JP3367509B2 - 画像生成方法及びこれを用いた画像生成装置 - Google Patents
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Description
これを用いた画像生成装置に関する。特に、ポリゴンデ
ータ等のオブジェクトデータの詳細度LOD(Level Of
Detail)値を考慮して、テクスチャカラーを求める方
法及びこれを用いた画像生成装置に関する。
においてテクスチャの張り付けを説明する図である。図
1Aは、(sx, sy)座標系のスクリーン空間を示
し、スクリーン上に表示されるオブジェクトとしてのポ
リゴンPGに対応して、テクスチャメモリから読み出さ
れるテクスチャがピクセル単位に張り付けられた様子を
示している。図1Aにおいて、ポリゴンPGのx点は
(sx,sy)座標系にあるポリゴンPGを構成する一
つのピクセルを示す。
座標系のテクスチャ空間を示している。ポリゴンデータ
に含まれる、テクスチャメモリの空間アドレスにアクセ
スしてピクセルに対応するテクスチャが読み出される。
図1Bにおいて、X点はスクリーン上のポリゴンPGの
x点に対応するテクスチャメモリの空間アドレス(t
u,tv)のテクセルである。
(tu,tv)で特定される1テクセルのテクスチャカ
ラーをそのまま、ポリゴンに張り付ける場合は、スクリ
ーン面に並行な方向にポリゴンが移動する際、テクスチ
ャカラーの変化が大きく、滑らかな画像表示を得ること
が困難である。
べきテクスチャカラーを求める技術としてバイリニアフ
ィルタリングが知られている(例えば、特許出願公告平
7−40171号公報)。
説明する図である。図2において、テクスチャメモリに
おけるテクセルa〜fが示され、ポリゴンの移動により
テクセルbに対応するピクセルのテクスチャアドレス
が、テクセルeのテクスチャアドレスとなるようにスク
リーン面に並行に移動した場合、テクスチャを単にテク
セルbからeに更新すると、そのカラー変化が大きく画
像表示が滑らかではなくなる。
は、ピクセルを中心に近傍の4点のテクセル、例えば、
ピクセル中心PCに対し近傍のテクセルb、c、e、f
を含む1×1テクセルの領域IIで重み付け平均化を行な
う。この重み付け平均の結果を、求めるテクスチャカラ
ーとする。
ゴン表示の関係を説明する図3において、ポリゴンが図
3Aに示すように、視点VPに対し、垂直方向に移動す
る場合を考える。
遠ざかるほど、図3B,図3Cに示すように同じポリゴ
ンの表示の大きさは小さく、さらにその表示の詳細度L
OD(Level Of Detail)値は荒くなる。
ミップマップ(mipmap)構造が用いられる。2のべき乗で
大きさの異なる複数のテクスチャミップマップ(mipma
p)が用意される。ポリゴンの視点VPからの位置即
ち、詳細度LOD値に対応していずれのミップマップを
用いるかが選択される。
て単にミップマップを切り替えてテクッスチャカラーを
求める場合は、ミップマップの切り替わり点でカラー変
化が大きくなり、やはり滑らかな画像表示を得ることが
困難である。
願公告平7−40171号公報に記載される様なトライ
リニアフィルタリング技術が用いられる。例えば、図3
Aに示すように、ポリゴンがz軸方向にα点から、β領
域、γ点と移動する場合、α点では、例えば図4のミッ
プマップMP1が用いられ、γ点ではミップマップMP
2が用いられる。ここで、図3Aにおいて、α点からγ
点に移動する場合に、二つのミップマップで対応する
と、テクスチャカラー変化が大きくなる。
領域区間でテクスチャカラーを求める際は、図4に示す
ようにα点に対応するミップマップMP1とγ点に対応
するミップマップMP2のそれぞれから求められるテク
スチャカラーで補間するようにしている。
クスチャカラーとミップマップMP2から求めるテクス
チャカラーのそれぞれには、図2で説明した様にバイリ
ニアフィルタリングにより求められるテクスチャカラー
が用いられる。
リニア及びトライリニアフィルタリングにより画像表示
を滑らかにする技術が知られている。
ャの詳細度LOD値はピクセルのZ値が大きいほど大き
くなる。そして、ポリゴンにテクスチャを貼り付ける場
合、図3において説明した様に、テクスチャカラーの大
きな変化即ち、エリアジング(aliasing)が発生しない
様にテクスチャはミップマップ構造で与えられ、ポリゴ
ンの詳細度LOD値に対応するテクスチャミップマップ
が参照される。
て、詳細度LOD値によって選ばれるテクスチャミップ
マップが切り替わる部分でテクスチャが不連続になる。
したがって、トライリニアフィルタリングではこの欠点
を修正するべく、更に詳細度LOD値に従って、それぞ
れバイリニアフィルタリングが行なわれた連続する2つ
