KR20020033036A - 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 폴리곤 데이터로 변환하여묘화하는 3차원 그래픽 묘화장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
2D/3D 변환부(2)는, 3차원 폴리곤 데이터의 Z 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값을 대입하고, 3차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값에 "0"을 대입하여, 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 폴리곤 데이터로 변환한다. 그리고, 묘화 유니트(4)는, 2D/3D 변환부(2)에 의해 변환된 3차원 폴리곤 데이터에 따라, 3차원 그래픽을 묘화한다. 2D/3D 변환부(2)는, 단순한 좌표값의 교체만으로 2차원 폴리곤 데이터로부터 3차원 폴리곤 데이터를 생성하기 때문에, 3차원 폴리곤 데이터 생성을 위한 복잡한 연산처리가 불필요하게 되어, 3차원 그래픽 묘화장치는 3차원 그래픽의 묘화를 고속으로 행하는 것이 가능하게 된다.
Description
본 발명은, 3차원 그래픽을 묘화하는 기술에 관한 것으로, 특히 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 폴리곤 데이터로 변환하여 묘화하는 3차원 그래픽 묘화장치, 3차원 그래픽 묘화방법 및 3차원 폴리곤 데이터를 기록한 기록매체에 관한 것이다.
근래에, 카 네비게이션 시스템 등에 있어서, 임장감이 있는 치밀한 화상출력을 행하기 위해, 3차원의 화상처리를 고속으로 행하는 3차원 그래픽 묘화장치가 이용되도록 되어 가고 있다. 종래의 2차원 그래픽 묘화장치에 있어서는, 깊이 정보인 Z 값을 갖지 않은 2차원 묘화 데이터가 사용된다. 따라서, 3차원 그래픽 묘화장치가, 종래의 2차원 그래픽 묘화장치에 의해 사용되는 2차원 묘화 데이터를 사용하여 3차원 묘화를 행할 때에, 묘화 오브젝트 좌표의 회전처리 등의 연산을 행하여 2차원 묘화 데이터를 3차원 묘화 데이터로 변환한 후, 버드 뷰 등의 경사각 투명을 행하고 있었다.
그러나, 묘화 오브젝트 좌표의 회전처리 등은 연산량이 커지기 때문에, 묘화 속도가 저하된다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명이 목적은, 2차원 폴리곤 데이터를 고속으로 3차원 폴리곤 데이터로 변환하여 3차원 그래픽의 묘화를 행하는 것이 가능한 3차원 그래픽 묘화장치 및 3차원 그래픽 묘화방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 3차원 그래픽 묘화장치가 고속으로 묘화를 행할 수 있도록, 2차원 폴리곤 데이터로부터 생성된 3차원 폴리곤 데이터를 기록한 기록매체를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서 3차원 그래픽 묘화장치의 개략 구성을 나타낸 블록도이고,
도 2는 묘화 유니트(4)의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위한 블록도이며,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 3차원 그래픽 묘화장치에 의한 3차원 폴리곤의 묘화를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 있어서 3차원 그래픽 묘화장치의 개략 구성을 나타낸 블록도이며,
도 5는 본 발명의 실시예 3에 있어서 3차원 그래픽 묘화장치의 개략 구성을 나타낸 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 2차원 폴리곤 데이터2: 2D/3D 변환부
3: 3차원 폴리곤 데이터4: 변환 유니트
5: 기하학 연산 유니트6: 3차원 묘화 유니트
7: 픽셀 메모리8: 표시 유니트
9: 기록매체10: 데이터 판독부
51: 모델링 변환/시야 변환부52: 라이팅 계산부
53: 투시 변환/뷰포트 변환부61: 폴리곤 셋업부
62: 에지 생성부63: 스캔라인 변환부
64: 픽셀 생성부65: 시저 테스트부
66: 스텐실 테스트부67: Z 비교부
68: α 블렌딩부
발명의 일 국면에 따르면, 3차원 그래픽 묘화장치는, 3차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값을 대입하고, 3차원 폴리곤 데이터의 Z 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값을 대입하며, 3차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값에 소정값을 대입하여, 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 폴리곤 데이터로 변환하는 변환부와, 변환부에 의해 생성된 3차원 폴리곤 데이터에 따라, 3차원 그래픽을 묘화하는 묘화부를 포함한다.
