレキシブルディスク形状のアイコンＧ５にあらかじめ割り当てられたデバイス及び機能（例えば、メモリデバイスの内容表示機能）を実現することとなる。

より具体的には座標(ｘ,ｙ)に相当する位置にポインタが存在し、操作入力部１２０において所定のクリック操作がなされたとき、この投影面ＶＡ上の座標(ｘ,ｙ)を含む投影領域を有する候補ノードを検索する。すなわち、当該タイミングにおける表示部１１１の表示画面の表示状態において、それぞれのノードに対応するアイコンの投影領域の位置を計算し、座標(ｘ,ｙ)を含む投影領域か否かを判別し、当該投影領域に座標(ｘ,ｙ)が含まれる場合は、その奥行き方向（図６におけるｚ軸方向）の距離を記憶する。

そして、ＭＰＵ１１６は、すべてのノードに対して同様の処理を繰り返し行い、投影面ＶＡ上の座標(ｘ,ｙ)を含む投影領域を有する候補ノードのうちで、表示画面からの奥行き方向の距離が最も近い候補ノードを決定する。
ＭＰＵ１１６は、決定した候補ノードに対応するＧＵＩ部品にクリックイベントを転送する。一般的に、ＧＵＩツールキットで提供されるＧＵＩ部品は、イベントを受信する機構を有しており、これを利用することで実現している。

したがって、ＧＵＩの対話機能性を損ねることなく、仮想的な３次元空間への配置やアニメーション、視覚効果の付加などを実現することができるので、ＧＵＩアプリケーション開発者は、既存の２次元描画領域を想定したＧＵＩ部品を使って、クリック入力の動作を記述すれば良いこととなる。これにより、ＧＵＩ開発における開発効率を確保することができる。

次に、図面を参照して、描画処理の高速化について説明する。
図７は、描画処理の高速化のための構成説明図である。
一般的にＧＰＵを使用してグラフィック描画を行う場合、その描画命令をできるだけ削減することが望ましい。また、ＯｐｅｎＧＬは、状態マシン（ステートマシン）であり、状態の変更は一般的に重い処理となり、描画速度に影響する。
しかしながら、以上の説明においては、構築されたノードツリーＮＴを、深さ優先のアルゴリズムに従って、描画順を決定しており、状態変更に伴う影響については、述べていなかった。

そこで、本実施形態においては、状態変更に伴う、描画速度の低下を抑制するために、図７に示すように、ＯｐｅｎＧＬ置換部ＣＮと、ＯｐｅｎＧＬ描画部ＤＲと、の間に、描画手順の調整を行う頂点整理部ＳＲを設け、ノードからの変換行列、ＯｐｅｎＧＬ描画命令及びＧＵＩ部品に対応する頂点データをバッファリングし、調整を行う。
図８は、描画処理の具体的な説明図である。
ノードツリーＮＴは、ルートノードの下位に、ノードｎ１及びノードｎ２が位置し、さらにノードｎ２の下位には、ノードｎ３及びノードｎ４が位置している。

そして、ノードｎ１、ノードｎ２、ノードｎ４については、エフェクトとして、ぼかしエフェクトＥＦ１１、ＥＦ１２が適用され、ノードｎ３のみ他のノードとは異なる鏡面エフェクトＥＦ２が適用されている場合を想定する。
このとき、通常の描画順では、「ノードｎ１（ぼかしエフェクト）」→「ノードｎ２（ぼかしエフェクト）」→「ノードｎ３（鏡面エフェクト）」→「ノードｎ４（ぼかしエフェクト）」の順番で、４回の描画処理（３回の状態変更）が必要となる。

図９は、描画処理の高速化におけるバッファリング処理の説明図である。
これに対し、本実施形態では、図９に示すように、頂点整理部ＳＲにおいて、同一のエフェクトが適用されたノード同士を同一のバッファエリアにバッファリングすることとなる。

具体的には、ぼかしエフェクトＥＦ１１、ＥＦ１２（＝ぼかしエフェクトＥＦ１）が適用されるノードｎ１、ノードｎ２、ノードｎ４については、バッファエリアＧＲ１に格納するバッファリングを行い、鏡面エフェクトＥＦ２が適用されるノードｎ３については、バッファエリアＧＲ２に格納するバッファリングを行う。

