JPH07271342A - ３次元スプライト描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３次元方向の移動、回転、拡大を可能にし、
３次元スプライトとなるボクセルキャラクタを実現す
る。 【構成】 ３次元グラフィック回路６で、背景画を生成
し、Ｚバッファ７ｂは隠面処理に利用される。ボリュー
ムレンダリング回路１はボクセルキャラクタのグラフィ
ックを生成する。Ｚ値演算装置１３は、ボクセルキャラ
クタの各ピクセルの奥行きを計算し、Ｚ値比較回路４で
背景画の３次元グラフィックとボクセルキャラクタグラ
フィックの奥行きを判定する。２つのピクセルデータ入
力から制御信号によりそれらを合成して出力するための
映像合成回路５ａ又は切替えて出力するための映像切替
回路５ｂとを有している。これにより、奥行きのある３
次元グラフィックの任意の位置にボクセルグラフィック
を隠面処理して重ね合わせ可能な機能で実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元スプライト描画
装置に関し、より詳細には、３次元グラフィックの中を
ドット毎に奥行き判定し、他のグラフィック生成手段と
は独立に動作し、制御レジスタを操作することにより他
のグラフィックを操作することなしに３次元方向の移
動、回転、拡大を可能にした３次元スプライト描画装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオゲーム機などの２次元グラフィッ
クにはスプライトと呼ばれるグラフィックの細部を表現
し、かつ高速に動かせることの出来る機能が存在する。
例えば、特開昭６３−２８４５９３号公報の「走査型表
示装置のスプライト表示制御装置」は、パターンの再定
義を必要としないで画面上のキャラクタを円滑に移動で
きるようにするために、パターンの位置や種類等を定義
するスプライトアトリビュートテーブルの座標値を変換
するだけで、スプライトを表示画面中で移動できるよう
にしたものである。

【０００３】２次元グラフィックのビデオゲーム機の画
面には一般に、グラフィックの背景面として使われるグ
ラフィック機能であるバックグランド（以下、ＢＧと略
す）と、画面を動き回るちいさなグラフィックを表示す
るための機能であるスプライト（以下、ＳＰと略す）が
ある。ＢＧはあまり動きのない部分に使用されるもの
で、それを背景として任意の位置にＳＰを重ねることに
よりビデオゲームの動きを表現する。画面内で細かく動
き回ることのできるＳＰは、ビデオゲームなどの主人公
であるキャラクタを表現するためによく使われる。ま
た、キャラクタの異なるＳＰを交互に表示することによ
りアニメーション効果を得ることなどもできる。

【０００４】３次元のビデオゲーム機の構成は、ＢＧと
ＳＰとさらに奥行き処理を施された３次元グラフィック
（以下、ＰＧと略す）からなる。３次元グラフィックと
は、例えばポリゴンを用いてＺバッファ法などで隠面処
理をしたグラフィックなどである。ＢＧはＰＧのさらに
奥の映像として、つまりＰＧのポリゴンのない部分の映
像として、表示するので奥行きに関しての演算はしてい
ない。それに対し、ＳＰはＰＧと同定度の奥行きに表示
される。ゲームの主人公などがポリゴンで作られた３次
元空間内を移動する時などがこの場合である。このと
き、現行のビデオゲーム機ではＳＰが奥行きの情報を持
たないため、必ずＰＧの手前に来るか後ろに隠れるかに
固定される。ＳＰは基本的に背景画の中をビデオゲーム
の主人公のキャラクタが自由に移動できることを利点と
して使われている。そのため、回転拡大縮小機能などを
盛り込みひとつのＳＰでいろいろな状態を表現できるよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】奥行きを扱っている３
次元グラフィクにおいてＳＰは完全ではない。それは、
ＳＰはＰＧと同定度の奥行きに表示されるにも関わら
ず、ＳＰとＰＧの間で奥行きに関する隠面処理を行なっ
ていないためである。ゲームの主人公などがポリゴンで
作られた３次元空間内を移動する時、現行のグラフィッ
クシステムではプログラム中の計算によってＳＰがＰＧ
の手前か奥かを判断し、ＳＰの表示をＰＧの前か後ろか
を切替える必要がある。しかし、これでもまだ完全とは
いえない、なぜならＰＧはドット毎の奥行きを持つので
あるから、ＳＰとＰＧの前後関係はドット毎に処理する
べきなのである。

