JP3311905B2 - Image processing device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、隠面処理にＺバッファ
法を用いて三次元画像のテクスチャマッピング処理を行
う画像処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus for performing texture mapping of a three-dimensional image by using a Z-buffer method for hidden surface processing.

【０００２】[0002]

【従来の技術】コンピュータグラフィックスにおいて
は、視野ピラミッドを考慮して透視変換やクリッピング
の処理が行われ、ワールド座標系での視点の位置、視線
の方向及び視野角に基づいて、視野ピラミッドが作成さ
れている。2. Description of the Related Art In computer graphics, perspective transformation and clipping processing are performed in consideration of a visual field pyramid, and a visual field pyramid is created based on a viewpoint position, a visual line direction, and a visual field angle in a world coordinate system. Have been.

【０００３】ワールド座標系から視点座標系への変換で
は、視点が原点になるように、光線を含めた全体を平行
移動し、さらに視線がＺ軸の正方向を向くように回転移
動させるが、この変換にはアフィン変換が用いられる。
そして、変換された視点座標系からスクリーン座標系へ
の透視変換による変換が行われる。In the conversion from the world coordinate system to the viewpoint coordinate system, the entirety including the light ray is translated in parallel so that the viewpoint is at the origin, and further rotated so that the line of sight is directed in the positive direction of the Z axis. An affine transformation is used for this transformation.
Then, transformation by perspective transformation from the transformed viewpoint coordinate system to the screen coordinate system is performed.

【０００４】ところで、三次元グラフィックスにおい
て、Ｚバッファ・アルゴリズムは、各種の隠面処理法の
中でもアルゴリズムが単純であり、大量の形状データを
高速にレンダリングすることができるので、現在最も一
般的に用いられている。Meanwhile, in three-dimensional graphics, the Z-buffer algorithm is the most commonly used at present because the algorithm is simple among various hidden surface processing methods and can render a large amount of shape data at high speed. Used.

【０００５】このＺバッファ・アルゴリズムを用いた隠
面処理を行う前に、前記の座標変換処理を行う必要があ
る。この場合、視野座標系からスクリーン座標系への変
換、つまり三次元データを二次元データに変換する透視
変換が行われる。Ｚバッファ法を用いる場合には、Ｘ、
Ｙ値だけでなくＺ値に対しても透視変換を行うことが必
要で、Ｚ値に対して透視変換を行わないと、直線が直線
に、平面が平面に写像されなくなり、また前後関係が入
れ替わるなどの問題が発生する。[0005] Before performing the hidden surface processing using the Z-buffer algorithm, it is necessary to perform the coordinate conversion processing described above. In this case, conversion from the visual field coordinate system to the screen coordinate system, that is, perspective conversion for converting three-dimensional data to two-dimensional data is performed. When using the Z buffer method, X,
It is necessary to perform perspective transformation not only on the Y value but also on the Z value. If the perspective transformation is not performed on the Z value, the straight line is not mapped to the straight line, the plane is not mapped to the plane, and the context is switched. And other problems occur.

【０００６】この問題を解決するために、Ｉ／Ｏインタ
フェース、メモリ、辺補間回路、線分補間回路、マッピ
ングメモリ、乗算回路を備え、デジタル微分解析（ＤＤ
Ａ）を用いてテクスチャマッピングを行うテクスチャマ
ッピング装置が、特開昭６３−８０３７５号公報や、特
開平５−２９８４５６号公報に開示されている。In order to solve this problem, an I / O interface, a memory, a side interpolation circuit, a line segment interpolation circuit, a mapping memory, and a multiplication circuit are provided, and a digital differential analysis (DD)
Texture mapping devices that perform texture mapping using A) are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 63-80375 and 5-298456.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの開示
に係る装置においては、データの処理速度が遅くまた回
路規模が大きくなってしまうという問題がある。However, the devices according to these disclosures have a problem that the data processing speed is slow and the circuit scale is large.

