JPH11242752A - 画像生成装置および画像生成方法 - Google Patents
画像生成装置および画像生成方法Info
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- JPH11242752A JPH11242752A JP4264398A JP4264398A JPH11242752A JP H11242752 A JPH11242752 A JP H11242752A JP 4264398 A JP4264398 A JP 4264398A JP 4264398 A JP4264398 A JP 4264398A JP H11242752 A JPH11242752 A JP H11242752A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ポリゴンを分割することなく、乗除算演算を少
なくして高速に、透視投影された正しいテクスチャーマ
ッピング処理を行う。 【解決手段】図１（ａ）に示すような２次元の投影面上
に投影されたポリゴン１−０を描画する場合、エッジ上
のすべてのピクセルに対応するポイント情報を補間によ
り生成し、図１（ｂ）に示すように、左エッジと右エッ
ジに対応するすべてのピクセルのｚ座標値、輝度値およ
びテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置を
含むピクセルデータを生成する。図１（ｃ）に示すよう
に、これら左右エッジに対応するピクセルのポイント情
報を用いて、スキャンライン毎に、エッジ間の各ピクセ
ルのポイント情報を補間する。図１（ｄ）に示す様に、
エッジ上のすべてのピクセルに対応するテクスチャー対
応位置が補間されるまで、左右エッジの分割を繰り返し
た後、スキャンラインの補間処理を継続する。
なくして高速に、透視投影された正しいテクスチャーマ
ッピング処理を行う。 【解決手段】図１（ａ）に示すような２次元の投影面上
に投影されたポリゴン１−０を描画する場合、エッジ上
のすべてのピクセルに対応するポイント情報を補間によ
り生成し、図１（ｂ）に示すように、左エッジと右エッ
ジに対応するすべてのピクセルのｚ座標値、輝度値およ
びテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置を
含むピクセルデータを生成する。図１（ｃ）に示すよう
に、これら左右エッジに対応するピクセルのポイント情
報を用いて、スキャンライン毎に、エッジ間の各ピクセ
ルのポイント情報を補間する。図１（ｄ）に示す様に、
エッジ上のすべてのピクセルに対応するテクスチャー対
応位置が補間されるまで、左右エッジの分割を繰り返し
た後、スキャンラインの補間処理を継続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元コンピュー
タグラフィックスにおいてグーローシェーディングおよ
びテクスチャーマッピングを行うコンピュータグラフィ
ックス画像生成装置に関し、特に透視変換を用いる投影
を行うことにより、遠近感を表現させた画像を生成する
画像生成装置および画像生成方法に関する。
タグラフィックスにおいてグーローシェーディングおよ
びテクスチャーマッピングを行うコンピュータグラフィ
ックス画像生成装置に関し、特に透視変換を用いる投影
を行うことにより、遠近感を表現させた画像を生成する
画像生成装置および画像生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、３次元コンピュータグラフィッ
クス画像生成装置においては、例えば特開平７−１８２
５３７号公報に記載されているように、３次元空間でモ
デリング（定義）されたポリゴン（多角形）の頂点情報
を座標変換することにより２次元の頂点情報を生成し、
この生成された頂点情報を用いて、定義されたポリゴン
内のピクセル毎の輝度値及びデプス値（平面からの距
離）をピクセルに対応したフレームバッファおよびデプ
スバッファに書き込むことにより描画処理を行ってい
る。
クス画像生成装置においては、例えば特開平７−１８２
５３７号公報に記載されているように、３次元空間でモ
デリング（定義）されたポリゴン（多角形）の頂点情報
を座標変換することにより２次元の頂点情報を生成し、
この生成された頂点情報を用いて、定義されたポリゴン
内のピクセル毎の輝度値及びデプス値（平面からの距
離）をピクセルに対応したフレームバッファおよびデプ
スバッファに書き込むことにより描画処理を行ってい
る。
【０００３】ここで、従来の３次元空間において定義さ
れたポリゴンの頂点情報から、２次元の頂点情報を生成
する方法を図５、図６、図７及び図８を参照して説明す
る。
れたポリゴンの頂点情報から、２次元の頂点情報を生成
する方法を図５、図６、図７及び図８を参照して説明す
る。
【０００４】まず、モデリング変換の結果、図５に示す
ような３次元視野座標系におけるビューボリューム（表
示空間）５−６内のポリゴン（４角形）５−０が得ら
れ、このポリゴン５−０の各頂点５−１，５−２，５−
３，５−４に対して、３次元視野座標系での座標値
（ｘ，ｙ，ｚ）、輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、および図８に
示すようなテクスチャー座標系（ポリゴン５−０を投影
した平面）でのテクスチャー対応位置（ｓ，ｔ）が、 頂点５−１：（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｒ１，９１，ｂ
１），（ｓ１，ｔ１） 頂点５−２：（ｘ２，ｙ２，ｚ２），（ｒ２，ｇ２，ｂ
２），（ｓ２，ｔ２） 頂点５−３：（ｘ３，ｙ３，ｚ３），（ｒ３，９３，ｂ
３），（ｓ３，ｔ３） 頂点５−４：（ｘ４，ｙ４，ｚ４），（ｒ４，ｇ４，ｂ
４），（ｓ４，ｔ４） というように得られているものとする。
ような３次元視野座標系におけるビューボリューム（表
示空間）５−６内のポリゴン（４角形）５−０が得ら
れ、このポリゴン５−０の各頂点５−１，５−２，５−
３，５−４に対して、３次元視野座標系での座標値
（ｘ，ｙ，ｚ）、輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、および図８に
示すようなテクスチャー座標系（ポリゴン５−０を投影
した平面）でのテクスチャー対応位置（ｓ，ｔ）が、 頂点５−１：（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｒ１，９１，ｂ
１），（ｓ１，ｔ１） 頂点５−２：（ｘ２，ｙ２，ｚ２），（ｒ２，ｇ２，ｂ
２），（ｓ２，ｔ２） 頂点５−３：（ｘ３，ｙ３，ｚ３），（ｒ３，９３，ｂ
３），（ｓ３，ｔ３） 頂点５−４：（ｘ４，ｙ４，ｚ４），（ｒ４，ｇ４，ｂ
４），（ｓ４，ｔ４） というように得られているものとする。
【０００５】これらの頂点情報を用いて以下のように透
視投影変換処理が行われる。図５におけるビューボリュ
ーム５−６の視野角をθ、アスペクト比をＡ、ニアクリ
ッピング面５−７およびファークリッピング面５−８の
３次元視野座標系における面の方程式をそれぞれ
視投影変換処理が行われる。図５におけるビューボリュ
ーム５−６の視野角をθ、アスペクト比をＡ、ニアクリ
ッピング面５−７およびファークリッピング面５−８の
３次元視野座標系における面の方程式をそれぞれ
【０００６】
【数１】ｚ＝−ｎ（ニアクリッピング面の方程式） ｚ＝−ｆ（ファークリッピング面の方程式） とし、このビューボリューム５−６を図６に示すよう
な、原点（０，０，０）を中心とし、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の
各幅がＷ，Ｈ，Ｄである直方体６−６へ写像する場合の
変換式は、以下のように表される。
な、原点（０，０，０）を中心とし、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の
各幅がＷ，Ｈ，Ｄである直方体６−６へ写像する場合の
変換式は、以下のように表される。
【０００７】
【数２】
【０００８】ここで、ｐ００，ｐ１１，ｐ２２，ｐ２３
は、ビューボリューム５−６を定義するパラメータであ
る視野角θ、アスペクト比Ａ、３次元視野座標系におけ
るニアクリッピング面のｚ座標値ｚ＝−ｎ、ファークリ
ッピング面のｚ座標値ｚ＝−ｆおよび、各方向の直方体
の幅Ｗ，Ｈ，Ｄを用いて決定する定数で、以下のように
表される。
は、ビューボリューム５−６を定義するパラメータであ
る視野角θ、アスペクト比Ａ、３次元視野座標系におけ
るニアクリッピング面のｚ座標値ｚ＝−ｎ、ファークリ
ッピング面のｚ座標値ｚ＝−ｆおよび、各方向の直方体
の幅Ｗ，Ｈ，Ｄを用いて決定する定数で、以下のように
表される。
【０００９】
【数３】ｐ００＝ （２／Ｗ）ｃｏｔθ ｐ１１＝ （２／ＡＨ）ｃｏｔθ ｐ２２＝ −２（ｆ＋ｎ）／Ｄ（ｆ−ｎ） ｐ２３＝ −２ｆｎ／Ｄ（ｆ−ｎ） 以上のような座標変換により、３次元空間で定義された
頂点の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）から、投影面の座標値
（Ｘ，Ｙ）およびデプス値Ｚが計算される。図５におけ
る頂点５−１，５−２，５−３，５−４の投影後の頂点
をそれぞれ図６における６−１，６−２，６−３，６−
４とすると 頂点６−１に対して（Ｘ１，Ｙ１）およびＺ１ 頂点６−２に対して（Ｘ２，Ｙ２）およびＺ２ 頂点６−３に対して（Ｘ３，Ｙ３）およびＺ３ 頂点６−４に対して（Ｘ４，Ｙ４）およびＺ４ が上記座標変換によって計算され、これらの座標値を用
いて、図６における直方体６−６内のポリゴン６−０の
頂点６−１，６−２，６−３，６−４がそれぞれ図７に
おける２次元の投影面７−６上にポリゴン７−０の頂点
７−１，７−２，７−３，７−４として写像される。こ
れまでの処理は一般にジオメトリ処理（座標変換）の一
部として実行される。
頂点の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）から、投影面の座標値
（Ｘ，Ｙ）およびデプス値Ｚが計算される。図５におけ
る頂点５−１，５−２，５−３，５−４の投影後の頂点
をそれぞれ図６における６−１，６−２，６−３，６−
４とすると 頂点６−１に対して（Ｘ１，Ｙ１）およびＺ１ 頂点６−２に対して（Ｘ２，Ｙ２）およびＺ２ 頂点６−３に対して（Ｘ３，Ｙ３）およびＺ３ 頂点６−４に対して（Ｘ４，Ｙ４）およびＺ４ が上記座標変換によって計算され、これらの座標値を用
いて、図６における直方体６−６内のポリゴン６−０の
頂点６−１，６−２，６−３，６−４がそれぞれ図７に
おける２次元の投影面７−６上にポリゴン７−０の頂点
７−１，７−２，７−３，７−４として写像される。こ
れまでの処理は一般にジオメトリ処理（座標変換）の一
部として実行される。
【００１０】その後、上記のジオメトリ処理によって計
算された上記頂点情報を用いて、２次元スクリーンに表
示するための画像データを生成するレンダリング処理
（本発明の対称となる）において、上記のようにして得
られた図７におけるポリゴン７−０の頂点７−１，７−
２，７−３，７−４に対応する輝度値（ｒ１，ｇ１，ｂ
１），（ｒ２，ｇ２，ｂ２），（ｒ３，ｇ３，ｂ３），
（ｒ４，ｇ４，ｂ４）を用いて、投影面上のポリゴン内
のすべてのピクセルに対する輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）が補
間され、頂点７−１，７−２，７−３，７−４に対応す
る図８のテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応
位置８−１，８−２，８−３，８−４の座標値（ｓ１，
ｔ１），（ｓ２，ｔ２），（ｓ３，ｔ３），（ｓ４，ｔ
４）を用いて、投影面上のポリゴン内のすべてのピクセ
ルに対するテクスチャー対応位置（ｓ，ｔ）が補間さ
れ、図８のテクスチャー座標系で対応付けられたテクス
チャーデータの輝度値８−５が、対応するテクスチャー
データからポリゴン内の各ピクセルに対して取り出さ
れ、図７の２次元投影面７−６上の頂点７−１，７−
２，７−３，７−４をもつポリゴン７−０内の補間され
た各ピクセルの輝度値と合成され、最終的なポリゴン内
の各ピクセルの輝度値が算出される。
算された上記頂点情報を用いて、２次元スクリーンに表
示するための画像データを生成するレンダリング処理
（本発明の対称となる）において、上記のようにして得
られた図７におけるポリゴン７−０の頂点７−１，７−
２，７−３，７−４に対応する輝度値（ｒ１，ｇ１，ｂ
１），（ｒ２，ｇ２，ｂ２），（ｒ３，ｇ３，ｂ３），
（ｒ４，ｇ４，ｂ４）を用いて、投影面上のポリゴン内
のすべてのピクセルに対する輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）が補
間され、頂点７−１，７−２，７−３，７−４に対応す
る図８のテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応
位置８−１，８−２，８−３，８−４の座標値（ｓ１，
ｔ１），（ｓ２，ｔ２），（ｓ３，ｔ３），（ｓ４，ｔ
４）を用いて、投影面上のポリゴン内のすべてのピクセ
ルに対するテクスチャー対応位置（ｓ，ｔ）が補間さ
れ、図８のテクスチャー座標系で対応付けられたテクス
チャーデータの輝度値８−５が、対応するテクスチャー
データからポリゴン内の各ピクセルに対して取り出さ
れ、図７の２次元投影面７−６上の頂点７−１，７−
２，７−３，７−４をもつポリゴン７−０内の補間され
た各ピクセルの輝度値と合成され、最終的なポリゴン内
の各ピクセルの輝度値が算出される。
【００１１】次に、特開平５−２９８４５６号公報に示
されている従来のレンダリング処理の方法について説明
する。
されている従来のレンダリング処理の方法について説明
する。
【００１２】まず、図９（ａ）に示されるポリゴン９−
０の頂点９−１，９−２，９−３，９−４に対応するジ
オメトリ処理後の頂点情報である２次元投影面上での座
標値（Ｘ，Ｙ）、デプス値Ｚ、および輝度値（ｒ，ｇ，
ｂ）、テクスチャー座標系におけるテクスチャーの対応
位置（ｓ，ｔ）を用いて、ポリゴンエッジ上に相当する
各ピクセルをブレゼンハムアルゴリズム等の直線生成ア
ルゴリズムを用いて図９（ｂ）に示す様に決定する。こ
の際、各ピクセルに対応するデプス値Ｚおよび輝度値
（ｒ，ｇ，ｂ）、テクスチャー座標系におけるテクスチ
ャー対応位置（ｓ，ｔ）は、従来の技術では、高速化の
ため、単純に２次元投影面上での距離（ピクセル数）の
比によって線形補間されていた。
０の頂点９−１，９−２，９−３，９−４に対応するジ
オメトリ処理後の頂点情報である２次元投影面上での座
標値（Ｘ，Ｙ）、デプス値Ｚ、および輝度値（ｒ，ｇ，
ｂ）、テクスチャー座標系におけるテクスチャーの対応
位置（ｓ，ｔ）を用いて、ポリゴンエッジ上に相当する
各ピクセルをブレゼンハムアルゴリズム等の直線生成ア
ルゴリズムを用いて図９（ｂ）に示す様に決定する。こ
の際、各ピクセルに対応するデプス値Ｚおよび輝度値
（ｒ，ｇ，ｂ）、テクスチャー座標系におけるテクスチ
ャー対応位置（ｓ，ｔ）は、従来の技術では、高速化の
ため、単純に２次元投影面上での距離（ピクセル数）の
比によって線形補間されていた。
【００１３】次に、図９（ｃ）に示すように同一スキャ
ンライン上の左右のエッジ間の各ピクセルに対応する輝
度値、テクスチャー座標系におけるテクスチャーの対応
位置を同様に２次元投影面上での距離（ピクセル数）に
よる線形補間によって計算し、それぞれ計算されたテク
スチャーの対応位置に対応する図８に示すようなテクス
チャー座標におけるテクスチャーデータを読み出して、
画像バッファに書き込むことにより、図７のようなテク
スチャーマッピング処理を施した画像が生成されてい
た。このレンダリング処理においては、デプス値Ｚを同
様に線形補間することにより、デプステスト処理を伴う
陰面消去処理を同時に行う処理系も存在するが、本発明
の主旨と直接関係がないので、説明は省略する。
ンライン上の左右のエッジ間の各ピクセルに対応する輝
度値、テクスチャー座標系におけるテクスチャーの対応
位置を同様に２次元投影面上での距離（ピクセル数）に
よる線形補間によって計算し、それぞれ計算されたテク
スチャーの対応位置に対応する図８に示すようなテクス
チャー座標におけるテクスチャーデータを読み出して、
画像バッファに書き込むことにより、図７のようなテク
スチャーマッピング処理を施した画像が生成されてい
た。このレンダリング処理においては、デプス値Ｚを同
様に線形補間することにより、デプステスト処理を伴う
陰面消去処理を同時に行う処理系も存在するが、本発明
の主旨と直接関係がないので、説明は省略する。
