JPH10301557A - 3次元画像描画装置及び同装置に用いる情報保持媒体 - Google Patents

3次元画像描画装置及び同装置に用いる情報保持媒体

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JPH10301557A
JPH10301557A JP9111243A JP11124397A JPH10301557A JP H10301557 A JPH10301557 A JP H10301557A JP 9111243 A JP9111243 A JP 9111243A JP 11124397 A JP11124397 A JP 11124397A JP H10301557 A JPH10301557 A JP H10301557A
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JP
Japan
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JP9111243A
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English (en)
Inventor
Masanori Ihara
正典 伊原
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の3次元画像描画情報として、透明度情
報を伴う画素情報,画素の奥行き情報を導入し、リアリ
ティを向上させた画質を得ることを可能とする3次元画
像描画装置及び該装置の動作に用いる情報保持媒体を提
供する。 【解決手段】 3次元画像描画部A,Bから輝度を伴っ
た画素情報(RGB)aと(RGB)b,透明度情報α
a,αb並びに奥行き情報Za,Zbが出力される。画
素情報(RGB)a,(RGB)bに同期して出力され
る奥行き情報Za,Zbは、優先順位選択部2aにおい
てどちらが前面にあるか判断され、その結果に基づき前
記両画素情報の透明度の合成比選択2cが行われる。合
成比に対応した減衰量調整がなされた後、前記両画素情
報が合成されて合成画像RGBとして出力される。例え
ば、奥行き方向に対して手前にある信号の透明度で奥に
ある信号の映像を合成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元画像描画装
置に関し、より詳細には、複数の3次元画像描画装置で
描画された透明度情報を伴う画素情報を同期信号に合わ
せて奥行き情報によって合成するようにした3次元画像
描画装置及び該装置の動作に用いる情報保持媒体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】製品設計や部品設計において、3次元画
像描画装置を用いて設計を行う場合、設計者が形状を簡
単に確認できることが重要である。実世界の状態に近く
表現でき、かつ、説得力を伴う出力を得られるのは色々
なシェーディング手法によって作られるリアリティのあ
る3次元画像である。このような画像を得るために様々
な手法が採られている。
【0003】図9は、上述の手法を用いる従来の3次元
画像描画装置を例示するブロック図であり、3次元画像
描画部Aは、透明度情報αを伴う画素情報RGBを格納
するビデオメモリA1及び該画素情報の奥行き情報Zを
格納するビデオメモリ(Zバッファ)A2を備え、ホス
トバス1と接続されている。前記3次元画像描画部Aの
出力は、D/Aコンバータ3でD/A変換されてモニタ
4に3次元画像として表示される。
【0004】図10は、他の従来装置を示すもので、こ
の3次元画像描画装置は、図9に示した3次元画像描画
部Aと同じ機能のもう一つの3次元画像描画部Bを用
い、これらの3次元画像描画部A,Bの画像を2次元画
像描画部5に転送し、論理的に重ね合わせてD/Aコン
バータ3にてD/A変換しモニタ4に2次元画像を表示
する。なお、6は前記2次元画像描画部5に付属するビ
デオメモリ(画素情報)である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図9の従来装置におい
ては、透明度情報を伴う画素情報を奥行き情報で補正し
ているので、従前に比べれば現実性のある3次元画像が
得られるものの画質は複数の画素情報を奥行き情報で制
