JPH02272684A - 画像処理装置およびそのスパン・データ生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、多くの３次元グラフィックス・システムで
用いられている、スクリーンへの描画のための内部表現
データであるスパン・データを高速に生成する手法に関
するものである。このスパン・データ生成法は効率のよ
い双曲線発生器を用いることを特徴としており、大きな
記憶領域や計算量を必要とした従来の方式に比べて、効
率の高い生成方式である。

Ｂ、従来の技術 まず、表記法を説明する。今後とくに断わらない限り、
本文章ではこの表記法を用いるものとする。参照する図
中の直交座標系（スクリーン座標系）においては、便宜
的に座標軸の向きを通常のスキャンライン（ラスタ）走
査方向、つまりＸ座標値は左から右へ増加し、ｙ座標値
は上から下に増加するものとする。×ｏ、ｙｎをそれぞ
れｎ番目の頂点の画面（スクリーン）上のｘ、ｙ座標と
し、Ｚｎをｎ番目の頂点のデプス値とし、ｉｎをｎ番目
の頂点の輝度の値とする（第１図）。もちろん、カラー
がサポートされているときは、一つの点あたりの輝度値
の数は、例えば赤、緑、青につきそれぞれ一つずつとい
うように、複数になる。ここでは、簡単のため一点あた
りの輝度値は一つとする。グーロー・シェーディング（
Ｇｏｕｒａｕｄ　Ｓｈａｄｉｎｇ）では、このように画
面上のポリゴンの各頂点で指定されたデプス値や輝度の
データを画面上で線形に補完して描画する。この際はと
んどのシステムで、まずスパン・データをスキャンライ
ン毎に作成し、それからスパン・データをスキャンライ
ン方向に展開する（多くのエンジニアリング・ワークス
チーシランでは、このスパン・データの展開をハードウ
ェアで実行している）。ここで、スパン・データという
のは描こうとしているポリゴンのうち特定のスキャンラ
インに掛かフでいる部分を表現するデータで、通常以下
のようなデータを含んでいる（第２図）。

（ＸＬ、ＸＲ，ＺＬ＋ｄＺ、　ＩＬｌｄＩ）ＸＬ、ＸＲ
はスパンの両端のｘＪＩ標を表わし、今は便宜上それぞ
れ左端、右端とする。ＺＬ、ＩＬはそれぞれｘＬにおけ
るデプス値、輝度値を表わす。ｄＺ、ｄＩはＸＬ側から
ＸＲ側へスキャンライン上で、１ピクセルずれたときの
デプス値、輝度値の変化量（差分：線形補完なので定数
）を表わす。よって、スパン・データの展開はＸＬから
ＸＲに向かって、デプス値と輝度値にそれぞれｄＺ、ｄ
Ｉをピクセル毎に加算することによって行われる。コン
スタント・シェーディングの場合は、同一のポリゴン内
では輝度一定で色づけを行なうので、上記の説明からｄ
Ｉについての記述を削除したものとなっている。今、ス
キャンラインのＹｎ　（ｙ座標がＹｎ）を考えるとする
と、スキャンラインがどれであるか明示的にわかるよう
に以下のようなスパン・データの記述も採用する。

（ＸＬｎ、ＸＲｎ、ＺＬ、ｌ、ｄＺ、、　ｌＬｒ１．ｄ
Ｉｌｌ）スパン・ジェネレーシヨン（Ｓｐａｎ　Ｇｅｎ
ｅｒａｔｉｏｎ）というのはこのようなスキャンライン
毎のスパン・データをポリゴン・データ（ポリゴンの頂
点のスクリーン座標や頂点におけるデプス値や輝度値）
から生成することを指す。

次にスパン・ジエネレーシ５ンの従来の方法について述
べる。高速性が要求される場合のスパン・ジエネレーシ
ッンは従来、大きく分けて以下の二つの方法で行われて
いる。

