JPH09305793A

JPH09305793A - 記録媒体、記録装置および方法、並びに、情報処理装置および方法

Info

Publication number: JPH09305793A
Application number: JP8116301A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Suzuoki; 雅一鈴置
Original assignee: Sony Computer Entertainment Inc
Current assignee: Sony Interactive Entertainment Inc
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1997-11-28
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: JP3926866B2; DE69723613D1; CN1173000A; MX9703409A; SG100708A1; ID18512A; EP0806744A2; US6396493B2; US6188408B1; CN1131494C; US6441819B1; US20010002130A1; EP1255228A3; EP0806744A3; TW341691B; CN1412721A; CA2204225A1; CN100495440C; DE69723613T2; EP1255228A2

Abstract

(57)【要約】【課題】メインバスの負荷を軽減する。【解決手段】メインＣＰＵ４４は、操作装置における
ユーザによる操作に対応して、ポリゴンを座標変換した
後、そのポリゴンのデータを、メインバス４１を介して
ＰＰＰ（Programmable Packet Engine）４８に送信す
る。ＰＰＰ４８は、メインＣＰＵ４４より供給されたポ
リゴンの頂点の座標値から、ポリゴンの奥行き方向の位
置を示すＺ値を計算し、ポリゴンを、Ｚ値に対応した数
のサブポリゴンに分割し、そのサブポリゴンの頂点を座
標値を、法線ベクトルおよび曲面パラメータに対応して
変換し、サブポリゴンで構成される曲面を生成する。Ｇ
ＰＵ４９は、ＰＰＰ４８が生成したサブポリゴンの画素
データをフレームバッファ５８に書き込み、レンダリン
グ処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体、記録装
置および方法、並びに、情報処理装置および方法に関
し、特に、３次元空間における所定のオブジェクトのデ
ータとして、基準となる基本オブジェクトの認識番号
と、基本オブジェクトの頂点の座標値と所定のオブジェ
クトの頂点の座標値との差分値を保持する記録媒体、３
次元空間における所定のオブジェクトから、基準となる
基本オブジェクトの認識番号と、基本オブジェクトの頂
点の座標値と所定のオブジェクトの頂点の座標値との差
分値を、所定のオブジェクトのデータとして記録する記
録装置および方法、並びに、３次元空間において複数の
平面図形で構成される立体オブジェクトのデータを記録
する記録媒体よりデータを読み出し、その平面図形を、
所定の表示部における表示サイズに応じて分割し、表示
データを生成する情報処理装置および方法。

【０００２】

【従来の技術】最近、描画処理を高速に行い、ゲームな
どを楽しむことができる家庭用ＴＶゲーム機やパーソナ
ルコンピュータが安価となり、各家庭に普及している。

【０００３】一方、コンピュータグラフィックス（Ｃ
Ｇ）を作成する場合や、ＣＧを使用したソフトウェアを
開発する場合においては、描画処理をさらに高速に行う
グラフィックコンピュータが使用されている。

【０００４】このような家庭用ＴＶゲーム機、パーソナ
ルコンピュータ、グラフィックコンピュータは、メモ
リ、ＣＰＵ、他の演算回路などで構成される描画装置を
有している。この描画装置は、ＣＰＵで、テレビジョン
受像機や専用ディスプレイなどの表示部に表示する画像
データ（表示用データ）を生成し、専用の描画回路で、
このデータを、表示部の各画素の値を保持するフレーム
バッファに出力することにより、高速な描画処理を行
う。

【０００５】描画装置のＣＰＵは、座標変換、クリッピ
ング、光源計算などのジオメトリ処理を行い、３角形、
４角形などの形状を有する基本平面図形（ポリゴン）の
組み合わせた３次元の立体オブジェクトの画像を描画す
るための描画命令を生成し、その描画命令を描画回路に
供給する。

【０００６】描画回路は、ＣＰＵから供給された描画命
令に従って、ポリゴンの頂点の色データと、所定の表示
部に２次元で表示されるポリゴンの３次元空間における
奥行き方向の位置を示すＺ値から、ポリゴンを構成する
画素の値を算出し、その値をフレームバッファに書き込
み（レンダリング処理）、ポリゴンを描画する。

【０００７】このような描画回路は、ＣＰＵと専用のバ
スで直結されており、他の回路（例えば、データを保持
している記録装置やメモリなど）と共有しているバスに
負荷（バスを介して送受信されるデータ）が集中するこ
とを防いでいる。なお、他の回路と共有しているバスを
利用して、例えば、１５ＭＰｏｌｙｇｏｎ／ｓｅｃ（１
秒間に１５×１０⁶個のポリゴンのレンダリング処理を
行う）程度の速度で描画処理を行う場合、他の回路と共
有しているバスを往来するデータ量は、１００ＭＢ／ｓ
ｅｃ乃至２００ＭＢ／ｓｅｃ（毎秒１００乃至２００メ
ガバイト）に達するので、大容量のバスが必要となって
しまう。

【０００８】ＣＰＵから出力されたデータは、ＣＰＵと
描画回路の間に設けられているＦＩＦＯバッファに一旦
記憶され、記録された順番で、描画回路に供給される。
ＦＩＦＯバッファは、ＣＰＵによるデータの供給速度が
一時的に、描画回路の処理速度より速くなったとき、デ
ータを順次記憶していき、ＣＰＵによるデータの供給速
度が、描画回路の処理速度より遅くなったとき、記憶し
ているデータを描画回路に順次供給する。このように、
ＦＩＦＯバッファは、ＣＰＵのデータ供給速度と描画回
路の処理速度の不均衡を吸収するために設けられてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＰＵ
および描画回路の負荷状況に起因して、ＣＰＵのデータ
供給速度が、描画回路の処理速度を大幅に上回る場合、
あるいは、ＣＰＵのデータ供給速度が描画回路の処理速
度より速い状態が長時間継続する場合、未処理データ
が、ＦＩＦＯバッファに蓄積されていき、未処理データ
の量が、ＦＩＦＯバッファの容量を超過したとき、デー
タの整合が取れなくなるため、ＣＰＵおよび描画回路は
一旦停止するので、効率的に処理を行うことが困難であ
るという問題を有している。

【００１０】また、高速で描画処理を行う場合、描画処
理するデータ量の増加に応じて、さらに多くのメモリの
容量や記録媒体の容量が必要となり、コストダウンが困
難であるという問題を有している。

【００１１】さらに、処理するデータ量の増加すると、
記録媒体やメモリからのデータの読み出し時間が長くな
り、処理速度を速くすることが困難であるという問題を
有している。

【００１２】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、記録媒体において、３次元空間における所定
のオブジェクトのデータとして、基準となる基本オブジ
ェクトの認識番号と、基本オブジェクトの頂点の座標値
と所定のオブジェクトの頂点の座標値との差分値を保持
することにより、取り扱うデータ量を低減させるととも
に、立体オブジェクトを構成する平面図形を、所定の表
示部における表示サイズに応じて分割することにより、
取り扱うデータ量を低減させることができるものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の記録媒
体は、３次元空間における所定のオブジェクトのデータ
として、基準となる基本オブジェクトの認識番号と、基
本オブジェクトの頂点の座標値と所定のオブジェクトの
頂点の座標値との差分値を保持することを特徴とする。

【００１４】請求項２に記載の記録装置は、３次元空間
におけるオブジェクトから、基準となる基本オブジェク
トの認識番号と、基本オブジェクトの頂点の座標値と所
定のオブジェクトの頂点の座標値との差分値を算出する
算出手段と、算出した認識番号と差分値を、所定のオブ
ジェクトのデータとして記録する記録手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の記録方法は、３次元空間
における所定のオブジェクトから、基準となる基本オブ
ジェクトの認識番号と、基本オブジェクトの頂点の座標
値と所定のオブジェクトの頂点の座標値との差分値を算
出するステップと、算出した認識番号と差分値を、所定
のオブジェクトのデータとして記録するステップとを備
えることを特徴とする。