御するものではないので単体の3次元画像描画装置の枠
内のものでしかなかった。
【0006】また、図10の従来装置においては、複数
の3次元画像描画部を備えているが優先される奥行き情
報で当該描画部の出力を優先的に制御したり、透明度情
報に関して画素情報をD/A変換する前に物理的に重ね
合わせることを行っていないため、単体の3次元画像描
画装置の描画性能によって表示できるポリゴン数や画素
数の上限が決まってしまい、かつ、重なり合った画素が
半透明である場合に、手前にある画素とその背後にある
画素を合成する際に、透明度による処理はなされていな
かったため、現実味を含む画質の向上には限界があっ
た。
【0007】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、複数の3次元画像描画情報とし
て、透明度情報を伴う画素情報,画素情報の奥行き情報
を導入し、リアリティを向上させた画質を得られること
を可能とする3次元画像描画装置及び該装置の動作に用
いる情報保持媒体を提供することをその解決すべき課題
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数
画面それぞれにつき該画面を構成する各画素の透明度情
報を伴う画素情報と該画素の奥行き情報とを含む3次元
画像描画情報を生成し、生成された該3次元画像描画情
報を前記複数画面上の対応画素毎に同期して出力し得る
ようにした複数の3次元画像描画部と、該複数の3次元
画像描画部から同期して出力される3次元画像描画情報
の前記画素の奥行き情報にもとづきいずれの3次元画像
描画情報の出力を優先させるかの順位を画素単位で決定
し、決定した順位を選択情報として出力する優先順位選
択部と、前記優先順位選択部からの選択情報に従って選
択される前記3次元画像描画情報によって画面を合成す
る画像合成部とを備えてなることを特徴とし、もって、
単体の3次元画像描画装置の描画性能によって表示でき
るポリゴン数や画素数を増加させることができるととも
に、複数の3次元画像描画装置にまたがるリアルタイム
な3次元画像の描画を可能としたものである。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記画像合成部が、前記優先順位選択部から出力さ
れる選択情報により前記複数の3次元画像描画部の出力
の中から選択された最先の順位の前記3次元画像描画情
報のみを用い画面を合成するようにしたものである。
【0010】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記画像合成部は、前記優先順位選択部から出力さ
れる選択情報により優先して出力された3次元画像描画
情報における画素の透明度情報に従って、前記複数の3
次元画像描画部から出力される3次元画像描画情報にお
ける各画素情報の合成比率を変え画面を合成するように
したことを特徴とし、もって、重なり合う画素が半透明
であるような場合でも、よりリアリティのある3次元画
像の描画を可能としたものである。
【0011】請求項4の発明は、請求項1ないし3の発
明において、前記画像合成部は、前記3次元画像描画部
から入力される3次元画像描画情報における各画素情報
の透明度情報に空間透明度情報を付加し、得た画素情報
により合成処理を行うようにしたことを特徴とし、もっ
て、表示対象となる画素情報の手前の空間のもつ透明度
に合わせた画素情報による3次元画像の描画を可能とし
たものである。
【0012】請求項5の発明は、請求項1記載の3次元
画像描画装置における前記3次元画像描画部,前記優先
順位選択部及び前記画像合成部の機能を実行するために
用いる情報を取り出し可能に保持するようにした情報保
持媒体を提供するものである。
【0013】請求項6の発明は、請求項2記載の3次元
画像描画装置における前記3次元画像描画部,前記優先
順位選択部及び前記画像合成部の機能を実行するために
用いる情報を取り出し可能に保持するようにした情報保
持媒体を提供するものである。
【0014】請求項7の発明は、請求項3記載の3次元
画像描画装置における前記3次元画像描画部,前記優先
順位選択部及び前記画像合成部の機能を実行するために
用いる情報を取り出し可能に保持するようにした情報保
持媒体を提供するものである。
