JPH09138861A - 三次元ポリゴン描画方法および装置 - Google Patents
三次元ポリゴン描画方法および装置Info
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- JPH09138861A JPH09138861A JP7319639A JP31963995A JPH09138861A JP H09138861 A JPH09138861 A JP H09138861A JP 7319639 A JP7319639 A JP 7319639A JP 31963995 A JP31963995 A JP 31963995A JP H09138861 A JPH09138861 A JP H09138861A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単体のポリゴンのエッジのエイリアシングの
みならず、複雑な物体を多数のポリゴンで近似、描画す
る際にも高品位且つ高速なエイリアシング除去をするこ
とができる。 【解決手段】 ピクセル発生装置１０からＺバッファ比
較装置１１に対して、ピクセルの位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座
標、色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、ピクセルの中心がポリゴンの内
部に存在するか否かの情報Ｃｉｎ、およびポリゴンとピ
クセルとの共有面積αが出力される。そして、Ｚバッフ
ァ比較装置１１において、情報Ｃｉｎが`１' である、
すなわち、ピクセルの中心がポリゴンの内部にある時に
は、ピクセルのＺ座標とＺバッファ中のＺとを比較す
る。Ｚバッファ比較装置１１から出力されたピクセル
は、ピクセル描画装置１３により、輝度を調整した後、
ピクセル描画用メモリ１４にピクセルを描画する。
みならず、複雑な物体を多数のポリゴンで近似、描画す
る際にも高品位且つ高速なエイリアシング除去をするこ
とができる。 【解決手段】 ピクセル発生装置１０からＺバッファ比
較装置１１に対して、ピクセルの位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座
標、色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、ピクセルの中心がポリゴンの内
部に存在するか否かの情報Ｃｉｎ、およびポリゴンとピ
クセルとの共有面積αが出力される。そして、Ｚバッフ
ァ比較装置１１において、情報Ｃｉｎが`１' である、
すなわち、ピクセルの中心がポリゴンの内部にある時に
は、ピクセルのＺ座標とＺバッファ中のＺとを比較す
る。Ｚバッファ比較装置１１から出力されたピクセル
は、ピクセル描画装置１３により、輝度を調整した後、
ピクセル描画用メモリ１４にピクセルを描画する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、三次元コンピュ
ータ・グラフィックス描画装置において、物体を複数の
ポリゴンにより近似、描画する際に生じるエッジのギザ
ギザ、すなわちエイリアシングを除去するのに用いられ
る三次元ポリゴン描画方法および装置に関する。
ータ・グラフィックス描画装置において、物体を複数の
ポリゴンにより近似、描画する際に生じるエッジのギザ
ギザ、すなわちエイリアシングを除去するのに用いられ
る三次元ポリゴン描画方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｚバッファ法による隠面消去を行
う三次元コンピュータ・グラフィックス描画装置におい
て、ポリゴンのエッジがギザギザしてしまう、エイリア
シングが問題となっていた。この一つの解決案として、
図６に示すようにポリゴンとこのポリゴンを形成するピ
クセルとの共有面積を求め、この面積に応じてポリゴン
を描画するピクセルの輝度を落とす、というものがあっ
た。
う三次元コンピュータ・グラフィックス描画装置におい
て、ポリゴンのエッジがギザギザしてしまう、エイリア
シングが問題となっていた。この一つの解決案として、
図６に示すようにポリゴンとこのポリゴンを形成するピ
クセルとの共有面積を求め、この面積に応じてポリゴン
を描画するピクセルの輝度を落とす、というものがあっ
た。
【０００３】図６において、黒丸はその全体が例えば三
角形に含まれているピクセルであり、白丸は一部が三角
形の外部にあるピクセルである。上述の解決案は、単体
のポリゴンを描画する際には有効である。しかしなが
ら、複雑な物体を複数のポリゴンで描画する際には、ポ
リゴンとポリゴンの境目のピクセルの輝度が下がってし
