JPH09259299A - ポリゴンデータのソート方法及び、これを用いたポリゴンデータのソートシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】対象データのバラツキによらずに必要なメモリ
容量も変わらないポリゴンデータのソート方法及びシス
テムを提供する。 【解決手段】任意の順に格納された複数のポリゴンデー
タを特定の参照値を基準にして該特定の参照値の増加方
向または減少方向にソートして、該複数のポリゴンデー
タを並べ換えるポリゴンデータのソート方法において、
該複数のポリゴンデータの各々の該参照値を上位桁と下
位桁に分割し、該上位桁の数値を増加方向または減少方
向の順に登録し、該下位桁の数値に対応して、該上位桁
の数値及び対応する該下位桁の数値と該上位桁の数値を
有するポリゴンデータの格納された位置を示すインデッ
クス番号とを登録し、該登録された上位桁の数値の増加
方向または減少方向の順に対応するインデックス番号の
順位に登録さたポリゴンデータを読みだす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリゴンデータの
ソート方法及びこれを用いたポリゴンデータのソートシ
ステムに関する。特に３次元ポリゴンコンピュータグラ
ッフィク（ＣＧ）システムにおいて、複数のポリゴンを
表示させる際の各ポリゴンの奥行き値を利用して表示さ
せるためのポリゴンデータのソート方法及びシステムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】３次元ポリゴンＣＧシステムにおいて、
陰面消去即ち、表示するポリゴンが重なる場合、表示優
先度に従って重なり面を消去するために、表示装置への
表示に際してポリゴンデータをソートすることが必要で
ある。

【０００３】これを実現する方法の１つとして各ポリゴ
ンの奥行き値（Ｚ値）を利用して表示させる順番を決め
る方法がある。この時奥行きの値に従ってポリゴンのデ
ータを並び替えることが必要となる。

【０００４】即ち、図１８、１９、２０は、かかるポリ
ゴンの並び替えを説明する図である。図１８は、ポリゴ
ンデータの一例であり、このポリゴンは、Ｐ0 、Ｐ1 、
Ｐ2の三点の３次元座標点を有する。そして、これら３
点に対し代表点Ｐr を有する。この代表点Ｐr は、例え
ば３点の相加平均値とすることにより得られる。

【０００５】さらにかかる代表点Ｐr のＺ値は、上記各
ポリゴンの奥行き値であり、ポリゴンのソートは、一般
にこの代表Ｚ値を用いて行われる。図１９は、これを説
明する図である。いま登録される順にポリゴンＣ、Ｂ、
Ａとし、これらの代表Ｚ値を１６、１７、２３とする
時、ソートにより代表値の大きい順に並べるとポリゴン
Ａ、Ｂ、Ｃの順となる。

【０００６】図２０は、さらにこのようにしてソートに
よりＺ値の順に並べられたポリゴンを示す一例である。
図２０において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ・・Ｎは、複数のポリ
ゴンであり、それぞれ３次元座標のＺ軸方向の奥行き方
向の距離（代表Ｚ値Ｚ１、Ｚ２、・・Ｚn ）の大きさの
順に並んで配置されている。このように配置された順で
表示が行われる。

【０００７】上記のごとくポリゴンデータの並び替えを
行うための方法として、いろいろ提案されているが、そ
のうちハードウエアを意識して高速にソートを行うこと
考慮した場合の方法として、クイックソート法と呼ばれ
る方法がある。

【０００８】かかる方法の場合、メモリ領域とのデータ
のやりとりが頻繁に生じるためにオーバヘッドが大きく
なるという問題がある。また代表Ｚ値のバラツキ具合に
よって実行速度が大きく変化するという欠点もある。

【０００９】更に別の方法として、デ−タのやりとりの
点から有利な方法としては、分配法がある。しかし、こ
の方法ではメモリー容量が大きくなるという問題があ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上記従来のポリゴンデータのソート方法におけ
る問題を解決するポリゴンデータのソート方法及びソー
トシステムを提供することにある。

【００１１】更に具体的には、本発明の目的は、対象デ
ータのバラツキによって必要なメモリ容量が変わらず、
また、実行速度の変化の少ないポリゴンデータのソート
方法及びシステムを提供することにある。

【００１２】更にまた、本発明の目的は、メモリ領域と
のデータの送受が少ないポリゴンデータのソート方法及
びシステムを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記本発明の課題を達成
する請求項１に記載のポリゴンデータのソート方法は、
任意の順に格納された複数のポリゴンデータを特定の参
照値を基準にして該特定の参照値の増加方向または減少
方向にソートして、該複数のポリゴンデータを並べ換え
るポリゴンデータのソート方法において、該複数のポリ
ゴンデータの各々の該参照値を上位桁と下位桁に分割
し、該上位桁の数値を増加方向または減少方向の順に登
録し、該下位桁の数値に対応して、該上位桁の数値及び
対応する該下位桁の数値と 該上位桁の数値を有するポ
リゴンデータの格納された位置を示すインデックス番号
とを登録し、該登録された上位桁の数値の増加方向また
は減少方向の順に対応するインデックス番号の順位に登
録さたポリゴンデータを読みだすようにしたことを特徴
とする。

【００１４】更に、請求項２に記載のポリゴンデータの
ソート方法は、請求項１において、前記複数のポリゴン
データの特定の参照値は、各々のポリゴンデータを構成
する頂点の３次元座標のＺ軸座標値から求めた代表値で
あることを特徴とする。