【００１４】ここで、輝度値、テクスチャーの対応位置
及びデプス値の線形補間は、以下のように行われる。
及びデプス値の線形補間は、以下のように行われる。
【００１５】頂点対７−１，７−２で構成される線分上
の任意の点７−５の２次元の投影面上で線形補間され
た、輝度値（Ｒ５，Ｇ５，Ｂ５）、テクスチャーの参照
位置（Ｓ５，Ｔ５）およびデプス値Ｚは、頂点７−１、
頂点７−２間の距離（ピクセル数）をＮ、頂点７−１、
頂点７−５間の距離（ピクセル数）をＫとすると、以下
のように算出される。
の任意の点７−５の２次元の投影面上で線形補間され
た、輝度値（Ｒ５，Ｇ５，Ｂ５）、テクスチャーの参照
位置（Ｓ５，Ｔ５）およびデプス値Ｚは、頂点７−１、
頂点７−２間の距離（ピクセル数）をＮ、頂点７−１、
頂点７−５間の距離（ピクセル数）をＫとすると、以下
のように算出される。
【００１６】
【数４】
【００１７】以上のような計算式を用いて、２次元の投
影面上での距離を用いて線形補間する場合には、１回の
線形補間を行う毎に、乗除算が用いられるが、例えば、
上記Ｓ５を求めるための計算式を以下のように、変形す
ることにより、２つの頂点間またはエッジに対して１回
の除算を行うだけで、２つの頂点間またはエッジ間のす
べてのピクセルを線形補間することができる。
影面上での距離を用いて線形補間する場合には、１回の
線形補間を行う毎に、乗除算が用いられるが、例えば、
上記Ｓ５を求めるための計算式を以下のように、変形す
ることにより、２つの頂点間またはエッジに対して１回
の除算を行うだけで、２つの頂点間またはエッジ間のす
べてのピクセルを線形補間することができる。
【００１８】
【数５】ｄｓ＝（ｓ２−ｓ１）／Ｎ Ｓ５＝ｓ１＋Ｋ＊ｄｓ また、さらに、上記各式を
【００１９】
【数６】
【００２０】と変形することにより、さらに乗算を用い
ずに加算のみで、計算することができる。
ずに加算のみで、計算することができる。
【００２１】特開平５−２９８４５６公報に示されてい
る補間方法では、上記方法を用いて
る補間方法では、上記方法を用いて
【００２２】、
【数７】ｄＸ＝（Ｘ２−Ｘ１） ｄＹ＝（Ｙ２−Ｙ１） Ｎ ＝ｍａｘ（ｄＸ，ｄＹ） とする。そして、まず、Ｘ方向の差分値ｄＸとＹ方向の
差分値ｄＹの大きい方を分割数Ｎとして、
差分値ｄＹの大きい方を分割数Ｎとして、
【００２３】
【数８】ｄＲ＝（ｒ２−ｒ１）／Ｎ ｄＧ＝（ｇ２−ｇ１）／Ｎ ｄＢ＝（ｂ２−ｂ１）／Ｎ ｄＺ＝（Ｚ２−Ｚ１）／Ｎ ｄｓ＝（ｓ２−ｓ１）／Ｎ ｄｔ＝（ｔ２−ｔ１）／Ｎ という様に、補間される２点の２次元投影面における座
標値（Ｘ，Ｙ）、デプス値Ｚ、輝度値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、
およびテクスチャーの対応位置（ｓ，ｔ）を用いて、そ
れぞれの増分値を求め、頂点７−１の２次元投影面にお
ける座標値（Ｘ１，Ｙ１）、デプス値Ｚ１、輝度値（ｒ
１，ｇ１，ｂ１）、およびテクスチャーの対応位置（ｓ
１，ｔ１）の各値を初期値として、それぞれの差分値を
加算する。
標値（Ｘ，Ｙ）、デプス値Ｚ、輝度値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、
およびテクスチャーの対応位置（ｓ，ｔ）を用いて、そ
れぞれの増分値を求め、頂点７−１の２次元投影面にお
ける座標値（Ｘ１，Ｙ１）、デプス値Ｚ１、輝度値（ｒ
１，ｇ１，ｂ１）、およびテクスチャーの対応位置（ｓ
１，ｔ１）の各値を初期値として、それぞれの差分値を
加算する。
【００２４】
【数９】
【００２５】この様な繰り返しの計算においては、計算
時間のかかる乗除算を用いずに、加算のみを用いるの
で、高速に補間値を計算することができる。
時間のかかる乗除算を用いずに、加算のみを用いるの
で、高速に補間値を計算することができる。
【００２６】以上、本発明の主旨であるレンダリング処
理における輝度値の補間およびテクスチャーの対応位置
の補間について説明したが、上述のような頂点情報の補
間処理は、一般に頂点の輝度値を補間するグーローシェ
ーディングの他、法線ベクトルを補間するフォンシェー
ディングの手法が一般に知られている。また、輝度値と
共にデプス値や透明度を表すアルファ値を、輝度値と同
様に補間して、各ピクセルにおける陰面消去処理や透明
処理に用いるデプステスト処理やアルファブレンディン
グ処理が行われる場合も多い。これらの処理に関して
も、補間に関しては、本発明を適用できるが、これらの
処理の手法については、本発明の主旨と異なるので、説
明は省略する。
理における輝度値の補間およびテクスチャーの対応位置
の補間について説明したが、上述のような頂点情報の補
間処理は、一般に頂点の輝度値を補間するグーローシェ
ーディングの他、法線ベクトルを補間するフォンシェー
ディングの手法が一般に知られている。また、輝度値と
共にデプス値や透明度を表すアルファ値を、輝度値と同
様に補間して、各ピクセルにおける陰面消去処理や透明
処理に用いるデプステスト処理やアルファブレンディン
グ処理が行われる場合も多い。これらの処理に関して
も、補間に関しては、本発明を適用できるが、これらの
処理の手法については、本発明の主旨と異なるので、説
明は省略する。
【００２７】以上のように、従来の投影面上での距離
（ピクセル数）により単純に線形補間する方法では、乗
除算の使用回数を減らすことにより、グーローシェーデ
ィングや、パースペクティブ（透視）投影変換を伴わな
いテクスチャーマッピングに対しては、比較的高速にレ
ンダリング処理における補間処理を実現することができ
た。
（ピクセル数）により単純に線形補間する方法では、乗
除算の使用回数を減らすことにより、グーローシェーデ
ィングや、パースペクティブ（透視）投影変換を伴わな
いテクスチャーマッピングに対しては、比較的高速にレ
ンダリング処理における補間処理を実現することができ
た。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、２次元の投影面上で線形補間された輝度値
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、テクスチャーデータの対応位置（Ｓ，
Ｔ）、デプス値Ｚは、一般に、本来の３次元空間上で線
形補間された輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、テクスチャーデー
タの対応位置（ｓ，ｔ）、デプス値と異なるため、本来
の描画すべき画像に対してずれが生じてしまう。
来のように、２次元の投影面上で線形補間された輝度値
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、テクスチャーデータの対応位置（Ｓ，
Ｔ）、デプス値Ｚは、一般に、本来の３次元空間上で線
形補間された輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、テクスチャーデー
タの対応位置（ｓ，ｔ）、デプス値と異なるため、本来
の描画すべき画像に対してずれが生じてしまう。
【００２９】このずれは、特にポリゴンのピクセル数が
大きい程、また、補間する１対の頂点の３次元空間にお
けるｚ座標値の差が大きい程、大きくなり、グーローシ
ェーディングのように輝度値を補間する場合にはそれ程
目立たないが、特にテクスチャーイメージの対応位置の
補間に関しては、対応するべきテクスチャーイメージの
位置にずれが生じるため、鑑賞に耐える画像を生成する
ことができない場合がある。したがって、テクスチャー
マッピングをパースペクティブ投影変換を施す画像表示
に適用するためには、本来の３次元空間で線形補間する
必要があるが、除算を伴う演算が多く高速化させるのが
困難であった。
大きい程、また、補間する１対の頂点の３次元空間にお
けるｚ座標値の差が大きい程、大きくなり、グーローシ
ェーディングのように輝度値を補間する場合にはそれ程
目立たないが、特にテクスチャーイメージの対応位置の
補間に関しては、対応するべきテクスチャーイメージの
位置にずれが生じるため、鑑賞に耐える画像を生成する
ことができない場合がある。したがって、テクスチャー
マッピングをパースペクティブ投影変換を施す画像表示
に適用するためには、本来の３次元空間で線形補間する
必要があるが、除算を伴う演算が多く高速化させるのが
困難であった。
【００３０】この課題に対する第１の解決方法として、
ずれの特徴から、ポリゴンを細かく分割してモデリング
を行い、ずれを小さくする方法が用いられることがある
が、ポリゴンを細かく分割することは、モデリングを複
雑にするだけでなく、かつ頂点数の増加につながるた
め、演算量を増加させることになり、細かいテクスチャ
ーイメージを高速にかつ単純にポリゴンにマッピングす
ることにより、複雑なモデリングおよび輝度値の演算を
省略できる本来のテクスチャーマッピングの利点を生か
すことができていない。
ずれの特徴から、ポリゴンを細かく分割してモデリング
を行い、ずれを小さくする方法が用いられることがある
が、ポリゴンを細かく分割することは、モデリングを複
雑にするだけでなく、かつ頂点数の増加につながるた
め、演算量を増加させることになり、細かいテクスチャ
ーイメージを高速にかつ単純にポリゴンにマッピングす
ることにより、複雑なモデリングおよび輝度値の演算を
省略できる本来のテクスチャーマッピングの利点を生か
すことができていない。
【００３１】また、第２の解決方法としては、特開平７
−１８２５３７号公報に記載されている手法がある。こ
の方法は、３次元のポリゴンの頂点情報を座標変換して
２次元の頂点情報を生成し、この生成された２次元の頂
点情報で定義されたポリゴンを描画する際に、ポリゴン
を細かく分割し、分割する際に頂点の情報を補間して、
新しい頂点を生成していき、ポリゴンが十分小さいと判
断された場合に、フレームメモリに対して描画を行うも
のであるが、この方法では、ポリゴンが４角形の場合に
は、容易に適用できるのに対して、３角形や５角形以上
の任意の頂点数をもつポリゴンに対しては、分割処理お
よび分割されたポリゴン情報の管理が複雑になるという
欠点があった。
−１８２５３７号公報に記載されている手法がある。こ
の方法は、３次元のポリゴンの頂点情報を座標変換して
２次元の頂点情報を生成し、この生成された２次元の頂
点情報で定義されたポリゴンを描画する際に、ポリゴン
を細かく分割し、分割する際に頂点の情報を補間して、
新しい頂点を生成していき、ポリゴンが十分小さいと判
断された場合に、フレームメモリに対して描画を行うも
のであるが、この方法では、ポリゴンが４角形の場合に
は、容易に適用できるのに対して、３角形や５角形以上
の任意の頂点数をもつポリゴンに対しては、分割処理お
よび分割されたポリゴン情報の管理が複雑になるという
欠点があった。
【００３２】以下に、本来の３次元空間での線形補間の
結果とパースペクティブ投影変換後の２次元の投影面上
での線形補間の結果との差異を図５および図７を用いて
説明する。
結果とパースペクティブ投影変換後の２次元の投影面上
での線形補間の結果との差異を図５および図７を用いて
説明する。
【００３３】頂点対７−１，７−２によって構成される
線分上の点７−５を３次元空間内で線形補間した場合の
テクスチャーの参照位置（ｓ５，ｔ５）は、図７におけ
る２次元投影面７−６上の点７−５に対応する図５にお
ける３次元空間内の点を５−５とし、頂点５−１、頂点
５−２間の相対距離をＮ、頂点５−１、頂点５−５間の
相対距離をｋとすると、ｓ５，ｔ５は、以下のように算
出される。
線分上の点７−５を３次元空間内で線形補間した場合の
テクスチャーの参照位置（ｓ５，ｔ５）は、図７におけ
る２次元投影面７−６上の点７−５に対応する図５にお
ける３次元空間内の点を５−５とし、頂点５−１、頂点
５−２間の相対距離をＮ、頂点５−１、頂点５−５間の
相対距離をｋとすると、ｓ５，ｔ５は、以下のように算
出される。
【００３４】
【数１０】
【００３５】以上の計算式より、上記２次元投影面上で
線形補間されたテクスチャー座標におけるテクスチャー
参照位置（Ｓ５，Ｔ５）と、３次元視野座標系において
線形補間された本来のテクスチャー座標におけるテクス
チャー参照位置（ｓ５，ｔ５）との間の関係を決定する
パラメータｋおよびＫの間には、以下のような関係式が
成立する。
線形補間されたテクスチャー座標におけるテクスチャー
参照位置（Ｓ５，Ｔ５）と、３次元視野座標系において
線形補間された本来のテクスチャー座標におけるテクス
チャー参照位置（ｓ５，ｔ５）との間の関係を決定する
パラメータｋおよびＫの間には、以下のような関係式が
成立する。
【００３６】
【数１１】
【００３７】この関係式が示すように、ｚ１とｚ２が異
なる場合には、つまりポリゴンが傾いている場合には、
一般に２次元の投影面上で線形補間するためのパラメー
タＫと本来の３次元空間内で線形補間する場合のパラメ
ータｋとは一般に異なり、ｚ１とｚ２の差が大きいほど
Ｋとｋとの相違も大きくなる。
なる場合には、つまりポリゴンが傾いている場合には、
一般に２次元の投影面上で線形補間するためのパラメー
タＫと本来の３次元空間内で線形補間する場合のパラメ
ータｋとは一般に異なり、ｚ１とｚ２の差が大きいほど
Ｋとｋとの相違も大きくなる。
【００３８】したがって、ｚ座標値が大きく異なるよう
な頂点対のテクスチャー対応位置を正確に補間するため
には、２次元の投影面上の補間するべき点７−５を３次
元の視野座標系へ逆変換した点５−５と補間されるべき
頂点対５−１および５−２の相対距離を用いて補間する
必要があり、上記関係から導かれる以下の計算式を、す
べてのピクセルに対して適用する必要がある。
な頂点対のテクスチャー対応位置を正確に補間するため
には、２次元の投影面上の補間するべき点７−５を３次
元の視野座標系へ逆変換した点５−５と補間されるべき
頂点対５−１および５−２の相対距離を用いて補間する
必要があり、上記関係から導かれる以下の計算式を、す
べてのピクセルに対して適用する必要がある。
【００３９】
【数１２】 ｓ５＝ｓ１＋（ｚ２／Ｋｚ１＋（ｚ１−ｚ２）／Ｎｚ１）＊（ｓ２−ｓ１）／Ｎ ｔ５＝ｔ１＋（ｚ２／Ｋｚ１＋（ｚ１−ｚ２）／Ｎｚ１）＊（ｔ２−ｔ１）／Ｎ また、２次元投影面上での線形補間は、次の計算式を用
いて行われ、補間するべき２点に対して２点間の距離Ｎ
で除算を一度行うだけで、繰り返される各ピクセルに対
する計算においては加算のみで計算することができる。
いて行われ、補間するべき２点に対して２点間の距離Ｎ
で除算を一度行うだけで、繰り返される各ピクセルに対
する計算においては加算のみで計算することができる。
【００４０】
【数１３】
【００４１】この様な２次元投影面上での線形補間に比
べて、３次元視野座標系での計算は、乗除算を含み非常
に複雑な計算を各ピクセル毎に行う必要があり、非常に
時間がかかるという欠点があった。
べて、３次元視野座標系での計算は、乗除算を含み非常
に複雑な計算を各ピクセル毎に行う必要があり、非常に
時間がかかるという欠点があった。
【００４２】また、２つの端点のｚ座標ｚ１およびｚ２
の比で２次元投影面上で分割する点に対しては、次の関
係が成り立つので、
の比で２次元投影面上で分割する点に対しては、次の関
係が成り立つので、
【００４３】
【数１４】
【００４４】
【数１５】ｋ＝Ｎ／２ となる。すなわち、この分割点は、３次元空間内では、
２つの端点の中点であることを示している。
２つの端点の中点であることを示している。
【００４５】特開平７−１８２５３７号公報では、この
関係を利用して、ポリゴンの頂点間を各頂点の３次元視
野座標系におけるｚ値の比で分割していき、分割時に生
成される点の３次元視野座標系におけるｚ座標値、輝度
値およびテクスチャー座標におけるテクスチャー対応位
置とを単純平均によって計算することにより、補間処理
における除算を含む計算を除外して、高速化を試みたも
のであるが、この処理における平均処理およびｚ座標値
の比による分割処理には、一般に誤差を伴うものであ
り、このような処理を繰り返すと、誤差が累積されると
いう問題がある。この誤差の累積は、特にｚ座標値の比
による分割処理の際に顕著になり、分割時に生成するピ
クセルの座標値がずれることもあり得る。
関係を利用して、ポリゴンの頂点間を各頂点の３次元視
野座標系におけるｚ値の比で分割していき、分割時に生
成される点の３次元視野座標系におけるｚ座標値、輝度
値およびテクスチャー座標におけるテクスチャー対応位
置とを単純平均によって計算することにより、補間処理
における除算を含む計算を除外して、高速化を試みたも
のであるが、この処理における平均処理およびｚ座標値
の比による分割処理には、一般に誤差を伴うものであ
り、このような処理を繰り返すと、誤差が累積されると
いう問題がある。この誤差の累積は、特にｚ座標値の比
