JPH08161532A - ３次元描画装置および３次元描画方法 - Google Patents
３次元描画装置および３次元描画方法Info
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- JPH08161532A JPH08161532A JP6303464A JP30346494A JPH08161532A JP H08161532 A JPH08161532 A JP H08161532A JP 6303464 A JP6303464 A JP 6303464A JP 30346494 A JP30346494 A JP 30346494A JP H08161532 A JPH08161532 A JP H08161532A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 物体の一部を３次元描画するときに、より高
速に描画ができるようにすることを目的とする。 【構成】 ステンシル値比較処理部１は比較部１ｂによ
り最初のピクセルのステンシル値と、このピクセルの座
標（Ｘ，Ｙ）に対応するステンシルプレーン５に格納さ
れている値とを比較する。そして、描画可能と判断した
場合には、このピクセルのデータ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とその
法線のデータ（ＮＸ，ＮＹ，ＮＺ）をフォンシェーディ
ング計算部２に出力する。
速に描画ができるようにすることを目的とする。 【構成】 ステンシル値比較処理部１は比較部１ｂによ
り最初のピクセルのステンシル値と、このピクセルの座
標（Ｘ，Ｙ）に対応するステンシルプレーン５に格納さ
れている値とを比較する。そして、描画可能と判断した
場合には、このピクセルのデータ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とその
法線のデータ（ＮＸ，ＮＹ，ＮＺ）をフォンシェーディ
ング計算部２に出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、選択された部分につ
いて１ピクセルずつ光源計算を行い、立体的な３次元像
をコンピュータグラフィックスで表す３次元描画装置お
よび３次元描画方法に関する。
いて１ピクセルずつ光源計算を行い、立体的な３次元像
をコンピュータグラフィックスで表す３次元描画装置お
よび３次元描画方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータによるグラフィックス（Ｃ
Ｇ）では、表現する物体を実物同様に目に見えるとおり
に表示するラスタグラフィックス（サーフェイス表現）
により描画が行われる。このように実物どおりに物体を
表現するためには、陰面処理とシェーディングがあり、
これはラスタグラフィックスにおける特有の処理であ
る。面によるグラフィックスの表現では、陰面処理をし
ないと見えるはずの内面を表示してしまい、見えるはず
の面を隠してしまうこともある。また、このラスタグラ
フィックスでは、面の情報をもつサーフェイスモデルと
ソリッドモデルが扱える形状モデルとがある。
Ｇ）では、表現する物体を実物同様に目に見えるとおり
に表示するラスタグラフィックス（サーフェイス表現）
により描画が行われる。このように実物どおりに物体を
表現するためには、陰面処理とシェーディングがあり、
これはラスタグラフィックスにおける特有の処理であ
る。面によるグラフィックスの表現では、陰面処理をし
ないと見えるはずの内面を表示してしまい、見えるはず
の面を隠してしまうこともある。また、このラスタグラ
フィックスでは、面の情報をもつサーフェイスモデルと
ソリッドモデルが扱える形状モデルとがある。
【０００３】実物に忠実な絵（ＣＧ）を表現するには、
多くの色と高い解像度が必要となり、特にラスタグラフ
ィックスでは色（階調）が重要となる。このためには、
装置的に考えるとフルカラーが表示できる表示装置や、
それら画像データを記憶するための大きな画像メモリ
（フレームバッファ）が必要となる。そして、ソフトウ
エア的には、シェーディングのアルゴリズムであり、レ
イ・トレーシングやフォンシェーディング、そして、各
種のマピング手法やソリッドテクスチャなど、表示する
グラフィックスを構成する各画素（ピクセル）の色を思
い通りに求めるための手法が必要となる。