第１の従来方法 ポリゴンをまず三角形に分割する（第３図）。これによ
り三角形のスパン・ジェネレーシヨンに帰着させること
ができる。“そこで、三角形のスパン・ジェネレーシヨ
ンについて述べる。第４図の三角形において、今、便宜
的にＸ２＜Ｘ３１　Ｍ＋＜ｙ２＜Ｙ３とし、上方からつ
まりｙｌの頂点からスパン・ジエネレーシ５ンを行なう
ものとする。考えているスキャンラインのｙ座標をＹｎ
とする。

ｙｌ＜＝Ｙｎ〈：ｙ２において、スパン・データはどな
る。ここで、ｄｚ＋３．ｄｉ＋３は表記を整えるために
導入している。Ｙｎのスキャンラインのスパン・データ
ｎから、Ｙ（。匂）のスキャンラインのスパン・データ
（ｎ＋１）を求めるとすると（Ｙ（ｈ＋Ｈ”Ｙｎ”１、
　　Ｙ＋ｎ＋ｔ＋＜：ｙ２　） となり、ｄＸｔ２＋ｄｘ＋３＋ｄＺ＋２＋ｄｚｃ＋ｄｉ
ｔ２＋ｄｉｃはｎによらない定数だから、スパン・デー
タ（ｎ＋１）は４回の加算でスパン・データｎから求め
られることがわかる。

同様に、ｙ２＜＝Ｙｎ＜：ｙｓにおいて、スパン・デー
タは となる。

この方式だと、先程述べたように通常４回の加算で次々
にスパン・データを生成することができる。しかし、ポ
リゴンを三角形に分割するため、ポリゴン・データの数
が大幅に増大し、三角形のスパン・ジェネレーション自
身は高速だが、それを繰返す回数が大幅に増加するし、
生成されるスパン・データの数もそれに応じて増大し、
スパン・データを展開する（ピクセル毎のデータにする
）手間も増える。また、描画毎にポリゴンを三角形に分
割する手間を省くには、三角形に分割されて増加したポ
リゴン・データを保持しておかなくてはならず、大きな
記憶領域を必要とする。

第２の従来方法 この方法では、ポリゴンを三角形に分割はしない。基本
的には、まず、スパンの両端つまりＸＬ。

ＸＲに当たる点（ポリゴンの辺上の点）での、デプス値
と輝度値を、その点の属する辺の端点からの線形補完で
求める。次に、デプス値と輝度値について、両端での値
の差をスパンの長さ（ＸＲ−ＸＬ）で割って、スキャン
ライン方向の１ピクセルあたりの変化量を求める。もう
少し具体的に述べる。通常ｙ座標の若いスパンから生成
しているので、ここでもそれに倣うこととする。今、ス
パンの左端が辺ＰＱ上、右端が辺Ｒ３上にあり・点Ｐ・
Ｑ・Ｒ，ＳのＬｙ座標、デプス値、輝度値を以下の通り
とする（第５図）。

ｗａｘ（ａ、ｂ）、ｗｉｎ（ａ、ｂ）はａ、ｂ　（１）
内、それぞれ大きい方、小さい方の数値を返す関数）に
おけるスパン・データｎは （Ｘｐ＋ｙｐ＋Ｚｐ＋　ｆｐ） （Ｘ＋＋ｙｑ＋Ｚ＋＋Ｌ） （Ｘｒ＋ｙｒ＋Ｚｒ、１ｒ） （Ｘ□Ｙｓ＋Ｚｓ＋１ｊ 但し）ｙｐ＜ｙｑ、ｙｒ＜ｙｓ スパンの右端のデプス値と輝度値をそれぞれＺＲ＋ＩＲ
とする。