변환부는, 단순한 좌표값의 교체만으로 2차원 폴리곤 데이터로부터 3차원 폴리곤 데이터를 생성하기 때문에, 3차원 폴리곤 데이터 생성을 위한 복잡한 연산처리가 불필요하게 되어, 3차원 그래픽 묘화장치는 3차원 그래픽의 묘화를 고속으로 행하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 3차원 그래픽 묘화방법은, 3차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값을 대입하고, 3차원 폴리곤 데이터의 Z 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값을 대입하며, 3차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값에 소정값을 대입하여, 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 폴리곤 데이터로 변환하는 스텝과, 생성된 3차원 폴리곤 데이터에 따라, 3차원 그래픽을 묘화하는 스텝을 포함한다.
단순한 좌표값의 교체만으로 2차원 폴리곤 데이터로부터 3차원 폴리곤 데이터를 생성하기 때문에, 3차원 폴리곤 데이터 생성을 위한 복잡한 연산처리가 불필요하게 되어, 3차원 그래픽의 묘화를 고속으로 행하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 2차원 폴리곤 데이터로부터 생성된 3차원 폴리곤 데이터를 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 있어서, 3차원 폴리곤 데이터는, 3차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값이 대입되고, 3차원 폴리곤 데이터의 Z 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값이 대입되며, 3차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값에 소정값이 대입된 복수의 3차원 폴리곤데이터를 포함한다.
따라서, 종래의 3차원 그래픽 묘화장치에 변경을 가하지 않고도, 3차원 그래픽을 고속으로 묘화하는 것이 가능하게 된다.
(실시예)
(실시예 1)
도 1은, 본 발명의 실시예 1에 있어서 3차원 그래픽 묘화장치의 개략 구성을 나타낸 블록도이다. 이 3차원 그래픽 묘화장치는, 2차원(2D) 폴리곤 데이터(1)를 3차원(3D) 폴리곤 데이터(3)로 변환하는 2D/3D 변환부(2)와, 2D/3D 변환부(2)에 의해 생성된 3차원 폴리곤 데이터(3)에 근거하여 묘화를 행하는 묘화 유니트(4)를 포함한다.
2차원 폴리곤 데이터(1)는, X 좌표값과 Y 좌표값에 의해 정의되고, 깊이를 나타내는 값을 갖지 않는다. 2D/3D 변환부(2)는, 3차원 폴리곤 데이터(3)의 깊이를 나타내는 Z 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터(1)의 Y 좌표값을 대입하고, 3차원 폴리곤 데이터(3)의 Y 좌표값에 "0"을 대입한다. 또한, 3차원 폴리곤 데이터(3)의 X 좌표값에는, 2차원 폴리곤 데이터(1)의 X 좌표값이 그대로 사용된다.
도 2는 도 1에 나타낸 묘화 유니트(4)의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위한 블록도이다. 묘화 유니트(4)는, 3차원 폴리곤 데이터(3)에 대해 일련의 기하학 연산처리를 행하는 기하학 연산 유니트(5)와, 기하학 연산 유니트(5)로부터 출력된 연산처리후의 꼭지점 데이터에 근거하여 일련의 묘화처리를 행하는 3차원 묘화 유니트(6)와, 3차원 묘화 유니트(6)에 의해 생성된 픽셀 데이터를 프레임 이미지로서 축적하는 픽셀 메모리(7)와, 픽셀 메모리(7)에 축적된 픽셀 데이터를 표시하는 표시 유니트(8)를 포함한다.
