JPH08263694A - バンプマップシェーディング回路 - Google Patents
バンプマップシェーディング回路Info
- Publication number
- JPH08263694A JPH08263694A JP10290495A JP10290495A JPH08263694A JP H08263694 A JPH08263694 A JP H08263694A JP 10290495 A JP10290495 A JP 10290495A JP 10290495 A JP10290495 A JP 10290495A JP H08263694 A JPH08263694 A JP H08263694A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bump
- normal
- circuit
- mapping
- storage element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Image Generation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】曲面の凹凸による光反射表示効果を与えるバン
プマップ処理のハードウェア回路化 【構成】バンプ法線を曲面にマッピングする手段として
回転マトリックス計算のための乗算器５および加算器６
をシェーディング回路に組み入れたバンプマップシェー
ディング回路
プマップ処理のハードウェア回路化 【構成】バンプ法線を曲面にマッピングする手段として
回転マトリックス計算のための乗算器５および加算器６
をシェーディング回路に組み入れたバンプマップシェー
ディング回路
Description
この発明は物体表面の凹凸感をコンピュータ・グラフィ
ックスで表現するバンプマップ処理のハードウェア化に
関し、物体の表面属性とは独立に凹凸属性を法線ベクト
ルで定義するとともに、これを２次元配列のパターンと
して作成し、このパターンをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａ
ｃｃｃｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に登録後任意の傾きをもつ
面にマッピングすることによって物体の表面荒さを表現
することである。バンプマップのハードウェア化によ
り、バーチャル・リアリティ映像をリアルタイムに表示
可能となりコンピュータ・グラフィックス装置（アミュ
ーズメント、シュミレータなど）に適用される。
ックスで表現するバンプマップ処理のハードウェア化に
関し、物体の表面属性とは独立に凹凸属性を法線ベクト
ルで定義するとともに、これを２次元配列のパターンと
して作成し、このパターンをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａ
ｃｃｃｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に登録後任意の傾きをもつ
面にマッピングすることによって物体の表面荒さを表現
することである。バンプマップのハードウェア化によ
り、バーチャル・リアリティ映像をリアルタイムに表示
可能となりコンピュータ・グラフィックス装置（アミュ
ーズメント、シュミレータなど）に適用される。
【０００１】［従来の技術］コンピュータ・グラフィッ
クスにおけるバンプマップ効果はバンプ（隆起）状態を
法線ベクトルで定義し、これを物体表面にマッピングし
た後、これらの面に入射する光源からの光と、その反射
角から拡散や鏡面反射光を計算することによって得るこ
とができる。テキスチャーパターンのカラー情報のマッ
ピングはすでに一般にハードウェア化されているが、バ
ンプマップのような微小面の不連続な傾きと、光源を設
定した上での各点の反射計算を対象とする具体的なハー
ドウェア化は現在見られない。すなわちフォン・シェー
ディングやバンプマッピング等の反射計算を考慮したレ
ンダリング処理はソフトウェア技法に依存しているのが
現状であり、この結果バンプシェーディング機能をもっ
て、１秒間に数１０万のポリゴン数の描写を得ることは
困難である。この発明は以上のような事情に鑑みてなさ
れたもので、バンプマッピングをハードウェア化し、ピ
クセル毎のバンプマップ計算を１演算クロック以内で実
行することを特徴とし、これをシェーディング回路と組
み合わせることでバーチャルリアリティに対応する高速
な映像描写を得ることを目的としている。ここで、１ク
ロック以内とは入力から出力までの処理について要する
時間は回路素子のスイッチング遅延のみであり、クロッ
