WO2002101653A1 - Procede de traitement d'image - Google Patents

Description

明細書

画像処理方法 技術分野

本発明は、 3 次元画像情報からテ レ ビジ ョ ンモニ タ装置などの 2 次元ス ク リ ー ン上へ描画する 2 次元画像情報を生成する画像 処理方法、 画像処理装置、 画像処理プロ グラムを記録したコ ン ビ ユ ータ読み取 り 可能な記録媒体、 及び画像処理プロ グラムに関す る。 背景技術

近年のテ レ ビゲーム機やパー ソナノレコ ン ピュ ータ は、 プロ セ ッ サゃメ モ リ 等の高集積化、 高速化等が進んでお り 、 その結果と し て、 3 次元画像情報から精細且つ リ ァ リ ティ性の高い 2 次元画像 を リ アルタ イ ムに生成 して 2 次元ス ク リ ーン上に描画する こ と が可能と なっている。

また、 現在の画像処理システ ムは、 殆どのものがポ リ ゴン単位 での描画処理を基本に して 2 次元画像を生成 している。 現在の画 像処理システムが、 2 次元画像の生成にポ リ ゴン描画処理を用い るのは、 ポ リ ゴンのデータが多角形の頂点単位で表されるデータ であ り 容易に コ ン ト ロールでき る こ と 、 ポ リ ゴンデ一タ カ、ら ピク セルデータへの変換は描画面に対する頂点の線形補間処理に よ り 実現でき、 メ モ リ ア ク セスや演算にロ ー力 リ ティ があるため高 速な処理が可能である こ と 、 線形補間処理の際に例えば D D A (Digital Differential Analyzer) を用レヽる こ と でその演算 の殆どを加算で済ますこ と ができ 、 現在実装可能な回路規模でも 充分効果的な リ アルタイ ム描画を実現でき る こ と 、 などの理由に よ る。

2 次元画像を生成する処理は、 データ形式の変遷の観点から見 た場合、 以下のよ う になる。

先ず、 ワール ド座標系のポ リ ゴンデータ は、 座標変換処理， ク リ ツ ビング処理， ライ ティ ング処理等のジオメ ト リ 演算処理が施 される。 そのジオメ ト リ 演算処理後のポ リ ゴンデータは、 投影変 換処理によ り 、 ス ク リ ーン座標系のポ リ ゴンデータ に変換される そのス ク リ ーン座標系のポ リ ゴンデータは、 レンダリ ング処理に よ り 、 ス ク リ ー ン上の ピク セルデータ に変換 （ ピク セル化） され る。 その後、 ピクセルデータは、 2 次元ス ク リ ーン上に表示する ためのス ク リ ーンデータに変換される。 こ のス ク リ ーンデータ は テ レ ビジョ ンモニ タ装置に送られ、 2 次元ス ク リ ーン上に 2 次元 画像と して表示される。

と こ ろで、 ポ リ ゴンデータ は頂点単位のデータ である。 一方、 ピクセルデータはピクセル単位のデータである。 つま り これら双 方の処理単位は互いに異なっている。 このため、 ポ リ ゴンデータ から ピク セルデータへ変換する時に、 データ処理が滞り 、 演算回 路が効率良 く 動作でき なく なる こ と が多々 ある。 具体的に説明す る と 、 レ ンダ リ ン グ処理は、 ポ リ ゴンの面積に直接影響を受ける 処理である。 このため、 大面積ポ リ ゴンの ピクセル化の処理時間 は長く な り 、 小面積ポ リ ゴンの ピク セル化の処理時間は短く なる これに对して、 ジオメ ト リ 演算処理や投影変換処理は、 ポ リ ゴン の面積によ らない頂点単位の演算処理である。 このため、 ジオメ ト リ 演算処理や投影変換処理は、 大面積ポ リ ゴン と小面積ポ リ ゴ ンの何れであって も略々 同 じ所要時間で実行でき る。 これらのこ と から、 例えば大面積ポ リ ゴンの次に小面積ポ リ ゴンを描画する よ う な場合、 小面積ポ リ ゴンに対する ジオメ ト リ 演算処理や投影 変換処理は、 レ ンダ リ ング処理での大面積ポ リ ゴンのピク セル化 の処理が終了するまで休止状態になされて しま う。

また、 レンダリ ング処理を行 う 従来の演算回路は、 1 ポ リ ゴン について 1 処理サイ ク ル当た り 複数ピク セルを生成する も のが 主流になっている。 そ して、 その ピクセル数は、 ハー ドウェアに 依存 し、 固定数と なされている。 その一方で、小面積ポ リ ゴンは、 レンダ リ ング処理を行っ て もノ、一 ド ウ エ アに依存 した固定の ピ クセル数を満たさ ないものである こ と が少な く ない。 したがって 固定ピク セル数を満たさ ない小面積ポ リ ゴンが増加 した場合、 演 算回路の処理効率が低下し、 その結果、 ピク セルフ ィ ル レー ト も 減少 して しま う。

以上のこ と から、 画像処理システムは、 ジオメ ト リ 演算ゃセ ッ ト ア ップ処理と レンダ リ ング処理 （ピクセル化処理） のための回 路構成， 性能比率 （性能差） な どによ り 、 描画面に対して最も効 率の良い処理を行えるポ リ ゴンの大き さが、 略々一意に決ま って いる と言える。 特に、 従来の画像処理システ ムは、 比較的大面積 のポ リ ゴンを効率良 く 描画でき る よ う に設定されている。 すなわ ち こ のこ と を言い換える と 、 従来の画像処理システ ムは、 効率の 良い処理を行え る大き さ 以外のポ リ ゴ ンについては効率的な処 理ができていないこ と を意味 している。

一方で、 今後、 描画モデルは複雑化 し、 また レ ンダ リ ングも多 様化 していく と考え られる。 こ の よ う に、 描画モデルの複雑化や レンダ リ ングの多様化が進むと 、 ポ リ ゴンの面積は必然的に小さ く な り 、 また小面積ポ リ ゴンの数が著 し く 増加 し、 さ らにそれら ポ リ ゴンの頂点に掛かるパラメータ も増加する と予測される。 ま たそれに伴い、.画像処理シス テムは、 ピクセルフ ィ ルレー トを大 幅に上げなければならなく なる と予想される。

上述のよ う に、 多数の小面積ポリ ゴンを効率良く 処理するため には、 画像処理システ ムは、 ピク セル化処理を高速化し、 ポ リ ゴ ンのスループッ トを上げなければならなく なる。 また、 ピク セル フィルレー トを上げるためには、 画像処理システムは、 よ り 広い 面積のポリ ゴンを同時に描画しなければならなく なる。 しかしな がら、 従来の画像処理システ ムは、 これらの双方の要求を同時に 満足させる こ と 、 つま り多数の小面積ポリ ゴンを高速に処理する と共にピク セルフ ィ ル レー ト も上げる よ う なこ と は困難である。 なお、 それら双方の要求を満足させよ う と した場合、 従来の画像 処理システ ムは、 高価かつ巨大な D D Aを多数備えたも のでなけ ればならな く な り 、 コス ト及び回路規模の観点から非現実的であ る o

