JPH0969163A

JPH0969163A - コンピュータグラフィックスモデルのポリゴン重なり抽出方法と、ポリゴンのグループ化方法及び装置

Info

Publication number: JPH0969163A
Application number: JP7223782A
Authority: JP
Inventors: Seiya Shimizu; 誠也清水
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11
Also published as: US5831628A

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はＣＧモデル中の透過属性ポリゴンの
重なり関係を自動的に抽出しＣＧモデルのポリゴンを描
画の依存関係に応じてグループ化する方法及び装置の提
供を目的とする。【解決手段】本発明のグループ化方法は、各画素に対
し、非透過属性ポリゴンデータから可視面を表わす第１
の値を得、非透過属性及び透過属性の両ポリゴンのデー
タから可視面を表わす第２の値を得（ステップ３０）
と、上記第１の値を上記第２の値と比較し、各画素で上
記透過属性及び非透過属性のポリゴンの間に重なり関係
があるかどうかを判定し（ステップ４０）と、重なり関
係が判定された上記非透過属性及び透過属性のポリゴン
をポリゴンセットとして得る（ステップ５０）ことによ
りポリゴンの重なり関係を抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＧ（コンピュー
タグラフィックス）の分野において、ＣＧアクセラレー
タが描画するＣＡＤデータを各ＣＧアクセラレータに分
配する方法及び装置に係り、特に、上記ＣＡＤデータが
ポリゴンモデルにより構成されている場合に、各アクセ
ラレータにポリゴンを分配する際のポリゴンの静的なグ
ループ化方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＧ画像を高速に作成するため、
ＣＧ描画装置内に複数のＣＧアクセラレータを並列に接
続し、各アクセラレータでは部分的なＣＧ画像を作成
し、各ＣＧアクセラレータで作成された画像を合成する
ことにより全体のＣＧ画像を描画する方法及び装置が周
知である。

【０００３】図１０は従来のＣＧ描画のポリゴン負荷分
散方法を説明する図である。従来の方法によれば、最初
にＣＡＤモデルデータベース２からモデルデータ、典型
的にはポリゴンデータを読込む（ステップ５００）。Ｎ
台のアクセラレータ、例えば、同図に示す如く３台のＣ
Ｇアクセラレータ２２₁，２２₂，２２₃が使用される
場合、３台のＣＧアクセラレータに対しポリゴンの分配
が行われる（ステップ５０２）。

【０００４】ＣＧモデルのポリゴンを分割して各アクセ
ラレータに割り当てる最も典型的な単純な方法は、登録
された順序に従ってポリゴンをＮ台のアクセラレータに
割り当てることである。この場合、ｐ番目に登録された
ポリゴンは、（ｐ％Ｎ＋１）番目のアクセラレータ（％
は剰余演算子を表わす）で描画される。かかる分割方法
によれば、モデルに依存することなくアクセラレータの
負荷を自動的に分散させることが可能である。

【０００５】負荷分散されたアクセラレータ２２₁，２
２₂，２２₃は、夫々、ポリゴンを描画し（ステップ５
０４）、Ｚ値付きのＣＧ画像を出力する（ステップ５０
６）。ここで、Ｚ値は視軸の方向をＺ方向と考えた場合
に奥行きに一致し周知のＺバッファアルゴリズムで利用
される奥行き情報である。

【０００６】次いで、各アクセラレータ２２₁，２
２₂，２２₃からの画像に対しＺ値を比較し、既に描画
された点よりも手前にある点が新たに描画されるよう画
像を合成する（ステップ５０８）。合成されたＣＧ画像
は表示装置に出力される（ステップ５１０）。

【０００７】更に、上記従来の負荷分散方法によれば、
α値≠１．０であるポリゴンは、アルファブレンディン
グ法に従って透過物体として描画される。上記の説明で
は、描画されるポリゴン間に描画順の依存関係がない場
合を想定している。ここで、ポリゴン間の描画順の依存
関係とは、一方のポリゴンはもう一方のポリゴンよりも
先に描画しなければならないような制約を意味する。従
って、ポリゴン間に描画順の依存関係がある場合、上記
一方のポリゴンともう一方のポリゴンは、同一のアクセ
ラレータに分配し、かつ、上記一方のポリゴンをもう一
方のポリゴンよりも必ず先に描画するという制約条件が
課される。このため、従来、ＣＧ描画装置のオペレータ
は、ポリゴン間の描画順の依存関係に応じてポリゴンを
グループ化したモデルを予め作成し、同一のグループに
属するポリゴンを同一アクセラレータに分配する等の処
理を行う必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】例えば、透過属性のポ
リゴンと非透過属性のポリゴンとが存在するモデルに基
づいて描画を行う際に、透過属性のポリゴンが、背後に
あるポリゴンと重なる関係、又は、隠蔽関係がある場
合、上記二つのポリゴンの描画順には依存関係がある。
即ち、上記透過属性のポリゴンと、その背後にあるポリ
ゴンは、同一のアクセラレータに分配し、かつ、その背
後にあるポリゴンを透過属性のポリゴンよりも必ず先に
描画する必要がある。

【０００９】上記従来の負荷分散方法によれば、透過属
性のポリゴンは透過物体として描画されるが、上記描画
順の依存関係には関係なく自動的にポリゴンの分配が行
われる。従って、上記透過属性のポリゴンとその背後に
あるポリゴンが別々のアクセラレータに分配され、透過
物体の描画が不自然になるという問題点がある。

【００１０】或いは、上記の如く、オペレータの操作に
よりポリゴン間の描画順の依存関係に応じてポリゴンを
グループ化したモデルを予め作成し、同一のグループに
属するポリゴンを同一アクセラレータに分配する方法
は、モデル毎に対話的にグループ化を行うためオペレー
タに多大な負担が掛ると共に、グループ化の際にオペレ
ータのミスが発生する可能性が高くなるという問題点が
ある。