ｍａＸ（ｙｐ＋：／ｒ）＜”Ｙｎ＜”１ｌｎ（／ａ＋Ｙ
ｊ　　（ここで、となる。Ｙｎのスキャンラインのスパ
ン番データｎから、Ｙ（。や菫）のスキャンラインのス
パン・テ°−タ（ｎ＋１）を求めるとすると（Ｙｆｎ＋
１）＝Ｙｎ”ＬＹ（ｎ＋ｎ〈＝ｍｉｎ（ｙ＋＋ｙｓ）　
）、ン・データｎから求められることがわかる。ポリゴ
ンの形状が第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）のよ
うな場合には、先はどの ｍａｘ（ｙｐ＋ｙｒ）＜”Ｙｎ〈＝ｍｉｎ（ｙｑ＋ｙｓ
）となるＯ　ｄＸｐｑ＋ｄＸｒｓ＋ｄＺｐｑ＋ｄＺｒｘ
＋ｄＬｑ＊ｄｌｒｓはｎによらない定数だから、この結
果よりスパン・データ（ｎ＋１）は１０回の加減算と２
回の割り算でスパの条件からも判るように、図中のＡ、
Ｂ、Ｃ，Ｄの領域の順に前記の漸化式に従ってスパン・
データが生成される。尚、この副領域への分割は画面上
のｙ座標値のみによる分割（スキャンライン方向の分割
）なので、難しくはない。

この方式を用いた場合は、第一の方法とは違いスパン・
データは増加しないし、分割したポリゴン・データを保
持しておく必要はない（スパン・ジェネレーション時に
同時に、スキャンライン方向の分割を行なうことは、た
いした負荷ではない）。しかし、スパン・データｎから
スパン・データ（ｎ＋１）を求める前述の漸化式には２
回の割り算が含まれており、効率が悪い。特に、スパン
・ジェネレーションをハードウェア化しようとする際に
は大きなネックとなる。

Ｃ６発明が解決しようとする問題点 この発明は、従来技術の第二の方法の問題点を解決し、
高速なスパン・ジェネレーション方式を提供し、三次元
物体の高速描画を可能にすることを目的とする。

Ｄ１問題点を解決するための手段 従来技術の第二の方法の説明の式（２，２）の漸化式が
割り算を実行することなく効率よく計算できれば、記憶
容量やポリゴン・データや生成されるスパン・データの
少なさでは、第二の方法の方が第一の方法よりも勝って
いる。そこで、この発明では式（２，２）の漸化式の計
算を双曲線発生器を用いて、効率よく実行する方法を示
す。

式（２，２）で問題となるのは、ｄＺ、ｄＩの計算であ
る。この両者の計算式は全く同じ形をしているので、こ
こより、ｄＺの計算法の改良について述べ、ｄＩについ
ては結果のみに止める。従来技術の第二の方法の説明の
ところと同じ表記法を用いるとする。

式（２，１）より、 Ｚｎ ＝　（（ｚｒ−ｚｐ）＋ｄｚｒｓ（Ｙｎ−ｙｒ）−ｄｚ
ｐａ（Ｙｎ−ｙｐ））／　（（ｘｒ−ｘｐ）＋ｃ＋ｘｒ
ｓ（Ｙｎ−ｙｒ）−ｄｘｐｑ（Ｙｎ−ｙｐ））・・・（
４，１） （ｙｒ＋−ｙｐ）で整理して、 ｄＺ、＝ （（ｄｌｒｓ−ｄＺｐＪ　（ｙｎ−ｙｐ）　＋　（ｚｒ
−ｚｐ）◆ｄＺｒｓ　（ｙｐ−ｙｒ）　）／　（（ｄＸ
ｒｓ−ｄＸｐ、）（Ｙｎ−ｙｐ）”（Ｘｒ−Ｘｐ）”ｄ
ｘｒ＊（Ｙｐ−ｙｒ））・・・（４，２） これは（ｙｎ−ｙｐ）について、−次分数関数の形をし
ている。整理して、 ｄ”（Ｘｒ−Ｘｐ）＋ｄＸｒｔ（ｙｐ−ｙｒ）二（４，
３）さらに、変数変換して書き直すと、 となる。この式はｙｚ平面での直角双曲線を示している
。そこで、Ｙｎに対応するＶ　＋　ＺをＹｎ＋Ｚｎと書
くことにすると、ＹＩ、、ｄＺｒｌからｄＺい＋１）　
を求める際は、Ｙ　（ｎ。ｌ）”Ｙｎ”ｌだから、Ｖ　
（ｎヤ１〉”Ｖｎ”１であるＹ（ｎ＋１＋に対応するＺ
（ｎや１）、つまりｙｚ平面での直角双曲線上でｙ座標
が１ｔ！け進んだ点を求めればよい。式（４，４）の双
曲線をｙｚ平面で描くことは、ｙと２１つまりはＹ。と
ｄＺｎの対応をつけることに他ならない。Ｙ、ｄＺとも
に実際に使用するのは固定小数点の離散数値であるから
、ｙ、ｚも固定小数点の離散数値でよく、式（４，４）
の双曲線の描画には正にスクリーン上に双曲線を表示す
るための双曲線発生器を使用することができる。