のレベルのテクスチャミップマップから2つのテクスチ
ャカラーを求め、これらの補間を行なう。
ャカラーとすることで、テクスチャマップが切り替わる
時に生じるテクスチャの不連続を修正している。
を実装した場合は、画像及びパフォーマンスの点で以下
のような問題がある。
ODレベルの2つのテクスチャマップからテクスチャカ
ラーを生成する構成のため、低周波成分の色情報が余分
にテクスチャカラーに混じる。これにより、フィルタリ
ング後のテクスチャの画像はボケ気味になる。
造をメモリ上に格納し、異なる2つのミップマップから
テクセルを参照するトライリニアフィルタリングでは必
ず、メモリに対して2回のランダムアクセスが発生す
る。したがって、理論上はバイリニアフィルタリングに
対し、1/2のパフォーマンスとなる。実際は更に効率
は悪く、1/2以下である。
ルタリングにおいて、ピクセル中心PCの近傍のテクセ
ルの重み平均を取る領域の大きさ(1×1)は固定であ
る。
ンPGが図5に示すように、スクリーンSCに対し傾斜
した場合を考える。すなわち、視点VPから奥行き方向
(z軸方向)にポリゴンが傾斜し、傾斜方向に長い場合
を考える。
ング及び、トライリニアフィルタリングでは、領域の大
きさが固定であるために、本来混ざるべきでないテクセ
ルのカラー情報が余分に混ざる。これにより、フィルタ
リング後のテクスチャの画像はボケ気味になるという問
題を有している。
ポリゴンが傾斜し、傾斜方向に長い場合のポリゴンに対
しても、ボケの少ない美しいフィルタリング結果を得る
ことが出来る画像生成方法及びこれを用いた画像生成装
置を提供することにある。
成する画像生成方法及びこれを用いた画像生成装置の基
本概念は、少なくともスクリーンに対する縦方向及び横
方向の2次元のLOD(Level Of Detail)値を用い
て、フィルタリング領域を適切な大きさに変形させる様
にする。これにより、本来望ましくないテクセルのカラ
ーが混入することを防いでいる。
様は、オブジェクトデータからピクセル単位にテクスチ
ャ座標及び詳細度LOD(Level Of Detail)値を演算
し、前記詳細度LOD値に基づき、テクスチャメモリか
ら読み出されるテクセルのフィルタリング領域を決定
し、テクスチャ座標及び決定されたフィルタリング領域
の大きさに応じた重み付け平均を求め、前記オブジェク
トに貼りつけるテクスチャカラーを生成することを特徴
とする。
モリから読み出されるテクセルは、前記演算されたテク
スチャ座標及び詳細度LOD値に基づき決定されること
を特徴とする。
フィルタリングを行なう領域の決定は、2次元以上の前
記詳細度LOD値を用いて行なわれることを特徴とす
る。
のフィルタリングを行なう領域を決定する過程で、所定
のパラメータ(LOD値にオフセットを与えるパラメー
タlod offset値)で前記詳細度LOD値を修正すること
を特徴とする。
グを行う領域を決定する過程で、前記詳細度LOD値の
複数の値をいずれかに統一するか否かを選択するパラメ
ータlod clipに従って、前記詳細度LOD値を、前記複
数のマップデータの選択の仕方を特定するパラメータmi
pmap select modeに対応していずれかに統一できること
を特徴とする。
領域を決定する過程で、前記詳細度LOD値とマップデ
ータの選択の仕方を特定するパラメータmipmap select
modeに従って、テクスチャメモリに格納される複数のマ
ップデータのうちの一つを選択することを特徴とする。
グ領域を決定する過程で、所定のフラグ(フィルタリン
グモード)に従ってテクスチャカラーを求めるために必
要なテクセルの数を決定することを特徴とする。
付け平均を求める過程は、前記テクスチャ座標と前記フ
ィルタリング領域から前記フィルタリング領域における
混合率と判別フラグを求め、判別フラグにより、前記テ
クスチャメモリから読み出されるテクセルのうち重み付
け平均を求める対象から除外するテクセルを判定し、前
記混合率に従って対象のテクセルの重み付け平均を求め
ることを特徴とする。
リング領域の決定は、所定のパラメータで前記詳細度L
OD値を修正し、且ついくつのテクセルでテクスチャカ
ラーを求めるかのフラグに基づき、最終的なフィルタリ
ング領域を決定し、且ついくつのテクセルでテクスチャ
カラーを求めるかのフラグに基づき、最終的なフィルタ
リング領域を決定し、且つ前記いくつのテクセルでテク
スチャカラーを求めるかのフラグにより4つのテクセル
とするモードを選択する場合、前記判別フラグは、9つ
のテクセルの中心にあるテクセルを4分割した領域のい
ずれに、前記フィルタリング領域の中心点があるかに対
応して定められることを特徴とする。
リング領域の決定は、所定のパラメータで前記詳細度L
OD値を修正し、且ついくつのテクセルでテクスチャカ