本発明は、 このよ う な課題に鑑みてなされたも のであ り 、 回路 構成の大型化やコ ス ト の大幅な上昇を伴う こ と なく 、 多数の小面 積ポ リ ゴンを効率良く 処理でき、 また、 ポ リ ゴンの大き さに処理 が影響されるこ と もなく 、 さ らにピク セルフ ィ ル レー トを上げる こ と も可能とする画像処理方法、 画像処理装置、 画像処理プロ グ ラ ムを記録したコ ン ピュータ読み取り 可能な記録媒体、 及び画像 処理プロ グラムを提供する こ と を 目的とする。 発明の開示

本発明は、 ポ リ ゴンの大き さを所定の閾値と比較し、 上記閾値 を超える三角形状のポ リ ゴンの最長辺を検出 し、 その最長辺上の 所定の点 と 当該最長辺に対向する頂点 と を結ぶ線分に よ り 当該 ポ リ ゴンを分割 し、 上記閾値を超えないポ リ ゴンを ピク セル化す る。 特に、 上記所定の点は、 ポ リ ゴンの最長辺の中点とする。 すなわち、 本発明は、 上記閾値を超えるポ リ ゴンについては、 上記最長辺の中点 と その最長辺に対向する頂点 と を結ぶ線分で 分割する。 そ して、 その分割は、 ポ リ ゴンの大き さが上記閾値の 範囲内に収束するま で再帰的に行われる。 こ こ で、 上記閾値は、 例えばピク セル化のための演算 レ ンジに相当する。 言い換える と 本発明は、 ピクセル化のための演算 レ ンジをある程度小さ く 限定 する こ と で、 ピ ク セル化の処理を行 う ための構成を、 小型化可能 と して並列度を高め易 く する。 同時に、 本発明は、 上記再帰的な 分割を行 う こ と で、 上記閾値を超えるポ リ ゴンを、 上記演算 レ ン ジが小 さ く 限定 された ピ ク セル化処理に最適な大き さ のポ リ ゴ ンに収束させる。 こ の よ う に、 本発明は、 上記閾値を超えるポ リ ゴンを再帰的に分割する こ と で、 どのよ う な大き さのポ リ ゴンで あって も、 ピクセル化処理の演算 レンジに最適な大き さへ収束さ せる こ と ができ 、 さ らに、 ピクセル化処理を並列化する こ と で、 ポ リ ゴンのスループッ ト を上げ、 ピク セルフ ィ ル レー ト も大幅に 向上させている。

図面の簡単な説明

図 1 は、 ピク セル化処理の概念説明に用いる図である。

図 2 は、 ピク セル化処理を D S Pや G P若 し く はソ フ ト ウ エア 訂正された用紙 (規則 91) 的に実現する場合の処理の説明に用いる図である。

図 3 は、 エ リ ァサイ ズ比較処理の説明に用いる図である。

図 4 は、 エ リ アサイ ズ比較処理の説明に用いる三角形ポ リ ゴン の一例を示す図である。

図 5 は、 ポ リ ゴン分割処理の説明に用いる図である。

図 6 は、 ポ リ ゴ ン分割処理の説明に用いる三角形ポ リ ゴンの一 例を示す図である。

図 7 は、 三角形ポ リ ゴンの最長稜線と その中点の説明に用いる 図である。

図 8 は、 分割後のポ リ ゴンの説明に用いる図である。

図 9 は、 ピク セル化処理をテ レ ビゲーム機の G P Uに適用 した 具体的構成例を示すプロ ッ ク 図である。 発明を実施するための最良の形態

図 1 を用いて、 本発明にかかるポ リ ゴンのピクセル化処理の概 要を説明する。

3 次元画像情報から 2 次元画像を生成する場合において、 大面 積ポ リ ゴ ン P 1 はその数が少ない。 一方、 小面積ポ リ ゴン P s は その数が多い。 また描画モデルがよ り 精巧になれば、 小面積ポ リ ゴン P s はその数が増加する と考え られる。 したがって、 小面積 ポ リ ゴン P s に合わせて ピクセル化処理の演算 レンジ （ピク セル ィ匕の処理ビッ ト長） をある程度小さ く し、 さ らに処理を並列化す れば、 処理パフォーマ ン ス を高める こ と ができ る と 考え られる。 ただし、 ピ ク セル化処理の演算 レンジを小面積ポ リ ゴン P s に合 わせて しま う と 、 上記演算 レ ン ジを超える大面積ポ リ ゴン P 1 の 処理はでき なく なる。 そ こで、 本実施の形態の画像処理装置は、 ピク セル化処理の演 算レ ンジをある程度小さ く 限定しておき、 演算 レン ジの範囲内の ポ リ ゴン （小面積ポ リ ゴン P s ) については、 そのまま ピク セル 化処理する。 一方、 演算 レ ンジを超えるポ リ ゴン （大面積ポ リ ゴ ン P 1 ) の場合、 本実施の形態の画像処理装置は、 その大面積ポ リ ゴン P 1 を、 演算レ ンジに収ま る大き さ まで分割 （ポ リ ゴン分 割処理 D ) する。 そ して、 画像処理装置は、 上記小面積ポ リ ゴン P s と 、 ポリ ゴン分割処理 Dによ り 得られた各小面積ポ リ ゴン P d に対して、 ピク セル化処理を実行する。 これによ り 、 ピク セル 化処理は、 どのよ う な大き さのポ リ ゴンに対して も行え、 無駄の 少ない効率的な処理と なる。 また、 ピク セル化処理は、 演算 レン ジが小さ く 限定されているため、 簡略化 した小型の構成で実現で き、 並列化も容易 と なる。

また、 本実施の形態では、 後述する よ う に、 ポ リ ゴンの最も長 い稜線の 中点 と それに対向する頂点 と を結ぶ線分によ り 当該ポ リ ゴンを分割する よ う に してお り 、 さ らにその分割を再帰的に行 う こ と で、 ポ リ ゴンの 3 辺の長さが均等に近づく よ う に して、 ポ リ ゴン全体を ピ ク セル化処理の演算 レ ン ジに最適な大き さ に し ている。

すなわち、 本実施の形態の画像処理装置は、 ピク セル化処理の 演算 レンジを小さ く 限定する こ と で、 ピクセル化処理の負荷を軽 減する と共に、 並列処理の多重度を上げている。 また、 本実施の 形態の画像処理装置は、 大面積ポ リ ゴン P 1 を ピクセル化処理の 演算 レンジに最適な大き さ の小面積ポ リ ゴン P d へ分割 し、 並列 化した ピク セル化処理 P Xを行 う こ と で、 無駄の少ない効率的な ピク セル化処理を実現 し、 ピ ク セルフ ィ ル レー ト を高めている。 [構成例]

図 2 は、 ピクセル化処理を実行するための具体的構成例を示す ピクセル化処理は、 例えばディ ジタルシグナルプロセ ッサ （ D S P ) 若し く はグラ フ ィ ッ ク プロセ ッサ （ G P ) 等のハー ドウ ェア 構成によ り 実現でき る。 また、 ピク セル化処理は、 ソフ ト ウ ェア ( コ ン ピュータ が実行可能なアプリ ケ一シ ョ ンプロ グラ ム） によ り 実現する こ と も可能である。 図 2 は、 ピク セル化処理を実現す る D S Pや G P の内部処理ユニ ッ ト を示 している。 なお、 ソ フ ト ウ ェアによ り ピク セル化処理を実現する場合、 アプリ ケーシ ョ ン プロ グラムは、 図 2 の各構成要素に相当するプロ グラムステ ップ を含むもの と なる。 そ して、 パー ソナルコ ン ピュ ータ等の情報処 理装置の C P Uは、 そのアプ リ ケーショ ンプロ グラムに基づいて 動作する。