による分割処理の際に顕著になり、分割時に生成するピ
クセルの座標値がずれることもあり得る。
【００４６】また、この方法では、ポリゴンが４角形の
場合には、容易に適用できるのに対して、３角形や５角
形以上の任意の頂点数をもつポリゴンに対しては、分割
処理および分割されたポリゴン情報の管理が複雑になる
という欠点があった。
場合には、容易に適用できるのに対して、３角形や５角
形以上の任意の頂点数をもつポリゴンに対しては、分割
処理および分割されたポリゴン情報の管理が複雑になる
という欠点があった。
【００４７】そこで、本発明は、上記のようなレンダリ
ング処理時間が大きくなるという従来の間題点を解決す
るためになされたもので、その目的はポリゴンを分割す
ることなく、乗除算演算を少なくして高速に、透視投影
された正しいテクスチャーマッピング処理を行うことで
ある。
ング処理時間が大きくなるという従来の間題点を解決す
るためになされたもので、その目的はポリゴンを分割す
ることなく、乗除算演算を少なくして高速に、透視投影
された正しいテクスチャーマッピング処理を行うことで
ある。
【００４８】また、本発明では、補間処理における除算
を減らすことを目的とするだけでなく、ポリゴンエッジ
の分割およびスキャンライン上のエッジ間を分割してい
きながらポリゴン内の各ピクセルを補間し、ポリゴンを
分割することなく、グーローシェーディング処理や、特
に透視投影変換を用いたテクスチャーマッピングを行う
レンダリング処理のために、輝度値やテクスチャー座標
系におけるテクスチャー対応位置の補間を正確にかつ高
速に行う画像生成装置および画像生成方法を提供するこ
とを目的としている。
を減らすことを目的とするだけでなく、ポリゴンエッジ
の分割およびスキャンライン上のエッジ間を分割してい
きながらポリゴン内の各ピクセルを補間し、ポリゴンを
分割することなく、グーローシェーディング処理や、特
に透視投影変換を用いたテクスチャーマッピングを行う
レンダリング処理のために、輝度値やテクスチャー座標
系におけるテクスチャー対応位置の補間を正確にかつ高
速に行う画像生成装置および画像生成方法を提供するこ
とを目的としている。
【００４９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像生成装置は、３次元空間座標において
モデリングされたポリゴンの各頂点の座標値および輝度
値と、該各頂点に対応するテクスチャー座標系における
テクスチャー対応位置とを含む頂点情報を用いて、グー
ローシェーディングおよびテクスチャーマッピングを行
う画像生成装置において、描画対象のポリゴンの各頂点
の２次元投影面上における座標値および３次元視野座標
系におけるｚ座標値および輝度値と、該各頂点に対応す
るテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置と
を含む頂点情報を、該描画対象のポリゴンのすべてのエ
ッジの中で同一のＹ座標値を有する２つのエッジの両端
の２頂点である４頂点に対して保持する、最低４頂点分
の頂点情報を保持するためのレジスタと、該描画対象の
ポリゴンのエッジ上に対応する２次元投影面上における
ピクセルを補間して、該補間されるピクセルの２次元投
影面上における座標値および３次元視野座標系における
ｚ座標値および輝度値と、該補間されるピクセルに対応
するテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置
とを含むポイント情報を、該エッジ両端の頂点の頂点情
報を補間して生成するエッジ補間手段と、該エッジ補間
手段により生成された該エッジ上のすべてのピクセルの
ポイント情報を保持する記憶手段と、描画するべき投影
面上におけるＹ座標値を描画対象のポリゴンの頂点の２
次元投影面上でのＹ座標値の最大値または最小値を初期
値として保持するカウンタと、該カウンタの保持する内
容により指定されるＹ座標値と左右それぞれのポリゴン
エッジとの交点を描画対象スキャンラインの左右の端点
とし、該左右の端点に対応するポイント情報を該左右の
ポリゴンエッジのポイント情報を保持する記億手段から
読み出し、該左右の端点間の２次元投影面上におけるピ
クセルを、該スキャンライン上において補間して、該補
間される各ピクセルのポイント情報を該左右の端点のポ
イント情報を補間して生成するスキャンライン補間手段
とを具備している。
に、本発明の画像生成装置は、３次元空間座標において
モデリングされたポリゴンの各頂点の座標値および輝度
値と、該各頂点に対応するテクスチャー座標系における
テクスチャー対応位置とを含む頂点情報を用いて、グー
ローシェーディングおよびテクスチャーマッピングを行
う画像生成装置において、描画対象のポリゴンの各頂点
の２次元投影面上における座標値および３次元視野座標
系におけるｚ座標値および輝度値と、該各頂点に対応す
るテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置と
を含む頂点情報を、該描画対象のポリゴンのすべてのエ
ッジの中で同一のＹ座標値を有する２つのエッジの両端
の２頂点である４頂点に対して保持する、最低４頂点分
の頂点情報を保持するためのレジスタと、該描画対象の
ポリゴンのエッジ上に対応する２次元投影面上における
ピクセルを補間して、該補間されるピクセルの２次元投
影面上における座標値および３次元視野座標系における
ｚ座標値および輝度値と、該補間されるピクセルに対応
するテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置
とを含むポイント情報を、該エッジ両端の頂点の頂点情
報を補間して生成するエッジ補間手段と、該エッジ補間
手段により生成された該エッジ上のすべてのピクセルの
ポイント情報を保持する記憶手段と、描画するべき投影
面上におけるＹ座標値を描画対象のポリゴンの頂点の２
次元投影面上でのＹ座標値の最大値または最小値を初期
値として保持するカウンタと、該カウンタの保持する内
容により指定されるＹ座標値と左右それぞれのポリゴン
エッジとの交点を描画対象スキャンラインの左右の端点
とし、該左右の端点に対応するポイント情報を該左右の
ポリゴンエッジのポイント情報を保持する記億手段から
読み出し、該左右の端点間の２次元投影面上におけるピ
クセルを、該スキャンライン上において補間して、該補
間される各ピクセルのポイント情報を該左右の端点のポ
イント情報を補間して生成するスキャンライン補間手段
とを具備している。
【００５０】また、１つの実施形態では、前記各エッジ
を補間する際に、２次元投影面上において、それぞれの
エッジの両端の頂点間を該両端の頂点の３次元視野座標
系におけるｚ座標値の比率で分割し、該両端の頂点の３
次元視野座標系におけるｚ座標値の平均値および輝度値
の平均値と該両端の頂点に対応するテクスチャー座標系
におけるテクスチャーの対応位置の中点位置を、それぞ
れ該エッジの分割により生成されるエッジ上のピクセル
の３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該
生成されるエッジ上のピクセルに対応するテクスチャー
座標系におけるテクスチャー対応位置とするエッジ補間
手段と、前記スキャンライン上の左右の端点間を分割す
る際に、２次元投影面上において、該左右の端点のｚ座
標値の比率で分割し、該左右の端点の３次元視野座標系
におけるｚ座標値の平均値および輝度値の平均値と該左
右の端点に対応するテクスチャー座標系におけるテクス
チャーの対応位置の中点位置とを、それぞれ該左右の端
点間の分割により生成される点の３次元視野座標系にお
けるｚ座標値および輝度値とテクスチャー座標系におけ
るテクスチャー対応位置とするスキャンライン補間手段
とをさらに具備している。
を補間する際に、２次元投影面上において、それぞれの
エッジの両端の頂点間を該両端の頂点の３次元視野座標
系におけるｚ座標値の比率で分割し、該両端の頂点の３
次元視野座標系におけるｚ座標値の平均値および輝度値
の平均値と該両端の頂点に対応するテクスチャー座標系
におけるテクスチャーの対応位置の中点位置を、それぞ
れ該エッジの分割により生成されるエッジ上のピクセル
の３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該
生成されるエッジ上のピクセルに対応するテクスチャー
座標系におけるテクスチャー対応位置とするエッジ補間
手段と、前記スキャンライン上の左右の端点間を分割す
る際に、２次元投影面上において、該左右の端点のｚ座
標値の比率で分割し、該左右の端点の３次元視野座標系
におけるｚ座標値の平均値および輝度値の平均値と該左
右の端点に対応するテクスチャー座標系におけるテクス
チャーの対応位置の中点位置とを、それぞれ該左右の端
点間の分割により生成される点の３次元視野座標系にお
けるｚ座標値および輝度値とテクスチャー座標系におけ
るテクスチャー対応位置とするスキャンライン補間手段
とをさらに具備している。
【００５１】１つの実施形態では、前記各エッジを補間
する際に、２次元投影面上において、それぞれのエッジ
の両端の頂点間を該両端の頂点の、ｚ座標値の比率から
算出される分割数に、該ｚ座標値の比から算出される比
率で順次分割していき、該両端の頂点の３次元視野座標
系におけるｚ座標値の差分値および輝度値の差分値と該
両端の頂点に対応するテクスチャー座標におけるテクス
チャーの対応位置の各方向に対する差分値とを、該算出
された分割数で除算して得られる、３次元視野座標系に
おけるｚ座標値の増分値および輝度値の増分値およびテ
クスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置の各方
向の増分値とし、該それぞれの増分値を、該補間される
エッジの片方の頂点の３次元視野座標系におけるｚ座標
値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャー座標に
おけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標値とに順
次加算していきながら、該エッジ上のピクセルの３次元
視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該頂点に対
応するテクスチャー座標におけるテクスチャーの対応位
置の各方向の座標値とを算出して、該エッジの片方の頂
点側から補間していくエッジ補間手段と、前記スキャン
ライン上の左右の端点間を分割する際に、２次元投影面
上において、該左右の端点間を該左右の端点のｚ座標値
の比率から算出される分割数に分割し、該左右の端点の
３次元視野座標系におけるｚ座標値の差分値および輝度
値の差分値と該両端の頂点に対応するテクスチャー座標
におけるテクスチャーの対応位置の各方向に対する差分
値とを、該算出された分割数で除算して得られる、３次
元視野座標系におけるｚ座標値の増分値および輝度値の
増分値およびテクスチャー座標系におけるテクスチャー
対応位置の各方向の増分値とし、該それぞれの増分値
を、該補間されるスキャンラインの片方の端点の３次元
視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該頂点に対
応するテクスチャー座標におけるテクスチャーの対応位
置の各方向の座標値とに順次加算していきながら、該ス
キャンライン上の点の３次元視野座標系におけるｚ座標
値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャー座標に
おけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標値とを算
出して、該スキャンラインの片方の頂点側から補間して
いくスキャンライン補間手段とをさらに具備している。
する際に、２次元投影面上において、それぞれのエッジ
の両端の頂点間を該両端の頂点の、ｚ座標値の比率から
算出される分割数に、該ｚ座標値の比から算出される比
率で順次分割していき、該両端の頂点の３次元視野座標
系におけるｚ座標値の差分値および輝度値の差分値と該
両端の頂点に対応するテクスチャー座標におけるテクス
チャーの対応位置の各方向に対する差分値とを、該算出
された分割数で除算して得られる、３次元視野座標系に
おけるｚ座標値の増分値および輝度値の増分値およびテ
クスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置の各方
向の増分値とし、該それぞれの増分値を、該補間される
エッジの片方の頂点の３次元視野座標系におけるｚ座標
値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャー座標に
おけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標値とに順
次加算していきながら、該エッジ上のピクセルの３次元
視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該頂点に対
応するテクスチャー座標におけるテクスチャーの対応位
置の各方向の座標値とを算出して、該エッジの片方の頂
点側から補間していくエッジ補間手段と、前記スキャン
ライン上の左右の端点間を分割する際に、２次元投影面
上において、該左右の端点間を該左右の端点のｚ座標値
の比率から算出される分割数に分割し、該左右の端点の
３次元視野座標系におけるｚ座標値の差分値および輝度
値の差分値と該両端の頂点に対応するテクスチャー座標
におけるテクスチャーの対応位置の各方向に対する差分
値とを、該算出された分割数で除算して得られる、３次
元視野座標系におけるｚ座標値の増分値および輝度値の
増分値およびテクスチャー座標系におけるテクスチャー
対応位置の各方向の増分値とし、該それぞれの増分値
を、該補間されるスキャンラインの片方の端点の３次元
視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該頂点に対
応するテクスチャー座標におけるテクスチャーの対応位
置の各方向の座標値とに順次加算していきながら、該ス
キャンライン上の点の３次元視野座標系におけるｚ座標
値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャー座標に
おけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標値とを算
出して、該スキャンラインの片方の頂点側から補間して
いくスキャンライン補間手段とをさらに具備している。
【００５２】また、本発明の画像生成方法は、３次元空
間座標においてモデリングされたポリゴンの各頂点の座
標値および輝度値と該各頂点に対応するテクスチャー座
標系におけるテクスチャー対応位置とを含む頂点情報を
用いて、グーローシェーディングおよびテクスチャーマ
ッピングを行う画像生成方法であって、該描画対象のポ
リゴンの各頂点の２次元投影面上における座標値および
３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該各
頂点に対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャ
ー対応位置とを含む頂点情報を描画対象のポリゴンのす
べてのエッジの中で同一のＹ座標値を有する２つのエッ
ジの両端の２頂点である４頂点に対して、最低４頂点分
の頂点情報を保持し、該描画対象のポリゴンのエッジ上
に対応する２次元投影面上におけるピクセルを補間し
て、該補間されるピクセルの２次元投影面上における座
標値および３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝
度値と該補間される点に対応するテクスチャー座標系に
おけるテクスチャー対応位置とを含むポイント情報を、
該エッジ両端の頂点の頂点情報を補間して生成し、該生
成された該エッジ上のすべてのピクセルのポイント情報
を保持しておき、描画するべき２次元投影面上における
Ｙ座標値を描画対象のポリゴンの頂点の投影面上でのＹ
座標値の最大値または最小値を初期値として保持してお
き、該保持されている処理対象のＹ座標値と左右それぞ
れのポリゴンエッジとの交点を描画対象スキャンライン
の左右の端点とし、該左右の端点に対応するポイント情
報を該保持されている左右のポリゴンエッジのポイント
情報を読み出し、該左右の端点間の２次元投影面上にお
けるピクセルを、該スキャンライン上において補間し
て、該補間される各ピクセルのポイント情報を該左右の
端点のポイント情報を補間して生成している。
間座標においてモデリングされたポリゴンの各頂点の座
標値および輝度値と該各頂点に対応するテクスチャー座
標系におけるテクスチャー対応位置とを含む頂点情報を
