JPH1031755A - ３次元図形隠面消去処理装置 - Google Patents
３次元図形隠面消去処理装置Info
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- JPH1031755A JPH1031755A JP8184728A JP18472896A JPH1031755A JP H1031755 A JPH1031755 A JP H1031755A JP 8184728 A JP8184728 A JP 8184728A JP 18472896 A JP18472896 A JP 18472896A JP H1031755 A JPH1031755 A JP H1031755A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の３次元図形隠面消去処理装置は、隠
面消去処理の対象となるポリゴンの数を、ジオメトリ処
理およびレンダリング処理の前に減らすことによって、
画像処理を高速化することを目的とする。 【解決手段】 モデリング変換設定部２は、図形データ
記憶部１に記憶された３次元図形を座標変換するマトリ
クスデータをモデリング変換記憶部４に記憶する。射影
変換設定部３は、透視射影の視線ベクトルまたは平行射
影の視線ベクトルと、ポリゴンの法線ベクトルとの内積
を求めるための演算式を射影変換記憶部５に記憶する。
後方面廃棄処理部６は、射影変換記憶部３およびモデリ
ング変換記憶部４の記憶内容に基づき、ポリゴンの法線
ベクトルと視線ベクトルとの内積の符号を求め、ポリゴ
ンが前方面か後方面かを判別し、隠面消去処理の対象と
なるポリゴンを廃棄して出力し、ジオメトリ／レンダリ
ング処理部７にてジオメトリ処理およびレンダリング処
理を行う。
面消去処理の対象となるポリゴンの数を、ジオメトリ処
理およびレンダリング処理の前に減らすことによって、
画像処理を高速化することを目的とする。 【解決手段】 モデリング変換設定部２は、図形データ
記憶部１に記憶された３次元図形を座標変換するマトリ
クスデータをモデリング変換記憶部４に記憶する。射影
変換設定部３は、透視射影の視線ベクトルまたは平行射
影の視線ベクトルと、ポリゴンの法線ベクトルとの内積
を求めるための演算式を射影変換記憶部５に記憶する。
後方面廃棄処理部６は、射影変換記憶部３およびモデリ
ング変換記憶部４の記憶内容に基づき、ポリゴンの法線
ベクトルと視線ベクトルとの内積の符号を求め、ポリゴ
ンが前方面か後方面かを判別し、隠面消去処理の対象と
なるポリゴンを廃棄して出力し、ジオメトリ／レンダリ
ング処理部７にてジオメトリ処理およびレンダリング処
理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元図形を立体
画像処理する装置において、画像の描画を高速化する３
次元図形隠面消去処理装置に関する。
画像処理する装置において、画像の描画を高速化する３
次元図形隠面消去処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、３次元図形を立体画像処理する装
置では、通常、３次元図形の表面を多数のポリゴンに分
割することによって近似し、画像処理する。その際、視
点から見て奥にあるポリゴンが手前のポリゴンに隠され
るように隠面消去処理が必要となる。この隠面消去処理
の方法として、例えばＺバッファ法、スキャンライン法
などが知られている。
置では、通常、３次元図形の表面を多数のポリゴンに分
割することによって近似し、画像処理する。その際、視
点から見て奥にあるポリゴンが手前のポリゴンに隠され
るように隠面消去処理が必要となる。この隠面消去処理
の方法として、例えばＺバッファ法、スキャンライン法
などが知られている。
【０００３】Ｚバッファ法は、３次元空間に対応するバ
ッファメモリに各図形の存在する位置を示す情報を記憶
し、視点から図形を見た視線に沿って、その視線が最初
に図形と交差する面を見える面として、隠面消去処理す
る方法である。スキャンライン法は、高さ方向（Ｙ方
向）にスライスした奥行き（Ｚ方向）を有する図形の断
面について、視線を横方向（Ｘ方向）に走査（スキャ
ン）して隠面消去処理を行う。これらの方法によって、
隠面消去処理を行った場合、多数のポリゴンについて隠
面消去処理を行う必要があるため、多くの計算時間を必
要とし画像表示が遅くなる。このため隠面消去処理の対
象となるポリゴンを、隠面消去処理の前に廃棄すること
が行われている。
ッファメモリに各図形の存在する位置を示す情報を記憶
し、視点から図形を見た視線に沿って、その視線が最初
に図形と交差する面を見える面として、隠面消去処理す
る方法である。スキャンライン法は、高さ方向（Ｙ方
向）にスライスした奥行き（Ｚ方向）を有する図形の断