【００１５】また、請求項３に記載のポリゴンデータの
ソート方法は、請求項２において、前記代表値が、各々
のポリゴンデータを構成する頂点の３次元座標のＺ軸座
標値の平均値であることを特徴とする。

【００１６】更に又、上記本発明の課題を達成する請求
項４に記載のポリゴンデータのソート方法は、任意の順
に複数のポリゴンデータを格納するポリゴンバッファ
と、上位桁と下位桁に分割された、該複数のポリゴンデ
ータの各々の参照値の該上位桁の数値に対応して該上位
桁を有するポリゴンデータの数を登録する上位データ用
バッファと、該下位桁の数値毎に対応するポリゴンデー
タの数を登録する第一の領域と、該第一の領域にポリゴ
ンデータの数が登録された該下位桁の数値を有するポリ
ゴンデータの該上位桁の数値を登録する第二の領域と、
該第二の領域登録されるポリゴンデータの格納された該
ポリゴンバッファの位置を示すインデックス番号を登録
する第三の領域を有する下位データ用バッファと、該ポ
リゴンバッファに格納されたポリゴンデータを読みだす
順にポリゴンデータの格納された該ポリゴンバッファの
位置を示すインデックス番号を登録するソート用インデ
ックスバッファを有し、該上位データ用バッファに登録
されたポリゴンデータの数を順次累積し、該結果を一段
シフトしながら再度該上位データ用バッファに格納し、
該下位データ用バッファの該第一の領域にポリゴンデー
タの数を登録された下位桁の数値を有する該第二の領域
に登録された対応する上位桁の数値に対応する該再度格
納された、該上位データ用バッファの登録数値の順に、
該ソート用インデックスバッファに該第三の領域に登録
されたインデックス番号を登録し、更に、該ソート用イ
ンデックスバッファに登録された順に登録されたインデ
ックス番号に対応する、該ポリゴンバッファに格納され
たポリゴンデータを読みだすようにしたことを特徴とす
る。

【００１７】更に請求項５に記載のポリゴンデータのソ
ートシステムは、請求項４の記載において、前記下位デ
ータ用バッファの前記第二及び第三の領域は、一の前記
第一の領域に対して複数組を有し、前記上位データ用バ
ッファに登録されるポリゴンデータの数の増加に応じ
て、該複数の組の該第二及び第三の領域への登録が順次
に行われることを特徴とする。

【００１８】請求項６に記載のポリゴンデータのソート
システムは、請求項５の記載において、前記上位データ
用バッファに登録されるポリゴンデータの数が、前記下
位データ用バッファの前記第二及び第三の領域の複数の
組の数以上となる時、前記下位データ用バッファの前記
第一の領域の対応する下位桁の数値より大きいか又は小
さい下位桁の数値に対応する第二及び第三の領域に登録
が行われることを特徴とする。

【００１９】請求項７に記載の画像表示装置は、任意の
順に複数のポリゴンデータを格納するバッファと、該複
数のポリゴンデータを特定の参照値を基準にして該特定
の参照値の増加方向または減少方向にソートして、該複
数のポリゴンデータを並べ換える制御回路及び該制御回
路により並べ換えられた複数のポリゴンデータを、並べ
換えられた順に表示する画像表示装置であって、該制御
回路は、該複数のポリゴンデータの各々の該参照値を上
位桁と下位桁に分割し、該上位桁の数値を増加方向また
は減少方向の順に、該バッファに登録、格納し、更に該
下位桁の数値に対応して、該上位桁の数値及び対応する
該下位桁の数値と該上位桁の数値を有するポリゴンデー
タの格納された位置を示すインデックス番号とを登録
し、該登録された上位桁の数値の増加方向または減少方
向の順に対応するインデックス番号の順位に登録さたポ
リゴンデータを読みだすようにしたことを特徴とする。

【００２０】更に請求項８に記載の画像表示装置は、任
意の順に複数のポリゴンデータを格納するポリゴンバッ
ファと、上位桁と下位桁に分割された、該複数のポリゴ
ンデータの各々の参照値の該上位桁の数値に対応して該
上位桁を有するポリゴンデータの数を登録する上位デー
タ用バッファと、該下位桁の数値毎に対応するポリゴン
データの数を登録する第一の領域と、該第一の領域にポ
リゴンデータの数が登録された該下位桁の数値を有する
ポリゴンデータの該上位桁の数値を登録する第二の領域
と、該第二の領域登録されるポリゴンデータの格納され
た該ポリゴンバッファの位置を示すインデックス番号を
登録する第三の領域を有する下位データ用バッファと、
該ポリゴンバッファに格納されたポリゴンデータを読み
だす順にポリゴンデータの格納された該ポリゴンバッフ
ァの位置を示すインデックス番号を登録するソート用イ
ンデックスバッファを有し、該上位データ用バッファに
登録されたポリゴンデータの数を順次累積し、該結果を
一段シフトしながら再度該上位データ用バッファに格納
し、該下位データ用バッファの該第一の領域にポリゴン
データの数を登録された下位桁の数値を有する該第二の
領域に登録された対応する上位桁の数値に対応する該再
度格納された、該上位データ用バッファの登録数値の順
に、該ソート用インデックスバッファに該第三の領域に
登録されたインデックス番号を登録し、更に、該ソート
用インデックスバッファに登録された順に登録されたイ
ンデックス番号に対応する、該ポリゴンバッファに格納
されたポリゴンデータを読みだすように制御する制御回
路と、該ポリゴンバッファから該制御回路により該登録
されたインデックス番号に対応して、読み出されたポリ
ゴンデータを表示する表示装置を有することを特徴とす
る。