用いて、グーローシェーディングおよびテクスチャーマ
ッピングを行う画像生成方法であって、該描画対象のポ
リゴンの各頂点の２次元投影面上における座標値および
３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該各
頂点に対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャ
ー対応位置とを含む頂点情報を描画対象のポリゴンのす
べてのエッジの中で同一のＹ座標値を有する２つのエッ
ジの両端の２頂点である４頂点に対して、最低４頂点分
の頂点情報を保持し、該描画対象のポリゴンのエッジ上
に対応する２次元投影面上におけるピクセルを補間し
て、該補間されるピクセルの２次元投影面上における座
標値および３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝
度値と該補間される点に対応するテクスチャー座標系に
おけるテクスチャー対応位置とを含むポイント情報を、
該エッジ両端の頂点の頂点情報を補間して生成し、該生
成された該エッジ上のすべてのピクセルのポイント情報
を保持しておき、描画するべき２次元投影面上における
Ｙ座標値を描画対象のポリゴンの頂点の投影面上でのＹ
座標値の最大値または最小値を初期値として保持してお
き、該保持されている処理対象のＹ座標値と左右それぞ
れのポリゴンエッジとの交点を描画対象スキャンライン
の左右の端点とし、該左右の端点に対応するポイント情
報を該保持されている左右のポリゴンエッジのポイント
情報を読み出し、該左右の端点間の２次元投影面上にお
けるピクセルを、該スキャンライン上において補間し
て、該補間される各ピクセルのポイント情報を該左右の
端点のポイント情報を補間して生成している。
【００５３】１つの実施形態では、前記各エッジを補間
する際に、２次元投影面上において、それぞれのエッジ
の両端の頂点間を該両端の頂点の３次元視野座標系にお
けるｚ座標値の比率で分割し、該両端の頂点の３次元視
野座標系におけるｚ座標値の平均値および輝度値の平均
値と該両端の頂点に対応するテクスチャー座標系におけ
るテクスチャーの対応位置の中点位置を、それぞれ該エ
ッジの分割により生成されるエッジ上のピクセルの３次
元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該生成さ
れるエッジ上のピクセルに対応するテクスチャー座標系
におけるテクスチャー対応位置とし、前記スキャンライ
ン上の左右の端点間を分割する際に、２次元投影面上に
おいて、該左右の端点のｚ座標値の比率で分割し、該左
右の端点の３次元視野座標系におけるｚ座標値の平均値
および輝度値の平均値と該左右の端点に対応するテクス
チャー座標におけるテクスチャーの対応位置の中点位置
とを、それぞれ該左右の端点間の分割により生成される
点の３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と
テクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置とし
ている。
する際に、２次元投影面上において、それぞれのエッジ
の両端の頂点間を該両端の頂点の３次元視野座標系にお
けるｚ座標値の比率で分割し、該両端の頂点の３次元視
野座標系におけるｚ座標値の平均値および輝度値の平均
値と該両端の頂点に対応するテクスチャー座標系におけ
るテクスチャーの対応位置の中点位置を、それぞれ該エ
ッジの分割により生成されるエッジ上のピクセルの３次
元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該生成さ
れるエッジ上のピクセルに対応するテクスチャー座標系
におけるテクスチャー対応位置とし、前記スキャンライ
ン上の左右の端点間を分割する際に、２次元投影面上に
おいて、該左右の端点のｚ座標値の比率で分割し、該左
右の端点の３次元視野座標系におけるｚ座標値の平均値
および輝度値の平均値と該左右の端点に対応するテクス
チャー座標におけるテクスチャーの対応位置の中点位置
とを、それぞれ該左右の端点間の分割により生成される
点の３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と
テクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置とし
ている。
【００５４】１つの実施形態では、前記各エッジを補間
する際に、２次元投影面上において、それぞれのエッジ
の両端の頂点間を該両端の頂点のｚ座標値の比率から算
出される分割数に、該ｚ座標値の比から算出される比率
で順次分割していき、該両端の頂点の３次元視野座標系
におけるｚ座標値の差分値および輝度値の差分値と該両
端の頂点に対応するテクスチャー座標系におけるテクス
チャーの対応位置の各方向に対する差分値とを、該算出
された分割数で除算して得られる、３次元視野座標系に
おけるｚ座標値の増分値および輝度値の増分値およびテ
クスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置の各方
向の増分値とし、該それぞれの増分値を、該補間される
エッジの片方の頂点の３次元視野座標系におけるｚ座標
値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャー座標に
おけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標値とに順
次加算していきながら、該エッジ上のピクセルの３次元
視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該頂点に対
応するテクスチャー座標におけるテクスチャーの対応位
置の各方向の座標値とを算出して、該エッジの片方の頂
点側から補間していき、前記スキャンライン上の左右の
端点間を分割する際に、２次元投影面上において、２次
元投影面上において、該左右の端点間を該左右の端点の
ｚ座標値の比率から算出される分割数に分割し、該左右
の端点の３次元視野座標系におけるｚ座標値の差分値お
よび輝度値の差分値と該両端の頂点に対応するテクスチ
ャー座標におけるテクスチャーの対応位置の各方向に対
する差分値とを、該算出された分割数で除算して得られ
る、３次元視野座標系におけるｚ座標値の増分値および
輝度値の増分値およびテクスチャー座標系におけるテク
スチャー対応位置の各方向の増分値とし、該それぞれの
増分値を、該補間されるスキャンラインの片方の端点の
３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該頂
点に対応するテクスチャー座標におけるテクスチャーの
対応位置の各方向の座標値とに順次加算していきなが
ら、該スキャンライン上の点の３次元視野座標系におけ
るｚ座標値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャ
ー座標におけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標
値とを算出して、該スキャンラインの片方の頂点側から
補間していく。
する際に、２次元投影面上において、それぞれのエッジ
の両端の頂点間を該両端の頂点のｚ座標値の比率から算
出される分割数に、該ｚ座標値の比から算出される比率
で順次分割していき、該両端の頂点の３次元視野座標系
におけるｚ座標値の差分値および輝度値の差分値と該両
端の頂点に対応するテクスチャー座標系におけるテクス
チャーの対応位置の各方向に対する差分値とを、該算出
された分割数で除算して得られる、３次元視野座標系に
おけるｚ座標値の増分値および輝度値の増分値およびテ
クスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置の各方
向の増分値とし、該それぞれの増分値を、該補間される
エッジの片方の頂点の３次元視野座標系におけるｚ座標
値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャー座標に
おけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標値とに順
次加算していきながら、該エッジ上のピクセルの３次元
視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該頂点に対
応するテクスチャー座標におけるテクスチャーの対応位
置の各方向の座標値とを算出して、該エッジの片方の頂
点側から補間していき、前記スキャンライン上の左右の
端点間を分割する際に、２次元投影面上において、２次
元投影面上において、該左右の端点間を該左右の端点の
ｚ座標値の比率から算出される分割数に分割し、該左右
の端点の３次元視野座標系におけるｚ座標値の差分値お
よび輝度値の差分値と該両端の頂点に対応するテクスチ
ャー座標におけるテクスチャーの対応位置の各方向に対
する差分値とを、該算出された分割数で除算して得られ
る、３次元視野座標系におけるｚ座標値の増分値および
輝度値の増分値およびテクスチャー座標系におけるテク
スチャー対応位置の各方向の増分値とし、該それぞれの
増分値を、該補間されるスキャンラインの片方の端点の
３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と該頂
点に対応するテクスチャー座標におけるテクスチャーの
対応位置の各方向の座標値とに順次加算していきなが
ら、該スキャンライン上の点の３次元視野座標系におけ
るｚ座標値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャ
ー座標におけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標
値とを算出して、該スキャンラインの片方の頂点側から
補間していく。
【００５５】更に、本発明の画像生成方法は、３次元空
間座標において定義されたポリゴンの各頂点の座標値と
該各頂点に対応するテクスチャー座標系におけるテクス
チャー対応位置とを含む頂点情報を用いてグーローシェ
ーディングおよびテクスチャーマッピングを行う画像生
成方法であって、描画対象ポリゴンの各頂点のうち２次
元投影面上でのＹ座標値の最も小さい（または大きい）
点を起点とし、左右に隣り合う頂点をそれぞれ終点と
し、起点と終点間をそれぞれ分割して該分割点のピクセ
ル情報を起点とそれぞれの終点の情報に基づいて補間
し、以後同様に分割／補間を繰り返して起点と左右の終
点間のポリゴンエッジ上の全ピクセル情報を生成し、前
記起点より近い順にＸ方向のスキャンラインを分割して
該分割点のピクセル情報をスキャンライン両端のエッジ
上のピクセル情報に基づいて補間し、一つのスキャンラ
イン上の全ピクセル情報が得られれば、一つ上（または
下）のスキャンライン上のピクセル情報を同様に補間
し、一方の終点と同一のＹ座標のスキャンラインまで前
記補間処理が終了すると、該終点を新しい起点として次
に隣り合う頂点を新しい終点として前記補間処理を繰り
返して描画対象ポリゴン上の全ピクセルのデータを生成
している。
間座標において定義されたポリゴンの各頂点の座標値と
該各頂点に対応するテクスチャー座標系におけるテクス
チャー対応位置とを含む頂点情報を用いてグーローシェ
ーディングおよびテクスチャーマッピングを行う画像生
成方法であって、描画対象ポリゴンの各頂点のうち２次
元投影面上でのＹ座標値の最も小さい（または大きい）
点を起点とし、左右に隣り合う頂点をそれぞれ終点と
し、起点と終点間をそれぞれ分割して該分割点のピクセ
ル情報を起点とそれぞれの終点の情報に基づいて補間
し、以後同様に分割／補間を繰り返して起点と左右の終
点間のポリゴンエッジ上の全ピクセル情報を生成し、前
記起点より近い順にＸ方向のスキャンラインを分割して
該分割点のピクセル情報をスキャンライン両端のエッジ
上のピクセル情報に基づいて補間し、一つのスキャンラ
イン上の全ピクセル情報が得られれば、一つ上（または
下）のスキャンライン上のピクセル情報を同様に補間
し、一方の終点と同一のＹ座標のスキャンラインまで前
記補間処理が終了すると、該終点を新しい起点として次
に隣り合う頂点を新しい終点として前記補間処理を繰り
返して描画対象ポリゴン上の全ピクセルのデータを生成
している。
【００５６】１つの実施形態では、ポリゴンエッジおよ
びスキャンラインを、３次元視野座標系のｚ座標値に基
づいて分割している。
びスキャンラインを、３次元視野座標系のｚ座標値に基
づいて分割している。
【００５７】１つの実施形態では、ピクセル情報補間前
に分割数と分割点を求め、該分割点の端から順にピクセ
ル情報の補間を行っている。
に分割数と分割点を求め、該分割点の端から順にピクセ
ル情報の補間を行っている。
【００５８】次に、本発明の作用を図１及び図２を参照
して述べる。上記本発明の特徴によれば、例えば図１
（ａ）に示すような２次元の投影面上に投影されたポリ
ゴン１−０を描画する場合、以下のように処理される。
して述べる。上記本発明の特徴によれば、例えば図１
（ａ）に示すような２次元の投影面上に投影されたポリ
ゴン１−０を描画する場合、以下のように処理される。
【００５９】まず、レンダリング処理における描画に先
立ち、ジオメトリ処理により、ポリゴンの各頂点毎に、
２次元投影面上における座標値（Ｘ，Ｙ）、３次元視野
座標系におけるｚ座標値、輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、およ
び各頂点に対応するテクスチャー座標系におけるテクス
チャー対応位置（ｓ，ｔ）が得られているものとする。
立ち、ジオメトリ処理により、ポリゴンの各頂点毎に、
２次元投影面上における座標値（Ｘ，Ｙ）、３次元視野
座標系におけるｚ座標値、輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、およ
び各頂点に対応するテクスチャー座標系におけるテクス
チャー対応位置（ｓ，ｔ）が得られているものとする。
【００６０】さて、ポリゴンを構成する頂点の中から２
次元の投影面上でのＹ座標値が例えば、最小である頂点
を見つけ、この頂点１−１を左右のポリゴンエッジの起
点とし、このＹ座標値をもつスキャンラインを描画対象
のスキャンラインとする。
次元の投影面上でのＹ座標値が例えば、最小である頂点
を見つけ、この頂点１−１を左右のポリゴンエッジの起
点とし、このＹ座標値をもつスキャンラインを描画対象
のスキャンラインとする。
【００６１】次に、頂点１−１から時計回りに頂点を見
つけ、この頂点１−２を左ポリゴンエッジの終点とす
る。同様に、頂点１−１から反時計回りに頂点を見つ
け、この頂点１−４を右ポリゴンエッジの終点とする。
つけ、この頂点１−２を左ポリゴンエッジの終点とす
る。同様に、頂点１−１から反時計回りに頂点を見つ
け、この頂点１−４を右ポリゴンエッジの終点とする。
【００６２】次に、頂点１−１を起点とし、頂点１−２
を終点とする左エッジを分割する点１−６を求め、左エ
ッジの起点１−１と終点１−２の輝度値およびテクスチ
ャー対応位置および３次元視野座標系におけるｚ座標値
を含むポイント情報を補間して、点１−６のポイント情
報を生成し、ポイント情報保持メモリに保持する。さら
に、左エッジ上に生成された左エッジの端点間を分割す
る点１−６と頂点１−１を分割する点１−７を求め、そ
れぞれの点のポイント情報を補間し、点１−７のポイン
ト情報として、ポイント情報保持メモリに保持する。さ
らに、前記点１−６と頂点１−２の間を分割する点１−
８を求め、同様にそれぞれの点のポイント情報を補間し
て、ポイント情報保持メモリに保持する。以降、同様に
左エッジの端点および左エッジ上に生成されたすべての
点を含む互いに最近であるすべての２点の間を、分割し
ていき、左エッジ上のすべてのピクセルに対応するポイ
ント情報を補間により生成し、ポイント情報保持メモリ
に保持する。
を終点とする左エッジを分割する点１−６を求め、左エ
ッジの起点１−１と終点１−２の輝度値およびテクスチ
ャー対応位置および３次元視野座標系におけるｚ座標値
を含むポイント情報を補間して、点１−６のポイント情
報を生成し、ポイント情報保持メモリに保持する。さら
に、左エッジ上に生成された左エッジの端点間を分割す
る点１−６と頂点１−１を分割する点１−７を求め、そ
れぞれの点のポイント情報を補間し、点１−７のポイン
ト情報として、ポイント情報保持メモリに保持する。さ
らに、前記点１−６と頂点１−２の間を分割する点１−
８を求め、同様にそれぞれの点のポイント情報を補間し
て、ポイント情報保持メモリに保持する。以降、同様に
左エッジの端点および左エッジ上に生成されたすべての