クによる繰り返し演算を用いないことを意味する。
クスにおけるバンプマップ効果はバンプ（隆起）状態を
法線ベクトルで定義し、これを物体表面にマッピングし
た後、これらの面に入射する光源からの光と、その反射
角から拡散や鏡面反射光を計算することによって得るこ
とができる。テキスチャーパターンのカラー情報のマッ
ピングはすでに一般にハードウェア化されているが、バ
ンプマップのような微小面の不連続な傾きと、光源を設
定した上での各点の反射計算を対象とする具体的なハー
ドウェア化は現在見られない。すなわちフォン・シェー
ディングやバンプマッピング等の反射計算を考慮したレ
ンダリング処理はソフトウェア技法に依存しているのが
現状であり、この結果バンプシェーディング機能をもっ
て、１秒間に数１０万のポリゴン数の描写を得ることは
困難である。この発明は以上のような事情に鑑みてなさ
れたもので、バンプマッピングをハードウェア化し、ピ
クセル毎のバンプマップ計算を１演算クロック以内で実
行することを特徴とし、これをシェーディング回路と組
み合わせることでバーチャルリアリティに対応する高速
な映像描写を得ることを目的としている。ここで、１ク
ロック以内とは入力から出力までの処理について要する
時間は回路素子のスイッチング遅延のみであり、クロッ
クによる繰り返し演算を用いないことを意味する。
【０００２】［課題を解決するための手段］この発明は
多角形面内の各点の法線ベクトル（以下主法線という）
に対し、その面の傾きとは独立に２次元配列されたバン
プ面を定義する不連続な法線ベクトル（以下バンプ法線
という）をレンダリング面にマッピングするための回路
である。多角形面内の各点での主法線は座標値同様に多
角形を内挿（塗りつぶし）処理する際、面内のすべての
点について、非線形あるいは 線形ＤＤＡ（Ｄｉｇｉｔ
ａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ａｎａｌｉｚｅｒ）
によって求めるこができる。これは多角形頂点あるいは
頂点内に法線ベクトルを属性として与え、これをまずア
ウトライン、次に内部に補間するものである。一方、バ
ンプ法線はテキスチャーマッピングのためのパターン定
義と同様にバンプ座標形にて平面配列状に各点の傾きと
して定義し、これをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓ
ｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。テキスチャーパターン
とバンプ法線の違いは前者が色情報であるのに対して、
後者は例えば平面をＸＹ空間とするとＺ軸に対する水平
垂直成分の傾き情報を基に所定の値を設定することであ
る。このバンプ法線成分を記憶したＲＡＭの内容は、テ
キスチャーパターンと同様にマッピングされる図形は拡
大縮小あるいは透視変換等による座標変換が行われてい
るため、これをマッピング対応するには表示（スクリー
ン）座表系からバンプ座表系への逆写像変換が必要であ
り、この結果得られた読み出しアドレスによって前記Ｄ
ＤＡに同期してＲＡＭから登録データが読み出される。
バンプ法線は視点座標軸（Ｚ軸）に対して水平方向Ｂｈ
（ＸＺ面）と垂直方向Ｂｖ（ＸＹ面）で定義する。一方
主法線も水平Ｎｈおよび垂直Ｎｖ方向成分で定義する。
フォン シェーディングにおいては特願平４−２５５３
１３に示したように、水平垂直成分に対し、それぞれ独
立した函数記憶素子を用いて拡散および鏡面反射光の成
分計算をした後、これらを合成して任意の点における反
射光を計算した。これらはいずれもピクセルのシェーデ
ィング生成速度を１クロック以内に実行することを条件
としている。バンプマップでは、このそれぞれ２組の傾
き成分Ｂｈ、ＢｖおよびＮｈ、Ｎｖから、マップ後の曲
面の新たな傾きを計算することである。これはバンプ法
線を主法線で回転することを意味する。この際主法線の
回転はそれぞれ水平および垂直軸の回転マトリックスの
パラメータとして用いることができるが、これに対応し
てバンプ法線は３次元空間内での回転のためにｘ、ｙ、
ｚ各軸の成分からなる３つのベクター変数として定義さ
れなければならない。よって計算量を減少するために、
Ｂｈ、Ｂｖより求めたこれら３軸ベクター成分を予め記
憶素子に登録し、これを直接回転マトリックス計算の入
力変数として与える。この結果得られたマップ後の３軸
傾き成分を、光源の入射角ＬｈおよびＬｖと主法線との
傾きおよびその反射角と視点座標軸との方向余弦を求め
ることによってバンプマップ面の拡散および鏡面反射光
が与えることができる。これらの関係を（１）式に示
す。すなわち主法線の視点座標軸に対する水平および垂