多くの色と高い解像度が必要となり、特にラスタグラフ
ィックスでは色（階調）が重要となる。このためには、
装置的に考えるとフルカラーが表示できる表示装置や、
それら画像データを記憶するための大きな画像メモリ
（フレームバッファ）が必要となる。そして、ソフトウ
エア的には、シェーディングのアルゴリズムであり、レ
イ・トレーシングやフォンシェーディング、そして、各
種のマピング手法やソリッドテクスチャなど、表示する
グラフィックスを構成する各画素（ピクセル）の色を思
い通りに求めるための手法が必要となる。
【０００４】図３は、上述したようにＣＧを表示する従
来の描画装置の構成を示す構成図である。同図におい
て、３１は描画する各ピクセル毎に光源計算を行いその
１ピクセル毎に色値を計算するフォンシェーディング計
算部、３２はステンシル値比較処理部、３３はピクセル
描画部、３４ａは描画するＣＧの色情報が格納されるフ
レームバッファ、３４ｂは描画する３次元のＣＧをＺバ
ッファ法により陰面処理を行うための各ピクセルの視点
からの距離を格納するＺバッファ、３５は任意に描画す
るピクセルの識別子が格納されているステンシルプレー
ンである。
来の描画装置の構成を示す構成図である。同図におい
て、３１は描画する各ピクセル毎に光源計算を行いその
１ピクセル毎に色値を計算するフォンシェーディング計
算部、３２はステンシル値比較処理部、３３はピクセル
描画部、３４ａは描画するＣＧの色情報が格納されるフ
レームバッファ、３４ｂは描画する３次元のＣＧをＺバ
ッファ法により陰面処理を行うための各ピクセルの視点
からの距離を格納するＺバッファ、３５は任意に描画す
るピクセルの識別子が格納されているステンシルプレー
ンである。
【０００５】従来では、まず、フォンシェーディング計
算部３１で全てのピクセルについてシェーディング処理
のための光源計算を行って、そのピクセルの色データ
（濃度を含む）を計算する。そしてその後、ステンシル
値比較処理部３２により、描画するピクセルのステンシ
ル値と対応するステンシルプレーン３５に格納されてい
る値とを、比較するようにしていた。ステンシルプレー
ン３５には、物体の任意の領域を描画するようにするた
めに、描画をするピクセルを指定する識別子が格納され
ている。ステンシル値比較処理部３２の比較により、ス
テンシルプレーン３５に指定した領域のみが選択され描
画されることになる。
算部３１で全てのピクセルについてシェーディング処理
のための光源計算を行って、そのピクセルの色データ
（濃度を含む）を計算する。そしてその後、ステンシル
値比較処理部３２により、描画するピクセルのステンシ
ル値と対応するステンシルプレーン３５に格納されてい
る値とを、比較するようにしていた。ステンシルプレー
ン３５には、物体の任意の領域を描画するようにするた
めに、描画をするピクセルを指定する識別子が格納され
ている。ステンシル値比較処理部３２の比較により、ス
テンシルプレーン３５に指定した領域のみが選択され描
画されることになる。
【０００６】この比較の結果、描画可能なピクセルと判
断した場合には、ピクセル描画部３３によりフレームバ
ッファ３４ａおよびＺバッファ３４ｂそしてステンシル
プレーン３５に必要なデータを書き込むことで描画を行
う。フォンシェーディング計算部３１，ステンシル値比
較処理部３２，ピクセル描画部３３は、それぞれ非同期
で処理を行うので、パイプライン構成が可能であり、逐
次処理が行える。
断した場合には、ピクセル描画部３３によりフレームバ
ッファ３４ａおよびＺバッファ３４ｂそしてステンシル
プレーン３５に必要なデータを書き込むことで描画を行
う。フォンシェーディング計算部３１，ステンシル値比
較処理部３２，ピクセル描画部３３は、それぞれ非同期
で処理を行うので、パイプライン構成が可能であり、逐
次処理が行える。
【０００７】なお、Ｚバッファ法とは、重ね書きの原理
を使ったアルゴリズムであり、曲面を細かな平面で表現
するためのその平面を示す全てのポリゴンを、一つ一つ
表示画面上に描いていくようにするものである。このＺ
バッファ法においては、新しいポリゴンを描くときに
は、まず、ポリゴンが描画される範囲を調べ、その中の
各ピクセルに対応するポリゴン上のピクセルのＺ値を調
べる。
を使ったアルゴリズムであり、曲面を細かな平面で表現
するためのその平面を示す全てのポリゴンを、一つ一つ
表示画面上に描いていくようにするものである。このＺ
バッファ法においては、新しいポリゴンを描くときに
