JPH11144089A - グラフィック処理装置及び方法 - Google Patents
グラフィック処理装置及び方法Info
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- JPH11144089A JPH11144089A JP9308271A JP30827197A JPH11144089A JP H11144089 A JPH11144089 A JP H11144089A JP 9308271 A JP9308271 A JP 9308271A JP 30827197 A JP30827197 A JP 30827197A JP H11144089 A JPH11144089 A JP H11144089A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】個人情報機器のようなハードウェア量の少ない
システムにおいても、十分な３Ｄ表示速度と品質が得ら
れ、受信の打ち切りによる通信量の低減、双方向通信に
よる負荷分散を可能とするシステムを提供する。 【解決手段】システムの能力やユーザの設定を元に、３
Ｄグラフィックスの個々のモデルの詳細度を選択可能に
する。 【効果】
システムにおいても、十分な３Ｄ表示速度と品質が得ら
れ、受信の打ち切りによる通信量の低減、双方向通信に
よる負荷分散を可能とするシステムを提供する。 【解決手段】システムの能力やユーザの設定を元に、３
Ｄグラフィックスの個々のモデルの詳細度を選択可能に
する。 【効果】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３Ｄ図形を表示す
る３Ｄグラフィックス表示技術に係わり、特に、個人携
帯情報端末のような少ないハードウェア量のシステムに
おいて、複数の詳細度が用意された３Ｄ図形の表示を高
速かつ十分な品質で処理するための３Ｄグラフィックス
表示装置及び方法に関する。
る３Ｄグラフィックス表示技術に係わり、特に、個人携
帯情報端末のような少ないハードウェア量のシステムに
おいて、複数の詳細度が用意された３Ｄ図形の表示を高
速かつ十分な品質で処理するための３Ｄグラフィックス
表示装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】３Ｄグラフィックスの表示を行うシステ
ムにおいて、アプリケーションがハードウェアを直接使
うのではなく、ハードウェアとアプリケーションプログ
ラムの間に中間的なソフトウェア層（以下ミドルウェア
と呼ぶ）を導入することで、アプリケーションの開発コ
ストの低減や、ハードウェアの変更が容易になる（日経
ＣＧ １９９６年１２月号特別付録参照）。
ムにおいて、アプリケーションがハードウェアを直接使
うのではなく、ハードウェアとアプリケーションプログ
ラムの間に中間的なソフトウェア層（以下ミドルウェア
と呼ぶ）を導入することで、アプリケーションの開発コ
ストの低減や、ハードウェアの変更が容易になる（日経
ＣＧ １９９６年１２月号特別付録参照）。
【０００３】このような流れの中、従来のグラフィック
スワークステーションは勿論、パーソナルコンピュータ
や、個人情報機器に対する実時間３Ｄ表示の要求が高ま
っている。そのため、レベルの異なるマシンで共通のコ
ンテンツを高速に表示できるようになることが望まし
い。これを実現するためのアプローチとして、Level of
detail（ＬＯＤ）、ポリゴンリダクションは必須の技術
となりつつある。
スワークステーションは勿論、パーソナルコンピュータ
や、個人情報機器に対する実時間３Ｄ表示の要求が高ま
っている。そのため、レベルの異なるマシンで共通のコ
ンテンツを高速に表示できるようになることが望まし
い。これを実現するためのアプローチとして、Level of
detail（ＬＯＤ）、ポリゴンリダクションは必須の技術
となりつつある。
【０００４】ＬＯＤとは同じ物体に対して、異なった詳
細度（例えばポリゴン数）の３Ｄモデルを用意し、実行
時にｚ方向の距離に応じて表示するモデルを変えること
により、不必要に高精細な表示を避け、高速な表示を可
能とする技術である(VRML2.0SOURCEBOOK p.４９９〜p.
５０８参照）。
細度（例えばポリゴン数）の３Ｄモデルを用意し、実行
時にｚ方向の距離に応じて表示するモデルを変えること
により、不必要に高精細な表示を避け、高速な表示を可
能とする技術である(VRML2.0SOURCEBOOK p.４９９〜p.