面について、視線を横方向（Ｘ方向）に走査（スキャ
ン）して隠面消去処理を行う。これらの方法によって、
隠面消去処理を行った場合、多数のポリゴンについて隠
面消去処理を行う必要があるため、多くの計算時間を必
要とし画像表示が遅くなる。このため隠面消去処理の対
象となるポリゴンを、隠面消去処理の前に廃棄すること
が行われている。
【０００４】例えばＯpen ＧＬ（Silicon Graphics,In
c.の登録商標）におけるプログラミングでは、一貫して
反時計回り（ＣＣＷ）の面でモデルを構築する。このと
き、画面上で反時計回りの面を前方面、時計回り（Ｃ
Ｗ）の面を後方面と呼ぶ。同一方向の多角形面で完全に
囲まれた３次元図形では、視点から見て、後方面は全く
見えず、常に前方面に覆われる。したがって後方面と判
断した時点でその面を廃棄することにより描画速度を向
上することができる。この方法をバックフェース・カリ
ングと呼ぶ。
c.の登録商標）におけるプログラミングでは、一貫して
反時計回り（ＣＣＷ）の面でモデルを構築する。このと
き、画面上で反時計回りの面を前方面、時計回り（Ｃ
Ｗ）の面を後方面と呼ぶ。同一方向の多角形面で完全に
囲まれた３次元図形では、視点から見て、後方面は全く
見えず、常に前方面に覆われる。したがって後方面と判
断した時点でその面を廃棄することにより描画速度を向
上することができる。この方法をバックフェース・カリ
ングと呼ぶ。
【０００５】ここで３次元図形を射影変換して２次元の
スクリーン上に表したウィンドウ座標において、以下の
式（６）に示す演算式にてｎ角形の頂点の座標を用いた
ｎ角形面の領域の符号ｒを求め、この符号ｒによってｎ
角形面が前方面か後方面かを判断できる。
スクリーン上に表したウィンドウ座標において、以下の
式（６）に示す演算式にてｎ角形の頂点の座標を用いた
ｎ角形面の領域の符号ｒを求め、この符号ｒによってｎ
角形面が前方面か後方面かを判断できる。
【０００６】
【数１】 ここにｘi，ｙiはｎ角形のｉ番目の頂点の座標であり、
このｎ角形面が前方面である条件は、ｒ＞０である。
このｎ角形面が前方面である条件は、ｒ＞０である。
【０００７】上記式（６）でｊ＝ｉ＋１（ｍｏｄ ｎ）
であり、（ｍｏｄ ｎ）は、ｊをｎで割った余りを示
す。例えばｎ＝３の場合、３角形となり、各頂点座標
は、（Ｘ0，Ｙ0）、（Ｘ1，Ｙ1）、（Ｘ2，Ｙ2）とな
る。これを上記式（６）に代入すると、以下の式（７）
が得られる。
であり、（ｍｏｄ ｎ）は、ｊをｎで割った余りを示
す。例えばｎ＝３の場合、３角形となり、各頂点座標
は、（Ｘ0，Ｙ0）、（Ｘ1，Ｙ1）、（Ｘ2，Ｙ2）とな
る。これを上記式（６）に代入すると、以下の式（７）
が得られる。
【０００８】
【数２】
【０００９】つまり、（Ｘ3，Ｙ3）という頂点は無いの
で、替わりに（Ｘ0，Ｙ0）に置き換えたものである。
で、替わりに（Ｘ0，Ｙ0）に置き換えたものである。
【００１０】図３は、Ｏpen ＧＬにおける３次元図形の
データ処理のフローチャートを示す。まず視点を基準に
モデルを回転、平行などの幾何変換を行うモデリング変
換を行う（ＳＴ３１）。次に特定の光源から光を照射し
て視点から眺めた場合の画像を生成する光源処理を行う
（ＳＴ３２）。そして３次元形状を視点から見たスクリ
ーン上の２次元形状に変換する射影変換を行い（ＳＴ３
３）、視界から外れた部分を切り取るクリッピング処理
を行う（ＳＴ３４）。次に座標変換のための４次元の同
時座標表現から、３次元の表現に変換する正規化処理を
行い（ＳＴ３５）、スクリーン上の任意の位置に変換す
るビューポート変換を行う（ＳＴ３６）。その後、後方
面廃棄処理を行う（ＳＴ３７）。以上のジオメトリ処理
の結果をもとに、ラスタライズ（ＡＴ３８）、シェーデ
ィング処理（ＳＴ３９）などのレンダリング処理を行
う。このように３次元空間で定義した図形をさまざまに
処理した後、上記式（６）の演算式を用いて符号判定を
行い、後方面廃棄処理すなわちバックフェース・カリン
グを行う。
データ処理のフローチャートを示す。まず視点を基準に
モデルを回転、平行などの幾何変換を行うモデリング変
換を行う（ＳＴ３１）。次に特定の光源から光を照射し
て視点から眺めた場合の画像を生成する光源処理を行う
（ＳＴ３２）。そして３次元形状を視点から見たスクリ
ーン上の２次元形状に変換する射影変換を行い（ＳＴ３
３）、視界から外れた部分を切り取るクリッピング処理
を行う（ＳＴ３４）。次に座標変換のための４次元の同
時座標表現から、３次元の表現に変換する正規化処理を
行い（ＳＴ３５）、スクリーン上の任意の位置に変換す
るビューポート変換を行う（ＳＴ３６）。その後、後方
面廃棄処理を行う（ＳＴ３７）。以上のジオメトリ処理
の結果をもとに、ラスタライズ（ＡＴ３８）、シェーデ
ィング処理（ＳＴ３９）などのレンダリング処理を行