【００１１】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
ＣＧモデル中の透過属性のポリゴンの重なり関係の抽出
方法の提供を目的とする。更に、本発明は、上記ＣＧモ
デル中の透過属性のポリゴンの重なり関係の抽出方法を
利用したＣＧモデルのポリゴンのグループ化方法の提供
を目的とする。

【００１２】更に、本発明は、上記ＣＧモデルのポリコ
ンのグループ化方法を実行する装置の提供を目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１は本発明によるコン
ピュータグラフィックスモデルのポリゴンの重なり抽出
方法の原理説明図であり、上記方法によって、ポリゴン
モデルに基づく透過属性のポリゴンと非透過属性のポリ
ゴンを描画するコンピュータグラフィックスにおいてポ
リゴン同志の重なり関係が抽出される。同図に示す如
く、本発明のポリゴンの重なり抽出方法は、各画素に対
し、上記非透過属性のポリゴンのデータから可視面を表
わす第１の値を得、上記非透過属性及び上記透過属性の
両方のポリゴンのデータから可視面を表わす第２の値を
得る画像形成段階（ステップ３０）と；上記得られた第
１の値を上記得られた第２の値と比較し、上記各画素で
上記透過属性のポリゴンと上記非透過属性のポリゴンの
間に重なり関係があるかどうかを判定する重なり判定段
階（ステップ４０）と；上記重なり関係が判定された上
記非透過属性のポリゴンと上記透過属性のポリゴンをポ
リゴンセットとして得るポリゴンセット抽出段階（ステ
ップ５０）とからなる。

【００１４】上記本発明のポリゴンの重なり抽出方法に
よれば、画像形成段階において、画素毎の値から第１及
び第２の２種類の画像が形成される。第１の画像は非透
過属性のポリゴンのデータだけを用いて得られた可視面
を表わす画像である。一方、第２の画像は非透過属性と
透過属性の両方のポリゴンのデータを用いて得られた可
視面を表わす画像である。かくして、透過属性のポリゴ
ンが非透過属性のポリゴンに重なり、可視面に透過属性
のポリゴンが現れている場合、第１の画像の画素と対応
する第２の画像の画素は異なる値を持つので、第１の画
像と第２の画像を比較することにより、透過属性のポリ
ゴンと非透過属性のポリゴンの重なり関係が抽出され
る。ここで、第２の画像を形成する際、透過属性のポリ
ゴンは、アルファブレンディング等の透過属性のポリゴ
ン用の手法を用いて画像形成されるのではなく、非透過
属性のポリゴンと同様の方法で画像形成される。

【００１５】上記の方法によって得られた重なり関係の
ある透過属性のポリゴンと非透過属性のポリゴンはポリ
ゴンセットと呼ばれるポリゴンの組を形成する。更に、
本発明のコンピュータグラフィックスモデルのポリゴン
の重なり抽出方法によれば、上記ポリゴン抽出段階は、
以下の方法に従って上記重なり関係、即ち、ポリゴン間
の依存関係を累積的に保存する。上記重なり関係が判定
された上記非透過属性のポリゴンと上記透過属性のポリ
ゴンの中の両方が既に抽出されたポリゴンセット内のポ
リゴンと一致していない場合には、上記非透過属性のポ
リゴンと上記透過属性のポリゴンよりなる新たなポリゴ
ンセットを形成する。上記重なり関係が判定された上記
非透過属性のポリゴンと上記透過属性のポリゴンの中の
一方が、既に抽出されたポリゴンセット内のポリゴンと
一致している場合には、上記重なり関係が判定された上
記非透過属性のポリゴンと上記透過属性のポリゴンの中
のもう一方を上記既に抽出されたポリゴンセットに追加
する。上記重なり関係が判定された上記非透過属性のポ
リゴンと上記透過属性のポリゴンの中の両方が既に抽出
された別個のポリゴンセット内のポリゴンと一致してい
る場合には、上記別個のポリゴンセットを一つのポリゴ
ンセットに結合する。上記重なり関係が判定された上記
非透過属性のポリゴンと上記透過属性のポリゴンの中の
両方が既に抽出されたポリゴンセット内のポリゴンと一
致している場合には、既に抽出されたポリゴンセットを
そのままにしておく。

【００１６】本発明の上記ポリゴンの重なり関係抽出方
法を利用したコンピュータグラフィックスモデルのポリ
ゴンのグループ化方法は、コンピュータグラフィックス
モデルのポリゴンのデータを読み込む段階と；コンピュ
ータグラフィックス描画用アクセラレータに上記ポリゴ
ンのデータの中のポリゴンを割り当てるポリゴン分配段
階とからなる。上記ポリゴン分配段階は：コンピュータ
グラフィックス描画のための視点情報を設定する視点情
報設定段階と；各画素に対し、非透過属性のポリゴンの
データから可視面を表わす第１の値を得、上記非透過属
性及び透過属性の両方のポリゴンのデータから可視面を
表わす第２の値を得る画像形成段階と；上記各画素で上
記得られた第１の値を上記得られた第２の値と比較し、
上記透過属性のポリゴンと上記非透過属性のポリゴンの
間に重なり関係があるかどうかを判定する重なり判定段
階と；上記重なり関係が判定された上記非透過属性のポ
リゴンと上記透過属性のポリゴンをポリゴンセットとし
て抽出するポリゴンセット抽出段階と；上記ポリゴンセ
ットを上記アクセラレータに割り当てるポリゴンセット
分配段階とからなる。