５０８参照）。
【０００５】また、ポリゴンリダクションとは、高精細
なモデルを簡略して高速に表示するために、ユーザの設
定したルールに従ってポリゴン数を減らす技術である
（SoftImage／３Ｄ Modeling p.３１７〜p.３４６参
照)。ＬＯＤ用に自動的に異なる詳細度のモデルを生成
するためにも用いられる。連続的にポリゴン数を減らす
アルゴリズムはＳＲＡ（Successive Relaxation Algori
thm：日経ＣＧ８月号 p.１７４）などがある。
なモデルを簡略して高速に表示するために、ユーザの設
定したルールに従ってポリゴン数を減らす技術である
（SoftImage／３Ｄ Modeling p.３１７〜p.３４６参
照)。ＬＯＤ用に自動的に異なる詳細度のモデルを生成
するためにも用いられる。連続的にポリゴン数を減らす
アルゴリズムはＳＲＡ（Successive Relaxation Algori
thm：日経ＣＧ８月号 p.１７４）などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来は、３Ｄグラフィ
ックス表示装置の表示可能な解像度や描画・表示速度に
応じて、３Ｄグラフィックスの詳細度を変えるような、
３Ｄグラフィックス表示装置と、外部入出力機器または
３Ｄグラフィックス開発環境のインタフェースはなかっ
た。
ックス表示装置の表示可能な解像度や描画・表示速度に
応じて、３Ｄグラフィックスの詳細度を変えるような、
３Ｄグラフィックス表示装置と、外部入出力機器または
３Ｄグラフィックス開発環境のインタフェースはなかっ
た。
【０００７】本発明の目的は、システムの能力やユーザ
の設定を元に、３Ｄグラフィックスの個々のモデルの詳
細度を選択するインタフェースを提供することと、この
インタフェースを用いた装置の構成を示すことである。
の設定を元に、３Ｄグラフィックスの個々のモデルの詳
細度を選択するインタフェースを提供することと、この
インタフェースを用いた装置の構成を示すことである。
【０００８】従来は、個々の３Ｄモデルの重要度は詳細
度の選択として考慮されていなかった。
度の選択として考慮されていなかった。
【０００９】本発明の他の目的は、個々の３Ｄモデルに
対しても詳細度を設定するインタフェースを提供するこ
とと、このインタフェースを用いた装置の構成を示すこ
とである。
対しても詳細度を設定するインタフェースを提供するこ
とと、このインタフェースを用いた装置の構成を示すこ
とである。
【００１０】従来は多数の詳細度のモデルを用意しない
と、詳細度の切り替わり時に発生するちらつきを押さえ
られなかった。
と、詳細度の切り替わり時に発生するちらつきを押さえ
られなかった。
【００１１】本発明の他の目的は、多数の詳細度のモデ
ルを用意しなくても、３Ｄグラフィックス表示装置上で
必要な詳細度のモデルを生成可能となるインタフェース
と装置を提供することである。
ルを用意しなくても、３Ｄグラフィックス表示装置上で
必要な詳細度のモデルを生成可能となるインタフェース
と装置を提供することである。
【００１２】従来は、詳細度の異なる３Ｄモデルが用意
されていても、３Ｄグラフィックス表示装置の能力を考
慮していないインタフェースであったために、必要でな
い詳細度のモデルを読み込む必要があった。
されていても、３Ｄグラフィックス表示装置の能力を考
慮していないインタフェースであったために、必要でな
い詳細度のモデルを読み込む必要があった。
【００１３】本発明の他の目的は、不必要な詳細度の３
Ｄモデルを読み込まなくてよいようなインタフェース
と、その装置を提供することである。
Ｄモデルを読み込まなくてよいようなインタフェース
と、その装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】最初と２番目の目的を達
成するために、モデル全体の詳細度設定と個々のモデル
に対する詳細度設定が可能なインタフェースを用意す
る。
成するために、モデル全体の詳細度設定と個々のモデル
に対する詳細度設定が可能なインタフェースを用意す
る。
【００１５】３番目の目的を達成するために、ポリゴン
リダクションを前処理で行うときに、削除する頂点の順
序を保存しておき、その情報を持つことで、複雑な評価
なしに連続的に詳細度を落とすことが可能な３Ｄモデル
のデータ形式と、そのポリゴンリダクションアルゴリズ
ムを提案する。
リダクションを前処理で行うときに、削除する頂点の順
序を保存しておき、その情報を持つことで、複雑な評価
なしに連続的に詳細度を落とすことが可能な３Ｄモデル
のデータ形式と、そのポリゴンリダクションアルゴリズ
ムを提案する。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態である３Ｄグ
ラフィックスシステムを、図面を参照しながら詳細に説
明する。
ラフィックスシステムを、図面を参照しながら詳細に説
明する。
【００１７】図１に、本発明を用いた３Ｄグラフィック
スシステムの構成例を示す。
スシステムの構成例を示す。
【００１８】このシステムの中心となる装置は、データ
処理，表示処理，データの入出力処理等の処理を行い、
各種データや命令を記憶する３Ｄグラフィックス表示装
置１である。ＶＲＭＬ，３Ｄ地形情報のような３Ｄモデ
ルデータを、本システムの外部から入力し、さらに、本
システムの状態を外部に出力できる外部入出力機器２
と、ワークステーションまたはパソコンを用いた３Ｄグ
ラフィックス開発環境３と、キーボード１４，マウス１
５などの、ユーザインタフェース機器４から、３Ｄグラ
フィックス表示装置１に対して、放送受信機用SCSI30，
再生装置用SCSI31，１０ＢaseＴ３２ ，モデムコントロ
ーラ３３，シリアルＩ／Ｏ３４のような外部とのインタ