ラーを求めるかのフラグに基づき、最終的なフィルタリ
ング領域を決定し、且つ前記いくつのテクセルでテクス
チャカラーを求めるかのフラグにより9つのテクセルと
するモードを選択する場合、前記混合率と判別フラグ
は、前記フィルタリング領域の中心を通る線で該9つの
テクセルが4分割され、前記フィルタリング領域の左上
の頂点を含む前記4分割された領域と、前記フィルタリ
ング領域の右上の頂点を含む前記4分割された領域と、
前記フィルタリング領域の左下の頂点を含む前記4分割
された領域及び、前記フィルタリング領域の右下の頂点
を含む前記4分割された領域の夫々に対応して示される
ことを特徴とする。
施の形態の説明から明らかになる。
従い説明する。なお、図において、同一又は類似のもの
には同一の参照番号又は参照記号を付して説明する。
ピュータグラフィックによる画像表示装置の構成例ブロ
ック図である。
を制御する。ワークメモリ2には、CPU1で使用する
プログラムやデータ及び、ディスプレイリストを格納す
る。
の下に、ワークメモリ2から図7に一例として示す、ワ
ールド座標の3次元オブジェクトデータとしてのポリゴ
ンデータ(以下単にポリゴンデータという)が読み出さ
れて入力される。次いで、図8に示すように、視点を原
点とする視点座標系のデータに透視変換を行なう。
ンデータは、レンダラー4に導かれる。レンダラー4に
おいて、ポリゴン単位のデータをピクセル単位のデータ
に変換する。
生成回路5に入力され、ここで、テクスチャRAM6に
格納されるテクスチャデータに基づき、ピクセル単位に
テクスチャカラーを生成する。
により生成されたテクスチャカラーが貼りつけられたポ
リゴンに対し、ピクセル単位に法線ベクトル等に従って
陰影付けを行なう。
データをフレームバッファ9に書き込み、又、繰り返し
読出し制御して図示しないモニターに画像表示する制御
を実行する。
現され、特徴を有する部位は、特にレンダラー4とテク
スチャ生成回路5にある。
とテクスチャ生成回路5の主要部の実施例構成を示すブ
ロック図である。図10は、図9に対応し、テクスチャ
生成回路5の動作を中心として示される動作フロー図で
ある。
おいて、ワールド座標のポリゴンデータ(図7)から、
視点を原点として透視変換された3次元座標ポリゴンデ
ータ(図8)を入力する。
データとしてポリゴンの頂点A,B,C毎に、その3次
元座標、テクスチャ座標、法線ベクトル等を有する。
に、特に本発明に関連するそれぞれの三次元座標(xA
〜C,yA〜C,zA〜C)及び、テクスチャ座標(tuA〜
C,tv A〜C)が示されている。
順次補間してピクセル単位にポリゴンのテクスチャ座標
(tu, tv)を演算する。またピクセル単位に、ポリゴン
の詳細度LOD値をu,v方向について求める。
OD値(lu,lv)は、次のように求められる。
標である。図11Aは、このスクリーン座標のピクセル
がテクスチャ座標系(u,v)において、テクスチャ座標
(tu,tv)に対応するものとして示している。
u方向の変化量(lu)と、v方向の変化量(lv)が求め
る詳細度LOD値(lu,lv)となる。すなわち、スクリ
ーン座標(sx, sy)に対するテクスチャ座標の変化量が
求められる。
11Bは、テクスチャ座標(tu,tv)のu方向の変化量l
uを、スクリーン座標のsx方向の変化量
の変化量lvは、図11Cに示すように、スクリーン座標
のsx方向の変化量
(tu,tv)のu方向の変化量luを
の変化量lvは、
き乗の大きさで構成されていることからlog2で表し、詳
細度LOD値(lu, lv)としている。
さい方を選択する様にすることも可能である。
詳細度LOD値(lu,lv)とテクスチャ座標値(tu,tv)
とともにテクスチャ生成回路5に入力される。
生成回路5のLOD演算器501に入力され、ここで、
ユーザ指定のパラメータによって微調整される。後の説
明で理解される様に、詳細度LOD値(lu,lv)が最終
的なテクスチャフィルタリング領域(dlu,dlv)の大きさ
に影響を及ぼすことからユーザによってテクスチャのヘ
ッダ情報中に前もってセットしておくことにより、詳細
度LOD値の微調整を可能としている(ステップS
1)。
微調整を意図するユーザパラメータ(up)が入力され
る。例えば入力されるパラメータとして、以下の様なパ
ラメータが存在する。
(lu,lv)にオフセット値(lod offset)を加算する。l
od offsetは負の値も取ることができる。
v)の2つの値のうち大きい方の値でミップマップを選
択するか、小さい方の値でミップマップを選択するかを
選ぶ。このモード選択の仕方によってフィルタリング領
域(dlu, dlv)が変わる。
パラメータmipmap select modeに従い詳細度LOD値
