JPH10222694A - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents

画像処理装置およびその方法

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JPH10222694A
JPH10222694A JP9296812A JP29681297A JPH10222694A JP H10222694 A JPH10222694 A JP H10222694A JP 9296812 A JP9296812 A JP 9296812A JP 29681297 A JP29681297 A JP 29681297A JP H10222694 A JPH10222694 A JP H10222694A
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誠介 森岡
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106Processing image signals
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Abstract

(57)【要約】 【課題】コンピュータ画像処理において、ぼかしを有効
に加えてより現実に近い表示画像を作成する。 【解決手段】表示画面上の位置情報を含むポリゴン情報
を供給され、ポリゴンの領域内のピクセルに対応するカ
ラーデータを含む画像データを与えるレンダリングプロ
セッサと、ピクセル単位の画像データを記憶するフレー
ムバッファメモリと、各ピクセルの画像データがその周
囲のピクセルに与える影響度の情報をぼかし値として所
定のピクセル単位で記憶するぼかし値バッファメモリ
と、フレームバッファメモリから読み出した各ピクセル
の画像データを、ぼかし値バッファメモリから読み出し
た周囲のピクセルからの影響度に従って演算処理して表
示画面に表示するための画像データを生成するぼかし処
理装置とを有する画像処理装置。フレームバッファメモ
リに書き込んだ画像データに対して、ピクセル毎のぼか
し値に従うぼかし処理を施すことで、ぼかし処理が行な
われた画像を表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータによ
る画像処理にかかり、特にピントズレや高速に移動する
物体の残像等に対するぼかしの効果を与えるためのぼか
し処理を行なうことができる画像処理装置およびその方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】シミュレーション装置やゲーム装置等
で、コンピュータを利用した画像処理技術が利用され
る。通常、シミュレーションやゲームをコンピュータプ
ログラムで提供し、操作者の操作に従って画像の各オブ
ジェクトを移動させて、また表示画面の視点位置、視野
角等を変更させてモニターテレビ等の表示装置に表示す
る。
【0003】その場合、例えば、コンピュータプログラ
ムに従って演算処理して得られたオブジェクトの位置情
報をもとにして三次元座標から二次元座標への透視変換
を行なって表示画面上の位置座標を求め、その位置座標
の情報と各オブジェクトの表面の色や模様等のテクスチ
ャデータとからレンダリング処理(塗りつぶし処理)に
よりピクセル単位のカラー情報を含む画像データを求
め、フレームバッファメモリに書き込んでいる。フレー
ムバッファメモリに書き込まれたピクセル単位のカラー
データはD/A変換されてモニタ−テレビ等に表示され
る。
【0004】上記の通り、主な画像処理にはオブジェク
トを構成する複数のポリゴンの位置についての変換をお
こなう処理と、そのポリゴンの領域に対して色の塗りつ
ぶしであるレンダリング処理を経て、ピクセル(画素)
単位の画像データが求められフレームバッファメモリに
記憶される。これらの処理はそれ自体で多くの演算処理
が必要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方、コンピュータに
よる画像処理によって出力される画像は、通常全てのオ
ブジェクトがぼかしのない焦点が合った鮮明な画像であ
り、各オブジェクトの種類、動き、位置等によってはぼ
かした状態のほうがより現実に近い場合がある。例え
ば、遠近感を出すためには、単なる透視変換により近く
の物は大きく遠くの物は小さくというだけではなく、被
写界深度に応じて焦点近くの物は鮮明で焦点から外れた
物はぼかしがあるほうがより好ましい。また、高速で移
動している物に対しては、所謂モーションブラ(Motion
Blur)と呼ばれる物の後方の残像に該当するぼかしがあ
るほうが好ましい。また、非常に明るい輝度を持つ光源
やそれが強く照射されるオブジェクトの場合も、その周
囲にぼかしがあるほうがより現実的であり、更に半透明
のガラスの反対側の画像についてはぼかしがあるとその
半透明の感じを良く表現することができる。或いは、ゲ
ームの進行上特定のオブジェクトまたはポリゴンに対し
ては常にぼかしを入れることが効果的である場合もあ
る。
【0006】このように、ポリゴンに対してぼかしの処
理を入れることで、表示される画像がより現実的になっ
たりまたはより効果的になったりする。
【0007】従来では、ぼかし処理としては、例えば空
間的に複数枚の画像データを少しづつずらして重ね合わ
せることが行なわれている。あるいは、時間的にずらし
た複数枚の画像データを重ね合わせることが行なわれて
いる。しかしながら、このように複数枚の画像データを
作成することは、非常に長い画像処理時間を要し、通常
の動きを画面に再現しながら行なうには、処理時間が足
りないという問題点がある。
【0008】そこで、本発明では、従来から一般的に行
なわれている画像処理をそのまま利用しながら最低限の