まい、描画品質を逆に著しく低下させてしまうという問
題があった。
角形に含まれているピクセルであり、白丸は一部が三角
形の外部にあるピクセルである。上述の解決案は、単体
のポリゴンを描画する際には有効である。しかしなが
ら、複雑な物体を複数のポリゴンで描画する際には、ポ
リゴンとポリゴンの境目のピクセルの輝度が下がってし
まい、描画品質を逆に著しく低下させてしまうという問
題があった。
【０００４】図７Ａは、一つの四角形を二つの三角形１
および三角形２で描画しようとした例である。先ず、三
角形１を描画する際、上述したように三角形とこれを構
成するピクセルとの共有面積に応じてピクセルの輝度を
決定する。描画後には、Ｚバッファ法による隠面消去を
行う場合、各ピクセルの位置に相当するＺバッファには
各ピクセルまでの視点からの距離情報が保存されてい
る。次に三角形２を描画することを考えると、図７Ｂの
Ｐ１からＰ５までのピクセルが問題となる。
および三角形２で描画しようとした例である。先ず、三
角形１を描画する際、上述したように三角形とこれを構
成するピクセルとの共有面積に応じてピクセルの輝度を
決定する。描画後には、Ｚバッファ法による隠面消去を
行う場合、各ピクセルの位置に相当するＺバッファには
各ピクセルまでの視点からの距離情報が保存されてい
る。次に三角形２を描画することを考えると、図７Ｂの
Ｐ１からＰ５までのピクセルが問題となる。
【０００５】これらのピクセルＰ１からＰ５は、三角形
１を描画した際に既に描画されたものであり、図７Ａの
ように辺Ｅ１が視点に近い、すなわち凸形である場合、
中心が三角形１の外部にあるＰ１、Ｐ２およびＰ４のピ
クセルは三角形２を描画する際には不可視であると判定
され描画されない。
１を描画した際に既に描画されたものであり、図７Ａの
ように辺Ｅ１が視点に近い、すなわち凸形である場合、
中心が三角形１の外部にあるＰ１、Ｐ２およびＰ４のピ
クセルは三角形２を描画する際には不可視であると判定
され描画されない。
【０００６】また、中心が三角形１の内部にあるＰ３お
よびＰ５のピクセルは、三角形２を描画する際に再度描
画されるが、輝度が低く描画されてしまう。逆に辺Ｅ１
が視点に遠い、すなわち、凹形である場合、三角形２を
描画する際に、Ｐ３およびＰ５のピクセルは描画され
ず、Ｐ１、Ｐ２およびＰ４のピクセルは再度描画される
ものの、輝度が低く描画される。この結果として、いづ
れのケースでも、本来２つの三角形１および三角形２で
構成される四角形の完全に内部にあるピクセルまでも輝
度が低下してしまい、描画品質を著しく落としてしまう
ことになる。
よびＰ５のピクセルは、三角形２を描画する際に再度描
画されるが、輝度が低く描画されてしまう。逆に辺Ｅ１
が視点に遠い、すなわち、凹形である場合、三角形２を
描画する際に、Ｐ３およびＰ５のピクセルは描画され
ず、Ｐ１、Ｐ２およびＰ４のピクセルは再度描画される
ものの、輝度が低く描画される。この結果として、いづ
れのケースでも、本来２つの三角形１および三角形２で
構成される四角形の完全に内部にあるピクセルまでも輝
度が低下してしまい、描画品質を著しく落としてしまう
ことになる。
【０００７】また、他の方法として、物体を左右上下に
少しずつずらして何回も描画し、それらの結果を各ピク
セルごとに加算していき、最後に各ピクセルを描画回数
で割り、これを最終描画結果とするものがある。しかし
ながら、上述の方法を実現するには、加算していくピク
セルを保持するための大容量のメモリが必要であり、且
つ、複数回の描画を行わなければいけないため、当然の
ことながら高速な描画は期待できない。
少しずつずらして何回も描画し、それらの結果を各ピク
セルごとに加算していき、最後に各ピクセルを描画回数
で割り、これを最終描画結果とするものがある。しかし
ながら、上述の方法を実現するには、加算していくピク
セルを保持するための大容量のメモリが必要であり、且
つ、複数回の描画を行わなければいけないため、当然の
ことながら高速な描画は期待できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のＺバッファ法に
よる隠面消去を行う三次元コンピュータ・グラフィック
ス描画装置において、複数回の描画などによる非効率的
な方法以外では、複雑な物体を多数のポリゴンで近似、
描画する際には、本来輝度が低下してはいけないポリゴ
ンとポリゴンの境界のピクセルの輝度が低下してしまい
描画品質を著しく低下させてしまうという大きな問題点
があった。このように、Ｚバッファ法による隠面消去を
行う三次元コンピュータ・グラフィックス描画装置にお
いて、高速なポリゴンのエイリアシングの除去は一般的
に不可能とされてきた。