(lu,lv)のクリッピングを規定するパラメータであ
り、詳細度LOD値の複数の値(ここでは、lu,lvの2
つの値)をいずれかに統一するか否かを選択するパラメ
ータである。
数の値をいずれかに統一する選択である場合で、mipmap
select modeが詳細度LOD値(lu,lv)の2つの値の
うち大きい方の値でミップマップを選択するモードの場
合、(lu,lv)の値のうち大きい方の値に小さい方の値
を合わせる。逆にmipmap select modeが小さい方の値で
ミップマップを選択するモードの場合、(lu,lv)の値
のうち小さい方の値に大きい方の値を合わせる。いずれ
の場合もフィルタリング領域は等方的になる。
ミップマップ選択の具体例を図12により説明する。ミ
ップマップの大きさは、2のべき乗で縮小する。したが
って、先に示したように、詳細度LOD値(lu,lv)はlog
2で表される。
elect mode=largeとすると、lu、lvのそれぞれ1位の
数字2,0は、図12のミップマップ2と0を示す。さ
らに、小数点以下の数字15,27は、対応のミップマ
ップにおけるフィルタリング領域の大きさを示してい
る。
いミップマップが選択される。すなわち、上記例ではlv
=2.15に対応するミップマップ2が選択される。
演算器501では詳細度LOD値(lu,lv)を修正す
る。さらにLOD演算器501には、filtering modeパ
ラメータ(fm)が入力される。
テクスチャカラー(tr,tg,tb,ta:RGB及び透明度等
のα値を含む)を求めるかを決定するフラグであり、以
下のような選択ができる。 ケース1……1つのテクセルからテクスチャカラーを求
める。 ケース2……4つのテクセルからテクスチャカラーを求
める。 ケース3……9つのテクセルからテクスチャカラーを求
める。 各モードに応じて、最終的なフィルタリング領域(dlu,
dlv)を決定する。
サンプリングであるので、フィルタリング領域(dlu,dl
v)は意味を成さない。
×2テクセルの領域(4点サンプリング)とする場合で
あり、(dlu,dlv)は0.0〜1.0の大きさとなる。
3×3テクセルの領域(9点サンプリング)とする場合で
あり、(dlu,dlv)は0.0〜1.99の大きさとなる。
ング領域との関係を上記詳細度LOD値(lu,lv)=
(2.15,0.27)を例に、次表に整理して示す。
(lu,lv)の整数部が選択するミップマップの番号を示
し、小数部に1.0を加算した値がフィルタリングの領域
となる。上記例で、lu=2.15であるので、番号2のミッ
プマップを示し、lv=0.27であるので、番号0のミップ
マップを示す。
=largeの時は、LOD=2のテクスチャを基準にして
テクスチャマッピングが行なわれる。その際、lod clip
=ONの場合はフィルタリング領域の変更はないが、lod
clip=OFFの場合は、フィルタリング領域の変更が行な
われる。
いて、lod clip=OFFの時、lv=0.27よりlvについての
LOD値はLOD=0であるので、基準であるLOD=
2に合わせるために、ミップマップの違い(上記例では
2−0=2段階)分だけ即ち、フィルタリング領域dlv
=1.27を2ビット右にシフトしている(4で割算す
る)。
ビット右シフトを表し、記号「≪」は、2ビット左シフ
トを表している。他の場合においても同様であり、記号
「≫」または記号「≪」に示すように、2ビット右シフ
トあるいは2ビット左シフトして、フィルタリング領域
を変形させている。
ルタリング領域を超えての重み付き平均はできないの
で、1.00を超える値の場合は1.00にクリップされる。9
点サンプリングの場合は0.00〜1.99までの範囲の重み付
き平均が可能である。そのためmipmap select mode=sm
allかつlod clip=OFFの場合、dluの値は1.99にクリップ
される。
1の出力は、ブレンド率セットアップ回路502に入力
される。ここで、フィルタリング領域(dlu,dlv)とレンダ
ラー4からのテクスチャ座標(tu,tv)を受けて、テク
セルを重み付き平均化するための混合率が求められる
(ステップS2)。
ルタリング領域の大きさから領域外のテクセルを判別し
て重み付き平均の対象から除外する。
明する。図13、図14は、上記ケース2の場合であ
り、4(=2×2)個のテクセルからテクスチャカラ―
を求める場合のフィルタリング領域の例を示す図であ
る。
を中心PCとし、テクセルa〜dを含む領域がフィルタ
リング領域Xである。そして、フィルタリング領域の大
きさ(dlu,dlv)に応じて正方形ではなくなる。
中心PCとし、テクセルb及びdを含む領域がフィルタ
リング領域Xであり、テクセルa及びcは、テクスチャ
カラ―を求める場合にフィルタリング領域外とされる。