処理を追加するだけでぼかしの処理を行なうことができ
る画像処理装置及びその方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、所定の表示画面に表示するための画像データを
生成する画像処理装置において、少なくとも表示画面上
の位置情報を含むポリゴン情報を供給され、該ポリゴン
の領域内のピクセルに対応する画像データを生成する画
像データ生成処理部と、該ピクセル単位の画像データを
記憶するフレームバッファメモリと、各ピクセルの画像
データがその周囲のピクセルに与える影響度の情報をぼ
かし値として所定のピクセル単位で記憶するぼかし値バ
ッファメモリと、前記フレームバッファメモリから読み
出した各ピクセルの画像データを、前記ぼかし値バッフ
ァメモリから読み出した周囲のピクセルからの影響度に
従って演算処理して前記表示画面に表示するための画像
データを生成するぼかし処理部とを有することを特徴と
する画像処理装置及びその方法を提供することによって
達成される。
【0010】更に、ポリゴン情報に含まれる位置情報
に、該表示画面におけるポリゴンの奥行きを示すZ値を
含み、前記画像データ生成処理部によって前記表示画面
に表示されるポリゴン内のピクセル単位のZ値が生成さ
れ、該画像処理装置は更に、該ピクセル単位のZ値を記
憶するZ値バッファメモリを有し、更に、各ピクセルの
Z値と前記表示画面に表示される被写界深度とのずれに
従ってその周辺のピクセルに与える影響度が決定され
る。
【0011】また、前記画像データ生成処理部は、各ピ
クセルの速度ベクトルを生成し、該ピクセルの速度ベク
トルに従ってその周辺のピクセルに与える影響度が決定
される。
【0012】また、ポリゴン情報に輝度情報あるいは輝
度を決定するための情報が含まれ、前記画像データ生成
処理部は、各ピクセルの輝度情報を生成し、該ピクセル
の輝度情報が所定値を越える場合は、その輝度情報に従
ってその周辺のピクセルに与える影響度が決定される。
【0013】また、ポリゴン情報にポリゴンの透明度の
情報あるいは透明度を決定するための情報が含まれ、前
記画像データ生成処理部は、半透明のポリゴンに対して
その後方に位置するポリゴンを重ねた前記画像データを
生成し、該後方のポリゴン内のピクセルに対して当該透
明度の情報に従ってその周辺に与える影響度が決定され
る。
【0014】上記の如く、ぼかし値バッファメモリを設
けて、各所定のピクセル単位で、その周囲のピクセルか
らの影響度を示すデータを書き込んでおく。そして、フ
レームバッファメモリから読みだされる画像データとそ
のぼかし値である影響度から表示する画像データを演算
する。従って、フレームバッファメモリへの画像の描画
は一回だけで良く、効率的にぼかし処理を行なうことが
できる。尚、ぼかし値バッファメモリは、各ピクセル単
位であるいはN2 (Nは整数)個のピクセルを単位でデ
ータを記録すれば良い。
【0015】更に、本発明では、上記の画像処理装置に
おいて、前記ぼかし処理部は、フレームバッファメモリ
と表示装置への出力端子との間に設けられ、ぼかし処理
部により生成される画像データは、そのまま表示装置に
供給される。従って、フレームバッファメモリへの画像
データの書き込みとは独立してぼかし処理を行いながら
表示装置に画像データを供給することができる。
【0016】更に、本発明は、所定の表示画面に表示す
るための画像データを生成する画像処理装置において、
少なくとも表示画面上の位置情報を含むポリゴン情報を
供給され、該ポリゴンの領域内のピクセルに対応する画
像データを生成する画像データ生成処理部と、該ピクセ
ルに対応する画像データを記憶するフレームバッファメ
モリと、各ピクセルの画像データに所定のエフェクト処
理を施すことを示すエフェクト値をピクセル単位で記憶
するエフェクト値バッファメモリと、前記フレームバッ
ファメモリから読み出した各ピクセルの画像データを、
前記エフェクト値バッファメモリから読み出したエフェ
クト値に従って前記エフェクト処理をして前記表示画面
に表示するための画像データを生成し、表示装置に供給
するエフェクト処理部とを有することを特徴とする。
【0017】上記の発明では、ぼかし処理に限定されず
に、例えば砂漠や熱帯草原の如き環境における遠景に対
する揺らぎ処理などの一般的なエフェクト処理を行う場
合に、フレームバッファメモリの画像データが表示装置
に出力されるところで、エフェクト処理部により所定の
エフェクト処理を加えた画像データを生成し、そのまま
表示装置に供給することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ説明する。しかしながら、本発明の
技術的な範囲がかかる実施の形態に限定されるものでは
ない。
【0019】[ぼかし処理]図1は、ぼかし処理を説明
するための画像の一例を示す図である。この例では、表
示画面100内にオブジェクトとして、ビル110、道
路112、走行する車114、道路112の遠方に設け
られたゴールを示すゲート116、更に遠方の山119
及び太陽118が含まれる。また、ビル110の前方の
壁には半透明のガラス面111が設けられ、その中の人
113が透けて映し出されている。
【0020】このような例の場合に、より現実的に画像
を表示するためには、次の部分にぼかしが加えられるこ
とが望ましい。 (1)カメラの焦点が合っているビル110と焦点より
遙か遠方に位置するゴール16との間の遠近感を表すた
めに、ビル110は鮮明にし、ゴール16はぼかし処理
が加えられる点である。 (2)高速に移動する車114の後方部分も所謂モーシ
ョンブラの残像を表現するためにぼかし処理が加えられ
る。 (3)非常に輝度が高い太陽118自身あるいはその光
が照射されて高い輝度をもつオブジェクト(図示せず)
もその回りにぼかし処理が加えられることが効果的であ
る。 (4)半透明のガラス面111の反対側の人113に対