直方向の傾きをそれぞれＮｈおよびＮｖとしまたバンプ
法線の水平および垂直傾きをそれぞれＢｈおよびＢｖと
すると、バンプ法線の主法線のもつ傾きの回転は３次元
空間内で（１）式の関係となる。 ここで Ｘ０＝ｓｉｎＢｈｃｏｓＢｖ Ｙ０＝ｓｉｎＢｖ Ｚ０＝ｃｏｓＢｈｃｏｓＢｖ （１） （１）式においてＸ０、Ｙ０、Ｚ０はバンプ法線の各傾
き成分からなる３つの変数であるが、これらは記憶素子
内に予め記憶する。（１）式内のマトリックスから明ら
かなように各パラメータは傾き変数ＮｈあるいはＮｖの
１つだけを含むものであり、三角函数は記憶素子によっ
て容易に構成することができる。シェーディング計算に
は（１）式の結果はマップ後の法線と光源入射角方向余
弦ｃｏｓθおよび反射角と視点座標軸との方向余弦ｃｏ
ｓαとの関係において（２）式で与えられる。 ｃｏｓθ＝Ｘ１・ｃｏｓＬｈ／ｓｉｎＬｈ＋Ｙ１・ｓｉｎＬｖ ｃｏｓα＝（ｃｏｓθ ＋Ｚ１）／２ （２） 以上からこれら関係式をハードウエア化することによっ
て目的とするバンプマップシェーディング回路が構成で
きる。ここで重要なこの発明の特徴は各点のバンプマッ
プ処理を１クロック以内に実行できることである。すな
わち、（１）および（２）式より 明らかなように記憶
素子および乗算加算器のみで構成できることから、遅延
それぞれの素子のスイッチング速度のみとなる。
多角形面内の各点の法線ベクトル（以下主法線という）
に対し、その面の傾きとは独立に２次元配列されたバン
プ面を定義する不連続な法線ベクトル（以下バンプ法線
という）をレンダリング面にマッピングするための回路
である。多角形面内の各点での主法線は座標値同様に多
角形を内挿（塗りつぶし）処理する際、面内のすべての
点について、非線形あるいは 線形ＤＤＡ（Ｄｉｇｉｔ
ａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ａｎａｌｉｚｅｒ）
によって求めるこができる。これは多角形頂点あるいは
頂点内に法線ベクトルを属性として与え、これをまずア
ウトライン、次に内部に補間するものである。一方、バ
ンプ法線はテキスチャーマッピングのためのパターン定
義と同様にバンプ座標形にて平面配列状に各点の傾きと
して定義し、これをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓ
ｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。テキスチャーパターン
とバンプ法線の違いは前者が色情報であるのに対して、
後者は例えば平面をＸＹ空間とするとＺ軸に対する水平
垂直成分の傾き情報を基に所定の値を設定することであ
る。このバンプ法線成分を記憶したＲＡＭの内容は、テ
キスチャーパターンと同様にマッピングされる図形は拡
大縮小あるいは透視変換等による座標変換が行われてい
るため、これをマッピング対応するには表示（スクリー
ン）座表系からバンプ座表系への逆写像変換が必要であ
り、この結果得られた読み出しアドレスによって前記Ｄ
ＤＡに同期してＲＡＭから登録データが読み出される。
バンプ法線は視点座標軸（Ｚ軸）に対して水平方向Ｂｈ
（ＸＺ面）と垂直方向Ｂｖ（ＸＹ面）で定義する。一方
主法線も水平Ｎｈおよび垂直Ｎｖ方向成分で定義する。
フォン シェーディングにおいては特願平４−２５５３
１３に示したように、水平垂直成分に対し、それぞれ独
立した函数記憶素子を用いて拡散および鏡面反射光の成
分計算をした後、これらを合成して任意の点における反
射光を計算した。これらはいずれもピクセルのシェーデ
ィング生成速度を１クロック以内に実行することを条件
としている。バンプマップでは、このそれぞれ２組の傾
き成分Ｂｈ、ＢｖおよびＮｈ、Ｎｖから、マップ後の曲
面の新たな傾きを計算することである。これはバンプ法
線を主法線で回転することを意味する。この際主法線の
回転はそれぞれ水平および垂直軸の回転マトリックスの
パラメータとして用いることができるが、これに対応し
てバンプ法線は３次元空間内での回転のためにｘ、ｙ、
ｚ各軸の成分からなる３つのベクター変数として定義さ
れなければならない。よって計算量を減少するために、
Ｂｈ、Ｂｖより求めたこれら３軸ベクター成分を予め記
憶素子に登録し、これを直接回転マトリックス計算の入
力変数として与える。この結果得られたマップ後の３軸
傾き成分を、光源の入射角ＬｈおよびＬｖと主法線との
傾きおよびその反射角と視点座標軸との方向余弦を求め
ることによってバンプマップ面の拡散および鏡面反射光
が与えることができる。これらの関係を（１）式に示
す。すなわち主法線の視点座標軸に対する水平および垂