固定小数点演算のみの効率のよい双曲線発生器の方式は
多く考案されており、例えば、特開昭６１−２６１７７
９号公報の二次曲線発生方法や、特願昭６３−５９５６
９号明細書の直角双曲線発生器を用いることができる。

前者では一般の二次曲線生成法が述べられているので、
その二次曲線を式（４，４）の双曲線に設定すればよい
。また、後者では直角双曲線発生法が述べられているの
で、それを式（４，４）に設定すればよい。もちろん、
他の二次曲線発生法、双曲線発生法も使用できる。

式（４，２）においてＹｎ−ｙｐについて式を整理した
が、Ｙｎ−ｙｒで行なっても構わない。その時はＹ’＝
Ｙｎ−Ｙｒで式（４，４）は となる。式（４，４）　、　（４，５）でｄＺｎが順次
に計算できるのは、 ｍａＸ（ｙｐ、ｙｒ）＜”Ｙｎ＜”ｍ１ｎ（ｙａ＋Ｙｊ
の範囲である。便宜的に、Ｙ’＝Ｙｎ−ｍａｘ（ｙｐ＋
ｙｒ）と採ることにして、今ｙｐ＞ｙｒ　とすると　（
つまりＹＩ；Ｙｎ−ｙｐ）、式（４，４）を使用するこ
とになる。結局、式（２，２）の漸化式に対応するもの
は（Ｙ（川）：Ｙｎ＋１〈＝ｍｔｎ（ｙｑ、ｙＪ）、 ｄＺについては で前述のような双曲線発生器を作動させて、ｄＺ＝ｚ＋
ｅｚ、　ｅｚ＝（ａ／ｃ）　　−−−（ｔ、ｇ）より、
Ｙ＝ｙｐ”ｌ　（ｙｚ（ｄ／ｃ）＋１）に対するｄＺ、
　　次にＹ”ｙｐ”２　（ｙｚ（ｄ／ｃ）”２）に対す
るｄＺというように順次求める。

ｄＺ（ｎ＋＋＋　はＹ＝Ｙ（ｒｌ＋１）　に対するｄＺ
　として求まる。

ｄＩについても同様に ｙｚ−に＝０ ている。Ｃ＝Ｏの場合は式（４，３）から、ｄＺ、＝（
ａ／ｄ）Ｙ’＋（ｂ／ｄ） 故に、 で前述のような双曲線発生器を作動させて、ｄＩ＝ｚ＋
ｅ＋＋　ｅ＋＝（ａ／ｃ）　　”（４，１０）より、Ｙ
”ｙｐ”ｌ　（ｙ＝（ｄ／ｃ）＋１）に対するｄＩ、次
にＹ”ｙｐ＋２　（ｙ　＝（ｄ／ｃ）　＋２）に対する
ｄＩ　という　ように頭次求める。