う。このように３次元空間で定義した図形をさまざまに
処理した後、上記式（６）の演算式を用いて符号判定を
行い、後方面廃棄処理すなわちバックフェース・カリン
グを行う。
【００１１】また特開平５−６７２１９号公報に開示さ
れた方式では、３次元空間で定義した図形をさまざまに
処理した後、視方向ベクトルと３次元図形を構成する面
の法線ベクトルのなす角度に基づいて隠面消去処理を行
っている。
れた方式では、３次元空間で定義した図形をさまざまに
処理した後、視方向ベクトルと３次元図形を構成する面
の法線ベクトルのなす角度に基づいて隠面消去処理を行
っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような方法で隠面消去処理を行う場合、隠面消去処理を
行う前にモデリング変換処理や光源処理などを行う必要
があるため、多くの計算時間が必要となる。このため画
像表示の処理速度が遅くなるという問題点があった。
ような方法で隠面消去処理を行う場合、隠面消去処理を
行う前にモデリング変換処理や光源処理などを行う必要
があるため、多くの計算時間が必要となる。このため画
像表示の処理速度が遅くなるという問題点があった。
【００１３】そこで本発明は、上記従来の問題点を解消
すべくなされたものであり、隠面消去処理の対象となる
ポリゴンの数を、ジオメトリ処理におけるモデリング変
換処理や光源処理の前に減らすことによって、画像処理
の高速化を可能とする３次元図形隠面消去処理装置を提
供することを目的とする。
すべくなされたものであり、隠面消去処理の対象となる
ポリゴンの数を、ジオメトリ処理におけるモデリング変
換処理や光源処理の前に減らすことによって、画像処理
の高速化を可能とする３次元図形隠面消去処理装置を提
供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載の３次元図形隠面消去処理
装置は、３次元図形を立体画像処理する装置において、
３次元図形を構成するポリゴンの各頂点座標を記憶する
図形データ記憶手段と、この図形データ記憶手段に記憶
された３次元図形を、視点を基準に幾何変換するための
マトリクスデータを出力するモデリング変換設定手段
と、このモデリング変換設定手段の出力を記憶するモデ
リング変換記憶手段と、前記データ記憶部に記憶された
３次元図形を構成するポリゴンの頂点に対する、前記視
点からの透視射影の視線ベクトルまたは平行射影の視線
ベクトルと、前記ポリゴンの法線ベクトルとの内積を求
めるための演算式を出力する射影変換設定手段と、この
射影変換設定手段の出力を記憶する射影変換記憶手段
と、この射影変換記憶手段および前記モデリング変換記
憶手段の記憶内容に基づき、前記視線ベクトルとポリゴ
ンの法線ベクトルとの内積の符号を求め、この内積の符
号によって前記ポリゴンが視点の方に表側が向いている
前方面か裏側が向いている後方面かを判別して、前記図
形データ記憶部に記憶された３次元図形を構成するポリ
ゴンから隠面消去処理の対象となるポリゴンを廃棄する
後方面廃棄処理手段と、この後方面廃棄手段によって後
方面を廃棄された３次元図形データをジオメトリ処理お
よびレンダリング処理を行うジオメトリ／レンダリング
処理手段とを具備することを特徴とする構成を有する。
め、本発明の請求項１に記載の３次元図形隠面消去処理
装置は、３次元図形を立体画像処理する装置において、
３次元図形を構成するポリゴンの各頂点座標を記憶する
図形データ記憶手段と、この図形データ記憶手段に記憶
された３次元図形を、視点を基準に幾何変換するための
マトリクスデータを出力するモデリング変換設定手段
と、このモデリング変換設定手段の出力を記憶するモデ
リング変換記憶手段と、前記データ記憶部に記憶された
３次元図形を構成するポリゴンの頂点に対する、前記視
点からの透視射影の視線ベクトルまたは平行射影の視線
ベクトルと、前記ポリゴンの法線ベクトルとの内積を求
めるための演算式を出力する射影変換設定手段と、この
射影変換設定手段の出力を記憶する射影変換記憶手段
と、この射影変換記憶手段および前記モデリング変換記
憶手段の記憶内容に基づき、前記視線ベクトルとポリゴ
ンの法線ベクトルとの内積の符号を求め、この内積の符
号によって前記ポリゴンが視点の方に表側が向いている
前方面か裏側が向いている後方面かを判別して、前記図
形データ記憶部に記憶された３次元図形を構成するポリ
ゴンから隠面消去処理の対象となるポリゴンを廃棄する
後方面廃棄処理手段と、この後方面廃棄手段によって後
方面を廃棄された３次元図形データをジオメトリ処理お
よびレンダリング処理を行うジオメトリ／レンダリング
処理手段とを具備することを特徴とする構成を有する。
【００１５】本発明の請求項２に記載の３次元図形隠面
消去処理装置は、請求項１に記載の３次元図形隠面消去