【００１７】上記本発明のポリゴンのグループ化方法に
よれば、重なり関係、即ち、描画順の依存関係のあるポ
リゴンは同一のポリゴンセットに割り当てられている。
従って、ポリゴンセットの単位でアクセラレータに割り
当てることで、描画順に依存関係のあるポリゴンは必ず
同一のアクセラレータに割り当てられる。これにより、
透過物体の描画が可能になる。

【００１８】上記本発明のコンピュータグラフィックス
描画のポリゴンのグループ化方法を実現する装置は、コ
ンピュータグラフィックス描画の順序に依存関係を有す
るポリゴンが同一のコンピュータグラフィックス描画用
アクセラレータに割り当てられるようコンピュータグラ
フィックスモデルのポリゴンデータをアクセラレータに
分配するポリゴングループ決定手段を有する。上記本発
明のポリゴンのグループ化装置は、上記コンピュータグ
ラフィックスモデルのポリゴンデータと、上記コンピュ
ータグラフィックスモデルの描画用の視点情報を受け、
非透過属性のポリゴン又は背景に対応する第１の画素の
値を発生する第１の画像生成手段と；上記コンピュータ
グラフィックスモデルの上記ポリゴンデータと、上記コ
ンピュータグラフィックスモデルの描画用の上記視点情
報を受け、非透過属性又は透過属性のポリゴン若しくは
上記背景に対応する第２の画素の値を発生する第２の画
像生成手段と；上記第１の画像生成手段で発生された上
記第１の画素の値と、上記第２の画像生成手段で発生さ
れた上記第２の画素の値を受け、上記第１の画素の値と
対応する上記第２の画素の値を比較し、上記非透過属性
のポリゴンが上記透過属性のポリゴンを隠蔽するかどう
かを判定し、上記非透過属性のポリゴンが上記透過属性
のポリゴンを隠蔽する場合、上記非透過属性のポリゴン
と上記透過属性のポリゴンをポリゴンセットとして抽出
するポリゴンセット抽出手段とからなる。上記ポリゴン
グループ決定手段は、上記ポリゴンセット抽出手段から
上記抽出されたポリゴンセットを受け、上記ポリゴンセ
ットを上記アクセラレータに割り当てる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。図２は本発明の一実施例による
コンピュータグラフィックス描画システムの構成図であ
る。同図に示すシステムは、３次元ポリゴンデータによ
って記述されたＣＧモデルを格納するＣＧモデルデータ
ベース２と、ＣＧ画像を生成する際の視点情報を提供す
る視点情報部、即ち、視点情報データベース４と、ポリ
ゴンのグループ化を行うポリゴンのグループ化装置１０
と、ポリゴンのグループ化で使用されるフレームバッフ
ァ６，８と、ＣＧ画像生成部２０とからなる。

【００２０】本発明によるポリゴングループ化装置１０
は、ＣＧモデルを構成するポリゴンを、透過属性をもつ
ポリゴンと、それに隠蔽されるポリゴンの描画の制約条
件に基づいてグループ分けし、並列に接続された複数台
のＣＧ描画アクセラレータへの入力データに変換する。
かかる機能を実現する上記ポリゴンのグループ化装置１
０は、ＣＧモデルデータベース２のポリゴンデータと、
視点情報部４からの視点情報を受け、非透過属性のポリ
ゴン又は背景に対応する第１の画素の値を発生する第１
の画像生成部１２と；ＣＧモデルデータベース２のポリ
ゴンデータと、同様に、視点情報部４からの視点情報を
受け、非透過属性又は透過属性のポリゴン若しくは上記
背景に対応する第２の画素の値を発生する第２の画像生
成部１４とからなる。上記ポリゴンのグループ化装置１
０は、上記第１の画像生成部１２で発生された上記第１
の画素の値と、上記第２の画像生成部１４で発生された
上記第２の画素の値を受け、上記第１の画素の値と対応
する上記第２の画素の値を比較し、上記非透過属性のポ
リゴンが上記透過属性のポリゴンを隠蔽するかどうかを
判定し、上記非透過属性のポリゴンが上記透過属性のポ
リゴンを隠蔽する場合、上記非透過属性のポリゴンと上
記透過属性のポリゴンをポリゴンセットとして抽出する
ポリゴンセット抽出部１６を更に有する。ポリゴンセッ
ト抽出部１６で抽出されたポリゴンセットは、コンピュ
ータグラフィックス描画の順序に依存関係を有するポリ
ゴンが同一のコンピュータグラフィックス描画用アクセ
ラレータに割り当てられるよう上記ポリゴンセット単位
でポリゴンデータをアクセラレータに分配するポリゴン
グループ決定部１８に送られる。

【００２１】上記ＣＧ画像生成部２０は、グループ化さ
れたポリゴンを描画してＣＧ画像を生成するｎ台のアク
セラレータ２２₁，２２₂，．．．，２２_nと、各アク
セラレータ２２₁，２２₂，．．．，２２_nで生成され
た画像を合成する画像合成部２８と、合成された画像を
表示装置に出力する画像出力部３０とからなる。

【００２２】上記視点情報データベース４は、例えば、
予め視点情報を時系列的データとして格納し、ＣＧ画像
のフレーム毎に順次読み出し得るよう構成することがで
きる。図３は本発明の一実施例によるコンピュータグラ
フィックス描画システムの動作を説明するフローチャー
トである。以下に、図３を参照して図２に示したシステ
ムの動作を説明する。