よる隠面消去を行う三次元コンピュータ・グラフィック
ス描画装置において、複数回の描画などによる非効率的
な方法以外では、複雑な物体を多数のポリゴンで近似、
描画する際には、本来輝度が低下してはいけないポリゴ
ンとポリゴンの境界のピクセルの輝度が低下してしまい
描画品質を著しく低下させてしまうという大きな問題点
があった。このように、Ｚバッファ法による隠面消去を
行う三次元コンピュータ・グラフィックス描画装置にお
いて、高速なポリゴンのエイリアシングの除去は一般的
に不可能とされてきた。
【０００９】従って、この発明の目的は、単体のポリゴ
ンのエッジのエイリアシングのみならず、複雑な物体を
多数のポリゴンで近似、描画する際にも高品位且つ高速
なエイリアシング除去をすることができる三次元ポリゴ
ン描画方法および装置を提供することにある。
ンのエッジのエイリアシングのみならず、複雑な物体を
多数のポリゴンで近似、描画する際にも高品位且つ高速
なエイリアシング除去をすることができる三次元ポリゴ
ン描画方法および装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ｚバッファ
法による隠面消去を行う三次元ポリゴン描画方法におい
て、数学的にポリゴン内にピクセルの中心があるピクセ
ルは本来の色で、且つ通常のＺバッファ法により描画
し、エイリアシングの除去を行うためにポリゴンの外側
にその中心があるピクセルは輝度を落とし、且つＺバッ
ファとの比較を行い不可視であると判定された場合はＺ
バッファの更新および描画を行なわず、可視と判定され
た場合には、Ｚバッファを更新せず、描画のみを行うこ
とを特徴とする三次元ポリゴン描画方法である。そし
て、この発明は、エイリアシングの除去を行うために、
描画するピクセルの輝度を、ポリゴン全体をピクセルの
半径だけ外側にずらせて、このポリゴンとピクセルの共
有面積に応じて計算することを特徴とする三次元ポリゴ
ン描画方法である。
法による隠面消去を行う三次元ポリゴン描画方法におい
て、数学的にポリゴン内にピクセルの中心があるピクセ
ルは本来の色で、且つ通常のＺバッファ法により描画
し、エイリアシングの除去を行うためにポリゴンの外側
にその中心があるピクセルは輝度を落とし、且つＺバッ
ファとの比較を行い不可視であると判定された場合はＺ
バッファの更新および描画を行なわず、可視と判定され
た場合には、Ｚバッファを更新せず、描画のみを行うこ
とを特徴とする三次元ポリゴン描画方法である。そし
て、この発明は、エイリアシングの除去を行うために、
描画するピクセルの輝度を、ポリゴン全体をピクセルの
半径だけ外側にずらせて、このポリゴンとピクセルの共
有面積に応じて計算することを特徴とする三次元ポリゴ
ン描画方法である。
【００１１】また、この発明は、Ｚバッファ法による隠
面消去を行う三次元ポリゴン描画装置において、ポリゴ
ンを構成するピクセルの位置Ｘ、Ｙ、Ｚ座標を発生する
ピクセル発生装置に、発生されたピクセルの中心がポリ
ゴンの内部に存在するか否かを判定する手段と、中心が
ポリゴンの外部にあるピクセルに対して、ポリゴンとピ
クセルの共有面積を算出する手段と、共有面積を算出す
るために、実際のポリゴンをピクセルの半径だけずらす
共有面積補正手段とからなることを特徴とする三次元ポ
リゴン描画装置である。さらに、この発明は、ピクセル
発生装置から出力されるピクセルの中心がポリゴンの内
部に存在するか否かの信号に応じて、Ｚバッファと比較
後に可視と判定された場合には、新たなＺでＺバッファ
を更新するか、可視と判断されても新たなＺでＺバッフ
ァを更新しないように動的に動作を切り替えることが可
能なＺバッファ比較装置と、共有面積に応じてピクセル
の輝度を調整後ピクセルをメモリに描画するピクセル描
画装置とをさらに有することを特徴とする三次元ポリゴ
ン描画装置である。
面消去を行う三次元ポリゴン描画装置において、ポリゴ
ンを構成するピクセルの位置Ｘ、Ｙ、Ｚ座標を発生する
ピクセル発生装置に、発生されたピクセルの中心がポリ
ゴンの内部に存在するか否かを判定する手段と、中心が
ポリゴンの外部にあるピクセルに対して、ポリゴンとピ
クセルの共有面積を算出する手段と、共有面積を算出す
るために、実際のポリゴンをピクセルの半径だけずらす
共有面積補正手段とからなることを特徴とする三次元ポ
リゴン描画装置である。さらに、この発明は、ピクセル
発生装置から出力されるピクセルの中心がポリゴンの内
部に存在するか否かの信号に応じて、Ｚバッファと比較
後に可視と判定された場合には、新たなＺでＺバッファ
を更新するか、可視と判断されても新たなＺでＺバッフ
ァを更新しないように動的に動作を切り替えることが可
能なＺバッファ比較装置と、共有面積に応じてピクセル