は、まず、ポリゴンが描画される範囲を調べ、その中の
各ピクセルに対応するポリゴン上のピクセルのＺ値を調
べる。
【０００８】そして、それが各ピクセルのＺバッファに
記憶されているＺ値より小さい場合にだけ、対応する画
像メモリ上の色データを書き換える。同時に、Ｚバッフ
ァに記憶されているＺ値も書き換える。一方、それがそ
れが各ピクセルのＺバッファに記憶されているＺ値より
大きい場合は、画像メモリ上の色データは書き換えな
い。これによって、遠くにある物体は近くにある物体に
よって上書きされるので、結果として陰面消去された画
像ができあがる。
記憶されているＺ値より小さい場合にだけ、対応する画
像メモリ上の色データを書き換える。同時に、Ｚバッフ
ァに記憶されているＺ値も書き換える。一方、それがそ
れが各ピクセルのＺバッファに記憶されているＺ値より
大きい場合は、画像メモリ上の色データは書き換えな
い。これによって、遠くにある物体は近くにある物体に
よって上書きされるので、結果として陰面消去された画
像ができあがる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来は以上のように構
成されていたので、全ての描画点（ピクセル）について
光源計算を行った後、ステンシルプレーンとの比較を行
い、フレームバッファおよびＺバッファへの描画処理を
行っていく。このため、ステンシルプレーンに設定され
た実際に描画されるピクセルよりも多くのピクセルにつ
いて光源計算を行うことになる。すなわち、ステンシル
プレーンに設定することで、物体の一部領域のみを表示
させるときに、表示させない部分まで光源計算を行うこ
とになり、処理が遅くなってしまうという問題があっ
た。
成されていたので、全ての描画点（ピクセル）について
光源計算を行った後、ステンシルプレーンとの比較を行
い、フレームバッファおよびＺバッファへの描画処理を
行っていく。このため、ステンシルプレーンに設定され
た実際に描画されるピクセルよりも多くのピクセルにつ
いて光源計算を行うことになる。すなわち、ステンシル
プレーンに設定することで、物体の一部領域のみを表示
させるときに、表示させない部分まで光源計算を行うこ
とになり、処理が遅くなってしまうという問題があっ
た。
【００１０】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、物体の一部を３次元描画
するときに、より高速に描画ができるようにすることを
目的とする。
るためになされたものであり、物体の一部を３次元描画
するときに、より高速に描画ができるようにすることを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の３次元描画装
置は、スキャンラインアルゴリズムを用いた３次元描画
装置において、描画非描画をピクセル単位に任意に指定
するためにピクセル単位で設定されているステンシル値
と表示対象の物体を構成するピクセルのステンシル値と
を比較することで、描画対象のピクセルを選択するステ
ンシル値比較手段と、ピクセルの法線ベクトルを算出し
ておく前処理手段と、ステンシル値比較手段により選択
されたピクセルについて、前処理手段により算出された
法線ベクトルとそのピクセルの座標とを用い、１ピクセ
ルずつ光源計算を行ってそのピクセルの色値を算出する
光源計算手段と、この光源計算手段により得られた色値
などを画像メモリ上に書き込む描画手段とを有すること
を特徴とする。
置は、スキャンラインアルゴリズムを用いた３次元描画
装置において、描画非描画をピクセル単位に任意に指定
するためにピクセル単位で設定されているステンシル値
と表示対象の物体を構成するピクセルのステンシル値と
を比較することで、描画対象のピクセルを選択するステ
ンシル値比較手段と、ピクセルの法線ベクトルを算出し
ておく前処理手段と、ステンシル値比較手段により選択
されたピクセルについて、前処理手段により算出された
法線ベクトルとそのピクセルの座標とを用い、１ピクセ
ルずつ光源計算を行ってそのピクセルの色値を算出する
光源計算手段と、この光源計算手段により得られた色値
などを画像メモリ上に書き込む描画手段とを有すること
を特徴とする。
【００１２】また、この発明の３次元描画方法は、スキ
ャンラインアルゴリズムを用いた３次元描画方法におい
て、描画非描画をピクセル単位に任意に指定するために
ピクセル単位で設定されているステンシル値と表示対象