【００１６】請求項４に記載の情報処理装置は、３次元
空間において複数の平面図形で構成される立体オブジェ
クトのデータを記録する記録媒体よりデータを読み出す
読出手段と、平面図形を、所定の表示部における表示サ
イズに対応する数の平面図形で構成される曲面に変換す
る第１の変換手段と、第１の変換手段により変換された
曲面のデータを、２次元の表示用データに変換する第２
の変換手段とを備えることを特徴とする。

【００１７】請求項６に記載の情報処理方法は、３次元
空間において複数の平面図形で構成される立体オブジェ
クトのデータを記録する記録媒体よりデータを読み出す
ステップと、平面図形を、所定の表示部における表示サ
イズに対応する数の平面図形で構成される曲面に変換す
るステップと、変換された曲面のデータを、２次元の表
示用データに変換するステップとを備えることを特徴と
する。

【００１８】請求項７に記載の情報処理装置は、３次元
空間において複数の平面図形で構成される立体オブジェ
クトのデータを記録する記録媒体よりデータを読み出す
読出手段と、平面図形を、所定の表示部における表示サ
イズに応じて分割する分割手段と、元の平面図形の輝度
値より、分割された平面図形の輝度値を演算する演算手
段と、分割された平面図形の輝度値より、２次元の表示
用データを生成する生成手段とを備えることを特徴とす
る。

【００１９】請求項８に記載の情報処理方法は、３次元
空間において複数の平面図形で構成される立体オブジェ
クトのデータを記録する記録媒体よりデータを読み出す
ステップと、平面図形を、所定の表示部における表示サ
イズに応じて分割するステップと、元の平面図形の輝度
値より、分割された平面図形の輝度値を演算するステッ
プと、分割された平面図形の輝度値より、２次元の表示
用データを生成するステップとを備えることを特徴とす
る。

【００２０】請求項１に記載の記録媒体においては、３
次元空間における所定のオブジェクトのデータとして、
基準となる基本オブジェクトの認識番号と、基本オブジ
ェクトの頂点の座標値と所定のオブジェクトの頂点の座
標値との差分値が保持されている。

【００２１】請求項２に記載の記録装置においては、算
出手段は、３次元空間におけるオブジェクトから、基準
となる基本オブジェクトの認識番号と、基本オブジェク
トの頂点の座標値と所定のオブジェクトの頂点の座標値
との差分値を算出し、記録手段は、算出した認識番号と
差分値を、所定のオブジェクトのデータとして記録す
る。

【００２２】請求項３に記載の記録方法においては、３
次元空間における所定のオブジェクトから、基準となる
基本オブジェクトの認識番号と、基本オブジェクトの頂
点の座標値と所定のオブジェクトの頂点の座標値との差
分値を算出し、算出した認識番号と差分値を、所定のオ
ブジェクトのデータとして記録する。

【００２３】請求項４に記載の情報処理装置において
は、読出手段は、３次元空間において複数の平面図形で
構成される立体オブジェクトのデータを記録する記録媒
体よりデータを読み出し、第１の変換手段は、平面図形
を、所定の表示部における表示サイズに対応する数の平
面図形で構成される曲面に変換し、第２の変換手段は、
第１の変換手段により変換された曲面のデータを、２次
元の表示用データに変換する。

【００２４】請求項６に記載の情報処理方法において
は、３次元空間において複数の平面図形で構成される立
体オブジェクトのデータを記録する記録媒体よりデータ
を読み出し、平面図形を、所定の表示部における表示サ
イズに対応する数の平面図形で構成される曲面に変換
し、変換された曲面のデータを、２次元の表示用データ
に変換する。

【００２５】請求項７に記載の情報処理装置において
は、読出手段は、３次元空間において複数の平面図形で
構成される立体オブジェクトのデータを記録する記録媒
体よりデータを読み出し、分割手段は、平面図形を、所
定の表示部における表示サイズに応じて分割し、演算手
段は、元の平面図形の輝度値より、分割された平面図形
の輝度値を演算し、生成手段は、分割された平面図形の
輝度値より、２次元の表示用データを生成する。

【００２６】請求項８に記載の情報処理方法において
は、３次元空間において複数の平面図形で構成される立
体オブジェクトのデータを記録する記録媒体よりデータ
を読み出し、平面図形を、所定の表示部における表示サ
イズに応じて分割し、元の平面図形の輝度値より、分割
された平面図形の輝度値を演算し、分割された平面図形
の輝度値より、２次元の表示用データを生成する。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１乃至図３は、本発明の情報処
理装置を応用した家庭用ＴＶゲーム機の一例を示してい
る。この家庭用ゲーム機１は、ゲーム機本体２と、この
ゲーム機本体２に接続可能な操作装置１７および記録装
置３８で構成されている。

【００２８】ゲーム機本体２は、図１乃至図３に示すよ
うに、略四角形状に形成され、その中央の位置に、図４
に示すような光ディスクの１種であるＣＤ−ＲＯＭ４０
（ゲーム用媒体に相当するディスク）を装着するディス
ク装着部３と、ゲーム機本体の適宜位置にゲームを任意
にリセットするリセットスイッチ４と、電源のオン／オ
フをする電源スイッチ５と、ディスクの装着を操作する
ディスク操作スイッチ６と、所謂ゲームにおける操作を
行う操作装置１７および所謂ゲームの設定などを記録し
ておく記録装置３８を接続する接続部７Ａ，７Ｂを有し
ている。

【００２９】接続部７Ａ，７Ｂは、図２および図３に示
すように、２段に形成されている。接続部７Ａ，７Ｂの
上段部には、記録装置３８を接続する記録挿入部８が設
けられ、下段部には、操作装置１７を接続する接続端子
挿入部１２が設けられている。

【００３０】記録挿入部８は、横方向に長い長方形状の
挿入孔と、その内部に記録装置３８が接続されるメモリ
用接続端子部（図示せず）を有している。また、図２に
示すように、記録挿入部８には、記録装置３８が接続さ
れていないときに、メモリ用接続端子部を埃などから保
護するシャッタ９が設けられている。なお、記録装置３
８は、電気的に書換可能なＲＯＭを有しており、所謂ゲ
ームに関連するデータを記録するようになされている。

【００３１】記録装置３８を装着する場合、ユーザは、
記録装置３８の先端でシャッタ９を内側方向に押し、さ
らに、記録装置３８を挿入孔に押し込み、メモリ用接続
端子部に接続させる。

【００３２】接続端子挿入部１２は、図２に示すよう
に、横方向に長い長方形形状の挿入孔と、操作装置１７
の接続端子部２６を接続する接続端子１２Ａを有してい
る。

【００３３】操作装置１７は、図１に示すように、両手
の掌で挟持して５本の指が自由自在に動いて操作できる
構造をしており、左右対称に配置された操作部１８，１
９と、操作部１８，１９の中間部に設けたセレクトスイ
ッチ２２およびスタートスイッチ２３と、操作部１８，
１９の前面側に配置された操作部２４，２５と、ゲーム
機本体２に接続するための接続端子部２６およびケーブ
ル２７を有している。

【００３４】図５は、上述のゲーム機本体２の内部の電
気的構成の一例を示している。

【００３５】ゲーム機本体２は、メインバス４１とサブ
バス４２の２本のバスを有している。これらのバスは、
バスコントローラ４３を介して接続されている。

【００３６】メインバス４１には、マイクロプロセッサ
などで構成されるメインＣＰＵ４４（読出手段、座標変
換手段）と、ＲＡＭで構成されるメインメモリ４５、メ
インダイナミックメモリアクセスコントローラ（メイン
ＤＭＡＣ（Dynamic Memory Access Controller））４
６、ＭＰＥＧデコーダ（ＭＤＥＣ）４７、プログラマブ
ルパケットエンジン（ＰＰＰ）４８（第１の変換手段、
分割手段、演算手段）、および、画像処理装置（ＧＰＵ
（Graphical Processing Unit））４９（第２の変換手
段、生成手段）が接続されている。

