JP3579680B2

JP3579680B2 - Image processing apparatus and program

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Publication number: JP3579680B2
Application number: JP2002128319A
Authority: JP
Inventors: 雅基米山; 義崇木下
Original assignee: Konami Corp
Current assignee: Konami Corp
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003323633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータグラフィックス技術を利用した画像処理装置及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータグラフィックスにおいて、物体（オブジェクト）と物体、または物体と背景など、２つの領域を区画する直線状の境界線を自然に描画するための手法として、アンチエイリアシング（ＡｎｔｉＡｌｉａｓｉｎｇ）が知られている。アンチエイリアシングは、隣接する２つの領域の境界を構成する画素に、それら２つの領域の各画素の中間の明るさ及び色を割り当てる手法であり、これにより、ジャギー（Ｊａｇｇｙ）と呼ばれるギザギザの発生を防止し、２つの領域の境界を自然に見せることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば直方体などの３次元オブジェクトにおいて、直方体を構成する各面の境界にアンチエイリアシングを適用すると、その３次元オブジェクトを描画する際の視点位置によっては、アンチエイリアシングを適用した部分に隙間が生じたように見えることがある。例えば、断面が略Ｌ字型となるように相互に交わる２つの面により構成される３次元オブジェクトを想定し、それら２つの面のそれぞれに対して、それらが交わる１辺の近傍にアンチエイリアス処理を適用したと仮定する。この場合、２つの面の両方に対して４５度に近い俯角を有する視点からこのモデルを描画した場合は、２つの面は連続しているように見える。しかし、いずれかの面に対して水平又は垂直に近い視点からこのオブジェクトを描画した場合は、アンチエイリアス処理を適用した領域が隙間のように見え、相互に隣接する２つの面の境界に隙間が生じて不連続に見えてしまうという問題が生じうる。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、視点の方向に依存して画像に違和感が生じないような手法で効果的にアンチエイリアス処理を施し、自然に３次元オブジェクトを描画することが可能な画像処理装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、モデルデータ及びテクスチャデータを含む画像描画用データを利用して、表示画面上に３次元オブジェクトを描画する処理を行う画像処理装置は、前記モデルデータに基づいて、仮想３次元空間内に３次元モデルを設定するモデル設定手段と、前記テクスチャデータに含まれる所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部を含む処理テクスチャを生成するテクスチャ処理手段と、前記処理テクスチャを含む複数のテクスチャを、前記３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングすることにより前記３次元オブジェクトを前記表示画面上に描画する描画手段と、を備え、前記描画手段は、前記処理テクスチャの前記アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように当該処理テクスチャをマッピングする。
【０００６】
上記の画像処理装置は、画像描画用データを利用して、表示装置などの表示画面上に３次元オブジェクトを描画する。画像描画用データは、モデルデータとテクスチャデータとを含む。モデルデータは、３次元オブジェクトのモデル（即ち、３次元モデル）を特定するデータであり、例えば仮想３次元空間内の座標などのデータとすることができる。３次元モデルは複数のポリゴンにより構成されており、テクスチャデータは各ポリゴンに対してマッピングされるべき複数のテクスチャを含む。
【０００７】
３次元オブジェクトの描画は以下のように行われる。まず、モデル設定手段がモデルデータを利用して仮想３次元空間内に３次元モデルを設定する。３次元モデルの設定は、例えば仮想３次元空間の座標系において、３次元モデルを構成する各ポリゴンの位置座標を設定することにより行うことができる。次に、複数のテクスチャのうち、所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理手段がアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部とメインテクスチャ部を有する処理テクスチャを生成する。アンチエイリアス部はアンチエイリアス処理により生成された部分であり、メインテクスチャ部はアンチエイリアス処理前の元のテクスチャに相当する部分である。そして、描画手段は、３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対して複数のテクスチャをマッピングすることにより、３次元オブジェクトを描画する。ここで、描画手段は、処理テクスチャをマッピングする場合、処理テクスチャのアンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように、当該処理テクスチャをマッピングする。即ち、その処理テクスチャは、アンチエイリアス部の端部ではなく、メインテクスチャ部の端部において、他のテクスチャと隣接することになる。よって、３次元オブジェクトを描画する際の視点の移動などに起因して、描画画像上でアンチエイリアス部が隙間のように見える不具合を防止することができる。これにより、３次元オブジェクトを自然に描画することが可能となる。
【０００８】
上記の画像処理装置の一態様では、前記描画手段は、２つの処理テクスチャ同士を隣接させてマッピングする場合、１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、他の１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線とが重なるように、当該２つの処理テクスチャをマッピングすることができる。
【０００９】
この態様によれば、アンチエイリアス処理を施した処理テクスチャ同士が隣接してマッピングされる場合、メインテクスチャ部の端部同士が重なって描画される。よって、３次元オブジェクトのうち、アンチエイリアス処理を施した処理テクスチャ同士が隣接してマッピングされる部分において、アンチエイリアス部の端部同士が隣接して配置されることがなくなる。これにより、アンチエイリアス部が隙間のように見える不具合を防止することができ、処理テクスチャ同士が隣接する領域を違和感なく描画することができる。
【００１０】
上記の画像処理装置の他の一態様では、前記描画手段は、１つの処理テクスチャと、アンチエイリアス処理が施されていない未処理テクスチャとを隣接させてマッピングする場合、前記１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、前記未処理テクスチャの１辺とが重なるように、当該処理テクスチャと当該未処理テクスチャとをマッピングすることができる。
【００１１】
この態様によれば、アンチエイリアス処理を施した処理テクスチャと、アンチエイリアス処理を施していない未処理テクスチャとが隣接してマッピングされる場合、処理テクスチャのメインテクスチャ部と、未処理テクスチャの１辺とが重なって描画される。よって、３次元オブジェクトのうち、処理テクスチャと未処理テクスチャとが隣接してマッピングされる部分において、アンチエイリアス部の端部と未処理テクスチャの端部とが重なるように配置されることがなくなる。これにより、アンチエイリアス部が隙間のように見える不具合を防止することができ、処理テクスチャと未処理テクスチャとが隣接する領域を違和感なく描画することができる。
【００１２】
上記の画像処理装置のさらに他の一態様では、前記画像描画用データはさらに背景画像データを含むことができ、前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを利用して前記所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施すことができる。また、この場合、前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを構成する画素データと、前記所定のテクスチャを構成する画素データをαブレンディングすることができる。
【００１３】
この態様によれば、アンチエイリアス部は、元のテクスチャの画素データと背景画像の画素データとを、例えばαブレンディングすることにより生成されるので、当該処理テクスチャの境界にいわゆるジャギーなどが発生して不自然に描画されることがない。なお、αブレンディングとは所定の割合（α）で２つの画像を合成する手法であり、半透明処理などにおいて使用されるものである。
【００１４】
上記の画像処理装置のさらに他の一態様では、前記描画手段は、前記仮想３次元空間内において、前記３次元オブジェクトを描画する際の視点から所定距離以上の奥行き位置に存在するポリゴンに対しては前記テクスチャをマッピングしないようにすることができる。