【0015】請求項8の発明は、請求項4記載の3次元
画像描画装置における前記3次元画像描画部,前記優先
順位選択部及び前記画像合成部の機能を実行するために
用いる情報を取り出し可能に保持するようにした情報保
持媒体を提供するものである。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の3次元画像描画
装置の一実施形態のブロック図である。図1において、
3次元画像描画部Aは、画素情報及び該画素情報の透明
度情報を格納するビデオメモリA1及び前記画素情報の
奥行き情報を格納するビデオメモリ(Zバッファ)A2
を備え、また、3次元画像描画部Bは、同じようにビデ
オメモリB1及びビデオメモリ(Zバッファ)B2を備
え、これらの3次元画像描画部A,Bは、ホストバス1
に接続されるとともに、これら3次元画像描画部A,B
からは垂直水平同期信号に合わせ同期したドットクロッ
クにより透明度情報を伴う画素情報RGBα及び奥行き
情報Zが出力される。これらの出力は後述する合成回路
部2に入力され、該合成回路部2からの映像出力は、D
/Aコンバータ3でD/A変換されモニタ4に表示され
る。
【0017】図2は、上記合成回路部の一実施形態のブ
ロック図であり、上記3次元画像描画部A,Bから出力
された画素情報の位置関係に係わる奥行き情報の優先順
位により画素情報の重ね合わせを行おうとするものであ
る。図2において、3次元画像描画部A,Bから画素情
報(RGB)a,(RGB)bのうちスクリーン(図示
せず)の奥行き方向に対して手前にある画素情報を優先
的に選択することにより描画を行おうとする場合、合成
回路部2の優先順位選択部2aにおいて、奥行き情報Z
a,Zbのどちらが前面にあるか判断し、その結果によ
って上記画素情報(RGB)a,(RGB)bのいずれ
かを優先して合成部2bで合成し、合成画像RGBを出
力する。
【0018】図3は、合成回路部2の他の実施形態のブ
ロック図である。図3において、3次元画像描画部A,
Bから輝度を伴った画素情報(RGB)aと(RGB)
b,透明度情報αa,αb並びに奥行き情報Za,Zb
が出力される。画素情報(RGB)a,(RGB)bに
同期して出力される奥行き情報Za,Zbは、優先順位
選択部2aにおいてどちらが前面にあるか判断され、そ
の結果に基づき前記両画素情報の透明度の合成比選択部
2cで合成比選択が行われる。そして、それに対応して
減衰量調整部2dで減衰量調整がなされた後、前記両画
素情報が合成されて合成画像RGBとして出力される。
例えば、奥行き方向に対して手前にある信号の透明度で
奥にある信号の映像を合成するわけである。
【0019】図4は、このような合成の過程を概念的に
示したものである。3次元画像描画部Aからの画像aの
透明度で、3次元画像描画部Bからの画像bを合成して
画像cを出力する態様を示している。この結果、でき上
がった画像の奥にある映像を描画部Bの手前の何もない
空間を描画部Aがレンダリングしていた場合、手前の空
間の透明度をもって奥の空間である画像に効果を加え
る。この合成は、デジタル回路でもアナログ回路でも構
わない。
【0020】図5は、アナログ回路による合成回路部2
の構成例である。3次元画像描画部A,Bからの画素情
報等が、合成回路部2に導入され、図3と同じように優
先順位選択部2aで優先順位選択され、合成比選択部2
cで合成比選択がなされた後、可変減衰回路2e,2e
により整調され、加算合成回路2fで合成されて映像出
力回路へと導かれる。
【0021】図6は、本発明の他の実施形態のブロック
図である。図6においては、一の3次元画像描画部Aを
ホストバス1に接続するとともに該3次元画像描画部A
の出力(透明度情報を伴う画素情報,奥行き情報,映像
同期信号)を合成回路部2に入力する。該合成回路部2
には、既に設置してある他の3次元画像描画装置(図示
せず)からの出力(透明度情報を伴う画素情報,奥行き
情報,映像同期信号)が入力として導入されている。
【0022】3次元画像描画装置としての動作機能は、
図2に述べたものと基本的に同じであり、このような構
成により複数の3次元画像描画装置にまたがる透明度情
報を含んだ3次元画像の描画ができる。そして、この構
成において、3次元画像描画部Aにおいて、画素情報の
透明度情報に空間透明度を付加すれば、前記合成回路2