処理装置を構成する手段において、前記図形データ記憶
手段が、３次元図形を構成するポリゴンの法線ベクトル
を記憶していることを特徴とする。
消去処理装置は、請求項１に記載の３次元図形隠面消去
処理装置を構成する手段において、前記図形データ記憶
手段が、３次元図形を構成するポリゴンの法線ベクトル
を記憶していることを特徴とする。
【００１６】本発明の請求項３に記載の３次元図形隠面
消去処理装置は、請求項１に記載の３次元図形隠面消去
処理装置を構成する手段において、前記図形データ記憶
手段が、３次元図形を構成するポリゴンの各頂点に対す
る視点から見たベクトルの３重積を記憶していることを
特徴とする。
消去処理装置は、請求項１に記載の３次元図形隠面消去
処理装置を構成する手段において、前記図形データ記憶
手段が、３次元図形を構成するポリゴンの各頂点に対す
る視点から見たベクトルの３重積を記憶していることを
特徴とする。
【００１７】上記の構成によって、本発明の請求項１に
記載の３次元図形隠面消去処理装置は、後方面廃棄処理
手段が、射影変換記憶手段およびモデリング変換記憶手
段の記憶内容に基づき、視線ベクトルとポリゴンの法線
ベクトルとの内積の符号を求め、この内積の符号によっ
て図形データ記憶部に記憶されたポリゴンが前方面か後
方面かを判別し、隠面消去処理の対象となるポリゴンを
廃棄して、ポリゴンの数を減らした後、ジオメトリ処理
およびレンダリング処理を行う。
記載の３次元図形隠面消去処理装置は、後方面廃棄処理
手段が、射影変換記憶手段およびモデリング変換記憶手
段の記憶内容に基づき、視線ベクトルとポリゴンの法線
ベクトルとの内積の符号を求め、この内積の符号によっ
て図形データ記憶部に記憶されたポリゴンが前方面か後
方面かを判別し、隠面消去処理の対象となるポリゴンを
廃棄して、ポリゴンの数を減らした後、ジオメトリ処理
およびレンダリング処理を行う。
【００１８】本発明の請求項２に記載の３次元図形隠面
消去処理装置は、図形データ記憶手段が、３次元図形を
構成するポリゴンの法線ベクトルを記憶しているので、
この記憶されたポリゴンの法線ベクトルを利用して、視
線ベクトルとポリゴンの法線ベクトルとの内積の符号を
求めることができる。
消去処理装置は、図形データ記憶手段が、３次元図形を
構成するポリゴンの法線ベクトルを記憶しているので、
この記憶されたポリゴンの法線ベクトルを利用して、視
線ベクトルとポリゴンの法線ベクトルとの内積の符号を
求めることができる。
【００１９】本発明の請求項３に記載の３次元図形隠面
消去処理装置は、図形データ記憶手段が、３次元図形を
構成するポリゴンの各頂点に対する視点から見たベクト
ルの３重積を記憶しているので、この記憶されたベクト
ルの３重積を利用して、視線ベクトルとポリゴンの法線
ベクトルとの内積の符号を求めることができる。
消去処理装置は、図形データ記憶手段が、３次元図形を
構成するポリゴンの各頂点に対する視点から見たベクト
ルの３重積を記憶しているので、この記憶されたベクト
ルの３重積を利用して、視線ベクトルとポリゴンの法線
ベクトルとの内積の符号を求めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の３次元図形
隠面消去処理装置の機能ブロック図である。図形データ
記憶部１は、３次元図形を構成するポリゴンの各頂点座
標を記憶している。モデリング変換設定部２は、この図
形データ記憶部１に記憶された３次元図形を、視点を基
準にモデルの座標を変換するためのマトリクスデータを
生成し出力する。モデリング変換記憶部４は、このモデ
リング変換設定部２の出力を記憶する。射影変換設定部
３は、データ記憶部１に記憶された各ポリゴンの頂点に
対する、視点からの透視射影の視線ベクトルまたは平行
射影の視線ベクトルと、ポリゴンの法線ベクトルとの内
積を求めるための演算式を出力する。射影変換記憶部５
は、この射影変換設定部３の出力を記憶する。
施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の３次元図形
隠面消去処理装置の機能ブロック図である。図形データ
記憶部１は、３次元図形を構成するポリゴンの各頂点座
標を記憶している。モデリング変換設定部２は、この図
形データ記憶部１に記憶された３次元図形を、視点を基
準にモデルの座標を変換するためのマトリクスデータを
生成し出力する。モデリング変換記憶部４は、このモデ
リング変換設定部２の出力を記憶する。射影変換設定部
３は、データ記憶部１に記憶された各ポリゴンの頂点に
対する、視点からの透視射影の視線ベクトルまたは平行
射影の視線ベクトルと、ポリゴンの法線ベクトルとの内
積を求めるための演算式を出力する。射影変換記憶部５
は、この射影変換設定部３の出力を記憶する。