【００１５】
３次元オブジェクトの描画の際、所定距離以上の奥行き位置に存在するポリゴンは、描画してもしなくても観察者はあまり大きな差異を感じることはない。また、そのような深い奥行き位置にマッピングされた小さなテクスチャは、描画された３次元オブジェクトを移動するときに描画画像上にちらつきを発生させることもあるので、画像の質という面からも描画しないこととするのが有効である。また、そのようなテクスチャをマッピングしないこととすれば、その分の処理が減少し、描画速度も向上することになる。
【００１６】
本発明の他の観点では、コンピュータにより実行され、モデルデータ及びテクスチャデータを含む画像描画用データを利用して、表示画面上に３次元オブジェクトを描画する処理を行うためのプログラムは、前記コンピュータを、前記モデルデータに基づいて、仮想３次元空間内に３次元モデルを設定するモデル設定手段、前記テクスチャデータに含まれる所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部を含む処理テクスチャを生成するテクスチャ処理手段、前記処理テクスチャを含む複数のテクスチャを、前記３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングすることにより前記３次元オブジェクトを前記表示画面上に描画する描画手段として機能させ、前記描画手段は、前記処理テクスチャの前記アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように当該処理テクスチャをマッピングする。
【００１７】
上記のプログラムをコンピュータにより実行することにより、上述の画像処理装置を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１９】
［ゲーム装置の構成］
図１は本発明の画像処理装置を適用した家庭用ゲーム装置の制御系のブロック図である。この家庭用ゲーム装置は、記憶媒体としてのＤＶＤ−ＲＯＭ１５に記録されたゲーム用プログラムに従って所定のゲームを実行するものである。
【００２０】
このゲーム装置は、モニタ９、スピーカ１０ａ及び１０ｂ、コントローラ１２、補助記憶装置１３、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５、ゲーム機本体１６とで構成される。モニタ９には家庭用のテレビ受像機が、スピーカ１０ａ及び１０ｂにはそのテレビ受像機の内蔵スピーカが一般に使用される。スピーカは、右チャンネルスピーカ１０ａ及び左チャンネルスピーカ１０ｂの２チャンネルを有する。コントローラ１２は入力装置として機能するものであり、そこにはプレイヤーによる操作を受け付ける操作部材が設けられる。
【００２１】
補助記憶装置１３は、ゲーム進行状況などに関連するデータを記憶するための記憶媒体であり、例えば半導体メモリなどを使用することができる。ＤＶＤ−ＲＯＭ１５には、本発明の画像処理を実行するために必要な画像描画用データや画像処理用プログラムが記憶されているが、それらの詳細については後述する。なお、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５の代わりに、ＣＤ−ＲＯＭや半導体メモリなどの各種記憶媒体を用いてもよい。
【００２２】
一方、ゲーム機本体１６は、マイクロプロセッサを主体として構成されたＣＰＵ１と、そのＣＰＵ１に対する主記憶装置としてのＲＯＭ２及びＲＡＭ３と、画像処理及び音声処理用のＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）４及びＳＰＵ（ＳｏｕｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）６と、それらのユニットに対するバッファ５、７と、ＤＶＤ−ＲＯＭ読取装置８とを有している。ＲＯＭ２には、ゲーム機の動作制御に必要なプログラムとしてのオペレーティングシステムが記憶されている。ＲＡＭ３には記憶媒体としてのＤＶＤ−ＲＯＭ１５から読み取ったゲーム用のプログラムやデータが必要に応じて書き込まれる。本発明では、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５から読み取った画像描画用データや画像処理用プログラムがＲＡＭ３に記憶されることになる。
【００２３】
ＧＰＵ４はＣＰＵ１から画像データを受け取ってビデオメモリ５上にゲーム画像を描画するとともに、その描画された画像のデータを所定のビデオ再生信号に変換して所定のタイミングでモニタ９に出力する。このゲーム画像は、後述する画像描画方法により描画される３次元オブジェクトを含むことができる。本発明では、ＣＰＵ１及びＧＰＵ４がＤＶＤ−ＲＯＭ１５に記憶されている画像処理用プログラムに従って動作することにより、３次元オブジェクトを含む画像の描画がなされる。
【００２４】
ＳＰＵ６は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５から読み出されてサウンドバッファ７に記録された音声、楽音等のデータや音源データ等を再生してスピーカから出力させる。
【００２５】
ＤＶＤ−ＲＯＭ読取装置８は、ＣＰＵ１からの指示に従ってＤＶＤ−ＲＯＭ１５上に記録されたプログラムやデータを読み取り、その読み取った内容に対応した信号を出力する。
【００２６】
なお、ＣＰＵ１にはバス１４を介して通信制御デバイス１１が接続され、そのデバイス１１にはコントローラ１２及び補助記憶装置１３がそれぞれ着脱自在に接続される。通信制御デバイス１１は一定周期（例えば１／６０秒）でコントローラ１２の操作部材の操作状態を走査し、その走査結果に対応した信号をＣＰＵ１に出力する。ＣＰＵ１はその信号に基づいてコントローラ１２の操作状態を判別する。なお、コントローラ１２及び補助記憶装置１３は通信制御デバイス１１に対して複数並列に接続可能である。
【００２７】
［原理説明］
次に、本発明による画像描画処理の原理について説明する。本発明の画像描画処理では、３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してテクスチャを貼り付ける（「マッピング」ともいう。）ことにより、３次元オブジェクトを描画する。その際、マッピングするテクスチャに、必要に応じてアンチエイリアス処理を施すことにより、３次元モデルを構成する複数のポリゴンの境界部分を自然に描画することを可能とする。
【００２８】
図２（ａ）に、一例として断面がコの字型である３次元モデル３０を示す。この３次元モデル３０は、各々が矩形の３つの面（ポリゴン）３１〜３３により構成されている。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｃ）に、図２に示す３次元モデル３０に対してテクスチャをマッピングする際に、アンチエイリアス処理を施した場合の例を示す。なお、図３（ａ）〜（ｃ）では、マッピング後の３次元モデルを符号４０で示している。３次元モデル４０は、図２（ａ）に示す３次元モデル３０に対して、３つのテクスチャ４１〜４３をマッピングすることにより構成される。図３（ａ）は３次元モデル４０を、テクスチャ４１の面に対して４５度程度の俯角で見た場合の斜視図であり、図２（ｂ）はテクスチャ４１の面に対して９０度に近い俯角で（即ち垂直に近い視点で）見た場合の斜視図であり、図２（ｃ）はテクスチャ４１の面に対して０度に近い俯角で（即ち水平に近い視点で）見た場合の斜視図である。
【００３０】
３次元モデル４０にマッピングされた３つのテクスチャ４１〜４３はいずれも矩形のテクスチャであり、テクスチャ４１は黄色、テクスチャ４２は赤色、テクスチャ４３は青色であると仮定する。テクスチャ４１は、中心部分（以下、「メインテクスチャ部」と呼ぶ。）４１ａと、メインテクスチャ部４１ａの長辺に沿った側部の境界部４１ｂ及び４１ｃを有する。境界部４１ｂ及び４１ｃはアンチエイリアス処理が施された部分である（以下「アンチエイリアス部」とも呼ぶ。）。具体的には、境界部４１ｂ及び４１ｃは、α（アルファ）ブレンディングなどの手法により、テクスチャ４１の色である黄色と、３次元モデル４０の背景色との中間の明るさ及び色を有するようにアンチエイリアス処理した領域である。
【００３１】
同様に、テクスチャ４２は、メインテクスチャ部４２ａと、メインテクスチャ部４２ａの長辺に沿った側部に位置し、アンチエイリアス処理が施された境界部４２ｂ及び４２ｃを有する。境界部４２ｂ及び４２ｃは、テクスチャ４２の色である赤色と、３次元モデル４０の背景色との中間の明るさ及び色を有するようにアンチエイリアス処理を施した領域である。また、テクスチャ４３は、メインテクスチャ部４３ａと、メインテクスチャ部４３ａの長辺に沿った側部に位置し、アンチエイリアス処理が施された境界部４３ｂ及び４３ｃを有する。境界部４３ｂ及び４３ｃは、テクスチャ４３の色である青色と、３次元モデル４０の背景色との中間の明るさ及び色を有するようにアンチエイリアス処理を施した領域である。
【００３２】
このように、３次元モデル４０を構成する各テクスチャ４１〜４３に対してアンチエイリアス処理を施す理由は、テクスチャ４１と４２、及び、テクスチャ４１と４３が交わってできる辺（稜線）の部分にいわゆるジャギーが発生することを防止するためである。即ち、図２（ｂ）に模式的に示すように、アンチエイリアス処理を施さないテクスチャ３４〜３６を図２（ａ）に示す３次元モデル３０の各面に対応するポリゴンにマッピングしたとすると、例えばテクスチャ３４と３５とが交わってできる辺３７のある部分３８は、拡大部分３９に示すように、テクスチャ３４側の画素とテクスチャ３５側の画素とが交互に入り組んだ形状となり、いわゆるジャギーが発生する。その結果、図２（ｂ）に示すマッピング後の３次元モデルは、辺３７の部分が不自然にギザギザに見えてしまう。