してもぼかし処理を加えることが考えられる。 (5)道路112が遠方に延びていく部分15について
も、意図的にぼかし処理を入れて効果的に表現する場合
もある。
【0021】以上のようにぼかし処理といっても、最終
的に表示される画像に対して設計者がどのような効果を
加えたいかという意図によって様々な態様が考えられる
が、通常必要とされるぼかし処理は、上記したような5
つの態様が大部分であり、それらを満足することが必要
である。
【0022】[画像処理装置の概略]図2は、上記のよ
うなぼかし処理を行なうことができる画像処理装置のブ
ロック図である。その構成について以下概略的に説明す
る。1は、シミュレーション用またはゲーム用のコンピ
ュータプログラムを実行するCPUであり、画像処理に
必要なオブジェクトを構成するポリゴンデータや表示画
面の視点情報等を生成する制御装置である。CPU1は
図示しないバスを介して演算用に使用されるRAM、上
記コンピュータプログラムやオブジェクトデータ等が格
納されているROM及び入出力部に接続される。そし
て、CPU1は、データバッファ2にそのポリゴンデー
タ等を書き込んで後段のジオメトリ処理部32やレンダ
リング処理部34に画像処理を行なわせる。
【0023】32は、ジオメトリ処理部であり、ポリゴ
ンデータに対して三次元座標空間内のポリゴンの配置変
換の演算を行い、表示画面の二次元座標への透視変換を
行なう。
【0024】34は、レンダリング処理部であり、主に
ジオメトリ処理部32から与えられるポリゴンの頂点座
標で画定される領域内のピクセル(画素)に対して、上
記の頂点データから種々の属性データを補間法等により
演算して求め、テクスチャマップメモリ14から対応す
る位置のアドレス領域のデータを読み出し、ピクセル単
位の画像データをフレームバッファメモリ17に記憶す
る。また、表示画面は二次元座標空間ではあるが、ピク
セル間の重ね合わせのために表示画面の最も前面にある
ピクセルのZ値も同時にZ値バッファメモリ15に記憶
される。
【0025】16は、ぼかし値バッファメモリであり、
本発明のぼかし処理を行なうために必要なデータがピク
セル単位で又は所定の複数個のピクセル単位で記憶され
る。このぼかし値バッファ16へのデータの作成は、主
に画像データの生成を行なうレンダリング処理部34に
より行なわれる。その点については後で詳述する。
【0026】本発明の実施の態様では、フレームバッフ
ァメモリ17内にRGBのカラーデータを含む画像デー
タの書き込みが終了した後、表示装置19に画像データ
を手渡す直前で、ぼかし値バッファメモリ16にピクセ
ル単位で又は所定のピクセル単位で書き込まれたぼかし
値に関するデータを利用して、ぼかし処理回路18にて
フレームバッファメモリ17から読みだされる画像デー
タにぼかし処理を施す。
【0027】ぼかし処理回路18は、フレームバッファ
メモリ17から出力される画像データに対して所定のぼ
かし処理を施して、そのままぼかし処理された画像デー
タを表示装置19に出力する。従って、ぼかし処理はフ
レームバッファメモリ17への書き込み動作とは独立し
て行われるので、画像データの処理の効率を高くするこ
とができる。
【0028】例えば、フレームの周波数が60Hzの場
合には、1/60秒毎にフレームバッファメモリ17へ
の画像データの書き込みとぼかし値バッファメモリ16
への書き込み及び、ピクセル単位又は所定のピクセル単
位でのぼかし処理が行なわれる。ぼかし処理にかなりの
時間がかかることが予想される場合には、フレームバッ
ファメモリ17とぼかしバッファメモリ16がそれぞれ
2つづつ設けられ、それらの2つのメモリに対してレン
ダリング処理とぼかし処理とが交互に行なわれる。
【0029】[画像処理の詳細説明]図3は、図2に示
した画像処理装置内のぼかし処理回路18内の詳細ブロ
ック図であり、図4は、その画像処理のフローチャート
図である。以下、画像処理について詳細に説明する。
【0030】先ず、CPU1は、データバッファ2にポ
リゴンの頂点データと処理モードを指定するレジスタセ
ットファンクションを書き込む(ステップS1)。
【0031】図5は、上記ポリゴンの頂点データの構成
を説明する図である。例えば、この例ではポリゴンが4
つの頂点から構成される。そして、各頂点に対して、図
示しないポリゴンバッファの座標系の頂点座標、赤
(R),緑(G),青(B)と透明度(a)を含むカラ
ーデータ、ポリゴンの素材であるテクスチャデータを記
憶したテクスチャバッファメモリ14の座標(アドレ
ス)、CPUからポリゴン毎に与えられる固有のぼかし
値、及び速度ベクトル等のデータが与えられる。また、
場合によっては、頂点毎の法線ベクトルが与えられるこ
ともある。あるいは、頂点座標の時間的変化が所定の閾
値を超えるか否かを演算して速度によるぼかし値を与え
るか否かが判定されることもある。
【0032】本発明のぼかし処理を行なう為に、上記の
速度ベクトルや固有のぼかし値が追加されているのが特
徴的である。尚、カラーデータや固有のぼかし値は、ポ
リゴン毎に同じデータである場合には、頂点毎に持つ必
要はない。
【0033】このようなポリゴンの頂点データとレジス
タセットファンクションが、データロード回路3によっ
て、データバッファメモリ2から順次読みだされ、座標
変換回路4に与えられる。
【0034】座標変換回路4では、上記したポリゴンバ
ッファ内の座標系から三次元空間内の座標系への変換を
行なう為に、頂点データに関しCPU1から与えられた
マトリクス情報に従って3次元空間内へのオブジェクト
の配置(変換)が行なわれる。即ち、ポリゴンの平行移
動、回転移動等の指令がマトリクス情報としてCPUか
ら与えられ、ジオメトリ処理部32でその指令に従って
配置が行なわれる。具体的には、頂点座標、速度ベクト
ルが座標変換される(ステップS2)。