【００２１】更にまた、請求項９に記載のビデオゲーム
装置は、請求項７または８に記載の画像表示装置と、ゲ
ームプログラムを格納するメモリと、該ゲームプログラ
ムを実行するＣＰＵを有し、前記制御回路における制御
が該ＣＰＵの該ゲームプログラムの実行にしたがって行
われることを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。尚、図において同一または、類似の
ものには同一の参照番号または参照記号を付して説明す
る。

【００２３】図１は、本発明方式が適用される実施の形
態としてのビデオゲーム装置の構成例ブロック図であ
る。図において、ＣＰＵ１にバスＢＵＳを通してＲＯＭ
２、作業用ＲＡＭ３、ビデオディスプレイプロセッサ５
及び入力装置４が接続される。

【００２４】ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２に格納されるプログ
ラムを実行する。本発明のポリゴンデータのソートも、
かかるＲＯＭ２に格納されるプログラムに従い実行制御
される。

【００２５】３は作業用ＲＡＭであり、ゲーム実行中の
データを記憶する。４は、ジョイスティックパッド等の
入力装置であり、スプライトの移動を制御する場合等に
おいて、必要なデータを入力するためのゲームの遊戯者
によって操作される。

【００２６】５は、ビデオＲＡＭであり、本発明方式に
おいて、ソートされたポリゴンデータを記憶する。ここ
でビデオＲＡＭ５に記憶されるポリゴンデータはそれぞ
れ、表示すべきポリゴンの頂点数分の（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚ
ｉ）座標データと、色データを有する。

【００２７】６は、ビデオディスプレイプロセッサ（Ｖ
ＤＰ）であり、デジタルシグナルプロッセサ（ＤＳＰ）
を有して構成される。また、ビデオディスプレイプロセ
ッサ（ＶＤＰ）６には、ビデオＲＡＭ５、ソート作業用
ＲＡＭ１０及び、フレームバッファ７が接続される。

【００２８】更に、ＶＤＰ６は、フレームの切り換えタ
イミング等で起動され、上記ビデオＲＡＭ５に記憶され
たポリゴンデータを処理して、フレームバッファメモリ
（ＦＢ）７に一画面分のピクセルデータを描画する機能
を有する。

【００２９】フレームバッファメモリ７は、二記憶画面
を有し、一の記憶画面に描画されている一の画面のピク
セルデータが順次読みだされて表示装置９に表示される
間、他の記憶画面に次の表示面のピクセルデータが順次
書き込まれる。また、フレームバッファメモリ７に描画
記憶されている一画面分のデータは、ピクセル（ドッ
ト）毎のデータとして構成されている。

【００３０】８は、ビデオ信号発生回路であり、フレー
ムバッファメモリ７に書き込み記憶されているピクセル
（ドット）デジタルデータを読出し、アナログビデオ信
号に変換する回路である。ビデオ信号発生回路８からの
ビデオ信号は、ＣＲＴ等の表示装置９に送られ表示され
る。

【００３１】ここで、ＣＲＴ等の二次元平面の表示装置
９に一表示画面を構成する複数のポリゴンを表示する場
合、例えば遊戯者の視点を原点として距離が遠い位置に
あるポリゴンから順に図２０により説明したように、フ
レームバッファメモリ７に重書きして表示することが原
則である。かかる機能は、プライオリティ制御と呼ばれ
る。これは、画面奥行き方向において、近くにあるポリ
ゴンが遠くにあるポリゴンに隠されてしまわないように
するためである。

【００３２】このためにビデオＲＡＭ５に記憶された、
ポリゴンデータを画面奥行き方向の距離例えば、代表Ｚ
値に基づき並べ換えること、即ちソート作業が必要であ
る。本発明は、かかるソート作業において特徴を有す
る。

【００３３】そして、図２は、本発明のソート方式を実
行するために必要とするバッファメモリの構成であるＺ
ソートブロックの構成を説明する図である。かかるＺソ
ートブロックを構成するバッファは、例えば、ＲＡＭ３
及び、ＶＤＰ６と接続される作業用ＲＡＭ１０に、対応
するバッファ領域を有する。

【００３４】ゲームプログラムの進行に伴って、ＣＰＵ
１からコマンドとともにＤＳＰ６にポリゴンデータが送
られる。ＤＳＰ６では、コマンドにしたがってポリゴン
データを座標変換する。例えば、ワールド座標で構成さ
れるポリゴンデータを図１８に示す如き、３次元座標に
変換する。

【００３５】ＤＳＰ６によって変換された３次元座標の
ポリゴンデータは、座標変換の順に１ポリゴンデータ毎
にポリゴンバッファ１１に格納される。ソート作業用バ
ッファ１２は、上位データ用バッファ１２０と、下位デ
ータ用バッファ１２１を有する。