【００３３】
そのため、図３（ａ）に示すように、３次元モデル３０の各面３１〜３３にマッピングするテクスチャ４１〜４３に対して、アンチエイリアス処理を施した境界部４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃ、４３ｂ、４３ｃをそれぞれ設けることにより、各テクスチャ４１〜４３の境界部分においてジャギーの発生を防止し、各辺を滑らかに描画することが可能となる。
【００３４】
しかし、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、いずれかの面に対して水平又は垂直に近い視点から３次元モデル４０を描画すると、アンチエイリアス処理を施した境界部が背景色に溶け込んで見え、その結果、各テクスチャの間に隙間が空いたように見えるという不具合が発生する。図３（ｂ）の例では、テクスチャ４１に対して垂直に近い視点から３次元モデル４０を描画しているため、アンチエイリアス処理を施した境界部４１ｃが背景色に溶け込んで見え、テクスチャ４１と４２の間に隙間が生じているように見えてしまう。同様に、図３（ｃ）の例では、テクスチャ４２に対して水平に近い視点から３次元モデル４０を描画しているため、アンチエイリアス処理を施した境界部４２ｂが背景色に溶け込んで見え、テクスチャ４１と４２の間に隙間が生じているように見えてしまう。
【００３５】
このような不具合を防止するため、本発明では、アンチエイリアス処理を施していない領域、即ちメインテクスチャ部同士が交わるように、隣接するテクスチャをマッピングすることとした。この一例を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。図４（ａ）において、テクスチャ４１’はメインテクスチャ部４１ａのみを有し、図３（ａ）の例のように境界部４１ｂ及び４１ｃを有しない。そして、テクスチャ４１’のメインテクスチャ部４１ａは、テクスチャ４２のメインテクスチャ部４２ａ及びテクスチャ４３のメインテクスチャ部４３ａと交わるように３次元モデル３０上にマッピングされている。即ち、テクスチャ４１’のメインテクスチャ部４１ａは、テクスチャ４２及び４３のアンチエイリアス処理を施した境界部４２ｂ及び４３ｂの各端部とではなく、その内側のメインテクスチャ部４２ａ及び４３ｂの長さ方向の各端部と交わるようにマッピングされる。これにより、図３（ａ）〜（ｃ）の例のようにアンチエイリアス処理を施した境界部同士が交わる部分で隣接するテクスチャ間に隙間があるように見えることを防止することができる。
【００３６】
図４（ｂ）及び（ｃ）は、図３（ｂ）及び（ｃ）と同様の視点から図４（ａ）に示す３次元モデル４０を描画した例である。図３（ｂ）及び図３（ｃ）と比較するとわかるように、図４に示す３次元モデル４０の場合は、テクスチャ４１’、４２、４３はアンチエイリアス処理を行った境界部４２ｂ、４３ｂの端部ではなく、その内側のメインテクスチャ部４１ａと４２ａ、４１ａと４３ａの端部が相互に交わるように各テクスチャがマッピングされているので、描画された３次元モデル４０のテクスチャ間に隙間が生じたように見えることはない。また、そのようにメインテクスチャ部同士が交わるように各テクスチャ４１’、４２、４３をマッピングしても、テクスチャ４２及び４３にはアンチエイリアス処理を施した境界部が存在するので、テクスチャ４１’と４２、４１’と４３が接した部分にジャギーなどが発生することはなく、描画された画像上でテクスチャ４１’と４２、４１’と４３が滑らかに接続されることになる。
【００３７】
なお、図４（ａ）〜（ｃ）の例ではテクスチャ４１’はメインテクスチャ部４１ａのみを有し、境界部４１ｂ及び４１ｃを有しない場合を示している。このような境界部４１ｂ及び４１ｃを有しないテクスチャ４１’の代わりに、図５（ａ）に示すように、境界部４１ｂ及び４１ｃを有するテクスチャ４１を使用し、テクスチャ４１の境界部４１ｂ及び４１ｃを残したまま、テクスチャ４１のメインテクスチャ部４１ａと、テクスチャ４２及び４３のメインテクスチャ部４２ｂ及び４３ｂとがそれぞれ交わるように各テクスチャ４１〜４３をマッピングすることも可能である。図５（ａ）の例でも、アンチエイリアス処理を施した境界部４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４３ｂの端部ではなく、テクスチャ４１〜４３のメインテクスチャ部４１ａと４２ａ、４１ａと４３ａの端部が相互に交わるように各テクスチャがマッピングされるので、アンチエイリアス処理を施した部分が隙間のように見えるという不具合は発生しない。
【００３８】
また、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）は断面がコの字の３次元オブジェクトを描画する場合の例を示しているが、本発明の適用はこれには限定されない。即ち、２つの面が交わって構成される断面Ｌ字型や断面Ｖ字型（図５（ｂ）参照）の３次元オブジェクト、３つの面が交わって構成される断面三角形の３次元オブジェクト、４つの面が交わって構成される断面矩形の３次元オブジェクトなど、多種の３次元オブジェクトにおいて２つの面（ポリゴン）が交わる部分の描画に本発明を適用することができる。
【００３９】
［機能ブロック］
次に、本発明の画像処理装置の機能を説明する。図６は、本発明の画像処理装置５０の機能ブロック図である。図６に示すように、画像処理装置５０は、モデル設定手段５１と、アンチエイリアス処理手段５２と、背景画像生成手段５３と、描画手段５４とを備える。画像処理装置５０はモニタ９と接続され、モニタ９上に３次元オブジェクトの画像を描画する。
【００４０】
また、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５は、画像描画用データ６０と、画像処理用プログラム６５とを記憶している。画像処理用プログラム６５は、本発明による画像描画処理を実行するためのプログラムであり、これを図１に示すＣＰＵ１やＧＰＵ４が実行することにより、図１に示すゲーム機１６を本発明による画像処理装置として動作させることができる。
【００４１】
画像描画用データ６０は、モニタ９上に画像を描画する際に使用されるデータであり、モデルデータ６１と、テクスチャデータ６２と、背景画像データ６３とを含む。モデルデータ６０は３次元モデルの形状を示すデータであり、前述の例では図２（ａ）に示すような３次元モデルの形状を特定するデータである。テクスチャデータ６２は、３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングされるべきテクスチャのデータであり、前述の例では図３に示す各テクスチャ４１〜４３のデータである。背景画像データ６３は、３次元オブジェクトを描画する際の背景画像のデータである。
【００４２】
画像処理用プログラム６５を実行することにより実現される画像処理装置５０において、モデル設定手段５１は、モデルデータ６１を利用して、仮想的な３次元空間内に、図２（ａ）に例示するような３次元モデルを設定する。３次元モデルの設定は、実際には例えば仮想的な３次元空間内に配置されたモデルの座標データを生成することにより行われ、その場合モデル設定手段５１は３次元モデルの座標データを描画手段５４へ供給する。
【００４３】
アンチエイリアス処理手段５２は、テクスチャデータ６２に含まれる複数のテクスチャのうち必要なものに対してアンチエイリアス処理を施し、図３（ａ）に例示するような、アンチエイリアス処理が施された境界部を含むテクスチャを生成して描画手段５４に供給する。また、アンチエイリアス処理手段５２は、アンチエイリアス処理が不要なテクスチャのテクスチャデータをそのまま描画手段５４に供給する。背景画像生成手段５３は、背景画像データ６３に基づいて背景画像を生成し、描画手段５４に供給する。
【００４４】
描画手段５４は、背景画像生成手段５３が生成した背景画像をモニタ９上に描画するとともに、モデル設定手段５１により仮想的な３次元空間上に設定された３次元モデルに対して、テクスチャをマッピングする。この際、描画手段５４は、アンチエイリアス処理を施したテクスチャ（以下、「処理テクスチャ」とも呼ぶ。）と、アンチエイリアス処理を施していないテクスチャ（以下、「未処理テクスチャ」とも呼ぶ。）との両方を３次元モデルに対してマッピングすることができる。
【００４５】
ここで、描画手段５４は、図３を参照して説明したように、各テクスチャのメインテクスチャ部同士が交わるように、各テクスチャを３次元モデル上にマッピングする。よって、描画手段５４は、未処理テクスチャを、その外縁が３次元モデルを構成する各ポリゴンの外縁と一致するようにマッピングする。また、描画手段５４は、処理テクスチャを、アンチエイリアス部ではなく、メインテクスチャ部の外縁が３次元モデルを構成する各ポリゴンの外縁と一致するようにマッピングする。よって、例えば図４（ａ）のテクスチャ４２のような処理テクスチャは、アンチエイリアス部４２ｂが３次元モデルを構成する各ポリゴンの外側へ延びた状態でマッピングされることがある。
【００４６】
図３及び４を参照して説明したように、本発明の画像描画処理によれば、３次元モデルを構成するポリゴンに対してマッピングされたテクスチャの間に隙間が空いているような状態で画像が描画されることが防止される。また、処理テクスチャをマッピングした場合は、アンチエイリアス部を有するので、テクスチャ同士が交わった辺の部分を滑らかに描画することができる。
【００４７】
［画像描画処理］
次に、本発明による画像描画処理について図７のフローチャートを参照して説明する。なお、この画像描画処理は、図６に示すように、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５などの記憶媒体に記憶された画像処理用プログラムをゲーム機１６のＣＰＵ１などが実行し、図６に示す各手段として機能することにより実現される。