【０００８】本発明は、前述したようなこの種の画像処
理装置の現状に鑑みてなされたものであり、その目的
は、奥行情報を配慮したテクスチャマッピング並びにグ
ローシェーディングが可能で、データ処理速度が向上し
回路規模の縮小も可能なＺバッファ法を用いた画像処理
装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the current situation of such an image processing apparatus as described above, and its object is to enable texture mapping and glow shading in consideration of depth information, and to increase the data processing speed. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus using a Z-buffer method capable of improving and reducing the circuit scale.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、隠面処理にＺバッファ法を
用いて三次元画像のテクスチャマッピング処理を行う画
像処理装置において、透視変換した奥行情報Ｚｓに基づ
いて、透視変換された処理ポリゴン頂点の奥行情報の最
大値を求め、該最大値を基準にして、他の全ての頂点の
奥行情報の変換値を所定の有効ビット数の変換値Ｚｓ′
に変換する変換手段と、該変換値Ｚｓ′と該変換値Ｚ
ｓ′で透視変換したテクスチャマップデータとをピクセ
ル展開するピクセル展開手段と、ピクセル展開されるテ
クスチャマップデータを、ピクセル展開される変換値Ｚ
ｓ′で除算する演算手段とを有することを特徴とするも
のである。According to an aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus for performing texture mapping of a three-dimensional image using a Z-buffer method for hidden surface processing. On the basis of the converted depth information Zs, the maximum value of the depth information of the perspectively transformed processing polygon vertices is obtained, and the converted values of the depth information of all other vertices are converted into a predetermined number of effective bits based on the maximum value. Conversion value Zs'
Conversion means, and the conversion value Zs' and the conversion value Z
pixel development means for developing the texture map data perspective-transformed in s' into pixels, and a conversion value Z
arithmetic means for dividing by s'.

【００１０】同様に前記目的を達成するために、請求項
２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記演
算手段が、変換値Ｚｓ′の逆数テーブルと乗算器とで構
成されていることを特徴とするものである。[0010] Similarly, in order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the arithmetic means comprises a reciprocal table of a transformed value Zs' and a multiplier. It is characterized by the following.

【００１１】同様に前記目的を達成するために、請求項
３記載の発明は、請求項１記載の発明に対して、前記変
換手段の前記有効ビット数を変更する変更手段が設けら
れていることを特徴とするものである。[0011] Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is characterized in that a change means for changing the number of effective bits of the conversion means is provided for the invention according to claim 1. It is characterized by the following.

【００１２】[0012]

【作用】請求項１記載の発明では、変換手段によって、
透視変換された奥行情報Ｚｓに基づいて、透視変換され
た処理ポリゴン頂点の奥行情報の最大値が求められ、該
最大値を基準にして、他の全ての頂点の奥行情報の変換
値が、所定の有効ビット数の変換値Ｚｓ′に変換され
る。そして、ピクセル展開手段によって、該変換値Ｚ
ｓ′と該変換値Ｚｓ′で透視変換されたテクスチャマッ
プデータとがピクセル展開され、演算手段によって、ピ
クセル展開されるテクスチャマップデータが、ピクセル
展開される変換値Ｚｓ′で除算されて、隠面処理にＺバ
ッファ法を用いた三次元画像のテクスチャマッピング処
理が行われる。According to the first aspect of the present invention, the converting means
Based on the perspectively transformed depth information Zs, the maximum value of the depth information of the perspectively transformed processing polygon vertices is obtained. Based on the maximum value, the converted value of the depth information of all other vertices is determined by a predetermined value. Is converted to a converted value Zs' of the number of effective bits. Then, the converted value Z
s' and the texture map data perspectively transformed with the transformation value Zs' are subjected to pixel development, and the arithmetic means divides the texture map data undergoing pixel development by the transformation value Zs' undergoing pixel development to obtain a hidden surface. A texture mapping process of a three-dimensional image using a Z-buffer method is performed.

【００１３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明での作用において、変換値Ｚｓ′の逆数テーブルと
乗算器とで構成される演算手段によって、ピクセル展開
されるテクスチャマップデータが、ピクセル展開される
変換値Ｚｓ′で除算される。According to a second aspect of the present invention, in the operation of the first aspect of the invention, the texture map data to be pixel-expanded by the arithmetic means including the reciprocal table of the transformed value Zs' and the multiplier is: It is divided by the transformation value Zs' to be expanded into pixels.

【００１４】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明での作用に加えて、変更手段によって、変換手段の
有効ビット数が変更される。According to the third aspect of the invention, in addition to the operation of the first aspect, the changing means changes the number of effective bits of the conversion means.

【００１５】[0015]

【実施例】【Example】

［第１の実施例］本発明の第１の実施例を、図１ないし
図６を参照して説明する。図１は本実施例の全体構成を
示すブロック図、図２は図１のテクスチャーデータ変換
部の構成を示すブロック図、図３は図１のエッジ展開回
路の構成を示すブロック図、図４は図１のピクセル展開
回路の構成を示すブロック図、図５は本実施例のポリゴ
ンデータの説明図、図６は本実施例の奥行情報変換の説
明図である。[First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a texture data conversion unit in FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an edge development circuit in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the pixel expansion circuit of FIG. 1, FIG. 5 is an explanatory diagram of polygon data of the present embodiment, and FIG. 6 is an explanatory diagram of depth information conversion of the present embodiment.