フェースを介してデータを入力することができる。３Ｄ
グラフィックス表示装置１は入力されたデータに基づい
て、座標計算，輝度計算，クリッピングなどの計算処理
を行うＣＰＵ５０と、計算結果を用いて２次元図形を表
示するグラフィックスプロセッサ７０でグラフィックス
を生成する。生成された画像は画像信号バス８０を通
り、表示装置５によって表示される。
処理，表示処理，データの入出力処理等の処理を行い、
各種データや命令を記憶する３Ｄグラフィックス表示装
置１である。ＶＲＭＬ，３Ｄ地形情報のような３Ｄモデ
ルデータを、本システムの外部から入力し、さらに、本
システムの状態を外部に出力できる外部入出力機器２
と、ワークステーションまたはパソコンを用いた３Ｄグ
ラフィックス開発環境３と、キーボード１４，マウス１
５などの、ユーザインタフェース機器４から、３Ｄグラ
フィックス表示装置１に対して、放送受信機用SCSI30，
再生装置用SCSI31，１０ＢaseＴ３２ ，モデムコントロ
ーラ３３，シリアルＩ／Ｏ３４のような外部とのインタ
フェースを介してデータを入力することができる。３Ｄ
グラフィックス表示装置１は入力されたデータに基づい
て、座標計算，輝度計算，クリッピングなどの計算処理
を行うＣＰＵ５０と、計算結果を用いて２次元図形を表
示するグラフィックスプロセッサ７０でグラフィックス
を生成する。生成された画像は画像信号バス８０を通
り、表示装置５によって表示される。
【００１９】次に、表示すべき３Ｄモデルデータの流れ
を図１を用いて説明する。ＴＶ電波を用いて放送される
Ｗebコンテンツ（例えばＶＲＭＬ）は、放送受信機１０
で受信され、放送受信機用ＳＣＳＩケーブル２０を介し
て、放送受信機用SCSI30に入る。さらに、外部入出力バ
ス４０，外部バスインタフェース５２を通り、主記憶５
３に保存される。ＤＶＤ，ＣＤ再生装置１１についても
同様である。ＷＷＷサーバ１２，３Ｄグラフィックス開
発環境１３から出力されるデータは、インターネット回
線２２やＬＡＮを通して１０ＢaseＴ３２ ，モデムコン
トローラ３３に入る。外部入出力バス４０以降は放送受
信機１０と同様である。ただし、インターネット回線２
２は双方向アクセスが可能であることに注意する必要が
ある。
を図１を用いて説明する。ＴＶ電波を用いて放送される
Ｗebコンテンツ（例えばＶＲＭＬ）は、放送受信機１０
で受信され、放送受信機用ＳＣＳＩケーブル２０を介し
て、放送受信機用SCSI30に入る。さらに、外部入出力バ
ス４０，外部バスインタフェース５２を通り、主記憶５
３に保存される。ＤＶＤ，ＣＤ再生装置１１についても
同様である。ＷＷＷサーバ１２，３Ｄグラフィックス開
発環境１３から出力されるデータは、インターネット回
線２２やＬＡＮを通して１０ＢaseＴ３２ ，モデムコン
トローラ３３に入る。外部入出力バス４０以降は放送受
信機１０と同様である。ただし、インターネット回線２
２は双方向アクセスが可能であることに注意する必要が
ある。
【００２０】ユーザインタフェース機器４については、
キーボード１４，マウス１５などからの情報がシリアル
Ｉ／Ｏ３４を通して割込コントローラ５１，外部バスイ
ンタフェース５２に入り、ＣＰＵ５０に対して割込を発
生させる。これによって、ＣＰＵ５０は主記憶５３に置
かれている、ユーザの指示を解釈するためのプログラム
を実行する。
キーボード１４，マウス１５などからの情報がシリアル
Ｉ／Ｏ３４を通して割込コントローラ５１，外部バスイ
ンタフェース５２に入り、ＣＰＵ５０に対して割込を発
生させる。これによって、ＣＰＵ５０は主記憶５３に置
かれている、ユーザの指示を解釈するためのプログラム
を実行する。
【００２１】次に、３Ｄグラフィックス表示の核となる
ＣＰＵ５０とグラフィックスプロセッサ７０の動作内容
について説明する。３Ｄグラフィックスシステムに必要
なソフトウェアは主記憶５３に格納している。上記のユ
ーザインタフェース機器４の割込処理の他に、３Ｄモデ
ルからグラフィックスプロセッサ７０用のディスプレイ
リスト（描画・表示命令列）を生成し、グラフィックメ
モリを管理する機能を持つ３Ｄグラフィックスミドルウ
ェア，外部入出力機器２から送られる汎用の３Ｄモデル
データをミドルウェアが解釈可能な形に変換するための
フィルタ，外部入出力機器２、特にインターネット回線
２２とつながっている機器との通信プログラムなどがあ
る。これらのソフトウェアはシステムバス６０を介して
CPU50で実行される。
ＣＰＵ５０とグラフィックスプロセッサ７０の動作内容
について説明する。３Ｄグラフィックスシステムに必要
なソフトウェアは主記憶５３に格納している。上記のユ
ーザインタフェース機器４の割込処理の他に、３Ｄモデ
ルからグラフィックスプロセッサ７０用のディスプレイ
リスト（描画・表示命令列）を生成し、グラフィックメ
モリを管理する機能を持つ３Ｄグラフィックスミドルウ
ェア，外部入出力機器２から送られる汎用の３Ｄモデル
データをミドルウェアが解釈可能な形に変換するための
フィルタ，外部入出力機器２、特にインターネット回線
２２とつながっている機器との通信プログラムなどがあ
る。これらのソフトウェアはシステムバス６０を介して
CPU50で実行される。
【００２２】図２を用いて、グラフィックスプロセッサ
７０の詳細を説明する。ＣＰＵ５０で生成されたディス
プレイリストはメモリインタフェース７０５を介して、
グラフィックメモリ７２内のディスプレイリストバッフ
ァ７２１に保存される。ディスプレイリストはＣＰＵ５
０からの要求を受けて、レンダリング装置７０６が解釈
し、生成された画像データはフレームバッファ７２２に
保存される。画像表示については、ディスプレイ装置７
０７がフレームバッファ７２２からデータを読み出しＣ