【0035】また座標変換回路4では、視点情報に従っ
て三次元空間内でのビューポートの設定を行なう。或い
は、ポリゴンの頂点データが法線ベクトルの属性データ
を有していない場合には、この座標変換回路4にてポリ
ゴンの傾き等から各頂点の法線ベクトルが演算により求
められる。この法線ベクトルは、例えば光の反射方向を
求める場合等に後で利用される。
【0036】次に、クリッピング回路5では、ビューポ
ート外にある頂点を取り除き、ビューポートの境界部に
新たな頂点を生成することで、頂点で画定されるポリゴ
ンが全てビューポート領域内に納まるようにする。これ
は一般的なクリッピング処理である。
【0037】そして、透視変換回路6にて、そのビュー
ポート領域内にある頂点データに対して、三次元座標か
ら表示画面の二次元座標への透視変換が行なわれる。具
体的には、頂点の三次元座標、速度ベクトルに対して透
視変換が行なわれる。また、表示画面内の奥行きを表す
Z値も同時に生成される(ステップS3)。
【0038】以上が、ジオメトリ処理部32内での処理
である。これらの処理は、いわゆるパイプライン制御方
式により各回路で次々に行なわれる。即ち、システム内
のクロックに同期して各回路がポリゴン毎にそれぞれの
処理を行なう。
【0039】続いてレンダリング処理部34での処理に
ついて説明する。先ず、塗りつぶし回路7にて、二次元
座標系に変換された頂点データを基にして、その頂点で
画定されるポリゴン領域内のピクセルのデータを演算す
る(ステップS4)。
【0040】図6は、そのピクセルのデータの構成例を
示す図である。あるポリゴンがピクセル1,2,3で構
成されるとする。各ピクセルに対して、属性データとし
て、座標(x,y)、Z値、テクスチャ座標、法線ベク
トル、カラー情報、固有のぼかし値、速度ベクトル等を
含む。例えば、ピクセルの座標(x,y)は頂点データ
内の座標データから補間法により求めることができる。
また、それ以外の属性データについても、頂点データか
らの補間法により演算で求めることができる。
【0041】そして、これ以降の処理は、ピクセル毎に
前述したパイプライン制御方式に従って次々に行なわれ
る。
【0042】Z値比較回路8では、Z値バッファメモリ
15内の同じ位置のピクセルに対応する領域に既に書き
込まれているZ値と、処理中のZ値とを比較することに
より陰面処理を行なう(ステップS5)。具体的には、
Z値バッファメモリ15内に表示画面内の最も前面(手
前)にあるピクセルのZ値を常に記憶させるようにす
る。そして、処理中のピクセルのZ値がZ値バッファメ
モリ15内のZ値よりも小さいか否かの判断を行い、小
さければより手前に位置することを意味する。従ってそ
の場合は処理中のピクセルを表示画面上に表示する必要
があり、対応する画像データをフレームバッファメモリ
17の対応する領域に書き込む。従って、フレームバッ
ファメモリ17内の画像データは、Z値バッファメモリ
15内にそのZ値が書き込まれたピクセルの画像データ
(R,G,Bデータ等)となる。
【0043】そして、テクスチャ発生回路9では、図6
のピクセルデータの一つの属性であるテクスチャ座標に
従って、テクスチャバッファメモリ14内のテクスチャ
データを読み出し、対応するピクセルでのテクスチャカ
ラーを演算により求める(ステップS6)。これは、テ
クスチャバッファ14内のデータと表示画面内のピクセ
ルの位置とが必ずしも一対一に対応しないので、かかる
演算が行なわれる。
【0044】輝度計算回路10では、光源からの影響に
従って処理中のピクセルでの輝度情報の計算が行なわれ
る(ステップS7)。この輝度情報は、例えばオブジェ
クトに照射される光に従う拡散光(ディフューズドカラ
ー)と、オブジェクト自身が発散する鏡面反射光(スペ
キュラーカラー)とが含まれる。これらの輝度情報は後
に色変調回路12にて最終的な画像データとしてのカラ
ーデータの演算に利用される。尚、光源データは、CP
U1から予め与えられている。
【0045】次に、ぼかし値生成回路11では、ピクセ
ルのデータから、処理中のピクセルがその周囲のピクセ
ルに与える影響度を示す値として次の値を演算して求
め、ぼかし値バッファメモリ16にピクセル毎に又は所
定のピクセル単位毎に書き込む(ステップS8)。
【0046】(1)Z値と被写界深度との差(ピントぼ
かしの値) (2)速度ベクトル(モーションブラによるぼかしの
値) (3)輝度(光源としてのぼかしの値) (4)半透明のぼかし値(半透明面の背後のぼかしの
値) (5)ポリゴンに固有のぼかし値(指定されたぼかしの
値) 図7は、そのぼかし値バッファメモリ16内に記憶され
るピクセル毎のデータ構成を示す図である。それぞれの
ピクセルに対し、上記の5つのぼかしに対応する値がぼ
かし値として演算され与えられる。このぼかし値バッフ
ァメモリに記憶するぼかし値は、上記の影響度を示す値
ではなく、これらの5つのデータから周囲のピクセルに
与える影響度を直接示す重み付け値であっても良い。処
理の重さと表示速度とのトレードオフにより、どの段階
のぼかし値をぼかし値バッファメモリ16に格納すべき
が決定される。
【0047】上記した(1)の値は、両者の差を求める
演算により求めることができる。(2)の値は、ピクセ
ルデータからそのまま使用することができる。(3)の
値は、輝度計算回路10で計算された結果を基に、ある
程度の輝度の閾値を越えている場合には、そのピクセル
は一種の光源であると判断してその程度を示す値が与え
られる。(5)の値は、ピクセルデータからそのまま使
用できる。
【0048】更に上記の(4)の半透明のぼかし値は、
処理中のピクセルのカラーデータの一つである透明度a
により半透明のピクセルであることが判明すると、既に
書き込まれているZ値バッファメモリ15内のZ値との
差から半透明面からその背後のポリゴンまでの距離を求
め、透明度aとその距離から(4)の半透明のぼかし値
が求められる。