【００３７】一方、サブバス４２には、マイクロプロセ
ッサなどで構成されるサブＣＰＵ５０、ＲＡＭで構成さ
れるサブメモリ５１、サブＤＭＡＣ５２、オペレーティ
ングシステムなどのプログラムが記憶されているＲＯＭ
５３、音声処理装置（ＳＰＵ（Sound Processing Uni
t））５４、通信制御部（ＡＴＭ）５５、ディスク装着
部３を兼ねるＣＤ−ＲＯＭドライブ５６、入力部５７、
および、ＧＰＵ４９が接続されている。

【００３８】バスコントローラ４３は、メインバス４１
とサブバス４２を接続し、メインバス４１からのデータ
をサブバス４２に出力するとともに、サブバス４２から
のデータをメインバス４１に出力するようになされてい
る。

【００３９】メインＣＰＵ４４は、ゲーム機本体２の起
動時に、サブバス４２に接続されているＲＯＭ５３か
ら、バスコントローラ４３を介して起動プログラムを読
み込み、その起動プログラムを実行し、オペレーティン
グシステムを動作させるようになされている。

【００４０】メインＣＰＵ４４は、ＣＤ−ＲＯＭドライ
ブ５６を制御し、ＣＤ−ＲＯＭドライブ５６にセットさ
れたＣＤ−ＲＯＭ４０からアプリケーションプログラム
やデータを読み出し、メインメモリ４５に記憶させるよ
うになされている。

【００４１】メインＣＰＵ４４は、ＣＤ−ＲＯＭ４０か
ら読み出した、複数の基本図形（ポリゴン）で構成され
た３次元オブジェクトのデータ（ポリゴンの頂点（代表
点）の座標値など）に対して、座標変換などのジオメト
リ演算を行うジオメトリ演算エンジン（ＧＴＥ（Graphi
c Transfer Engine））７１と、ＧＴＥ７１によって計
算されたデータをパケットとして、メインバス４１を介
してＰＰＰ４８に送信するパケットエンジン（ＰＫＥ
（Packet Engine））７２を有している。

【００４２】ＧＴＥ７１は、浮動小数点の実数を演算す
る複数の演算素子を有し、並列に浮動小数点演算を行う
ようになされている。ＰＫＥ７２は、ＧＴＥ７１により
算出されたポリゴンのデータをパケットとして、メイン
バス４１を介してＰＰＰ４８に供給するようになされて
いる。

【００４３】ＰＰＰ４８は、メインＣＰＵ４４のＰＫＥ
７２より供給されたパケットに含まれるポリゴンの情報
から、そのポリゴンを、複数の小さいポリゴンで構成さ
れる曲面に変換し、その曲面のデータをＧＰＵ４９に出
力するようになされている。

【００４４】図６は、ＰＰＰ４８の一構成例を示してい
る。ＰＫＥ９１は、メインＣＰＵ４４のＰＫＥ７２から
のパケットを受け取り、そのパケットを一時的にＲＡＭ
９２に記憶し、そのパケットに含まれるデータのうち、
ポリゴンを処理するプログラムを指定するデータ（後
述）をインストラクションＲＡＭ９３に記憶させ、その
他のデータ（ポリゴンの頂点の座標データなど）をソー
スデータＲＡＭ９４に記憶させるようになされている。

【００４５】サブＣＰＵ９５は、ＲＯＭ９６に記憶され
ているプログラムに従って動作し、インストラクション
ＲＡＭ９３にデータが記憶されると、そのデータを読み
出し、そのデータで指定されるプログラム（サブＣＰＵ
９５に常駐している）で、ソースデータＲＡＭ９４に記
憶されているポリゴンのデータ（ポリゴンの頂点の座標
データなど）から、そのポリゴンを、３次元空間の奥行
き方向におけるポリゴンの位置（Ｚ値）に対応した数
（即ち、このポリゴンが所定の表示部に表示されるとき
の表示サイズに対応した数）のポリゴン（サブポリゴ
ン）に分割する。

【００４６】このとき、サブＣＰＵ９５は、ＰＫＥ７２
より供給されるパケットに含まれている曲面パラメータ
（後述）により表現される基準曲面に沿って、サブポリ
ゴンを生成する（即ち、複数のサブポリゴンで構成され
た曲面を生成する）。

【００４７】そして、サブＣＰＵ９５は、生成した複数
のポリゴンの頂点の座標値をディスティネーションデー
タＲＡＭ９７に記憶させ、ＧＰＵ４９に供給するように
なされている。

【００４８】図５に戻り、ＧＰＵ４９は、ＰＰＰ４８の
ディスティネーションデータＲＡＭ９７から、分割した
ポリゴンの座標値（３次元）などのデータを読み出し、
その３次元の座標値を、所定の表示部に対応する２次元
の座標値に変換した後、それらのデータからポリゴンに
対応する画素データを生成し、その画素データをフレー
ムバッファ５８に書き込み、レンダリング処理を行うに
なされている。なお、このとき、ＧＰＵ４９は、３次元
の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）から、表示用の２次元の座標値
（Ｘ，Ｙ）を、次式（透視変換）を利用して算出してい
る。Ｘ＝ｘ／ｚ，Ｙ＝ｙ／ｚ

【００４９】メインＤＭＡＣ４６は、メインバス４１に
接続されている各回路を対象としてＤＭＡ転送などの制
御を行うようになされている。また、メインＤＭＡＣ４
６は、バスコントローラ４３の状態に応じて、サブバス
４２に接続されている各回路を対象としてＤＭＡ転送な
どの制御を行うこともできる。また、ＭＤＥＣ４７は、
メインＣＰＵ４４と並列に動作し、ＭＰＥＧ方式あるい
はＪＰＥＧ方式で圧縮されているデータを伸張するよう
になされている。

【００５０】サブＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５３に記憶され
ているプログラムに従って各種動作を行うようになされ
ている。サブＤＭＡＣ５２は、バスコントローラ４３が
メインバス４１とサブバス４２を切り離している状態に
おいてのみ、サブバス４２に接続されている各回路を対
象としてＤＭＡ転送などの制御を行うようになされてい
る。

【００５１】ＳＰＵ５４は、サブＣＰＵ５０やサブＤＭ
ＡＣ５２から供給されたサウンドコマンドに対応して、
サウンドメモリ５９から音声データを読み出してオーデ
ィオ出力として出力するようになされている。

【００５２】通信制御部５５（図中のＡＴＭ）は、公衆
回線に接続され、その回線を介してデータの送受信を行
うようになされている。

【００５３】入力部５７は、操作装置１７を接続する接
続端子部１２Ａ、他の装置（図示せず）からの画像デー
タを受け取るビデオ入力回路８２、および、他の装置か
らの音声データを受け取るオーディオ入力回路８３を有
している。

【００５４】次に、図７のフローチャートを参照して、
ポリゴンの描画処理時における上記実施例の動作につい
て説明する。

【００５５】最初にステップＳ１において、メインＣＰ
Ｕ４４は、操作装置１７におけるユーザによる操作に対
応する信号を、入力部５７を介して受け取るとともに、
メインメモリ４５からポリゴンのデータ（頂点の座標
値、法線ベクトル、基準曲面のデータ（曲面パラメー
タ））（予めＣＤ−ＲＯＭ４０から読み出されている）
を読み出し、ユーザの操作に対応して、そのポリゴンを
ＧＴＥ７１で座標変換する。

【００５６】次に、ステップＳ２において、メインＣＰ
Ｕ４４のＰＫＥ７２は、ポリゴンの頂点の座標値、その
ポリゴンの法線ベクトル、ＰＰＰ４８において使用され
る曲面パラメータ、および、ＰＰＰ４８において複数の
ポリゴンで構成される曲面の生成に使用されるプログラ
ムを指定する識別子を１つのパケットとして、メインバ
ス４１を介して、ＰＰＰ４８のＰＫＥ９１に送信する。