への画素情報に加工を加えることができる。例えば、手
前の空間のもつ透明度に合わせた画素毎の加工が可能と
なる。
【0023】図7は、本発明のもう一つの実施形態のブ
ロック図である。図7は、図1及び図6で述べた3次元
画像描画装置を、最先の3次元描画装置A′の合成回路
部の出力(透明度情報を伴うRGB信号,奥行き情報,
映像同期信号を含む)を次の3次元画像描画装置B′の
入力として、次々と3次元画像描画装置C′,D′を継
なぐものである。図7においては、かかる装置を4組接
続し、4つの3次元画像描画装置にまたがる透明度情報
を含んだ画像の描画を可能にしている。
【0024】図8は、前記合成回路部において、具体的
にどのように情報処理がなされるかの態様を示すブロッ
ク図で示す。前述のようにそれぞれの3次元画像描画部
A,Bから、透明度情報を伴う画素情報,奥行き情報が
水平垂直同期信号の映像出力期間に合わせて出力されて
いる。各奥行き情報のいずれが前面にあるかの順位比較
により、いずれの画素情報を出力すべきかが判断され
る。かくして、例えば、3次元画像描画部Aの画像の画
素情報が前面にあるとした場合は、該画素情報の透明度
により描画Bの画素情報と合成され出力されることにな
る。3以上の描画装置から構成される場合でも同様に比
較後の出力を次の合成回路へ入力していけばよい。
【0025】本発明による3次元画像描画装置の上述し
た実施形態において、3次元画像描画装置の各部で画像
を構成するために処理されるべき情報として入力される
各画素に関する情報及びその他の入力情報として各部に
おいて処理上必要となる情報、並びに各部において、例
えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)等
で実現する場合を含め、その機能を働かせ、処理動作を
実行するための制御プログラム等をデータとして情報記
録媒体に記録(保持)するようにし、記録されたデータ
を読み出して当該装置を動作させるために用いる。この
ように、本発明による3次元画像描画装置を動作させる
データを情報記録媒体に保持させ、この情報記録媒体を
インストールさせた汎用のコンピュータによっても、当
該3次元画像描画装置の機能が実現できるようになる。
【0026】
【発明の効果】
請求項1,2の効果:複数の3次元画像描画装置の画像
出力として画素情報の他に該画素の奥行き情報を同期に
出力し、この奥行き情報の比較により、例えば、手前に
ある画素情報を優先的に選択して合成しているので、単
体の3次元画像描画装置の描画性能によって表示できる
ポリゴン数や画素数を増加させることができるととも
に、複数の3次元画像描画装置にまたがるリアルタイム
な3次元画像の描画ができる。
【0027】請求項3の効果:請求項1の効果に加え、
複数の3次元画像描画装置で描画する場合、重なり合う
画素が半透明である場合に、手前にくる画素情報とその
背景にある画素情報に対して画素情報の透明度を勘案し
て合成するようにしているので、よりリアリティのある
3次元画像の描画ができる。
【0028】請求項4の効果:請求項1ないし3の効果
に加え、3次元画像描画部の画素情報に空間透明度を付
加することにより合成回路部から出力される画素情報に
加工を加えることができるので、表示対象となる画素情
報の手前の空間のもつ透明度に合わせた画素情報による
3次元画像の描画ができる。
【0029】請求項5ないし8の効果:請求項1ないし
4のいずれか1の効果に加え、3次元画像描画装置を動
作させるデータを情報記録媒体に保持させ、この情報記
録媒体をインストールさせた汎用のコンピュータによっ
ても、当該3次元画像描画装置の機能が実現できるよう
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の3次元画像描画装置の一実施形態の
ブロック図である。
【図2】 本発明の合成回路部の一実施形態のブロック
図である。
【図3】 本発明の他の合成回路部の一実施形態のブロ
ック図である。
【図4】 画像合成の過程を概念的に示す図である。
【図5】 本発明装置の他の実施形態のブロック図であ
る。
【図6】 本発明装置の他の実施形態のブロック図であ
る。
【図7】 図6に示す3次元画像描画装置を複数接続し
た実施態様を示すブロック図である。
【図8】 合成回路部をアナログ構造にしたブロック図