【００２３】第１の画像生成部１２及び第２の画像生成
部１４は、ＣＧモデルデータベースから、例えば、４つ
の三角形ポリゴンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを読み込む（ステップ
１０）。図４は上記４つの三角形ポリゴンＡ、Ｂ、Ｃ、
ＤからなるＣＧモデルを説明する図である。ここで、４
つの三角形ポリゴンの中で、三角形ポリゴンＡ、Ｂ、Ｃ
は非透過属性のポリゴンであり、三角形ポリゴンＤは透
過属性のポリゴンである場合を想定する。次いで、第１
の画像生成部１２及び第２の画像生成部１４は、視点情
報部４から視点情報を入力する（ステップ２０）。視点
情報とは、図４に示す如く、視点位置と、視線方向と、
上方向ベクトルの情報を意味する。

【００２４】次いで、ステップ３０において、第１の画
像生成部１２は非透過属性のポリゴンの画像である第１
の画像を作成しフレームバッファ６に格納し、第２の画
像生成部１４は非透過属性及び透過属性のポリゴンの画
像である第２の画像を作成しフレームバッファ８に格納
する。第１の画像は非透過属性のポリゴン（α＝１．
０）のみを描画した画像である。一方、第２の画像は非
透過属性のポリゴン（α＝１．０）と、透過属性のポリ
ゴン（α≠１．０）を描画した画像である。ここで、透
過属性のポリゴンは、非透過属性のポリゴンを描画する
場合と同様の方法で描画するので、透過属性のポリゴン
のブレンディング又はアルファブレンディングは行われ
ないことに注意が必要である。図５は本発明の一実施例
の第１及び第２の画像生成部において生成されるポリゴ
ンセット抽出用画像を示す図である。同図の（ａ）は上
記第１の画像を示し、（ｂ）は第２の画像を示してい
る。同図の（ｂ）において斜線で示されている領域は透
過属性のポリゴンＤを表わしている。透過属性のポリゴ
ンＤは同図の（ａ）の第１の画像には存在しない（但
し、対応する領域は破線で示されている）。

【００２５】ポリゴンセット抽出部１６は、図５に示さ
れるように第１の画像生成部１２で作成された第１の画
像の画素値と、第２の画像生成部１４で作成された第２
の画像の画素値を比較し、透過属性のポリゴンと非透過
属性のポリゴンの重なりを判定する（ステップ４０）。
透過属性のポリゴンと非透過属性のポリゴンの重なり関
係、即ち、隠蔽関係のある領域は、図５の（ａ）に破線
で示された領域に少なくともその一部分が描画されてい
るポリゴンである。上記例では、透過属性のポリゴンＤ
が非透過属性のポリゴンＣを隠蔽していることが分か
る。従って、ポリゴンＣとポリゴンＤの重なり関係又は
描画順の依存関係が得られる。

【００２６】次いで、ポリゴンセット抽出部１６は、ス
テップ４０で得られたポリゴンの組｛Ｃ，Ｄ｝をポリゴ
ンセットの候補とし、ポリゴンＣとＤの両方が既に抽出
されたポリゴンセット内のポリゴンと一致していない場
合には、新たなポリゴンセット｛Ｃ，Ｄ｝を形成し記憶
する。ポリゴンＣとＤの一方が、既に抽出されたポリゴ
ンセット内のポリゴンと一致している場合には、ポリゴ
ンＣとＤの中のもう一方を上記既に抽出されたポリゴン
セットに追加する。ポリゴンＣとポリゴンＤの両方が既
に抽出された別個のポリゴンセット内のポリゴンと夫々
一致している場合には、上記別個のポリゴンセットを一
つのポリゴンセットに結合する。ポリゴンＣとＤの両方
が既に抽出されたポリゴンセット内のポリゴンと一致し
ている場合には、既に抽出されたポリゴンセットはその
ままにしておく（ステップ５０）。

【００２７】かくして、依存関係は累積的に保存するこ
とが可能である。例えば、ある視点情報に基づく重なり
関係の抽出において、ポリゴンａとポリゴンｂの依存関
係が得られ、｛ａ，ｂ｝がポリゴンセットとして登録さ
れた場合に、別の視点情報（即ち、視野変化）に基づく
重なり関係の抽出において、ポリゴンａとポリゴンｃの
依存関係が得られた場合には、｛ａ，ｂ，ｃ｝がポリゴ
ンセットとして登録される。ここで、どのポリゴンとも
依存関係のないポリゴンは、例えば、要素の数が一つの
ポリゴンセットとして扱うことが好ましい。

【００２８】次いで、ポリゴンセット抽出部１６におい
て必要とされる全ての視点情報に基づいてポリゴンセッ
トの抽出が行われたかどうかがチェックされ（ステップ
６０）、ポリゴンセットの抽出を行うべき視点情報が未
だ存在する場合にはステップ２０に戻り、上記ステップ
２０乃至５０の処理を繰り返す。全ての視点情報に基づ
いてポリゴンセットの抽出が終了した場合、ステップ７
０に進む。尚、次のポリゴンセットの抽出を行うべきか
否かをオペレータの操作によって指定してもよく、或い
は、オペレータからの割り込み信号によってポリゴンセ
ットの抽出処理を終了させてもよい。

【００２９】ポリゴングループ決定部１８は、ポリゴン
セット抽出部１６から抽出されたポリゴンセットを得
て、各アクセラレータ２２₁，２２₂，．．．，２２_n
に対する負荷が分散されるようにポリゴンセットを各ア
クセラレータ２２₁，２２₂，．．．，２２_nに対応す
るグループに分配する（ステップ７０）。一般的にアク
セラレータの台数とグループの数は一致している。アク
セラレータに対する負荷を分散させるため、各ポリゴン
セットは、例えば、各グループに含まれるポリゴンの総
数ができるだけ均一になるよう、又は、各グループに含
まれるポリゴンの面積の総和に偏りが生じないよう分配
することができる。当業者により容易に認められるよう
に負荷が分散される方法であれば上記以外の方法でも構
わない。