の輝度を調整後ピクセルをメモリに描画するピクセル描
画装置とをさらに有することを特徴とする三次元ポリゴ
ン描画装置である。
【００１２】ピクセル発生装置からＺバッファ比較装置
に対して、ピクセルの位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標、色
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、ピクセルの中心がポリゴンの内部に存
在するか否かの情報Ｃｉｎ、およびポリゴンとピクセル
との共有面積αが出力される。そして、Ｚバッファ比較
装置において、情報Ｃｉｎが `１' である、すなわち、
ピクセルの中心がポリゴンの内部にある時には、ピクセ
ルのＺ座標とＺバッファ中のＺとを比較する。Ｚバッフ
ァ比較装置から出力されたピクセルは、ピクセル描画装
置により、輝度を調整した後、メモリにピクセルを描画
する。
に対して、ピクセルの位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標、色
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、ピクセルの中心がポリゴンの内部に存
在するか否かの情報Ｃｉｎ、およびポリゴンとピクセル
との共有面積αが出力される。そして、Ｚバッファ比較
装置において、情報Ｃｉｎが `１' である、すなわち、
ピクセルの中心がポリゴンの内部にある時には、ピクセ
ルのＺ座標とＺバッファ中のＺとを比較する。Ｚバッフ
ァ比較装置から出力されたピクセルは、ピクセル描画装
置により、輝度を調整した後、メモリにピクセルを描画
する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て説明する。図１は、この発明を三次元アンチエリアス
ド・ポリゴン描画装置に適用したものである。三次元ア
ンチエリアスド・ポリゴン描画装置は、主に、ピクセル
発生装置１０、Ｚバッファ比較装置１１、Ｚバッファ用
メモリ１２、ピクセル描画装置１３、ピクセル描画用メ
モリ１４で構成される。
て説明する。図１は、この発明を三次元アンチエリアス
ド・ポリゴン描画装置に適用したものである。三次元ア
ンチエリアスド・ポリゴン描画装置は、主に、ピクセル
発生装置１０、Ｚバッファ比較装置１１、Ｚバッファ用
メモリ１２、ピクセル描画装置１３、ピクセル描画用メ
モリ１４で構成される。
【００１４】図１において、ピクセル発生装置１０から
Ｚバッファ比較装置１１に対して、ピクセルの位置
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標、色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、ピクセルの中
心がポリゴンの内部に存在するか否かの情報Ｃｉｎ、お
よびポリゴンとピクセルとの共有面積αが出力される。
情報Ｃｉｎは、ピクセルが完全にポリゴン内部に含まれ
る時には１とし、全く共有面積を持たない時は `０' と
する。但し、ピクセルの中心がポリゴン内部に存在する
場合は、ピクセルの一部がポリゴンの外部に出ていても
`１' とする。さらに、共有面積αは、実際のポリゴン
とのものではなく、実際のポリゴンをピクセルの直径の
半分だけ外側にずらしたポリゴンとのものである。
Ｚバッファ比較装置１１に対して、ピクセルの位置
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標、色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、ピクセルの中
心がポリゴンの内部に存在するか否かの情報Ｃｉｎ、お
よびポリゴンとピクセルとの共有面積αが出力される。
情報Ｃｉｎは、ピクセルが完全にポリゴン内部に含まれ
る時には１とし、全く共有面積を持たない時は `０' と
する。但し、ピクセルの中心がポリゴン内部に存在する
場合は、ピクセルの一部がポリゴンの外部に出ていても
`１' とする。さらに、共有面積αは、実際のポリゴン
とのものではなく、実際のポリゴンをピクセルの直径の
半分だけ外側にずらしたポリゴンとのものである。
【００１５】Ｚバッファ比較装置１１において、情報Ｃ
ｉｎが `１' である、すなわち、ピクセルの中心がポリ
ゴンの内部にある時には、ピクセルのＺ座標とＺバッフ
ァ中のＺとを比較し、若し、この比較が可視であると判
断された場合には、Ｚバッファを新たなＺで更新すると
共にピクセルをピクセル描画装置１３に出力する。ま
た、不可視と判断された場合には、ピクセルは捨てられ
る。さらに、情報Ｃｉｎが `０' である、すなわち、ピ