【００４８】
まず、背景画像生成手段５３は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５などの記憶媒体から背景画像データを取得して背景画像を生成し、描画手段５４へ供給する（ステップＳ１）。
【００４９】
次に、モデル設定手段５１がＤＶＤ−ＲＯＭ１５などの記憶媒体からモデルデータを取得し、それに基づいて３次元モデルを仮想３次元空間内に設定する（ステップＳ２）。
【００５０】
次に、アンチエイリアス処理手段５２は、ステップＳ１で取得されたモデルデータに対応する３次元モデルに対してマッピングすべき複数のテクスチャのテクスチャデータをＤＶＤ−ＲＯＭ１５から取得する（ステップＳ３）。そして、アンチエイリアス処理手段５２は、取得した複数のテクスチャに対して、必要に応じてアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部を有する処理テクスチャを生成する（ステップＳ４）。
【００５１】
各テクスチャの各辺に対してアンチエイリアス処理を施すか否かは、基本的にはそのテクスチャを使用する３次元モデルとの関係で予め決定しておくことができる。例えば図２（ａ）の例の場合、３次元モデル３０に対しては図４（ａ）に示す３つのテクスチャ４１’、４２、４３が各面（ポリゴン）にマッピングされることが予め決められている。また、その際、テクスチャ４１’はアンチエイリアス処理が不要であること、テクスチャ４２及び４３は各々の長辺に沿ってアンチエイリアス処理が必要であることも予め決定されている。それらの情報は、例えば図２に示す３次元モデル３０のモデルデータ中、又は、テクスチャデータ中に予め含めておくことができる。アンチエイリアス処理手段５２は、そのようなアンチエイリアス処理の要否を示すデータを参照して、所定のテクスチャの所定の辺に対してアンチエイリアス処理を施す。アンチエイリアス処理自体は種々の手法を利用することができるが、一例としては、各テクスチャデータと、ステップＳ１で生成した背景画像のデータとをαブレンディングすることによりアンチエイリアス部を生成することができる。
【００５２】
こうして、必要なアンチエイリアス処理が完了すると、アンチエイリアス処理手段５２は必要な処理テクスチャと未処理テクスチャを描画手段５４に供給する。描画手段５４は、仮想３次元空間内に設定された３次元モデルを構成する各ポリゴンに対して、対応するテクスチャをマッピングすることにより、３次元オブジェクトをモニタ９上に描画する（ステップＳ５）。このとき、前述のように、描画手段５４は、処理テクスチャか未処理テクスチャかを問わず、処理テクスチャのメインテクスチャ部及び未処理テクスチャの外縁が相互に交わるように各テクスチャをポリゴン上にマッピングする。以上のようにして、所定の３次元モデルに対応する３次元オブジェクトの画像がモニタ９上に描画される。
【００５３】
［奥行き方向におけるマッピング処理］
次に、ある視点から見た３次元オブジェクトの奥行き方向におけるマッピング処理について説明する。例えば、図２に例示した３次元モデル３０が、図８（ａ）に示すように表示画像の奥行き方向に十分に長いと仮定する。この場合、３次元モデル３０の面３２は複数のポリゴンから構成されており、描画手段５４は各ポリゴンに対して図８（ａ）に示すようにテクスチャＴ１〜Ｔｎをマッピングすることになる。個々のテクスチャＴ１〜Ｔｎの例を図８（ｂ）に示す。ポリゴンの大きさに応じて予め整数倍の異なる大きさの複数のテクスチャを用意し、描画手段５４は各ポリゴンの奥行きに応じて適切な大きさのテクスチャをマッピングする。これにより、表示画像上において３次元オブジェクトを移動させた場合に、画面の奥の方に位置するテクスチャがちらついて見えることを防止することができる。なお、このような手法をミップマッピング（ＭｉｐＭａｐｐｉｎｇ）と呼ぶ。
【００５４】
マッピングの対象として予め用意されるテクスチャは、それらの色情報に加えて透明度の情報を有する。これはミップマッピングの場合も同様である。透明度が不透明に設定されたテクスチャは、そのテクスチャが有する色情報に従ってモニタ９上に描画される。透明度が半透明（不透明と透明の中間）に設定されているテクスチャは、そのテクスチャの色情報に従って描画されるが、明るさが半分となるように描画される。また、透明度が透明に設定されたテクスチャは、色情報がどのように設定されているかに拘わらず、描画は不要となる。
【００５５】
この性質を利用し、奥行き方向に深い（視点から見て遠い）位置にあるテクスチャは、予め透明度を透明に設定しておくことにより、３次元オブジェクトの描画時に実際にはそのテクスチャを描画しないようにすることができる。奥行き方向に十分に深い位置にあるテクスチャは、上述のミップマッピング処理によって十分に小さいテクスチャとして描画されることになるが、あまり小さいテクスチャは描画してもしなくても画像全体としてはそれほど大きな差異は生じない。また、テクスチャの色などによっては、前述のミップマッピング処理を行っていたとしても、３次元オブジェクトの移動に伴ってやはり画像がちらつくように見えることもある。そこで、奥行き方向において所定の距離以上の奥行き位置にマッピングされるべき全てのテクスチャの透明度を透明に設定することにより、そのようなテクスチャの描画を省略することができる。
【００５６】
実際に３次元オブジェクトを描画する際には、その３次元オブジェクトを構成する複数のポリゴンに対応するテクスチャ毎に透明度及び色情報が予め設定されており、それらに基づいて前述の描画手段５４が各テクスチャを描画する。しかし、所定距離以上の奥行きに位置するテクスチャの透明度を予め透明に設定しておくことにより、そのテクスチャを描画する処理は不要となる。よって、その分３次元オブジェクトを描画する際に必要となる処理量を減少させ、描画を迅速に行うことができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、３次元モデルに対して複数のテクスチャをマッピングして３次元オブジェクトを描画する際、各テクスチャのアンチエイリアス部ではなく、メインテクスチャ部同士が相互に交わるように各テクスチャをマッピングするので、３次元オブジェクトを描画する際の視点の方向によって、テクスチャの間に隙間ができたように見えるという不具合を防止することができる。これにより、３次元オブジェクトを違和感なく自然に描画することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された家庭用ゲーム装置の制御系ブロック図である。
【図２】３次元モデルの一例を示す。
【図３】図２に示す３次元モデルに対して、アンチエイリアス部同士が交わるようにテクスチャをマッピングした例を示す。
【図４】図２に示す３次元モデルに対して、本発明の画像処理に従ってメインテクスチャ部同士が交わるようにテクスチャをマッピングした例を示す。
【図５】本発明の画像描画処理に従ってテクスチャをマッピングした他の例を示す。
【図６】本発明による画像処理装置の機能ブロックを示す。
【図７】本発明による画像処理装置による画像描画処理を示すフローチャートである。
【図８】表示画像の奥行き方向におけるマッピング処理方法を説明する図である。
【符号の説明】
１ＣＰＵ
２ＲＯＭ
３ＲＡＭ
４ＧＰＵ
５ビデオメモリ
６ＳＰＵ
７サウンドバッファ
８ＤＶＤ−ＲＯＭ読取装置
９モニタ
１５ＤＶＤ−ＲＯＭ
１６ゲーム機本体
５０画像処理装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus and program using computer graphics technology.
[0002]
[Prior art]
In computer graphics, anti-aliasing is known as a method for naturally drawing a linear boundary line that divides two regions, such as an object and an object, or an object and a background. . Anti-aliasing is a technique that assigns the brightness and color between the pixels of two adjacent areas to the pixels that constitute the boundary between two adjacent areas, thereby reducing the occurrence of jaggedness called jaggy. And the natural boundary between the two areas can be seen.