ＲＴ表示用Ｉ／Ｏ７０９を介して画像信号バス８０に出
力する。
７０の詳細を説明する。ＣＰＵ５０で生成されたディス
プレイリストはメモリインタフェース７０５を介して、
グラフィックメモリ７２内のディスプレイリストバッフ
ァ７２１に保存される。ディスプレイリストはＣＰＵ５
０からの要求を受けて、レンダリング装置７０６が解釈
し、生成された画像データはフレームバッファ７２２に
保存される。画像表示については、ディスプレイ装置７
０７がフレームバッファ７２２からデータを読み出しＣ
ＲＴ表示用Ｉ／Ｏ７０９を介して画像信号バス８０に出
力する。
【００２３】３Ｄグラフィックス表示するためのアルゴ
リズムの詳細は文献“コンピュータグラフィックス＜技
術系ＣＧ標準テキストブック＞”（監修：技術系ＣＧ標
準テキストブック編集委員会，発行：財団法人画像情報
教育振興協会）に詳しいが、ここでは図５を用いて簡単
に説明する。まず、詳細度の選択９２１では、詳細度テ
ーブル９１５を元に、従来のｚ方向の距離だけでなく、
システムの能力から決まる表示可能レートや、個々のモ
デルの重要度も考慮して詳細度のモデルを選択する。座
標変換９２２では選択されたモデルに対し、モデル座標
変換や視点座標変換を行う。輝度計算９２３では法線ベ
クトルと、光源やモデルの材質を用いて色の計算を行
う。クリッピング９２４で表示する領域内の図形を切り
出す。最後にグラフィックスプロセッサ７０用のディス
プレイリスト生成９２５をする。
リズムの詳細は文献“コンピュータグラフィックス＜技
術系ＣＧ標準テキストブック＞”（監修：技術系ＣＧ標
準テキストブック編集委員会，発行：財団法人画像情報
教育振興協会）に詳しいが、ここでは図５を用いて簡単
に説明する。まず、詳細度の選択９２１では、詳細度テ
ーブル９１５を元に、従来のｚ方向の距離だけでなく、
システムの能力から決まる表示可能レートや、個々のモ
デルの重要度も考慮して詳細度のモデルを選択する。座
標変換９２２では選択されたモデルに対し、モデル座標
変換や視点座標変換を行う。輝度計算９２３では法線ベ
クトルと、光源やモデルの材質を用いて色の計算を行
う。クリッピング９２４で表示する領域内の図形を切り
出す。最後にグラフィックスプロセッサ７０用のディス
プレイリスト生成９２５をする。
【００２４】以下本発明の特徴を具現化するものであ
る、３Ｄグラフィック表示装置１とその他の機器（２，
３，４）とのインタフェース上を流れるデータの構造、
そしてこれを解釈するアルゴリズムについて詳しく説明
する。
る、３Ｄグラフィック表示装置１とその他の機器（２，
３，４）とのインタフェース上を流れるデータの構造、
そしてこれを解釈するアルゴリズムについて詳しく説明
する。
【００２５】図３の３Ｄモデルの例９１２（Ｔorus１）
は１２８面の三角形からなるドーナツ型の図形である。
このような３Ｄモデルは図３の左側の項目として挙げて
いる、頂点数９０１，頂点座標９０２，三角形数９０
３，三角形（を構成する頂点）９０４，色９０５，法線
ベクトル９０６，テクスチャＩＤ９０７，テクスチャ座
標９０８からなるデータ構造９０で記述可能である。本
実施例では発明の特徴を明確にするため、頂点と三角形
についてのみを詳しく説明する。また、一般に３Ｄモデ
ルを多角形で表すことも可能だが、多角形は三角形を複
数組み合わせれば構成可能なので、ここでは簡単のため
多角形により構成されるモデルについては記述を省く。
は１２８面の三角形からなるドーナツ型の図形である。
このような３Ｄモデルは図３の左側の項目として挙げて
いる、頂点数９０１，頂点座標９０２，三角形数９０
３，三角形（を構成する頂点）９０４，色９０５，法線
ベクトル９０６，テクスチャＩＤ９０７，テクスチャ座
標９０８からなるデータ構造９０で記述可能である。本
実施例では発明の特徴を明確にするため、頂点と三角形
についてのみを詳しく説明する。また、一般に３Ｄモデ
ルを多角形で表すことも可能だが、多角形は三角形を複
数組み合わせれば構成可能なので、ここでは簡単のため
多角形により構成されるモデルについては記述を省く。
【００２６】一例として、図３のデータ構造９０に基づ
く、Ｔorus１を中心座標（０，０，０）に置いたときの
実際の頂点座標９０２を図７、三角形を構成する頂点９
０４を図９に示す。
く、Ｔorus１を中心座標（０，０，０）に置いたときの
実際の頂点座標９０２を図７、三角形を構成する頂点９
０４を図９に示す。
【００２７】このＴorus１に対して、図４のような、詳
細度を下げたモデル９１３であるＴorus２を生成するポ
リゴンリダクションのアルゴリズムは既に多くある。本
発明におけるポリゴンリダクションアルゴリズムに対す
る要件は、（１）３Ｄモデルは三角形から構成される、
（２）詳細度を下げたモデルの頂点座標は、元のモデル
の頂点座標の部分集合になっている、が満たされていれ
ばよい。
細度を下げたモデル９１３であるＴorus２を生成するポ
リゴンリダクションのアルゴリズムは既に多くある。本
発明におけるポリゴンリダクションアルゴリズムに対す
る要件は、（１）３Ｄモデルは三角形から構成される、
（２）詳細度を下げたモデルの頂点座標は、元のモデル
の頂点座標の部分集合になっている、が満たされていれ
ばよい。
【００２８】詳細度の異なる３Ｄモデルから、図４に示
すような詳細度テーブル９１５と、モデルの代表点の座
標９１４を、３Ｄモデルデータと別に３Ｄグラフィック
ス表示装置１に渡す。詳細度テーブル９１５は最低限、
モデル名９１５１のようにモデルデータを選択するため
に必要となる情報と、三角形の面数で決定される詳細度
９１５３があればよい。ちなみに、三角形の面数ではな
く、頂点数などの他のパラメータを使うことも可能であ
る。モデルの代表点９１４は、図７，図９の例では