の物体を構成するピクセルのステンシル値とを比較して
描画対象のピクセルを選択し、また、ピクセルの法線ベ
クトルを算出しておき、この後、選択された描画対象の
ピクセルについて、算出した法線ベクトルおよびこのピ
クセルの座標などを用いて、このピクセルの光源計算を
行ってそのピクセルの色値を計算し、色値を含めた描画
対象のピクセルのデータを画像メモリ上に書き込むこと
で描画していくことを特徴とする。
ャンラインアルゴリズムを用いた３次元描画方法におい
て、描画非描画をピクセル単位に任意に指定するために
ピクセル単位で設定されているステンシル値と表示対象
の物体を構成するピクセルのステンシル値とを比較して
描画対象のピクセルを選択し、また、ピクセルの法線ベ
クトルを算出しておき、この後、選択された描画対象の
ピクセルについて、算出した法線ベクトルおよびこのピ
クセルの座標などを用いて、このピクセルの光源計算を
行ってそのピクセルの色値を計算し、色値を含めた描画
対象のピクセルのデータを画像メモリ上に書き込むこと
で描画していくことを特徴とする。
【００１３】
【作用】ステンシル値で設定された描画対象のピクセル
だけ、光源計算がなされ色値が算出される。
だけ、光源計算がなされ色値が算出される。
【００１４】
【実施例】以下この発明の１実施例を図を参照して説明
する。図１は、この発明における３次元描画装置の一部
構成を示す構成図である。同図において、１は処理対象
のピクセルが描画するピクセルであるかどうかをステン
シル値により判断するステンシル値比較処理部、２はス
テンシル値比較処理部１により描画対象のピクセルであ
ると判断されたピクセルについて、１ピクセルずつ光源
計算を行うフォンシェーディング計算部（光源計算手
段）である。
する。図１は、この発明における３次元描画装置の一部
構成を示す構成図である。同図において、１は処理対象
のピクセルが描画するピクセルであるかどうかをステン
シル値により判断するステンシル値比較処理部、２はス
テンシル値比較処理部１により描画対象のピクセルであ
ると判断されたピクセルについて、１ピクセルずつ光源
計算を行うフォンシェーディング計算部（光源計算手
段）である。
【００１５】また、３はフォンシェーディング計算部２
により光源計算がされ色値が与えられたピクセルの描画
を行うピクセル描画部、４ａはピクセル描画部３の描画
により色値が格納されるフレームバッファ、４ｂは描画
部３によりＺ値が格納されるＺバッファ、５は描画対象
のピクセルを指定するステンシル値が格納されたステン
シルプレーンである。
により光源計算がされ色値が与えられたピクセルの描画
を行うピクセル描画部、４ａはピクセル描画部３の描画
により色値が格納されるフレームバッファ、４ｂは描画
部３によりＺ値が格納されるＺバッファ、５は描画対象
のピクセルを指定するステンシル値が格納されたステン
シルプレーンである。
【００１６】ここで、ステンシル値比較処理部１は、フ
ォンシェーディング計算を行うために描画対象のピクセ
ルのＺ成分勾配と各法線成分勾配を求める前処理を行う
前処理部１ａと、ステンシルプレーン５に格納されてい
るステンシル値と描画対象のピクセルのステンシル値と
を比較する比較部１ｂと、対象ピクセルの更新を行う更
新部１ｃとから主に構成されている。
ォンシェーディング計算を行うために描画対象のピクセ
ルのＺ成分勾配と各法線成分勾配を求める前処理を行う
前処理部１ａと、ステンシルプレーン５に格納されてい
るステンシル値と描画対象のピクセルのステンシル値と
を比較する比較部１ｂと、対象ピクセルの更新を行う更
新部１ｃとから主に構成されている。
【００１７】また、図２は、この実施例において説明上
用いる描画処理対象のピクセルの集合である水平線を示
した説明図である。この水平線は、視点を原点とした座
標とその点（ピクセル）における法線のデータとからな
る、始点ＰＳと終点ＰＥで示されている。そして、この
水平線上には、描画点のステンシル値と描画点に対応す
るステンシルプレーン５との比較により、ステンシル値
比較部１により描画可能と判断される点Ｐ１がある。
用いる描画処理対象のピクセルの集合である水平線を示
した説明図である。この水平線は、視点を原点とした座
標とその点（ピクセル）における法線のデータとからな
る、始点ＰＳと終点ＰＥで示されている。そして、この
水平線上には、描画点のステンシル値と描画点に対応す
るステンシルプレーン５との比較により、ステンシル値