あり、9(=3×3)個のテクセルからテクスチャカラ
―を求める場合のフィルタリング領域の例を示す図であ
る。
を中心PCとし、テクセルa〜iを含む領域がフィルタ
リング領域Xである。ここでも、フィルタリング領域(d
lu,dlv)に応じて正方形ではなくなる。
中心PCとし、テクセルb、c、e、f、h及びiを含
む領域がフィルタリング領域Xであり、テクセルa、d
及びgは、テクスチャカラ―を求める場合のフィルタリ
ング領域外とされる。
は、判別フラグ(cu0,cv0)〜(cu1,cv1)と混合率(bu
0,bv0)〜(bu1,bv1)からなる。
(cu1,cv1)は各1ビットの状態を示すフラグであり、
混合率(bu0,bv0)〜(bu1,bv1)は各8ビット値(25
6階調)である。
テクセルサンプリング)の判別フラグの決め方について
説明する。
X(図で破線で囲われた領域)の中心が存在するテクセ
ルeを含む9個のテクセルから4つのテクセルをテクス
チャRAM6から読み出す。
セルe内のどの位置にあるかで、判別フラグ(cu0,cv
0)〜(cu1,cv1)の選択のし方が異なる。
中心がテクセルeの左上に位置する場合、フィルタリン
グ領域はテクセルa, b, d, eの4テクセル中に
収まる。このため(cu0,cv0)のフラグを参考にフィルタ
リング領域に使用するテクセルを判別する。
リング領域Xの頂点Vがテクセルaにある場合、判別フ
ラグ(cu0,cv0)は(1, 1)で示される。また、頂点Vが
テクセルbにある場合は(0, 1)で示され、頂点Vがテ
クセルdにある場合は(1, 0)で示される。さらに、頂
点Vがテクセルeにある場合は(0, 0)で示される。
ても、同様であり、次の例により説明される。
クセルeの右上に存在する場合は、図17Bに示すよう
にフィルタリング領域がテクセルb, c, e, fの
4テクセル中に収まることになるので、判別フラグは
(cu1,cv0)となる。
7Bに示すように、フィルタリング領域Xの頂点Vがテ
クセルcにある場合(1, 1)で示され、頂点Vがテクセ
ルbにある場合(0, 1)で示され、頂点Vがテクセルf
にある場合(1, 0)で示され、頂点Vがテクセルeにあ
る場合(0, 0)で示される。
セルeの左下に存在する場合は、図17Cに示すように
フィルタリング領域がテクセルd, e, g,hの4テ
クセル中に収まることになるので、判別フラグは(cu0,
cv1)となる。
7Cに示されるように、フィルタリング領域Xの頂点V
がテクセルgにある場合(1, 1)で示され、頂点Vがテ
クセルhにある場合(0, 1)で示され、頂点Vがテクセ
ルdにある場合(1, 0)で示される。頂点Vがテクセル
eにある場合(0, 0)で示される。
ルeの右下に存在する場合は、図17Dに示すようにフ
ィルタリング領域がテクセルe, f,h,iの4テク
セル中に収まることになるので、判別フラグは(cu1,c
v1)となる。
17Dに示すように、フィルタリング領域Xの頂点Vが
テクセルiにある場合(1, 1)で示される。頂点Vがテ
クセルhにある場合(0, 1)で示され、頂点Vがテクセ
ルfにある場合(1, 0)で示され、頂点Vがテクセルe
にある場合(0, 0)で示される。
9(=3×3)個のテクセルからフィルタリング領域Xを
決定する場合を考える。
に分割した時、混合率(bu0,bv0)と判別フラグ(cu0,c
v0)は、頂点Aを含むフィルタリング領域Xの左上の領
域に対応して示される。さらに、混合率(bu1, bv0)と
判別フラグ(cu1, cv0)は、頂点Bを含むフィルタリン
グ領域Xの右上の領域に対応して示され、混合率(bu0,
bv1)と判別フラグ(cu0, cv1)は、頂点Cを含むフィ
ルタリング領域Xの左下の領域に対応して示され、混合
率(bu1, bv1)と判別フラグ(cu1, cv1)は、頂点Dを
含むフィルタリング領域Xの右下の領域に対応して示さ
れる。
図17に基づき説明したケース2の場合と同様である。
v)から混合率(bu0,bv0)、(bu1,bv1)を求める過程
を説明する。図19は、4テクセルサンプリング時の混
合率の求め方を説明する図である。
ャ座標(tu,tv)の小数部である。(bu1,bv1)に関し
て、次のように示される。 ddtu =dtu + (dlu/2)-1.0 ddtv =dtv + (dlv/2)-1.0 bu1 = ddtu/dlu bv1 = ddtv/dlv
ング時の混合率の求め方を説明する。図20において、
(dtu,dtv)はテクスチャ座標(tu,tv)の小数部であ
る。(bu0,bv0)に関して、次のように示される。 ddtu=dtu ddtv=dtv bu0=ddtu/(dlu/2) bv0=ddtv/(dlv/2)