【0049】色変調回路12では、テクスチャバッファ
14から読みだしたテクスチャカラーと前記輝度計算回
路で求めた拡散光と鏡面反射光とから、輝度情報に従っ
たピクセルのカラーデータを求める。例えば、テクスチ
ャカラーとは、その素材が100%明るい所に存在する
時の素材の色情報である。従って、次の如き演算式によ
り輝度の影響による色の変調が行なわれる。
【0050】カラーデータ=(テクスチャカラー)×
(拡散光)+(鏡面反射光) 即ち、明るい場所のピクセルであればテクスチャカラー
がそのまま表現され、それに鏡面としての反射光が加算
されるのである。
【0051】更に、色変調回路12では、霧(フォグ)
等の影響も考慮して変調がかけられる。霧の中のZ値が
大きいピクセルに対しては、霧の色がZ値の大きさに従
ってブレンドされる(ステップS9)。
【0052】ブレンド回路13では、処理中のピクセル
のカラーデータと、既に書き込まれているフレームバッ
ファメモリ17内のカラーデータとを適宜ブレンドし
て、ブレンド後のカラーデータがフレームバッファメモ
リ17内に書き込まれる(ステップS10)。例えば、
ピクセルの透明度aに従って、半透明のピクセルのカラ
ーデータとその背面にあるピクセルのカラーデータ(フ
レームバッファメモリに記憶されている)とがブレンド
される。但し、このブレンドされたカラーデータにはぼ
かし処理は与えられていないので、その境界部分が鮮明
のままである。
【0053】以上のようにして、ピクセル毎のカラーデ
ータ(RGB)がフレームバッファメモリ17に書き込
まれる。但し、このカラーデータは、ぼかしの処理が何
ら行なわれていない値である。従って、そのまま表示装
置に与えると、ぼかし処理が施されていない非現実的な
画像となる。
【0054】[ぼかし処理]次に、上記の処理によりピ
クセル毎のぼかしの値を記載したぼかし値バッファメモ
リ16、ピクセル毎のカラーデータを記憶したフレーム
バッファメモリ17及びZ値バッファメモリ15を利用
して、ぼかし処理回路18はぼかしのフィルタリングを
行い、表示装置19に表示用のカラーデータを与える。
即ち、フレームバッファメモリ17内のカラーデータに
対してぼかし処理を行なうのである(ステップS1
1)。その後、表示装置19にて表示される(ステップ
S12)。
【0055】図3は、ぼかし処理回路18の内部を示す
ブロック図である。それぞれのバッファメモリ15,1
6,17からのデータを一旦取り込むキャッシュメモリ
24,25,26が設けられている。そして、重み値算
出回路27、Z値比較回路28及び重み付け平均回路2
9が設けられている。
【0056】さて、この重み値算出回路では、処理中の
ピクセルに対して周囲のピクセルからぼかしの程度とし
てどの程度の重みで影響を受けるかを示す重み値を求め
る。別の言い方をすると、周囲のピクセルのカラーデー
タを加算する時の加算の程度を示す値であり、一種のフ
ィルタの値である。
【0057】図8及び図9に従って、このフィルタにつ
いて説明する。図8には、9個のマトリクス状に並んだ
ピクセルP0〜P8を例にして重み値が示されている。
9個のピクセルそれぞれが周囲のピクセルに与えるぼか
しの影響度(重み値)が、FP0〜FP8として示され
ている。この例では、一つのピクセルが周囲に与える範
囲は、周りの8個のピクセルである。この範囲は、処理
速度やぼかしの精度等から任意に設定される。
【0058】図8において、例えばピクセルP0が周囲
に与えるぼかしの影響度は、 FP0=(B00,B01,B02,B03,B04,B05,B0
6,B07,B08) として求められる。前述した図7に示したぼかし値バッ
ファメモリの値から、周囲のピクセルにどの程度ぼかし
込むかの演算が行なわれる。そして、5種類のぼかしの
値から累積されるぼかしの影響度が、周囲のピクセルへ
の重み値として、上記の通り求められる。従って、上記
のB04は、自分自身への影響度であり通常「1」であ
る。この重み値の演算は、例えば上記の5種類のぼかし
値から累積されるぼかしの影響度の大きさに応じて、周
囲のピクセルに対して平等にその重み値を与えることで
実現できる。但し、速度ベクトルについては、そのベク
トルの方向による指向性に従う周囲のピクセルに対し
て、ベクトルの大きさに従う重み値を与えることで実現
できる。
【0059】そこで、図8において、各ピクセル毎のフ
ィルタFP0〜8の内、イタリック体で示した重み値
(B08,B17,B26,B35,1,B53,B62,B71,B
80)が、周囲のピクセルからピクセルP4に与えられる
重み値として求められることになる。図9は、その重み
付けのフィルタを示している。
【0060】次に、Z値比較回路28にて、処理中のピ
クセルのZ値とその周囲のピクセルのZ値とが比較され
る。これは、表示画面中の背後にあるピクセルが前面に
あるピクセルに対してはぼかしが発生しないようにする
為である。この考え方を図11により説明する。
【0061】図11は、このZ値比較回路28の考え方
を説明する図である。図1の表示画面内のビル110と
遠方にあるゴール116との境界部分のピクセルのぼか
しの影響度を例にして示す。即ち、ゴール116内のピ
クセルPbはビル110内のピクセルPfの背後に位置
している。これは両ピクセルのZ値を比較することで判
別することができる。その場合に、背後にあるピクセル
Pbからのぼかしの影響は前面にあるピクセルPfに及
ばないように処理する必要がある。
【0062】従って、Z値比較回路28で処理中のピク
セルが周囲のピクセルより背後に位置していることが判
明すると、その背後のピクセルから前面側のピクセルへ
の重み値は、例えばゼロ或いは小さい値に置き換えられ
る。その結果、背後のピクセルPbから前面側のピクセ
ルPfにぼかしが及ばないようにすることができる。
【0063】最後に、上記の重み値からなるフィルタを