【０００６】ＳＰは基本的に背景画の中をビデオゲーム
の主人公が自由に、言い換えるとプログラムで判定する
ことなく、移動できることを利点として使われている。
しかし、３次元ビデオゲームなどでは背景画が２次元平
面であるＢＧから、３次元空間であるＰＧに置き換わっ
ているため、ＳＰは奥行き方向に対して自由に動くこと
ができない（隠面処理されない）。また、前後関係をド
ット毎に処理しても、物体としての厚みが表現されてい
ない点で完全な３Ｄ用のＳＰとはいえない。それは、Ｚ
軸方向の回転は可能だが、Ｘ，Ｙ軸方向の回転はできな
いからである。

【０００７】Ｘ，Ｙ方向の回転に関しては、Ｘ，Ｙ方向
の回転を施したデータを用意しておき、ＳＰの表示デー
タを書き換えることにより可能ではある。しかし、視点
が絶えず変わるような３次元グラフィックシステムでは
表示用データを書き換えるのに、時間的困難が発生す
る。また、回転を施したデータ分だけのＳＰを用意し、
表示されているＳＰを制御データを切替えることにより
回転を実現する方法もある。

【０００８】しかし、この場合には多くのＳＰを使用す
ることになり、ハードの物理的制限のあるＳＰでは、１
つのキャラクタで多くのＳＰを使用するため、多くのキ
ャラクタを扱うのは困難になる。また、両者にいえるこ
とだが、データを保存するのに非常に大きなデータ領域
を必要とする。従来の技術の課題は以下のようにまとめ
られる。 （課題１）ドット毎の奥行きに対する隠面処理が行なわ
れていない。 （課題２）データに物体としての厚みがないため、３次
元回転などは困難である。できるとしても、データの量
が大きくなる。

【０００９】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、ボクセルキャラクタはＢＧとドット毎の隠面
処理を実現し、また、３次元のデータ構造を有してお
り、１つのボクセルキャラクタを異なる視点から表示
し、実際に３次元空間に物体があるかのようにボクセル
キャラクタを回転することができるようにした３次元ス
プライト描画装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、３次元グラフィックの映像を生成する３
次元スプライト描画装置において、背景画を生成するた
めの３次元グラフィック回路と、その隠面処理に利用さ
れるＺバッファと、ボクセルキャラクタのグラフィック
を生成するためのボリュームレンダリング回路と、ボク
セルキャラクタの制御データを格納するためのボクセル
キャラクタ制御レジスタと、ボクセルキャラクタの形状
データを格納するためのボクセルキャラクタＲＡＭと、
ボクセルキャラクタの各ピクセルの奥行きを計算するた
めのＺ値演算装置と、背景画の３次元グラフィックとボ
クセルキャラクタグラフィックの奥行きを判定するため
のＺ値比較回路と、２つのピクセルデータ入力から制御
信号によりそれらを合成して出力するための映像合成回
路または切替えて出力するための映像切替回路とを有
し、奥行きのある３次元グラフィックの任意の位置にボ
クセルグラフィックを隠面処理して重ね合わせることを
特徴としたものである。

【００１１】

【作用】上記構成において、ボクセルグラフィックのＺ
値と３次元グラフィック回路のＺバッファの大小に応じ
て、ボクセルグラフィックのピクセル値と３次元グラフ
ィックのピクセル値を選択または合成する。これにより
ドット毎の隠面処理を実現でき、さらにＳＰの映像生成
にボクセルグラフィックを使用することにより立体的
な、つまり物体としての厚みのある３次元用のＳＰを生
成することができる。