直方向の傾きをそれぞれＮｈおよびＮｖとしまたバンプ
法線の水平および垂直傾きをそれぞれＢｈおよびＢｖと
すると、バンプ法線の主法線のもつ傾きの回転は３次元
空間内で（１）式の関係となる。 ここで Ｘ０＝ｓｉｎＢｈｃｏｓＢｖ Ｙ０＝ｓｉｎＢｖ Ｚ０＝ｃｏｓＢｈｃｏｓＢｖ （１） （１）式においてＸ０、Ｙ０、Ｚ０はバンプ法線の各傾
き成分からなる３つの変数であるが、これらは記憶素子
内に予め記憶する。（１）式内のマトリックスから明ら
かなように各パラメータは傾き変数ＮｈあるいはＮｖの
１つだけを含むものであり、三角函数は記憶素子によっ
て容易に構成することができる。シェーディング計算に
は（１）式の結果はマップ後の法線と光源入射角方向余
弦ｃｏｓθおよび反射角と視点座標軸との方向余弦ｃｏ
ｓαとの関係において（２）式で与えられる。 ｃｏｓθ＝Ｘ１・ｃｏｓＬｈ／ｓｉｎＬｈ＋Ｙ１・ｓｉｎＬｖ ｃｏｓα＝（ｃｏｓθ ＋Ｚ１）／２ （２） 以上からこれら関係式をハードウエア化することによっ
て目的とするバンプマップシェーディング回路が構成で
きる。ここで重要なこの発明の特徴は各点のバンプマッ
プ処理を１クロック以内に実行できることである。すな
わち、（１）および（２）式より 明らかなように記憶
素子および乗算加算器のみで構成できることから、遅延
それぞれの素子のスイッチング速度のみとなる。
【００３】［実施例］１図は本発明に係わるバンプマッ
プシェーディング回路の全体構成を示す。図において回
路１は線形あるいは非線形のＤＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｎａｌｉｚｅｒ）で構成
するもので、曲面を内挿し、面内のすべての点の座標値
やその点の属性を出力する。主法線の傾きＮｈおよびＮ
ｖも属性の１つとしてこの回路によって求められる。内
挿された座標値は、テキスチャーマッピング用のパター
ンが登録された記憶素子読み出しのための逆写像変換回
路２に加えられ、この回路で生成されたアドレスＴａｄ
ｒはテキスチャーパターン記憶素子（図中には表示され
ていない）に出力されるともに、バンプ法線記憶素子５
にも加えられる。一方、主法線ＮｈおよびＮｖは（１）
式のマトリックス内に含まれるそれぞれの三角函数のそ
れぞれの変数として記憶素子からなる回路３および４の
入力アドレスとなり所定の値に変換される。バンプ法線
記憶素子５からのデータは（１）式のＸ０Ｙ０およびＺ
０であり、ＮｈおよびＮｖとともにマトリックス演算回
路６に加えられ、（１）式に基づく乗算と加算が実行さ
れる。マトリックス演算回路６では、回転計算とともに
光源入射角との方向余弦ｃｏｓθおよび視点座標軸と反
射角との方向余弦ｃｏｓαを（２）式にもとずき計算す
る。こうして得られた値はシェーディング回路７にて拡
散および鏡面反射成分が求められ、バンプマップ後の反
射光Ｉｐとして出力される。２図はこの発明に係わる具
体的な実施例を示す。図において主法線ＮｈおよびＮｖ
は記憶素子１〜４にて三角函数に変換される。記憶素子
１および２はＲＡＭあるいはＲＯＭのいずれも構成可能
であるが、３および４は通常ＲＡＭを用いる。記憶素子
１はｃｏｓＮｖが、記憶素子２はｓｉｎＮｖが作られ
る。また記憶素子２および３にはそれぞれｓｉｎＬｈｃ
ｏｓＬｖｃｏｓＮｈおよびｓｉｎＬｈｃｏｓＬｖｓｉｎ
Ｎｈが作られる。これらの出力は乗算器５ａ〜５ｈに加
えられ、乗算器の一方に入力するＸ０Ｙ０およびＺ０は
（１）式で定義したバンプマップ法線からなる各値であ
る。乗算器５ａ〜５ｈの出力は６ａ〜６ｄの加算器にお
いてそれぞれ（１）式におけるＸ１Ｙ１およびＺ１を生
成する。これら値は（２）式に基づき、Ｙ１はｓｉｎＬ
ｖ、またＸ１はｃｏｓＬｈ／ｓｉｎＬｈとそれぞれ乗算
器５ ｉおよび５ ｊにて乗算されその後加算器６ｅお
よび６ｆにてｃｏｓθおよびｃｏｓαが求められる。光
源による値ｓｉｎＬｖおよびｃｏｓＬｈ／ｓｉｎＬｈは
あらかじめ計算され、レジスター等に記憶される。図中
の１／２はバスシフト結線による１／２の除算である。
フォンシェーディングモデルでは以上の演算から得られ
たｃｏｓθおよびｃｏｓαを用いて、反射光は（３）式
で与えられる。 Ｉｐ＝Ｉｄ・ｃｏｓθ＋Ｉｒ・ｃｏｓｎα （３） ここでＩｄおよびＩｒはそれぞれ拡散係数、ｎは鏡面反
射率である。よって拡散成分はＩｄとの乗算、一方鏡面
反射成分は（ｃｏｓα）ｎテーブルからなる記憶素子７
を経たのちＩｒとの乗算の後それぞれを加算してＩｐを
得ることができる。記憶素子７は通常ＲＡＭが用いられ
る。以上の実施例に示すようにこの発明は２組の面の法
線すなわち主法線面へのバンプ法線のマッピング（回転
計算）と光源入射光によるバンプマップ面との反射角、