比較部１により描画可能と判断される点Ｐ１がある。
【００１８】以下、この実施例における３次元描画装置
の動作について説明する。まず、ステンシル値比較処理
部１は前処理部１ａによって、描画対象の水平線のＺ成
分勾配ＤＺと、法線Ｘ成分勾配ＤＮＸ，法線Ｙ成分勾配
ＤＮＹ，法線Ｚ成分勾配ＤＮＺを求めておく。Ｚ成分勾
配ＤＺは、始点ＰＳのＺ値ＺＳとＸ座標ＸＳおよび終点
ＰＥのＺ値ＺＥ都Ｘ座標ＸＥを用い、ＤＺ＝（ＺＥ−Ｚ
Ｓ）／（ＸＥ−ＸＳ）により求めておく。
の動作について説明する。まず、ステンシル値比較処理
部１は前処理部１ａによって、描画対象の水平線のＺ成
分勾配ＤＺと、法線Ｘ成分勾配ＤＮＸ，法線Ｙ成分勾配
ＤＮＹ，法線Ｚ成分勾配ＤＮＺを求めておく。Ｚ成分勾
配ＤＺは、始点ＰＳのＺ値ＺＳとＸ座標ＸＳおよび終点
ＰＥのＺ値ＺＥ都Ｘ座標ＸＥを用い、ＤＺ＝（ＺＥ−Ｚ
Ｓ）／（ＸＥ−ＸＳ）により求めておく。
【００１９】また法線の各成分の勾配は、始点ＰＳの法
線のデータ（ＮＸＳ，ＮＹＳ，ＮＺＳ）と終点ＰＥの法
線のデータ（ＮＸＥ，ＮＹＥ，ＮＺＥ）を用いて、以下
の計算式により求めておく。 ＤＮＸ＝（ＮＸＥ−ＮＸＳ）／（ＸＥ−ＸＳ），ＤＮＹ
＝（ＮＹＥ−ＮＹＳ）／（ＹＥ−ＹＳ），ＤＮＺ＝（Ｎ
ＺＥ−ＮＺＳ）／（ＺＥ−ＺＳ）。
線のデータ（ＮＸＳ，ＮＹＳ，ＮＺＳ）と終点ＰＥの法
線のデータ（ＮＸＥ，ＮＹＥ，ＮＺＥ）を用いて、以下
の計算式により求めておく。 ＤＮＸ＝（ＮＸＥ−ＮＸＳ）／（ＸＥ−ＸＳ），ＤＮＹ
＝（ＮＹＥ−ＮＹＳ）／（ＹＥ−ＹＳ），ＤＮＺ＝（Ｎ
ＺＥ−ＮＺＳ）／（ＺＥ−ＺＳ）。
【００２０】この後、ステンシル値比較処理部１は比較
部１ｂにより最初のピクセルのステンシル値と、このピ
クセルの座標（Ｘ，Ｙ）に対応するステンシルプレーン
５に格納されている値とを比較する。そして、描画可能
と判断した場合には、このピクセルのデータ（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）とその法線のデータ（ＮＸ，ＮＹ，ＮＺ）をフォン
シェーディング計算部２に出力する。始点ＰＳから始ま
り終点ＰＥで終わる水平線の各ピクセルは、視点を原点
とした座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をデータとして有している
が、フォンシェーディング計算を行うためには、描画対
象のピクセルの法線のデータ（ＮＸ，ＮＹ，ＮＺ）も必
要となる。
部１ｂにより最初のピクセルのステンシル値と、このピ
クセルの座標（Ｘ，Ｙ）に対応するステンシルプレーン
５に格納されている値とを比較する。そして、描画可能
と判断した場合には、このピクセルのデータ（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）とその法線のデータ（ＮＸ，ＮＹ，ＮＺ）をフォン
シェーディング計算部２に出力する。始点ＰＳから始ま
り終点ＰＥで終わる水平線の各ピクセルは、視点を原点
とした座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をデータとして有している
が、フォンシェーディング計算を行うためには、描画対
象のピクセルの法線のデータ（ＮＸ，ＮＹ，ＮＺ）も必
要となる。
【００２１】ここでは、まず始点ＰＳについてこのステ
ンシル値と対応するステンシルプレーン５上のステンシ
ル値とを比較する。前述したように、ステンシル値比較
部１により描画可能と判断されるのは点Ｐ１なので、こ
の始点ＰＳは一致せず、データはフォンシェーディング
計算部２に出力しない。そして、データ更新部１ｃによ
り対称とするピクセルを以下の計算を行うことにより次
のピクセルへと移動し、フォンシェーディング計算が行
えるようにデータを生成していく。
ンシル値と対応するステンシルプレーン５上のステンシ
ル値とを比較する。前述したように、ステンシル値比較
部１により描画可能と判断されるのは点Ｐ１なので、こ
の始点ＰＳは一致せず、データはフォンシェーディング
計算部２に出力しない。そして、データ更新部１ｃによ
り対称とするピクセルを以下の計算を行うことにより次
のピクセルへと移動し、フォンシェーディング計算が行
えるようにデータを生成していく。
【００２２】まず、Ｘ座標についてはＸ＝Ｘ＋１（ピク
セル）とし、Ｚ座標についてはＺ＝Ｚ＋ＤＺとする。な
お、この実施例においては水平線なので、Ｙ座標につい