【００２１】後方面廃棄処理部６は、射影変換記憶部３
およびモデリング変換記憶部４の記憶内容に基づき、ポ
リゴンの法線ベクトルと視線ベクトルとの内積の符号を
求め、ポリゴンが視点の方に表側が向いている前方面か
裏側が向いている後方面かを判別する。そして図形デー
タ記憶部１に記憶された３次元図形を構成するポリゴン
から隠面消去処理の対象となるポリゴンを廃棄して出力
する。ジオメトリ／レンダリング処理部７は、この後方
面廃棄処理部６によって後方面を廃棄された３次元図形
データに対してジオメトリ処理およびレンダリング処理
を行う。
およびモデリング変換記憶部４の記憶内容に基づき、ポ
リゴンの法線ベクトルと視線ベクトルとの内積の符号を
求め、ポリゴンが視点の方に表側が向いている前方面か
裏側が向いている後方面かを判別する。そして図形デー
タ記憶部１に記憶された３次元図形を構成するポリゴン
から隠面消去処理の対象となるポリゴンを廃棄して出力
する。ジオメトリ／レンダリング処理部７は、この後方
面廃棄処理部６によって後方面を廃棄された３次元図形
データに対してジオメトリ処理およびレンダリング処理
を行う。
【００２２】図形データ記憶部１、モデリング変換記憶
部４、射影変換記憶部５は、メモリなどによって構成さ
れ、モデリング変換設定部２、射影変換設定部３、後方
面廃棄処理部６、ジオメトリ／レンダリング処理部７
は、マイクロコンピュータなどによって構成されてい
る。
部４、射影変換記憶部５は、メモリなどによって構成さ
れ、モデリング変換設定部２、射影変換設定部３、後方
面廃棄処理部６、ジオメトリ／レンダリング処理部７
は、マイクロコンピュータなどによって構成されてい
る。
【００２３】図２（ａ）は、透視射影の場合の射影中心
（視点）２０とモデルの面２２（三角形Ａ1Ｂ1Ｃ1）と
の関係を示す。面２２は、図形データ記憶部１に記憶さ
れたモデル座標における面２１（三角形ＡＢＣ）の各頂
点座標を、モデリング変換設定部２にて設定された射影
中心（視点）２０を基準に、変換マトリクスＭを用いて
以下の数１によってモデリング変換して視点座標におけ
る図形としたものである。
（視点）２０とモデルの面２２（三角形Ａ1Ｂ1Ｃ1）と
の関係を示す。面２２は、図形データ記憶部１に記憶さ
れたモデル座標における面２１（三角形ＡＢＣ）の各頂
点座標を、モデリング変換設定部２にて設定された射影
中心（視点）２０を基準に、変換マトリクスＭを用いて
以下の数１によってモデリング変換して視点座標におけ
る図形としたものである。
【００２４】 ｆ（ｘ）＝Ｍｘ＋ｍ （１） ここにｘ、ｍはベクトルを表す。
【００２５】射影中心２０から面２２への視方向ベクト
ルａ1と面２２の法線ベクトルｎとの成す角度によっ
て、視点から見たポリゴン（面２２）の表裏を判別でき
る。すなわち内積(ａ1,ｎ)の符号を判断すれば、視点か
ら見て裏面を向いているポリゴンを検出できる。
ルａ1と面２２の法線ベクトルｎとの成す角度によっ
て、視点から見たポリゴン（面２２）の表裏を判別でき
る。すなわち内積(ａ1,ｎ)の符号を判断すれば、視点か
ら見て裏面を向いているポリゴンを検出できる。
【００２６】上記面２２の法線ベクトルｎは、外積[ヘ゛ク
トルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1]を用いて ｎ＝[ヘ゛クトルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1] （２ ） と表すことができる。
トルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1]を用いて ｎ＝[ヘ゛クトルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1] （２ ） と表すことができる。
【００２７】その結果、上記内積はベクトルの３重積を
用いて、 (ａ1,ｎ)＝(ａ1,[ヘ゛クトルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1]) （３ ） と表すことができる。
用いて、 (ａ1,ｎ)＝(ａ1,[ヘ゛クトルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1]) （３ ） と表すことができる。
【００２８】また上記式（３）は、変換マトリクスＭを
用いて、 (ａ1,[ヘ゛クトルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1])＝detＭ(ａ,[ｂ,ｃ])＋detＭ(Ｍ-1ｍ,[ヘ゛クトル ＡＢ,ヘ゛クトルＡＣ]) （ ４） と表すことができる。ここにdetＭは変換マトリクスＭ
の行列式、Ｍ-1は変換マトリクスＭの逆行列を表す。ま
たａ、ｂ、ｃは、モデル座標における視点から面２１