利用して、重み付け平均回路29にて、図9に示した様
な演算が行なわれる。図10が、その重み付け平均回路
29の回路例である。この回路例に示される通り、周り
のピクセルのそれぞれのカラーデータCP0〜8にそれ
ぞれの重み値B08〜B80が積算され、全体を加算した
後、平均化される。
【0064】尚、前述した通り、図8に示したぼかしの
影響度のデータをレンダリング処理部34内のぼかし値
生成回路11で生成しておき、ぼかし値バッファメモリ
16内に書き込んでおくことでも良い。処理の重さと処
理速度とのトレードオフにより適宜設計される。
【0065】上記の実施例では、主にぼかし処理につい
て説明した。しかし、本発明はぼかし処理に限定され
ず、広くエフェクト処理を行う場合にも適用できる。そ
の場合は、図2中のぼかし値生成回路11はエフェクト
値生成回路に、ぼかし値バッファメモリ16はエフェク
ト値バッファメモリに、ぼかし処理回路18はエフェク
ト処理回路に置き換えられる。
【0066】ほかし処理以外のエフェクト処理の例とし
ては、例えば、砂漠や熱帯草原などの高温の環境化にお
いて、遠景の画像に揺らぎを与える処理がある。或い
は、火事現場における炎の奥の画像に揺らぎを与える処
理がある。かかる揺らぎ処理を例にして説明すると、エ
フェクト値生成回路では、画面に揺らぎ処理を与えるフ
ラグデータがオン状態の時に、そのフラグデータに応じ
てピクセル毎のエフェクト値が生成される。或いは、表
示画面の所定の領域に対して揺らぎ処理を与えるエフェ
クトデータが与えられる場合は、その領域のピクセルに
対してエフェクト値が生成される。そして、かかるエフ
ェクト値は、エフェクト値バッファメモリ16に記憶さ
れる。
【0067】フレームバッファメモリ17から読み出さ
れた画像データは、エフェクト処理回路18にて、エフ
ェクト値バッファメモリ16内のピクセル毎のエフェク
ト値に従って、所定のエフェクト処理が施される。例え
ば、揺らぎ処理を与えるフラグデータにより表示画面に
一律に揺らぎ処理が求められる場合は、ピクセルのZ値
が所定の閾値を超える遠景か否かの判定が行われ、その
遠景のピクセルの画像データに対して、揺らぎ処理が施
される。揺らぎ処理は、例えばピクセルの画像データを
隣接するピクセルの位置にずらして、表示画面上では遠
景の画像が揺れている様に表示するための処理である。
或いは、表示画面内の所定の領域のピクセルに対してエ
フェクト値が与えられる場合は、その領域のピクセルの
Z値が閾値を超える時に、上記の揺らぎ処理が施され
る。空気の温度の高さに応じたエフェクト値を生成する
ことで、揺らぎの程度を設定することも可能になる。
【0068】上記の揺らぎを与えるフラグデータや、揺
らぎ処理を行う領域のデータは、CPU1からレンダリ
ング処理部34に与えられる。
【0069】上記した通り、一旦生成され記憶されたフ
レームバッファメモリ17内の画像データに対して、そ
の画像データを表示装置に出力する段階で、所定のエフ
ェクト処理を行うエフェクト処理部を設けておけば、リ
アルタイムにエフェクト処理を行いながら表示装置にエ
フェクト処理された画像データを供給することができ
る。
【0070】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、フ
レームバッファの画像データに対して、ぼかし処理を行
なうことで、効果的なぼかしを与えた画像データを生成
することができる。従って、従来の如く複数枚の絵の画
像データを重ね合わせるという面倒な処理を行なうこと
なく、ぼかし処理された画像データを生成して表示する
ことができる。
【0071】更に、本発明によれば、揺らぎ処理などの
エフェクト処理部をフレームバッファメモリと表示装置
との間に設けることにより、フレームバッファメモリへ
の書き込みと独立して画像データへのエフェクト処理を
与えて表示装置に所定の効果を与えた画像データを供給
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ぼかし処理を説明するための画像の一例を示す
図である。
【図2】ぼかし処理を行なう画像処理装置のブロック図
である。
【図3】ぼかし処理回路18の内部を示すブロック図で
ある。
【図4】画像処理のフローチャート図である。
【図5】ポリゴンの頂点データの構成を説明する図であ
る。
【図6】ピクセルのデータの構成例を示す図である。
【図7】ぼかし値バッファメモリ16内に記憶されるピ
クセル毎のデータ構成を示す図である。
【図8】ぼかし値バッファ内のデータ構造例の図であ
る。
【図9】重み付けのフィルタを示す図である。
【図10】重み付け平均回路の例の構造図である。
【図11】Z値比較回路28での処理を説明するための
図である。
【符号の説明】
1 CPU 32 ジオメトリプロセッサ 34 レンダリング処理部(画像データ生成部) 17 フレームバッファメモリ 15 Z値バッファメモリ 16 ぼかし値バッファメモリ 18 ぼかし処理装置

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の表示画面に表示するための画像デー
    タを生成する画像処理装置において、 少なくとも表示画面上の位置情報を含むポリゴン情報を
    供給され、該ポリゴンの領域内のピクセルに対応する画
    像データを生成する画像データ生成処理部と、 該ピクセル単位の画像データを記憶するフレームバッフ
    ァメモリと、 各ピクセルの画像データがその周囲のピクセルに与える
    影響度の情報をぼかし値として所定のピクセル単位で記
    憶するぼかし値バッファメモリと、 前記フレームバッファメモリから読み出した各ピクセル
    の画像データを、前記ぼかし値バッファメモリから読み
    出した周囲のピクセルからの影響度に従って演算処理し
    て前記表示画面に表示するための画像データを生成する