ては何もしない。また、法線Ｘ成分についてはＮＸ＝Ｎ
Ｘ＋ＤＮＸとし、法線Ｙ成分についてはＮＹ＝ＮＹ＋Ｄ
ＮＹとし、法線Ｚ成分についてはＮＺ＝ＮＺ＋ＤＮＺと
する。そして、今度はこのピクセルについてそのステン
シル値を比較していく。
セル）とし、Ｚ座標についてはＺ＝Ｚ＋ＤＺとする。な
お、この実施例においては水平線なので、Ｙ座標につい
ては何もしない。また、法線Ｘ成分についてはＮＸ＝Ｎ
Ｘ＋ＤＮＸとし、法線Ｙ成分についてはＮＹ＝ＮＹ＋Ｄ
ＮＹとし、法線Ｚ成分についてはＮＺ＝ＮＺ＋ＤＮＺと
する。そして、今度はこのピクセルについてそのステン
シル値を比較していく。
【００２３】以上のようにして、次々と、前処理として
フォンシェーディング計算が行えるようにデータを生成
し、ステンシル値を比較して一致したものはフォンシェ
ーディング計算部２にデータを渡していく。この実施例
の場合は、前述した点Ｐ１のデータ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ
１，ＮＸ１，ＮＹ１，ＮＺ１）がフォンシェーディング
計算部２に渡される。
フォンシェーディング計算が行えるようにデータを生成
し、ステンシル値を比較して一致したものはフォンシェ
ーディング計算部２にデータを渡していく。この実施例
の場合は、前述した点Ｐ１のデータ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ
１，ＮＸ１，ＮＹ１，ＮＺ１）がフォンシェーディング
計算部２に渡される。
【００２４】フォンシェーディング計算部２では、渡さ
れたデータについて、以下に示す数１により光源計算を
行い、描画するピクセルの座標位置とともに、光源の数
ｉだけその色値Ｉx （ｘ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ）を計算し、ピク
セル描画部３に出力する。
れたデータについて、以下に示す数１により光源計算を
行い、描画するピクセルの座標位置とともに、光源の数
ｉだけその色値Ｉx （ｘ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ）を計算し、ピク
セル描画部３に出力する。
【００２５】
【数１】
【００２６】ピクセル描画部３は、上述したことにより
得たデータに従って、フレームバッファ４ａとＺバッフ
ァ４ｂおよびステンシルプレーン５上に描画ピクセルの
データを書き込む。以上示したように、フォンシェーデ
ィング計算部２で光源計算を行う前に、ステンシル値比
較部１により描画可能なピクセルを選び出すようにした
ので、描画しないピクセルに関しては光源計算を行うこ
とがない。このため、光源計算を実行する回数が削減さ
れ、描画の速度が向上する。
得たデータに従って、フレームバッファ４ａとＺバッフ
ァ４ｂおよびステンシルプレーン５上に描画ピクセルの
データを書き込む。以上示したように、フォンシェーデ
ィング計算部２で光源計算を行う前に、ステンシル値比
較部１により描画可能なピクセルを選び出すようにした
ので、描画しないピクセルに関しては光源計算を行うこ
とがない。このため、光源計算を実行する回数が削減さ
れ、描画の速度が向上する。
【００２７】なお、上記実施例では、フォンシェーディ
ング計算をするための前処理に関して、描画対象の水平
線のＺ成分勾配ＤＺと、法線Ｘ成分勾配ＤＮＸ，法線Ｙ
成分勾配ＤＮＹ，法線Ｚ成分勾配ＤＮＺをまず求めてお
いたあと、ステンシル値の比較を行うようにしていた
が、これに限るものではない。描画対象の水平線のＺ成
分勾配ＤＺと、法線Ｘ成分勾配ＤＮＸ，法線Ｙ成分勾配
ＤＮＹ，法線Ｚ成分勾配ＤＮＺを求め、かつ、描画対象
の全てのピクセルの法線のデータを前もって計算してお
き、この後、ステンシル値の比較を行うようにしてもよ
い。
ング計算をするための前処理に関して、描画対象の水平
線のＺ成分勾配ＤＺと、法線Ｘ成分勾配ＤＮＸ，法線Ｙ
成分勾配ＤＮＹ，法線Ｚ成分勾配ＤＮＺをまず求めてお
いたあと、ステンシル値の比較を行うようにしていた
が、これに限るものではない。描画対象の水平線のＺ成
分勾配ＤＺと、法線Ｘ成分勾配ＤＮＸ，法線Ｙ成分勾配
ＤＮＹ，法線Ｚ成分勾配ＤＮＺを求め、かつ、描画対象
の全てのピクセルの法線のデータを前もって計算してお
き、この後、ステンシル値の比較を行うようにしてもよ
い。
【００２８】また、上記実施例では、スポット光源にお
ける光源計算をする場合について説明したが、これに限