ｄＩ　（ｎ＋　＋１はＹ＝Ｙ（ｎ＋＋＞　に対するｄＩ
　として求まる。

尚、上記の方式ではＣ”ｄＸｒ＊−ｄＸｐｑＦ’ｏを仮
定しとなる。ｄＩについても同様である。

従来技術の第二の方法の説明で第６図を使って述べたよ
うに、第６図のようなポリゴンからスパン・データを生
成する際は領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに分けながら、そして各
々の領域の内部で上記の手順を使ってスキャンライン毎
にスパン・データを生成する。その際、三角形の形状の
領域（第６図（ａ）のＡ、Ｄや第６図（ｂ）のＡなど）
については従来技術の第一の方法を用いる。つまり、ｄ
Ｚ、、ｄＩ、、は定数である（Ｙ、によらない）ので曲
線発生器で求める必要はない。

Ｅ、実施例 以下この発明の実施例について第７図および第８図を参
照して説明する。

第７図はこの発明の実施例のシステム構成を示している
。この第７図において、ホスト・コンピュータ１上でグ
ラフィックス・アプリケージ５ンが実行され、ジオメト
リツク・プロセッサ２にワールド座標表示のポリゴン・
データ、すなわちポリゴンの各頂点の座標および輝度情
報（色情報）が供給されている。ジオメトリツク・プロ
セッサ２はワールド座標を透視変換、スケール変換して
、スクリーン上の座標およびデプス値に変換する。また
、ここでクリッピングも実行される。スパン・データ生
成部３は前述した手法でスクリーン上のポリゴン・デー
タからそのポリゴンが掛かっているスキャンライン毎の
スパン・データを生成している。スパン・データ生成部
３は内部で前処理演算部６とスパン内挿器７に別れてお
り、スクリーン上のポリゴン・データはジオメトリツク
・プロセッサ２から前処理演算部６に渡される。前処理
演算部６は第６図のようにポリゴンを分割し、分割され
たポリゴン毎にスパン・データを生成するためのパラメ
ータを計算し、スパン内挿器７にセットする。スパン内
挿器７はセットされたパラメータを使って分割されたポ
リゴンのスパン・データをスキャンライン毎に生成する
。

ラスタライザ４はスパン・データを使ってピクセル毎の
デプス値と輝度値を線形補完によって計算し、デプス・
バッファ法による陰面のチエツクを行なう。陰面のチエ
ツクの結果、ピクセルのデータが可視であれば、それら
をフレーム・バッファ５に格納する。

つぎにこの発明の中心になっているスパン・データ生成
部３における処理について、もう少し詳しく述べること
にする。但し、本実施例ではスパン内挿器７内で用いる
双曲線発生器としてＦＪ易な構成で実現できるｘｙ＝に
の形の直角双曲線発土器を用いるものとする。

前処理演算部６は第６図のようにスキャンライン方向で
ポリゴンを三角形または台形のポリゴンに細分割する。

そして、各々の細分割されたポリゴンについてスパン・
データを生成するためのパラメータを計算する。細分割
された部分が三角形の場合は、式（１，２）のｄＸＩ２
＋ｄＸＩ３＋ｄＺＩ２＋ｄｆ　１２＋ｄＺＣ＋ｄｉ（Ｈ
に相当するパラメータを計算し、台形の場合には、式（
４，６）のｄＸｐｑ＋ｄＸｒ＊＋ｄＺｐ＋ｎｄｌｐｑに
相当するパラメータと式（４，７）と式（４，９）の双
曲線を直角双曲線発生器で発生させるためのパラメータ
と式（４，８）の８２と式（４，１０）の８１　を計算
する。

第８図にスパン内挿器７の構成を示す。スパン内挿器で
はスパン・データのすべての構成要素が高速にスキャン
ライン順に生成される。複数の加算器や双曲線発生器を
内蔵しているが、これは高性能なスパン内挿器を想定し
ているためである。

もちろん、あまり高性能を狙う必要がなければ、加算器
や双曲線発生器内の演算部は時分割で共用して数を減ら
すことが可能である。第８図に沿って説明をする。

タイミング・コントロール部１１は各ブロックの動作タ
イミングを制御している。インターフェイスＩＦＩは前
処理演算部６とのインターフェイス部で、スパン・デー
タ生成に必要なパラメータを受は取りパラメータ・バス
１２を使って内部のレジスタＲＥＧやカウンタ１３やモ
ード・フラグ１４にセットする。また、前処理演算部６
に細分化されたポリゴンのスパン・データの生成が終了
したことを知らせる。インターフェイスＩＦ２はラスタ
ライザ４とのインターフェイス部で、生成したスパン・
データ（ｙ座標を含む）をラスタライザ４に出力する。