（０，０，０）とできる。この座標はユーザが指定して
もよいし、モデル作成時に例えば重心計算によって自動
的に決定してもよい。モデルの代表点は３Ｄグラフィッ
クス表示装置１で決定してもよいが、処理が遅くなる可
能性がある。次に、本発明の特徴的な部分である詳細度
の選択９２１について、図６を用いて、より詳しく説明
する。まず、座標変換９２１１で、モデルの代表点の座
標変換を行い、視点からの距離を表すｚ座標の値を得
る。次にｚ値から決まる詳細度係数の計算９２１２をす
る。これについては図１２で表されるように、（１）ｚ
値に対して詳細度係数を得る関数ｆ（ｚ）９１６を考
え、この係数を受け渡す、(２)あるｚ値に対応する詳細
度のテーブル９１７を受け渡す、という方法がある。こ
れによって計算された係数を元に、詳細度は全体の詳細
度×モデルの詳細度係数×ｚ値から決まる詳細度係数に
よって計算される９２１３。ここで全体の詳細度は、シ
ステムの能力から決まる表示可能レートに対応する値で
ある。この値はシステム側が提供してもよいし、ユーザ
インタフェース機器４によりユーザの指定を促してもよ
い。詳細度から三角形の面数が計算できる９２１４。こ
の値を元に、近い三角形の面数のモデルを詳細度テーブ
ル９１５から選択する９２１５。
すような詳細度テーブル９１５と、モデルの代表点の座
標９１４を、３Ｄモデルデータと別に３Ｄグラフィック
ス表示装置１に渡す。詳細度テーブル９１５は最低限、
モデル名９１５１のようにモデルデータを選択するため
に必要となる情報と、三角形の面数で決定される詳細度
９１５３があればよい。ちなみに、三角形の面数ではな
く、頂点数などの他のパラメータを使うことも可能であ
る。モデルの代表点９１４は、図７，図９の例では
（０，０，０）とできる。この座標はユーザが指定して
もよいし、モデル作成時に例えば重心計算によって自動
的に決定してもよい。モデルの代表点は３Ｄグラフィッ
クス表示装置１で決定してもよいが、処理が遅くなる可
能性がある。次に、本発明の特徴的な部分である詳細度
の選択９２１について、図６を用いて、より詳しく説明
する。まず、座標変換９２１１で、モデルの代表点の座
標変換を行い、視点からの距離を表すｚ座標の値を得
る。次にｚ値から決まる詳細度係数の計算９２１２をす
る。これについては図１２で表されるように、（１）ｚ
値に対して詳細度係数を得る関数ｆ（ｚ）９１６を考
え、この係数を受け渡す、(２)あるｚ値に対応する詳細
度のテーブル９１７を受け渡す、という方法がある。こ
れによって計算された係数を元に、詳細度は全体の詳細
度×モデルの詳細度係数×ｚ値から決まる詳細度係数に
よって計算される９２１３。ここで全体の詳細度は、シ
ステムの能力から決まる表示可能レートに対応する値で
ある。この値はシステム側が提供してもよいし、ユーザ
インタフェース機器４によりユーザの指定を促してもよ
い。詳細度から三角形の面数が計算できる９２１４。こ
の値を元に、近い三角形の面数のモデルを詳細度テーブ
ル９１５から選択する９２１５。
【００２９】近い三角形の面数のモデルを選択するかわ
りに、本システム内で所望の面数のモデルを生成するこ
と、またはインターネット回線２２を通してＷＷＷサー
バ１２や３Ｄグラフィックス開発環境１３に対し所望の
面数のモデルの生成を依頼し、結果を受け取ることは可
能であるが、特に工夫がなければポリゴンリダクション
に非常に時間がかかるために、現実的ではない。そこ
で、図３の結合可能頂点９１０と頂点を含む三角形のリ
スト９１１を３Ｄモデルデータに付随することで、これ
を解決する。これらの情報は、ポリゴンリダクション時
に容易に生成可能である。結合可能頂点９１０は、頂点
を削除する際に、結合する頂点を履歴として残しておけ
ばよい。また、頂点を含む三角形のリスト９１１は図３
の三角形９０４の単なる逆変換テーブルであるので、こ
れも前処理段階であるポリゴンリダクション実行時に生
成する分には問題はない。
りに、本システム内で所望の面数のモデルを生成するこ
と、またはインターネット回線２２を通してＷＷＷサー
バ１２や３Ｄグラフィックス開発環境１３に対し所望の
面数のモデルの生成を依頼し、結果を受け取ることは可
能であるが、特に工夫がなければポリゴンリダクション
に非常に時間がかかるために、現実的ではない。そこ
で、図３の結合可能頂点９１０と頂点を含む三角形のリ
スト９１１を３Ｄモデルデータに付随することで、これ
を解決する。これらの情報は、ポリゴンリダクション時
に容易に生成可能である。結合可能頂点９１０は、頂点
を削除する際に、結合する頂点を履歴として残しておけ
ばよい。また、頂点を含む三角形のリスト９１１は図３
の三角形９０４の単なる逆変換テーブルであるので、こ
れも前処理段階であるポリゴンリダクション実行時に生
成する分には問題はない。
【００３０】以下、具体例を挙げて所望の面数のモデル
の生成アルゴリズムを説明する。まず、ポリゴンリダク
ションの結果として、図４のＴorus２が得られたとす
る。この頂点座標は前述の条件から、Ｔorus１の頂点座
標の部分集合になっている。具体的には、図７の頂点番
号０から３１までがＴorus２の頂点座標に対応する。頂
点座標の順序は自動的に決まるものではないので、この
例のように頂点番号が低いほど、削除されない重要な点
となるように並べ替える。図８は、結合可能頂点９１０
と頂点を含む三角形番号のリスト９１１の具体例であ
る。頂点を含む三角形番号のリスト９１１は、図８から
生成できる。例えば、頂点番号０を含む三角形番号は
０，１，１５，１１２，１２６，１２７となっている
が、図９においてこれらの三角形番号に対応する頂点番
号には、すべて０が含まれている。
の生成アルゴリズムを説明する。まず、ポリゴンリダク
ションの結果として、図４のＴorus２が得られたとす