【００１２】

【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明による３次元スプライト描画装置
の一実施例を説明するための構成図で、図中、１はボリ
ュームレンダリング回路、２はボクセルキャラクタ制御
レジスタ、３はボクセルキャラクタＲＡＭ（Ｒandom Ａ
ccess Ｍemory）、４はＺ値比較回路、５ａは映像合成
回路、６は３次元グラフィック回路、７ａ，７ｂはＺバ
ッファ、８ａ，８ｂはフレームバッファ、９は同期信号
発生回路、１０はＣＲＴ（陰極線管）、１１ａ，１１ｂ
は視野座標レジスタ、１２はメインＣＰＵ（中央処理装
置）である。

【００１３】３次元グラフィック回路６は、例えば、ポ
リゴングラフィック回路などであり、Ｚバッファを利用
して隠面処理された３次元の奥行きあるグラフィックを
生成する回路である。Ｚバッファ７ｂは、３次元グラフ
ィック回路６のデータ領域として使われるもので、ピク
セル毎の奥行きデータを保存するものである。ここで
は、Ｚバッファ方式の呼び名どおり、このようなバッフ
ァをＺバッファと呼ぶが、ピクセル毎にその奥行きデー
タまたはそれを加工したデータを保存するもの全てを含
むこととする。

【００１４】ボリュームレンダリング回路１は、既存の
技術であるボリュームレンダリング技術を使用したもの
であり、３次元の立方体で構成された立体データをもと
に、視点から見た２次元の映像を生成する装置である。
ボリュームレンダリング技術については既存の技術であ
るのでここでは言及しない。ボクセルグラフィックの生
成方法、つまりボリュームレンダリングの方法によって
はＺバッファ方式を利用するものもあり、その場合に
は、ボクセルキャラクタのＺ値としてボリュームレンダ
リング回路１内で使用されるＺ値が利用できる。この値
を一次的に保存しておくのがＺバッファ７ａである。

【００１５】バッファとしてフレームバッファ８ａ，８
ｂ、Ｚバッファ７ａ，７ｂを使用しているが、３次元グ
ラフィック回路６とボリュームレンダリング回路１は同
期して動作していないのが普通であり、また同期動作は
困難であるので、一度このようなバッファを通して二つ
の回路の出力の同期をとっている。この同期は一般に映
像出力と同じ同期信号を使うと便利であり、同期信号発
生回路９からの映像同期信号Ｈ，Ｖを使うことが多い。
Ｚ値比較回路４は、Ｚバッファから３次元グラフィック
とボクセルキャラクタのそれぞれのＺ値を受け、その値
を大小を比較し、映像合成回路５ａに制御信号を送る。
該映像合成回路５ａは、Ｚ値比較回路４の出力する制御
信号と３次元グラフィックとボクセルキャラクタのそれ
ぞれの色データを受け、それらの前後関係とａ値から色
合成する回路である。

【００１６】視野座標レジスタ１１ａ，１１ｂは３次元
グラフィック回路６やボリュームレンダリング回路１に
視点座標、視野ベクトルを指定するレジスタである。こ
の指定によりそれぞれの回路で作られる映像の視点が変
化する。このレジスタはふつう両方のレジスタに同じ値
を設定する。３次元グラフィックの視点とボリュームレ
ンダリングの視点が一致しないとおかしな画像になるか
らである。ただし、このおかしな画像も映像効果として
使用可能であるので、別々の視点を設定できるようレジ
スタを別々に用意してある。視野座標レジスタ１１ａ，
１１ｂ、ボクセルキャラクタ制御レジスタ２、ボクセル
キャラクタＲＡＭ３へのデータの設定はメインＣＰＵ１
２により行なう。該メインＣＰＵ１２はそれ以外にも、
３次元グラフィック回路６、ボリュームレンダリング回
路１の制御やデータ設定などを行なうが本発明の要部で
はないので省略してある。

【００１７】図２は、本発明による３次元スプライト描
画装置の他の実施例を示す図で、図中、５ｂは映像切替
回路、１３はＺ値演算装置で、その他、図１と同じ作用
をする部分は同一の符号を付してある。ボリュームレン
ダリング法がＺバッファ方式を利用しないものの場合に
は、図２に示したように、ボリュームレンダリング回路
１で生成したボクセルキャラクターのピクセル毎のＺ値
（Ｚバッファの内容と同意のもの）を算出する、Ｚ値演
算装置１３を設ける必要がある。