るものではない。光源としては、光源の位置と指向性を
もたない環境光源の場合、一定の方向から平行に照射す
る方向光源、ある点から周囲３６０°方向に拡散する位
置光源の場合であっても、それぞれ対応した計算式によ
って光源計算ができることはいうまでもない。
ける光源計算をする場合について説明したが、これに限
るものではない。光源としては、光源の位置と指向性を
もたない環境光源の場合、一定の方向から平行に照射す
る方向光源、ある点から周囲３６０°方向に拡散する位
置光源の場合であっても、それぞれ対応した計算式によ
って光源計算ができることはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ステンシルプレーンとの比較処理をともない物体の
一部を表示（描画）するような場合、この比較処理の
後、１ピクセルずつ光源計算を行うことにより、例えば
フォンシェーディング計算により色値を算出するように
した。この結果、描画しないピクセルに関しては光源計
算を行うことがなく、高速な描画が可能になるという効
果がある。
ば、ステンシルプレーンとの比較処理をともない物体の
一部を表示（描画）するような場合、この比較処理の
後、１ピクセルずつ光源計算を行うことにより、例えば
フォンシェーディング計算により色値を算出するように
した。この結果、描画しないピクセルに関しては光源計
算を行うことがなく、高速な描画が可能になるという効
果がある。
【図１】 この発明における３次元描画装置の一部構成
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】 この実施例において説明上用いる描画処理対
象のピクセルの集合である水平線を示した説明図であ
る。
象のピクセルの集合である水平線を示した説明図であ
る。
【図３】 上述したようにＣＧを表示する従来の描画装
置の構成を示す構成図である。
置の構成を示す構成図である。
１…ステンシル値比較処理部、１ａ…前処理部、１ｂ…
比較部、１ｃ…更新部、２…フォンシェーディング計算
部、３…ピクセル描画部、４ａフレームバッファ、４ｂ
…Ｚバッファ、５…ステンシルプレーン。
比較部、１ｃ…更新部、２…フォンシェーディング計算
部、３…ピクセル描画部、４ａフレームバッファ、４ｂ
…Ｚバッファ、５…ステンシルプレーン。
Claims (4)
- 【請求項１】 スキャンラインアルゴリズムを用いた３
次元描画装置において、 描画非描画をピクセル単位に任意に指定するためにピク
セル単位で設定されているステンシル値と表示対象の物
体を構成するピクセルのステンシル値とを比較すること
で、描画対象のピクセルを選択するステンシル値比較手
段と、 前記ピクセルの法線ベクトルを算出しておく前処理手段
と、 前記ステンシル値比較手段により選択されたピクセルに
ついて、前記前処理手段により算出された法線ベクトル
とそのピクセルの座標とを用い、１ピクセルずつ光源計
算を行ってそのピクセルの色値を算出する光源計算手段
と、 前記光源計算手段により得られた色値などを画像メモリ
上に書き込む描画手段とを有することを特徴とする３次
元描画装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の３次元描画装置におい
て、 前記画像メモリは、 描画対象のピクセルの色情報が書き込まれるフレームバ
ッファと、 描画対象のピクセルの任意に設定された視点からの距離
が格納されるＺバッファとから構成されていることを特
徴とする３次元描画装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の３次元描画装置
において、 前記ステンシル値は、ステンシルプレーンに格納されて
いることを特徴とする３次元描画装置。 - 【請求項４】 スキャンラインアルゴリズムを用いた３
次元描画方法において、 描画非描画をピクセル単位に任意に指定するためにピク
セル単位で設定されているステンシル値と表示対象の物
体を構成するピクセルのステンシル値とを比較して描画
対象のピクセルを選択し、 また、前記ピクセルの法線ベクトルを算出しておき、 この後、前記選択された描画対象のピクセルについて、
前記算出した法線ベクトルおよびこのピクセルの座標な
どを用いて、このピクセルの光源計算を行ってそのピク
セルの色値を計算し、 前記色値を含めた描画対象のピクセルのデータを画像メ
モリ上に書き込むことで描画していくことを特徴とする