図 2 において、情報格納部 3 2 は、 ポ リ ゴンな どの図形情報 （頂 点座標値， R G Bの頂点カ ラー値， マ ップ座標値， ベタ ト ル値な どの頂点情報や頂点連結情報） を格納する。 なお、 図形情報は、 例えば C D — R O Mや D V D— R O M、 半導体メ モ リ 等の各種記 録媒体や、 有線或いは無線によ る通信媒体， 伝送媒体等を介 して 取 り 込まれたものである。

ジオメ ト リ 演算部 3 1 は、 情報格納部 3 2 に格納された図形情 報を読み出 し、 その図形情報に対 して、 いわゆる ァフ ィ ン変換、 ス ク リ ーン座標への投影変換、 頂点に対する光源処理な どを行 う 投影変換後の図形情報 （ポ リ ゴンデータ） は、 レ ンダ リ ング部 3 3 へ送られる。

レ ンダ リ ング部 3 3 は、 ポ リ ゴンをス ク リ ー ン上に描画する た めの演算処理を行 う 部分であ り 、 ジオメ ト リ 演算部 3 1 から送ら れてきたポ リ ゴンデータ を ピク セル化する。 レ ンダ リ ン グ部 3 3 は、 大別 して、 ポ リ ゴンセ ッ ト ア ップ部 4 1 と 、 ピクセル演算部 4 2 と 、 フ レームバ ッ フ ァ リ ング部 4 6 と 力 らなる。

ポ リ ゴンセ ッ トア ップ部 4 1 は、 ジオメ ト リ 演算部 3 1 から送 られて く る ポ リ ゴンデータ の取 り 込み と そのバ ッ フ ァ リ ングを 行 う。 そ して、 ポ リ ゴンセ ッ トア ップ部 4 1 は、 ス ト リ ップ状や フ ァ ン状な どのポ リ ゴンメ ッ シュ構造を独立ポ リ ゴンに変換 し、 ピク セル演算部 4 2 に送出する。 また、 ポ リ ゴンセ ッ ト ア ップ部 4 1 は、 エ リ ア選択やバッ ク選択な どを行って不要なポ リ ゴンを 廃棄する こ と も行 う。 不要なポ リ ゴンの廃棄は、 後段の ピク セル 演算部 4 2 で行われる処理の効率を上げるために行われる。

ピク セル演算部 4 2 は、 前述の図 1 で説明 した演算レ ンジに応 じて大面積ポ リ ゴンを分割する処理と ピ ク セル化の並列処理と を行 う。 当該ピ ク セル演算部 4 2 は、 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 、 ポ リ ゴン分割部 4 4 、 ピク セル化部 4 5 を備えている。

ピク セル演算部 4 2 は、 先ず、 ポ リ ゴンセ ッ トア ップ部 4 1 か ら送られてき たポ リ ゴンデータ を、 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 に投 入する。 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 は、 ポ リ ゴンの大き さ が演算レ ンジの範囲内に入るか否か判定する。 そ して、 エ リ アサイ ズ比較 部 4 3 は、 演算 レ ンジの範囲内に入るポ リ ゴンのデータ を ピク セ ル化部 4 5 へ送り 、 一方、 演算 レンジの範囲を超えるポ リ ゴンの データ をポ リ ゴン分割部 4 4 へ送る。 なお、 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 の具体的な構成及び動作は後述する。

ポ リ ゴン分割部 4 4 は、 演算 レンジの範囲を超えるポ リ ゴンを 例えば 2 分割 してニ片のポ リ ゴンを再構築する。 こ の分割後の二 片のポ リ ゴンデータ はエ リ アサイ ズ比較部 4 3 へ送られ、 大き さ が再判定される。 その再判定において演算 レ ンジの範囲を超えて い る と判定された場合、 ポ リ ゴン分割部 4 4 は、 そのポ リ ゴンを さ らに 2分割する。 すなわち、 ピク セル演算部 4 2 は、 演算 レ ン ジの範囲を超えるポ リ ゴンを再帰的に分割する こ と によ り 、 前記 大面積ポ リ ゴン P 1 を演算 レ ン ジの範囲内に入る小面積ポ リ ゴ ン P d に変換する。 なお、 ポ リ ゴン分割部 4 4 の具体的な構成及 び動作については後述する。

分割によ り 演算 レ ンジの範囲内に収束 したポ リ ゴンのデータ 、 若 し く は、 当初よ り 演算レンジの範囲内に収ま っていたポ リ ゴン のデータは、 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 カゝら ピク セル化部 4 5 へ送 られる。

ピク セル化部 4 5 は、 ポ リ ゴンデータ をラ ス タデータすなわち ピク セルデータ （各ピク セルのカ ラ一値） へ変換し、 フ レームバ ッ フ ァ リ ング部 4 6 へ送る。 なお、 ピクセル化部 4 5 は、 ポ リ ゴ ンデー タ の頂点カ ラー値の補間やマ ッ プ座標値の取得な どに よ り 、 各ピク セルのカ ラー値を生成する。 当該ピク セル化部 4 5 は、 X軸方向 と y軸方向の演算 レンジが同等と な される と共に、 その 演算 レ ン ジが小 さ く 限定 された処理部を複数並列化 して構成 さ れている。 すなわち、 ピク セル化部 4 5 は、 X 軸方向 と y軸方向 の演算 レ ンジに差を設けず、 かつその演算 レ ンジを小さ く 限定す る こ と で各構成を簡易に し、 また並列処理の多重度を上げる こ と で、 効率的な処理を行える もの と な されている。

フ レームバ ッ フ ァ リ ング部 4 6 は、 テ レ ビジ ョ ンモニタ装置等 のディ スプレイ （ス ク リ ーン） 3 5 に対応 したメ モ リ 空間上に、 各 ピク セルのカ ラ一値を書き込む。 そ して、 メ モ リ 空間上に形成 されたフ レーム単位のス ク リ ー ンデータは、 ディ ス プ レイ コ ン ト ロール部 3 4 からの要求に応 じて読み出 される。

ディ ス プ レイ コ ン ト ロ ール部 3 4 は、 テ レ ビジ ョ ンモニ タ装置 の水平同期信号、 垂直同期信号な どを生成する と共に、 そのモニ タ装置の表示タイ ミ ングに応 じて、 フ レームバ ッ フ ァ リ ング部 4 6 から ピク セルのカ ラ一値をライ ン状に順次取 り 出す。 当該取 り 出 されたカ ラー値は、 テ レ ビジ ョ ンモニタ装置等のディ スプレイ 3 5 上に 2 次元画像と して表示される。

[エ リ ァサイ ズ比較部の詳細な動作及ぴ構成]

次に、 図 3 及び図 4 を用いて、 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 の動作 及び構成を説明する。 以下の説明は、 ポ リ ゴンが演算 レ ンジの範 囲内に入るか否かの判定と 、 その判定結果に応 じた転送先の変更 (選択） の処理にかかる情報の流れを主に述べている。

図 3 において、 ポ リ ゴンセ ッ ト ア ッ プ部 4 1 からのポ リ ゴンデ ータは、 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 の入力部 5 1 へ投入される。 ま た、 ポ リ ゴン分割部 4 4 からのポ リ ゴンデータ は、 入力部 5 2 へ 投入される。