【００５７】なお、メインＤＭＡＣ４６を利用して、パ
ケットをＰＰＰ４８に送信することもできる。

【００５８】例えば、ＧＴＥ７１における座標変換によ
って、図８（ａ）に示すような頂点Ｐ０乃至Ｐ３を有す
る４角形のポリゴンが生成された場合、ＰＫＥ７２は、
図８（ｂ）に示すように、プログラムを指定する識別子
（図中のＣｏｄｅ）、ポリゴンの法線ベクトル（図中の
Ｎｘ，Ｎｙ，Ｎｚ）、基準曲面を表す曲面パラメータ、
頂点Ｐ０乃至Ｐ３に対応する座標値（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚ
ｉ）（ｉ＝０，・・・，３）、その座標値に対応する基
準曲面の媒介変数（後述）の値（ｕｉ，ｖｉ）（ｉ＝
０，・・・，３）および色データ値ＲＧＢｉ（ｉ＝０，
・・・，３）で構成されるパケットをＰＰＰ４８のＰＫ
Ｅ９１に送信する。

【００５９】なお、パケットの形式は、識別子Ｃｏｄｅ
に応じて設定され、識別子Ｃｏｄｅによって指定される
プログラムが処理することができるように設定されてい
る。

【００６０】なお、例えば、識別子Ｃｏｄｅによって、
基準曲面を２次曲面として処理するプログラムが指定さ
れた場合、基準曲面（ｘ，ｙ，ｚ）は、媒介変数ｕ，ｖ
を利用して次式で表される。

【数１】

【００６１】そして、これらの定数ａ₀₁乃至ａ₂₄のう
ち、所定の数の非零の定数ａ_ijが、曲面パラメータとし
てＰＰＰ４８に送信される。

【００６２】また、識別子Ｃｏｄｅによって、基準曲面
を球面として処理するプログラムが指定された場合、媒
介変数ｕ，ｖを利用して次式で表される、半径Ｒ、中心
座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）の球面が、基準曲面（ｘ，
ｙ，ｚ）として利用される。

【数２】

【００６３】そして、この球面の半径Ｒと中心座標（ｘ
ｃ，ｙｃ，ｚｃ）が、曲面パラメータとしてＰＰＰ４８
に送信される。

【００６４】次に、図７に戻り、ステップＳ３におい
て、ＰＰＰ４８のＰＫＥ９１は、メインＣＰＵ４４のＰ
ＫＥ７２より供給されたパケットを一旦ＲＡＭ９２に記
憶させ、そのパケットに含まれているデータのうち、プ
ログラムを指定する識別子（Ｃｏｄｅ）をインストラク
ションＲＡＭ９３に記憶させ、ポリゴンの頂点の座標
値、媒介変数の値、ポリゴンの法線ベクトル、および、
曲面パラメータをソースデータＲＡＭ９４に記憶させ
る。

【００６５】ステップＳ４において、ＰＰＰ４８のサブ
ＣＰＵ９５は、インストラクションＲＡＭ９３から識別
子Ｃｏｄｅを読み出し、その識別子Ｃｏｄｅの値に対応
するプログラムで処理を行い、ソースデータＲＡＭ９４
から、ポリゴンの頂点の座標値などのデータを読み出
し、このポリゴンの奥行き方向の位置を示すＺ値を算出
する。

【００６６】そして、ステップＳ５において、サブＣＰ
Ｕ９５は、ソースデータＲＡＭ９４から、媒介変数ｕ，
ｖの値と曲面パラメータを読み出し、媒介変数ｕ，ｖで
規定される空間（（ｕ，ｖ）空間）におけるポリゴンの
頂点の中点を算出し、その中点と、ポリゴンの頂点でサ
ブポリゴンを生成する（即ち、ポリゴンを分割する）。

【００６７】なお、このように、（ｕ，ｖ）空間で生成
される中点は、曲面パラメータで表される基準曲面の式
で、（ｘ，ｙ，ｚ）空間に写像することにより、基準曲
面上に配置されるので、この中点とポリゴンの頂点で基
準曲面に沿ったサブポリゴンが形成される（即ち、サブ
ポリゴンで構成される曲面が生成される）。

【００６８】そして、サブＣＰＵ９５は、サブポリゴン
の表示サイズ（表示面積Ａ）が、所定の基準値Ｄ以下に
なるまで、各サブポリゴンの再帰的に分割していく。

【００６９】サブＣＰＵ９５は、このようにして生成さ
れたサブポリゴンの頂点の座標値をディスティネーショ
ンデータＲＡＭ９７に記憶させる。

【００７０】例えば、図８に示すポリゴンがＰＰＰ４８
に供給された場合、まずサブＣＰＵ９５は、４角形ＡＢ
ＣＤを、３角形ＡＢＣと３角形ＡＣＤに分けた後、３角
形ＡＢＣの表示面積Ａを算出し、表示面積Ａが基準値Ｄ
より小さいと判断した場合、図９（ａ）に示すように中
点Ｅを生成し、サブポリゴンＡＢＥとサブポリゴンＢＣ
Ｅを生成する。同様に、３角形ＡＣＤの表示面積Ａを算
出し、表示面積Ａが基準値Ｄより小さいと判断した場
合、図９（ｂ）に示すように中点Ｅを生成し、サブポリ
ゴンＥＣＤとサブポリゴンＡＥＤを生成する。

【００７１】そして、さらに、これらのサブポリゴン
（サブポリゴンＡＢＥ、サブポリゴンＢＣＥ、サブポリ
ゴンＥＣＤおよびサブポリゴンＡＥＤ）を分割すると、
図１０に示すように８個のサブポリゴンが生成される。
このように、分割を繰り返すごとに、サブポリゴンで構
成される曲面は、基準曲面である球面に近づいていく。

【００７２】同様に、図１１（ａ）に示すような球状の
オブジェクトを表現する場合、このオブジェクトが、所
定の表示部において小さく表示されるときは、例えば、
図１１（ｂ）に示すように、８個の頂点（１２個のポリ
ゴン）で直方体（立方体）を表示させる。一方、このオ
ブジェクトがやや大きく表示されるときは、例えば、図
１１（ｃ）に示すように、１４個の頂点（２４個のポリ
ゴン）で、図１１（ｂ）のオブジェクトより球形に近い
オブジェクトを表示させ、このオブジェクトが、さらに
大きく表示されるときは、例えば、図１１（ｄ）に示す
ように、２６個の頂点（４８個のポリゴン）で、図１１
（ｃ）のオブジェクトより球形に近いオブジェクトを表
示させる。

【００７３】図７に戻り、ステップＳ６において、ＧＰ
Ｕ４９は、ＰＰＰ４８のディスティネーションデータＲ
ＡＭ９７から、サブポリゴンの頂点の座標値などのデー
タを読み出し、それらのサブポリゴンの画素データを生
成し、その画素データをフレームバッファ５８に書き込
み、レンダリング処理を行う。

【００７４】このようにして、ポリゴンをＺ値に応じて
分割し、分割したポリゴン（基準曲面に沿ったサブポリ
ゴン）を描画する。所定の数のポリゴンを描画すること
により、それらのポリゴンで構成される３次元オブジェ
クトが表示される。上述のように、メインＣＰＵ４４の
ＧＴＥ７１で座標変換などのジオメトリ演算を行い、Ｐ
ＰＰ４８は、各ポリゴンに対する局所的な演算だけを行
うので、回路規模を小さくすることができ、並列化する
ことができる。

【００７５】次に、ステップＳ５におけるポリゴンの分
割処理の詳細について、図１２のフローチャートを参照
して説明する。

【００７６】最初にステップＳ２１において、サブＣＰ
Ｕ９５は、供給された４角形のポリゴンを２つの３角形
のポリゴンに分けた後、３角形のポリゴンの面積（所定
の表示部に表示されるときの面積）Ａを算出する。