モード・フラグ１４は三角形と台形のスパン・データ生
成の動作を切替るフラグである。三角形のモードに設定
されると、タイミング・コントロール部１１は二つの直
角双曲線発生器１５および１６を無視し、セレクタ５Ｅ
Ｌ５とセレクタ５ＥＬ６はレジスタＲＥＧ９とレジスタ
ＲＥＧＩＯを選択しインターフェイスＩＦ２に出力する
。台形のモードに設定されると、タイミング・コントロ
ール部１１は二つの直角双曲線発生器１５および１６と
他のブロックの同期をとりながら全体を制御し、セレク
タ５ＥＬ５とセレクタ５ＥＬ６は加算器ＡＤＤ５と加算
器ＡＤＤ６の出力を選択しインターフェイスＩＦ２に出
力する。カウンタ１３は初期値として細分化されたポリ
ゴンの上方のｙ座標値が与えられ、現在生成しているス
パン・データのｙ座標値をカウント・アップで求め、イ
ンターフェイスＩＦ２に出力している。レジスタＲＥＧ
ＩＩには下方のｙ座標値が設定される。比較器１７はカ
ウンタ１３の値とレジスタＲＥＧＩＩの値を比べ、一致
するとタイミング・コントロール部１１とインターフェ
イスＩＦＩに知らせ、タイミング・コントロール部１１
はスパン・データの生成をそこまでで停止し、インター
フェイスＩＦＩは前処理演算部６に次の細分化されたポ
リゴン用のパラメータの設定を要求する。

加算器ＡＤＤＩとレジスタＲＥＧＩとレジスタＲＥＧ２
とセレクタ５ＥＬＩは組み合わされて等差級数を計算す
る回路を構成している。ここで、スパン・データのＸＬ
の生成を行う。レジスタＩ、ＥＧＩにはスキャンライン
が１本下にずれた時にＸ、の変化量が設定される。つま
り、三角形モードならｄＸ　Ｉ　２　、台形モードなら
ｄＸｐｑが設定される。セレクタ５ＥＬＩはレジスタＲ
ＥＧ２に前処理演算部６からの初期値を設定する時のみ
、パラメータ・バス１２側を選択する。その際にレジス
タＲＥＧ２に最初のスキャンラインのＸＬの値つまり細
分化されたポリゴンの上部左側のＸ座標値を設定する。

また、この値はインターフェイスＩＦ２にも出力され、
最初のスパン・データのＸＬ　として使われる。次のス
キャンラインのスパン・データのＸＬは加算器ＡＤＤＩ
でレジスタＲＥＧＩとレジスタＲＥＧ２の内容が加算さ
れて求められ、インターフェイスＩＦ２に出力される。

また、同時にレジスタＲＥＧ２はセレクタ１を通して新
しいＸＬで更新される。レジスタＲＥＧＩの内容を足し
入れてはレジスタＲＥＧ２を更新する動作を繰り返して
、次々にスキャンライン順にＸＬを生成する。