続いて、全てのノードに対してバッファリングが完了すると、頂点整理部ＳＲとして機能するＭＰＵ１１６は、バッファエリアＧＲ１、ＧＲ２毎に格納されたノードの頂点データを結合し、一つのＯｐｅｎＧＬ描画命令を実行する。

したがって、本実施形態の場合の描画順は、「ノードｎ１＋ノードｎ２＋ノードｎ４（ぼかしエフェクトＥＦ１）」→「ノードｎ３（鏡面エフェクトＥＦ２）」の順番で２回の描画処理（１回の状態変更）となり、上述した通常の描画処理と比較して、描画処理回数は１／２、状態変更回数は１／３となり、大幅な処理速度の向上が図れることとなる。

以上の説明は、バッファエリアが二つの場合であったが、バッファリング中に異なるエフェクトが適用されたノードが現れた際は、別のバッファエリア（若しくは、別のバッファ）に格納し、それぞれのバッファエリア（若しくは、それぞれのバッファ）毎に描画命令を発行することとなる。

また、自身が親ノードである場合は、子ノードよりも親ノードを先に描画するという描画順を変更することは許可しないようにされている。このため、子ノードに適用されたエフェクトを調べ、すでにバッファリングされているエフェクトであれば、その時点で実際の描画を開始し、全バッファエリア（若しくは全バッファ）をフラッシュ（クリア）し、新規にバッファリングを開始する。また、すでにバッファリングされているエフェクトでない場合、さらに別のバッファエリア（若しくはバッファ）に格納する。

また、本処理手順（アルゴリズム）は、状態変化にも適用できる。たとえば、ＯｐｅｎＧＬ描画命令体系においては、その状態（ステート）として、アルファブレンディングを有効にする、深さバッファを使用する、ステンシルバッファを使用する、などの状態が提供される。したがって、この場合にも、エフェクトと同様、深さ優先の描画順でバッファリングを行い、現在の状態（ステート）と異なる状態（ステート）が出現した際には、別のバッファエリア（若しくは別のバッファ）に格納し、実際の描画の開始タイミングも上述したものと同様に考えることができる。

（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態の説明図である。
第２実施形態は、３Ｄ（３次元）ディジタルテレビのＧＵＩを実現した場合の実施形態である。
本第２実施形態においては、仮想的な３次元空間ＳＰ内に配置したＧＵＩを、カメラの位置Ｃ１〜ＣＮを変更して画面Ｇ１１〜Ｇ１Ｎを再描画することで、視差毎のＧＵＩ画面を容易に生成している。

図１１は、第２実施形態の処理説明図である。
この場合においても、図７〜図９で説明したように、同一のエフェクトあるいは同一の状態変化が複数のノードに割り当てられている場合には、図１１に示すように、頂点整理部ＳＲの機能をＭＰＵ１１６に持たせ、頂点データをバッファリングすることにより、視差毎の画面をＮ回描画したとしても、描画に要する時間、あるいは、必要とされる描画速度が単純にＮ倍とはならず、処理の高速化が図れる。特に大画面で裸眼３Ｄ視聴時におけるＧＵＩの３Ｄ（３次元）表現を実現する際に、有効な技術となる。

（実施形態の変形例）
以上の説明においては、ＧＰＵ命令体系として、ＯｐｅｎＧＬ命令体系に対応した情報処理装置について説明したが、ＤｉｒｅｃｔＸ等の他のＧＰＵ命令体系に対応した情報処理装置においても、同様に適用が可能である。
さらに、ＧＰＵを保持していない、ＣＰＵによるエミュレーション環境においても、同様に適用することができる。

本実施形態の情報処理装置は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭ（Read Only memory）やＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

本実施形態の情報処理装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の情報処理装置で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の情報処理装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、本実施形態の情報処理装置の制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

