JPH09282487A - テキスチャー・シェーディング回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンピュータ・グラフィックス表示処理として
曲面のシェーディングテキスチャーマッピングのハード
ウェア回路化 【構成】曲線補間回路１、テキスチャーパターン記憶素
子２、シェーディング回路３、色相、明度、彩度から赤
緑青への変換器４を用いて曲面へのテキスチャーパター
ンのマッピングと、その面へのシェーディングを行うテ
キスチャーシェーディング回路

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は光源を考慮したコンピュータ・グラフィック
スのレンダリング技術の一つとして知られているシェー
ディングモデルのハードウェア化に関するものであり、
リアルなコンピュータ・グラフィックス映像の高速生成
装置に利用されるものである。従来、シェーディングを
ハードウェアで実現する方法は特願平７−１０２９０６
に示されているように、面上の輝度はその面を内挿して
得られるそれぞれの内挿点の傾きと、その点に入射する
光源の傾きから反射角を求め、この反射角が視点に対し
て入射する方向余弦を基に輝度を決定している。このそ
れぞれの点に対する計算は通常線形補間回路によって逐
次求められるが、この補間回路に同期して、面にマッピ
ングされるべきテキスチャーパターンがテキスチャーパ
ターン登録ＲＡＭから同時に読み出され、これが曲面上
のそれぞれの点の輝度と乗算されて、シェーディングさ
れたテキスチャーパターンのマッピング面を決定するこ
とになる。この場合、輝度はテキスチャーパターンのも
つ赤緑青の３原色に乗算されるものと考えられている。
この方法では、例えば３原色がゼロとなる黒の色に対し
ては輝度を掛け合わせても結果はゼロであり、黒い面で
のシェーディングを行うことが出来ない。曲面の傾き、
入射光および曲面の属性から面上の輝度を求める回路は
特願平７−１０２９０６に示されている。ここで得られ
る輝度は赤緑青の３原色とは独立したものであり、最終
的な面の持つ色にシェーディングを施すには、この輝度
を面の色に乗算して得ることが必要である。もし面の色
モデルが赤緑青の３原色で定義されていると、単純な乗
算は出来なくなる。この結果、本発明では色の成分を赤
緑青の３原色ではなく、色相、明度、彩度で表現し、こ
のうちシェーディングは明度（輝度）を、テキスチャー
パターンは色相、彩度で定義することによって色相には
無関係な輝度をシェーディグ・プロセスにおいて決定
し、これをパターンの色相および彩度から赤緑青に変換
することを行う。よってテキスチャーパターンは予め色
相と彩度で定義され、これが登録される。一方、テキス
チャーパターン自体で局所的なパターンの明度が異なる
場合がある。この場合はパターンは色相、彩度、明度の
３要素で定義される。この結果、シェーデング回路で得
られた輝度はパターンの明度に加算してこれを新たな明
度とし、これらを赤、緑および青に変換する。色相、彩
度、明度から赤緑青に変換する関係式はすでによく知ら
れたものであり、ここではその関係式の説明は省略す
る。

【０００３】［実施例］図１は本発明に関わるシェーデ
ィング回路である。図１において曲面補間回路１から
は、シェーディング回路３に対して座標値、曲面の傾き
が逐次与えられる。光源の情報は予めシェーディング回
路３に設定されており、シェーディング回路３では曲面
上のそれぞれの点毎の輝度が計算される。またテキスチ
ャーパターン情報が記憶されたパターン登録ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセス・メモリ）２は、曲線補間回路１におい
て、曲線内の補間動作に同期した逆写像変換計算によっ
て、曲面へのマッピングアドレスが生成され、このアド
レスが与えられて曲面にマッピングするテキスチャーパ
ターンが読み出される。このテキスチャーパターンは、
色相Ｈおよび彩度Ｓの２つの要素からなり、これがが色
相、明度、彩度（ＨＬＳ）から赤、緑、青（ＲＧＢ）に
変換するＨＬＳ／ＲＧＢ変換回路４に前記シェーディン
グ回路からの輝度と共に与えられ、ＲＧＢの３原色を出
力する。これに対して、パターンが色相、明度、彩度の
３要素で定義されるシステムにおいては、その明度と、
シェーディング回路３で得られた輝度とは、それぞれ回
路４内で加算された後、新たな明度としてＨＬＳ／ＲＧ
Ｂ変換回路４において、ＲＧＢの３原色に変換される。
これらのデータはピクセルキャシュ５に記憶された後、
画像メモリに転送される。

【０００４】［発明の効果］ハードウェアによるリアル
タイムなシェーディング・テキスチャー効果はコンピュ
ータ・グラフィックス技法によるバーチャル・リアリテ
ィの実現技術に重要な役割をもつ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のテキスチャーシェーディング回路

【符号の説明】

１ 曲線補間回路 ２ テキスチャーパターン登録ＲＡＭ ３ シェーディング回路 ４ ＨＬＳ／ＲＧＢ変換回路 ５ ピクセルキャシュ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲面の傾きおよび光源からの入射光によ
   り、曲面の輝度を決定するシェーディング回路と、この
   曲面にテキスチャー・パターンをマッピングしてシェー
   ディングされたテキスチャー曲面を生成する回路に関し
   て、色情報を色相、明度（以下輝度ともいう）および彩
   度によって定義すると共に、シェーディング回路では、
   前記色情報のうち曲面の輝度成分を求める第一の手段
   と、テキスチャー・パターンは色相および彩度の二つの
   情報で定義し、シェーディング時の曲面の内挿に同期し
   て、テキスチャー・パターンを曲面にマッピングし、こ
   れをシェーディング回路からの輝度と、パターンのもつ
   色相および彩度から、赤、緑および青の３原色に変換し
   て曲面の色を決定する第二の手段をもつテキスチャー・
   シェーディング回路。
2. 【請求項２】 請求項１の回路に関してテキスチャーパ
   ターンを色相、明度および彩度の３要素で定義すると共
   にシェーディング回路で得られた輝度を前記テキスチャ
   ーパターンの明度に加算して得た輝度と前記明度および
   彩度から、赤、緑および青の３原色に変換して曲面の色
   を決定するテキスチャー・シェーディング回路。