【００１８】図３〜図５は、ボクセルキャラクタのデー
タ構造の一例を示す図である。ボクセルキャラクタとは
単位立方体の集合で表されるキャラクタであり、この単
位立方体をボクセルと呼ぶ。図３は、ボクセルキャラク
タの大きさを６４×６４×６４＝２６２,１４４ボクセ
ルとした場合について示した図である。ボクセルキャラ
クタデータはボクセルキャラクタＲＡＭ３に格納する。

【００１９】図４は、ボクセルキャラクタＲＡＭの格納
アドレスの例を示す図である。図３の中の座標（０，
０，０）のボクセル情報をボクセルキャラクタＲＡＭ３
アドレスＡＤＲに、座標（１，０，０）をアドレスをＡ
ＤＲ＋１に、以下、Ｘ方向増加、Ｙ方向増加、Ｚ方向増
加の順にボクセルキャラクタＲＡＭ３を割り当ててい
る。１アドレスのワード幅はボクセル情報の大きさにな
る。例では、色情報Ｒ，Ｇ，Ｂ、各々８ビットと透明度
ａの８ビットの合計３２ビットとした。１つのボクセル
キャラクタデータは２６２,１４４×３２ビットあるの
で、１キャラクタでボクセルＲＡＭのアドレスを２６
２,１４４番地分（１６進数表現４００００Ｈ）で占有
する。ボクセルキャラクタＲＡＭ３には複数のボクセル
キャラクタが格納され、それぞれを区別するためにキャ
ラクタ番号を定義した。

【００２０】図５は、キャラクタ番号定義の例を示す図
である。例では、ボクセルキャラクタＲＡＭ３の０番地
から順にボクセルキャラクタ毎に０，１，２…と定義し
た。ボクセルキャラクタ制御レジスタ２には、表示キャ
ラクタ番号、配置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、回転値（θｘ，
θｙ，θｚ）、拡大値（Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚ）が保存され
る。この制御レジスタのデータを変えることでボクセル
キャラクタを任意の位置に表示することができる。

【００２１】図６〜図８（ａ）,（ｂ）は、ボクセルキ
ャラクタ制御データの例を示す図で、図６は配置座標デ
ータ、図７は回転値データ、図８（ａ）,（ｂ）は拡大
値データを各々示している。図中、１４はボクセルキャ
ラクタである。配置座標はボクセルキャラクタ１４をグ
ローバル座標のどの位置に配置するかを、回転値はボク
セルキャラクタのローカル座標軸に対していくら回転さ
せるかを、拡大値はボクセルキャラクタをローカル座標
軸方向にいくら拡大するかを決定するものである。

【００２２】３次元グラフィック回路６は視野レジスタ
から視点座標、視線ベクトルを読みだし、各種の処理を
しながら隠面処理したグラフィックをフレームバッファ
８ｂに生成する。図９（ａ）,（ｂ）は、３次元グラフ
ィック回路出力の例を示す図で、図９（ａ）はフレーム
バッファ出力、図９（ｂ）はＺバッファ出力を示してい
る。図中、１５はポリゴンクラフィックである。例え
ば、３次元グラフィック回路６がポリゴングラフィック
であるとすると、図９（ａ）に示すようなポリゴングラ
フィック１５をフレームバッファ８ｂに出力する。その
時のＺバッファは図９（ｂ）のようになる。ここでＺバ
ッファの値が０の部分はフレームバッファ８ｂに映像デ
ータが無いことを表し、ここにＢＧなどが合成される。
図９（ｂ）に示すＺバッファ中のｅ〜ｒの値は、奥行き
を表す１６ビットの値を仮に表したものであり、ｅを奥
行き最小、つまり手前としｆ，ｇと順に奥行きが大きく
なり、ｒを最大とするＺ値を示している。普通ポリゴン
グラフィックは図のようなポリゴンを複数使用して表示
するものであり、フレームバッファ８ｂ、Ｚバッファ７
ｂの内容は複雑なものになるが、ここでは説明を簡単に
するために省略してある。