クセルの中心がポリゴンの外部にあるときは、ピクセル
のＺ座標とＺバッファ中のＺとを比較し、若し、この比
較が可視であると判断された場合には、Ｚバッファの更
新は行わずに、ピクセルをピクセル描画装置１３に出力
するのみである。また、不可視であると判断された場合
には、情報Ｃｉｎが `１' の時と同様にピクセルは捨て
られる。
ｉｎが `１' である、すなわち、ピクセルの中心がポリ
ゴンの内部にある時には、ピクセルのＺ座標とＺバッフ
ァ中のＺとを比較し、若し、この比較が可視であると判
断された場合には、Ｚバッファを新たなＺで更新すると
共にピクセルをピクセル描画装置１３に出力する。ま
た、不可視と判断された場合には、ピクセルは捨てられ
る。さらに、情報Ｃｉｎが `０' である、すなわち、ピ
クセルの中心がポリゴンの外部にあるときは、ピクセル
のＺ座標とＺバッファ中のＺとを比較し、若し、この比
較が可視であると判断された場合には、Ｚバッファの更
新は行わずに、ピクセルをピクセル描画装置１３に出力
するのみである。また、不可視であると判断された場合
には、情報Ｃｉｎが `１' の時と同様にピクセルは捨て
られる。
【００１６】Ｚバッファ比較装置１１から出力されたピ
クセルは、ピクセル描画装置１３により、下記の（１）
から（３）式に示すように輝度を調整した後、ピクセル
描画用メモリ１４にピクセルを描画する。 Ｒ’＝ Ｒ×α＋Ｒd ×（１−α） ・・・（１） Ｇ’＝ Ｇ×α＋Ｇd ×（１−α） ・・・（２） Ｂ’＝ Ｂ×α＋Ｂd ×（１−α） ・・・（３） 但し、（１）から（３）式において、Ｒd 、Ｇd 、Ｂd
は既にピクセル描画用メモリ１４に描画されていたピク
セルの色である。
クセルは、ピクセル描画装置１３により、下記の（１）
から（３）式に示すように輝度を調整した後、ピクセル
描画用メモリ１４にピクセルを描画する。 Ｒ’＝ Ｒ×α＋Ｒd ×（１−α） ・・・（１） Ｇ’＝ Ｇ×α＋Ｇd ×（１−α） ・・・（２） Ｂ’＝ Ｂ×α＋Ｂd ×（１−α） ・・・（３） 但し、（１）から（３）式において、Ｒd 、Ｇd 、Ｂd
は既にピクセル描画用メモリ１４に描画されていたピク
セルの色である。
【００１７】図２に、この発明の一実施例によるピクセ
ル発生装置１０を示す。ピクセル発生装置１０は、図２
に示すように、エッジ発生ブロック２０とスパン発生ブ
ロック２１で構成され、ポリゴンの形状および色を決定
する各種パラメータが入力される。この発明の一実施例
では、ピクセル発生装置１０は三角形を処理の対象と
し、三角形の三頂点の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）および色
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が入力される。これらのパラメータは、
先ず図３に示すように、Ｐ１からＰ６およびＰ１’から
Ｐ６’までのポリゴンのエッジの座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）お
よび色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を算出するエッジ発生ブロック２
０に渡される。エッジ発生ブロック２０が発生したエッ
ジは、Ｐ１とＰ１’、Ｐ２とＰ２’、Ｐ３とＰ３’、Ｐ
４とＰ４’、Ｐ５とＰ５’、Ｐ６とＰ６’というように
２組をペアーとしてスパン発生ブロック２１に渡され
る。
ル発生装置１０を示す。ピクセル発生装置１０は、図２
に示すように、エッジ発生ブロック２０とスパン発生ブ
ロック２１で構成され、ポリゴンの形状および色を決定
する各種パラメータが入力される。この発明の一実施例
では、ピクセル発生装置１０は三角形を処理の対象と
し、三角形の三頂点の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）および色
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が入力される。これらのパラメータは、
先ず図３に示すように、Ｐ１からＰ６およびＰ１’から
Ｐ６’までのポリゴンのエッジの座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）お
よび色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を算出するエッジ発生ブロック２
０に渡される。エッジ発生ブロック２０が発生したエッ
ジは、Ｐ１とＰ１’、Ｐ２とＰ２’、Ｐ３とＰ３’、Ｐ
４とＰ４’、Ｐ５とＰ５’、Ｐ６とＰ６’というように
２組をペアーとしてスパン発生ブロック２１に渡され
る。