である。
【図9】 従来の3次元画像描画装置をブロック図で示
したものである。
【図10】 従来の他の3次元画像描画装置をブロック
図で示すものである。
【符号の説明】
1…ホストバス、2…合成回路部、2a…優先順位選択
部、2b…合成部、2c…合成比選択部、2d…減衰量
調整部、2e…可変減衰回路、2f…加算合成回路、3
…D/Aコンバータ、4…モニタ、5…2次元画像描画
部、6…ビデオメモリ(画素情報)、A,B…3次元画
像描画部、A1,B1…ビデオメモリ(画素情報,透明度
情報)、A2,B2…ビデオメモリ(Zバッファ)、RGB
α…透明度情報を伴う画素情報、Z…奥行き情報。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数画面それぞれにつき該画面を構成す
    る各画素の透明度情報を伴う画素情報と該画素の奥行き
    情報とを含む3次元画像描画情報を生成し、生成された
    該3次元画像描画情報を前記複数画面上の対応画素毎に
    同期して出力し得るようにした複数の3次元画像描画部
    と、該複数の3次元画像描画部から同期して出力される
    3次元画像描画情報の前記画素の奥行き情報にもとづき
    いずれの3次元画像描画情報の出力を優先させるかの順
    位を画素単位で決定し、決定した順位を選択情報として
    出力する優先順位選択部と、前記優先順位選択部からの
    選択情報に従って選択される前記3次元画像描画情報に
    よって画面を合成する画像合成部とを備えてなる3次元
    画像描画装置。
  2. 【請求項2】 前記画像合成部は、前記優先順位選択部
    から出力される選択情報により前記複数の3次元画像描
    画部の出力の中から選択された最先の順位の前記3次元
    画像描画情報のみを用い画面を合成するようにしたこと
    を特徴とする請求項1記載の3次元画像描画装置。
  3. 【請求項3】 前記画像合成部は、前記優先順位選択部
    から出力される選択情報により優先して出力された3次
    元画像描画情報における画素の透明度情報に従って、前
    記複数の3次元画像描画部から出力される3次元画像描
    画情報における各画素情報の合成比率を変え画面を合成
    するようにしたことを特徴とする請求項1記載の3次元
    画像描画装置。
  4. 【請求項4】 前記画像合成部は、前記3次元画像描画
    部から入力される3次元画像描画情報における各画素情
    報の透明度情報に空間透明度情報を付加し、得た画素情
    報により合成処理を行うようにしたことを特徴とする請
    求項1ないし3のいずれか記載の3次元画像描画装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の3次元画像描画装置にお
    ける前記3次元画像描画部,前記優先順位選択部及び前
    記画像合成部の機能を実行するために用いる情報を取り
    出し可能に保持するようにした情報保持媒体。
  6. 【請求項6】 請求項2記載の3次元画像描画装置にお
    ける前記3次元画像描画部,前記優先順位選択部及び前
    記画像合成部の機能を実行するために用いる情報を取り
    出し可能に保持するようにした情報保持媒体。
  7. 【請求項7】 請求項3記載の3次元画像描画装置にお
    ける前記3次元画像描画部,前記優先順位選択部及び前
    記画像合成部の機能を実行するために用いる情報を取り
    出し可能に保持するようにした情報保持媒体。
  8. 【請求項8】 請求項4記載の3次元画像描画装置にお
    ける前記3次元画像描画部,前記優先順位選択部及び前
    記画像合成部の機能を実行するために用いる情報を取り
    出し可能に保持するようにした情報保持媒体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130129324A1 (en) * 2011-05-26 2013-05-23 Tinic Uro Accelerating Video from an Arbitrary Graphical Layer

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