こ こ で、 ポ リ ゴンは、 各頂点座標値が図 4 に示す V a ( V ax, V ay) , V b ( V bx, V by) , V c ( V ex, V cy) で表される三角 形ポ リ ゴン P O である とする。 頂点座標部 5 3 は、 三角形ポ リ ゴ ン P 0 の各頂点座標値の う ちの X座標値 V ax, V bx, V ex を取 り 出す。 一方、 頂点座標部 5 4 は、 三角形ポ リ ゴン P 0 の各頂点座 標値の う ちの y座標値 V ay, V by, V cy を取 り 出す。 x座標値 V ax, V bx, V cx、 及び y座標値 V ay， V by, V cy は、 投入された ポ リ ゴンデータ と共に、 それぞれ対応する最大 ·最小選択部 5 5 ， 5 6 へ送られる。

最大 · 最小選択部 5 5 は、 式 （ 1 ), ( 2 ) によ り 、 X座標値 V ax, V bx, V ex の う ちの最大 x座標値 V xmax と最小 x座標値 V xmin 永める。

V xmax = max , V ax, V bx , V ex) (1)

V xmin= min ( V ax , V bx , V ex) (2)

また、 最大 · 最小選択部 5 6 は、 式 （ 3 ) , ( 4 ) によ り 、 y座 標値 V ay， V by, V cy の う ちの最大 y座標値 V ymax と最小 y座 標値 V ymin を求める。

V ymax = max ( V ay , V by , V cy) (3)

V yrain= rain ( V ay, V by , V cy) (4)

図 4 の例の場合、 最大 x座標値 V xmax は V cx と な り 、 最小 x 座標値 V xmin は V ax、 最大 y座標値 V ymax は V ay、 最小 y座標 値 V ymi n は V bx となる。 なお、 最大 · 最小選択部 5 5 ， 5 6 で 求めた最大及び最小の座標値は、 ス ク リ ー ン座標に対する三角形 ポリ ゴン P O のオフセ ッ ト座標成分に相当する。

これら最大 X座標値 V xmax、 最小 x座標値 V xmin、 最大 y座標 値 V ymax、 最小 y座標値 V ymi n は、 ポリ ゴンデータ と共に、 それ ぞれ対応する差分演算部 5 7 , 5 8 へ送られる。

差分演算部 5 7 は、 式 （ 5 ) によ り 、 最大 X座標値 V xmax と最 小 X座標値 V xminの差分を求める。すなわち、差分演算部 5 7 は、 三角形ポリ ゴン P 0の各頂点を含む四角形 （図中点線で示すバウ ンダリ ボックス B B ) の X軸方向の辺の長さ W x を求める。 なお、 バウ ンダ リ ボッ ク ス B B の縦辺はス ク リ ー ンの X 軸に対 して平 行な辺であ り 、 横辺はスク リ ーンの y軸に対して平行な辺である（ W X = V xmax— V xmin (5)

また、 差分演算部 5 8 は、 式 （ 6 ) によ り 、 最大 y座標値 V ymax と最小 y座標値 V yminの差分を求める。 すなわち差分演算部 5 8 は、 ノくゥ ンダ リ ボ ッ ク ス B Bの y軸方向の辺の長さ W y を求める W y ― V ymax— V yrain (6)

なお、 こ の図 3 の構成は、 最大 · 最小選択部 5 5 , 5 6 によ り 最大及び最小の座標値を求め、 さ らに差分演算部 5 7 ， 5 8 によ り 差分を求めて、 投入ポ リ ゴンのデータ をオフセ ッ 卜 と差分で表 すこ と によ り 、 後の ピクセル化に使用 されるデータ ビッ ト長を最 小化 している。 これによ り 、 後段の ピクセル化部 4 5 は、 演算処 理が軽減され、 回路も簡素化可能と なる。

差分演算部 5 7 , 5 8 の演算によ り 得られた各長さ W x ， W y は、 差分比較部 5 9 へ送られる。 一方、 差分演算部 5 7 , 5 8 を 介 したポ リ ゴンデータは、 出力選択部 6 0 へ送られる。

差分比較部 5 9 は、 式 （ 7 ) によ り 、 それ ら各辺の長 さ W x , W y を、 ピ ク セル化部 4 5 の演算 レ ン ジに相 当する所定の閾値 (RANGE) と 比較 し、 その比較結果を出力選択部 6 0 へ送る。 差 分比較部 5 9 は、 長さ W x と W y の何れか一方が閾値レ ンジよ り 大き い時、 その旨を示す信号を出力選択部 6 0 へ送る。 一方、 差 分比較部 5 9 は、 長さ W x と W y が両方と もに閾値レンジよ り 小 さいこ と を示 している時、 その旨を示す信号を出力選択部 6 0 へ 送る。

出力選択部 6 0 は、 式 （ 7 ) によ り 、 差分比較部 5 9 での比較 結果に応 じて、 ポ リ ゴンデータ を出力部 6 1 からポ リ ゴン分割部 4 4 へ送る力 、 又は、 出力部 6 2 を介 して ピクセル化部 4 5 へ送 る かの出力選択を行 う 。 出力選択部 6 0 は、 長 さ W x と W y の何 れか一方でも閾値レンジよ り 大きい時、 ポ リ ゴンデータ をポ リ ゴ ン分割部 4 4 へ送る。 一方、 出力選択部 6 0 は、 長さ W x と W y が両方と もに閾値レンジよ り 小さ いこ と を示 している時、 ポ リ ゴ ンデータ を ピク セル化部 4 5 へ送る。

if ( (W X > RANGE) | | (W y > RANGE) )

ポ リ ゴン分割部 0；

else

ピク セル化部（）； (7)

なお、 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 の回路構成は、 大小比較器や差 分演算器、 スィ ッチな どの非常に簡易な構成によ り 実現でき る。 したがって、 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 の回路構成は、 コ ス ト を上 昇させた り 構成を大型化させる こ と な く 、 容易に並列化でき る。 また、 並列化されたエ リ アサイ ズ比較部 4 3 は、 ポ リ ゴンセ ッ ト ア ップ部 4 1 からのポ リ ゴンデータ と 、 ポ リ ゴン分割部 4 4 から の分割ポ リ ゴンデータ を、 競合する こ と無く 処理する こ と ができ る。 したがって、並列化されたエ リ アサイ ズ比較部 4 3 は、特に、 新たな投入ポ リ ゴンデータ の処理を待たせて しま う 事態を回避 する こ と が可能と なる。

[ポ リ ゴン分割部の詳細な動作及び構成]

図 5 〜図 8 を用いて、 図 2 のポ リ ゴン分割部 4 4 の動作及び構 成を説明する。

図 5 において、 ポ リ ゴン分割部 4 4 の入力部 7 1 には、 エ リ ア サイ ズ比較部 4 3 か ら送 られて き たポ リ ゴンデータ が入力 され る。 上記入力 されたポ リ ゴンデータ は、 頂点座標部 7 2 〜 7 7 と 出力選択部 9 0 , ポ リ ゴン再構築部 9 3 へ送られる。