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, when anti-aliasing is applied to the boundary of each surface constituting a rectangular parallelepiped in a three-dimensional object such as a rectangular parallelepiped, a gap is generated in the portion to which anti-aliasing is applied depending on the viewpoint position when drawing the three-dimensional object. It may look like For example, assuming a three-dimensional object composed of two surfaces that intersect each other so that the cross section is substantially L-shaped, anti-aliasing processing is performed in the vicinity of one side where the two surfaces intersect each other. Assume that it has been applied. In this case, when this model is drawn from a viewpoint having a depression angle close to 45 degrees with respect to both of the two surfaces, the two surfaces appear to be continuous. However, when this object is drawn from a viewpoint that is almost horizontal or vertical with respect to one of the faces, the area to which anti-aliasing is applied looks like a gap, and a gap is created at the boundary between two adjacent faces. The problem of appearing discontinuous can arise.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and effectively renders a three-dimensional object by effectively performing anti-aliasing processing in such a manner that the image does not feel strange depending on the direction of the viewpoint. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and a program capable of performing the above.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In one aspect of the present invention, an image processing apparatus that performs processing for drawing a three-dimensional object on a display screen using image drawing data including model data and texture data is based on the model data. Model setting means for setting a three-dimensional model in a three-dimensional space; and texture processing means for applying a anti-aliasing process to a predetermined texture included in the texture data and generating a processing texture including an anti-aliasing part and a main texture part; Drawing means for drawing the three-dimensional object on the display screen by mapping a plurality of textures including the processing texture to a plurality of polygons constituting the three-dimensional model, Are the anti-aliasing part and the main part of the processed texture. And the boundary of the texture portion, and the other texture maps the processed texture to intersect.
[0006]
The image processing apparatus draws a three-dimensional object on a display screen such as a display device using image drawing data. The image drawing data includes model data and texture data. The model data is data for specifying a model of a three-dimensional object (that is, a three-dimensional model), and can be data such as coordinates in a virtual three-dimensional space, for example. The three-dimensional model is composed of a plurality of polygons, and the texture data includes a plurality of textures to be mapped to each polygon.
[0007]
Drawing of a three-dimensional object is performed as follows. First, the model setting means sets a 3D model in the virtual 3D space using the model data. The setting of the three-dimensional model can be performed, for example, by setting the position coordinates of each polygon constituting the three-dimensional model in the coordinate system of the virtual three-dimensional space. Next, the antialiasing processing unit performs antialiasing processing on a predetermined texture among the plurality of textures to generate a processed texture having an antialiasing portion and a main texture portion. The anti-aliasing part is a part generated by the anti-aliasing process, and the main texture part is a part corresponding to the original texture before the anti-aliasing process. The drawing means draws a three-dimensional object by mapping a plurality of textures to a plurality of polygons constituting the three-dimensional model. Here, when mapping the processing texture, the drawing unit maps the processing texture so that the boundary between the anti-aliasing part and the main texture part of the processing texture intersects with another texture. That is, the processed texture is adjacent to another texture not at the end of the anti-aliasing part but at the end of the main texture part. Therefore, it is possible to prevent a problem that the anti-aliasing portion looks like a gap on the drawn image due to the movement of the viewpoint when drawing the three-dimensional object. This makes it possible to draw a three-dimensional object naturally.