および反射光との視点軸との角度計算さらにこれら計算
によって得られた方向余弦からシェーディング計算を経
てバンプマップ面の反射光を求める３つの計算段階をも
つ。この結果バンプ状の多面体表示をハードウェアによ
って実現することができる。
プシェーディング回路の全体構成を示す。図において回
路１は線形あるいは非線形のＤＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｎａｌｉｚｅｒ）で構成
するもので、曲面を内挿し、面内のすべての点の座標値
やその点の属性を出力する。主法線の傾きＮｈおよびＮ
ｖも属性の１つとしてこの回路によって求められる。内
挿された座標値は、テキスチャーマッピング用のパター
ンが登録された記憶素子読み出しのための逆写像変換回
路２に加えられ、この回路で生成されたアドレスＴａｄ
ｒはテキスチャーパターン記憶素子（図中には表示され
ていない）に出力されるともに、バンプ法線記憶素子５
にも加えられる。一方、主法線ＮｈおよびＮｖは（１）
式のマトリックス内に含まれるそれぞれの三角函数のそ
れぞれの変数として記憶素子からなる回路３および４の
入力アドレスとなり所定の値に変換される。バンプ法線
記憶素子５からのデータは（１）式のＸ０Ｙ０およびＺ
０であり、ＮｈおよびＮｖとともにマトリックス演算回
路６に加えられ、（１）式に基づく乗算と加算が実行さ
れる。マトリックス演算回路６では、回転計算とともに
光源入射角との方向余弦ｃｏｓθおよび視点座標軸と反
射角との方向余弦ｃｏｓαを（２）式にもとずき計算す
る。こうして得られた値はシェーディング回路７にて拡
散および鏡面反射成分が求められ、バンプマップ後の反
射光Ｉｐとして出力される。２図はこの発明に係わる具
体的な実施例を示す。図において主法線ＮｈおよびＮｖ
は記憶素子１〜４にて三角函数に変換される。記憶素子
１および２はＲＡＭあるいはＲＯＭのいずれも構成可能
であるが、３および４は通常ＲＡＭを用いる。記憶素子
１はｃｏｓＮｖが、記憶素子２はｓｉｎＮｖが作られ
る。また記憶素子２および３にはそれぞれｓｉｎＬｈｃ
ｏｓＬｖｃｏｓＮｈおよびｓｉｎＬｈｃｏｓＬｖｓｉｎ
Ｎｈが作られる。これらの出力は乗算器５ａ〜５ｈに加
えられ、乗算器の一方に入力するＸ０Ｙ０およびＺ０は
（１）式で定義したバンプマップ法線からなる各値であ
る。乗算器５ａ〜５ｈの出力は６ａ〜６ｄの加算器にお
いてそれぞれ（１）式におけるＸ１Ｙ１およびＺ１を生
成する。これら値は（２）式に基づき、Ｙ１はｓｉｎＬ
ｖ、またＸ１はｃｏｓＬｈ／ｓｉｎＬｈとそれぞれ乗算
器５ ｉおよび５ ｊにて乗算されその後加算器６ｅお
よび６ｆにてｃｏｓθおよびｃｏｓαが求められる。光
源による値ｓｉｎＬｖおよびｃｏｓＬｈ／ｓｉｎＬｈは
あらかじめ計算され、レジスター等に記憶される。図中
の１／２はバスシフト結線による１／２の除算である。
フォンシェーディングモデルでは以上の演算から得られ
たｃｏｓθおよびｃｏｓαを用いて、反射光は（３）式
で与えられる。 Ｉｐ＝Ｉｄ・ｃｏｓθ＋Ｉｒ・ｃｏｓｎα （３） ここでＩｄおよびＩｒはそれぞれ拡散係数、ｎは鏡面反
射率である。よって拡散成分はＩｄとの乗算、一方鏡面
反射成分は（ｃｏｓα）ｎテーブルからなる記憶素子７
を経たのちＩｒとの乗算の後それぞれを加算してＩｐを
得ることができる。記憶素子７は通常ＲＡＭが用いられ
る。以上の実施例に示すようにこの発明は２組の面の法
線すなわち主法線面へのバンプ法線のマッピング（回転
計算）と光源入射光によるバンプマップ面との反射角、
および反射光との視点軸との角度計算さらにこれら計算
によって得られた方向余弦からシェーディング計算を経
てバンプマップ面の反射光を求める３つの計算段階をも
つ。この結果バンプ状の多面体表示をハードウェアによ
って実現することができる。
【０００４】［効果］物体表面の滑らかさや荒さを表現
するバンプマップ処理のハードウェア化によって、より
リアルなコンピュータ・グラフィック映像をソフトウェ
アに対し数千倍の高速性で実現できる。この回路は実施
例から明らかなようにＡＳＩＣ対応を考慮して小規模で
あり、アーミューズメントからシュミレーション間での
安価で高性能なグラフィック・プロセッサの演算回路と
して利用できる。
するバンプマップ処理のハードウェア化によって、より
リアルなコンピュータ・グラフィック映像をソフトウェ
アに対し数千倍の高速性で実現できる。この回路は実施
例から明らかなようにＡＳＩＣ対応を考慮して小規模で
あり、アーミューズメントからシュミレーション間での
安価で高性能なグラフィック・プロセッサの演算回路と
して利用できる。
【図１】本発明のバンプマップシェーディング回路