【００３６】上位データ用バッファ１２０と、下位デー
タ用バッファ１２１の詳細は、更に図３に示される。
今、ポリゴンバッファ１１に格納されるポリゴンデータ
の番号が１０進数の２桁の数字で表されると考える。こ
の時、上位桁即ち、１０位の上位データ用のバッファ１
２０には、図３に示すように２桁の番号の１０位の桁の
数字０〜９毎に対応する同じ上位桁数字を有するポリゴ
ンデータの数が記憶される。

【００３７】更に、図３において、下位桁である１位の
下位データ用バッファ領域１２１には、２桁の番号の１
位の数字０〜９毎に同じ数字を持つポリゴンデータの対
応するデータの個数ａ、上記データｂ（上位データ用バ
ッファ１２０に記憶される対応する数字）及びインデッ
クス番号（ソート用インデックスバッファ１３に記憶さ
れるインデックス番号）が記憶される。

【００３８】図４〜図６は、上記図２のＺソートブロッ
クの構成を用いて実行されるソート動作を説明する図で
あり、図７は、対応する動作の概略フローチャートであ
る。

【００３９】以下図７の動作フローチャートを用いて動
作を概略説明し、更に、図４を参照して、より詳細にポ
リゴンデータの上位データバッファ、下位データバッフ
ァについて説明する。今、それぞれ代表Ｚ値が２３、１
６、１７である３つのポリゴンデータＡ、Ｂ、Ｃを考え
る。

【００４０】先ず、図２に示すソート作業用バッファ１
２の上位データ用バッファ１２０及び下位データ用バッ
ファ１２１のデータ個数を格納する領域を０にクリアす
る（ステップＳ１、以後各処理ステップについては、同
様に図７を参照）。

【００４１】３つのポリゴンデータＡ、Ｂ、Ｃは、ＶＤ
Ｐ６のＤＳＰにより座標変換処理され、ポリゴンバッフ
ァ１１に格納される。この時、ポリゴンデータＡ、Ｂ、
Ｃは、格納順位として各々インデックス番号２４、２
５、２６が対応付けられる。

【００４２】ここでデータ入力の対象となるボリゴンデ
ータの代表Ｚ値を上位桁と下位桁の数値に分割する（ス
テップＳ２）。

【００４３】ついで、下位桁の数値に対応する下位デー
タ用バッファ１２１の空いている位置に上位桁の数値と
インデックス番号を格納する（ステップＳ３）。

【００４４】この時、対応するデータの個数を更新（＋
１）する。また上位の数値に対応する上位データ用バッ
ファ１２０の数字（データ個数）を更新（＋１）する。
もし対応する下位データ用バッファ１２１が満（ＦＵＬ
Ｌ）の状態であれば、対象データを小さい順から並べた
いときは、＋１、大きい数値から並べたい時は、−１
し、これをデータの数分繰り返す（ステップＳ４）。

【００４５】上記を更に図４に基づき詳細に説明する
と、ソート作業用バッファ１２の上位データ用バッファ
１２０には、上位桁の０〜９の各々について、同じ数字
を持つポリゴンデータの個数が記録される。ポリゴンデ
ータＡのみが上位桁数字が２、ポリゴンデータＢ、Ｃの
２つのポリゴンデータの上位桁数字が１である。

【００４６】したがって、上位データバッファ１２０の
桁数字１に対応する領域は、個数２に更新され、桁数字
２に対応する領域は、個数１に更新される。同様にし
て、下位データバッファ１２１においては、領域ａに下
位桁の数字０〜９毎に対応する下位桁の数字を有するポ
リゴンデータの個数が更新記憶される。

【００４７】ポリゴンデータＡ、Ｂ、Ｃの下位桁の数字
は、それぞれ３、６、７であるから対応する３、６、７
の下位桁数字に対応して、それぞれポリゴンデータの個
数が１に更新記憶される。

【００４８】更に、領域ｂには、領域ａにポリゴンデー
タの個数として少なくとも１が記憶された対応位置に、
対応する下位桁の数字を有するボリゴンデータの上位桁
の数字が記憶される。

【００４９】即ち、下位桁の数字３を有するポリゴンデ
ータの上位桁の数字が２であるので、対応する欄に数値
２が記憶される。同様にして、下位桁の数値６、７を有
するボリゴンデータの上位桁の数字がともに１であるの
で、対応する欄に数値１が記憶される。

【００５０】更に、領域ｃには領域ａに記憶されるポリ
ゴンデータの１以上の個数に対応する下位桁の数字及び
領域ｂの上位桁の数字を有するポリゴンデータの記憶さ
れているポリゴンバッファ１１のインデックス番号が記
憶される。

【００５１】以上が、ポリゴンデータの入力である。次
に入力されたデータに基づきソートを行う動作につい
て、同様に図７の動作フローを参照し、図５及び図６に
より、ポリゴンデータの出力について説明する。

【００５２】バッファに格納する作業が終了すると、次
に上位データ用バッファ１２０の数値を基に累計データ
を作成する（ステップＳ５）。この時、小さい順に並べ
た時は、上位データ用バッファの小さい数値の方から、
大きい順に並べた時には、上位データ用バッファの大き
い数値の方から累計を求める。求めた累計の値は一段ず
らし、もとのバッファ領域に戻し格納する。