    ぼかし処理部とを有することを特徴とする画像処理装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の画像処理装置において、 前記ぼかし処理部は、前記フレームバッファメモリと表
    示装置への出力端子との間に設けられ、演算処理して生
    成した画像データを前記表示装置への出力端子から出力
    することを特徴とする。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の画像処理装置にお
    いて、 前記ポリゴン情報に含まれる位置情報に、該表示画面に
    おけるポリゴンの奥行きを示すZ値を含み、前記画像デ
    ータ生成処理部によって前記表示画面に表示されるポリ
    ゴン内のピクセル単位のZ値が生成され、 該画像処理装置は更に、該ピクセル単位のZ値を記憶す
    るZ値バッファメモリを有し、 前記ぼかし処理部は、対象となるピクセルと周囲のピク
    セルとのZ値を比較し、該対象のピクセルが後方に位置
    する場合に、前記周囲のピクセルからの影響度に従って
    演算処理を行なうことを特徴とする。
  4. 【請求項4】請求項1または2記載の画像処理装置にお
    いて、 前記ポリゴン情報に含まれる位置情報に、該表示画面に
    おけるポリゴンの前後の度合いを規定するZ値を含み、
    前記画像データ生成処理部によって前記表示画面に表示
    されるポリゴン内のピクセル単位のZ値が生成され、 該画像処理装置は更に、該ピクセル単位のZ値を記憶す
    るZ値バッファメモリを有し、 更に、各ピクセルのZ値と前記表示画面に表示される被
    写界深度とのずれに従ってその周辺のピクセルに与える
    影響度が決定されることを特徴とする。
  5. 【請求項5】請求項1または2記載の画像処理装置にお
    いて、 前記画像データ生成処理部は、各ピクセルの速度ベクト
    ルを生成し、 更に、該ピクセルの速度ベクトルに従ってその周辺のピ
    クセルに与える影響度が決定されることを特徴とする。
  6. 【請求項6】請求項1または2記載の画像表示装置にお
    いて、 前記ポリゴン情報に輝度情報あるいは輝度を決定するた
    めの情報が含まれ、前記画像データ生成処理部は、各ピ
    クセルの輝度情報を生成し、 更に、該ピクセルの輝度情報が所定値を越える場合は、
    その輝度情報に従ってその周辺のピクセルに与える影響
    度が決定されることを特徴とする。
  7. 【請求項7】請求項1または2記載の画像処理装置にお
    いて、 前記ポリゴン情報にポリゴンの透明度の情報あるいは透
    明度を決定するための情報が含まれ、前記画像データ生
    成処理部は、半透明のポリゴンに対してその後方に位置
    するポリゴンを重ねた前記画像データを生成し、 更に、該後方のポリゴン内のピクセルに対して当該透明
    度の情報に従ってその周辺に与える影響度が決定される
    ことを特徴とする。
  8. 【請求項8】所定の表示画面に表示するための画像デー
    タを生成する画像処理方法において、 少なくとも表示画面上の位置情報を含むポリゴン情報に
    もとづいて該ポリゴンの領域内のピクセル毎に画像デー
    タを生成する工程と、 該ピクセル単位の画像データをフレームバッファメモリ
    に記憶する工程と、 各ピクセルの画像データがその周囲のピクセルに与える
    影響度の情報をぼかし値として所定のピクセル単位でぼ
    かし値バッファメモリに記憶する工程と、 前記フレームバッファメモリから読み出した各ピクセル
    の画像データを、前記ぼかし値バッファメモリから読み
    出した周囲のピクセルからの影響度に従って演算処理し
    て前記表示画面に表示するための画像データを生成する
    ぼかし処理工程とを有することを特徴とする画像処理方
    法。
  9. 【請求項9】請求項8記載の画像処理方法において、 前記ポリゴン情報に含まれる位置情報に、該表示画面に
    おけるポリゴンの前後の度合いを規定するZ値を含み、 更に、前記表示画面に表示されるポリゴン内のピクセル
    単位のZ値を生成し、該ピクセル単位のZ値をZ値バッ
    ファメモリに記憶する工程と、 前記ぼかし処理工程は、対象となるピクセルと周囲のピ
    クセルとのZ値を比較し、該対象のピクセルが後方に位
    置する場合に、前記周囲のピクセルからの影響度に従っ
    て演算処理を行なうことを特徴とする。
  10. 【請求項10】請求項8記載の画像処理方法において、 前記ポリゴン情報に含まれる位置情報に、該表示画面に
    おけるポリゴンの前後の度合いを規定するZ値を含み、 更に、前記表示画面に表示されるポリゴン内のピクセル
    単位のZ値を生成し、該ピクセル単位のZ値をZ値バッ
    ファメモリに記憶する工程と、 各ピクセルのZ値と前記表示画面に表示される被写界深
    度とのずれに従ってその周辺のピクセルに与える影響度
    を決定する工程とを含むことを特徴とする。
  11. 【請求項11】請求項8記載の画像処理方法において、 各ピクセルの速度ベクトルを生成し、該ピクセルの速度
    ベクトルに従ってその周辺のピクセルに与える影響度を
    決定する工程を含むことを特徴とする。
  12. 【請求項12】請求項8記載の画像表示方法において、 前記ポリゴン情報に輝度情報あるいは輝度情報を決定す
    るための情報が含まれ、 更に、各ピクセルの輝度情報を生成し、該ピクセルの輝
    度情報が所定値を越える場合は、その輝度情報に従って
    その周辺のピクセルに与える影響度を決定する工程を含
    むことを特徴とする。
  13. 【請求項13】請求項8記載の画像処理方法において、 前記ポリゴン情報にポリゴンの透明度の情報あるいは透