【００７７】次に、ステップＳ２２において、サブＣＰ
Ｕ９５は、そのポリゴンの面積Ａが、所定の基準値Ｄよ
り大きいか否かを判断し、面積Ａが基準値Ｄより大きい
と判断した場合、ステップＳ２３に進む。一方、面積Ａ
が基準値Ｄ以下であると判断された場合、ポリゴンの分
割を終了する。

【００７８】ステップＳ２３において、サブＣＰＵ９５
は、媒介変数ｕ，ｖで規定される（ｕ，ｖ）空間におい
て、ポリゴンの２つの頂点の中間に位置する中点を生成
し、ポリゴンの３つの頂点とその中点で、ポリゴンを２
つのサブポリゴン（サブポリゴンＡ，Ｂ）に分割する。
例えば、図９（ａ）において、中点Ｅを生成し、ポリゴ
ンＡＢＣをサブポリゴンＡＢＥとサブポリゴンＢＣＥに
分割している。

【００７９】媒介変数ｕ，ｖて規定される（ｕ，ｖ）空
間において、ポリゴンＡＢＣの頂点が、例えば、Ａ＝
（π／４，π／４）、Ｂ＝（（３／４）π，π／４）、
Ｃ＝（（５／４）π，π／４）である場合、頂点Ａ，Ｂ
の中点Ｆは、頂点Ａ，Ｂの各成分を平均してＦ＝（π／
２，π／４）と算出される。

【００８０】ただし、所定の２つの頂点（（ｕ１，ｖ
１）、（ｕ２，ｖ２））のｕ成分の平均（（ｕ１＋ｕ
２）／２）が、πである場合、ｕ成分がπである点は上
述の式において定義されていないので、そのときの中点
は、（０，π／２）とする。頂点Ａ，Ｃのｕ成分の平均
はπ（＝（５／４）π−π／４）となるので、頂点Ａ，
Ｃの中点Ｅの座標値は、（０，π／２）としている。

【００８１】なお、このときの基準曲面を、例えば、半
径ＲがＲ＝１であり、かつ、中心の座標（ｘｃ，ｙｃ，
ｚｃ）が（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）＝（０，−２，２）であ
る球面とすると、頂点Ａの３次元空間における座標値
（ｘ，ｙ，ｚ）は、上述の式（球面の式）より、（ｘ，
ｙ，ｚ）＝（１／２，１／（２^1/2）−２，５／２）と
なり、同様に、頂点Ｂの座標値は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝
（−１／２，１／（２^1/2）−２，５／２）となり、頂
点Ｃの座標値は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（−１／２，１／
（２^1/2）−２，３／２）となる。そして、中点Ｅの座
標値は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，−１，２）となる。

【００８２】さらに、これらの頂点の座標を透視変換
で、表示用の２次元の座標値に変換すると、頂点Ａの座
標値（Ｘ，Ｙ）は、上述の透視変換の式より、（Ｘ，
Ｙ）＝（１／５，（（２^1/2）−４）／５）となり、同
様に、頂点Ｂの座標値は、（Ｘ，Ｙ）＝（−１／５，
（（２^1/2）−４）／５）となり、頂点Ｃの座標値は、
（Ｘ，Ｙ）＝（−１／３，（（２^1/2）−４）／３）と
なる。そして、中点Ｅの座標値は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝
（０，−１／２）となる。

【００８３】このように、（ｕ，ｖ）空間において中点
を生成することにより、その中点は、３次元空間および
表示用の２次元空間における中点に配置されず、基準曲
面上に配置される（図９（ａ））。

【００８４】そしてステップＳ２４において、サブポリ
ゴン９５は、サブポリゴンＡについて、サブポリゴンの
生成処理を行う。即ち、サブポリゴンＡに対して、現在
説明しているポリゴン分割処理を行う。例えば、ステッ
プＳ２３において生成されたサブポリゴンＡＢＥに対し
て、ポリゴン分割処理を、ステップＳ２１から開始す
る。

【００８５】また、ステップＳ２５において、サブポリ
ゴン９５は、サブポリゴンＢについて、サブポリゴンの
生成処理を行う。即ち、サブポリゴンＢに対して、現在
説明しているポリゴン分割処理を行う。

【００８６】このように、ステップＳ２４，Ｓ２５にお
いて、この処理を再帰的に行うことにより、分割された
ポリゴンがさらに分割されていき、基準値Ｄ以下の大き
さを有するサブポリゴンに分割されるまで、処理が継続
される。このとき、各中点は、媒介変数ｕ，ｖで規定さ
れる（ｕ，ｖ）空間において生成されるので、上述のよ
うに、分割されたサブポリゴンによって、基準曲面に沿
った曲面が形成される。

【００８７】なお、上述の処理においては、基準曲面が
球面であるが、基準曲面を他の曲面にすることもでき
る。例えば、次式に示す媒介変数ｕ，ｖの多項式を、基
準曲面（ｘ，ｙ，ｚ）として利用することができる。

【数３】

【００８８】このとき、媒介変数ｕ，ｖは、識別子Ｃｏ
ｄｅで指定されるプログラムにおいて、予め（ｕ，ｖ）
＝（０，０）、（１，０）、（１，１）、（０，１）の
４点に固定しておき、定数ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ（ｉ＝０，
・・・，３）をデータとしてＰＰＰ４８に供給すること
により、３次元空間において４点の座標値を算出する。

【００８９】この式のｆ（ｕ，ｖ）は、媒介変数ｕ，ｖ
の２次式であり、各項の係数が曲面パラメータとしてＰ
ＰＰ４８に供給される。例えば、ｆ（ｕ，ｖ）が、次式
ｆ（ｕ，ｖ）＝ａ×ｕ²＋ｂ×ｕ＋ｃ×ｖ²＋ｄ×ｖ＋ｅ
で表される場合、係数ａ乃至ｅが曲面パラメータとして
ＰＰＰ４８に供給される。

【００９０】従って、この場合、図１３に示すように、
識別子Ｃｏｄｅと法線ベクトルＮｘ，Ｎｙ，Ｎｚ、曲面
パラメータ、定数ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ（ｉ＝０，・・・，
３）、および４点に対応する色データ（ＲＧＢｉ）（ｉ
＝０，・・・，３）で構成されるパケットが、ＰＰＰ４
８に供給される。なお、ＰＰＰ４８にＤＤＡ（Digital
Differential Analyzer）を設けることにより、この基
準曲面の式を漸化式で簡単に計算することができる。

【００９１】図１３のパケットで供給されたポリゴン
は、基準曲面が球面である場合と同様に、ＰＰＰ４８に
おいてＺ値に応じて分割される。例えば、ＰＰＰ４８の
サブＣＰＵ９５は、Ｚ値が大きく、奥行き方向の遠くに
ポリゴンが配置される場合（所定の表示部においてポリ
ゴンが小さく表示される場合）、図１４（ａ）に示すよ
うに、そのポリゴンを分割しないで（即ち、分割数を１
として）、そのポリゴンの頂点の座標値をディスティネ
ーションデータＲＡＭ９７に記憶させる。

【００９２】一方、サブＣＰＵ９５は、Ｚ値がやや小さ
く、奥行き方向のやや近くにポリゴンが配置される場合
（所定の表示部においてポリゴンがやや大きく表示され
る場合）、図１４（ｂ）に示すように、そのポリゴンを
４分割し（即ち、分割数を４として）、４個のサブポリ
ゴンを基準曲面に対応して生成し、その４個のサブポリ
ゴンの頂点の座標値をディスティネーションデータＲＡ
Ｍ９７に記憶させる。

【００９３】また、Ｚ値が小さく、奥行き方向の近くに
ポリゴンが配置される場合（所定の表示部においてポリ
ゴンが大きく表示される場合）、サブＣＰＵ９５は、図
１４（ｃ）に示すように、そのポリゴンを１６分割し
（即ち、分割数を１６として）、１６個のサブポリゴン
を基準曲面に対応して生成し、その１６個のサブポリゴ
ンの頂点の座標値をディスティネーションデータＲＡＭ
９７に記憶させる。