３次元描画方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6303464A JPH08161532A (ja) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | ３次元描画装置および３次元描画方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6303464A JPH08161532A (ja) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | ３次元描画装置および３次元描画方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08161532A true JPH08161532A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17921286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6303464A Pending JPH08161532A (ja) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | ３次元描画装置および３次元描画方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08161532A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012146224A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Digital Media Professional:Kk | 描画処理装置 |
| KR20220051376A (ko) * | 2019-08-28 | 2022-04-26 | 스냅 인코포레이티드 | 메시징 시스템에서의 3d 데이터 생성 |
| US11825065B2 (en) | 2019-08-28 | 2023-11-21 | Snap Inc. | Effects for 3D data in a messaging system |
| US11961189B2 (en) | 2019-08-28 | 2024-04-16 | Snap Inc. | Providing 3D data for messages in a messaging system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0535883A (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 三次元画像生成方法 |
-
1994
- 1994-12-07 JP JP6303464A patent/JPH08161532A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0535883A (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 三次元画像生成方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012146224A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Digital Media Professional:Kk | 描画処理装置 |
| KR20220051376A (ko) * | 2019-08-28 | 2022-04-26 | 스냅 인코포레이티드 | 메시징 시스템에서의 3d 데이터 생성 |
| US11825065B2 (en) | 2019-08-28 | 2023-11-21 | Snap Inc. | Effects for 3D data in a messaging system |
| US11961189B2 (en) | 2019-08-28 | 2024-04-16 | Snap Inc. | Providing 3D data for messages in a messaging system |
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