【００５３】詳細には、図５に示すように、上位データ
用バッファ１２０の上位桁の数値の小さい順に累計を計
算し、これを１段ずらす。掛かる計算は、ＶＤＰ６のＤ
ＳＰで行われる。即ち、０２１０００００００の格納デ
ータを上から累計し、その結果を一段下げて表示する
と、図５の右側の更新された上位データ用バッファ１２
０’に示すように、００２３００００００となる。

【００５４】ついで、下位データ用バッファ１２１の領
域ｂに格納された上位桁データを順番に参照する（ステ
ップＳ６：図６）。この時、小さい順に並べた時は、
小さい数値の方から、大きい順に並べた時には、大きい
数値の方から順に参照する。更に、下位データ用バッフ
ァ１２１の同じ位置に複数の上位データが格納されてい
る場合は、格納した順に参照する。

【００５５】ついで、上記の上位桁データの参照によ
り、取り出した上位データに対応する上位データ用バッ
ファ１１を参照する（ステップＳ７：図６）。この値
がソート後の順番に相当し、ソート用インデックスバッ
ファ１３の対応する順番の位置にポリゴンバッファ１１
のインデックス値を格納する（図６）。図６の例では
ソート用インデックスバッファ１３の順番２の位置にイ
ンデックス２４の値が記憶される。

【００５６】更に、下位データ用バッファ１２１に格納
された全ての上位用データを参照するまで上記の出力処
理を継続する（ステップＳ８）。これにより図６に示す
ようにソート用インデックスバッファ１３に全てのポリ
ゴンの読出し順位が格納される。これにより、全ての上
位用データを参照することにより、ポリゴンデータの順
番が分かったことになる。

【００５７】したがって、ソート用インデックスバッフ
ァ１３に記憶された順番にインデックスを読出し、これ
に対応するポリゴンバッファ１１のインデックス番号の
位置（図６）にあるポリゴンデータをソートされた順
に読みだすことができる（図６）。

【００５８】図８〜図１５は、上記本発明のポリゴンデ
ータのソート方式にしたがう実施例である。実施例とし
てポリゴンデータがＡ〜Ｚの２５種ある場合である。

【００５９】したがって、ポリゴンバッファ１１には、
登録の順にポリゴンデータＡ〜Ｚが格納されている。
尚、図８〜図１５のポリゴンバッファ１１には、実施例
の説明のために、ポリゴンデータＡ〜Ｚの各々に対する
代表Ｚ値が括弧内に記されている。実際は、ポリゴンデ
ータの各々は、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標値とカラーコードを
有し、それぞれの代表Ｚ値は、計算によって求められ
る。

【００６０】更に、下位データ用バッファ１２１とし
て、データ個数を記憶するバッファａに対し、上位デー
タ及び対応するインデックス番号が記憶されるバッファ
ａ、ｂの組を３組（ｂ1,ｃ1)、（ｂ2,ｃ2)、（ｂ3,ｃ3)
用意されている。

【００６１】上記関係は、図８〜図１５においても同じ
である。図８に戻り説明すると、各バッファは初期状態
として０にクリアされている。かかる状態から、図９に
示すようにホリゴンデータＡの代表Ｚ値（２３）が登録
される。

【００６２】即ち、代表Ｚ値を１０進数で考えて、上位
データを１０位の数字、下位データを１位の数字として
２つの数字に分割する。図９において、ボリゴンバッフ
ァ１１のインデックス番号０にあるボリゴンデータＡの
上位データは“２”、下位データは“３”である。

【００６３】したがって、上位データ用バッファ１２０
の上位データ数値２に対応する位置に１がセットされ
る。同様に、下位データ用バッファ１２１のデータ個数
バッファａの下位データ数値３に対応する位置に１がセ
ットされる。

【００６４】更に、１がセットされた下位データ用バッ
ファ１２１のデータ個数バッファａの位置に対応する、
上位データとインデックスの第一の組（ｂ1,ｃ1 ）に上
位データ数値２（ａ1)及び代表Ｚ値（２３）が格納され
るインデックス番号０（ｂ1）がセットされる。

【００６５】次に図１０は、図９と同様にして、パリゴ
ンデータの代表Ｚ値の登録継続し、インデックス番号３
の位置に登録されているパリゴンデータＤの代表Ｚ値の
登録を説明する図であり、更に既に下位データ用バッフ
ァ１２１にデータがある場合である。

【００６６】即ち、パリゴンデータＤの上位データは
４、下位データは６である。したがって、下位データの
６に対応する上位データ４及び対応するインデックス番
号３を登録する際、下位データ用バッファ１２１の第一
の組（ｂ1,ｃ1 ）には、既にデータが登録されている。
かかる場合は、第二の組（ｂ2,ｃ2 ）にシフトして登録
する。

【００６７】図１０に示した如く、先に下位データ用バ
ッファ１２１にデータが登録されている場合は、次の組
にシフトして登録する。実施例では第三の組までバッフ
ァ領域が用意 れているが、既に第三の組（ｂ3,ｃ3 ）
まで登録されている場合は、次の組にシフトすることが
出来ない。

【００６８】図１１は、かかる場合の処理について説明
する図である。今、ポリゴンバッファ１１のインデック
ス番号１２のポリゴンデータＭ（代表Ｚ値１７）を登録
する際、その下位データが７であり、これに対応する下
位データ用バッファには既に３組のデータが登録されて
いる。したがって、次の組にシフトして登録することが
出来ない。