レジス タ等からなる頂点座標部 7 2 は、 例えば図 6 に示す三角 形ポ リ ゴン P 0 の各頂点座標値 V a ( V ax, V ay) , V b ( V bx, V by) , V c ( V ex, V cy) の う ち 、 頂点座標値 V a ( V ax, V ay) の x座標値 V ax を取 り 出す。 頂点座標部 7 3 は、 頂点座標値 V a ( V ax, V ay) の y座標値 V ay を取り 出す。 頂点座標部 7 4 は、 頂点座標値 V b ( V bx, V by) の x座標値 V bx を取 り 出す。 頂点座標部 7 5 は、 頂点座標値 V b ( V bx, Vby) の y座標値 V by を取り 出す。 頂点座標部 7 6 は、 頂点座標値 V c ( V cx, V cy) の x座標値 V ex を取り 出す。 頂点座標部 7 7 は、 頂点座標値 V c ( V cx, V cy) の y座標値 V cy を取り 出す。 頂点座標部 7 2 によ り 取り 出された X座標値 V ax は、最小値選択部 7 8及ぴ 8 0へ送 られる。 頂点座標部 7 3 によ り 取り 出された y座標値 V ay は、 最 小値選択部 7 8及ぴ 8 0へ送られる。 頂点座標部 7 4 によ り 取り 出された X座標値は、 最小値選択部 7 8及び 7 9 へ送られる。 頂 点座標部 7 5 によ り 取り 出された y座標値 V by は、最小値選択部 7 8及び 7 9 へ送られる。 頂点座標部 7 6 によ り 取り 出された X 座標値 V exは、 最小値選択部 7 9及び 8 0 へ送られる。 頂点座標 部 7 7 によ り 取り 出された y座標値 V cy は、最小値選択部 7 9及 び 8 0 へ送られる。

最小値選択部 7 8 は、 頂点座標部 7 2 と 7 4 から供給された X 座標値 V ax と V bx の何れか小さい方を選択する。 また、 最小値 選択部 7 8 は、 頂点座標部 7 3 と 7 5 から供給された y座標値 V ay と V by の何れか小さい方を選択する。 最小値選択部 7 9 は、 頂点座標部 7 4 と 7 6 から供給された X座標値 V bx と V cx の何 れか小さい方を選択する。 また、 最小値選択部 7 9 は、 頂点座標 部 7 5 と 7 7 から供給された y座標値 V by と V cy の何れか小さ い方を選択する。 最小値選択部 8 0 は、 頂点座標部 7 2 と 7 6 か ら供給された X座標値 V ax と V cxの何れか小さい方を選択する。 また、 最小値選択部 8 0は、 頂点座標部 7 3 と 7 7 から供給され た y座標値 V ay と V cy の何れか小さい方を選択する。 なお、 図 6 の例の場合、最小値選択部 7 8 は X座標値 V ax と y座標値 V by を選択する。 最小値選択部 7 9 は X座標値 V bx と y座標値 V by を選択する。 最小値選択部 8 0 は X座標値 V ax と y座標値 V cy を選択する。

最小値選択部 7 8 は、 前段の頂点座標部 7 2 , 7 3 ， 7 4 , 7 5 から供給された各 X , y座標値をそのまま出力選択部 8 7 , 9 0及び幅演算部 8 1 へ送る。 また、 最小値選択部 7 8 は、 何れの 座標値を選択したのかを示す情報を、 幅演算部 8 1 に送る。 最小 値選択部 7 9 は、 前段の頂点座標部 7 4 ， 7 5 , 7 6 ， 7 7 力 ら 供給された各 x ， y座標値をそのまま出力選択部 8 7 ， 9 0及び 幅演算部 8 2 へ送る。 また、 最小値選択部 7 9 は、 何れの座標値 を選択したのかを示す情報を、 幅演算部 8 2 に送る。 最小値選択 部 8 0 は、 前段の頂点座標部 7 2 ， 7 3 ， 7 6 , 7 7 カゝら供給さ れた各 X ， y座標値をそのまま出力選択部 8 7 , 9 0及び幅演算 部 8 3 へ送る。 また、 最小値選択部 8 0 は、 何れの座標値を選択 したのかを示す情報を、 幅演算部 8 3 に送る。

幅演算部 8 1 は、最小値選択部 7 8 が選択した X座標値 V ax を X座標値 V bx から減算するこ と によ り 図 6 中の幅 X b を求める。 また、 幅演算部 8 1 は、 最小値選択部 7 8 が選択した y座標値 V by を y座標値 V ay 力 ら減算する こ と によ り 図 6 中の幅 Y b を求 める。 幅演算部 8 2 は、 最小値選択部 7 9 が選択した X座標値 V bx を X座標値 V ex カゝら減算する こ と によ り 図 6 中の幅 X c を求 める。 また、 幅演算部 8 2 は、 最小値選択部 7 9 が選択した y座 標値 Vby を y座標値 V cy から減算する こ と によ り 図 6 中の幅 Y c を求める。 幅演算部 8 3 は、 最小値選択部 8 0 が選択した X座 標値 V ax を X座標値 V ex から減算する こ と によ り 図 6 中の幅 X a を求める。 また、 幅演算部 8 3 は、 最小値選択部 8 0 が選択し た y座標値 V cy を y座標値 V ay から減算する こ とによ り 図 6 中 の幅 Y a を求める。 つま り 、 最小値選択部 7 8 〜 8 0は、 それぞ れ併設された幅演算部 8 1 〜 8 3 でマイ ナス の値が得られない よ うするために、 上述した小さい方の座標値を求めている。 幅演 算部 8 1 は、 各幅 X b と Y b を、 稜線演算部 8 4 へ送る。 幅演算 部 8 2 は、 各幅 X c と Y c を、 稜線演算部 8 5 へ送る。 幅演算部 8 3 は、 各幅 X a と Y a を、 稜線演算部 8 6 へ送る。

これら稜線演算部 8 4 〜 8 6 では、 三角形ポリ ゴン P 0 の各稜 線 （各辺） を、 簡易的に幅 X b と Y b 、 X c と Y c 、 X a と Y a の合計の値と して求める。 すなわち、 稜線演算部 8 4では、 幅演 算部 8 1 から得られた幅 X b , Y b を用い、 下記式 （ 8 ) に示す よ う にして図 6 の三角形ポ リ ゴン P O の稜線 E b を求める。

E b = X b + Y b (8)

また、 稜線演算部 8 5では、 幅演算部 8 2から得られた幅 X c , Y c を用い、 下記式 （ 9 ) に示すよ う にして図 6 の稜線 E c を求 める。

E c = X c + Y c (9)

同様に、 稜線演算部 8 6 では、 幅演算部 8 3 から得られた幅 X a , Y a を用い、 下記式 （ 1 0 ) に示すよ う に して図 6 の稜線 E a を求める。

E a = X a + Y a (10)

これら各稜線演算部 8 4 〜 8 6 によ り得られた各稜線 E b , E c , E a は最長稜線選択部 8 9 へ送られる。

最長稜線選択部 8 9 は、 各稜線演算部 8 4 〜 8 6 よ り 得られた 各稜線 E b , E c , E a の う ち最長の稜線を選択し、 出力選択部 8 7 ， 9 0 で行われる出力選択の制御信号を生成する。 なお、 図 6 の例の場合、 当該最長稜線選択部 8 9 は、 稜線 E b を選択する。 出力選択部 8 7 は、 最長稜線選択部 8 9 からの制御信号に基づ いて、 最小値選択部 7 8 〜 8 0 よ り 供給された各 X , y座標値の う ち、最長の稜線 E b を構成する各頂点座標値 V a ( V ax, V ay) , V b ( V bx, V by) を選択して出力する。 出力選択部 8 7 から出 力 された項点座標値 V a ( V ax, V ay) , V b ( V bx, V by) は、 座標演算部 8 8 に送られる。