기하학 연산 유니트(5)는, 3차원 폴리곤 데이터(3)에 대해 기하학 연산을 행하여, 뷰포트로 좌표 변환된 프리미티브(primitive)를 구성하는 각 폴리곤의 꼭지점 데이터, 예를 들면 꼭지점 좌표 데이터를 출력한다.
3차원 묘화 유니트(6)는, 기하학 연산 유니트(5)로부터 출력된 꼭지점 좌표 데이터에 근거하여 프리미티브를 구성하는 각 폴리곤의 픽셀 데이터를 생성하여 픽셀 메모리(7)에 써넣는다. 표시 유니트(8)는, 3차원 묘화 유니트(6)에 의해 1 프레임마다의 픽셀 데이터가 기록된 시점에서, 픽셀 메모리(7)로부터 픽셀 데이터를 판독하여 순차 표시한다.
기하학 연산 유니트(5)는, 묘화해야 할 3차원 형상을 모델링 좌표계로 정의하고, 이 모델링 좌표계로 정의된 3차원 형상을 공간에 배치하기 위해 월드(world) 좌표계의 그것으로 변환하며, 더구나 3차원 형상에 대해 시점의 위치와 시축의 방향 등의 투명 조건을 결정하여, 시야 영역에 있어서 차원 형상으로 변환하기 위한 모델링 변환/시야 변환부(51)와, 모델링 변환/시야 변환부(51)에 의해 모델링 변환/시여 변환된 후의 3차원 형상의 조명의 밝기를 계산하는 라이팅 계산부(52)와, 대상이 되는 3차원 형상을 투시 변환하고, 시야 영역을 뷰포트로 변환하는 투시 변환/뷰포트 변환부(53)를 포함한다.
또한, 3차원 묘화 유니트(6)는, 폴리곤의 꼭지점 좌표의 차이값을 계산하여폴리곤의 꼭지점 사이의 기울기를 출력하는 폴리곤 셋업부(61)와, 폴리곤 셋업부(61)로부터 출력된 폴리곤의 꼭지점 사이의 기울기를 참조하여, 폴리곤의 꼭지점 사이의 에지를 생성하는 에지 생성부(62)와, 에지 생성부(62)에 의해 생성된 폴리곤의 에지에 근거하여, 각 폴리곤을 픽셀 단위로 변환하는 스캔라인 변환부(63)와, 각 폴리곤 내부의 픽셀 데이터를 생성하는 픽셀 생성부(64)와, 표시 틀에 들어가지 않는 픽셀을 삭제하는 시저 테스트부(65)와, 각 픽셀이 묘화 대상이 되고 있는지 아닌지를 판정하는 스텐실 테스트부(66)와, 폴리곤의 Z 값을 비교하여 표시화면 상에 묘화되어야 할 폴리곤인지 아닌지를 판정하는 Z 비교부(67)와, 투명도를 나타내는 α 값을 참조하여 전후 폴리곤의 색 데이터를 합성하는 α 블렌딩부(68)를 포함한다.
도 3a 및 도 3b는, 2차원 폴리곤 데이터로부터 생성된 3차원 폴리곤 데이터의 표시를 설명하기 위한 도면이다. 도 3a는, 2차원 폴리곤 데이터를 그대로 표시한 것을 나타내고 있으며, 각 폴리곤 데이터는 X 좌표값과 Y 좌표값에 근거하여 표시된다. 도 3b는, 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 공간에 있어서 평면 상에 나타낸 것을 표시하고 있다. 도 3b에 나타낸 것과 같이, 횡방향의 위치 정보가 X 좌표값으로 표시되고, 깊이 방향의 위치 정보가 Z 좌표값으로 표시되며, 높이 방향의 위치 정보를 나타내는 Y 좌표값이 "0"으로 되는 것을 알 수 있다.