に示される。 ddtu =dtu + (dlu/2)−1.0 ddtv =dtv + (dlv/2)−1.0 bu1=ddtu/(dlu/2) bv1=ddtv/(dlv/2)
テクスチャ座標(tu,tv)は、アドレス生成回路503に
入力される。また、LOD演算器501からは微調整さ
れた詳細度LOD値が入力される。
調整された詳細度LOD値を基に、テクスチャRAM6
の実アドレスを生成する(ステップS3)。これにより
生成されたテクスチャRAM6の実アドレスは、テクス
チャRAM6に送られ、テクスチャ座標(tu,tv)を中心
とする9つの対応のテクセルを読み出すためのアクセス
が可能である。
成されたアドレスは、テクセルサンプル回路504に送
られる。テクセルサンプル回路504、テクスチャRA
M6から読み出されたアドレスを中心とするケース1〜
3に対応する所定範囲にあるテクセル(ケース1では1
のサンプル、ケース2では4つサンプル、ケース3では
9つのテクセルサンプル)を取得する(ステップS
4)。
502からの出力(混合率と判別フラグ)及び、テクセ
ルサンプル回路504の出力は、4組のテクセルセット
アップ回路505(1)〜(4)に入力する。ここで、
テクセルのセットアップが行なわれる(ステップS
5)。
(4)は、セレクタ回路で構成され、テクセルセットア
ップ回路505(1)〜(4)は、ブレンド率セットア
ップ回路502から混合率(bu0,bv0)〜(bu1,bv1)と
判別フラグ(cu0,cv0)〜 (cu1,cv1)を受け取り、テクセ
ルサンプル回路504から1〜9個のテクセルを受け取
る。この時点では、テクセルはメモリに格納されていた
順に並んでいる。
1,4,9個のテクセルに並び替える。すなわち、filt
ering modeがケース2の場合は、図13,図14に示す
ように4個のテクセルを並べる。filtering modeがケー
ス3の場合は、図15,図16に示すように9個のテク
セルを並べる。
に基づき不必要なテクセルは除外する。すなわち、図1
4の例では、テクセルa,テクセルcを除外する。図1
6の例では、テクセルa,テクセルd,テクセルgを除
外する。
(1)〜(4)は、それぞれ4つのテクセルの重み付け
平均値を求める(ステップS6)。
〜(4)は、補間器で構成可能である。
テクセルからテクスチャカラーを生成するので、テクセ
ルフィルタリング回路506は、1つあれば良い。テク
セルフィルタリング回路506(1)を用いる場合、図
15により説明した如くであるから、テクセルセットア
ップ回路505(1)から混合率(bu0,bv0)とテクセ
ルa〜dがテクセルフィルタリング回路506(1)に
入力される。
506(1)では、混合率(bu0,bv0)に従って、テク
セルa〜dの重み付け平均値を求め、出力する。
9テクセルからテクスチャカラーを生成する。この時、
図18において説明した様に4つの領域に分割し、それ
ぞれの重み付け平均値をテクセルフィルタリング回路5
06(1)〜(4)により求める。
06(1)には、混合率(bu0,bv0)とテクセルa,b,d,
eが入力され、混合率(bu0,bv0)に従って4つのテクセ
ルa,b,d,eの重み付き平均値を求める。
には、混合率(bu1,bv0)とテクセルb,c,e,fが入力され、
混合率(bu1,bv0)に従って4つのテクセルb,c,e,fの重み
付き平均値を求める。
6(3)には、混合率(bu0,bv1)とテクセルd,e,g,hが入
力され、混合率(bu0,bv1)に従って4テクセルd,e,g,hの
重み付き平均値を求める。
(4)には、混合率(bu1,bv1)に従って、4つのテクセ
ルe,f,h,iの重み付き平均値を求める。
された4つの重み付き平均値を出力する。
記テクセルフィルタリング回路506(1)〜(4)か
ら出力される4つの重み付き平均値を受け取る。
ルフィルタリング回路506(1)の重み付き平均値
を、RGB成分と透明度等を表すα成分よりなるテクスチ
ャカラー(tr,tg,tb,ta)として出力する。
テクセルフィルタリング回路506(1)〜(4)の4
つの重み付き平均値を受け取る。そして4つの値を平均
し、その値をテクスチャカラー(tr,tg,tb,ta)として
出力する。
ング回路506(1)〜(4)は、4つの重み付き平均
値を加算する加算回路と、これを4で割るために2ビッ
トシフトするシフト回路により実現可能である。
に、テクスチャカラーを生成する時に、レンダラーから
入力されるスクリーンに対する縦方向及び横方向の2次
元の詳細度LOD値からフィルタリング領域を適正な大
きさに変えることが可能である。これにより、従来のバ
イリニアフィルタリングよりも美しい画質を得ることが
可能である。
ルタリングのように異なるLODレベルの2つのテクス