【００２３】ボリュームレンダリング回路１はボクセル
キャラクタ制御レジスタ２からボクセルキャラクタの配
置座標、回転値、拡大値を、ボクセルキャラクタＲＡＭ
３からボクセルキャラクタデータを読み出し、ボリュー
ムレンダリング技術を使用することにより視点からみた
映像を生成する。生成の方法はボリュームレンダリング
技術であり、既存の技術なので省略する。図１０及び図
１１（ａ）,（ｂ）は、ボクセルキャラクタの例を示す
図で、図１０はグローバル座標中での配置、図１１
（ａ）,（ｂ）はボリュームレンダリング回路の出力
で、図１１（ａ）はフレームバッファ出力、図１１
（ｂ）はＺバッファ出力を示している。

【００２４】フレームバッファ出力は図１０，図１１に
示すようなボクセルキャラクタを視点から見た時の映像
である。また、この時のＺバッファ出力も図１１（ｂ）
に示した。図１１（ｂ）に示すＺバッファ中のａ〜ｃの
値は奥行きを表す１６ビットの値を仮に表したものであ
り、ａ＜ｂ＜ｃの順で奥行きの大きさを表すＺ値を示し
ている。図１０，図１１は図を簡単にするためにボクセ
ルキャラクタに垂直に視線ベクトルを配置している。ボ
リュームレンダリングではあらゆる方向の映像を生成で
きるのである。

【００２５】Ｚ値比較回路４、映像合成回路５ａは、図
９（ａ）,（ｂ）〜図１１（ａ）,（ｂ）のフレームバッ
ファ８をＺバッファの内容により合成するための回路で
ある。フレームバッファ８ａ，８ｂ、Ｚバッファ７ａ，
７ｂの値は、同期信号発生回路９のＨ，Ｖ信号に同期し
て、１ピクセル分のデータがＺ値比較回路４、映像合成
回路５ａに入力される。一般の映像生成回路の場合、１
つの映像生成回路にフレームバッファ８ａ，８ｂ、Ｚバ
ッファ７ａ，７ｂが２つづつ用意されており、３次元グ
ラフィック回路６がこれらのバッファに書き込んでいる
時は、映像出力は他のバッファから行なわれる仕組みに
なっている。図１に示す本発明の構成図でもこれと同様
な仕組みを有している。つまり、３次元グラフィック回
路６がフレームバッファ８ｂに出力している時は、もう
一つ別のフレームバッファ８ａから同期発生信号に同期
してデータを取り出している。

【００２６】Ｚ値比較回路４は、二つのＺバッファの値
を比較する。例えば、１６ビットのＺ値２つを比較し、
その結果、３次元グラフィック回路６側の奥行きが大き
い、つまり奥にある場合には“Ｈ”を、そうでない場合
には“Ｌ”の制御信号を発する。映像合成回路５ａはこ
の制御信号を受け映像信号を算出する。フレームバッフ
ァ８ａのＲＧＢ値をＣ１、ａ値をａ１、フレームバッフ
ァ８ｂのＲＧＢ値をＣ２、ａ値をａ２とすると、例え
ば、出力する映像信号の色Ｃの計算式は、以下のように
なる。

【００２７】（１）制御信号“Ｈ”の場合 ボクセルキャラクタが前面にあることになるので Ｃ＝Ｃ１×ａ１＋Ｃ２×（１−ａ１） （２）制御信号“Ｌ”の場合 ３次元グラフィックが前面にあることになるので Ｃ＝Ｃ２×ａ２＋Ｃ１×（１−ａ２） となる。ここでａとは透明度で、ピクセルがその奥にあ
るピクセルの色をどの程度反映するかを表す数値であ
る。ここでは、ａ＝１では不透明、ａ＝０では完全な透
明を表わしており、その間の値では奥のピクセルが透け
て見えるように処理されます。