点を含む互いに最近であるすべての２点の間を、分割し
ていき、左エッジ上のすべてのピクセルに対応するポイ
ント情報を補間により生成し、ポイント情報保持メモリ
に保持する。
【００６３】同様に、頂点１−１を起点とし、頂点１−
４を終点とする右エッジを分割する点１−８を求め、右
エッジの起点１−１と終点１−４のポイント情報を補間
して、点１−８のポイント情報を生成し、ポイント情報
保持メモリに保持する。以降左エッジの場合と同様に、
右エッジの端点および右エッジ上に生成されたすべての
点を含む互いに最近のすべての２点の間を、分割してい
き、右エッジ上のすべてのピクセルに対応するポイント
情報を補間により生成し、ポイント情報保持メモリに保
持する。
４を終点とする右エッジを分割する点１−８を求め、右
エッジの起点１−１と終点１−４のポイント情報を補間
して、点１−８のポイント情報を生成し、ポイント情報
保持メモリに保持する。以降左エッジの場合と同様に、
右エッジの端点および右エッジ上に生成されたすべての
点を含む互いに最近のすべての２点の間を、分割してい
き、右エッジ上のすべてのピクセルに対応するポイント
情報を補間により生成し、ポイント情報保持メモリに保
持する。
【００６４】以上の処理で、図１（ｂ）に示すように、
左エッジと右エッジに対応するすべてのピクセルのｚ座
標値、輝度値およびテクスチャー座標系におけるテクス
チャー対応位置を含むピクセルデータが生成される。
左エッジと右エッジに対応するすべてのピクセルのｚ座
標値、輝度値およびテクスチャー座標系におけるテクス
チャー対応位置を含むピクセルデータが生成される。
【００６５】次に、これら左右エッジに対応するピクセ
ルのポイント情報を用いて、以下のようにして、スキャ
ンライン毎に、エッジ間の各ピクセルのポイント情報を
補間する。
ルのポイント情報を用いて、以下のようにして、スキャ
ンライン毎に、エッジ間の各ピクセルのポイント情報を
補間する。
【００６６】まず、図１（ｃ）に示すように最初の描画
対象であるスキャンライン１−５上の左エッジ１−９お
よび右エッジ１−１０は、隣接するピクセルであるの
で、補間の必要はなく、このスキャンライン１−５に対
応する補間処理を終了する。
対象であるスキャンライン１−５上の左エッジ１−９お
よび右エッジ１−１０は、隣接するピクセルであるの
で、補間の必要はなく、このスキャンライン１−５に対
応する補間処理を終了する。
【００６７】次に、描画対象のスキャンラインの１つ上
のスキャンラインを次の描画対象のスキャンライン１−
１１とし、エッジの分割と同様に、左右の端点１−１２
および１−１３を分割する点１ー１４を求め、左右の端
点１−１２および１−１３のポイント情報を補間して、
分割される点のポイント情報を求め、ポイント情報保持
メモリに保持する。このスキャンライン上の補間処理を
スキャンライン上のすべてのピクセルのポイント情報が
得られるまで繰り返し、ポイント情報保持メモリに保持
する。
のスキャンラインを次の描画対象のスキャンライン１−
１１とし、エッジの分割と同様に、左右の端点１−１２
および１−１３を分割する点１ー１４を求め、左右の端
点１−１２および１−１３のポイント情報を補間して、
分割される点のポイント情報を求め、ポイント情報保持
メモリに保持する。このスキャンライン上の補間処理を
スキャンライン上のすべてのピクセルのポイント情報が
得られるまで繰り返し、ポイント情報保持メモリに保持
する。
【００６８】さらに、描画対象のスキャンラインを１つ
上に進め、同様のスキャンラインの補間処理を左右いず
れかのエッジに対する処理が完了するまで進める。図１
（ｄ）のスキャンライン１−１５に示すように、右エッ
ジの終点１−４を含むスキャンラインの処理が完了した
場合には、右エッジの終点１−４を右エッジの起点と
し、右エッジの起点１−４から反時計回りに頂点１−３
を見つけ、この点１−３を右エッジの終点として、右エ
ッジ上のすべてのピクセルに対応するテクスチャー対応
位置が補間されるまで、右エッジの分割を繰り返した
後、スキャンラインの補間処理を継続する。
上に進め、同様のスキャンラインの補間処理を左右いず
れかのエッジに対する処理が完了するまで進める。図１
（ｄ）のスキャンライン１−１５に示すように、右エッ
ジの終点１−４を含むスキャンラインの処理が完了した
場合には、右エッジの終点１−４を右エッジの起点と
し、右エッジの起点１−４から反時計回りに頂点１−３
を見つけ、この点１−３を右エッジの終点として、右エ
ッジ上のすべてのピクセルに対応するテクスチャー対応
位置が補間されるまで、右エッジの分割を繰り返した
後、スキャンラインの補間処理を継続する。
【００６９】以後、さらにスキャンラインを進め、もう
一度右エッジの終点１−３を含むスキャンラインの処理
が完了した場合には、右エッジの終点を右エッジの起点
とし、右エッジの起点から反時計回りに頂点を見つけ、
この点を右エッジの終点として、エッジ上のすべてのピ
クセルに対応するポイント情報が補間されるまで、エッ
ジの分割を繰り返した後、スキャンラインの補間処理を
継続する。
一度右エッジの終点１−３を含むスキャンラインの処理
が完了した場合には、右エッジの終点を右エッジの起点
とし、右エッジの起点から反時計回りに頂点を見つけ、
この点を右エッジの終点として、エッジ上のすべてのピ
クセルに対応するポイント情報が補間されるまで、エッ
ジの分割を繰り返した後、スキャンラインの補間処理を
継続する。
【００７０】同様に、スキャンラインを進めていくうち
に、左エッジの終点を含むスキャンラインの処理が完了
した場合には、左エッジの終点を左エッジの起点とし、
左エッジの起点から時計回りに頂点を見つけ、この頂点
を左エッジの終点として、エッジ上のすべてのピクセル
に対応するテクスチャー対応位置が補間されるまで、エ
ッジの分割を繰り返した後、スキャンラインの補間処理
を継統する。（図１の例では、左エッジは新しく生成さ
れない。） さらにスキャンラインを進め、ポリゴンのすべてのエッ
ジに対する処理が完了した時点で、ポリゴンが包含する
すべてのピクセルに対応する輝度値、テクスチャー対応
位置およびｚ座標値を含むポイント情報がポイント情報
保持メモリに保持される。
に、左エッジの終点を含むスキャンラインの処理が完了
した場合には、左エッジの終点を左エッジの起点とし、
左エッジの起点から時計回りに頂点を見つけ、この頂点
を左エッジの終点として、エッジ上のすべてのピクセル
に対応するテクスチャー対応位置が補間されるまで、エ
ッジの分割を繰り返した後、スキャンラインの補間処理
を継統する。（図１の例では、左エッジは新しく生成さ
れない。） さらにスキャンラインを進め、ポリゴンのすべてのエッ
ジに対する処理が完了した時点で、ポリゴンが包含する
すべてのピクセルに対応する輝度値、テクスチャー対応
位置およびｚ座標値を含むポイント情報がポイント情報
保持メモリに保持される。
【００７１】以上本発明によれば、スキャンライン毎に
補間処理を行うことにより、常に左右２つのポリゴンエ
ッジを補間の対象とすることができるので、頂点数が増
加しても、左右２つのエッジの起点と終点を決定する４
つの頂点情報を保持するためのレジスタと、左右の２つ
分のエッジ補間器を用いて、補間処理を行うことができ
る。
補間処理を行うことにより、常に左右２つのポリゴンエ
ッジを補間の対象とすることができるので、頂点数が増
加しても、左右２つのエッジの起点と終点を決定する４
つの頂点情報を保持するためのレジスタと、左右の２つ
分のエッジ補間器を用いて、補間処理を行うことができ
る。
【００７２】上記説明における処理の例では、最初にポ
リゴンを構成する頂点の中から２次元の投影面上でのＹ
座標値が最小である頂点を左右のポリゴンエッジの起点
とし、このＹ座標値をもつスキャンラインを描画対象の
スキャンラインとしたが、これを最大値としても、同様
に処理できることは明らかである。
リゴンを構成する頂点の中から２次元の投影面上でのＹ
座標値が最小である頂点を左右のポリゴンエッジの起点
とし、このＹ座標値をもつスキャンラインを描画対象の
スキャンラインとしたが、これを最大値としても、同様
に処理できることは明らかである。
【００７３】次に、上記補間処理について、図２を用い
てさらに詳しく説明する。
てさらに詳しく説明する。
【００７４】図２（ａ）における３次元視野座標系にお
けるポリゴンの１辺２−１が、２次元投影面２−２上に
ポリゴンの１辺２−３のように投影されるものとする。
けるポリゴンの１辺２−１が、２次元投影面２−２上に
ポリゴンの１辺２−３のように投影されるものとする。
【００７５】図２（ｂ）は、３次元投影座標系をｙ軸の
正方向から見た図であり、図２（ａ）の辺２−１に対応
する辺２−４は、図２（ａ）の投影面２−２に対応する
投影面２−６上に辺２−５として、投影されるものとす
る。
正方向から見た図であり、図２（ａ）の辺２−１に対応
する辺２−４は、図２（ａ）の投影面２−２に対応する
投影面２−６上に辺２−５として、投影されるものとす
る。
【００７６】いま、辺２−４を決定する両端の頂点２−
４−１および２−４−２の頂点情報については、それぞ
れの点の２次元投影面上における座標値（Ｘ，Ｙ）、３
次元視野座標系における座標値（ｘ，ｙ，ｚ）、輝度値
（ｒ，ｇ，ｂ）、テクスチャー座標系におけるテクスチ
ャー対応位置（ｓ，ｔ）を定義することができる。
４−１および２−４−２の頂点情報については、それぞ
れの点の２次元投影面上における座標値（Ｘ，Ｙ）、３
次元視野座標系における座標値（ｘ，ｙ，ｚ）、輝度値
（ｒ，ｇ，ｂ）、テクスチャー座標系におけるテクスチ
ャー対応位置（ｓ，ｔ）を定義することができる。
【００７７】ここでは、頂点２−４−１に対しては、
（Ｘ１，Ｙ１）、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｒ１，ｇ
１，ｂ１）、（ｓ１，ｔ１）が与えられ、また頂点２−
４−２に対しては、（Ｘ２，Ｙ２）、（ｘ２，ｙ２，ｚ
２）、（ｒ２，ｇ２，ｂ２）、（ｓ２，ｔ２）が与えら
れているものとする。
（Ｘ１，Ｙ１）、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｒ１，ｇ
１，ｂ１）、（ｓ１，ｔ１）が与えられ、また頂点２−
４−２に対しては、（Ｘ２，Ｙ２）、（ｘ２，ｙ２，ｚ
２）、（ｒ２，ｇ２，ｂ２）、（ｓ２，ｔ２）が与えら
れているものとする。
【００７８】図２（ｂ）における３次元投影面上で，点
２−４−１および点２−４−２間をｋ：ｎ−ｋの比で分
割する点２−４−３が、２次元投影面上の点２−５−３
に投影され、この点２−５−３が、２次元投影面上で、
点２−５−１および点２−５−２の間をＫ：Ｎ−Ｋで分
割すると仮定すると、次の関係式が成立する。
２−４−１および点２−４−２間をｋ：ｎ−ｋの比で分
割する点２−４−３が、２次元投影面上の点２−５−３
に投影され、この点２−５−３が、２次元投影面上で、
点２−５−１および点２−５−２の間をＫ：Ｎ−Ｋで分
割すると仮定すると、次の関係式が成立する。
【００７９】
【数１６】 ｎ／ｋ＝（Ｎ／Ｋ−１）＊ｚ２／ｚ１＋１ 従って、点２−５−３の補間値を算出する際には、ま
ず、上式を用いて、点２−４−３の位置を決定するパラ
メータであるＡ＝ｋ／ｎを算出しておけば、次の各式に
基づいてポイント情報を補間することができる。
ず、上式を用いて、点２−４−３の位置を決定するパラ
メータであるＡ＝ｋ／ｎを算出しておけば、次の各式に
基づいてポイント情報を補間することができる。
【００８０】
【数１７】ｒ４＝ｒ１＋（ｒ２−ｒ１）＊Ａ ｇ４＝ｇ１＋（ｇ２−ｇ１）＊Ａ ｂ４＝ｂ１＋（ｂ２−ｂ１）＊Ａ ｓ４＝ｓ１＋（ｓ２−ｓ１）＊Ａ ｔ４＝ｔ１＋（ｔ２−ｔ１）＊Ａ ｚ４＝ｚ１＋（ｚ２−ｚ１）＊Ａ さらに、１つの実施形態によれば、上記の様に図１のポ
リゴンを補間処理を用いて描画する場合、エッジの分割
およびスキャンラインの分割を行う際に、分割される両
端の点のｚ座標値の比によって分割を行い、分割される
両端の点の輝度値の平均値を分割する点の輝度値とし、
テクスチャーの対応位置を分割される両端の点の中点の
位置をテクスチャーの対応位置とすることにより、除算
を用いずに加算のみで補間処理を行うことができる。２
次元投影面２−５上で、点２−５−１および点２−５−
２間をそれぞれに対応する３次元視野座標系におけるｚ
座標値の比で、ｚ２：ｚ１に分割する点に対しては、
リゴンを補間処理を用いて描画する場合、エッジの分割
およびスキャンラインの分割を行う際に、分割される両
端の点のｚ座標値の比によって分割を行い、分割される
両端の点の輝度値の平均値を分割する点の輝度値とし、
テクスチャーの対応位置を分割される両端の点の中点の
位置をテクスチャーの対応位置とすることにより、除算
を用いずに加算のみで補間処理を行うことができる。２
次元投影面２−５上で、点２−５−１および点２−５−
２間をそれぞれに対応する３次元視野座標系におけるｚ
座標値の比で、ｚ２：ｚ１に分割する点に対しては、
【００８１】
【数１８】Ｋ／（Ｎ−Ｋ）＝ｚ２／ｚ１ が成り立つので、
【００８２】
【数１９】Ａ＝ｋ／ｎ＝１／２ となり、上記ポイント情報の補間のための計算は、
【００８３】
【数２０】ｒ４＝（ｒ２−ｒ１）／２ ｇ４＝（ｇ２−ｇ１）／２ ｂ４＝（ｂ２−ｂ１）／２ ｓ４＝（ｓ２−ｓ１）／２ ｔ４＝（ｔ２−ｔ１）／２ ｚ４＝（ｚ２−ｚ１）／２ のように単純化され、補間される２点のポイント情報の
単純平均により計算することができ、この平均計算は、
除算器を用いずに加算器のみで計算することができる。
単純平均により計算することができ、この平均計算は、
除算器を用いずに加算器のみで計算することができる。
【００８４】一方、２次元投影面上で、ｚ座標値の比に
より、分割する際の座標計算には、次の各計算式が用い
られるが、
より、分割する際の座標計算には、次の各計算式が用い
られるが、
【００８５】
【数２１】 Ｘ４＝（Ｘ２−Ｘ１）＊ｚ１／（ｚ１＋ｚ２） Ｙ４＝（Ｙ２−Ｙ１）＊ｚ１／（ｚ１＋ｚ２） これらの計算は、
【００８６】
【数２２】Ｂ４＝ｚ１／（ｚ１＋ｚ２） Ｘ４＝（Ｘ２−Ｘ１）＊Ｂ４ Ｙ４＝（Ｙ２−Ｙ１）＊Ｂ４ と言うように、除算が少なくなるように変形して処理す
ることができる。
ることができる。
【００８７】さらに、上記の様に生成された点２−４−
４と頂点２−４−１との間を、それぞれのｚ座標値の比
により分割する点２−４−５のポイント情報は、上記計
算により得られた点２−４−４のポイント情報と点２−
４−１のポイント情報を用いて、同様に、
４と頂点２−４−１との間を、それぞれのｚ座標値の比
により分割する点２−４−５のポイント情報は、上記計
算により得られた点２−４−４のポイント情報と点２−
４−１のポイント情報を用いて、同様に、
【００８８】
【数２３】ｒ５＝（ｒ４−ｒ１）／２ ｇ５＝（ｇ４−ｇ１）／２ ｂ５＝（ｂ４−ｂ１）／２ ｓ５＝（ｓ４−ｓ１）／２ ｔ５＝（ｔ４−ｔ１）／２ ｚ５＝（ｚ４−ｚ１）／２ Ｂ５＝ｚ４／（ｚ４＋ｚ２） Ｘ４＝（Ｘ４−Ｘ１）＊Ｂ５ Ｙ４＝（Ｙ４−Ｙ１）＊Ｂ５ というように計算することができる。
【００８９】他の２点の分割についても同様に、分割さ
れる２点のポイント情報を用いて、除算の少ない計算に
より、高速に処理することができる。
れる２点のポイント情報を用いて、除算の少ない計算に
より、高速に処理することができる。
【００９０】さらに、１つの実施形態では、上記ｚ座標
の比によって分割する際の座標計算における誤差が、そ
れ以降の分割に累積されるのを防ぐために、以下の計算
式を用いる。
の比によって分割する際の座標計算における誤差が、そ
れ以降の分割に累積されるのを防ぐために、以下の計算
式を用いる。
【００９１】３次元視野座標系における点２−４−１と
点２−４−２との間の分割数ｎを
点２−４−２との間の分割数ｎを
【００９２】
【数２４】ｎ＝Ｎ という様に、２次元投影面上における点２−５−１と点
２−５−２との間のピクセル数Ｎに等しくすると、
２−５−２との間のピクセル数Ｎに等しくすると、
【００９３】
【数２５】Ｎ／Ｋ＝（Ｎ／ｋ−１）＊ｚ１／ｚ２＋１ となるので、｜ｚ１｜＜｜ｚ２｜である場合には、
【００９４】
【数２６】Ｋ＞ｋ となり、３次元視野座標系において、点２−４−１と点
２−４−２との間をＮ分割した点の中で、最も点２−４
−１に近いｋ＝１で決定される点に対応する２次元投影
面における点に対しては、
２−４−２との間をＮ分割した点の中で、最も点２−４
−１に近いｋ＝１で決定される点に対応する２次元投影
面における点に対しては、
【００９５】
【数２７】Ｋ＞１ となる。すなわち、この点は、点２−５−１と点２−５
−２との間をそのピクセル数Ｎで分割する各ピクセルの
中で、点２−５−１に最も近いピクセルよりも点２−５
−２側にあることになり、前記点２−５−１に最も近い