１ ＤＤＡ回路 ２ テキスチャーマッピイング回路 ３ 水平軸成分三角函数記憶素子 ４ 垂直軸成分三角函数記憶素子 ５ バンプマップテーブル ６ マトリックス演算 ７ シェーディング回路
【図２】本発明のバンプマップシェーディング回路
１ ｃｏｓＮｖ記憶素子 ２ ｓｉｎＮｖ記憶素子 ３ ｓｉｎＬｖｃｏｓＬｖｃｏｓＮｈ記憶素子 ４ ＳｉｎＬｈｃｏｓＬｖｓｉｎＮｈ記憶素子 ５ａ〜５ｌ 乗算器 ６ａ〜６ｆ 加算器
Claims (1)
- 曲面上の各点の法線ベクター（以下主法線という）と各
点への光源からの光入射角とを、視点座標軸に対する水
平および垂直角で定義するとともに、これら２つの傾き
成分を入力変数として、面上の拡散光および鏡面反射光
を求めるシェーディング方式において、曲面上に凹凸表
現を与えるためのバンプマップ処理として、バンプ面の
法線ベクター（以下バンプ法線という）を前記主法線と
同様に水平および垂直角で定義し、この２つの傾き変数
を２次元空間にパターン化した記憶素子に登録し、この
記憶素子にはバンプ法線定義座標系にマッピングするた
めに逆写像変換アドレスを与えて登録値を読み出す第１
の手段と、マッピングの際、バンプ法線を主法線のもつ
傾きで回転する手段として、水平および垂直軸を回転軸
とする回転計算において主法線の傾きを回転マトリック
スのパラメータとする一方、前期記憶素子から読みださ
れたバンプ法線成分をベクター変数として、乗算器およ
び加算器で構成する演算回路を加えるる第２の手段と、
この変換によって得られたベクター成分から光源情報を
基に、拡散および鏡面反射光を求める第３の手段を合わ
せもつことを特徴とするバンプマップシェーディング回
路
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10290495A JPH08263694A (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | バンプマップシェーディング回路 |
| CA002190938A CA2190938A1 (en) | 1995-03-22 | 1996-03-21 | Computer graphics circuit |
| PCT/JP1996/000726 WO1996029681A1 (fr) | 1995-03-22 | 1996-03-21 | Circuit d'infographie |
| EP96906900A EP0764921A4 (en) | 1995-03-22 | 1996-03-21 | CIRCUIT FOR COMPUTER GRAPHICS |
| US08/754,237 US5900881A (en) | 1995-03-22 | 1996-11-20 | Computer graphics circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10290495A JPH08263694A (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | バンプマップシェーディング回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08263694A true JPH08263694A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=14339853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10290495A Pending JPH08263694A (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | バンプマップシェーディング回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08263694A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09167255A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-06-24 | Samsung Electron Co Ltd | バンプマッピングとポンシェーディングを選択的に行う実時間レンダリング方法及び装置 |
| US6340974B1 (en) | 1997-12-22 | 2002-01-22 | Shima Seiki Manufacturing, Ltd. | Three-dimensional image processing apparatus with bump image modification |