（三角形ＡＢＣ）の各頂点Ａ、Ｂ、Ｃへのベクトルを表
す。
用いて、 (ａ1,[ヘ゛クトルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1])＝detＭ(ａ,[ｂ,ｃ])＋detＭ(Ｍ-1ｍ,[ヘ゛クトル ＡＢ,ヘ゛クトルＡＣ]) （ ４） と表すことができる。ここにdetＭは変換マトリクスＭ
の行列式、Ｍ-1は変換マトリクスＭの逆行列を表す。ま
たａ、ｂ、ｃは、モデル座標における視点から面２１
（三角形ＡＢＣ）の各頂点Ａ、Ｂ、Ｃへのベクトルを表
す。
【００２９】図２（ｂ）は、平行射影の場合の視方向ベ
クトルｅと面２２との関係を示す。この場合は、視方向
ベクトルｅと面２２の法線ベクトルｎとの内積の符号を
判断するため、ベクトルの３重積を用いて、 (ｅ,[ヘ゛クトルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1])＝detＭ(Ｍ-1ｅ,[ヘ゛クトルＡＢ,ヘ゛クトルＡＣ]) （ ５） と表すことができる。
クトルｅと面２２との関係を示す。この場合は、視方向
ベクトルｅと面２２の法線ベクトルｎとの内積の符号を
判断するため、ベクトルの３重積を用いて、 (ｅ,[ヘ゛クトルＡ1Ｂ1,ヘ゛クトルＡ1Ｃ1])＝detＭ(Ｍ-1ｅ,[ヘ゛クトルＡＢ,ヘ゛クトルＡＣ]) （ ５） と表すことができる。
【００３０】モデリング変換設定部２は変換マトリクス
Ｍを用いて、detＭ、Ｍ-1ｍ、Ｍ-1ｅをそれぞれ計算
し、モデリング変換記憶部４に記憶する。
Ｍを用いて、detＭ、Ｍ-1ｍ、Ｍ-1ｅをそれぞれ計算
し、モデリング変換記憶部４に記憶する。
【００３１】射影変換設定部３は、上記式（４）または
式（５）のいずれの演算式を用いるか射影変換記憶部５
に記憶する。
式（５）のいずれの演算式を用いるか射影変換記憶部５
に記憶する。
【００３２】後方面廃棄処理部６は、射影変換記憶部３
に記憶された式（４）または式（５）の演算式と、モデ
リング変換記憶部４に記憶されたdetＭ、Ｍ-1ｍ、Ｍ-1
ｅとに基づき、ポリゴンの法線ベクトルと視線ベクトル
との内積を求める。そしてその内積の符号にて、ポリゴ
ンが視点の方に表側が向いている前方面か裏側が向いて
いる後方面かを判別する。そして図形データ記憶部１に
記憶された３次元図形を構成するポリゴンから隠面消去
処理の対象となるポリゴンを廃棄して出力する。
に記憶された式（４）または式（５）の演算式と、モデ
リング変換記憶部４に記憶されたdetＭ、Ｍ-1ｍ、Ｍ-1
ｅとに基づき、ポリゴンの法線ベクトルと視線ベクトル
との内積を求める。そしてその内積の符号にて、ポリゴ
ンが視点の方に表側が向いている前方面か裏側が向いて
いる後方面かを判別する。そして図形データ記憶部１に
記憶された３次元図形を構成するポリゴンから隠面消去
処理の対象となるポリゴンを廃棄して出力する。
【００３３】ジオメトリ／レンダリング処理部７は、こ
の後方面廃棄処理部６によって後方面を廃棄された３次
元図形データに対して、射影変換、クリッピング処理、
正規化処理、ビューポート変換などのジオメトリ処理お
よびレンダリング処理を行う。その結果、視点座標にお
ける面２２は、図２（ｃ）に示すようなスクリーン上の
２次元のウィンドウ座標における面２３（三角形Ａ2Ｂ2
Ｃ2）に変換される。
の後方面廃棄処理部６によって後方面を廃棄された３次
元図形データに対して、射影変換、クリッピング処理、
正規化処理、ビューポート変換などのジオメトリ処理お
よびレンダリング処理を行う。その結果、視点座標にお
ける面２２は、図２（ｃ）に示すようなスクリーン上の
２次元のウィンドウ座標における面２３（三角形Ａ2Ｂ2
Ｃ2）に変換される。
【００３４】上述のようにモデルに対し、視点を設定し
た段階で、３次元図形を構成する各ポリゴンが視点から
見て前方面か後方面かを判別して、隠面消去処理の対象
となるポリゴンを廃棄した後、モデリング変換処理、光
源処理および射影変換などを行う。このことによって、
処理するポリゴンの数を減らすことができ、画像処理を
高速化できる。
た段階で、３次元図形を構成する各ポリゴンが視点から
見て前方面か後方面かを判別して、隠面消去処理の対象
となるポリゴンを廃棄した後、モデリング変換処理、光
源処理および射影変換などを行う。このことによって、
処理するポリゴンの数を減らすことができ、画像処理を
高速化できる。
【００３５】さらにポリゴンの法線ベクトルすなわち外
積[ヘ゛クトルＡＢ,ヘ゛クトルＡＣ]、および設定された視点から
見たポリゴンの各頂点に対するベクトルの３重積(ａ,
[ｂ,ｃ])をあらかじめ求めて、図形データ記憶部１に３
次元図形データとして記憶することによって、この記憶
されたデータを用いて、より高速な画像処理が可能とな
る。