ピクセルを補間する為には、さらに３次元座標系におい
て、点２−４−１と点２−４−２との間の分割数を増加
させる必要があることがわかる。
−２との間をそのピクセル数Ｎで分割する各ピクセルの
中で、点２−５−１に最も近いピクセルよりも点２−５
−２側にあることになり、前記点２−５−１に最も近い
ピクセルを補間する為には、さらに３次元座標系におい
て、点２−４−１と点２−４−２との間の分割数を増加
させる必要があることがわかる。
【００９６】一般に、点２−４−１と点２−４−２との
間を、２pに分割した場合の点２−４−１からｑ番目の
点２−４−３については、
間を、２pに分割した場合の点２−４−１からｑ番目の
点２−４−３については、
【００９７】
【数２８】ｎ／ｋ＝２p／ｑ が成り立つので、点２−４−３に対応する投影面２−６
上の点２−５−３を決定するパラメータが、
上の点２−５−３を決定するパラメータが、
【００９８】
【数２９】Ｎ／Ｋ＝（２p／ｑ−１）＊ｚ１／ｚ２＋１ として得られるが、ｑ＝１である点２−４−１に最も近
い点に対応する２次元投影面上における点に対して、Ｋ
＜１とするためには、
い点に対応する２次元投影面上における点に対して、Ｋ
＜１とするためには、
【００９９】
【数３０】２p−１＞（Ｎ−１）＊ｚ２／ｚ１ となるように、ｐを決定する必要がある。この為には、
たとえば、上式の右辺の計算結果の整数化した場合のビ
ット数をｐとすることにより決定することができる。
たとえば、上式の右辺の計算結果の整数化した場合のビ
ット数をｐとすることにより決定することができる。
【０１００】このようにして、決定された分割数
【０１０１】
【数３１】ｎ＝２p＝（２＜＜ｐ） を用いて、
【０１０２】
【数３２】Ｃ＝ｋ／ｎ＝ｑ／ｎ ｒ４＝ｒ１＋（ｒ２−ｒ１）＊Ｃ ｇ４＝ｇ１＋（ｇ２−ｇ１）＊Ｃ ｂ４＝ｂ１＋（ｂ２−ｂ１）＊Ｃ ｓ４＝ｓ１＋（ｓ２−ｓ１）＊Ｃ ｔ４＝ｔ１＋（ｔ２−ｔ１）＊Ｃ ｚ４＝ｚ１＋（ｚ２−ｚ１）＊Ｃ および
【０１０３】
【数３３】 Ｄ＝Ｎ／Ｋ＝（ｎ／ｑ−１）＊ｚ１／ｚ２＋１ Ｘ４＝Ｘ１＋（Ｘ２−Ｘ１）＊Ｄ Ｙ４＝Ｙ１＋（Ｙ２−Ｙ１）＊Ｄ とすれば、分割する点の補間値ｑをパラメータとして、
点２−５−１側から順次補間していくことができ、除算
を少なくすると共に、分割する点の２次元投影座標系に
おける座標値を算出する際に、前の分割で生成された点
のポイント情報の補間値を必要としないので、これらポ
イント情報の補間における誤差の蓄積を防止することが
できる。
点２−５−１側から順次補間していくことができ、除算
を少なくすると共に、分割する点の２次元投影座標系に
おける座標値を算出する際に、前の分割で生成された点
のポイント情報の補間値を必要としないので、これらポ
イント情報の補間における誤差の蓄積を防止することが
できる。
【０１０４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【０１０５】図３は、本発明の画像生成装置の一実施形
態の主要部分を示している。
態の主要部分を示している。
【０１０６】図３に示される画像生成装置においては、
モデリング変換の結果、図５に示すような３次元視野座
標系におけるビューボリューム５−６内のポリゴン（４
角形）５−０が得られ、ポリゴン５−０の各頂点５−
１，５−２，５−３，５−４の３次元視野座標系での座
標値（ｘ，ｙ，ｚ）、輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、および図
８に示すようなテクスチャー座標系でのテクスチャー対
応位置（ｓ，ｔ）が、それぞれ得られ、さらに透視投影
変換により、図５におけるビューボリューム５−６が図
６における２次元投影面およびデプス値によって構成さ
れる直方体６−６へ写像されて、図７の２次元投影面７
−０上でのポリゴン頂点７−１，７−２，７−３，７−
４の座標値（Ｘ，Ｙ）およびデプス値Ｚがジオメトリ処
理によって既に得られている場合に、図８において定義
されたテクスチャーの対応位置を用いて、ポリゴン内の
各ピクセルに対応するテクスチャーデータの輝度値８−
５を、図７のようにポリゴンにマッピングするために、
図７に示す２次元投影面上においてポリゴンが包含する
すべてのピクセルに対して、上記ジオメトリ処理により
既に得られた頂点情報から、輝度値およびテクスチャー
座標系におけるテクスチャー対応位置を補間により算出
して割当てる為のグーローシェーデイングおよびテクス
チャーマッピングを行う。すなわち、この画像生成装置
は、レンダリング処理における補間処理部分を実現する
ものである。
モデリング変換の結果、図５に示すような３次元視野座
標系におけるビューボリューム５−６内のポリゴン（４
角形）５−０が得られ、ポリゴン５−０の各頂点５−
１，５−２，５−３，５−４の３次元視野座標系での座
標値（ｘ，ｙ，ｚ）、輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、および図
８に示すようなテクスチャー座標系でのテクスチャー対
応位置（ｓ，ｔ）が、それぞれ得られ、さらに透視投影
変換により、図５におけるビューボリューム５−６が図
６における２次元投影面およびデプス値によって構成さ
れる直方体６−６へ写像されて、図７の２次元投影面７
−０上でのポリゴン頂点７−１，７−２，７−３，７−
４の座標値（Ｘ，Ｙ）およびデプス値Ｚがジオメトリ処
理によって既に得られている場合に、図８において定義
されたテクスチャーの対応位置を用いて、ポリゴン内の
各ピクセルに対応するテクスチャーデータの輝度値８−
５を、図７のようにポリゴンにマッピングするために、
図７に示す２次元投影面上においてポリゴンが包含する
すべてのピクセルに対して、上記ジオメトリ処理により
既に得られた頂点情報から、輝度値およびテクスチャー
座標系におけるテクスチャー対応位置を補間により算出
して割当てる為のグーローシェーデイングおよびテクス
チャーマッピングを行う。すなわち、この画像生成装置
は、レンダリング処理における補間処理部分を実現する
ものである。
【０１０７】図３において、本実施形態の画像生成装置
は、上記ジオメトリ処理の結果であるポリゴンの各頂点
の２次元投影面上での座標値（Ｘ，Ｙ）、３次元視野座
標系におけるｚ座標値ｚ，輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、およ
びテクスチャー対応位置（ｓ，ｔ）を含む頂点情報を、
描画対象の左右のポリゴンエッジの両端の頂点に対して
保持するための頂点レジスタ１，２，３，４と、描画対
象となるスキャンラインのＹ座標値を示すスキャンライ
ンカウンタ５と、該描画対象となる左右のポリゴンエッ
ジを分割して、２次元投影面上での座標値（Ｘ，Ｙ）を
算出し、左右それぞれのポリゴンエッジの両端の頂点の
頂点情報を用いて、分割される点の２次元投影面上での
座標値（Ｘ，Ｙ）、３次元視野座標系におけるｚ座標値
ｚ、輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、およびテクスチャー対応位
置（ｓ，ｔ）を含むポイント情報を補間して生成するた
めのエッジ補間器６，７と、該エッジ補間器６，７によ
って補間されるポリゴンエッジ上のすべての点に対応す
るポリゴン情報を、それぞれの点の２次元投影面上の座
標値（Ｘ，Ｙ）に対応するアドレスに保持するためのポ
イント情報保持メモリ８と、該スキャンラインカウンタ
５の値が示すＹ座標値に対応する左右のポリゴンエッジ
との交点であるスキャンラインの左右の端点のポイント
情報を該ポイント情報保持メモリ８から取り出し、スキ
ャンラインを２次元投影面上でＸ方向に分割し、分割さ
れる点のポイント情報を補間して、該補間されたスキャ
ンライン上のすべてのピクセルに対応するポイント情報
を該ポイント情報保持メモリ８に保持するためのスキャ
ンライン補間器９と、該頂点レジスタ１，２，３，４の
保持する左右それぞれのポリゴンエッジの起点および終
点の頂点情報から、左エッジおよび右エッジの終点のＹ
座標値を取り出すための切替器１３および１４と、該ス
キャンラインカウンタ５の値と左右それぞれのポリゴン
エッジの終点のＹ座標値を比較する比較器１５と、該補
間器９により補間されたスキャンライン上のすべてのピ
クセルに対応するポイント情報を該ポイント情報保持メ
モリ８から読み出し、該読み出されたポイント情報を用
いて、各ピクセルに対応する輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）およ
びテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置
（ｓ，ｔ）を用いて、テクスチャー座標系に対応するテ
クスチャーデータ保持メモリ１１より、テクスチャーデ
ータの輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）を読み出し、該テクスチャ
ーデータの示す輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）と，ポイント情報
の示す輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）とを合成して生成される各
ピクセルに対応する輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）を画像データ
保持メモリ１２に書き込む画像データ生成器１０とによ
り構成される。
は、上記ジオメトリ処理の結果であるポリゴンの各頂点
の２次元投影面上での座標値（Ｘ，Ｙ）、３次元視野座
標系におけるｚ座標値ｚ，輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、およ
びテクスチャー対応位置（ｓ，ｔ）を含む頂点情報を、
描画対象の左右のポリゴンエッジの両端の頂点に対して
保持するための頂点レジスタ１，２，３，４と、描画対
象となるスキャンラインのＹ座標値を示すスキャンライ
ンカウンタ５と、該描画対象となる左右のポリゴンエッ
ジを分割して、２次元投影面上での座標値（Ｘ，Ｙ）を
算出し、左右それぞれのポリゴンエッジの両端の頂点の
頂点情報を用いて、分割される点の２次元投影面上での
座標値（Ｘ，Ｙ）、３次元視野座標系におけるｚ座標値
ｚ、輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）、およびテクスチャー対応位
置（ｓ，ｔ）を含むポイント情報を補間して生成するた
めのエッジ補間器６，７と、該エッジ補間器６，７によ
って補間されるポリゴンエッジ上のすべての点に対応す
るポリゴン情報を、それぞれの点の２次元投影面上の座
標値（Ｘ，Ｙ）に対応するアドレスに保持するためのポ
イント情報保持メモリ８と、該スキャンラインカウンタ
５の値が示すＹ座標値に対応する左右のポリゴンエッジ
との交点であるスキャンラインの左右の端点のポイント
情報を該ポイント情報保持メモリ８から取り出し、スキ
ャンラインを２次元投影面上でＸ方向に分割し、分割さ
れる点のポイント情報を補間して、該補間されたスキャ
ンライン上のすべてのピクセルに対応するポイント情報
を該ポイント情報保持メモリ８に保持するためのスキャ
ンライン補間器９と、該頂点レジスタ１，２，３，４の
保持する左右それぞれのポリゴンエッジの起点および終
点の頂点情報から、左エッジおよび右エッジの終点のＹ
座標値を取り出すための切替器１３および１４と、該ス
キャンラインカウンタ５の値と左右それぞれのポリゴン
エッジの終点のＹ座標値を比較する比較器１５と、該補
間器９により補間されたスキャンライン上のすべてのピ
クセルに対応するポイント情報を該ポイント情報保持メ
モリ８から読み出し、該読み出されたポイント情報を用
いて、各ピクセルに対応する輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）およ
びテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置
（ｓ，ｔ）を用いて、テクスチャー座標系に対応するテ
クスチャーデータ保持メモリ１１より、テクスチャーデ
ータの輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）を読み出し、該テクスチャ
ーデータの示す輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）と，ポイント情報
の示す輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）とを合成して生成される各
ピクセルに対応する輝度値（ｒ，ｇ，ｂ）を画像データ
保持メモリ１２に書き込む画像データ生成器１０とによ
り構成される。
【０１０８】次に、図４の動作フローチャートを参照し
て、図３に示す画像生成装置の動作並びに該装置による
画像生成方法を説明する。
て、図３に示す画像生成装置の動作並びに該装置による
画像生成方法を説明する。
【０１０９】まず、図４のステップ１０１において、上
記ポリゴンの頂点情報から、図１（ａ）における２次元
投影面上において、Ｙが最小となる頂点１−１を見つ
け、この点を左エッジおよび右エッジの起点とし、Ｙを
処理対象のスキャンラインとして、スキャンラインカウ
ンタ５に保持する。
記ポリゴンの頂点情報から、図１（ａ）における２次元
投影面上において、Ｙが最小となる頂点１−１を見つ
け、この点を左エッジおよび右エッジの起点とし、Ｙを
処理対象のスキャンラインとして、スキャンラインカウ
ンタ５に保持する。
【０１１０】次に、ステップ１０２において、左エッジ
の起点１−１から時計回りに頂点を見つけ、この頂点１
−２を左エッジの終点とし、左エッジの起点および終点
の頂点情報をそれぞれ、左エッジの頂点レジスタ１およ
び２へ保持する。このとき、切替器１３は左エッジの終
点のＹ座標値を出力するように選択しておく。
の起点１−１から時計回りに頂点を見つけ、この頂点１
−２を左エッジの終点とし、左エッジの起点および終点
の頂点情報をそれぞれ、左エッジの頂点レジスタ１およ
び２へ保持する。このとき、切替器１３は左エッジの終
点のＹ座標値を出力するように選択しておく。
【０１１１】同様に、ステップ１０３において、右エッ
ジの起点１−１から反時計回りに頂点を見つけ、この頂
点１−３を右エッジの終点とし、右エッジの起点および
終点の頂点情報をそれぞれ、右エッジ用の頂点レジスタ
３および４へ保持する。このとき、切替器１４は右エッ
ジの終点のＹ座標値を出力するように選択しておく。
ジの起点１−１から反時計回りに頂点を見つけ、この頂
点１−３を右エッジの終点とし、右エッジの起点および
終点の頂点情報をそれぞれ、右エッジ用の頂点レジスタ
３および４へ保持する。このとき、切替器１４は右エッ
ジの終点のＹ座標値を出力するように選択しておく。
【０１１２】次に、ステップ１０４において、エッジ補
間器６を用いて左エッジ上に対応する２次元投影面上の
すべてのピクセルを補間し、各ピクセルに対応する補間
されたポイント情報を、ポイント情報保持メモリ８の２
次元投影面上での座標値（Ｘ，Ｙ）に対応するアドレス
に保持する。
間器６を用いて左エッジ上に対応する２次元投影面上の
すべてのピクセルを補間し、各ピクセルに対応する補間
されたポイント情報を、ポイント情報保持メモリ８の２
次元投影面上での座標値（Ｘ，Ｙ）に対応するアドレス
に保持する。
【０１１３】同様に、ステップ１０５において、エッジ
補間器７を用いて右エッジ上に対応する２次元投影面上
のすべてのピクセルを補間し、各ピクセルに対応する補
間されたポイント情報を、ポイント情報保持メモリ８の
２次元投影面上の座標値（Ｘ，Ｙ）に対応するアドレス
に保持する。
補間器７を用いて右エッジ上に対応する２次元投影面上
のすべてのピクセルを補間し、各ピクセルに対応する補
間されたポイント情報を、ポイント情報保持メモリ８の
２次元投影面上の座標値（Ｘ，Ｙ）に対応するアドレス
に保持する。
【０１１４】次に、ステップ１０６において、スキャン
ライン補間器９を用いて、スキャンラインカウンタ５に
より指定される処理対象のスキャンライン上の左エッジ
と右エッジ間に対応する２次元投影面上のすべてのピク
セルを補間し、各ピクセルに対応する補間されたポイン
ト情報を、ポイント情報保持メモリ８の２次元投影面上
の座標値（Ｘ，Ｙ）に対応するアドレスに保持する。
ライン補間器９を用いて、スキャンラインカウンタ５に
より指定される処理対象のスキャンライン上の左エッジ
と右エッジ間に対応する２次元投影面上のすべてのピク
セルを補間し、各ピクセルに対応する補間されたポイン
ト情報を、ポイント情報保持メモリ８の２次元投影面上
の座標値（Ｘ，Ｙ）に対応するアドレスに保持する。