-
1995
- 1995-03-22 JP JP10290495A patent/JPH08263694A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09167255A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-06-24 | Samsung Electron Co Ltd | バンプマッピングとポンシェーディングを選択的に行う実時間レンダリング方法及び装置 |
| US6340974B1 (en) | 1997-12-22 | 2002-01-22 | Shima Seiki Manufacturing, Ltd. | Three-dimensional image processing apparatus with bump image modification |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230053462A1 (en) | Image rendering method and apparatus, device, medium, and computer program product | |
| Buss | 3D computer graphics: a mathematical introduction with OpenGL | |
| Hughes | Computer graphics: principles and practice | |
| Catmull | Computer display of curved surfaces | |
| Bishop et al. | Fast phong shading | |
| US7212207B2 (en) | Method and apparatus for real-time global illumination incorporating stream processor based hybrid ray tracing | |
| US6031542A (en) | Image processing method and arrangement for the display of reflective objects | |
| US5900881A (en) | Computer graphics circuit | |
| US7212206B2 (en) | Method and apparatus for self shadowing and self interreflection light capture | |
| US7102647B2 (en) | Interactive horizon mapping | |
| JP3037455B2 (ja) | 表示装置及び表示方法 | |
| TW411431B (en) | Anisotropic texture mapping using silhouette/footprint analysis in a computer image generation system | |
| US8860764B2 (en) | Implementing and interpolating rotations from a computing input device | |
| US20060061585A1 (en) | View dependent tiled textures | |
| EP1704535B1 (en) | Method of rendering graphical objects | |
| Buss | 3-D Computer Graphics | |
| JPH08263694A (ja) | バンプマップシェーディング回路 | |
| JPH07282292A (ja) | テクスチャマッピング方法及び画像処理装置 | |
| KR100848687B1 (ko) | 3차원 그래픽 처리 장치 및 그것의 동작 방법 | |
| JP3733502B2 (ja) | バンプマップシェーディング回路 | |
| JPH08263691A (ja) | バンプマップ回路 | |
| JPH11306366A (ja) | グラフィック演算装置およびその方法 | |
| WO1996029681A1 (fr) | Circuit d'infographie | |
| JP2000057372A (ja) | 画像処理装置、画像処理方法及び記憶媒体 | |
| JPH09114994A (ja) | 画像作成装置および方法 |