座標演算部 8 8 は、 図 7 に示すよ う に、 出力選択部 8 7 から得 られた頂点座標値 V a ( Vax, V ay) と V b ( V bx, V by) の中 点座標値である V d ( V dx, V dy) を求め、 当該中点座標値 V d ( V dx, V dy) を頂点情報演算部 9 1 へ送る。 なお、 当該座標値 演算部 8 8 は、 複数ビッ ト値で表される座標値を 1 ビッ ト右シフ 卜する こ と によ り 、 中点座標値を求める。

また、 出力選択部 9 0 は、 最小値選択部 7 8 〜 8 0 よ り 供給さ れた各 X , y座標値と 、 最長稜線選択部 8 9 からの制御信号と に 基づいて、 入力部 7 1 から送られてきたポ リ ゴンデータから、 頂 点座標値 V a ( V ax, V ay) , V b ( V bx, V by) に対応するパ ラ メ ータ を選択出力する。 当該選択された頂点座標値 V a ( V ax, V ay) , V b ( V bx, V by) に対応するパラ メ ータ は、 頂点情報 演算部 9 1 へ送られる。

頂点情報演算部 9 1 は、 図 7 に示すよ う に、 出力選択部 9 0 か ら得られた頂点座標値 V a ( V ax, V ay) 及び V b ( V bx, V by) に対応する 中点パラ メ ータ を求め、 当該中点パラ メ ータ をパース ぺク ティ ブ補正部 9 2 へ送る。

パースペク ティ ブ補正部 9 2 は、 中点パラ メ ータの値を、 z 値 を使用 して補正し、 その補正後のパラ メ ータ をポ リ ゴン再構築部 9 3 へ送る。

ポ リ ゴン再構築部 9 3 は、 入力部 7 1 から供給されたポ リ ゴン データ と 、 パースペク ティ ブ補正部 9 2 から供給された補正後の ノ ラ メ ータ と を使用 して、 図 8 に示す 2 分割されたポ リ ゴン P 1 P 2 を構成する。 すなわち、 この図 8 に示すポ リ ゴン P I , P 2 は、 図 6 に示 したポ リ ゴン P 0 を、 その最長稜線 E b の中点座標 値 V d ( V dx, V dy) と頂点座標値 V c ( V ex, V cy) と の間で 分割 したポ リ ゴンである。 これらポ リ ゴン P 1 ， P 2 は、 出力部 9 4 を介 して、 再びエ リ アサイ ズ比較部 4 3 へ送られる。

なお、 エ リ アサイ ズ比較部 4 3 において、 ポ リ ゴン P 1 ， P 2 が演算 レ ン ジを超える大き さ のポ リ ゴ ンである と 判定さ れた場 合、 これらポ リ ゴン P l ， P 2 は、 再度ポ リ ゴン分割部 4 4 の入 力部 7 1 へ入力 される。 こ の場合、 ポ リ ゴン P 1 は、 各頂点座標 値力 S V al ( V axl, V ayl) , V bl ( V bxl , V byl) , V cl ( V cxl, V cyl) と なされ、 また各稜線が E al， E bl, E el と なされて上 述の処理がな される。 ポ リ ゴン P 2 は、 各頂点座標値が V a2 ( V ax2, V ay2) , V b2 ( V bx2, V by2) , V c2 ( V cx2, V cy2) と な され、 また各稜線が E a2, E b2， E c2 と な されて上述の処理がな される。

このよ う に、 ピク セル演算部 4 2 は、 ポ リ ゴンの分割を再帰的 に行 う こ と で、 最終的に、 演算 レ ンジの範囲内に入るポ リ ゴンを 得る。

上述 したよ う に、 ポ リ ゴン分割部 4 4 は、 三角形ポ リ ゴンの 3 つの稜線 （図 6 の稜線 E b , E c ， E a ) の う ちで最も長い稜線 を選出 し、 その最長稜線の中点と それに対向する頂点と を結んで 新たな稜線と し、 その稜線を共有する 2 つのポ リ ゴンを生成する こ と で、 ポ リ ゴン分割を実現している。 また、 ピクセル演算部 4 2 は、 ピクセル化部 4 5 の演算 レンジを超える大き さのポ リ ゴン を再帰的に分割する。 これによ り 、 演算 レンジを超える三角形ポ リ ゴンは、 その大き さが順次小さ く なる と共に 3 辺の長さが均等 に近づく よ う にな り 、 ピクセル化部 4 5 の演算 レンジに対して最 適で且つ最も処理効率の良い大き さ に収束する こ と になる。 つま り 、 再帰的分割によ り 得られるポ リ ゴンは、 前記ピク セル化部 4 5 の演算レ ンジを略々有効に使用でき る もの と なる。 なお、 本実 施の形態では、 三角形ポ リ ゴン全体がなるべく 小さ く なる よ う に 分割 （ 3 辺が均等に近づく よ う に分割） しているため、 上記演算 レ ン ジを超える大き さ のポ リ ゴンを ピク セル化部 4 5 の演算 レ ンジ （処理ビッ ト長） の範囲内に収束させる までの再帰回数 （大 面積ポ リ ゴンの分割回数） は、 最も多 く 見積も って も、 （元ポ リ ゴン頂点の ビッ ト長一 ピクセル化部の処理ビッ ト長） X 2 回の分 割で良い。 また、 ポ リ ゴンの 2分割を行 う ための構成は、 固定小 数点演算、 不動小数点演算の何れの演算器であっても良く 、 非常 に単純に実現でき る。 元の投入ポ リ ゴンの大き さ が大きいほ ど分 割回数は増加する こ と になるが、 面積が大きいポ リ ゴンは元々 そ の数が少ないため、 全体と しての処理時間が影響を受ける こ と は 無レヽ o

以上説明 したよ う に、 図 2 の構成は、 ピク セル化部 4 5 の演算 レ ン ジ （処理ビッ ト長） を限定し、 その演算 レ ンジの範囲内のポ リ ゴンについてはそのま ま ピク セル化部 4 5 で処理する。 一方、 その演算 レンジを超えるポ リ ゴンは、 ポ リ ゴン分割部 4 4 で再帰 的に分割されて、 当該演算 レ ンジに収め られてから ピク セル化部 4 5 で処理される。 すなわち、 図 2 の構成は、 ピク セル演算部 4 2 において、 三角形ポ リ ゴンを再帰的に分割 して ピクセル化の演 算レ ンジ内に収束させる と共に、 ピク セル化部 4 5 において、 処 理を並列的に実行している。 これによ り 、 図 2 の構成は、 どのよ う な大き さ のポ リ ゴンでも ピクセル化処理が可能 と な り 、 また、 無駄の少ない効率的で且つ並列化に よ る高速な ピク セル化処理 を実現でき、 その結果、 ピクセルフ ィ ルレー ト を高める こ と も可 能である。