１００ 放送受信装置
１１１ 表示部
１１２ ＧＰＵ
１１６ ＭＰＵ（部品特定部、命令変換部、命令置換部）
１２０ 操作入力部
ＣＮ ＯｐｅｎＧＬ置換部
ＤＲ ＯｐｅｎＧＬ描画部
ＦＮ 下位描画関数
ＮＴ ノードツリー
ＳＰ ３次元空間
ＳＲ 頂点整理部（命令整理部）
ＴＢ 対応テーブル
ＧＲ１ バッファエリア（バッファ）
ＧＲ２ バッファエリア（バッファ）
ＰＴ１ 画像部品（ＧＵＩ部品）
ＰＴ２ 文字列部品（ＧＵＩ部品）
ＰＴ３ ボタン部品（ＧＵＩ部品）
ｎ１〜ｎ４ ノード
ＥＦ、ＥＦ１１、ＥＦ１２、ＥＦ２ エフェクト

Claims (4)

1. ＧＰＵを有し、前記ＧＰＵを用いて表示部にＧＵＩ画面を表示させる情報処理装置であって、
   前記ＧＵＩ画面に対応する仮想的な３次元空間内に配置される複数のノードについて前記３次元空間内の配置関係を含む相互関係があらかじめ設定されたノードツリー情報と、下位描画関数を含み前記ＧＵＩ画面を構成するＧＵＩ部品と前記ノードとの対応関係をあらかじめ規定した対応テーブルと、を記憶する記憶部と、
   前記対応テーブルを参照して、各ノードに対応するＧＵＩ部品を特定する部品特定部と、
   前記下位描画関数を前記ＧＰＵの描画命令に置換する命令置換部を有するとともに、前記ノードツリーを参照し、前記特定されたＧＵＩ部品を前記ＧＰＵの描画命令に変換して、前記ＧＰＵに出力する命令変換部と、
   前記命令置換部により置換された複数の描画命令を所定の処理種別毎にバッファリングし、バッファリングされた複数の描画命令をまとめる命令整理部と、
   を備えたことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記処理種別は、前記ノードに適用されるエフェクトあるいは状態変更であることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. ＧＰＵを有し、前記ＧＰＵを用いて表示部にＧＵＩ画面を表示させる情報処理装置で実行される情報処理方法であって、
   前記情報処理装置は、前記ＧＵＩ画面に対応する仮想的な３次元空間内に配置される複数のノードについて前記３次元空間内の配置関係を含む相互関係があらかじめ設定されたノードツリー情報と、下位描画関数を含み前記ＧＵＩ画面を構成するＧＵＩ部品と前記ノードとの対応関係をあらかじめ規定した対応テーブルと、を記憶した記憶部を有し、
   前記対応テーブルを参照して、各ノードに対応するＧＵＩ部品を特定する部品特定ステップと、
   前記下位描画関数を前記ＧＰＵの描画命令に置換する命令置換ステップを有するとともに、前記ノードツリーを参照し、前記特定されたＧＵＩ部品を前記ＧＰＵの描画命令に変換して、前記ＧＰＵに出力する命令変換ステップと、
   前記命令置換ステップにおいて置換された複数の描画命令を所定の処理種別毎にバッファリングし、バッファリングされた複数の描画命令をまとめる命令整理ステップと、
   を含む、ことを特徴とする情報処理方法。
4. ＧＰＵを有し、前記ＧＰＵを用いて表示部にＧＵＩ画面を表示させる情報処理装置を制御するためのコンピュータに実行される制御プログラムであって、
   前記情報処理装置は、前記ＧＵＩ画面に対応する仮想的な３次元空間内に配置される複数のノードについて前記３次元空間内の配置関係を含む相互関係があらかじめ設定されたノードツリー情報と、下位描画関数を含み前記ＧＵＩ画面を構成するＧＵＩ部品と前記ノードとの対応関係をあらかじめ規定した対応テーブルと、を記憶した記憶部を有し、
   前記コンピュータに、
   前記対応テーブルを参照して、各ノードに対応するＧＵＩ部品を特定する部品特定ステップと、
   前記下位描画関数を前記ＧＰＵの描画命令に置換する命令置換ステップを有するとともに、前記ノードツリーを参照し、前記特定されたＧＵＩ部品を前記ＧＰＵの描画命令に変換して、前記ＧＰＵに出力する命令変換ステップと、
   前記命令置換ステップにおいて置換された複数の描画命令を所定の処理種別毎にバッファリングし、バッファリングされた複数の描画命令をまとめる命令整理ステップと、
   を実行させることを特徴とする制御プログラム。

Images