加算器ＡＤＤ２や加算ＭＡＤＤ３や加算器ＡＤＤ４を含
む回路部分でも加算器ＡＤＤＩを含む等差級数発生回路
と同じように働き、それぞれＸＲ，ＺＬ、ＩＬを生成す
る。

もちろん、四つの等差級数発生回路はスキャンライン毎
に同期しながら値を生成する。

加算ＷＡＤＤ５と直角双曲線発生器１５とレジスタＲＥ
Ｇ９とセレクタ５ＥＬ５は組み合わされてｄＺ　を生成
する回路を構成している。スキャンライン方向で細分化
されたポリゴンが三角形つまり三角形モードのときはｄ
ｚｃがレジスタＲＥＧ９に設定され〜スキャンラインの
位置に関係なくレジスタＲＥＧ９の中の同じ値が前述の
ようにセレクタ５ＥＬ５を通してインターフェイスＩＦ
２に出力され続ける。細分化されたポリゴンが台形つま
り台形モードの場合はｅ、がレジスタＲＥＧ９に設定さ
れ、式（４，７）の双曲線を発生するように直角双曲線
発生器１５が初期化される。直角双曲線発生器１５は式
（４，７）の２を加算器ＡＤＤ５に出力し、加算器ＡＤ
Ｄ５によってｅ工が加算されセレクタ５ＥＬ５を通して
インターフェイスＩＦ２にｄＺとして出力される。スキ
ャンライン毎に直角双曲線発生器１５は式（４，７）の
ｙをまたけインクリメントした時の２の値を出力する。

これにより、スキャンライン類にｄＺを発生する。なお
、式（４，７）のＣが０になる場合つまり式（４，１１
）に沿ってｄＺを生成する必要がある場合は、レジスタ
ＲＥＧ９には０を設定し、直角双曲線発生器１５をパラ
メータの設定で式（４，１１）に従う等差級数発生回路
として動作させる。直角双曲線発生器１５からタイミン
グ・コントロール部１１への結線は四つの等差級数発生
回路とｄＺ生成回路がスキャンライン毎に同期して値を
生成するための信号で、双曲線発生器１５が新しい値の
生成を終えたことを示す。