【００１８】スパン発生ブロック２１では、エッジ発生
ブロック２０から渡された２点のエッジのデータを基
に、図４の黒丸で示すＰn 、Ｐn'の２点間にピクセルの
中心があるピクセルの座標および色の算出を行う。これ
らのピクセルには、ポリゴンとの共有面積αとして１、
ピクセルの中心がポリゴンの内部に入っている情報Ｃｉ
ｎとして `１' が付加される。
ブロック２０から渡された２点のエッジのデータを基
に、図４の黒丸で示すＰn 、Ｐn'の２点間にピクセルの
中心があるピクセルの座標および色の算出を行う。これ
らのピクセルには、ポリゴンとの共有面積αとして１、
ピクセルの中心がポリゴンの内部に入っている情報Ｃｉ
ｎとして `１' が付加される。
【００１９】さらに、スパン発生ブロック２１は、図５
の白丸のピクセルを発生する。図５に示す一例では、発
生されるピクセルは左右１ピクセルずつであるが、Ｅ１
およびＥ２をそれぞれ左右にピクセルの直径の半分だけ
ずらしたＥ１’およびＥ２’で作られる領域と共有面積
を持つものすべてを発生する。また、これらのピクセル
には、共有面積αとしてＥ１’およびＥ２’で作られる
領域との共有面積が、ピクセルの中心がポリゴンの外部
にあることを示す情報Ｃｉｎとして `０' が付加され
る。
の白丸のピクセルを発生する。図５に示す一例では、発
生されるピクセルは左右１ピクセルずつであるが、Ｅ１
およびＥ２をそれぞれ左右にピクセルの直径の半分だけ
ずらしたＥ１’およびＥ２’で作られる領域と共有面積
を持つものすべてを発生する。また、これらのピクセル
には、共有面積αとしてＥ１’およびＥ２’で作られる
領域との共有面積が、ピクセルの中心がポリゴンの外部
にあることを示す情報Ｃｉｎとして `０' が付加され
る。
【００２０】このようにして、ピクセル発生装置１０が
発生したピクセル情報は、Ｚバッファ比較装置１１に渡
される。Ｚバッファ比較装置１１では、情報Ｃｉｎが `
１'であるときは、ピクセルのＺ座標とＺバッファ中の
Ｚとを比較し、若し、この比較が可視であると判断され
た場合には、Ｚバッファを新たなＺで更新すると共にピ
クセルをピクセル描画装置に出力する。また、不可視で
あると判断された場合には、ピクセルは捨てられる。さ
らに、情報Ｃｉｎが `０' であるときは、ピクセルのＺ
座標とＺバッファ中のＺとを比較し、若し、この比較が
可視であると判断された場合には、Ｚバッファの更新は
行わずに、ピクセルをピクセル描画装置１３に出力する
のみである。また、不可視と判断された場合には、情報
Ｃｉｎが`１' の時と同様にピクセルは捨てられる。
発生したピクセル情報は、Ｚバッファ比較装置１１に渡
される。Ｚバッファ比較装置１１では、情報Ｃｉｎが `
１'であるときは、ピクセルのＺ座標とＺバッファ中の
Ｚとを比較し、若し、この比較が可視であると判断され
た場合には、Ｚバッファを新たなＺで更新すると共にピ
クセルをピクセル描画装置に出力する。また、不可視で
あると判断された場合には、ピクセルは捨てられる。さ
らに、情報Ｃｉｎが `０' であるときは、ピクセルのＺ
座標とＺバッファ中のＺとを比較し、若し、この比較が
可視であると判断された場合には、Ｚバッファの更新は
行わずに、ピクセルをピクセル描画装置１３に出力する
のみである。また、不可視と判断された場合には、情報
Ｃｉｎが`１' の時と同様にピクセルは捨てられる。
【００２１】ピクセル描画装置１３には、ピクセルの座
標（Ｘ，Ｙ）、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）およびポリゴンとピク
セルの共有面積αが入力される。このピクセル描画装置
１３は、上述の（１）から（３）式を用いて輝度の調整
を行った後に、ピクセル描画用メモリ１４の入力座標
（Ｘ，Ｙ）に相当するアドレスに輝度調整後の色を描画
する。
標（Ｘ，Ｙ）、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）およびポリゴンとピク
セルの共有面積αが入力される。このピクセル描画装置
１３は、上述の（１）から（３）式を用いて輝度の調整
を行った後に、ピクセル描画用メモリ１４の入力座標
（Ｘ，Ｙ）に相当するアドレスに輝度調整後の色を描画
する。
【００２２】この発明の一実施例では、図７Ｂの三角形
１を描画する際に、Ｐ３およびＰ５は三角形の内部にそ
のピクセルの中心がある、すなわち、情報Ｃｉｎが `
１' であるので、輝度が低下することなく描画され、そ
れぞれのピクセルのＺ座標でＺバッファが更新されてい
る。従って、三角形２を描画する際、Ｚバッファ法によ
り可視と判定された場合でも、もともとの２つの三角形
の色に大差がなければ、（１）から（３）式から明らか