チャマップからテクスチャカラーを生成する構成ではな
い。したがって、低周波数成分の色情報は余分にテクス
チャカラーに混じることがない。これにより、ボケの少
ない画質が得られる。
うに異なるLODレベルの2つのテクスチャマップから
テクセルを参照することがないので、テクスチャRAM
へのアクセス回数を半分に抑えることが出来る。
斜方向に長い場合のポリゴンに対しても、ボケの少ない
美しいフィルタリング結果を得ることが出来る画像生成
方法及びこれを用いた画像生成装置が提供可能である。
ユーザが微調整を施すことが可能である。これによりフ
ィルタリング領域をユーザが操作できるようになる。
置の実行の過程でリアルタイムに行なうことが出来る。
発明を理解する為のものであって、本発明の保護の範囲
はこれらに限定されるものではない。また、特許請求の
範囲に記載されたものと均等のものは、本発明の保護の
範囲に含まれるものである。
チャの張り付けを説明する図である。
る。
ある。
る。
ンSCに対し傾斜した場合を説明する図である。
フィックによる画像表示装置の構成例ブロック図であ
る。
てのポリゴンデータの1例を示す図である。
座標系のデータに透視変換した図である。
生成回路5の主要部の実施例構成を示すブロック図であ
る。
を中心として示される動作フロー図である。
る。
体例を説明する図である。
ラ―を求める場合のフィルタリング領域の例を示す図
(その1)である。
ラ―を求める場合のフィルタリング領域の例を示す図
(その2)である。
ラ―を求める場合のフィルタリング領域の例を示す図
(その1)である。
ラ―を求める場合のフィルタリング領域の例を示す図
(その2)である。
方について説明する図である。
グ領域Xを決定する場合の判別フラグの決め方について
説明する図である。
を説明する図である。
を説明する図である。
Claims (11)
- 【請求項1】オブジェクトデータからピクセル単位にテ
クスチャ座標及びテクスチャ座標のu方向と、v方向の
変化量で表される詳細度LOD(Level Of Detail)値を演算
し、テクスチャメモリに格納された複数のミップマップのう
ち前記詳細度LOD値のu方向と、v方向の何れか一方の
整数部に対応する一つのミップマップを選択し、 前記選択されたミップマップにおいて前記詳細度LOD値
の小数点以下の数値に基づき、前記テクスチャメモリか
ら読み出される テクセルのフィルタリング領域を決定
し、 前記テクスチャ座標及び前記決定されたフィルタリング
領域の大きさに応じた重み付け平均を求め、前記オブジ
ェクトデータのピクセルに貼り付けるテクスチャカラー
を生成することを特徴とする画像生成方法。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記フィルタリング領域を決定する過程で、前記詳細度
LOD値のu方向と、v方向の変化量の大きい方の値又
は、小さい方の値に基づいて前記ミップマップを選択す
るかを示す選択の仕方を指示するパラメータに従って、
前記テクスチャメモリに格納される前記複数のミップマ
ップのうちの一つを選択することを特徴とする画像生成
方法。 - 【請求項3】請求項2において、 前記フィルタリング領域を決定する過程で、前記詳細度
LOD値の複数の値をいずれかに統一するか否かを選択
するパラメータに従って、前記詳細度LOD値を、前記
複数のミップマップデータの選択の仕方を特定するパラ
メータに対応していずれかに統一することを特徴とする
画像生成方法。 - 【請求項4】請求項1において、 前記重み付け平均を求める過程は、 前記テクスチャ座標と前記フィルタリング領域から前記
フィルタリング領域における混合率と判別フラグを求
め、 前記判別フラグにより、前記テクスチャメモリから読み
出されるテクセルのうち重み付け平均を求める対象から
除外するテクセルを判定し、 前記混合率に従って対象のテクセルの重み付け平均を求
め、さらに、前記フィルタリング領域を決定する過程は、 所定のパラメータで前記詳細度LOD値を修正し、且つ
いくつのテクセルでテクスチャカラーを求めるかのフラ
グに基づき、最終的なフィルタリング領域を決定し、且
つ前記いくつのテクセルでテクスチャカラーを求めるか
のフラグにより4つのテクセルとするモードを選択する
場合、前記判別フラグは、9つのテクセルの中心にある
テクセルを4分割した領域のいずれに 、 前記フィルタリ
ング領域の中心点があるかに対応して定められる ことを
特徴とする画像生成方法。 - 【請求項5】請求項4において、 さらに、前記フィルタリング領域を決定する過程は、 所定のパラメータで前記詳細度LOD値を修正し、且つ
いくつのテクセルでテクスチャカラーを求めるかのフラ
グに基づき、最終的なフィルタリング領域を決定し、且