【００２８】図１２（ａ）,（ｂ）は、図９（ａ）,
（ｂ）〜図１１（ａ）,（ｂ）の全ピクセル信号をＺ比
較回路４、映像合成回路５ａを通した結果の映像合成出
力を示す図である。図１２（ａ）は映像出力、図１２
（ｂ）はＺバッファの処理例を示す。このとき、奥行き
は、 ａ＞ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ ａ＜ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｐ ｂ＞ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｐ ｂ＜ｑ，ｒ ｃ＞ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｐ，
ｑ，ｒ とした。

【００２９】図１２（ｂ）に示すＺバッファの処理例
は、図１０，図１１（ａ）,（ｂ）のＺバッファと図９
（ａ）,（ｂ）のＺバッファに対し、Ｚ値比較処理し、
奥行き値の小さいものを結果として書いたものである。
例えば、図１２（ｂ）の２行７列目のピクセルにおける
これらの処理は以下のようになる。図１０，図１１
（ａ）,（ｂ）のＺバッファ７ａの２行７列目の値ｃ、
図９（ｂ）のＺバッファ７ｂの２行７列目の値ｅがＺ比
較回路４に入力される。ｃ＞ｅなので、Ｚ比較回路４の
出力は“Ｌ”となり、映像合成回路５ａでは、前記
（２）の３次元グラフィックが前面にある処理をする。
つまり、ａ２の値によって、背面にあるボクセルキャラ
クタが前面の３次元グラフィックを透かして見える映像
信号になる。

【００３０】また、図１２（ｂ）の９行５列目のピクセ
ルにおけるこれらの処理は以下のようになる。図１０，
図１１（ｂ）のＺバッファ７ａの９行５列目の値ａ、図
９（ｂ）のＺバッファ７ｂの９行５列目の値ｊがＺ比較
回路４に入力される。ａ＜ｊなので、Ｚ比較回路４の出
力は“Ｈ”となり、映像合成回路５ａでは、前記（２）
のボクセルキャラクタが前面にある処理をする。つまり
ａ１の値によって、背面にある３次元グラフィックが前
面のボクセルキャラクタを透かして見える映像信号にな
る。

【００３１】前述したように、図２は、本発明による３
次元スプライト描画装置の他の実施例を示す図である。
図２は、図１にＺ値演算装置１３を付け加え、映像合成
回路５ａを映像切替回路５ｂに代えたものである。図１
に示す実施例では、ａを使用した透明隠面処理の可能な
映像合成回路をあげているが、図２に示す実施例のよう
に単にフレームバッファ８ａとフレームバッファ８ｂの
出力のどちらを選択するかを決定する映像切替回路５ｂ
を設けてもよい。ただし、その場合の映像切替回路の出
力は、図１３のように、後ろに隠れた部分は全く見えな
くなる。以上の回路構成により、３次元グラフィックと
ボクセルキャラクタの合成が可能になり、３次元空間に
物体があるかのように操作できるボクセルキャラクタが
実現できる。

【００３２】このように、本発明によるグラフィックシ
ステムは、背景画を生成するための３次元グラフィック
回路６と、その隠面処理に利用されるＺバッファ７ｂ
と、ボクセルキャラクタのグラフィックを生成するため
のボリュームレンダリング回路１と、ボクセルキャラク
タの各ピクセルの奥行きを計算するためのＺ値演算装置
１３と、背景画の３次元グラフィックとボクセルキャラ
クタグラフィックの奥行きを判定するためのＺ値比較回
路４と、２つのピクセルデータ入力から制御信号により
１つを選択するための映像切替回路５ｂまたは、２つの
ピクセルデータ入力から制御信号によりそれらを合成し
て出力するための映像合成回路５ａを有することを特徴
としている。