【００９４】例えば、図１４（ｃ）に示すように、ポリ
ゴンを１６個のサブポリゴンに分割した場合、１６個の
サブポリゴンは、図１５（ａ）に示すように、２５個の
頂点Ｐ０乃至Ｐ２４を有し、サブＣＰＵ９５は、各頂点
の座標値および色データ値（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ，ＲＧＢ
ｉ）（ｉ＝０，・・・，２４）を、図１５（ｂ）に示す
ように配列し、ディスティネーションデータＲＡＭ９７
に記憶させる。

【００９５】なお、この分割例は、４角形のポリゴン
（サブポリゴン）を利用したものである。

【００９６】このように、所定の表示部で表示されるサ
イズ（表示サイズ）に応じて、オブジェクトの形状を変
化させ、表示サイズが小さい場合、頂点の少ないオブジ
ェクトを、所定のオブジェクトとして表示し、表示に必
要な演算数を低減する。一方、表示サイズが大きい場合
は、本来のオブジェクトと表示されたオブジェクトの形
状の違いをユーザに感じさせないように、頂点の多いオ
ブジェクトを、所定のオブジェクトとして表示する。

【００９７】また、このように、比較的粗いサイズのポ
リゴンのデータをＰＰＰ４８に送信し、ＰＰＰ４８にお
いてＺ値に応じてそのポリゴンを分割することにより、
メインＣＰＵ４４からメインバス４１を介してＰＰＰ４
８に供給されるデータ量を低減し、メインバス４１の負
荷を軽くすることができる。

【００９８】図１６に示すように、ＰＰＰ４８からＧＰ
Ｕ４９に出力されるデータ量（出力データ量）は、ポリ
ゴンの分割数に応じて増加するが、メインＣＰＵ４４か
らメインバス４１を介してＰＰＰ４８に供給されるデー
タ量（入力データ量）は、ポリゴンの分割数に関係なく
一定である（図１３のパケットでは、１ポリゴンあたり
６ワードである）ため、メインバス４１の負荷を、一定
にすることができる。また、このようにすることによ
り、図１６のデータ圧縮比に示すように、データを圧縮
していることになり、取り扱うデータ量（メインバス４
１を往来するデータの量など）が少なくなっている。

【００９９】なお、ＧＰＵ４９は、４個の頂点のデータ
を保持しながら、各ポリゴンの処理を行うので、ＧＰＵ
４９が４個以上前に供給した頂点のデータを再度使用す
る場合、ＰＰＰ４８は、もう一度、その頂点のデータを
供給する。従って、ＰＰＰ４８からの出力データ量（ワ
ード数）は、分割されたポリゴンの頂点の数より多くな
っている。

【０１００】例えば、図１５の、全部で２５個の頂点Ｐ
０乃至Ｐ２４を有する、１６個に分割されたポリゴンの
データをＧＰＵ４９に供給する場合、最初に、ＰＰＰ４
８は、頂点Ｐ０乃至Ｐ３のデータをＧＰＵ４９に供給
し、ＧＰＵ４９は、頂点Ｐ０乃至Ｐ３を有するポリゴン
の処理を行う。次に、ＰＰＰ４８は、頂点Ｐ４，Ｐ５の
データを供給し、ＧＰＵ４９は、頂点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ
４，Ｐ５を有するポリゴンの処理を行う。同様に、ＰＰ
Ｐ４８は、頂点Ｐ６乃至Ｐ９のデータを順番に供給し、
ＧＰＵ４９は、頂点Ｐ４乃至Ｐ７を有するポリゴンと頂
点Ｐ６乃至Ｐ９を有するポリゴンの処理を行う。

【０１０１】次に、ＰＰＰ４８は、頂点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ
１０，Ｐ１１のデータをＧＰＵ４９に供給し、ＧＰＵ４
９は、頂点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１０，Ｐ１１を有するポリゴ
ンの処理を行う。さらに、ＰＰＰ４８は、頂点Ｐ５，Ｐ
１２のデータを供給し、ＧＰＵ４９は、頂点Ｐ３，Ｐ
５，Ｐ１１，Ｐ１２を有するポリゴンの処理を行う。同
様に、ＰＰＰ４８は、頂点Ｐ７，Ｐ９，Ｐ１３，Ｐ１４
のデータを供給し、ＧＰＵ４９は、頂点Ｐ５，Ｐ７，Ｐ
１２，Ｐ１３を有するポリゴンと頂点Ｐ７，Ｐ９，Ｐ１
３，Ｐ１４を有するポリゴンの処理を行う。

【０１０２】以下同様に、ＰＰＰ４８は、頂点Ｐ１０乃
至Ｐ２４のデータをＧＰＵ４９に供給し、ＧＰＵ４９
は、各ポリゴンの処理を行う。

【０１０３】以上のようにして、ＰＰＰ４８は、各ポリ
ゴンの頂点のデータをＧＰＵ４９に供給するので、頂点
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７，Ｐ９および頂点Ｐ１０乃至Ｐ
１９の１５個の頂点のデータは、ＧＰＵ４９に２回供給
される。従って、合計４０個分（＝２５＋１５）の頂点
のデータがＧＰＵ４９に供給されるので、図１６に示す
ように、ポリゴンを１６分割した場合のＰＰＰ４８から
のデータ出力量は、４０ワードとなる。また、このよう
にして供給されるデータはストライプメッシュと呼ばれ
る。

【０１０４】上述の実施例においては、基準曲面を表す
曲面パラメータをＰＰＰ４８に供給しているが、光源の
位置を表すパラメータをポリゴンの頂点の座標値ととも
にＰＰＰ４８に供給し、ポリゴンをＺ値に応じて分割し
た後、分割したポリゴン（サブポリゴン）における輝度
値を、光源の位置を表すパラメータから算出することも
できる。

【０１０５】例えば、図１７（ａ）に示すようなポリゴ
ンの頂点Ｐ０乃至Ｐ３の座標値（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ，
（ｉ＝０，・・・，３））、法線ベクトル（Ｎｘ，Ｎ
ｙ，Ｎｚ）、ポリゴンの分割処理を行うプログラムを指
定する識別子（図中のＣｏｄｅ）とともに、光源の位置
を示す光源パラメータを含むデータをＣＤ−ＲＯＭ４０
に記録しておき、そのデータを読み出し、メインメモリ
４５に記憶させ、ＧＴＥ７１によりポリゴンの座標変換
を行った後、ＰＫＥ７２で、それらのデータを、図１７
（ｂ）に示すように、１つのパケットとしてＰＰＰ４８
に供給する。そして、ＰＰＰ４８は、ポリゴンを分割し
た後、光源パラメータより、各サブポリゴンの輝度値の
計算を行う。なお、点光源の場合、点光源の座標（Ｌ
ｘ，Ｌｙ，Ｌｚ）と、光源の色情報（Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌ
ｂ）が、光源パラメータとしてＰＰＰ４８に供給され
る。

【０１０６】ＰＰＰ４８は、供給された光源パラメータ
から、図１８（ａ）に示す、光源からの法線と、ポリゴ
ンを含む２次元平面（ｐ，ｑ）との交点の座標（ｐ０，
ｑ０）、および、２次元平面（ｐ，ｑ）からの光源の高
さｈを算出し、さらに、各サブポリゴンの頂点の座標値
（ｐ，ｑ）から、そのサブポリゴンの頂点における輝度
値Ｌ（光源からの距離の２乗に反比例する）を、次式で
算出する。Ｌ＝ｈ²／（ｈ²＋（ｐ−ｐ０）²＋（ｑ−ｑ０）²）