[0008]
In one aspect of the image processing apparatus, when the drawing unit maps two processing textures adjacent to each other, a boundary line between the anti-aliasing part and the main texture part of one processing texture, and another one The two processed textures can be mapped so that the boundary line between the anti-alias part and the main texture part of the two processed textures overlaps.
[0009]
According to this aspect, when the processed textures subjected to the anti-aliasing process are mapped adjacent to each other, the ends of the main texture part are drawn overlapping each other. Therefore, in the portion where the processed textures subjected to anti-aliasing processing are adjacently mapped in the three-dimensional object, the end portions of the anti-aliasing portion are not adjacently arranged. As a result, it is possible to prevent a problem that the anti-aliasing part looks like a gap, and it is possible to draw a region where the processing textures are adjacent to each other without a sense of incompatibility.
[0010]
In another aspect of the above image processing apparatus, when the drawing unit maps one processed texture and an unprocessed texture that has not been subjected to anti-aliasing adjacent to each other, the anti-aliasing of the one processed texture is performed. The processed texture and the unprocessed texture can be mapped so that a boundary line between the image processing unit and the main texture unit overlaps one side of the unprocessed texture.
[0011]
According to this aspect, when the processed texture subjected to the anti-aliasing process and the unprocessed texture not subjected to the anti-aliasing process are mapped adjacent to each other, the main texture portion of the processed texture and one side of the unprocessed texture are Overlapped drawing. Therefore, in the part where the processed texture and the unprocessed texture are mapped adjacently in the three-dimensional object, the end of the anti-aliasing part and the end of the unprocessed texture are not arranged so as to overlap each other. As a result, it is possible to prevent a problem that the anti-aliasing part looks like a gap, and it is possible to draw a region where the processed texture and the unprocessed texture are adjacent to each other without a sense of incongruity.
[0012]
In still another aspect of the image processing device, the image drawing data may further include background image data, and the anti-aliasing processing unit applies the background image data to the predetermined texture. Anti-aliasing can be applied. In this case, the anti-aliasing processing unit can α blend the pixel data constituting the background image data and the pixel data constituting the predetermined texture.
[0013]
According to this aspect, since the anti-aliasing unit is generated by, for example, α blending the pixel data of the original texture and the pixel data of the background image, a so-called jaggy or the like is generated at the boundary of the processing texture. It is not drawn naturally. Note that α blending is a method of combining two images at a predetermined ratio (α), and is used in translucent processing or the like.
[0014]
In still another aspect of the image processing apparatus, the drawing unit applies a polygon in a depth position equal to or greater than a predetermined distance from a viewpoint when the three-dimensional object is drawn in the virtual three-dimensional space. May not map the texture.
[0015]
When drawing a three-dimensional object, an observer does not feel a great difference whether or not a polygon existing at a depth position greater than a predetermined distance is drawn. In addition, such a small texture mapped to a deep depth position may cause flickering on the drawn image when moving the drawn three-dimensional object, so do not draw from the aspect of image quality. Is effective. Further, if such a texture is not mapped, the processing corresponding to that is reduced, and the drawing speed is also improved.
[0016]
In another aspect of the present invention, there is provided a program executed by a computer for performing processing for drawing a three-dimensional object on a display screen using image drawing data including model data and texture data. A model setting unit for setting a three-dimensional model in a virtual three-dimensional space based on the model data; a process including an anti-aliasing unit and a main texture unit that performs an anti-aliasing process on a predetermined texture included in the texture data Texture processing means for generating texture, and drawing means for drawing the three-dimensional object on the display screen by mapping a plurality of textures including the processed texture to a plurality of polygons constituting the three-dimensional model The drawing means And the boundary of the anti-aliasing portion and the main texture of serial processing textures, and the other texture maps the processed texture to intersect.
[0017]
The above-described image processing apparatus can be realized by executing the above program by a computer.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
[Configuration of game device]
FIG. 1 is a block diagram of a control system of a consumer game device to which the image processing apparatus of the present invention is applied. This home game device executes a predetermined game in accordance with a game program recorded on a DVD-ROM 15 as a storage medium.
[0020]
This game device includes a monitor 9, speakers 10a and 10b, a controller 12, an auxiliary storage device 13, a DVD-ROM 15, and a game machine body 16. A home television receiver is generally used for the monitor 9, and a built-in speaker of the television receiver is generally used for the speakers 10a and 10b. The speaker has two channels, a right channel speaker 10a and a left channel speaker 10b. The controller 12 functions as an input device, and is provided with an operation member that receives an operation by the player.
[0021]
The auxiliary storage device 13 is a storage medium for storing data related to game progress and the like, and for example, a semiconductor memory can be used. The DVD-ROM 15 stores image drawing data and an image processing program necessary for executing the image processing of the present invention, and details thereof will be described later. Note that various storage media such as a CD-ROM and a semiconductor memory may be used instead of the DVD-ROM 15.
[0022]
On the other hand, the game machine main body 16 includes a CPU 1 mainly composed of a microprocessor, a ROM 2 and a RAM 3 as main storages for the CPU 1, a GPU (Graphics Processing Unit) 4 for image processing and sound processing, and a SPU (Sound). (Processing Unit) 6, buffers 5 and 7 for those units, and a DVD-ROM reader 8. The ROM 2 stores an operating system as a program necessary for operation control of the game machine. In the RAM 3, a game program and data read from a DVD-ROM 15 as a storage medium are written as necessary. In the present invention, image drawing data and image processing programs read from the DVD-ROM 15 are stored in the RAM 3.
[0023]
The GPU 4 receives image data from the CPU 1, draws a game image on the video memory 5, converts the drawn image data into a predetermined video reproduction signal, and outputs it to the monitor 9 at a predetermined timing. This game image can include a three-dimensional object drawn by an image drawing method described later. In the present invention, the CPU 1 and the GPU 4 operate according to the image processing program stored in the DVD-ROM 15 to draw an image including a three-dimensional object.
[0024]
The SPU 6 reproduces data such as voice and musical sound and sound source data read from the DVD-ROM 15 and recorded in the sound buffer 7 and outputs them from the speaker.
[0025]
The DVD-ROM reader 8 reads a program or data recorded on the DVD-ROM 15 in accordance with an instruction from the CPU 1 and outputs a signal corresponding to the read content.
[0026]
Note that a communication control device 11 is connected to the CPU 1 via a bus 14, and a controller 12 and an auxiliary storage device 13 are detachably connected to the device 11. The communication control device 11 scans the operation state of the operation member of the controller 12 at a constant cycle (for example, 1/60 seconds), and outputs a signal corresponding to the scan result to the CPU 1. The CPU 1 determines the operation state of the controller 12 based on the signal. A plurality of controllers 12 and auxiliary storage devices 13 can be connected to the communication control device 11 in parallel.