【００６９】したがって、実施例として図１１に示され
るように、次の下位データ用バッファに登録される。即
ち、下位データの数値８に対応する、第二の組（ｂ2,ｃ
2 ）以降が空いているので、この第二の組（ｂ2,ｃ2 ）
に数値１、１２が登録される。ここで、下方向に下位デ
ータの数値８に対応する下位データ用バッファが選択さ
れるのは、データを数値の小さい順にソートする場合で
ある。反対にデータを数値の大きい順にソートする場合
は、上方にシフトして空きの下位データ用バッファを選
択する。

【００７０】図１２は、図１１において、下方向に空き
の下位データ用バッファがない場合の処理を説明する図
である。今、図１２において、ポリゴンバッファ１１の
インデックス番号１７にあるポリゴンデータＲを登録す
る際、下位データが９であるので、数値９に対応する下
位データ用バッファ１２１は既に空き領域がない。

【００７１】したがって、この場合は、本発明にしたが
い上位データの数値を繰り上げて空いている位置に登録
する。即ちこの例では、代表Ｚ値を３９から４０に繰り
上げ、上位データ用バッファ１２０にも繰り上げた値４
を使う。

【００７２】これにより、図に示すように、下位データ
の数値０に対応する位置のバッファａに１が、第一の組
（ｂ1,ｃ1 ）に数値４、１７が登録される。

【００７３】このようにして全てのポリゴンデータの代
表Ｚ値の登録が完了し、その結果のポリゴンバッファの
状態が図１３に示される。

【００７４】次に登録された代表Ｚ値に基づき、ポリゴ
ンデータがソートされた順に読みだされる過程を実施例
として説明する。

【００７５】図１３において、上位データバッファ１２
０に登録された数値を順次累積し、その累積値を一段シ
フトして、上位データバッファ１２０に再び書き込み更
新された状態１２０’とする。

【００７６】次に図１４を参照してソート用インデック
スを構成する処理を説明する。代表Ｚ値の小さい順にポ
リゴンデータを並べる時、下位データ用バッファ１２１
の下位データの数値の小さい順に上位データ及び対応す
るインデックス番号を求める。図１４において、先ず下
位データの数値０に対応する位置の第一の組（ａ1,ｂ1)
の上位データ４とイデックス番号１７が認識される。

【００７７】そして上位データ４に基づき、上位データ
用バッファ１２０を参照して、ソート順番号１２を認識
する。ここで、ソート用インデックスバッファ１３が新
たに用意されている。したがって、上記認識されたソー
ト順番号１２の位置にデータバッファ１１のインデック
ス番号１７が記録される。更に、このとき上位データ用
バッファ１２０の認識したソート番号を＋１更新して上
位データ用バッファ１２０’の如くにする。

【００７８】同様にして、図１５は、下位データの数値
０に対応する位置の第一の組（ａ1,ｂ1)に続く、第二の
組（ｂ1,ｃ1)の上位データ３とインデックス番号２５を
認識する様子を示す。

【００７９】上位データ３に基づき、上位データ用バッ
ファ１２０からソート順６が認識される。ついで、これ
を＋１して上位データ用バッファ１２０を１２０’に更
新するとともに、ソート用インデックスバッファ１３の
ソート順６に対応する位置にデータバッファ１１のイン
デックス番号２５が記録される。

【００８０】上記の如くして、ソート用インデックスバ
ッファ１３にデータバッファ１１の全てのインデックス
番号の書き込みが完了する。そして、ソート用インデッ
クスバッファ１３のソート順に対応するデータバッファ
１１のインデックス番号を読み取り、代表Ｚ値の大きさ
の順またはその逆順にポリゴンデータが読み込まれる。

【００８１】また、本発明方式に基づき必要となる上位
データ用バッファ及び下位データ用バッファメモリの容
量について、考察する。

【００８２】一例として、ソートを行うデータが、１６
ビットの整数型で、対象となるポリゴンのデータ数が最
大５０００個の場合に必要なメモリの容量を検討する。
本発明の方式では、ポリゴンデータを上位ビットと下位
ビットに分割して考える。

【００８３】上位ビットが最低限保障する精度となり、
上位ビットを多く取った場合は、実行速度が落ちメモリ
の容量を多く必要とするが精度が高くなる。反対に下位
ビットを多く取った場合は、メモリ容量を少なくできる
が、同じ数値が多く出現した場合は、オーバヘッドが発
生し、誤差が生じる。したがって、適当な分割割合が重
要となる。

【００８４】ここでは、上位１０ビット、下位６ビット
に割合を決めた場合のメモリの構成を考える。上位１０
ビット用のバッファメモリ１２０には、図１６に示すよ
うに上位１０ビットに対応した１０２４個の位置にデー
タが格納された個数が記憶される。最大では、カウント
値が５０００になるので、各バッファサイズは１３ビッ
トの大きさとなる。

【００８５】一方、下位ビット用バッファ１２１は、上
位ビット、インデックスデータが格納され、バッファ
ｂ、ｃとデータ個数が格納されるバッファａで構成され
る。上位ビット、インデックスデータが格納されバッフ
ァｂ、ｃには、全ての対象となるデータの値が格納され
る。