る。この頂点座標は前述の条件から、Ｔorus１の頂点座
標の部分集合になっている。具体的には、図７の頂点番
号０から３１までがＴorus２の頂点座標に対応する。頂
点座標の順序は自動的に決まるものではないので、この
例のように頂点番号が低いほど、削除されない重要な点
となるように並べ替える。図８は、結合可能頂点９１０
と頂点を含む三角形番号のリスト９１１の具体例であ
る。頂点を含む三角形番号のリスト９１１は、図８から
生成できる。例えば、頂点番号０を含む三角形番号は
０，１，１５，１１２，１２６，１２７となっている
が、図９においてこれらの三角形番号に対応する頂点番
号には、すべて０が含まれている。
【００３１】図８を元に、Ｔorus１から頂点番号ｉを削
除したモデル（以下Ｔorus１′と表現する）を生成する
アルゴリズムは次のようになる。（１）図８から結合可
能頂点ｉ′を得る、（２）頂点ｉを含む三角形番号のリ
ストの要素すべてに対して、対応する三角形の頂点番号
ｉをｉ′に付け替える、（３）付け替えた三角形におい
て、頂点が重複するものを削除する。
除したモデル（以下Ｔorus１′と表現する）を生成する
アルゴリズムは次のようになる。（１）図８から結合可
能頂点ｉ′を得る、（２）頂点ｉを含む三角形番号のリ
ストの要素すべてに対して、対応する三角形の頂点番号
ｉをｉ′に付け替える、（３）付け替えた三角形におい
て、頂点が重複するものを削除する。
【００３２】例としてｉ＝６３を考える。（１）ｉ′＝
３１、（２）三角形番号１０８，１０９，１１０，１２
５，１２６，１２７に対し、頂点番号６３となっている
ものを３１に付け替える、（３）三角形番号１０８，１
０９，１２５は頂点が重複しているので削除する。図１
０はｉ＝６３から３２までアルゴリズムを実行したとき
にできるＴorus２の（２）の段階の三角形頂点番号表で
ある。図１１は(３)の段階、つまり三角形でないものを
削除したものである。
３１、（２）三角形番号１０８，１０９，１１０，１２
５，１２６，１２７に対し、頂点番号６３となっている
ものを３１に付け替える、（３）三角形番号１０８，１
０９，１２５は頂点が重複しているので削除する。図１
０はｉ＝６３から３２までアルゴリズムを実行したとき
にできるＴorus２の（２）の段階の三角形頂点番号表で
ある。図１１は(３)の段階、つまり三角形でないものを
削除したものである。
【００３３】以上のポリゴンリダクションアルゴリズム
は３Ｄグラフィックス表示装置１上で実行してもよい
し、インターネット回線２２を通してＷＷＷサーバ１２
や３Ｄグラフィックス開発環境１３に任せてもよい。さ
らに、ある程度の詳細度のモデルまではＷＷＷサーバ１
２や３Ｄグラフィックス開発環境１３でこのアルゴリズ
ムを実行し、それ以下の詳細度のモデルについては３Ｄ
グラフィックス表示装置１でこのアルゴリズムを実行す
ることも可能である。
は３Ｄグラフィックス表示装置１上で実行してもよい
し、インターネット回線２２を通してＷＷＷサーバ１２
や３Ｄグラフィックス開発環境１３に任せてもよい。さ
らに、ある程度の詳細度のモデルまではＷＷＷサーバ１
２や３Ｄグラフィックス開発環境１３でこのアルゴリズ
ムを実行し、それ以下の詳細度のモデルについては３Ｄ
グラフィックス表示装置１でこのアルゴリズムを実行す
ることも可能である。
【００３４】一般のポリゴンリダクションアルゴリズム
と異なり、削除する頂点が前処理で決まっているので、
比較的短時間での実行が可能となる。
と異なり、削除する頂点が前処理で決まっているので、
比較的短時間での実行が可能となる。
【００３５】このアルゴリズムを用いると、原理的には
最大詳細度モデルについて図３に示すデータを持ってい
れば、任意の面数のモデルを生成できる。しかし、頂点
数が非常に多いモデルから、頂点数の少ないモデルを生
成するのは非常に時間がかかるので、いくつかの詳細度
のモデルデータを用意することで、この問題は解決可能
である。ここで、頂点座標については各詳細度に共通の
情報とできることに注意する。この方法を発展させて、
データの送信順序を低い詳細度のモデルから送るように
することで、徐々に詳細なモデルを表示することが可能
となる。さらに、必要な詳細度が得られれば、その段階
でデータの受信を止めるといったフレキシブルな対応が
可能となり、システムの負荷や通信量の削減ができる。
最大詳細度モデルについて図３に示すデータを持ってい
れば、任意の面数のモデルを生成できる。しかし、頂点
数が非常に多いモデルから、頂点数の少ないモデルを生
成するのは非常に時間がかかるので、いくつかの詳細度
のモデルデータを用意することで、この問題は解決可能
である。ここで、頂点座標については各詳細度に共通の
情報とできることに注意する。この方法を発展させて、
データの送信順序を低い詳細度のモデルから送るように
することで、徐々に詳細なモデルを表示することが可能
となる。さらに、必要な詳細度が得られれば、その段階
でデータの受信を止めるといったフレキシブルな対応が
可能となり、システムの負荷や通信量の削減ができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、ワークステーションや
上位のパーソナルコンピュータ向けに作成された３Ｄグ
ラフィックスデータに頂点削除順序のような情報を加
え、これを解釈する３Ｄグラフィックス表示装置１を用
いる、情報携帯用端末のようなハードウェア量の少ない
システムにおいても、十分な３Ｄ表示速度と品質が得ら
れる。
上位のパーソナルコンピュータ向けに作成された３Ｄグ
ラフィックスデータに頂点削除順序のような情報を加
え、これを解釈する３Ｄグラフィックス表示装置１を用
いる、情報携帯用端末のようなハードウェア量の少ない
システムにおいても、十分な３Ｄ表示速度と品質が得ら