【００１６】本実施例には、図１に示すように、視点座
標系からスクリーン座標系への透視変換を行うマイクロ
プロセッサ部１が設けられている。前述したように、Ｚ
バッファ法を用いる場合、Ｘ、Ｙ値だけでなくＺ値に対
しても透視変換が行われる。In this embodiment, as shown in FIG. 1, a microprocessor unit 1 for performing a perspective transformation from a viewpoint coordinate system to a screen coordinate system is provided. As mentioned above, Z
When the buffer method is used, perspective transformation is performed not only on X and Y values but also on Z values.

【００１７】Ｚ値に対して透視変換を行う方法として、
ビュー・ボリュームの奥行方向の範囲をなるべく狭く
し、Ｚ値を０と１との間に正規化し、Ｚｓをスクリーン
座標上のＺ値、Ｚｅを視野座標上のＺ値、ＣＺＦを前方
クリップ面の値、ＣＺＢを後方クリップ面の値、ａ＝Ｃ
ＺＢ／（ＣＺＢ−ＣＺＦ）として、（１）式に基づいて
変換を行うことが提案されている。As a method of performing a perspective transformation on the Z value,
The range in the depth direction of the view volume is made as narrow as possible, the Z value is normalized between 0 and 1, Zs is the Z value on the screen coordinates, Ze is the Z value on the view coordinates, and CZF is the front clip plane. Value, CZB is the value of the rear clip plane, a = C
As ZB / (CZB-CZF), it has been proposed to perform conversion based on equation (1).

【００１８】 Ｚｓ＝Ｚ／Ｗ＝（Ａ・Ｚｅ＋Ｂ）／Ｃ・Ｚｅ ＝ａ（１−ＣＺＦ／Ｚｅ） （１）Zs = Z / W = (A · Ze + B) / C · Ze = a (1−CZF / Ze) (1)

【００１９】ところで、ゲームなどのように、オブジェ
クトを多数表示させる場合には、どうしてもＣＺＦとＣ
ＺＢの距離が大きくなる。この場合には、ＣＺＢ》ＣＺ
Ｆとなって、（１）式は（２）式で表される。When a large number of objects are displayed as in a game or the like, CZF and CZF are inevitably used.
The distance of ZB increases. In this case, CZB >> CZ
As F, the equation (1) is represented by the equation (2).

【００２０】 Ｚｓ＝１−ＣＺＦ／Ｚｅ （２）Zs = 1−CZF / Ze (2)

【００２１】本実施例では、マイクロプロセッサ部１で
は（１）式に基づいて変換が行われるが、ＣＺＦとＣＺ
Ｂとの距離が大きい場合には、（２）式により変換が行
われ、ＣＺＢとＣＺＦとの関係により、Ｚｓの演算方法
を切り替えて変換が行われる。また、スクリーン座標上
のＸ値、Ｙ値（Ｘｓ、Ｙｓ）は、視点からスクリーンま
での距離をｄとして（３）、（４）式で演算される。In this embodiment, the microprocessor unit 1 performs conversion based on the equation (1).
When the distance to B is large, conversion is performed according to equation (2), and conversion is performed by switching the method of calculating Zs according to the relationship between CZB and CZF. The X value and the Y value (Xs, Ys) on the screen coordinates are calculated by the equations (3) and (4), where d is the distance from the viewpoint to the screen.

【００２２】 Ｘｓ＝Ｘｅ・ｄ／Ｚｅ （３） Ｙｓ＝Ｙｅ・ｄ／Ｚｅ （４）Xs = Xe · d / Ze (3) Ys = Ye · d / Ze (4)

【００２３】マイクロプロセッサ部１には、テクスチャ
データの変換を行うテクスチャデータ変換部２が接続さ
れ、マイクロプロセッサ部１からは、透視変換されたＸ
ｓ、Ｙｓ、Ｚｓ、Ｍｘ、Ｍｙ（テクスチャマップデー
タ）及びＩ（輝度情報）が、テクスチャデータ変換部２
に入力される。A texture data conversion unit 2 for converting texture data is connected to the microprocessor unit 1.
s, Ys, Zs, Mx, My (texture map data) and I (luminance information)
Is input to

【００２４】このテクスチャデータ変換部２は、図２に
示すように、データが格納される頂点データバッファ１
３の出力端子に、Ｚ値を変換するＺ値変換部１２と、デ
ータを変換するデータ変換部１４とが接続され、Ｚ値変
換部１２の出力端子が、データ変換部１４に接続された
構成となっている。As shown in FIG. 2, the texture data converter 2 includes a vertex data buffer 1 for storing data.
3 is connected to a Z-value converter 12 for converting a Z-value and a data converter 14 for converting data, and the output terminal of the Z-value converter 12 is connected to the data converter 14. It has become.