なお、 ピク セル化のための演算 レンジが X軸方向 と y軸方向で 同等の場合に、 上述のよ う に再帰的な分割を行って 3辺の長さ を 均等に近づけた.三角形ポ リ ゴン （演算 レ ンジに対して全体がなる ベく 小さ く なる よ う に分割されたポ リ ゴン） を ピ ク セル化する こ と は、 実際の計算シ ミ ュ レーシ ョ ン等によ り 、 処理効率の上で最 も好ま しレ、こ と が確認されている。

[具体的適用例]

次に、 図 1 に示 したピクセル化処理は、 例えば図 9 に示すテ レ ビゲーム機のグラ フ ィ ッ ク プロセ ッサユニ ッ ト （ G P U ) 1 0 1 で行われる画像処理に適用でき る。

図 9 に示すテ レビゲーム機は、 メ イ ン C P U 1 0 0 と 、 グラ フ イ ツ ク プロセ ッサユニ ッ ト （ G P U ) 1 0 1 と 、 I Oプロセ ッサ ( I O P ) 1 0 4 と 、 光ディ スク 再生部 1 1 2 と 、 メ イ ンメ モ リ 1 0 5 と 、 マス ク 一 R O M 1 0 6 と 、 サウ ン ドプロセ ッサュニ ッ ト （ S P U ) 1 0 8 と を基本構成と して備える。 メ イ ン C P U 1 0 0 は、 テ レ ビゲームを実現するゲームアプリ ケーシ ョ ンプロ グ ラム等の各種プロ グラムに基づいて、 信号処理や内部構成要素の 制御を行 う 。 G P U 1 0 1 は、 前述 した ピク セル化処理を含む画 像処理を行 う。 I O P 1 0 4 は、 外部と装置内部と の間のイ ンタ —フ ェイ ス処理や下位互換性を保っための処理を行 う。 光ディ ス ク再生部 1 1 2 は、 アプリ ケーシ ョ ンプロ グラ ムやマルチメ ディ ァデータ が記録されている D V Dや C D等の光ディ ス ク の再生 を行 う 。 メ イ ンメ モ リ 1 0 5 は、 メ イ ン C P U 1 0 0 の ワー ク ェ リ ァゃ光ディ ス ク か ら読み出 されたデータ を一時的に格納する ノくッ フ ァ と して機能する。 マス ク 一 R O M 1 0 6 は、 主にメ イ ン C P U 1 0 0 I O P 1 0 4 が実行するオペ レーテ ィ ン グ シス テムプロ グラ ムを格納 している。 S P U 1 0 8 は、 音声信号処理 を行 う 。

また、 このテ レ ビゲーム機は、 C D / D V Dディ ジタルシグナ ルプロセ ッサ （ D S P ) 1 1 0 と 、 ドライ ノく 1 1 1 と 、 メ カ コ ン ト ローラ 1 0 9 と 、 カー ド型コネク タ （ P C力一 ドス ロ ッ ト） 1 0 7 も有 してレヽる。 D S P 1 1 0 は、 光ディ ス ク再生部 1 1 2 に よ り C D或いは D V D力 ら読み出 されて R F ア ンプ 1 1 3 で増 幅されたディ ス ク再生信号に対して、 例えば誤 り 訂正処理 （ C I R C処理） や伸張複号化処理等を施すこ と によ り 、 それら C D或 いは D V Dに記録されたデータ を再生 （復元） する。 ドライ バ 1 1 1 及びメ カ コ ン ト ロ ーラ 1 0 9 は、 光ディ ス ク再生部 1 1 2 の ス ピン ドルモータ の回転制御、 光ピ ッ ク ア ッ プの フ ォーカ スノ ト ラ ッ キング制御、 ディ ス ク ト レイ の ローデイ ング制御等を行 う 。 カー ド型コネク タ 1 0 7 は、 例えば通信カー ドや外付けのハー ド ディ ス ク ドライ ブ等の接続ポー ト である。

これらの各部は、 主にバス ラ イ ン 1 0 2 , 1 0 3 等を介 してそ れぞれ相互に接続されている。 なお、 メ イ ン C P U 1 0 0 と G P U 1 0 1 は、 専用バス で接続されている。 また、 メ イ ン C P U 1 0 0 と I O P 1 0 4 は S B U S によ り 接続されている。 I O P 1 0 4 と D S P 1 1 0 、 マス ク 一 R O M 1 0 6 、 S P U 1 0 8 、 力 — ド型コネク タ 1 0 7 は、 S S B U S によ り 接続されている。

メ イ ン C P U 1 0 0 は、 マス ク 一 R O M 1 0 6 に記憶されてい る メ イ ン C P U用のオペ レーテ ィ ングシステムプロ グラ ム を実 行する こ と に よ り 、 当該ゲー ム機 2 の全動作を制御する。 また、 メ イ ン C P U 1 0 0 は、 C D— R O Mや D V D — R O M等の光デ イ ス タ カ、ら読み出 されてメ イ ンメ モ リ 1 0 5 に ロ ー ドされた り 、 通信ネ ッ ト ワーク を介 してダウ ンロー ドされた、 ゲームアプリ ケ ーシ ヨ ンプロ グラ ム等を実行 し、 ゲームの動作等を制御する。

I O P 1 0 4 は、 マス ク 一 R O M 1 0 6 に記憶されている I O プロ セ ッ サ用のオペ レーテ ィ ングシス テ ムプロ グラ ム を実行す る こ と によ り 、 ゲームプレイ ヤーの操作に応 じたコ ン ト ローラ 2 0 か らの信号やゲームの設定等を記憶する メ モ リ カー ド 2 6 か らのデータ の入出力、 その他、 U S B接続端子 5 や I E E E 1 3 9 4 接続端子 6 、 図示 しない P Cカー ドス ロ ッ ト等におけるデ一 タの入出力を制御する。

G P U 1 0 1 は、 座標変換等の処理を行 う ジオメ ト リ ト ラ ンス フ ァエ ンジンの機能と 、 レ ンダリ ングプロ セ ッ サの機能と を有 し メ イ ン C P U 1 0 0 か ら の描画指示に従っ て ピ ク セル化処理を 含む描画を行い、 描画された画像を図示 しないフ レームバ ッ フ ァ に格納する。 すなわち例えば、 光ディ ス ク に記録されているアブ リ ケ一シ ヨ ンプロ グラ ムがテ レ ビゲームのよ う に所謂 3 次元 （ 3 D ) グラ フ ィ ッ ク を利用する ものである場合、 当該 G P U 1 0 1 は、 ジオメ ト リ 演算処理によ り 、 3 次元オブジェ ク ト を構成する ためのポ リ ゴンの座標計算等を行い、 さ らに、 レ ンダ リ ング処理 によ り 、 この 3 次元オブジェ ク ト を仮想的なカ メ ラで撮影する こ と によ り 得られる画像を生成するための諸計算、 すなわち透視変 換を行い、 最終的に得られた画像データ をフ レームバッ フ ァ 上へ 書き込む。 そ して、 G P U 1 0 1 は、 こ の作成した画像に対応す る ビデオ信号を出力する。

S P U 1 0 8 は、 A D P C M ( Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 復号機能、 オーディ オ信号再生機能、 信号変 調機能等を備えている。 A D P C M復号機能と は、 適応予測符号 化された音響データ を復号する機能である。 オーディ オ信号再生 機能と は、 当該 S P U 1 0 8 に内蔵或いは外付け された図示 しな いサ ウ ン ドバ ッ フ ァ に記憶されている波形データ を読み出すこ と で、 効果音等のオーディ ォ信号を再生して出力する機能である < 信号変調機能と は、 サ ウ ン ドバ ッ フ ァ に記憶されている波形デー タ を変調させて様々 な音波形データ を生成する機能である。 すな わち、 S P U 1 0 8 は、 メ イ ン C P U 1 0 0 力 らの指示に基づい て、 サウ ン ドバッ フ ァ に記憶されている波形データ から、 楽音や 効果音等のオーディ オ信号を発生する、 いわゆるサンプリ ング音 源と しても動作する。