【０１０７】例えば、ポリゴンを８個のサブポリゴンに
分割した場合、ＰＰＰ４８は、サブポリゴンの頂点毎に
輝度値を算出し、ＧＰＵ４９は、それらのサブポリゴン
の頂点の輝度値より、そのサブポリゴンの輝度値を算出
し、図１８（ｂ）に示すように、ポリゴンの表示を行
う。同様に、ポリゴンを３２個のサブポリゴンに分割し
た場合、ＰＰＰ４８は、サブポリゴンの頂点毎に輝度値
を計算し、ＧＰＵ４９は、それらのサブポリゴンの頂点
の輝度値より、そのサブポリゴンの輝度値を算出し、図
１８（ｃ）に示すように、ポリゴンの表示を行う。この
ように、所定のポリゴンにおいて、サブポリゴン毎に輝
度値を計算することにより、オブジェクトの表面の輝度
値を細かく変化させることができる。

【０１０８】そして、図１９（ａ）に示すように、例え
ば１６分割して生成されたサブポリゴンの各頂点（この
場合、２５個）に対してこのように計算された輝度値
は、図１９（ｂ）に示すように、各頂点の座標値ととも
に、ＰＰＰ４８からＧＰＵ４９に出力される（ＰＰＰ４
８のディスティネーションデータＲＡＭ９７からＧＰＵ
４９によって読み取られる）。

【０１０９】以上のようにして、ポリゴンを分割し、各
サブポリゴンの輝度値を算出することにより、ポリゴン
の表示サイズに応じて輝度値の変化の粗密を調節するこ
とができる。また、このようにすることにより、ＧＰＵ
４９は、グローシェーディングのような線形の演算を行
うだけでよいので（複雑な光源計算を行わなくてもよい
ので）、ＧＰＵ４９の負荷を軽減することができる。

【０１１０】なお、この場合、ポリゴンは、図１９
（ａ）に示すように、３次元空間において線形に分割さ
れている。

【０１１１】また、上述に実施例においては、３次元オ
ブジェクトを構成するポリゴンの頂点の座標をＣＤ−Ｒ
ＯＭ４０から読み出しているが、３次元の基本的な形状
（球、円筒、立方体、平面など）を有する基本オブジェ
クト（テンプレート（雛型））をＰＰＰ４８（ＲＯＭ９
６）に予め記憶させておくとともに、所定の３次元オブ
ジェクトを、テンプレートに対応する識別番号（テンプ
レートパターンＩＤ）と、テンプレートの代表点におけ
る差分値（テンプレートの代表点と、その代表点に対応
する３次元オブジェクトの点との偏差）で表現し、ＣＤ
−ＲＯＭ４０に記録させておくこともできる。

【０１１２】例えば、図２０（ａ）に示すような回転体
形状（所定の回転軸に対して対称な回転体）は、図２０
（ｂ）に示す円柱形のテンプレートを指定するテンプレ
ートパターンＩＤと、円柱形のテンプレートの代表点Ｐ
ｉｊ（ｉ＝０，・・・，９）における、テンプレートか
らの偏差（差分値）ｎｉｊで表現される。

【０１１３】このようなテンプレートを利用した場合、
メインＣＰＵ４４は、ＣＤ−ＲＯＭ４０から、テンプレ
ートパターンＩＤ、オブジェクトの座標値、および、テ
ンプレートからの偏差ｎｉｊを読み出し、図２１に示す
ように、これらの数値を、このポリゴンを処理するプロ
グラムを指定する識別子Ｃｏｄｅとともに１つのパケッ
トとしてＰＰＰ４８に送信する。

【０１１４】そして、ＰＰＰ４８は、このパケットを受
け取ると、パケットに含まれている識別子Ｃｏｄｅで指
定されたプログラムで、パケットに含まれている３次元
オブジェクトのデータの処理を行い、テンプレートパタ
ーンＩＤを参照して、そのテンプレートパターンＩＤに
対応するテンプレートのデータをＲＯＭ９６から読み出
し、そのデータと、テンプレートからの偏差ｎｉｊか
ら、３次元オブジェクトの形状を特定する。

【０１１５】このように、テンプレートを指定するテン
プレートパターンＩＤと、テンプレートからの偏差ｎｉ
ｊで３次元オブジェクトを表現することにより、テンプ
レートの形状の対称性に応じて、ＣＤ−ＲＯＭに記録し
ておくデータ量や、座標変換などにおける演算回数を低
減することができる。例えば、図２０（ｂ）に示すよう
に、円柱形のテンプレートにおいては、半径方向の偏差
（１次元）だけで、図２０（ａ）に示す形状を表現する
ことができる。

【０１１６】図２２は、ＣＤ−ＲＯＭ４０を作成する作
成装置の一例を示している。図２２（ａ）の作成装置
は、図１３に示すポリゴン単位のデータ形式で、所定の
３次元オブジェクトを記録するようになされている。そ
して、本発明の記録装置の一実施例である図２２（ｂ）
の作成装置は、図２１に示すようなテンプレートを利用
したデータ形式で、所定の３次元オブジェクトを記録す
るようになされている。

【０１１７】図２２（ａ）の作成装置において、モデラ
１１２は、入力装置１１１から設計者（画像を作成する
者）の操作に応じた信号を受け取り、設計者の操作に応
じた３次元オブジェクトを生成するようになされてい
る。

【０１１８】そして、モデラ１１２は、生成した３次元
オブジェクトの曲面に関する情報を演算回路１１３に供
給するとともに、生成した３次元オブジェクトを構成す
るポリゴンの頂点の座標値を記録装置１１４に供給する
ようになされている。

【０１１９】演算回路１１３は、モデラ１１２から供給
された曲面の情報から各ポリゴンに対応する曲面パラメ
ータを算出し、記録装置１１４に供給するようになされ
ている。

【０１２０】記録装置１１４は、マスタディスクにレー
ザ光を照射し、モデラ１１２および演算回路１１３から
供給されたデータ（記録データ）を、マスタディスクに
記録するようになされている。なお、このマスタディス
クは、ホトレジストが表面に塗布されており、モータに
よって所定の速度で回転されながら、レーザ光を記録装
置１１４によって照射され、記録データに対応するピッ
ト形状に感光された後、現像される。そして、マスタデ
ィスク（表面の凹凸）から、スタンパが作成され、さら
に、そのスタンパから多数のレプリカディスクとしての
ＣＤ−ＲＯＭが作成される。

【０１２１】このようにして、ＣＤ−ＲＯＭのスタンパ
の作成時において、マスタディスクにレーザ光を記録デ
ータに対応して照射することにより、曲面パラメータや
頂点の座標値を含む記録データを各トラックに記録す
る。そして、マスタディスクを転写したスタンパをさら
に転写することで、記録データに対応したピット形状を
有するＣＤ−ＲＯＭを製造する。

【０１２２】次に、図２２（ｂ）の作成装置において、
モデラ１１２は、入力装置１１１から設計者の操作に応
じた信号を受け取り、設計者の操作に応じた３次元オブ
ジェクトを生成するようになされている。

【０１２３】そして、モデラ１１２は、生成した３次元
オブジェクトの情報を演算回路１１５に供給するととも
に、生成した３次元オブジェクトの代表点の座標値を記
録装置１１４に供給するようになされている。

【０１２４】演算回路１１５（算出手段）は、モデラ１
１２から供給された３次元オブジェクトの情報から、そ
の３次元オブジェクトに対応するテンプレートを選択
し、そのテンプレートの認識番号、および、テンプレー
トの代表点と、モデラ１１２が作成した３次元オブジェ
クトの代表点における差分値を算出し、記録装置１１４
に供給するようになされている。

【０１２５】記録装置１１４（記録手段）は、マスタデ
ィスクにレーザ光を照射し、モデラ１１２および演算回
路１１５から供給された記録データ（テンプレートパタ
ーンＩＤ、代表点における差分値）を、マスタディスク
に記録するようになされている。そして、ＣＤ−ＲＯＭ
が、図２２（ａ）の作成装置と同様に、マスタディスク
から作成される。