【００２５】このテクスチャデータ変換部２によつて、
透視変換されたＸｓ、Ｙｓ、Ｚｓ、Ｍｘ、Ｍｙ及びＩ
が、処理しているポリゴンの頂点数分入力され、これら
のデータは、頂点データバッファ１３に一時的に格納さ
れ、先ず、Ｚｓデータが読み出されて、Ｚ値変換部１２
に入力され、処理ポリゴンの最大Ｚ値が求められる。Ｚ
値変換部１２では、Ｚ値デーダが、最大Ｚ値に基づい
て、所定の有効ビット数分のデータに変換され変換デー
タＺｓ′が、データ変換部１４に入力される。この場
合、Ｚ値変換部１２の変換動作の有効ビット数は、所望
値が選択設定可能になつている。The texture data conversion unit 2
Perspective transformed Xs, Ys, Zs, Mx, My and I
Are input as many as the number of vertices of the polygon being processed, and these data are temporarily stored in a vertex data buffer 13. First, Zs data is read out, and the Z value
To obtain the maximum Z value of the processing polygon. Z
In the value conversion unit 12, the Z value data is converted into data of a predetermined number of valid bits based on the maximum Z value, and the converted data Zs ′ is input to the data conversion unit 14. In this case, a desired value can be selected and set as the number of effective bits of the conversion operation of the Z-value conversion unit 12.

【００２６】例えば、四角形ポリゴンを処理していると
して、図６（ａ）に示すように、小数点以下２４ビット
のＺｓデータが入力されたとすると、最大Ｚ値はＺｓ１
であり、最大Ｚ値で初めてデータ“１”が出現するのは
２０ビット目である。そこで、出力される変換データＺ
ｓ′は、この場合有効ビット数が１０ビットに選択設定
されているものとすると、同図（ｂ）に示すＺｓ０′、
Ｚｓ１′、Ｚｓ２′、Ｚｓ３′のようになる。For example, assuming that a quadrilateral polygon is being processed, as shown in FIG. 6A, if Zs data having 24 bits after the decimal point is input, the maximum Z value is Zs1.
The data "1" first appears at the maximum Z value in the 20th bit. Then, the output converted data Z
Assuming that the number of valid bits is selected and set to 10 bits in this case, Zs0 ', Zs0' shown in FIG.
Zs1 ', Zs2', and Zs3 '.

【００２７】データ変換部１４では、Ｚ値変換部１２か
らの変換データＺｓ′と頂点データバッファ１３から読
み出され入力されるテクスチャマップデータＭｘ、Ｍｙ
とから、（５）式及び（６）式の演算が行われる。The data converter 14 converts the converted data Zs' from the Z value converter 12 and the texture map data Mx and My read and input from the vertex data buffer 13.
Then, the operations of the expressions (5) and (6) are performed.

【００２８】 Ｍｘｓ′＝Ｍｘ×Ｚｓ′ （５） Ｍｙｓ′＝Ｍｙ×Ｚｓ′ （６）Mxs ′ = Mx × Zs ′ (5) Mys ′ = My × Zs ′ (6)

【００２９】そして、データ変換部１４からは、変換さ
れたテクスチャマップデータＭｘｓ′、Ｍｙｓ′と変換
データＺｓ′が出力される。また、頂点データバッファ
１３からは、透視変換されたＸｓ、Ｙｓ、Ｚｓ、Ｉが出
力される。The data conversion section 14 outputs the converted texture map data Mxs' and Mys' and the converted data Zs'. The vertex data buffer 13 outputs perspective transformed Xs, Ys, Zs, and I.

【００３０】テクスチャデータ変換部２には、エッジ展
開回路３が接続され、テクスチャデータ変換部２から
は、変換されたテクスチャマップデータＭｘｓ′、Ｍｙ
ｓ′、変換データＺｓ′、透視変換されたＸｓ、Ｙｓ、
Ｚｓ、Ｉが、エッジ展開回路３に入力される。An edge developing circuit 3 is connected to the texture data converter 2, and the texture data converter 2 converts the converted texture map data Mxs' and My.
s ', transformation data Zs', perspective transformed Xs, Ys,
Zs and I are input to the edge development circuit 3.