[0027]
[Principle explanation]
Next, the principle of image drawing processing according to the present invention will be described. In the image drawing processing of the present invention, a three-dimensional object is drawn by pasting a texture (also referred to as “mapping”) to a plurality of polygons constituting a three-dimensional model. At that time, by performing anti-aliasing processing on the texture to be mapped as necessary, it becomes possible to naturally draw the boundary portions of a plurality of polygons constituting the three-dimensional model.
[0028]
FIG. 2A shows a three-dimensional model 30 having a U-shaped cross section as an example. The three-dimensional model 30 includes three surfaces (polygons) 31 to 33 each having a rectangular shape.
[0029]
FIGS. 3A to 3C show examples when antialiasing is performed when texture is mapped to the three-dimensional model 30 shown in FIG. 3A to 3C, the three-dimensional model after mapping is indicated by reference numeral 40. The three-dimensional model 40 is configured by mapping three textures 41 to 43 to the three-dimensional model 30 shown in FIG. FIG. 3A is a perspective view when the three-dimensional model 40 is viewed at a depression angle of about 45 degrees with respect to the surface of the texture 41, and FIG. 2B is 90 degrees with respect to the surface of the texture 41. FIG. 2C is a perspective view when viewed from a close depression angle (that is, from a viewpoint close to vertical), and FIG. 2C is a view from a depression angle close to 0 degrees with respect to the surface of the texture 41 (that is, from a viewpoint close to horizontal). FIG.
[0030]
It is assumed that the three textures 41 to 43 mapped to the three-dimensional model 40 are all rectangular textures, the texture 41 is yellow, the texture 42 is red, and the texture 43 is blue. The texture 41 has a central portion (hereinafter referred to as “main texture portion”) 41 a and side boundary portions 41 b and 41 c along the long side of the main texture portion 41 a. The boundary portions 41b and 41c are portions subjected to anti-aliasing processing (hereinafter also referred to as “anti-aliasing portions”). Specifically, the boundary portions 41 b and 41 c have brightness and color intermediate between the yellow color that is the color of the texture 41 and the background color of the three-dimensional model 40 by a method such as α (alpha) blending. This is an anti-aliased area.
[0031]
Similarly, the texture 42 has a main texture portion 42a and boundary portions 42b and 42c that are located on the side portions along the long side of the main texture portion 42a and have been subjected to anti-aliasing. The boundary portions 42 b and 42 c are regions that have been subjected to anti-aliasing so as to have a brightness and color intermediate between the red color that is the color of the texture 42 and the background color of the three-dimensional model 40. The texture 43 includes a main texture portion 43a and boundary portions 43b and 43c that are located on the side portions along the long side of the main texture portion 43a and have been subjected to anti-aliasing. The boundary portions 43 b and 43 c are regions that have been subjected to anti-aliasing so as to have brightness and color intermediate between the blue color that is the color of the texture 43 and the background color of the three-dimensional model 40.
[0032]
As described above, the reason why the anti-aliasing process is performed on each of the textures 41 to 43 constituting the three-dimensional model 40 is that the textures 41 and 42 and the so-called jaggy on the side (ridge line) formed by the intersection of the textures 41 and 43. This is to prevent the occurrence of. That is, as schematically shown in FIG. 2B, if the textures 34 to 36 that are not subjected to anti-aliasing are mapped to polygons corresponding to each surface of the three-dimensional model 30 shown in FIG. A portion 38 having a side 37 formed by the intersection of the textures 34 and 35 has a shape in which pixels on the texture 34 side and pixels on the texture 35 side are alternately arranged as shown in the enlarged portion 39, and so-called jaggy is generated. . As a result, in the three-dimensional model after mapping shown in FIG. 2B, the side 37 portion appears unnaturally jagged.
[0033]
Therefore, as shown in FIG. 3A, boundary portions 41 b, 41 c, 42 b, 42 c, 43 b, which have been subjected to anti-aliasing processing on the textures 41 to 43 mapped to the respective surfaces 31 to 33 of the three-dimensional model 30, By providing 43c, it is possible to prevent the occurrence of jaggies at the boundaries between the textures 41 to 43 and draw each side smoothly.
[0034]
However, as shown in FIGS. 3B and 3C, when the three-dimensional model 40 is drawn from a horizontal or vertical viewpoint with respect to any surface, the antialiased boundary portion melts into the background color. As a result, there is a problem that a gap appears between the textures. In the example of FIG. 3B, since the three-dimensional model 40 is drawn from a viewpoint that is nearly perpendicular to the texture 41, the anti-aliased boundary portion 41c appears to melt into the background color, and the textures 41 and 42 appear. It seems that there is a gap between them. Similarly, in the example of FIG. 3C, since the three-dimensional model 40 is drawn from a viewpoint that is almost horizontal with respect to the texture 42, the boundary portion 42b subjected to the anti-aliasing process appears to be melted into the background color. It appears that there is a gap between 41 and 42.
[0035]
In order to prevent such inconvenience, in the present invention, adjacent textures are mapped so that regions not subjected to anti-aliasing processing, that is, main texture portions intersect each other. An example of this is shown in FIGS. In FIG. 4A, the texture 41 ′ has only the main texture portion 41a, and does not have the boundary portions 41b and 41c as in the example of FIG. The main texture portion 41 a of the texture 41 ′ is mapped on the three-dimensional model 30 so as to intersect with the main texture portion 42 a of the texture 42 and the main texture portion 43 a of the texture 43. That is, the main texture portion 41a of the texture 41 'is not the end portions of the boundary portions 42b and 43b subjected to the anti-aliasing processing of the textures 42 and 43, but each of the main texture portions 42a and 43b in the length direction thereof. It is mapped so as to cross the end. Thereby, it can be prevented that there is a gap between adjacent textures at a portion where the boundary portions subjected to the anti-aliasing process intersect as in the examples of FIGS.
[0036]
FIGS. 4B and 4C are examples in which the three-dimensional model 40 shown in FIG. 4A is drawn from the same viewpoint as FIGS. 3B and 3C. As can be seen from comparison with FIGS. 3B and 3C, in the case of the three-dimensional model 40 shown in FIG. 4, the textures 41 ′, 42, and 43 are the edges of the boundary portions 42b and 43b that have undergone anti-aliasing. Since the textures are mapped so that the ends of the main texture portions 41a and 42a and 41a and 43a inside each other intersect with each other, there is a gap between the rendered three-dimensional model 40 textures. Don't look like. Further, even if the textures 41 ′, 42, and 43 are mapped so that the main texture portions intersect with each other, the textures 42 ′ and 43 have a boundary portion subjected to anti-aliasing processing. , 41 ′ and 43 are not in contact with each other, and the texture 41 ′ and 42, 41 ′ and 43 are smoothly connected on the rendered image.