積[ヘ゛クトルＡＢ,ヘ゛クトルＡＣ]、および設定された視点から
見たポリゴンの各頂点に対するベクトルの３重積(ａ,
[ｂ,ｃ])をあらかじめ求めて、図形データ記憶部１に３
次元図形データとして記憶することによって、この記憶
されたデータを用いて、より高速な画像処理が可能とな
る。
【００３６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の請求項１に
記載の３次元図形隠面消去処理装置は、後方面廃棄処理
手段が、射影変換記憶手段およびモデリング変換記憶手
段の記憶内容に基づき、視線ベクトルとポリゴンの法線
ベクトルとの内積の符号を求め、この内積の符号によっ
て図形データ記憶部に記憶されたポリゴンが前方面か後
方面かを判別し、隠面消去処理の対象となるポリゴンを
廃棄して、ポリゴンの数を減らした後、ジオメトリ処理
およびレンダリング処理を行うので、画像処理の高速化
が可能となる。
記載の３次元図形隠面消去処理装置は、後方面廃棄処理
手段が、射影変換記憶手段およびモデリング変換記憶手
段の記憶内容に基づき、視線ベクトルとポリゴンの法線
ベクトルとの内積の符号を求め、この内積の符号によっ
て図形データ記憶部に記憶されたポリゴンが前方面か後
方面かを判別し、隠面消去処理の対象となるポリゴンを
廃棄して、ポリゴンの数を減らした後、ジオメトリ処理
およびレンダリング処理を行うので、画像処理の高速化
が可能となる。
【００３７】本発明の請求項２に記載の３次元図形隠面
消去処理装置は、図形データ記憶手段が、３次元図形を
構成するポリゴンの法線ベクトルを記憶しているので、
この記憶されたポリゴンの法線ベクトルを利用して、視
線ベクトルとポリゴンの法線ベクトルとの内積の符号を
求めることができる。その結果より高速な画像処理が可
能となる。
消去処理装置は、図形データ記憶手段が、３次元図形を
構成するポリゴンの法線ベクトルを記憶しているので、
この記憶されたポリゴンの法線ベクトルを利用して、視
線ベクトルとポリゴンの法線ベクトルとの内積の符号を
求めることができる。その結果より高速な画像処理が可
能となる。
【００３８】本発明の請求項３に記載の３次元図形隠面
消去処理装置は、図形データ記憶手段が、３次元図形を
構成するポリゴンの各頂点に対する視点から見たベクト
ルの３重積を記憶しているので、この記憶されたベクト
ルの３重積を利用して、視線ベクトルとポリゴンの法線
ベクトルとの内積の符号を求めることができる。その結
果より高速な画像処理が可能となる。
消去処理装置は、図形データ記憶手段が、３次元図形を
構成するポリゴンの各頂点に対する視点から見たベクト
ルの３重積を記憶しているので、この記憶されたベクト
ルの３重積を利用して、視線ベクトルとポリゴンの法線
ベクトルとの内積の符号を求めることができる。その結
果より高速な画像処理が可能となる。
【図１】本発明の３次元図形隠面消去処理装置の機能ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】（ａ）は透視射影のモデル、（ｂ）は平行射影
のモデル、（ｃ）はウィンドウ座標における射影を示す
図である。
のモデル、（ｃ）はウィンドウ座標における射影を示す
図である。
【図３】Ｏpen ＧＬにおける３次元図形のデータ処理の
フローチャートである。
フローチャートである。
１ 図形データ記憶部 ２ モデリング変換設定部 ３ 射影変換設定部 ４ モデリング変換記憶部 ５ 射影変換記憶部 ６ 後方面廃棄処理部 ７ ジオメトリ／レンダリング処理部
Claims (3)
- 【請求項１】 ３次元図形を立体画像処理する装置にお
いて、 ３次元図形を構成するポリゴンの各頂点座標を記憶する
図形データ記憶手段と、 この図形データ記憶手段に記憶された３次元図形を、視
点を基準に幾何変換するためのマトリクスデータを出力
するモデリング変換設定手段と、 このモデリング変換設定手段の出力を記憶するモデリン
グ変換記憶手段と、 前記データ記憶部に記憶された３次元図形を構成するポ
リゴンの頂点に対する、前記視点からの透視射影の視線
ベクトルまたは平行射影の視線ベクトルと、前記ポリゴ
ンの法線ベクトルとの内積を求めるための演算式を出力
する射影変換設定手段と、 この射影変換設定手段の出力を記憶する射影変換記憶手
段と、 この射影変換記憶手段および前記モデリング変換記憶手
段の記憶内容に基づき、前記視線ベクトルとポリゴンの
法線ベクトルとの内積の符号を求め、この内積の符号に
よって前記ポリゴンが視点の方に表側が向いている前方
面か裏側が向いている後方面かを判別して、前記図形デ
ータ記憶部に記憶された３次元図形を構成するポリゴン
から隠面消去処理の対象となるポリゴンを廃棄する後方
面廃棄処理手段と、 この後方面廃棄手段によって後方面を廃棄された３次元