【００３１】エッジ展開回路３は、図３に示すように、
レジスタファイル２３に初期演算を行う初期演算部２５
が接続され、初期演算部２５には、ポリゴンの右辺の補
間を行う補間回路２６、ポリゴンの左辺の補間を行う補
間回路２７、及びＤＤＡ転送の制御をするＤＤＡコント
ロール２８が接続された構成となっている。このエッジ
展開回路３には、ピクセル展開を行うピクセル展開回路
４が接続されている。As shown in FIG. 3, the edge development circuit 3
Initial operation unit 25 that performs initial operation on register file 23
Are connected to the initial operation unit 25, an interpolation circuit 26 for performing interpolation on the right side of the polygon, an interpolation circuit 27 for performing interpolation on the left side of the polygon, and a DDA control 28 for controlling DDA transfer. ing. The edge developing circuit 3 is connected to a pixel developing circuit 4 for performing pixel developing.

【００３２】テクスチャデータ変換部２からのスクリー
ン座標値のＸｓ、Ｙｓ、Ｚｓ、テクスチャデータ変換部
２で変換されたテクスチャマップデータＭｘｓ′、Ｍｙ
ｓ′と輝度値Ｉが、エッジ展開回路３のレジスタファイ
ル２３にＤＭＡ転送される。この時、ポリゴンに対する
各フラグ、例えばフラットシェーディング或いはグラー
シェーディングなどのフラグも転送される。そして、レ
ジストファイル２３から初期演算器２５にデータが入力
され、初期演算器２５ではシフト処理などの初期演算が
行われる。The Xs, Ys, Zs of the screen coordinate values from the texture data converter 2 and the texture map data Mxs', My converted by the texture data converter 2
s' and the luminance value I are DMA-transferred to the register file 23 of the edge development circuit 3. At this time, each flag for the polygon, for example, a flag such as flat shading or gray shading is also transferred. Then, data is input from the resist file 23 to the initial operation unit 25, and the initial operation unit 25 performs an initial operation such as a shift process.

【００３３】このエッジ展開回路３では、ポリゴンデー
タを、図５に示すように、左辺と右辺のエッジに展開す
る。本実施例では、四角形の場合で説明するが、図５に
示すように、左辺と右辺とに分割されたそれぞれのデー
タを、右辺は補間回路２６で、左辺は補間回路２７でデ
ジタル微分解析（ＤＤＡ）により補間処理し、補間して
得られたそれぞれのデータはピクセル展開回路４に転送
される。また、ＤＤＡコントロール部２８からはスキャ
ンライン、即ちＹデータとフラグが出力される。In the edge developing circuit 3, the polygon data is developed into left and right edges as shown in FIG. In the present embodiment, a case of a quadrangle will be described. As shown in FIG. 5, digital data obtained by dividing each data divided into a left side and a right side by an interpolation circuit 26 on the right side and an interpolation circuit 27 on the left side by the digital differentiation analysis ( DDA), and each data obtained by the interpolation is transferred to the pixel developing circuit 4. The DDA control unit 28 outputs a scan line, that is, Y data and a flag.

【００３４】ピクセル展開回路４は、図４に示すよう
に、初期演算部３１に補間処理を行う補完回路３２が接
続され、補間回路３２に除算回路３３が接続され、除算
回路３３にテクスチャマップメモリ制御回路３４が接続
された構成になっている。このピクセル展開回路４で
は、ピクセル単位に（７）式及び（８）式の演算を行
い、テクスチャマッピングメモリ４のアドレスを出力し
ている。As shown in FIG. 4, the pixel developing circuit 4 is connected to a complementary circuit 32 for performing an interpolation process in the initial operation section 31, a dividing circuit 33 to the interpolating circuit 32, and a texture map memory to the dividing circuit 33. The configuration is such that the control circuit 34 is connected. The pixel developing circuit 4 performs the operations of the expressions (7) and (8) on a pixel-by-pixel basis, and outputs the address of the texture mapping memory 4.

【００３５】 Ｍｘ＝Ｍｘｓ′／Ｚｓ′ （７） Ｍｙ＝Ｍｙｓ′／Ｚｓ′ （８）Mx = Mxs ′ / Zs ′ (7) My = Mys ′ / Zs ′ (8)

【００３６】この場合、入力データがＭｘｓ、Ｍｙｓ、
Ｚｓよりもビット数の少ないＭｘｓ′、Ｍｙｓ′、Ｚ
ｓ′なので、除算器のビット数が少なくてよい。In this case, the input data is Mxs, Mys,
Mxs ', Mys', Z having a smaller number of bits than Zs
Since it is s', the number of bits of the divider may be small.