【００３０】次いで、ポリゴングループ決定部１８は、
上記分配によって得られたポリゴンセットのグループを
ＣＧモデルデータベース２に登録する（ステップ８
０）。分配されたグループを登録しておくことにより、
後でＣＧ描画を行う場合、或いは、既にグループ化され
たポリゴンセットに基づいて新たなポリゴンセットを追
加する場合等に、ポリゴンセットのグループ化を最初か
らやり直す必要がなくなる利点が得られる。

【００３１】グループ化されたポリゴンセットをＣＧモ
デルに登録した後、ＣＧ描画が行われる（ステップ９
０）。各アクセラレータ２２₁，２２₂，．．．，２２
_nはＣＧモデルデータベース２からポリゴンセットに対
応するＣＧモデルのデータと、視点情報部４からの視点
情報を取得し、Ｚバッファ法によりポリゴン描画を作成
し、Ｚ値付きのＣＧ画像を画像合成部２８に送出する。
ここで、透過ポリゴンＤはアルファブレンディング処理
を施され、透過物体として描画される。画像合成部２８
は、得られたＣＧ画像をＺ値に基づいて合成し、合成さ
れた画像を画像出力部３０を介して表示装置に出力す
る。

【００３２】以下に本発明の一実施例による第１及び第
２の画像生成部１２，１４の画像形成過程を詳細に説明
する。最初に、第１の画像生成部１２は、上記の如く、
非透過属性のポリゴンの画像である第１の画像を作成し
フレームバッファ６に格納する。上記第１の画像は非透
過属性のポリゴン（α＝１．０）のみを描画した画像で
ある。ここで、上記ＣＧモデルデータベース２に格納さ
れているＣＧモデルは、例えば、各ポリゴン毎に、１以
上１，６７７，２１５（２²⁴−１）以下の２４ビットの
整数値である固有のＩＤ（識別子）、即ち、ポリゴンＩ
Ｄが付加されていると想定する。

【００３３】作成されるＣＧ画像は、一般的なＺバッフ
ァ法によるポリゴンレンダリングを用いて作成する。背
景は０ｘ００００００のピクセル値で描画し、各ポリゴ
ンの内部は２４ビットの上記ポリゴンＩＤをピクセル値
として塗りつぶすものとする。フレームバッファ６は、
例えば、サイズが６４０×４８０×２４ビットのメモリ
である。描画の終了時のフレームバッファ６には、非透
過属性のポリゴンに対応する領域だけにポリゴンＩＤが
書き込まれ、背景の値は０ｘ００００００である。

【００３４】上記動作を具体的に実現する動作フローチ
ャートを図６に示す。第１の画像生成部１２は、全フレ
ームバッファに0x000000を初期設定し（ステップ１０
０）、検出したポリゴンが非透過ポリゴンであるかどう
かを判定し（ステップ１１０）、非透過ポリゴンではな
い場合、次のポリゴンの処理に移る。検出したポリゴン
が非透過ポリゴンの場合は、ポリゴン内のポリゴンの画
素ｐ（ｘ，ｙ）を求め（ステップ１２０）、その画素の
奥行き値Ｚを計算する（ステップ１３０）。計算された
画素の奥行きが既に記憶されている面より手前にあるか
どうかを判定し（ステップ１４０）、手前にない場合、
次の画素の処理に移る。計算された画素の奥行きが既に
記憶されている面よりも手前にあるときは、その画素の
ピクセル値ｐ（ｘ，ｙ）にポリゴンＩＤを設定する（ス
テップ１５０）。ポリゴン内の画素が終了したかどうか
を判定し（ステップ１６０）、終了していない場合、ス
テップ１２０に戻り、終了している場合、全てのポリゴ
ンの処理が終了したかどうかを判定する（ステップ１７
０）。全てのポリゴンの処理が終了していない場合、ス
テップ１１０に戻り次のポリゴンに対する処理を行い、
全てのポリゴンの処理が終了している場合には、第１の
画像生成の過程を終了する。

【００３５】一方、第２の画像生成部１４は、非透過属
性及び透過属性のポリゴンの画像である第２の画像を作
成しフレームバッファ８に格納する。第２の画像は非透
過属性のポリゴン（α＝１．０）と、透過属性のポリゴ
ン（α≠１．０）を描画した画像である。第２の画像生
成部１４は、第１の画像生成部１２と同様にＺバッファ
法によりＣＧ画像を作成する。第２の画像生成部１４
は、背景と非透過属性のポリゴンを０ｘ００００００の
ピクセル値で描画する。更に、第２の画像生成部１４
は、α≠１である透過属性のポリゴンを描画するが、こ
のとき、透過属性のポリゴンを通常の透過属性のポリゴ
ンの描画のようにアルファブレンディングして描画する
のではなく、その透過属性のポリゴンのポリゴンＩＤで
塗りつぶす。これにより、描画終了時にフレームバッフ
ァ８に格納されている第２の画像は、透過属性のポリゴ
ン領域だけにポリゴンＩＤが書き込まれ、それ以外の部
分は０ｘ００００００のピクセル値である。