따라서, 전술한 변환을 행하는 것에 의해, 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 폴리곤 데이터로 변환할 수 있다. 이 변환된 3차원 폴리곤 데이터를 묘화 유니트(4)에 묘화시키는 것에 의해, 도 3b에 나타낸 3차원 폴리곤의 표시가 얻어진다. 이때,도 3a에 나타낸 2차원 폴리곤 데이터의 좌표값 21a, 22a 및 23a는, 도 3b에 나타낸 3차원 폴리곤 데이터의 좌표값 21b, 22b 및 23b로 변환되어 있다. 또한, 전술한 설명에 있어서는, 3차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값에 "0"을 대입하였지만, 3차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값에 다른 소정값을 대입하도록 하여도 된다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 실시예에 있어서 3차원 그래픽 묘화장치에 따르면, 2D/3D 변환부(2)가 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 폴리곤 데이터로 변환하기 때문에, 3차원 묘화 유니트(4)는 3차원 폴리곤의 묘화를 용이하게 행하는 것이 가능하게 되었다. 또한, 2D/3D 변환부(2)는, 3차원 폴리곤 데이터의 깊이를 나타내는 Z 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터(1)의 Y 좌표값을 대입하고, Y 좌표값에 "0"을 대입한다고 하는 처리에 의해 3차원 폴리곤 데이터를 생성하기 때문에, 복잡한 연산처리가 불필요하게 되어, 3차원 그래픽 묘화장치의 처리속도를 향상시키는 것이 가능하게 되었다.
(실시예 2)
도 4는, 본 발명의 실시예 2에 있어서의 3차원 그래픽 묘화장치의 개략 구성을 나타낸 블록도이다. 이 3차원 그래픽 묘화장치는, 기록매체(9)로부터 3차원 폴리곤 데이터(3)를 판독하는 데이터 판독부(10)와, 데이터 판독부(10)에 의해 판독된 3차원 폴리곤 데이터를 묘화하는 묘화 유니트(4)를 포함한다. 이때, 묘화 유니트(4)는 실시예 1에서 설명한 것과 동일하므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
2D/3D 변환부(2)는, 2차원 폴리곤 데이터(1)를 3차원 폴리곤 데이터(3)로 변환하여 기록매체(9)에 기록한다. 이 기록매체(9)에는, CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory), 광자기 디스크, 메모리 카드 등의 매체가 포함된다. 데이터 판독부(10)는, 기록매체(9)로부터 3차원 폴리곤 데이터를 판독하기 위한 기구로서, 예를 들면 기록매체(9)가 CD-ROM이면 CD-ROM 드라이브가 이것에 해당한다. 이때, 기록매체(9)는, 3차원 그래픽 묘화장치와는 별개로 제조되어 시판되어도 되는 것은 물론이다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 실시예에 있어서의 3차원 그래픽 묘화장치에 따르면, 2D/3D 변환부(2)가 2차원 폴리곤 데이터(1)를 3차원 폴리곤 데이터로 변환하여 기록매체(9)에 기록하도록 하였기 때문에, 3차원 폴리곤 데이터를 생성하기 위한 복잡한 연산처리가 불필요하게 되어, 3차원 그래픽 묘화장치의 처리속도를 향상시키는 것이 가능하게 되었다. 또한, 종래의 3차원 그래픽 묘화장치에 어떠한 변경을 가하지 않고서도, 3차원 그래픽을 고속으로 묘화하는 것이 가능하게 되었다.