【００８６】データ数は、上記の如く５０００個である
ので、図１７に示す如く、最低７９段（５０００÷６４
≒７８．１) 必要である。バッファサイズは上位ビット
を表すのに１０ビット（バッファａ）とインデックスを
表すのに１３ビット（バッファｂ）の計２３ビットが必
要である。

【００８７】データ個数が格納されるバッファａはカウ
ント値が最大で７９になることから７ビットが必要であ
る。ここで余裕を持って、上位データバッファｂ、イン
デックスデータバッファｃを多く取ると誤差が生じにく
くなる。

【００８８】このように予め必要なメモリ容量が決ま
り、この容量はデータのばらつきによッて変化すること
はない。また下位データ用バッファ１２１に余裕を持っ
て置くとデータが沢山出現した場合に発生するオーバヘ
ッドを削減することが出来る。

【００８９】

【発明の効果】以上実施の形態にしたがい説明したよう
に、本発明により次の特徴効果を有することが理解出来
る。第一に対象データのばらつきによらず必要なメモリ
容量が変わらない。第二に対象データ値の分布が相当集
中しない限り、下位ビットに対しても誤差は生じない。

【００９０】更に対象データの最大級を考慮してメモリ
容量を決定するので無駄になるメモリが非常に少ない。
またメモリ領域とのデータのやりとりが非常に少ない。
対象データのばらつきが事前に予測出来る場合、それに
適したメモリ配分が可能である。更に、メモリ効率と速
度の優先割合の比重を調整することが出来る。

【００９１】尚、上記実施例は、本発明の説明のための
ものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。

【００９２】本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲の
記載により定められ、且つ特許請求の範囲の記載と均等
の範囲にあるものも本発明の保護の範囲に含まれるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方式が適用される実施の形態としてのビ
デオゲーム装置の構成例ブロック図である。