【０１２６】以上のようにして、記録データとして、テ
ンプレートパターンＩＤ、代表点における差分値を保持
するＣＤ−ＲＯＭが作成される。

【０１２７】なお、上述の実施例においては、記録媒体
をしてＣＤ−ＲＯＭを利用しているが、他の記録媒体を
利用することもできる。

【０１２８】

【発明の効果】以上のごとく、請求項１に記載の記録媒
体によれば、３次元空間における所定のオブジェクトの
データとして、基準となる基本オブジェクトの認識番号
と、基本オブジェクトの頂点の座標値と所定のオブジェ
クトの頂点の座標値との差分値を保持するので、オブジ
ェクト当たりのデータ量が少なくて済み、より多くのオ
ブジェクトのデータを保持することができる。

【０１２９】請求項２に記載の記録装置および請求項３
に記載の記録方法によれば、３次元空間における所定の
オブジェクトから、基準となる基本オブジェクトの認識
番号と、基本オブジェクトの頂点の座標値と所定のオブ
ジェクトの頂点の座標値との差分値を算出し、算出した
認識番号と差分値を、所定のオブジェクトのデータとし
て記録するので、より多くのオブジェクトのデータを保
持する記録媒体を作成することができる。

【０１３０】請求項４に記載の情報処理装置および請求
項６に記載の情報処理方法によれば、平面図形を、所定
の表示部における表示サイズに対応する数の平面図形で
構成される曲面に変換するので、取り扱うデータ量を低
減することができ、バスの負荷を軽減することができ
る。

【０１３１】請求項７に記載の情報処理装置および請求
項８に記載の情報処理方法によれば、平面図形を、所定
の表示部における表示サイズに応じて分割し、元の平面
図形の輝度値より、分割された平面図形の輝度値を演算
するので、取り扱うデータ量を低減することができ、バ
スの負荷を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報処理装置を応用した家庭用ゲーム
機の一例を示す平面図である。

【図２】図１の家庭用ゲーム機１の正面図である。

【図３】図１の家庭用ゲーム機１の側面図である。

【図４】図１の家庭用ゲーム機１で再生されるＣＤ−Ｒ
ＯＭの一例を示す平面図である。

【図５】図１の家庭用ゲーム機１の内部の電気的構成例
を示すブロック図である。

【図６】図５のＰＰＰ４８の構成例を示すブロック図で
ある。

【図７】図１の家庭用ゲーム機１のポリゴン描画処理に
ついて説明するフローチャートである。

【図８】図１の家庭用ゲーム機１で処理されるポリゴン
およびそのデータ形式の一例を示す図である。

【図９】ポリゴン分割の一例を示す図である。

【図１０】ポリゴン分割の他の例を示す図である。

【図１１】Ｚ値に応じて表示される３次元オブジェクト
の例を示す図である。

【図１２】ポリゴン分割の処理を説明するフローチャー
トである。

【図１３】図１の家庭用ゲーム機１で処理されるポリゴ
ンおよびそのデータ形式の他の例を示す図である。

【図１４】図１３のポリゴンを分割した例を示す斜視図
である。

【図１５】図１３のポリゴンを分割して生成されたポリ
ゴンの一例を示す図である。

【図１６】ＰＰＰ４８が取り扱うデータの量の一例を示
す図である。

【図１７】図１の家庭用ゲーム機１で処理されるポリゴ
ンおよびそのデータ形式の他の例を示す図である。

【図１８】図１７のポリゴンを分割して生成されたポリ
ゴンの輝度値の計算の一例を示す図である。

【図１９】図１７のポリゴンを分割して生成されたポリ
ゴンの一例を示す図である。

【図２０】３次元オブジェクト、および、それに対応す
るテンプレートの一例を示す斜視図である。

【図２１】テンプレートを利用した３次元オブジェクト
を表すデータ形式の一例を示す図である。

【図２２】本発明の記録装置の一実施例である作成装置
の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１家庭用ゲーム機，２ゲーム機本体，３ディ
スク装着部，１７操作装置，４０ＣＤ−ＲＯＭ，
４１メインバス，４２サブバス，４３バスコ
ントローラ，４４メインＣＰＵ，４５メインメ
モリ，４６メインＤＭＡＣ，４７ＭＰＥＧデコ
ーダ，４８プログラマブルパケットエンジン（ＰＰ
Ｐ），４９画像処理装置（ＧＰＵ），５０サブ
ＣＰＵ，５１サブメモリ，５２ＲＯＭ，５３
サブＤＭＡＣ，５６ＣＤ−ＲＯＭドライブ，５
８フレームバッファ，７１ジオメトリ演算エンジ
ン（ＧＴＥ），７２パケットエンジン（ＰＫＥ），
９１パケットエンジン（ＰＫＥ），９３インス
トラクションＲＡＭ，９４ソースデータＲＡＭ，
９６サブＣＰＵ，９７ディスティネーションデー
タＲＡＭ，１１２モデラ，１１３演算回路，
１１４記録装置，１１５演算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元空間における所定のオブジェクト
のデータとして、基準となる基本オブジェクトの認識番
号と、前記基本オブジェクトの頂点の座標値と前記所定
のオブジェクトの頂点の座標値との差分値を保持するこ
とを特徴とする記録媒体。
【請求項２】３次元空間における所定のオブジェクト
のデータを記録媒体に記録する記録装置において、３次元空間における前記オブジェクトから、基準となる
基本オブジェクトの認識番号と、前記基本オブジェクト
の頂点の座標値と前記所定のオブジェクトの頂点の座標
値との差分値を算出する算出手段と、算出した前記認識番号と前記差分値を、前記所定のオブ
ジェクトのデータとして記録する記録手段とを備えるこ
とを特徴とする記録装置。
【請求項３】３次元空間における所定のオブジェクト
のデータを記録媒体に記録する記録方法において、３次元空間における前記所定のオブジェクトから、基準
となる基本オブジェクトの認識番号と、前記基本オブジ
ェクトの頂点の座標値と前記所定のオブジェクトの頂点
の座標値との差分値を算出するステップと、算出した前記認識番号と前記差分値を、前記所定のオブ
ジェクトのデータとして記録するステップとを備えるこ
とを特徴とする記録方法。
【請求項４】３次元空間において複数の平面図形で構
成される立体オブジェクトのデータを記録する記録媒体
より前記データを読み出す読出手段と、前記平面図形を、所定の表示部における表示サイズに対
応する数の平面図形で構成される曲面に変換する第１の
変換手段と、前記第１の変換手段により変換された前記曲面のデータ
を、２次元の表示用データに変換する第２の変換手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項５】前記読出手段により読み出された前記平
面図形の頂点を、座標変換する座標変換手段をさらに備
えることを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】３次元空間において複数の平面図形で構
成される立体オブジェクトのデータを記録する記録媒体
より前記データを読み出すステップと、前記平面図形を、所定の表示部における表示サイズに対
応する数の平面図形で構成される曲面に変換するステッ
プと、変換された前記曲面のデータを、２次元の表示用データ
に変換するステップとを備えることを特徴とする情報処
理方法。
【請求項７】３次元空間において複数の平面図形で構
成される立体オブジェクトのデータを記録する記録媒体
より前記データを読み出す読出手段と、前記平面図形を、所定の表示部における表示サイズに応
じて分割する分割手段と、元の平面図形の輝度値より、分割された前記平面図形の
輝度値を演算する演算手段と、分割された前記平面図形の輝度値より、２次元の表示用
データを生成する生成手段とを備えることを特徴とする
情報処理装置。
【請求項８】３次元空間において複数の平面図形で構
成される立体オブジェクトのデータを記録する記録媒体
より前記データを読み出すステップと、前記平面図形を、所定の表示部における表示サイズに応
じて分割するステップと、元の平面図形の輝度値より、分割された前記平面図形の
輝度値を演算するステップと、分割された前記平面図形の輝度値より、２次元の表示用
データを生成するステップとを備えることを特徴とする
情報処理方法。