【００３７】補間回路２６、２７から出力される点デー
タを入力とし、これらの点データの２点により決まるス
キャンラインに平行な直線を補間してピクセル展開し、
この展開されたデータをアドレスとして、ピクセル展開
回路４に接続されているテクスチャマッピングメモリ５
をアクセスする。テクスチャマッピングメモリ５は、ピ
クセル展開回路４から出力されるデータが示すアドレス
値のテクスチャデータを出力し、ピクセル展開回路４に
接続されたカラー演算回路６に出力する。The point data output from the interpolation circuits 26 and 27 is input, and a straight line parallel to a scan line determined by two points of these point data is interpolated to develop pixels.
The texture mapping memory 5 connected to the pixel developing circuit 4 uses the developed data as an address.
To access. The texture mapping memory 5 outputs the texture data of the address value indicated by the data output from the pixel expansion circuit 4 and outputs the texture data to the color operation circuit 6 connected to the pixel expansion circuit 4.

【００３８】カラー演算回路６では、ピクセル展開回路
４から読み出されたＬＵＴＡＤから、カラー演算回路６
に接続されたルックアップテーブル７をアクセスし、そ
のピクセルの色情報（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を取り出してカラー
演算を行う。The color operation circuit 6 calculates the color operation circuit 6 from the LUTAD read from the pixel development circuit 4.
, The color information (R, G, B) of the pixel is extracted to perform a color operation.

【００３９】カラー演算回路６には、メモリ制御回路８
が接続され、メモリ制御回路８にはＺバッファメモリ
９、ＣＲＴコントローラ１０及びフレームメモリ１１が
接続されている。The color operation circuit 6 includes a memory control circuit 8
And a Z buffer memory 9, a CRT controller 10, and a frame memory 11 are connected to the memory control circuit 8.

【００４０】このメモリ制御回路８では、前述した方法
で演算されピクセル展開されたＺｓが格納されるフレー
ムメモリ１１と、フレームメモリ１１と同一のフォーマ
ットのＺバッファメモリ９との制御を行う。The memory control circuit 8 controls the frame memory 11 in which Zs calculated and pixel-developed by the above-described method is stored, and the Z buffer memory 9 having the same format as the frame memory 11.

【００４１】メモリ制御回路８では、先ず、Ｚバッファ
メモリ９のピクセルのデータを読出し、演算したピクセ
ルの値Ｚｓ値を比較し、Ｚｓ値の方が大きければ、即ち
演算されたピクセルが手前にあれば、フレームメモリ１
１とＺバッファメモリ９にそれぞれのデータを書込み、
逆に小さければ何も書込まない。The memory control circuit 8 first reads out the pixel data from the Z buffer memory 9 and compares the calculated pixel value Zs value. If the Zs value is larger, that is, if the calculated pixel is closer to the front, For example, frame memory 1
1 and the respective data are written to the Z buffer memory 9,
Conversely, nothing is written if it is small.

【００４２】また、ＣＲＴコントローラ１０の制御信号
により、一つ前のフレームのＲ、Ｇ、Ｂデータが読み出
される。このＣＲＴコントローラ１０は、フレームメモ
リ１１のＲ、Ｇ、Ｂデータを読み出し、読み出したフレ
ームメモリ１１のＲ、Ｇ、ＢデータをＤＡコンバータ、
ＲＧＢエンコーダを経てコンポジットビデオ信号として
ＣＲＴに出力する。The R, G, B data of the immediately preceding frame is read out by the control signal of the CRT controller 10. The CRT controller 10 reads R, G, and B data of the frame memory 11 and converts the read R, G, and B data of the frame memory 11 into a DA converter.
The composite video signal is output to a CRT via an RGB encoder.

【００４３】このようにして、本実施例によると、Ｚバ
ッファ法に基づくテクチャマッピングに際して、テクス
チャデータ変換部２によつて、処理ポリゴン頂点の奥行
情報Ｚｓの最大変換値を基準にして、他の全ての頂点の
奥行情報の変換値が、所定の有効ビット数の変換値Ｚ
ｓ′に変換され、ピクセル展開回路４によつて、該変換
値Ｚｓ′と該変換値Ｚｓ′で透視変換されたテクスチャ
マップデータとがピクセル展開され、ピクセル展開され
るテクスチャマップデータが、ピクセル展開される変換
値Ｚｓ′で除算される。このために、Ｚｓ′というデー
タが新たに付加され、エッジ展開回路３やピクセル展開
回路４内にＤＤＡ回路が追加されるが、ビット数の少な
いＭｘｓ′、Ｍｙｓ′が使用されるので、ＤＤＡが追加
されても、回路規模の拡大はなく、テクスチャデータ変
換部２のＺ値変換部１２はシフトレジスタの簡単な回路
で構成でき、データ変換部１４の乗算器及びピクセル展
開回路４内の除算器のビット数が減少した分だけ回路規
模を縮小することが可能になる。As described above, according to the present embodiment, during texture mapping based on the Z-buffer method, the texture data conversion unit 2 uses the maximum conversion value of the depth information Zs of the processing polygon vertices as a reference for other processing. The converted values of the depth information of all vertices are converted values Z of a predetermined number of effective bits.
The converted value Zs 'and the texture map data perspective-transformed with the converted value Zs' are pixel-expanded by the pixel expansion circuit 4, and the texture map data to be pixel-expanded is pixel-expanded. Is divided by the converted value Zs'. For this purpose, data Zs' is newly added, and a DDA circuit is added in the edge development circuit 3 and the pixel development circuit 4. However, since Mxs' and Mys' having a small number of bits are used, the DDA Even if added, the circuit scale does not increase, and the Z value converter 12 of the texture data converter 2 can be constituted by a simple circuit of a shift register, and the multiplier of the data converter 14 and the divider in the pixel expansion circuit 4 The circuit scale can be reduced by the reduced number of bits.