【００３６】上記動作を具体的に実現する動作フローチ
ャートを図７に示す。第２の画像生成部１４は、全フレ
ームバッファに0x000000を初期設定し（ステップ２０
０）、検出したポリゴンが透過ポリゴンであるかどうか
を判定し（ステップ２１０）、透過ポリゴンではない場
合、次のポリゴンの処理に移る。検出したポリゴンが透
過ポリゴンの場合は、ポリゴン内のポリゴンの画素ｐ
（ｘ，ｙ）を求め（ステップ２２０）、その画素の奥行
き値Ｚを計算する（ステップ２３０）。計算された画素
の奥行きが既に記憶されている面より手前にあるかどう
かを判定し（ステップ２４０）、手前にはない場合、次
の画素の処理に移る。計算された画素の奥行きが既に記
憶されている面よりも手前にあるときは、その画素のピ
クセル値ｐ（ｘ，ｙ）にポリゴンＩＤを設定する（ステ
ップ２５０）。ポリゴン内の画素が終了したかどうかを
判定し（ステップ２６０）、終了していない場合、ステ
ップ２２０に戻り、終了している場合、全てのポリゴン
の処理が終了したかどうかを判定する（ステップ２７
０）。全てのポリゴンの処理が終了していない場合、ス
テップ２１０に戻り次のポリゴンに対する処理を行い、
全てのポリゴンの処理が終了している場合には、第２の
画像生成の過程を終了する。

【００３７】次いで、図８に示すフローチャートを参照
して、本発明のポリゴンセット抽出部１８の動作を詳細
に説明する。ポリゴンセット抽出部１８は、起動時にク
リアされ、フレームバッファ６とフレームバッファ８の
走査を同時に開始し（ステップ３００）、フレームバッ
ファ６及び８の座標（ｘ，ｙ）のピクセル値（即ち、ポ
リゴンＩＤ値）Ｐ及びＱを夫々の読み出す（ステップ３
１０）。読み出されたピクセル値Ｐ又はＱがＰ＝０ｘ０
０００００又はＱ＝０ｘ００００００であるかどうかを
判定し（ステップ３２０）、Ｐ又はＱの何れか一方が０
ｘ００００００の場合、ポリゴンセットへの登録は行わ
ない。Ｐ又はＱが共に０ｘ００００００ではない場合、
Ｐを含むポリゴンセットがあるかどうかを判定する（ス
テップ３３０）。

【００３８】ステップ３３０においてＰを含むポリゴン
セットがある場合、ステップ３４０に進み、Ｑを含むポ
リゴンセットがあるかどうかを判定する。Ｑを含むポリ
ゴンセットがある場合、そのポリゴンセットには、Ｐと
Ｑの両方のポリゴンが既に含まれている。このとき、Ｐ
を含むポリゴンセットとＱを含むポリゴンセットが同一
であるがどうかを判定し（ステップ３４２）、同一のポ
リゴンセットである場合、既にＰとＱを含むポリゴンセ
ットが存在しているので、次のピクセルの処理に進む。
ステップ３４２において、Ｐを含むポリゴンセットと、
Ｑを含むポリゴンセットとが別々のポリゴンセットであ
ることが分かった場合、両方のポリゴンセットを結合し
て一つのポリゴンセットを作成する（ステップ３４
４）。

【００３９】ステップ３４０において、Ｑを含むポリゴ
ンセットが存在しない場合、Ｐを含むポリゴンセットに
Ｑを追加する（ステップ３６０）。ステップ３３０にお
いて、Ｐを含むポリゴンセットがない場合、Ｑを含むポ
リゴンセットがあるかどうかを判定する（ステップ３５
０）。ステップ３５０において、Ｑを含むポリゴンセッ
トが存在する場合、Ｑを含むポリゴンセットにＰを追加
する（ステップ３７０）。ステップ３５０において、Ｑ
を含むポリゴンセットが存在しない場合、ＰとＱからな
る新しいポリゴンセットを作成する（ステップ３８
０）。

【００４０】ステップ３９０において、フレームバッフ
ァの走査が終了したかどうかを判定し、未だ走査してい
ないピクセルが残っている場合には、ステップ３１０に
戻り次のピクセルの処理を行う。全てのピクセルの処理
が終了した場合に、一つの視野情報に対するポリゴンセ
ット抽出処理が完了する。

【００４１】次に、本発明の一実施例によるポリゴング
ループ決定部の動作について詳細に説明する。ポリゴン
グループ決定部１８は、上記ポリゴンセット抽出部１６
による処理の終了後、得られたポリゴンセットに基づい
てポリゴンをＣＧ描画アクセラレータの台数に対応した
ｎ個のグループに分ける。ポリゴングループ決定部１８
は、ポリゴンセット抽出部１６でポリゴンセットになら
なかったポリゴンは、要素の数が１個のポリゴンセット
と見なして扱う。ポリゴンのグループ分けは、夫々のグ
ループに含まれるポリゴンの総数ができる限り等しくな
るようにポリゴンセットをＮ個のグループに配分するこ
とにより実現される。従って、アルファブレンディング
の際に関係する透過属性のポリゴンと、その透過属性の
ポリゴンに隠蔽される非透過属性のポリゴンは同一のポ
リゴングループに配分される。

【００４２】更に、ポリゴングループ決定部１８は、α
値≠１．０のポリゴンがα値＝１．０のポリゴンの後ろ
に登録されるようポリゴングループ内でポリゴンをソー
トする。例えば、ポリゴングループ内のポリゴンをリス
ト構造を用いて登録することにより、上記のような登録
順序を容易に実現することが可能である。かくして、ポ
リゴングループ内のポリゴンを登録順に描画することに
より非透過ポリゴンを透過ポリゴンよりも先に描画する
というアルファブレンディングのアルゴリズムに必要と
される条件が容易に実現され、正しい隠蔽関係のＣＧ画
像が描画されるという利点が得られる。

【００４３】ｎ個のポリゴングループに分けられたＣＧ
モデルは、ＣＧモデルデータベースに格納してもよい。
このデータはｎ個の並列に接続されたＣＧ描画用アクセ
ラレータに入力データとして供給され、同一のポリゴン
グループ内のポリゴンは同一アクセラレータに供給され
る。