なように三角形１を描画する際に描画したＰ３およびＰ
５の色は殆ど変わらない。また、不可視と判定された場
合には、当然のことながら、Ｐ３およびＰ５の色は変化
しない。
１を描画する際に、Ｐ３およびＰ５は三角形の内部にそ
のピクセルの中心がある、すなわち、情報Ｃｉｎが `
１' であるので、輝度が低下することなく描画され、そ
れぞれのピクセルのＺ座標でＺバッファが更新されてい
る。従って、三角形２を描画する際、Ｚバッファ法によ
り可視と判定された場合でも、もともとの２つの三角形
の色に大差がなければ、（１）から（３）式から明らか
なように三角形１を描画する際に描画したＰ３およびＰ
５の色は殆ど変わらない。また、不可視と判定された場
合には、当然のことながら、Ｐ３およびＰ５の色は変化
しない。
【００２３】さらに、他のピクセルＰ１、Ｐ２およびＰ
４が三角形１を描画するときには、情報Ｃｉｎが `０'
であったため輝度が低くなって描画されているが、Ｚバ
ッファの更新が行われていない。従って、三角形２を描
画する際には、これらのピクセルは可視であると判定さ
れ、且つこれらのピクセルの中心は三角形２の内部にあ
るため輝度が落とされずに描画される。以上のように、
従来方法ではポリゴンの境目のピクセルの輝度が落ちて
しまう問題点を解決することができる。
４が三角形１を描画するときには、情報Ｃｉｎが `０'
であったため輝度が低くなって描画されているが、Ｚバ
ッファの更新が行われていない。従って、三角形２を描
画する際には、これらのピクセルは可視であると判定さ
れ、且つこれらのピクセルの中心は三角形２の内部にあ
るため輝度が落とされずに描画される。以上のように、
従来方法ではポリゴンの境目のピクセルの輝度が落ちて
しまう問題点を解決することができる。
【００２４】よりさらに、境界でないピクセルに関して
も、中心がポリゴンの外部にあるピクセルは実際のポリ
ゴンではなく、ピクセルの半径だけ外側にずらしたポリ
ゴンとの共有面積で輝度を調整している。そのため、ピ
クセルの中心がポリゴンの内部に存在するが、その一部
が外部に出ているにもかかわらずもともとの輝度で描画
したピクセルからの輝度の急激な低下が起こらず、高品
位なエイリアシング除去が高速に実現できる。
も、中心がポリゴンの外部にあるピクセルは実際のポリ
ゴンではなく、ピクセルの半径だけ外側にずらしたポリ
ゴンとの共有面積で輝度を調整している。そのため、ピ
クセルの中心がポリゴンの内部に存在するが、その一部
が外部に出ているにもかかわらずもともとの輝度で描画
したピクセルからの輝度の急激な低下が起こらず、高品
位なエイリアシング除去が高速に実現できる。
【００２５】
【発明の効果】この発明は、Ｚバッファ法による隠面消
去を行う三次元コンピュータ・グラフィックス描画装置
において、複雑な物体を多数のポリゴンで近似、描画す
る際には、本来輝度が低下してはいけないポリゴンとポ
リゴンの境界のピクセルの輝度が低下してしまい、描画
品質を著しく低下させてしまうため、実際には不可能と
考えられていたポリゴンのエイリアシング除去を高速に
実現することが可能である。
去を行う三次元コンピュータ・グラフィックス描画装置
において、複雑な物体を多数のポリゴンで近似、描画す
る際には、本来輝度が低下してはいけないポリゴンとポ
リゴンの境界のピクセルの輝度が低下してしまい、描画
品質を著しく低下させてしまうため、実際には不可能と
考えられていたポリゴンのエイリアシング除去を高速に
実現することが可能である。
【００２６】また、この発明は、エイリアシングがない
高品位な描画結果を得られることができ、コンピュータ
・グラフィックスを使用するゲーム、VR(Virtual Reali
ty）、CAD(Computer Aided Design ）、デザインなどの
分野で広く利用することができる。
高品位な描画結果を得られることができ、コンピュータ
・グラフィックスを使用するゲーム、VR(Virtual Reali
ty）、CAD(Computer Aided Design ）、デザインなどの
分野で広く利用することができる。
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施例のピクセル発生装置の構成
の一例を示すブロック図である。
の一例を示すブロック図である。
【図３】ピクセル発生装置のエッジ発生ブロックの動作
を説明するための略線図である。
を説明するための略線図である。
【図４】ピクセル発生装置のスパン発生ブロックの動作
を説明するための略線図である。
を説明するための略線図である。
【図５】ピクセル発生装置のスパン発生ブロックでのポ
リゴンとピクセルの共有面積の算出方法を説明するため
の略線図である。
リゴンとピクセルの共有面積の算出方法を説明するため