れる。
【００３７】また、データ転送量においても、途中で打
ち切ることが容易なアルゴリズムになっているので、特
に低速回線において発明の効果が発揮される。さらに、
双方向通信可能であれば、データ送信元にポリゴンリダ
クションを依頼することにより、負荷分散が可能とな
る。
ち切ることが容易なアルゴリズムになっているので、特
に低速回線において発明の効果が発揮される。さらに、
双方向通信可能であれば、データ送信元にポリゴンリダ
クションを依頼することにより、負荷分散が可能とな
る。
【図１】本発明の一実施形態である３Ｄグラフィックス
システムの構成例。
システムの構成例。
【図２】グラフィックスプロセッサの詳細。
【図３】３Ｄモデルのデータ構造と３Ｄモデルの例。
【図４】詳細度の異なる３Ｄモデルと、詳細度テーブ
ル。
ル。
【図５】３Ｄモデルの表示アルゴリズム。
【図６】詳細度の選択アルゴリズム。
【図７】Ｔorus１の頂点座標の表。
【図８】Ｔorus１の連続的なポリゴンリダクションに必
要な情報の表。
要な情報の表。
【図９】Ｔorus１の三角形頂点番号の表。
【図１０】Ｔorus２の三角形頂点番号（１）の表。
【図１１】Ｔorus２の三角形頂点番号（２）の表。
【図１２】ｚ値に対応する詳細度係数の設定方法。
１…３Ｄグラフィックス表示装置、２…外部入出力機
器、３…３Ｄグラフィックス開発環境、４…ユーザイン
タフェース機器、５…表示装置（ＣＲＴ）、１０…放送
受信機、１１…ＤＶＤ，ＣＤ再生装置、１２…ＷＷＷサ
ーバ、１３…３Ｄグラフィックス開発環境、１４…キー
ボード、１５…マウス、２０…放送受信機用ＳＣＳＩケ
ーブル、２１…再生装置用ＳＣＳＩケーブル、２２…イ
ンターネット回線、２３…キーボードケーブル、２４…
マウスケーブル、３０…放送受信機用ＳＣＳＩ、３１…
再生装置用ＳＣＳＩ、３２…１０ＢaseＴ 、３３…モデ
ムコントローラ、３４…シリアルＩ／Ｏ、３５…タイ
マ、４０…外部入出力バス、５０…ＣＰＵ、５１…割込
コントローラ、５２…外部バスインタフェース、５３…
主記憶、６０…システムバス、７０…グラフィックスプ
ロセッサ、７１…グラフィックスメモリバス、７２…グ
ラフィックスメモリ、８０…画像信号バス、７０１…シ
ステムバス用Ｉ／Ｏ、７０２…グラフィックスプロセッ
サ内部バス、７０３…内部レジスタ、７０４…内部レジ
スタ信号線、７０５…メモリインタフェース、７０６…
レンダリング装置、７０７…ディスプレイ装置、７０８
…画像信号出力線、７０９…ＣＲＴ表示用Ｉ／Ｏ、７２
１…ディスプレイリストバッファ、７２２…フレームバ
ッファ、７２３…テクスチャバッファ。
器、３…３Ｄグラフィックス開発環境、４…ユーザイン
タフェース機器、５…表示装置（ＣＲＴ）、１０…放送
受信機、１１…ＤＶＤ，ＣＤ再生装置、１２…ＷＷＷサ
ーバ、１３…３Ｄグラフィックス開発環境、１４…キー
ボード、１５…マウス、２０…放送受信機用ＳＣＳＩケ
ーブル、２１…再生装置用ＳＣＳＩケーブル、２２…イ
ンターネット回線、２３…キーボードケーブル、２４…
マウスケーブル、３０…放送受信機用ＳＣＳＩ、３１…
再生装置用ＳＣＳＩ、３２…１０ＢaseＴ 、３３…モデ
ムコントローラ、３４…シリアルＩ／Ｏ、３５…タイ
マ、４０…外部入出力バス、５０…ＣＰＵ、５１…割込
コントローラ、５２…外部バスインタフェース、５３…
主記憶、６０…システムバス、７０…グラフィックスプ
ロセッサ、７１…グラフィックスメモリバス、７２…グ
ラフィックスメモリ、８０…画像信号バス、７０１…シ
ステムバス用Ｉ／Ｏ、７０２…グラフィックスプロセッ
サ内部バス、７０３…内部レジスタ、７０４…内部レジ
スタ信号線、７０５…メモリインタフェース、７０６…
レンダリング装置、７０７…ディスプレイ装置、７０８
…画像信号出力線、７０９…ＣＲＴ表示用Ｉ／Ｏ、７２
１…ディスプレイリストバッファ、７２２…フレームバ
ッファ、７２３…テクスチャバッファ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 茂 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 下村 哲也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 掛部 功 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 中塚 康弘 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内
Claims (10)
- 【請求項１】外部入出力機器または３Ｄグラフィックス
開発環境とのインタフェースを持つ３Ｄグラフィックス
表示装置において、同一図形に対する複数の詳細度のモ
デルからの適切な図形の選択方法として、視点からの距
離と３Ｄグラフィックス表示装置の処理性能の一方また
は両方を判断基準とすることを特徴とする装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の装置において、同じ種類
の複数のモデルに対して、個々に重要度を設定すること
で、選択される詳細度のモデルを制御できることを特徴
とする装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の装置において、３Ｄグラ
フィックス表示装置内で事前に頂点の削除順序を決定し
ておき、この情報を保持することを特徴とする装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の装置において、外部入出
力機器または３Ｄグラフィックス開発環境で事前に頂点
の削除順序を決定しておき、この情報を保持することを