【００４４】上記本発明の第１の実施例の説明では、視
点情報部４は、視点情報データベースであるとして説明
しているが、視点情報部は、オペレータが逐次視点情報
を入力することができるように、オペレータが操作する
マウス又はジョイスティクのような視点情報入力機器４
１と、視点情報入力機器４１により設定された情報を出
力する視点情報決定部４２とにより構成してもよい。或
いは、図９に示す如く、視点情報入力機器４１を介して
入力されたオペレータの指定した視点情報を視点情報デ
ータベース４３に登録し、視点情報が登録された後、視
点情報を視点情報データベース４３から得るように構成
することも可能である。

【００４５】尚、上記本発明の一実施例によるコンピュ
ータグラフィックスの描画システムによれば、第１の画
像生成部１２及び第２の画像生成部１４と、ｎ台のアク
セラレータ２２₁，２２₂，．．．，２２_nは、別々に
構成されているが、第１及び第２の画像生成部１２及び
１４をｎ台のアクセラレータの中の何れかのアクセラレ
ータ上に実現してもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予めＣＧ画像を作成し、アルファブレンディングの際に
描画順の依存関係があるポリゴンを判定して一つのグル
ープに分類することにより、グループ毎に描画処理を行
った場合に透過物体の自然な描画が得られる利点があ
る。

【００４７】或いは、本発明のポリゴンのグループ化方
法及び装置によれば、ＣＧモデルに新たな物体を追加し
てポリゴンのグループ化を行う場合に、既に使用した視
点情報、又は、既に得られたグループ化されたポリゴン
の情報が保存されているので、かかる保存された情報を
利用してポリゴンの再グループ化の効率を高めることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例によるコンピュータグラフィ
ックス描画のポリゴンのグループ化装置のシステム構成
図である。