つ前記いくつのテクセルでテクスチャカラーを求めるか
のフラグにより9つのテクセルとするモードを選択する
場合、前記混合率と判別フラグは、前記フィルタリング
領域の中心を通る線で該9つのテクセルが4分割され、
前記フィルタリング領域の左上の頂点を含む前記4分割
された領域と、前記フィルタリング領域の右上の頂点を
含む前記4分割された領域と、前記フィルタリング領域
の左下の頂点を含む前記4分割された領域及び、前記フ
ィルタリング領域の右下の頂点を含む前記4分割された
領域の夫々に対応して示されることを特徴とする画像生
成方法。 - 【請求項6】オブジェクトデータからピクセル単位にテ
クスチャ座標及びテクスチャ座標のu方向と、v方向の
変化量で表される詳細度LOD (Level Of Detail)値を演
算する回路と、テクスチャメモリに格納された複数のミップマップのう
ち前記詳細度LOD値の u方向と、v方向の何れか一方の
整数部に対応する一つのミップマップを選択し、前記選
択されたミップマップにおいて前記詳細度LOD値の小数
点以下の数値に基づき、前記テクスチャメモリから読み
出される テクセルのフィルタリング領域を決定する回路
と、 前記テクスチャ座標及び前記決定されたフィルタリング
領域の大きさに応じた重み付け平均を求め、前記オブジ
ェクトデータのピクセルに貼り付けるテクスチャカラー
を生成する回路を有して構成されることを特徴とする画
像生成装置。 - 【請求項7】請求項6において、 前記フィルタリング領域を決定する回路は、前記詳細度
LOD値のu方向と、v方向の変化量の大きい方の値又
は、小さい方の値に基づいて前記ミップマップを選択す
るかを示す選択の仕方を指示するパラメータに従って、
前記テクスチャメモリに格納される前記複数のミップマ
ップのうちの一つを選択することを特徴とする画像生成
装置。 - 【請求項8】請求項7において、 前記フィルタリング領域を決定する回路は、前記詳細度
LOD値の複数の値をいずれかに統一するか否かを選択
するパラメータに従って、前記詳細度LODを、前記複
数のミップマップの選択の仕方を指示するパラメータに
対応していずれかに統一することを特徴とする画像生成
装置。 - 【請求項9】請求項7において、 前記重み付け平均を求める回路は、 前記テクスチャ座標及び前記フィルタリング領域から前
記フィルタリング領域における混合率と判別フラグを求
める第1の回路と、 前記判別フラグにより、前記テクスチャメモリから読み
出されるテクセルのうち重み付け平均を求める対象から
除外するテクセルを判定する第2の回路と、 前記混合率に従って対象のテクセルの重み付け平均を求
める第3の回路を有し、 さらに、フィルタリング領域を決定する回路は、所定の
パラメータで前記詳細度LOD値を修正し、且ついくつ
のテクセルでテクスチャカラーを求めるかのフラ グに基
づき、最終的なフィルタリング領域を決定し、且つ前記
いくつのテクセルでテクスチャカラーを求めるかのフラ
グにより4つのテクセルとするモードを選択する場合、
前記第1の回路は、前記判別フラグを9つのテクセルの
中心にあるテクセルを4分割した領域のいずれに、前記
フィルタリング領域の中心があるかに対応して求める こ
とを特徴とする画像生成装置。 - 【請求項10】請求項9において、 さらに、フィルタリング領域を決定する回路は、所定の
パラメータで前記詳細度LOD値を修正し、且ついくつ
のテクセルでテクスチャカラーを求めるかのフラグに基
づき、最終的なフィルタリング領域を決定し、且つ前記
いくつのテクセルでテクスチャカラーを求めるかのフラ
グにより9つのテクセルとするモードを選択する場合、
前記第1の回路は、前記混合率と判別フラグを、前記フ
ィルタリング領域の中心を通る線で該9つのテクセルが
4分割され、前記フィルタリング領域の左上の頂点を含
む前記4分割された領域と、前記フィルタリング領域の
右上の頂点を含む前記4分割された領域と、前記フィル
タリング領域の左下の頂点を含む前記4分割された領域
及び、前記フィルタリング領域の右下の頂点を含む前記
4分割された領域の夫々に対応して求めることをことを
特徴とする画像生成装置。 - 【請求項11】請求項9において、 さらに、前記テクスチャ座標と前記修正された詳細度L
OD値に基づきテクスチャメモリからテクセルを読み出
すアドレスを生成する回路と、 該テクスチャメモリから読み出されるテクセルをサンプ
リングする回路を有し、 前記第2の回路は、該テクセルをサンプリングする回路
からのサンプルされたテクセルを入力し、 前記いくつのテクセルでテクスチャカラーを求めるかの
フラグに基づき、対応するテクセルを並びかえることを
特徴とする画像生成装置。
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