【図２】本発明のソート方式を実行するために必要とす
るバッファメモリの構成であるＺソートブロックの構成
を説明する図である。

【図３】上位データ用バッファ１２０と下位データ用バ
ッファ１２１の詳細を示す図である。

【図４】ポリゴンデータの入力を説明する図である。

【図５】上位データ用バッファの書換えを説明する図で
ある。

【図６】ポリゴンデータの出力について説明する図であ
る。

【図７】本発明に従うソート動作の概略フローである。

【図８】データ用バッファの初期化を説明する図であ
る。

【図９】ポリゴンデータＡの代表Ｚ値（２３）の登録を
説明する図である。

【図１０】既に対応する下位データ用バッファにデータ
がある場合の処理を説明する図である。

【図１１】対応する下位データ用バッファがＦＵＬＬの
時の処理を説明する図である。

【図１２】対応する下位データ用バッファがＦＵＬＬで
空いている場所がない時の処理を説明する図である。

【図１３】全てのポリゴンデータに対して登録が終わっ
た時の状態を説明する図である。

【図１４】ソート用インデックスを構成する処理を説明
する図である。

【図１５】図１４の処理に続くソート用インデックスを
構成する処理を説明する図である。

【図１６】上位データ用バッファ容量についての検討を
説明する図である。

【図１７】下位データ用バッファ容量についての検討を
説明する図である。

【図１８】ポリゴンデータの一例を説明する図である。

【図１９】ポリゴンデータのソートを説明する図であ
る。

【図２０】ソートされたポリゴンの配置例を説明する図
である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ ＲＯＭ ３ ワークＲＡＭ ４ 入力装置 ５ ビデオＲＡＭ ６ ＶＤＰ ７ フレームバッファ ８ Ｄ／Ａ変換回路 ９ 表示装置 １０ ソート作業用ＲＡＭ １１ ポリゴンバッファ １２ ソート作業用バッファ １２０ 上位データ用バッファ １２１ 下位データ用バッファ １３ ソート用インデックスバッファ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意の順に格納された複数のポリゴンデー
   タを特定の参照値を基準にして該特定の参照値の増加方
   向または減少方向にソートして、該複数のポリゴンデー
   タを並べ換えるポリゴンデータのソート方法において、 該複数のポリゴンデータの各々の該参照値を上位桁と下
   位桁に分割し、 該上位桁の数値を増加方向または減少方向の順に登録
   し、 該下位桁の数値に対応して、該上位桁の数値及び対応す
   る該下位桁の数値と該上位桁の数値を有するポリゴンデ
   ータの格納された位置を示すインデックス番号とを登録
   し、 該登録された上位桁の数値の増加方向または減少方向の
   順に対応するインデックス番号の順位に登録さたポリゴ
   ンデータを読みだすようにしたことを特徴とするポリゴ
   ンデータのソート方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記複数のポリゴンデータの特定の参照値は、各々のポ
   リゴンデータを構成する頂点の３次元座標のＺ軸座標値
   から求めた代表値であることを特徴とするポリゴンデー
   タのソート方法。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記代表値は、各々のポリゴンデータを構成する頂点の
   ３次元座標のＺ軸座標値の平均値であることを特徴とす
   るポリゴンデータのソート方法。
4. 【請求項４】任意の順に複数のポリゴンデータを格納す
   るポリゴンバッファと、 上位桁と下位桁に分割された、該複数のポリゴンデータ
   の各々の参照値の該上位桁の数値に対応して該上位桁を
   有するポリゴンデータの数を登録する上位データ用バッ
   ファと、 該下位桁の数値毎に対応するポリゴンデータの数を登録
   する第一の領域と、該第一の領域にポリゴンデータの数
   が登録された該下位桁の数値を有するポリゴンデータの
   該上位桁の数値を登録する第二の領域と、該第二の領域
   登録されるポリゴンデータの格納された該ポリゴンバッ
   ファの位置を示すインデックス番号を登録する第三の領
   域を有する下位データ用バッファと、 該ポリゴンバッファに格納されたポリゴンデータを読み
   だす順にポリゴンデータの格納された該ポリゴンバッフ
   ァの位置を示すインデックス番号を登録するソート用イ
   ンデックスバッファを有し、 該上位データ用バッファに登録されたポリゴンデータの
   数を順次累積し、該結果を一段シフトしながら再度該上
   位データ用バッファに格納し、 該下位データ用バッファの該第一の領域にポリゴンデー
   タの数を登録された下位桁の数値を有する該第二の領域
   に登録された対応する上位桁の数値に対応する該再度格
   納された、該上位データ用バッファの登録数値の順に、
   該ソート用インデックスバッファに該第三の領域に登録
   されたインデックス番号を登録し、 更に、該ソート用インデックスバッファに登録された順
   に登録されたインデックス番号に対応する、該ポリゴン
   バッファに格納されたポリゴンデータを読みだすように
   したことを特徴とするポリゴンデータのソートシステ
   ム。
5. 【請求項５】請求項４において、 前記下位データ用バッファの前記第二及び第三の領域
   は、一の前記第一の領域に対して複数組を有し、前記上
   位データ用バッファに登録されるポリゴンデータの数の
   増加に応じて、該複数の組の該第二及び第三の領域への
   登録が順次に行われることを特徴とするポリゴンデータ
   のソートシステム。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記上位データ用バッファに登録されるポリゴンデータ
   の数が、前記下位データ用バッファの前記第二及び第三
   の領域の複数の組の数以上となる時、前記下位データ用
   バッファの前記第一の領域の対応する下位桁の数値より
   大きいか又は小さい下位桁の数値に対応する第二及び第
   三の領域に登録が行われることを特徴とするポリゴンデ
   ータのソートシステム。
7. 【請求項７】任意の順に複数のポリゴンデータを格納す
   るバッファと、該複数のポリゴンデータを特定の参照値
   を基準にして該特定の参照値の増加方向または減少方向
   にソートして、該複数のポリゴンデータを並べ換える制
   御回路及び該制御回路により並べ換えられた複数のポリ
   ゴンデータを、並べ換えられた順に表示する画像表示装
   置において、 該制御回路は、該複数のポリゴンデータの各々の該参照
   値を上位桁と下位桁に分割し、該上位桁の数値を増加方
   向または減少方向の順に、該バッファに登録、格納し、
   更に該下位桁の数値に対応して、該上位桁の数値及び対
   応する該下位桁の数値と該上位桁の数値を有するポリゴ
   ンデータの格納された位置を示すインデックス番号とを
   登録し、該登録された上位桁の数値の増加方向または減
   少方向の順に対応するインデックス番号の順位に登録さ
   たポリゴンデータを読みだすようにしたことを特徴とす
   る画像表示装置。
8. 【請求項８】任意の順に複数のポリゴンデータを格納す
   るポリゴンバッファと、 上位桁と下位桁に分割された、該複数のポリゴンデータ
   の各々の参照値の該上位桁の数値に対応して該上位桁を
   有するポリゴンデータの数を登録する上位データ用バッ
   ファと、 該下位桁の数値毎に対応するポリゴンデータの数を登録
   する第一の領域と、該第一の領域にポリゴンデータの数
   が登録された該下位桁の数値を有するポリゴンデータの
   該上位桁の数値を登録する第二の領域と、該第二の領域
   登録されるポリゴンデータの格納された該ポリゴンバッ
   ファの位置を示すインデックス番号を登録する第三の領
   域を有する下位データ用バッファと、 該ポリゴンバッファに格納されたポリゴンデータを読み
   だす順にポリゴンデータの格納された該ポリゴンバッフ
   ァの位置を示すインデックス番号を登録するソート用イ
   ンデックスバッファを有し、 該上位データ用バッファに登録されたポリゴンデータの
   数を順次累積し、該結果を一段シフトしながら再度該上
   位データ用バッファに格納し、該下位データ用バッファ
   の該第一の領域にポリゴンデータの数を登録された下位
   桁の数値を有する該第二の領域に登録された対応する上
   位桁の数値に対応する該再度格納された、該上位データ
   用バッファの登録数値の順に、該ソート用インデックス
   バッファに該第三の領域に登録されたインデックス番号
   を登録し、更に、該ソート用インデックスバッファに登
   録された順に登録されたインデックス番号に対応する、
   該ポリゴンバッファに格納されたポリゴンデータを読み
   だすように制御する制御回路と、 該ポリゴンバッファから該制御回路により該登録された
   インデックス番号に対応して、読み出されたポリゴンデ
   ータを表示する表示装置を有することを特徴とする画像
   表示装置。
9. 【請求項９】請求項７または８に記載の画像表示装置
   と、ゲームプログラムを格納するメモリと、該ゲームプ
   ログラムを実行するＣＰＵを有し、前記制御回路におけ
   る制御が該ＣＰＵの該ゲームプログラムの実行にしたが
   って行われることを特徴とするビデオゲーム装置。