【図３】本発明の一実施例によるコンピュータグラフィ
ックスのポリゴンのグループ化方法のフローチャートで
ある。

【図４】ＣＧモデルと視点情報の説明図である。

【図５】本発明の一実施例において生成されるポリゴン
セット抽出用の画像の説明図である。

【図６】本発明の一実施例による第１の画像生成部の動
作フローチャートである。

【図７】本発明の一実施例による第２の画像生成部の動
作フローチャートである。

【図８】本発明の一実施例によるポリゴンセット抽出部
の動作フローチャートである。

【図９】本発明の他の実施例による視点情報部の構成図
である。

【図１０】従来のＣＧ描画方法の説明図である。

【符号の説明】

２ＣＧモデルデータベース４視点情報部６，８フレームバッファ１０ポリゴングループ化装置１２第１の画像生成部１４第２の画像生成部１６ポリゴンセット抽出部１８ポリゴングループ決定部２０ＣＧ画像生成部２２₁，２２₂，．．．，２２_n ＣＧ描画用アクセ
ラレータ２８画像合成部３０画像出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリゴンモデルに基づく透過属性のポリ
ゴンと非透過属性のポリゴンを描画するコンピュータグ
ラフィックスにおいてポリゴン同志の重なり関係を抽出
するコンピュータグラフィックスモデルのポリゴンの重
なり抽出方法であって、各画素に対し、上記非透過属性のポリゴンのデータから
可視面を表わす第１の値を得、上記非透過属性及び上記
透過属性の両方のポリゴンのデータから可視面を表わす
第２の値を得る画像形成段階と；上記得られた第１の値
を上記得られた第２の値と比較し、上記各画素で上記透
過属性のポリゴンと上記非透過属性のポリゴンの間に重
なり関係があるかどうかを判定する重なり判定段階と；
上記重なり関係が判定された上記非透過属性のポリゴン
と上記透過属性のポリゴンによりポリゴンセットを形成
するポリゴンセット抽出段階とからなる、コンピュータ
グラフィックスモデルのポリゴンの重なり抽出方法。
【請求項２】前記第１の値は上記可視面にある上記非
透過属性のポリゴン又は背景の識別子を表わし、前記第
２の値は上記可視面にある上記非透過属性又は上記透過
属性のポリゴン、若しくは、上記背景の識別子を表わ
し；上記重なり判定段階は、前記第１の値が上記非透過
属性のポリゴンの識別子を表わし、前記第２の値が上記
透過性属性のポリゴンの識別子を表わすとき、上記透過
属性のポリゴンと上記非透過属性のポリゴンの間に重な
り関係があると判定する請求項１記載のコンピュータグ
ラフィックスモデルのポリゴンの重なり抽出方法。
【請求項３】前記画像形成段階は、奥行き情報を利用
することにより、上記非透過属性のポリゴンを表わす前
記第１の値を第１のフレームバッファに書き込み、上記
非透過属性のポリゴン及び上記透過属性のポリゴンを表
わす前記第２の値を第２のフレームバッファに書き込む
請求項１又は２記載のコンピュータグラフィックスモデ
ルのポリゴンの重なり抽出方法。
【請求項４】前記ポリゴン抽出段階は、前記重なり関
係が判定された上記非透過属性のポリゴンと上記透過属
性のポリゴンの中の両方が既に抽出されたポリゴンセッ
ト内のポリゴンと一致していない場合には、上記非透過
属性のポリゴンと上記透過属性のポリゴンよりなる新た
なポリゴンセットを形成し；該重なり関係が判定された
上記非透過属性のポリゴンと上記透過属性のポリゴンの
中の一方が、既に抽出されたポリゴンセット内のポリゴ
ンと一致している場合には、該重なり関係が判定された
上記非透過属性のポリゴンと上記透過属性のポリゴンの
中のもう一方を上記既に抽出されたポリゴンセットに追
加し；該重なり関係が判定された上記非透過属性のポリ
ゴンと上記透過属性のポリゴンの中の両方が既に抽出さ
れた別個のポリゴンセット内のポリゴンと一致している
場合には、該別個のポリゴンセットを一つのポリゴンセ
ットに結合し；該重なり関係が判定された上記非透過属
性のポリゴンと上記透過属性のポリゴンの中の両方が既
に抽出されたポリゴンセット内のポリゴンと一致してい
る場合には、既に抽出されたポリゴンセットをそのまま
にする、請求項１記載のコンピュータグラフィックスモ
デルのポリゴンの重なり抽出方法。
【請求項５】コンピュータグラフィックスモデルのポ
リゴンのデータを読み込む段階と；コンピュータグラフ
ィックス描画用アクセラレータに上記ポリゴンのデータ
の中のポリゴンを割り当てるポリゴン分配段階とを有す
るコンピュータグラフィックスモデルのポリゴンのグル
ープ化方法であって、上記ポリゴン分配段階は：コンピ
ュータグラフィックス描画のための視点情報を設定する
視点情報設定段階と；各画素に対し、非透過属性のポリ
ゴンのデータから可視面を表わす第１の値を得、上記非
透過属性及び透過属性の両方のポリゴンのデータから可
視面を表わす第２の値を得る画像形成段階と；上記各画
素で上記得られた第１の値を上記得られた第２の値と比
較し、上記透過属性のポリゴンと上記非透過属性のポリ
ゴンの間に重なり関係があるかどうかを判定する重なり
判定段階と；上記重なり関係が判定された上記非透過属
性のポリゴンと上記透過属性のポリゴンをポリゴンセッ
トとして抽出するポリゴンセット抽出段階と；上記ポリ
ゴンセットを上記アクセラレータに割り当てるポリゴン
セット分配段階とからなる、コンピュータグラフィック
スモデルのポリゴンのグループ化方法。
【請求項６】前記視点情報設定段階と、前記画像形成
段階と、前記重なり判定段階と、前記ポリゴンセット抽
出段階は、少なくとも１回繰り返される請求項５記載の
コンピュータグラフィックスモデルのポリゴンのグルー
プ化方法。
【請求項７】前記第１の値は上記可視面にある上記非
透過属性のポリゴン又は背景の識別子を表わし、前記第
２の値は上記可視面にある上記非透過属性又は上記透過
属性のポリゴン、若しくは、背景の識別子を表わし；上
記重なり判定段階は、前記第１の値が上記非透過属性の
ポリゴンの識別子を表わし、前記第２の値が上記透過性
属性のポリゴンの識別子を表わすとき、上記透過属性の
ポリゴンが上記非透過属性に重なり関係があると判定す
る請求項６記載のコンピュータグラフィックスモデルの
ポリゴンのグループ化方法。
【請求項８】前記画像形成段階は、奥行き情報を利用
することにより、上記非透過属性のポリゴンを表わす前
記第１の値を第１のフレームバッファに書き込み、上記
非透過属性のポリゴン及び上記透過属性のポリゴンを表
わす前記第２の値を第２のフレームバッファに書き込む
請求項６記載のコンピュータグラフィックスモデルのポ
リゴンのグループ化方法。
【請求項９】前記視点情報設定段階は、予め定められ
た前記視点情報を視点情報データベースから取得する段
階を更に有する請求項６記載のコンピュータグラフィッ
クスモデルのポリゴンのグループ化方法。
【請求項１０】前記視点情報設定段階は、オペレータ
の操作に従って前記視点情報を取得する段階を更に有す
る請求項６記載のコンピュータグラフィックスモデルの
ポリゴンのグループ化方法。
【請求項１１】前記ポリゴンセット抽出段階は、前記
抽出されたポリゴンセットを登録する段階を更に有し、
新たに抽出された該ポリゴンセットを該登録されたポリ
ゴンセットに追加する請求項６記載のコンピュータグラ
フィックスモデルのポリゴンのグループ化方法。
【請求項１２】前記ポリゴンセット分配段階は、前記
アクセラレータに対応して前記割り当てられたポリゴン
を記憶する段階を更に有する請求項６記載のコンピュー
タグラフィックスモデルのポリゴンのグループ化方法。
【請求項１３】コンピュータグラフィックス描画の順
序に依存関係を有するポリゴンが同一のコンピュータグ
ラフィックス描画用アクセラレータに割り当てられるよ
うコンピュータグラフィックスモデルのポリゴンデータ
をアクセラレータに分配するポリゴングループ決定手段
を有するコンピュータグラフィックス描画のポリゴンの
グループ化装置であって：上記コンピュータグラフィッ
クスモデルのポリゴンデータと、上記コンピュータグラ
フィックスモデルの描画用の視点情報を受け、非透過属
性のポリゴン又は背景に対応する第１の画素の値を発生
する第１の画像生成手段と；上記コンピュータグラフィ
ックスモデルの上記ポリゴンデータと、上記コンピュー
タグラフィックスモデルの描画用の上記視点情報を受
け、非透過属性又は透過属性のポリゴン若しくは上記背
景に対応する第２の画素の値を発生する第２の画像生成
手段と；該第１の画像生成手段で発生された該第１の画
素の値と、該第２の画像生成手段で発生された該第２の
画素の値を受け、該第１の画素の値と対応する該第２の
画素の値を比較し、該非透過属性のポリゴンが該透過属
性のポリゴンを隠蔽するかどうかを判定し、該非透過属
性のポリゴンが該透過属性のポリゴンを隠蔽する場合、
該非透過属性のポリゴンと該透過属性のポリゴンをポリ
ゴンセットとして抽出するポリゴンセット抽出手段とか
らなり、該ポリゴングループ決定手段は、該ポリゴンセット抽出
手段から該抽出されたポリゴンセットを受け、上記ポリ
ゴンセットを上記アクセラレータに割り当てる、コンピ
ュータグラフィックス描画のポリゴンのグループ化装
置。