【０１１５】ここで、ステップ１０７において、比較器
１５を用いて、切替器１３および１４の出力する左右そ
れぞれのポリゴンエッジの終点のＹ座標値と、スキャン
ラインカウンタ５の値が示す処理対象のスキャンライン
のＹ座標とを、それぞれ比較し、ポリゴンのすべてのエ
ッジに対応するスキャンラインに対して、補間処理が完
了したかどうかを判定し、完了していなければ、ステッ
プ１０８において、スキャンラインカウンタ５をインク
リメントすることにより、現在の処理対象のスキャンラ
インの１つ上のスキャンラインを処理対象とする。
１５を用いて、切替器１３および１４の出力する左右そ
れぞれのポリゴンエッジの終点のＹ座標値と、スキャン
ラインカウンタ５の値が示す処理対象のスキャンライン
のＹ座標とを、それぞれ比較し、ポリゴンのすべてのエ
ッジに対応するスキャンラインに対して、補間処理が完
了したかどうかを判定し、完了していなければ、ステッ
プ１０８において、スキャンラインカウンタ５をインク
リメントすることにより、現在の処理対象のスキャンラ
インの１つ上のスキャンラインを処理対象とする。
【０１１６】次に、ステップ１０９において、スキャン
ラインカウンタ５の指定するスキャンラインを示すＹ座
標値が、左エッジ頂点レジスタ２に保持されている左エ
ッジの終点のＹ座標値と一致するかどうかを判定し、同
スキャンラインのＹ座標値が左エッジの終点のＹ値と一
致する場合には、現在の左エッジに対するスキャンライ
ン補間処理が完了しているので、ステップ１１０におい
て、左エッジ頂点レジスタ２に保持されている左エッジ
の終点の頂点情報を左エッジの起点の頂点情報とし、左
エッジの起点から時計回りに頂点を見つけ、この頂点を
左エッジの終点とし、左エッジの終点の頂点情報を左エ
ッジ頂点レジスタ１へ保持する。
ラインカウンタ５の指定するスキャンラインを示すＹ座
標値が、左エッジ頂点レジスタ２に保持されている左エ
ッジの終点のＹ座標値と一致するかどうかを判定し、同
スキャンラインのＹ座標値が左エッジの終点のＹ値と一
致する場合には、現在の左エッジに対するスキャンライ
ン補間処理が完了しているので、ステップ１１０におい
て、左エッジ頂点レジスタ２に保持されている左エッジ
の終点の頂点情報を左エッジの起点の頂点情報とし、左
エッジの起点から時計回りに頂点を見つけ、この頂点を
左エッジの終点とし、左エッジの終点の頂点情報を左エ
ッジ頂点レジスタ１へ保持する。
【０１１７】ここで、頂点レジスタ１および頂点レジス
タ２は、それぞれ左エッジの起点および終点の頂点情報
を保持するためのレジスタであるが、ステップ１０９に
おいて現在のスキャンラインに対する補間処理が完了し
ていると判定された場合には、ステップ１１０において
左エッジの終点を決定する際に、レジスタ１が左エッジ
の終点の頂点情報を保持していれば、この頂点情報を左
エッジの起点の頂点情報とし、決定された左エッジの終
点の頂点情報をレジスタ２に新たに保持し、またレジス
タ２が左エッジの終点の頂点情報を保持していれば、こ
の頂点情報を左エッジの起点の頂点情報とし、決定され
た左エッジの終点の頂点情報をレジスタ１に新たに保持
するというように、左エッジの起点および終点の頂点情
報を交互に切り替えて保持する。これによって、終点の
頂点情報を保持しているレジスタから起点の頂点情報を
保特しているレジスタヘのデータ転送を省略することが
できる。すなわち、新たに転送が必要である左エッジの
終点の頂点情報のみを、本画像処理装置の前処理を担当
する処理装置（図示省略）から転送して、１つのレジス
タに新たに保持することにより、新たに指定される左エ
ッジの起点および終点の頂点情報をレジスタ１およびレ
ジスタ２で保持することを実現している。
タ２は、それぞれ左エッジの起点および終点の頂点情報
を保持するためのレジスタであるが、ステップ１０９に
おいて現在のスキャンラインに対する補間処理が完了し
ていると判定された場合には、ステップ１１０において
左エッジの終点を決定する際に、レジスタ１が左エッジ
の終点の頂点情報を保持していれば、この頂点情報を左
エッジの起点の頂点情報とし、決定された左エッジの終
点の頂点情報をレジスタ２に新たに保持し、またレジス
タ２が左エッジの終点の頂点情報を保持していれば、こ
の頂点情報を左エッジの起点の頂点情報とし、決定され
た左エッジの終点の頂点情報をレジスタ１に新たに保持
するというように、左エッジの起点および終点の頂点情
報を交互に切り替えて保持する。これによって、終点の
頂点情報を保持しているレジスタから起点の頂点情報を
保特しているレジスタヘのデータ転送を省略することが
できる。すなわち、新たに転送が必要である左エッジの
終点の頂点情報のみを、本画像処理装置の前処理を担当
する処理装置（図示省略）から転送して、１つのレジス
タに新たに保持することにより、新たに指定される左エ
ッジの起点および終点の頂点情報をレジスタ１およびレ
ジスタ２で保持することを実現している。
【０１１８】一方、ステップ１０９において、スキャン
ラインカウンタ５の指定するスキャンラインを指定する
Ｙ座標値が、切替器１４の出力する左エッジの終点のＹ
座標値と一致しない場合には、現在の左エッジに対する
スキャンライン補間処理がまだ完了していないので、ス
テップ１１０をバイパスし、次のステップ１１１に進
む。
ラインカウンタ５の指定するスキャンラインを指定する
Ｙ座標値が、切替器１４の出力する左エッジの終点のＹ
座標値と一致しない場合には、現在の左エッジに対する
スキャンライン補間処理がまだ完了していないので、ス
テップ１１０をバイパスし、次のステップ１１１に進
む。
【０１１９】同様に、次のステップ１１１において、ス
キャンラインカウンタ５の指定するスキャンラインを指
定するＹ座標値が、右エッジ頂点レジスタ４に保持され
ている左エッジの終点のＹ座標値と一致するかどうかを
判定し、同スキャンラインのＹ座標値がエッジの終点の
Ｙ値と一致する場合には、現在の右エッジに対するスキ
ャンライン補間処理が完了しているので、ステップ１１
２において、右エッジ頂点レジスタ４に保持されている
左エッジの終点の頂点情報を右エッジの起点の頂点情報
とし、右エッジの起点から時計回りに頂点を見つけ、こ
の頂点を右エッジの終点とし、右エッジの終点の頂点情
報を右エッジ頂点レジスタ３へ保持する。
キャンラインカウンタ５の指定するスキャンラインを指
定するＹ座標値が、右エッジ頂点レジスタ４に保持され
ている左エッジの終点のＹ座標値と一致するかどうかを
判定し、同スキャンラインのＹ座標値がエッジの終点の
Ｙ値と一致する場合には、現在の右エッジに対するスキ
ャンライン補間処理が完了しているので、ステップ１１
２において、右エッジ頂点レジスタ４に保持されている
左エッジの終点の頂点情報を右エッジの起点の頂点情報
とし、右エッジの起点から時計回りに頂点を見つけ、こ
の頂点を右エッジの終点とし、右エッジの終点の頂点情
報を右エッジ頂点レジスタ３へ保持する。
【０１２０】ここで、項点レジスタ３および頂点レジス
タ４は、それぞれ右エッジの起点および終点の頂点情報
を保持するためのレジスタであるが、ステップ１１１に
おいて現在のスキャンラインに対する補間処理が完了し
ていると判定された場合には、ステップ１１２において
左エッジの終点を決定する際に、レジスタ３が右エッジ
の終点の頂点情報を保持していれば、この頂点情報を左
エッジの起点の頂点情報とし、決定された右エッジの終
点の頂点情報をレジスタ４に新たに保持し、またレジス
タ４が右エッジの終点の頂点情報を保持していれば、こ
の頂点情報を左エッジの起点の頂点情報とし、決定され
た右エッジの終点の頂点情報をレジスタ３に新たに保持
するというように、右エッジの起点および終点の頂点情
報を交互に切り替えて保持する。これによって、終点の
頂点情報を保持しているレジスタから起点の頂点情報を
保持しているレジスタヘのデータ転送を省略することが
できる。すなわち、新たに転送が必要である右エッジの
終点の頂点情報のみを、本画像処理装置の前処理を担当
する処理装置（図示省略）から転送して、１つのレジス
タに新たに保持することにより、新たに指定される右エ
ッジの起点および終点の頂点情報をレジスタ３およびレ
ジスタ４で保持することを実現している。
タ４は、それぞれ右エッジの起点および終点の頂点情報
を保持するためのレジスタであるが、ステップ１１１に
おいて現在のスキャンラインに対する補間処理が完了し
ていると判定された場合には、ステップ１１２において
左エッジの終点を決定する際に、レジスタ３が右エッジ
の終点の頂点情報を保持していれば、この頂点情報を左
エッジの起点の頂点情報とし、決定された右エッジの終
点の頂点情報をレジスタ４に新たに保持し、またレジス
タ４が右エッジの終点の頂点情報を保持していれば、こ
の頂点情報を左エッジの起点の頂点情報とし、決定され
た右エッジの終点の頂点情報をレジスタ３に新たに保持
するというように、右エッジの起点および終点の頂点情
報を交互に切り替えて保持する。これによって、終点の
頂点情報を保持しているレジスタから起点の頂点情報を
保持しているレジスタヘのデータ転送を省略することが
できる。すなわち、新たに転送が必要である右エッジの
終点の頂点情報のみを、本画像処理装置の前処理を担当
する処理装置（図示省略）から転送して、１つのレジス
タに新たに保持することにより、新たに指定される右エ
ッジの起点および終点の頂点情報をレジスタ３およびレ
ジスタ４で保持することを実現している。
【０１２１】一方、ステップ１１１において、スキャン
ラインカウンタ５の指定するスキャンラインを指定する
Ｙ座標値が、切替器１４が出力する右エッジの終点のＹ
座標値と一致しない場合には、現在の右エッジに対する
スキャンライン補間処理がまだ完了していないので、ス
テップ１１２をバイパスし、次のステップ１０４に進
む。
ラインカウンタ５の指定するスキャンラインを指定する
Ｙ座標値が、切替器１４が出力する右エッジの終点のＹ
座標値と一致しない場合には、現在の右エッジに対する
スキャンライン補間処理がまだ完了していないので、ス
テップ１１２をバイパスし、次のステップ１０４に進
む。
【０１２２】以後、同様にステップ１０４からの処理を
繰り返し、ステップ１０７におけるポリゴンのすべての
エッジに対応するスキャンラインに対して補間処理が完
了したかどうかの判定により、完了している場合には、
ポリゴンに対する補間処理を終了する。
繰り返し、ステップ１０７におけるポリゴンのすべての
エッジに対応するスキャンラインに対して補間処理が完
了したかどうかの判定により、完了している場合には、
ポリゴンに対する補間処理を終了する。
【０１２３】以上、図４に示す処理フローを用いて、図
３に示す画像生成装置による画像生成を行う方法につい
て説明したが、この図４に示す処理フローは、図３に示
す画像生成装置だけに適用されるものではなく、汎用の
プロセッサを用いて、該処理フローのすべて、あるいは
一部をソフトウェア処理によって行っても、同様に画像
生成を行うことができる。
３に示す画像生成装置による画像生成を行う方法につい
て説明したが、この図４に示す処理フローは、図３に示
す画像生成装置だけに適用されるものではなく、汎用の
プロセッサを用いて、該処理フローのすべて、あるいは
一部をソフトウェア処理によって行っても、同様に画像
生成を行うことができる。
【０１２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポリゴンの左右エッジを補間してスキャンラインを生成
し、スキャンラインごとに補間する画像生成装置および
画像生成方法において、ポリゴンの頂点情報および補間
されるピクセルのポイント情報に３次元視野座標系にお
けるｚ座標値を含めておき、補間されるべき両端の点の
頂点情報あるいはポイント情報を分割する際に、それぞ
れの点のｚ座標値の比を用いて、補間されるポイント情
報を計算することにより、ポリゴンを分割することな
く、正しく透視投影されたグーローシェーディングおよ
びテクスチャーマッピングを含むレンダリング処理を行
うことが可能である。
ポリゴンの左右エッジを補間してスキャンラインを生成
し、スキャンラインごとに補間する画像生成装置および
画像生成方法において、ポリゴンの頂点情報および補間
されるピクセルのポイント情報に３次元視野座標系にお
けるｚ座標値を含めておき、補間されるべき両端の点の
頂点情報あるいはポイント情報を分割する際に、それぞ
れの点のｚ座標値の比を用いて、補間されるポイント情
報を計算することにより、ポリゴンを分割することな
く、正しく透視投影されたグーローシェーディングおよ
びテクスチャーマッピングを含むレンダリング処理を行
うことが可能である。
【０１２５】また、本発明によれば、スキャンライン毎
に処理を行うので、常にポリゴンの左右２つだけのエッ
ジを対象にして処理が行われ、このためにポリゴンの頂
点数に制限がなく、かつポリゴンの頂点数が増大しても
処理装置の規模を増大させることがなく、また処理時間
を増大させることもない。
に処理を行うので、常にポリゴンの左右２つだけのエッ
ジを対象にして処理が行われ、このためにポリゴンの頂
点数に制限がなく、かつポリゴンの頂点数が増大しても
処理装置の規模を増大させることがなく、また処理時間
を増大させることもない。
【０１２６】また、１つの実施形態によれば、補間され
るべき両端の点の間を補間する際に、それぞれの点のｚ
座標値の比を用いて、２次元投影面上で２点間を分割
し、分割する点のポイント情報を分割される両端の点の
頂点情報あるいはポイント情報の単純平均で計算するこ
とにより、除算を少なくして高速にかつ誤差の少ない、
透視投影されたテクスチャーマッピング処理を行うこと
が可能である。
るべき両端の点の間を補間する際に、それぞれの点のｚ
座標値の比を用いて、２次元投影面上で２点間を分割
し、分割する点のポイント情報を分割される両端の点の
頂点情報あるいはポイント情報の単純平均で計算するこ
とにより、除算を少なくして高速にかつ誤差の少ない、
透視投影されたテクスチャーマッピング処理を行うこと
が可能である。
【０１２７】また、１つの実施形態によれば、補間され
るべき両端の点の間を補間する際に、それぞれの点のｚ
座標値の比を用いて、２次元投影面上で２pに分割し、
分割する点のポイント情報を分割される両端の点の頂点
情報あるいはポイント情報を用いて、補間される２点の
一方側から、順次増分値の加算により計算することによ
り、除算を少なくして高速にかつ誤差の少ない、透視投
影されたテクスチャーマッピング処理を行うことが可能
である。
るべき両端の点の間を補間する際に、それぞれの点のｚ
座標値の比を用いて、２次元投影面上で２pに分割し、
分割する点のポイント情報を分割される両端の点の頂点
情報あるいはポイント情報を用いて、補間される２点の
一方側から、順次増分値の加算により計算することによ
り、除算を少なくして高速にかつ誤差の少ない、透視投
影されたテクスチャーマッピング処理を行うことが可能
である。
【図１】本発明の画像生成装置による画像生成の原理を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図２】本発明の画像生成装置による画像生成における
補間処理の原理を説明するための図である。
補間処理の原理を説明するための図である。
【図３】本発明の画像生成装置の１実施形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】図３の画像生成装置による画像生成方法を示す
動作フローである。
動作フローである。
【図５】３次元画像生成処理の原理を説明するための図
であり、３次元視野座標系を示す図である。
であり、３次元視野座標系を示す図である。
【図６】３次元画像生成処理の原理を説明するための図
であり、３次元座標系を示す図である。
であり、３次元座標系を示す図である。
【図７】３次元画像生成処理の原理を説明するための図
であり、２次元座標系を示す図である。
であり、２次元座標系を示す図である。
【図８】３次元画像生成処理の原理を説明するための図
であり、テクスチャー座標系を示す図である。
であり、テクスチャー座標系を示す図である。
【図９】従来の画像生成処理による画像生成を説明する
ための図である。
ための図である。
１，２，３，４ 頂点レジスタ ５ スキャンラインカウンタ ６，７ エッジ補間器 ８ ポイント情報保持メモリ ９ スキャンライン補間器 １０ 画像データ生成器 １１ テクスチャーデータ保持メモリ １２ 画像データ保持メモリ １３，１４ 切替器 １５ 比較器
Claims (9)
- 【請求項１】 ３次元空間座標においてモデリングされ
たポリゴンの各頂点の座標値および輝度値と、該各頂点
に対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャー対