特徴とする装置。 - 【請求項５】請求項３または請求項４に記載の装置にお
いて、頂点の削除順序に基づき、必要な詳細度モデルを
自動生成することを特徴とする装置。 - 【請求項６】請求項３または請求項４に記載の装置にお
いて、双方向通信可能なインタフェースを持つことによ
り、頂点の削除順序に基づき、必要な詳細度モデルの生
成を外部入出力機器または３Ｄグラフィックス開発環境
に依頼する方法。 - 【請求項７】請求項３または請求項４に記載の装置にお
いて、双方向通信可能なインタフェースを持つことによ
り、外部入出力機器または３Ｄグラフィックス開発環境
で必要な詳細度モデルに近いモデルを生成し、これを受
信して所望の詳細度モデルを自動生成することを特徴と
する装置。 - 【請求項８】請求項３または請求項４に記載の装置にお
いて、双方向通信可能なインタフェースを持つことによ
り、外部入出力機器または３Ｄグラフィックス開発環境
に予め用意されている詳細度モデルの中から、必要な詳
細度モデルに近いモデルを選択し、これを受信して必要
な詳細度モデルを自動生成することを特徴とする装置。 - 【請求項９】請求項１に記載の装置において、３Ｄグラ
フィックス表示装置で事前に詳細度を計算しておくこと
により、必要な詳細度のモデルだけを受信する方法。 - 【請求項１０】請求項１または請求項６に記載の装置に
おいて、３Ｄグラフィックス表示装置で事前に詳細度を
計算しておくことにより、必要な詳細度モデルの生成を
外部入出力機器または３Ｄグラフィックス開発環境に依
頼する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308271A JPH11144089A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | グラフィック処理装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308271A JPH11144089A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | グラフィック処理装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11144089A true JPH11144089A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17979021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9308271A Pending JPH11144089A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | グラフィック処理装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11144089A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001056871A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-02-27 | Sven Technologies Inc | 多解像度による幾何学的配置 |
| JP2010157228A (ja) * | 2009-12-24 | 2010-07-15 | Sven Technologies Inc | 多解像度による幾何学的配置 |
| USRE42406E1 (en) | 1998-06-18 | 2011-05-31 | Sugarloaf Acquisitions, Llc | Multi-resolution geometry |
| JP2012014367A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Kyoraku Sangyo Kk | 遊技機、表示制御方法および表示制御プログラム |
| WO2024029275A1 (ja) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | 表示制御システム |
-
1997
- 1997-11-11 JP JP9308271A patent/JPH11144089A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE42406E1 (en) | 1998-06-18 | 2011-05-31 | Sugarloaf Acquisitions, Llc | Multi-resolution geometry |
| JP2001056871A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-02-27 | Sven Technologies Inc | 多解像度による幾何学的配置 |
| JP2010157228A (ja) * | 2009-12-24 | 2010-07-15 | Sven Technologies Inc | 多解像度による幾何学的配置 |
| JP2012014367A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Kyoraku Sangyo Kk | 遊技機、表示制御方法および表示制御プログラム |
| WO2024029275A1 (ja) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | 表示制御システム |
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