以上のよ う な構成を有するテ レ ビゲーム機は、 '例えば電源が投 入される と 、 マス ク 一 R O M 1 0 6 力 らメ イ ン C P U用及び I O P用のオペレーテ ィ ングシステ ムプロ グラ ムが読み出 される。 メ イ ン C P U 1 0 0 と I O P 1 0 4 は、 それぞれ対応 したオペレー ティ ングシステムプロ グラ ムを実行する。 これによ り 、 メ イ ン C P U 1 0 0 は、 テ レ ビゲーム機の各部を統括的に制御する。 また、 I O P 1 0 4 は、 コ ン ト ローラ 2 0 やメ モ リ カー ド 2 6 等と の間 の信号の入出力を制御する。 また、 メ イ ン C P U 1 0 0 は、 オペ レーテ ィ ングシステムプロ グラムを実行する と 、 動作確認等の初 期化処理を行った後、 光ディ ス ク再生部 1 1 2 を制御 して、 光デ イ ス ク に記録されている ゲーム等のアプ リ ケーシ ョ ンプロ ダラ ムを読み出 し、 メ イ ンメ モ リ 1 0 5 にロー ド した後、 そのゲーム アプリ ケーシ ョ ンプロ グラ ムを実行する。 こ のゲームアプ リ ケ一 シ ヨ ンプロ グラムの実行によ り 、 メ イ ン C P U 1 0 0 は、 I O P 1 0 4 を介 して コ ン ト ロ ーラ 2 0 力 ら受け付けたゲームプレイ ヤーの指示に応 じて、 G P U 1 0 1 や S P U 1 0 8 を制御 し、 画 像の表示や効果音、 楽音の発生を制御する。

なお、 上述 した実施の形態の説明は、 本発明の一例である。 こ のため、 本発明は上述した実施の形態に限定される こ と な く 、 本 発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、 設計等に応 じ て種々 の変更が可能である こ と はも ちろんである。 例えば、 ポ リ ゴンの分割は、 2 分割だけでなく 、 3 以上の複数分割であって も よい。 このよ う にポ リ ゴンを一度に複数分割すれば、 再帰回数は 削減可能と なる。 また、 ポ リ ゴンが四角形以上の多角形である場 合、 本実施の形態の画像処理装置は、 そのポ リ ゴンを分割 して三 角形ポ リ ゴンを生成 し、 その三角形ポ リ ゴンに対して上述 した閾 値の比較や再帰的分割等を行って も良い。 産業上の利用の可能性

本発明は、 テ レ ビゲーム機やパー ソ ナルコ ン ピュータにおいて

3 次元画像情報か らテ レ ビ ジ ョ ンモ ニ タ装置な どの 2 次元ス ク リ 一 ン上へ描画する 2 次元画像情報を生成する画像処理に適用 する こ と ができ る。

Claims

請求の範囲

1 . コ ンピュータ グラ フ ィ ッ ク ス のオブジェ ク ト を構成するため の三角形状のポ リ ゴンのデータ を取 り 込み、

上記ポ リ ゴンの大き さ を所定の閾値と比較し、

上記閾値を超えるポ リ ゴンの最長辺を検出 し、 上記最長辺上の 所定の点 と 当該最長辺に対向する頂点 と を結ぶ線分に よ り 当該 ポ リ ゴンを分割 し、

上記閾値を超えないポ リ ゴンを ピクセル化する

画像処理方法。

2 . 請求の範囲 1 に記載の画像処理方法であって、

上記分割のステ ップでは、 上記ポ リ ゴンの各辺をそれぞれ斜辺 とする三つの直角三角形を求め、 それら三つの直角三角形の う ち 直角頂点を共有する 二辺 を加算 した値が最大 と なる直角三角形 を選択し、 上記選択された直角三角形の斜辺を上記ポ リ ゴンの最 長辺 と して検出する こ と を特徴とする画像処理方法。

3 . 請求の範囲 1 又は 2 に記載の画像処理方法であって、

上記分割のステ ップでは、 上記ポ リ ゴンの最長辺の中点を上記 所定の点とする こ と を特徴とする画像処理方法。

4 . 請求の範囲 1 から 3 の う ち、 何れか 1 項に記載の画像処理方 法であって、

上記ピクセル化のステ ップでは、 ポ リ ゴンの ピクセル化を並列 的に行 う こ と を特徴とする画像処理方法。

5 . コ ン ピュータ グラ フ ィ ッ ク スのオブジェ ク ト を構成するため の三角形状のポ リ ゴンのデータ を取 り 込むポ リ ゴ ン取 り 込み部 と、

上記ポ リ ゴンの大き さ を所定の閾値と比較する比較部と 、 上記閾値を超えるポ リ ゴンの最長辺を検出 し、 上記最長辺の中 点 と 当該最長辺に対向する頂点 と を結ぶ線分に よ り 当該ポ リ ゴ ンを分割する分割部と 、

上記閾値を超えないポ リ ゴ ン を ピ ク セル化する ピ ク セル化部 と を備える

こ と を特徴とする画像処理装置。

6 . コ ン ピュータ グラ フ ィ ッ ク スのオブジェ ク ト を構成するため の三角形状のポ リ ゴンのデータ を取 り 込むステ ップと 、

上記ポ リ ゴンの大き さ を所定の閾値と比較するステ ップと 、 上記閾値を超えるポ リ ゴンの最長辺を検出 し、 上記最長辺上の 所定の点 と 当該最長辺に対向する頂点 と を結ぶ線分に よ り 当該 ポ リ ゴンを分割するステ ップと

上記閾値を超えないポ リ ゴンを ピク セル化するステ ップと を コ ン ピュータ に実行させる ための画像処理プロ グラ ム を記録 したコ ン ピュータ読み取 り 可能な記録媒体。

7 . コ ン ピュ ータ グラ フ ィ ッ ク ス のオブジェ ク ト を構成するため の三角形状のポ リ ゴンのデータ を取 り 込むステ ップと 、

上記ポ リ ゴンの大き さ を所定の閾値と比較するステ ップと 、 上記閾値を超えるポ リ ゴンを分割するステ ップと 、

上記閾値を超えないポ リ ゴンを ピク セル化するステ ップと を コ ン ピュータ に実行させるための画像処理プロ グラム。

8 . コ ンピュータ グラ フ ィ ッ ク ス のオブジェ ク ト を構成するため の三角形状のポ リ ゴンのデータ を取 り 込むステ ップと 、

上記ポ リ ゴンの大き さ を所定の閾値と比較するステ ップと 、 上記閾値を超えるポ リ ゴンの最長辺を検出 し、 上記最長辺上の 所定の点 と 当該最長辺に対向する頂点 と を結ぶ線分に よ り 当該 ポ リ ゴンを分割するステ ップと

上記閾値を超えないポ リ ゴンを ピクセル化するステ ップと を コ ン ピュータ に実行させるための画像処理プロ グラム。