図形データをジオメトリおよびレンダリング処理を行う
ジオメトリ／レンダリング処理手段とを具備することを
特徴とする３次元図形隠面消去処理装置。 - 【請求項２】 前記図形データ記憶手段が、３次元図形
を構成するポリゴンの法線ベクトルを記憶していること
を特徴とする請求項１に記載の３次元図形隠面消去処理
装置。 - 【請求項３】 前記図形データ記憶手段が、３次元図形
を構成するポリゴンの各頂点に対する視点から見たベク
トルの３重積を記憶していることを特徴とする請求項１
に記載の３次元図形隠面消去処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8184728A JPH1031755A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | ３次元図形隠面消去処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8184728A JPH1031755A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | ３次元図形隠面消去処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1031755A true JPH1031755A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16158333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8184728A Pending JPH1031755A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | ３次元図形隠面消去処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1031755A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100420856B1 (ko) * | 2001-01-26 | 2004-03-02 | 학교법인연세대학교 | 순서 비의존 투명성을 하드웨어적으로 제공해주는 병렬 렌더링 가속기 |
| JP2006146309A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Fujitsu Ltd | 描画データ作成方法、描画データ作成装置及び描画データ作成プログラム |
| KR100885547B1 (ko) | 2007-04-23 | 2009-02-26 | 주식회사 지니프릭스 | 디지털 대화형 방송을 위한 3차원 그래픽 형성 방법, 상기방법을 이용한 3차원 그래픽 형성 시스템 |
| KR101186295B1 (ko) | 2006-10-27 | 2012-09-27 | 삼성전자주식회사 | 3차원 그래픽 객체 렌더링 방법 및 장치 |
| JP2013539136A (ja) * | 2010-09-28 | 2013-10-17 | インテル コーポレイション | モーションブラー及び被写界深度のためのバックフェースカリング |
-
1996
- 1996-07-15 JP JP8184728A patent/JPH1031755A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100420856B1 (ko) * | 2001-01-26 | 2004-03-02 | 학교법인연세대학교 | 순서 비의존 투명성을 하드웨어적으로 제공해주는 병렬 렌더링 가속기 |
| JP2006146309A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Fujitsu Ltd | 描画データ作成方法、描画データ作成装置及び描画データ作成プログラム |
| KR101186295B1 (ko) | 2006-10-27 | 2012-09-27 | 삼성전자주식회사 | 3차원 그래픽 객체 렌더링 방법 및 장치 |
| KR100885547B1 (ko) | 2007-04-23 | 2009-02-26 | 주식회사 지니프릭스 | 디지털 대화형 방송을 위한 3차원 그래픽 형성 방법, 상기방법을 이용한 3차원 그래픽 형성 시스템 |
| JP2013539136A (ja) * | 2010-09-28 | 2013-10-17 | インテル コーポレイション | モーションブラー及び被写界深度のためのバックフェースカリング |
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