    明度を決定するための情報が含まれ、 更に、半透明のポリゴンに対してその後方に位置するポ
    リゴンを重ねた前記画像データを生成し、該後方のポリ
    ゴン内のピクセルに対して当該透明度の情報に従ってそ
    の周辺に与える影響度を決定する工程を含むことを特徴
    とする。
  14. 【請求項14】所定の表示画面に表示するための画像デ
    ータを生成する画像処理装置において、 少なくとも表示画面上の位置情報を含むポリゴン情報を
    供給され、前記位置情報に含まれる該表示画面における
    該ポリゴンの前後の度合いを規定するZ値により該ポリ
    ゴン内のピクセル単位のZ値を生成し、該ポリゴンの領
    域内のピクセルに対応する画像データを生成する画像デ
    ータ生成処理部と、 該ピクセル単位のZ値を記憶する
    Z値バッファメモリと、 該ピクセル単位の画像データを記憶するフレームバッフ
    ァメモリと、 各ピクセルの画像データがその周囲のピクセルに与える
    影響度の情報をぼかし値として所定のピクセル単位で記
    憶するぼかし値バッファメモリと、 前記フレームバッファメモリから読み出した各ピクセル
    の画像データを、前記ぼかし値バッファメモリから読み
    出した周囲のピクセルからの影響度に従って演算処理し
    て前記表示画面に表示するための画像データを生成する
    ぼかし処理部とを有し、 前記ぼかし処理部は、対象となるピクセルと周囲のピク
    セルとのZ値を比較し、該対象のピクセルが後方に位置
    する場合に、前記周囲のピクセルからの影響度に従って
    演算処理を行なうことを特徴とする画像処理装置。
  15. 【請求項15】所定の表示画面に表示するための画像デ
    ータを生成する画像処理装置において、 該表示画面における頂点座標、頂点のZ値及びテクスチ
    ャー座標を少なくとも有するポリゴンデータを供給さ
    れ、該表示画面内で手前に位置するポリゴンのZ値をZ
    値バッファメモリに記憶し、前記テクスチャー座標に従
    ってテクスチャーバッファメモリから読み出したテクス
    チャーデータから該ポリゴンの領域内のピクセルに対応
    するカラーデータを含む画像データを生成するレンダリ
    ング処理部と、 該ピクセル単位の画像データを記憶するフレームバッフ
    ァメモリと、 各ピクセルの画像データがその周囲のピクセルに与える
    影響度の情報をぼかし値として所定のピクセル単位で記
    憶するぼかし値バッファメモリと、 前記フレームバッファメモリから読み出した各ピクセル
    の画像データを、前記ぼかし値バッファメモリから読み
    出した周囲のピクセルからの影響度に従って演算処理し
    て前記表示画面に表示するための画像データを生成する
    ぼかし処理部とを有し、 前記ぼかし処理部は、対象となるピクセルと周囲のピク
    セルとのZ値を比較し、該対象のピクセルが後方に位置
    する場合に、前記周囲のピクセルからの影響度に従って
    演算処理を行なうことを特徴とする画像処理装置。
  16. 【請求項16】所定の表示画面に表示するための画像デ
    ータを生成する画像処理装置において、 少なくとも表示画面上の位置情報を含むポリゴン情報を
    供給され、該ポリゴンの領域内のピクセルに対応する画
    像データを生成する画像データ生成処理部と、 該ピクセルに対応する画像データを記憶するフレームバ
    ッファメモリと、 各ピクセルの画像データに所定のエフェクト処理を施す
    ことを示すエフェクト値をピクセル単位で記憶するエフ
    ェクト値バッファメモリと、 前記フレームバッファメモリから読み出した各ピクセル
    の画像データを、前記エフェクト値バッファメモリから
    読み出したエフェクト値に従って前記エフェクト処理を
    して前記表示画面に表示するための画像データを生成
    し、表示装置に供給するエフェクト処理部とを有するこ
    とを特徴とする画像処理装置。
  17. 【請求項17】請求項16に記載された画像処理装置に
    おいて、 前記所定のエフェクト処理は、遠景に対する揺らぎ処理
    であり、 前記ポリゴン情報に含まれる位置情報に、該表示画面に
    おけるポリゴンの奥行きを示すZ値を含み、前記画像デ
    ータ生成処理部によって前記表示画面に表示されるポリ
    ゴン内のピクセル単位のZ値が生成され、 該画像処理装置は更に、該ピクセル単位のZ値を記憶す
    るZ値バッファメモリを有し、 前記エフェクト処理部は、対象となるピクセルのZ値が
    所定の閾値を超えている場合に、前記エフェクト値に従
    って前記揺らぎ処理を行うことを特徴とする。
  18. 【請求項18】所定の表示画面に表示するための画像デ
    ータを生成する画像処理方法において、 少なくとも表示画面上の位置情報を含むポリゴン情報に
    もとづいて該ポリゴンの領域内のピクセル毎に画像デー
    タを生成する工程と、 該ピクセル単位の画像データをフレームバッファメモリ
    に記憶する工程と、 各ピクセルの画像データに所定のエフェクト処理を施す
    ことを示すエフェクト値をピクセル単位でエフェクト値
    バッファメモリに記憶する工程と、 前記フレームバッファメモリから読み出した各ピクセル
    の画像データを、前記エフェクト値バッファメモリから
    読み出したエフェクト値に従ってエフェクト処理して前
    記表示画面に表示するための画像データを生成し、表示
    装置に供給するエフェクト処理工程とを有することを特
    徴とする画像処理方法。
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