【００４４】［第２の実施例］本発明の第２の実施例
を、図７を参照して説明する。図７は本発明の第２の実
施例のピクセル展開回路の構成を示すブロック図であ
る。[Second Embodiment] A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the pixel developing circuit according to the second embodiment of the present invention.

【００４５】本実施例は、図７に示すように、ピクセル
展開回路４の構成が、図４に示した第１の実施例とは異
なり、図４の除算器３３に代えて、補間回路３２のＺ
ｓ′の出力端子に接続された逆数テーブル４０と、逆数
テーブル４０と、補間回路３２のＭｘｓ′の出力端子及
びＭｙｓ′の出力端子とに接続される乗算器４１とを使
用した構成になっている。In this embodiment, as shown in FIG. 7, the configuration of the pixel expanding circuit 4 is different from that of the first embodiment shown in FIG. 4, and an interpolation circuit 32 is used instead of the divider 33 in FIG. Z
This configuration uses a reciprocal table 40 connected to the output terminal of s', a reciprocal table 40, and a multiplier 41 connected to the output terminal of Mxs' and the output terminal of Mys' of the interpolation circuit 32. I have.

【００４６】本実施例のその他の部分の構成は、すでに
説明した第１の実施例と同一なので重複する説明は行わ
ない。The structure of the other parts of the present embodiment is the same as that of the first embodiment already described, and will not be described again.

【００４７】本実施例では、（７）式及び（８）式の演
算が、Ｚｓ′の逆算テーブル４０と乗算器４１とで行わ
れる。本実施例のその他の動作は、すでに説明した第１
の実施例と同一なので、重複する説明は行わない。In this embodiment, the operations of the equations (7) and (8) are performed by the inverse calculation table 40 of Zs' and the multiplier 41. Other operations of the present embodiment are the same as those of the first operation already described.
Since the embodiment is the same as that of the first embodiment, the description will not be repeated.

【００４８】本実施例によると、第１の実施例で得られ
る効果に加えて、除算器に代えて逆数テーブル４０と乗
算器４１が使用されるので、第１の実施例よりも回路規
模を縮小することが可能になる。According to the present embodiment, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the reciprocal table 40 and the multiplier 41 are used instead of the divider, so that the circuit scale is smaller than that of the first embodiment. It becomes possible to reduce.

【００４９】[0049]

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、変換手段
によって、透視変換された奥行情報Ｚｓに基づき、透視
変換された処理ポリゴン頂点の奥行情報の最大値が求め
られ、該最大値を基準にして、他の全ての頂点の奥行情
報の変換値が、所定の有効ビット数の変換値Ｚｓ′に変
換され、該変換値Ｚｓ′と該変換値Ｚｓ′で透視変換さ
れたテクスチャマップデータとがピクセル展開され、ピ
クセル展開されるテクスチャマップデータが、ピクセル
展開される変換値Ｚｓ′で除算されるので、内部演算器
のビット数を削減して回路規模を縮小し、装置の小型化
と製造コストの低減を実現したＺバッファ法を用い三次
元画像のテクスチャマッピング処理を行う画像処理装置
が提供可能になる。According to the first aspect of the present invention, the maximum value of the depth information of the perspective-transformed processed polygon vertices is obtained by the conversion means based on the perspective-transformed depth information Zs, and the maximum value is used as a reference. Then, the conversion values of the depth information of all the other vertices are converted into a conversion value Zs' of a predetermined number of effective bits, and the conversion value Zs' and the texture map data perspective-transformed with the conversion value Zs' Is subjected to pixel development, and the texture map data subjected to pixel development is divided by the transformed value Zs' subjected to pixel development. Therefore, the number of bits of the internal arithmetic unit is reduced, the circuit scale is reduced, and the size and manufacturing of the device are reduced. It is possible to provide an image processing apparatus that performs texture mapping of a three-dimensional image by using the Z-buffer method that achieves cost reduction.