同様に、加算器ＡＤＤ６と直角双曲線発生器１６とレジ
スタＲＥＧＩＯとセレクタ５ＥＬ５からなる回路がｄＩ
を生成する。

尚、双曲線発生Ｍ１５および１６はフレーム・バッファ
に実際に二次元の双曲線を描く回路と共用することも可
能である。

Ｆ６発明の詳細 な説明したようにこの発明によればポリゴンを四角形の
部分に分割しながらスパン・データを生成する際に必要
な除算演算を双曲線発生器を用いることにより省略した
ので極めて高速にスパン・データを生成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図および第６図
は従来のポリゴン・データ発生手法を説明する図、第７
図はこの発明の実施例を全体として示すブロック図、第
８図は第７図の実施例のスパン内挿器の構成例を示すブ
ロック図である。 １・・・ホスト・コンピュータ、２・・・ジオメトリツ
ク・プロセッサ、３・・・スパン・データ生成部、４・
・・ラスタライザ、５・・・フレーム・バッファ、６・
・・前処理演算部、７・・・スパン内挿器、１５および
１６・・・直角双曲線発生器、ＡＤＤＩ、ＡＤＤ２、Ａ
ＤＤ３およぶびＡＤＤ４・・・加算器。 ｆｘ４．ｙ４，２４．ｉ４］ ｆリプンｈＪメヤリフ゛シ・データ 第１図 出願人　　日本アイ・ビー・エム株式会社復代理人　　
弁理士　　澤　１）俊　夫「リフー：／ふよび゛スノ、
′ン 第２図 （ａ） 第４！！Ｖ （ｂ） （ｃ） 三角形介壽ｊの例 第３図 びりフ゛シの二辺膿−２．？：スノζン生成第５１ｉ！
！１ （ａ） （ｂ） ホ０り丁ンＱスキャレライン方向／）釉ヒナ側策６図 （ｃ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリーンにおけるポリゴンの各頂点の座標情報
   および輝度情報に基づいて、上記スクリーンの走査線ご
   とに、当該走査線と上記ポリゴンとの一対の交点に関す
   る座標情報および輝度情報からなるスパン・データを生
   成する画像処理用スパン・データ生成装置において、 上記交点の一方の、走査線方向座標の座標値を生成する
   第１の直線発生手段と、 上記交点の他方の、走査線方向座標の座標値を生成する
   第２の直線発生手段と、 上記交点の一方の、奥行方向座標の座標値を生成する第
   ３の直線発生手段と、 上記交点の一方の、輝度値を生成する第４の直線発生手
   段と、 上記走査線に沿う上記奥行値の差分を生成する第１の直
   角双曲線発生手段と、 上記走査線に沿う上記輝度値の差分を生成する第２の直
   角双曲線発生手段とを有することを特徴とする画像処理
   用スパン・データ生成装置。
2. （２）スクリーンにおけるポリゴンの各頂点の座標情報
   および輝度情報に基づいて、上記スクリーンの走査線ご
   とに、当該走査線と上記ポリゴンとの一対の交点に関す
   る座標情報および輝度情報からなるスパン・データを生
   成する画像処理用スパン・データ生成装置において、 上記ポリゴンを走査線に沿って分割して三角形または四
   角形のサブポリゴンを生成する手段と、走査線が三角形
   のサブポリゴンに属するか四角形のサブポリゴンに属す
   るかを判別して指示する指示手段と、 上記交点の一方の、走査線方向座標の座標値を生成する
   第１の直線発生手段と、 上記交点の他方の、走査線方向座標の座標値を生成する
   第２の直線発生手段と、 上記交点の一方の、奥行方向座標の座標値を生成する第
   ３の直線発生手段と、 上記交点の一方の、輝度値を生成する第４の直線発生手
   段と、 上記指示手段が三角形を指示するとき、上記走査線に沿
   う上記奥行値の差分として第１の定数を出力する第１の
   定数発生手段と、 上記指示手段が四角形を指示するとき、上記走査線に沿
   う上記奥行値の差分として第１の直角双曲線信号を出力
   する第１の直角双曲線発生手段と、 上記指示手段が三角形を指示するとき、上記走査線に沿
   う上記輝度値の差分として第２の定数を出力する第２の
   定数発生手段と、 上記指示手段が四角形を指示するとき、上記走査線に沿
   う上記輝度値の差分として第２の直角双曲線信号を出力
   する第２の直角双曲線発生手段とを有することを特徴と
   する画像処理用スパン・データ生成装置。
3. （３）上記直角双曲線発生手段は加算器と、この加算器
   の第１の入力に接続されたレジスタと、上記加算器の第
   ２の入力に接続された、両漸近線を両座標軸とする基本
   直角双曲線発生器とから構成される特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の画像処理用スパン・データ生成装
   置。
4. （４）上記基本直角双曲線発生器は漸化式に基づいて直
   角双曲線を発生する特許請求の範囲第３項記載の画像処
   理用スパン・データ生成装置。
5. （５）上記直線発生器は、出力を第１の入力に帰還させ
   た加算器と、この加算器の第２の入力に接続されたレジ
   スタとからなる等差級数発生手段とから構成される特許
   請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記載の
   画像処理用スパン・データ生成装置。
6. （６）世界座標表示のポリゴン・データをスクリーン上
   のポリゴン・データに変換する手段と、上記スクリーン
   上のポリゴン・データに基づいて、上記スクリーンの走
   査線ごとに、当該走査線と上記ポリゴンとの一対の交点
   に関する座標情報および輝度情報からなるスパン・デー
   タを生成する手段と、 上記スパン・データに基づいて上記スクリーン上のピク
   セル値を生成する手段と、 上記ピクセル値に基づいて画像表示装置に画像を表示さ
   せる表示制御手段とを有し、さらに、上記スパン・デー
   タを生成する手段は、 上記交点の一方の、走査線方向座標の座標値を生成する
   第１の直線発生手段と、 上記交点の他方の、走査線方向座標の座標値を生成する
   第２の直線発生手段と、 上記交点の一方の、奥行方向座標の座標値を生成する第
   ３の直線発生手段と、 上記交点の一方の、輝度値を生成する第４の直線発生手
   段と、 上記走査線に沿う上記奥行値の差分を生成する第１の直
   角双曲線発生手段と、 上記走査線に沿う上記輝度値の差分を生成する第２の直
   角双曲線発生手段とを有することを特徴とする画像処理
   装置。