応位置とを含む頂点情報を用いて、グーローシェーディ
ングおよびテクスチャーマッピングを行う画像生成装置
において、 描画対象のポリゴンの各頂点の２次元投影面上における
座標値および３次元視野座標系におけるｚ座標値および
輝度値と、該各頂点に対応するテクスチャー座標系にお
けるテクスチャー対応位置とを含む頂点情報を、該描画
対象のポリゴンのすべてのエッジの中で同一のＹ座標値
を有する２つのエッジの両端の２頂点である４頂点に対
して保持する、最低４頂点分の頂点情報を保持するため
のレジスタと、 該描画対象のポリゴンのエッジ上に対応する２次元投影
面上におけるピクセルを補間して、該補間されるピクセ
ルの２次元投影面上における座標値および３次元視野座
標系におけるｚ座標値および輝度値と、該補間されるピ
クセルに対応するテクスチャー座標系におけるテクスチ
ャー対応位置とを含むポイント情報を、該エッジ両端の
頂点の頂点情報を補間して生成するエッジ補間手段と、 該エッジ補間手段により生成された該エッジ上のすべて
のピクセルのポイント情報を保持する記憶手段と、 描画するべき投影面上におけるＹ座標値を描画対象のポ
リゴンの頂点の２次元投影面上でのＹ座標値の最大値ま
たは最小値を初期値として保持するカウンタと、 該カウンタの保持する内容により指定されるＹ座標値と
左右それぞれのポリゴンエッジとの交点を描画対象スキ
ャンラインの左右の端点とし、該左右の端点に対応する
ポイント情報を該左右のポリゴンエッジのポイント情報
を保持する記億手段から読み出し、該左右の端点間の２
次元投影面上におけるピクセルを、該スキャンライン上
において補間して、該補間される各ピクセルのポイント
情報を該左右の端点のポイント情報を補間して生成する
スキャンライン補間手段とを具備することを特徴とする
画像生成装置。 - 【請求項２】 前記各エッジを補間する際に、２次元投
影面上において、それぞれのエッジの両端の頂点間を該
両端の頂点の３次元視野座標系におけるｚ座標値の比率
で分割し、該両端の頂点の３次元視野座標系におけるｚ
座標値の平均値および輝度値の平均値と該両端の頂点に
対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャーの対
応位置の中点位置を、それぞれ該エッジの分割により生
成されるエッジ上のピクセルの３次元視野座標系におけ
るｚ座標値および輝度値と該生成されるエッジ上のピク
セルに対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャ
ー対応位置とするエッジ補間手段と、 前記スキャンライン上の左右の端点間を分割する際に、
２次元投影面上において、該左右の端点のｚ座標値の比
率で分割し、該左右の端点の３次元視野座標系における
ｚ座標値の平均値および輝度値の平均値と該左右の端点
に対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャーの
対応位置の中点位置とを、それぞれ該左右の端点間の分
割により生成される点の３次元視野座標系におけるｚ座
標値および輝度値とテクスチャー座標系におけるテクス
チャー対応位置とするスキャンライン補間手段とをさら
に具備することを特徴とする請求項１に記載の画像生成
装置。 - 【請求項３】 前記各エッジを補間する際に、２次元投
影面上において、それぞれのエッジの両端の頂点間を該
両端の頂点の、ｚ座標値の比率から算出される分割数
に、該ｚ座標値の比から算出される比率で順次分割して
いき、該両端の頂点の３次元視野座標系におけるｚ座標
値の差分値および輝度値の差分値と該両端の頂点に対応
するテクスチャー座標におけるテクスチャーの対応位置
の各方向に対する差分値とを、該算出された分割数で除
算して得られる、３次元視野座標系におけるｚ座標値の
増分値および輝度値の増分値およびテクスチャー座標系
におけるテクスチャー対応位置の各方向の増分値とし、
該それぞれの増分値を、該補間されるエッジの片方の頂
点の３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と
該頂点に対応するテクスチャー座標におけるテクスチャ
ーの対応位置の各方向の座標値とに順次加算していきな
がら、該エッジ上のピクセルの３次元視野座標系におけ
るｚ座標値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャ
ー座標におけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標
値とを算出して、該エッジの片方の頂点側から補間して
いくエッジ補間手段と、 前記スキャンライン上の左右の端点間を分割する際に、
２次元投影面上において、該左右の端点間を該左右の端
点のｚ座標値の比率から算出される分割数に分割し、該
左右の端点の３次元視野座標系におけるｚ座標値の差分
値および輝度値の差分値と該両端の頂点に対応するテク
スチャー座標におけるテクスチャーの対応位置の各方向
に対する差分値とを、該算出された分割数で除算して得
られる、３次元視野座標系におけるｚ座標値の増分値お
よび輝度値の増分値およびテクスチャー座標系における
テクスチャー対応位置の各方向の増分値とし、該それぞ
れの増分値を、該補間されるスキャンラインの片方の端
点の３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と
該頂点に対応するテクスチャー座標におけるテクスチャ
ーの対応位置の各方向の座標値とに順次加算していきな
がら、該スキャンライン上の点の３次元視野座標系にお
けるｚ座標値および輝度値と該頂点に対応するテクスチ
ャー座標におけるテクスチャーの対応位置の各方向の座
標値とを算出して、該スキャンラインの片方の頂点側か
ら補間していくスキャンライン補間手段とをさらに具備
することを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。 - 【請求項４】 ３次元空間座標においてモデリングされ
たポリゴンの各頂点の座標値および輝度値と該各頂点に
対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応
位置とを含む頂点情報を用いて、グーローシェーディン
グおよびテクスチャーマッピングを行う画像生成方法で
あって、 該描画対象のポリゴンの各頂点の２次元投影面上におけ
る座標値および３次元視野座標系におけるｚ座標値およ
び輝度値と該各頂点に対応するテクスチャー座標系にお
けるテクスチャー対応位置とを含む頂点情報を描画対象
のポリゴンのすべてのエッジの中で同一のＹ座標値を有
する２つのエッジの両端の２頂点である４頂点に対し
て、最低４頂点分の頂点情報を保持し、 該描画対象のポリゴンのエッジ上に対応する２次元投影
面上におけるピクセルを補間して、該補間されるピクセ
ルの２次元投影面上における座標値および３次元視野座
標系におけるｚ座標値および輝度値と該補間される点に
対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャー対応
位置とを含むポイント情報を、該エッジ両端の頂点の頂
点情報を補間して生成し、 該生成された該エッジ上のすべてのピクセルのポイント
情報を保持しておき、 描画するべき２次元投影面上におけるＹ座標値を描画対
象のポリゴンの頂点の投影面上でのＹ座標値の最大値ま
たは最小値を初期値として保持しておき、 該保持されている処理対象のＹ座標値と左右それぞれの
ポリゴンエッジとの交点を描画対象スキャンラインの左
右の端点とし、該左右の端点に対応するポイント情報を
該保持されている左右のポリゴンエッジのポイント情報
を読み出し、該左右の端点間の２次元投影面上における
ピクセルを、該スキャンライン上において補間して、該
補間される各ピクセルのポイント情報を該左右の端点の
ポイント情報を補間して生成することを特徴とする画像
生成方法。 - 【請求項５】 前記各エッジを補間する際に、２次元投
影面上において、それぞれのエッジの両端の頂点間を該
両端の頂点の３次元視野座標系におけるｚ座標値の比率
で分割し、該両端の頂点の３次元視野座標系におけるｚ
座標値の平均値および輝度値の平均値と該両端の頂点に
対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャーの対
応位置の中点位置を、それぞれ該エッジの分割により生
成されるエッジ上のピクセルの３次元視野座標系におけ
るｚ座標値および輝度値と該生成されるエッジ上のピク
セルに対応するテクスチャー座標系におけるテクスチャ
ー対応位置とし、 前記スキャンライン上の左右の端点間を分割する際に、
２次元投影面上において、該左右の端点のｚ座標値の比
率で分割し、該左右の端点の３次元視野座標系における
ｚ座標値の平均値および輝度値の平均値と該左右の端点
に対応するテクスチャー座標におけるテクスチャーの対
応位置の中点位置とを、それぞれ該左右の端点間の分割
により生成される点の３次元視野座標系におけるｚ座標
値および輝度値とテクスチャー座標系におけるテクスチ
ャー対応位置とすることをさらに特徴とする請求項４に
記載の画像生成方法。 - 【請求項６】 前記各エッジを補間する際に、２次元投
影面上において、それぞれのエッジの両端の頂点間を該
両端の頂点のｚ座標値の比率から算出される分割数に、
該ｚ座標値の比から算出される比率で順次分割してい
き、該両端の頂点の３次元視野座標系におけるｚ座標値
の差分値および輝度値の差分値と該両端の頂点に対応す
るテクスチャー座標系におけるテクスチャーの対応位置
の各方向に対する差分値とを、該算出された分割数で除
算して得られる、３次元視野座標系におけるｚ座標値の
増分値および輝度値の増分値およびテクスチャー座標系
におけるテクスチャー対応位置の各方向の増分値とし、
該それぞれの増分値を、該補間されるエッジの片方の頂
点の３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と
該頂点に対応するテクスチャー座標におけるテクスチャ
ーの対応位置の各方向の座標値とに順次加算していきな
がら、該エッジ上のピクセルの３次元視野座標系におけ
るｚ座標値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャ
ー座標におけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標
値とを算出して、該エッジの片方の頂点側から補間して
いき、 前記スキャンライン上の左右の端点間を分割する際に、
２次元投影面上において、２次元投影面上において、該
左右の端点間を該左右の端点のｚ座標値の比率から算出
される分割数に分割し、該左右の端点の３次元視野座標
系におけるｚ座標値の差分値および輝度値の差分値と該
両端の頂点に対応するテクスチャー座標におけるテクス
チャーの対応位置の各方向に対する差分値とを、該算出
された分割数で除算して得られる、３次元視野座標系に
おけるｚ座標値の増分値および輝度値の増分値およびテ
クスチャー座標系におけるテクスチャー対応位置の各方
向の増分値とし、該それぞれの増分値を、該補間される
スキャンラインの片方の端点の３次元視野座標系におけ
るｚ座標値および輝度値と該頂点に対応するテクスチャ
ー座標におけるテクスチャーの対応位置の各方向の座標
値とに順次加算していきながら、該スキャンライン上の
点の３次元視野座標系におけるｚ座標値および輝度値と
該頂点に対応するテクスチャー座標におけるテクスチャ
ーの対応位置の各方向の座標値とを算出して、該スキャ
ンラインの片方の頂点側から補間していくことをさらに
特徴とする請求項４に記載の画像生成方法。 - 【請求項７】 ３次元空間座標において定義されたポリ
ゴンの各頂点の座標値と該各頂点に対応するテクスチャ
ー座標系におけるテクスチャー対応位置とを含む頂点情
報を用いてグーローシェーディングおよびテクスチャー
マッピングを行う画像生成方法であって、 描画対象ポリゴンの各頂点のうち２次元投影面上でのＹ
座標値の最も小さい（または大きい）点を起点とし、左
右に隣り合う頂点をそれぞれ終点とし、起点と終点間を
それぞれ分割して該分割点のピクセル情報を起点とそれ
ぞれの終点の情報に基づいて補間し、以後同様に分割／
補間を繰り返して起点と左右の終点間のポリゴンエッジ
上の全ピクセル情報を生成し、前記起点より近い順にＸ
方向のスキャンラインを分割して該分割点のピクセル情
報をスキャンライン両端のエッジ上のピクセル情報に基
づいて補間し、一つのスキャンライン上の全ピクセル情
報が得られれば、一つ上（または下）のスキャンライン
上のピクセル情報を同様に補間し、一方の終点と同一の
Ｙ座標のスキャンラインまで前記補間処理が終了する
と、該終点を新しい起点として次に隣り合う頂点を新し
い終点として前記補間処理を繰り返して描画対象ポリゴ
ン上の全ピクセルのデータを生成することを特徴とする
画像生成方法。 - 【請求項８】 ポリゴンエッジおよびスキャンライン
を、３次元視野座標系のｚ座標値に基づいて分割するこ
とを特徴とする請求項７に記載の画像生成方法。 - 【請求項９】 ピクセル情報補間前に分割数と分割点を
求め、該分割点の端から順にピクセル情報の補間を行う
ことを特徴とする請求項７及び８のいずれかに記載の画
像生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4264398A JPH11242752A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 画像生成装置および画像生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4264398A JPH11242752A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 画像生成装置および画像生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11242752A true JPH11242752A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=12641705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4264398A Withdrawn JPH11242752A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 画像生成装置および画像生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11242752A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100723421B1 (ko) | 2006-03-13 | 2007-05-30 | 삼성전자주식회사 | 포인트 보간에 의한 렌더링 방법, 포인트 보간에 의한 렌더링 장치 및 기록매체 |
| JP2008084210A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Fujitsu Ltd | 高さ制限算出装置、高さ制限算出方法、高さ制限算出プログラムおよび３次元構造物の製造方法 |
| CN109671017A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 广州励丰文化科技股份有限公司 | 一种基于模型的异形面投影校正方法及系统 |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP4264398A patent/JPH11242752A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100723421B1 (ko) | 2006-03-13 | 2007-05-30 | 삼성전자주식회사 | 포인트 보간에 의한 렌더링 방법, 포인트 보간에 의한 렌더링 장치 및 기록매체 |
| JP2008084210A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Fujitsu Ltd | 高さ制限算出装置、高さ制限算出方法、高さ制限算出プログラムおよび３次元構造物の製造方法 |
| CN109671017A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 广州励丰文化科技股份有限公司 | 一种基于模型的异形面投影校正方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050510 |