(실시예 3)
도 5는, 본 발명의 실시예 3에 있어서의 3차원 그래픽 묘화장치의 개략 구성을 나타낸 블록도이다. 이 3차원 그래픽 묘화장치는, 기록매체(9)로부터 2차원 폴리곤 데이터(1)를 판독하는 데이터 판독부(10)와, 데이터 판독1n(10)에 의해 판독된 2차원 폴리곤 데이터(1)를 3차원 폴리곤 데이터(3)로 변환하는 2D/3D 변환부(2)와, 3차원 폴리곤 데이터를 묘화하는 묘화 유니트(4)를 포함한다. 이때, 묘화 유니트(4)는 실시예 1에서 설명한 것과 동일하므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
2D/3D 변환부(2)는, 데이터 판독부(10)에 의해 판독된 2차원 폴리곤 데이터(1)를 3차원 폴리곤 데이터(3)로 변환하여, 묘화 유니트(4)로 출력한다. 기록매체(9)에는, CD-ROM, 광자기 디스크, 메모리 카드 등의 매체가 포함된다. 데이터 판독부(10)는, 기록매체(9)로부터 3차원 폴리곤 데이터를 판독하기 위한 기구로서, 예를 들어 기록매체(9)가 CD-ROM이면 CD-ROM 드라이브가 이것에 해당한다. 이때, 기록매체(9)는, 2차원 폴리곤 데이터가 기록된 종래의 기록매체에 해당한다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 실시예에 있어서의 3차원 그래픽 묘화장치에 따르면, 2D/3D 변환부(2)가 2차원 폴리곤 데이터(1)를 3차원 폴리곤 데이터로 변환하여 묘화 유니트(4)에 출력하도록 하였기 때문에, 3차원 폴리곤 데이터를 생성하기 위한 복잡한 연산처리가 불필요하게 되어, 3차원 그래픽 묘화장치의 처리속도를 향상시키는 것이 가능하게 되었다. 또한, 데이터 판독부(10)는, 기록매체(9)에 기록된 2차원 폴리곤 데이터를 판독하기 때문에, 종래의 2차원 폴리곤 데이터가 기록된 기록매체를 그대로 사용하는 것이 가능하게 된다.
본 명세서에 개시된 실시예는, 모든 점에서 예시를 들기 위한 것으로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허청구범위에 의해 표시되며, 특허청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변형이 포함되는 것이 의도된다.
본 발명의 일면에 따른 3차원 그래픽 묘화장치에 따르면, 변환수단이 단순한 좌표값의 교체만으로 2차원 폴리곤 데이터로부터 3차원 폴리곤 데이터를 생성하기 때문에, 3차원 폴리곤 데이터 생성을 위한 연산처리가 불필요하게 되어, 3차원 그래픽 묘화장치는 3차원 그래픽의 묘화를 고속으로 행하는 것이 가능하게 되었다.
본 발명의 또 다른 일면에 따른 3차원 그래픽 묘화방법에 따르면, 단순한 좌표값의 교체만으로 2차원 폴리곤 데이터로부터 3차원 폴리곤 데이터를 생성하기 때문에, 3차원 폴리곤 데이터 생성을 위한 연산처리가 불필요하게 되어, 3차원 그래픽의 묘화를 고속으로 행하는 것이 가능하게 되었다.
본 발명의 또 다른 일면에 따른 기록매체에 따르면, 종래의 3차원 그래픽 묘화장치에 변경을 가하지 않으면서도, 3차원 그래픽을 고속으로 묘화하는 것이 가능하게 되었다.
Claims (3)
- 3차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값을 대입하고, 3차원 폴리곤 데이터의 Z 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값을 대입하며, 3차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값에 소정값을 대입하여, 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 폴리곤 데이터로 변환하는 변환부(2)와,상기 변환부(2)에 의해 얻어진 3차원 폴리곤 데이터에 따라, 3차원 그래픽을 묘화하는 묘화부(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 묘화장치.
- 3차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값을 대입하고, 3차원 폴리곤 데이터의 Z 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값을 대입하며, 3차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값에 소정값을 대입하여, 2차원 폴리곤 데이터를 3차원 폴리곤 데이터로 변환하는 스텝과,상기 얻어진 3차원 폴리곤 데이터에 따라, 3차원 그래픽을 묘화하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 묘화방법.
- 2차원 폴리곤 데이터로부터 생성된 3차원 폴리곤 데이터를 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 있어서,상기 3차원 폴리곤 데이터는, 3차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 X 좌표값이 대입되고, 3차원 폴리곤 데이터의 Z 좌표값에 2차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값이 대입되며, 3차원 폴리곤 데이터의 Y 좌표값에 소정값이 대입된 복수의 3차원 폴리곤 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
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