【００５０】請求項２記載の発明によると、変換値Ｚ
ｓ′の逆数テーブルと乗算器とで演算手段が構成されて
いるので、請求項１記載の発明で得られる効果に対し
て、さらに回路規模の縮小と、製造コストの低減が可能
になる。According to the second aspect of the present invention, the conversion value Z
Since the operation means is composed of the reciprocal table of s' and the multiplier, it is possible to further reduce the circuit scale and the manufacturing cost in addition to the effects obtained by the first aspect of the present invention.

【００５１】請求項３記載の発明によると、請求項１記
載の発明で得られる効果に加えて、変更手段によって、
変換手段の有効ビット数が変更されるので、目的に応じ
た処理精度で、三次元画像のテクスチャマッピング処理
を行うことが可能になる。According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect obtained by the first aspect of the present invention, by the changing means,
Since the number of effective bits of the conversion means is changed, it is possible to perform texture mapping processing of a three-dimensional image with processing accuracy according to the purpose.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施例の全体構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a first embodiment of the present invention.

【図２】図１のテクスチャデータ変換部の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a texture data conversion unit in FIG. 1;

【図３】図１のエッジ展開回路の構成を示すブロック図
である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an edge development circuit of FIG. 1;

【図４】図１のピクセル展開回路の構成を示すブロック
図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a pixel development circuit in FIG. 1;

【図５】同実施例のポリゴンデータの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of polygon data according to the embodiment.

【図６】同実施例の奥行情報変換の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of depth information conversion in the embodiment.

【図７】本発明の第２の実施例のピクセル展開回路の構
成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a pixel expanding circuit according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ マイクロプロセッサ部 ２ テクスチャデータ変換部 ３ エッジ展開回路 ４ ピクセル展開回路 ６ カラー演算回路 ８ メモリ制御回路 ９ Ｚバッファメモリ １１ フレームメモリ １２ Ｚ値変換部 １３ 頂点データバッファ １４ データ変換部 ３２ 補間回路 ３３ 除算器 ４０ 逆数テーブル ４１ 乗算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microprocessor part 2 Texture data conversion part 3 Edge expansion circuit 4 Pixel expansion circuit 6 Color operation circuit 8 Memory control circuit 9 Z buffer memory 11 Frame memory 12 Z value conversion part 13 Vertex data buffer 14 Data conversion part 32 Interpolation circuit 33 Division Unit 40 reciprocal table 41 multiplier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−80375（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−298456（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−223196（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−105387（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−266852（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−222074（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−160906（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−36045（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 15/00 300 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-80375 (JP, A) JP-A-5-298456 (JP, A) JP-A-6-223196 (JP, A) JP-A-7- 105387 (JP, A) JP-A-6-266852 (JP, A) JP-A-4-222074 (JP, A) JP-A-7-160906 (JP, A) JP-A-6-36045 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) G06T 15/00 300

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 隠面処理にＺバッファ法を用いて三次元
画像のテクスチャマッピング処理を行う画像処理装置に
おいて、 透視変換した奥行情報Ｚｓに基づいて、透視変換された
処理ポリゴン頂点の奥行情報の最大値を求め、該最大値
を基準にして、他の全ての頂点の奥行情報の変換値を所
定の有効ビット数の変換値Ｚｓ′に変換する変換手段
と、 該変換値Ｚｓ′と該変換値Ｚｓ′で透視変換したテクス
チャマップデータとをピクセル展開するピクセル展開手
段と、 ピクセル展開されるテクスチャマップデータを、ピクセ
ル展開される変換値Ｚｓ′で除算する演算手段とを有す
ることを特徴とする画像処理装置。1. An image processing apparatus for performing texture mapping of a three-dimensional image using a Z-buffer method for hidden surface processing, comprising the steps of: Converting means for obtaining a maximum value, and converting the converted values of the depth information of all the other vertices into a converted value Zs' having a predetermined number of effective bits based on the maximum value; Pixel developing means for developing the texture map data perspective-transformed with the value Zs 'into pixels, and calculating means for dividing the texture map data developed by the pixel with the transformed value Zs' developed by the pixel. Image processing device. 【請求項２】 前記演算手段が、変換値Ｚｓ′の逆数テ
ーブルと乗算器とで構成されていることを特徴とする請
求項１記載の画像処理装置。2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein said calculating means comprises a reciprocal table of the converted value Zs' and a multiplier. 【請求項３】 請求項１記載の画像処理装置に対して、
前記変換手段の前記有効ビット数を変更する変更手段が
設けられていることを特徴とする画像処理装置。3. The image processing apparatus according to claim 1,
An image processing apparatus, further comprising changing means for changing the number of effective bits of the converting means.