の略線図である。
【図６】従来の技術を説明するための略線図である。
【図７】二つの三角形を描画する場合の処理を説明する
ための略線図である。
ための略線図である。
１０ ピクセル発生装置 １１ Ｚバッファ比較装置 １２ Ｚバッファ用メモリ １３ ピクセル描画装置 １４ ピクセル描画用メモリ ２０ エッジ発生ブロック ２１ スパン発生ブロック
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｚバッファ法による隠面消去を行う三次
元ポリゴン描画方法において、 数学的にポリゴン内にピクセルの中心があるピクセルは
本来の色で、且つ通常のＺバッファ法により描画し、エ
イリアシングの除去を行うためにポリゴンの外側にその
中心があるピクセルは輝度を落とし、且つＺバッファと
の比較を行い不可視であると判定された場合はＺバッフ
ァの更新および描画を行なわず、可視と判定された場合
には、Ｚバッファを更新せず、描画のみを行うことを特
徴とする三次元ポリゴン描画方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の三次元ポリゴン描画方法
において、 エイリアシングの除去を行うために、描画するピクセル
の輝度を、ポリゴン全体をピクセルの半径だけ外側にず
らせて、このポリゴンとピクセルの共有面積に応じて計
算することを特徴とする三次元ポリゴン描画方法。 - 【請求項３】 Ｚバッファ法による隠面消去を行う三次
元ポリゴン描画装置において、 ポリゴンを構成するピクセルの位置Ｘ、Ｙ、Ｚ座標を発
生するピクセル発生装置に、発生されたピクセルの中心
がポリゴンの内部に存在するか否かを判定する手段と、 中心がポリゴンの外部にあるピクセルに対して、ポリゴ
ンとピクセルの共有面積を算出する手段と、 上記共有面積を算出するために、実際のポリゴンをピク
セルの半径だけずらす共有面積補正手段とからなること
を特徴とする三次元ポリゴン描画装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の三次元ポリゴン描画装置
において、 上記ピクセル発生装置から出力されるピクセルの中心が
ポリゴンの内部に存在するか否かの信号に応じて、Ｚバ
ッファと比較後に可視と判定された場合には、新たなＺ
でＺバッファを更新するか、可視と判断されても新たな
ＺでＺバッファを更新しないように動的に動作を切り替
えることが可能なＺバッファ比較装置と、 共有面積に応じてピクセルの輝度を調整後ピクセルをメ
モリに描画するピクセル描画装置とをさらに有すること
を特徴とする三次元ポリゴン描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31963995A JP3718888B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 三次元ポリゴン描画方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31963995A JP3718888B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 三次元ポリゴン描画方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138861A true JPH09138861A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3718888B2 JP3718888B2 (ja) | 2005-11-24 |
Family
ID=18112549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31963995A Expired - Fee Related JP3718888B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 三次元ポリゴン描画方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3718888B2 (ja) |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP31963995A patent/JP3718888B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3718888B2 (ja) | 2005-11-24 |
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