【００３３】この構成により奥行きのある３次元グラフ
ィックの任意の位置にボクセルグラフィックを隠面処理
して重ね合わせ可能な機能を実現している。（課題１）
を解決するためにＺ値比較回路４を、（課題２）を解決
するためのボクセルキャラクタを３次元スプライトとし
て使用することを特徴としている。ここで、ボクセルを
利用した立体データの表現方法やボクセルを２次元画像
にレンダリングするボリュームレンダリングは公知技術
であるが、このボクセルをポリゴングラフィックに隠面
処理を施して合成する技術は新規のものである。また、
ボクセルを２次元グラフィックでのＳＰに見立て、３次
元用ＳＰとして利用する技術も新規技術である。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、ボクセルキャラクタはＢＧとドット毎の隠面
処理を実現している。また、ボクセルキャラクタは３次
元のデータ構造を有しており、１つのボクセルキャラク
タを異なる視点から表示することができる。つまり、実
現に３次元空間に物体があるかのようにボクセルキャラ
クタを回転することができる。ボクセルキャラクタは完
全な３次元ＳＰと言える。３次元グラフィック回路と独
立にボクセルキャラクタ制御レジスタとを使用すること
により、映像中の位置を移動することができる。つま
り、ＳＰの「他のグラフィック生成手段とは独立に動作
し、ＳＰの制御レジスタの値を変えることにより、ＳＰ
以外のグラフィックを変更することなしにＳＰの表示状
態を変更することができる」特性を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による３次元スプライト描画装置の一実
施例を説明するための構成図である。

【図２】本発明による３次元スプライト描画装置の他の
実施例を示す図である。

【図３】本発明におけるボクセルキャラクタの構成例を
示す図である。

【図４】本発明におけるボクセルキャラクタＲＡＭの構
造例を示す図である。

【図５】本発明におけるボクセルキャラクタのキャラク
タ番号とアドレスの関係を示す図である。

【図６】本発明におけるボクセルキャラクタ制御データ
の例（配置座標データ）を示す図である。

【図７】本発明におけるボクセルキャラクタ制御データ
の例（回転値データ）を示す図である。

【図８】本発明におけるボクセルキャラクタ制御データ
の例（拡大値データ）を示す図である。

【図９】本発明における３次元グラフィック回路の出力
例を示す図である。

【図１０】本発明におけるボクセルキャラクタの例（グ
ローバル座標中での配置）を示す図である。

【図１１】本発明におけるボクセルキャラクタの例（ボ
リュームレンダリング回路の出力）を示す図である。

【図１２】本発明における映像合成回路の出力例を示す
図である。

【図１３】本発明における映像切替回路の出力例を示す
図である。

【符号の説明】

１…ボリュームレンダリング回路、２…ボクセルキャラ
クタ制御レジスタ、３…ボクセルキャラクタＲＡＭ、４
…Ｚ値比較回路、５ａ…映像合成回路、５ｂ…映像切替
回路、６…３次元グラフィック回路、７ａ，７ｂ…Ｚバ
ッファ、８ａ，８ｂ…フレームバッファ、、９…同期信
号発生回路、１０…ＣＲＴ（陰極線管）、１１ａ，１１
ｂ…視野座標レジスタ、１２…メインＣＰＵ（中央処理
装置）、１３…Ｚ値演算装置、１４…ボクセルキャラク
タ、１５…ポリゴングラフィック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 15/70 Ｇ０９Ｇ 5/38 Ｂ 9471−5Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元グラフィックの映像を生成する３
   次元スプライト描画装置において、背景画を生成するた
   めの３次元グラフィック回路と、その隠面処理に利用さ
   れるＺバッファと、ボクセルキャラクタのグラフィック
   を生成するためのボリュームレンダリング回路と、ボク
   セルキャラクタの制御データを格納するためのボクセル
   キャラクタ制御レジスタと、ボクセルキャラクタの形状
   データを格納するためのボクセルキャラクタＲＡＭと、
   ボクセルキャラクタの各ピクセルの奥行きを計算するた
   めのＺ値演算装置と、背景画の３次元グラフィックとボ
   クセルキャラクタグラフィックの奥行きを判定するため
   のＺ値比較回路と、２つのピクセルデータ入力から制御
   信号によりそれらを合成して出力するための映像合成回
   路または切替えて出力するための映像切替回路とを有
   し、奥行きのある３次元グラフィックの任意の位置にボ
   クセルグラフィックを隠面処理して重ね合わせることを
   特徴とした３次元スプライト描画装置。