[0037]
In the example of FIGS. 4A to 4C, the texture 41 ′ has only the main texture portion 41a and does not have the boundary portions 41b and 41c. Instead of the texture 41 ′ having no boundary portions 41b and 41c, the texture 41 having the boundary portions 41b and 41c is used as shown in FIG. 5A, and the boundary portions 41b and 41c of the texture 41 are changed. It is also possible to map the textures 41 to 43 so that the main texture portion 41a of the texture 41 and the main texture portions 42b and 43b of the textures 42 and 43 intersect with each other. In the example of FIG. 5A as well, the end portions of the main texture portions 41a and 42a and the end portions of 41a and 43a of the textures 41 to 43 are not mutually connected instead of the end portions of the boundary portions 41b, 41c, 42b, and 43b subjected to the anti-aliasing process. Since the textures are mapped so as to cross each other, there is no problem that the anti-aliased portion looks like a gap.
[0038]
4A to 4C and FIG. 5A illustrate an example of drawing a three-dimensional object having a U-shaped cross section, the application of the present invention is not limited to this. That is, a three-dimensional object having an L-shaped cross section or a V-shaped cross section (see FIG. 5B) configured by crossing two surfaces, a three-dimensional object having a triangular cross section configured by crossing three surfaces, 4 The present invention can be applied to a drawing of a portion where two surfaces (polygons) intersect in various three-dimensional objects such as a three-dimensional object having a rectangular cross section formed by intersecting two surfaces.
[0039]
[Function block]
Next, functions of the image processing apparatus of the present invention will be described. FIG. 6 is a functional block diagram of the image processing apparatus 50 of the present invention. As shown in FIG. 6, the image processing apparatus 50 includes a model setting unit 51, an anti-aliasing processing unit 52, a background image generation unit 53, and a drawing unit 54. The image processing device 50 is connected to the monitor 9 and draws an image of a three-dimensional object on the monitor 9.
[0040]
The DVD-ROM 15 stores image drawing data 60 and an image processing program 65. The image processing program 65 is a program for executing the image drawing processing according to the present invention, and is executed by the CPU 1 or the GPU 4 shown in FIG. 1, thereby causing the game machine 16 shown in FIG. It can be operated as a device.
[0041]
The image drawing data 60 is data used when drawing an image on the monitor 9, and includes model data 61, texture data 62, and background image data 63. The model data 60 is data indicating the shape of the three-dimensional model. In the above example, the model data 60 is data specifying the shape of the three-dimensional model as shown in FIG. The texture data 62 is texture data to be mapped to a plurality of polygons constituting the three-dimensional model. In the above example, the texture data 62 is data of the textures 41 to 43 shown in FIG. The background image data 63 is data of a background image when drawing a three-dimensional object.
[0042]
In the image processing apparatus 50 realized by executing the image processing program 65, the model setting unit 51 uses the model data 61 to illustrate in a virtual three-dimensional space as shown in FIG. Such a three-dimensional model is set. The setting of the three-dimensional model is actually performed by, for example, generating coordinate data of a model arranged in a virtual three-dimensional space. In this case, the model setting unit 51 draws the coordinate data of the three-dimensional model. 54.
[0043]
The anti-aliasing processing unit 52 performs anti-aliasing processing on necessary ones of a plurality of textures included in the texture data 62, and includes a texture including a boundary portion subjected to anti-aliasing processing as illustrated in FIG. Is generated and supplied to the drawing means 54. Further, the anti-aliasing processing unit 52 supplies texture data of a texture that does not require anti-aliasing processing to the drawing unit 54 as it is. The background image generation unit 53 generates a background image based on the background image data 63 and supplies the background image to the drawing unit 54.
[0044]
The drawing unit 54 draws the background image generated by the background image generation unit 53 on the monitor 9 and maps the texture to the three-dimensional model set in the virtual three-dimensional space by the model setting unit 51. To do. At this time, the drawing unit 54 uses both an anti-aliased texture (hereinafter also referred to as “processed texture”) and an anti-aliased texture (hereinafter also referred to as “unprocessed texture”). Mapping can be performed for a three-dimensional model.
[0045]
Here, as described with reference to FIG. 3, the drawing unit 54 maps each texture on the three-dimensional model so that the main texture portions of each texture intersect. Therefore, the drawing unit 54 maps the unprocessed texture so that the outer edge matches the outer edge of each polygon constituting the three-dimensional model. Further, the drawing unit 54 maps the processed texture so that the outer edge of the main texture part is not the anti-alias part, but the outer edge of each polygon constituting the three-dimensional model. Therefore, for example, a processing texture such as the texture 42 in FIG. 4A may be mapped in a state in which the antialiasing unit 42b extends to the outside of each polygon constituting the three-dimensional model.
[0046]
As described with reference to FIGS. 3 and 4, according to the image drawing processing of the present invention, the image is displayed in a state where there is a gap between the textures mapped to the polygons constituting the three-dimensional model. Is prevented from being drawn. In addition, when the processing texture is mapped, since the anti-aliasing portion is provided, the side portion where the textures intersect can be drawn smoothly.
[0047]
[Image drawing processing]
Next, image drawing processing according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. In this image drawing process, as shown in FIG. 6, the CPU 1 of the game machine 16 executes an image processing program stored in a storage medium such as a DVD-ROM 15 and functions as each unit shown in FIG. Is realized.
[0048]
First, the background image generation unit 53 acquires background image data from a storage medium such as the DVD-ROM 15, generates a background image, and supplies the background image to the drawing unit 54 (step S1).
[0049]
Next, the model setting means 51 acquires model data from a storage medium such as the DVD-ROM 15, and sets a three-dimensional model in the virtual three-dimensional space based on the model data (step S2).
[0050]
Next, the anti-aliasing processing unit 52 acquires texture data of a plurality of textures to be mapped to the three-dimensional model corresponding to the model data acquired in step S1 from the DVD-ROM 15 (step S3). Then, the anti-aliasing processing unit 52 performs anti-aliasing processing on the acquired plurality of textures as necessary to generate a processed texture having an anti-aliasing part (step S4).
[0051]
Whether or not to perform anti-aliasing for each side of each texture can be determined in advance in relation to the three-dimensional model that uses the texture. For example, in the case of the example of FIG. 2A, for the three-dimensional model 30, it is predetermined that the three textures 41 ′, 42, and 43 shown in FIG. ing. At this time, it is also determined in advance that the texture 41 ′ does not need anti-aliasing, and that the textures 42 and 43 need anti-aliasing along their long sides. Such information can be included in advance, for example, in the model data of the three-dimensional model 30 shown in FIG. 2 or in the texture data. The anti-aliasing processing unit 52 refers to data indicating the necessity of such anti-aliasing processing and performs anti-aliasing processing on a predetermined side of a predetermined texture. Various methods can be used for the anti-aliasing process itself. As an example, an anti-aliasing part can be generated by α-blending each texture data and the background image data generated in step S1.
[0052]
Thus, when the necessary anti-aliasing processing is completed, the anti-aliasing processing means 52 supplies the necessary processing texture and unprocessed texture to the drawing means 54. The drawing means 54 draws a three-dimensional object on the monitor 9 by mapping the corresponding texture to each polygon constituting the three-dimensional model set in the virtual three-dimensional space (step S5). At this time, as described above, the drawing unit 54 maps each texture on the polygon so that the main texture portion of the processed texture and the outer edge of the unprocessed texture intersect each other regardless of whether the texture is processed texture or unprocessed texture. . As described above, an image of a three-dimensional object corresponding to a predetermined three-dimensional model is drawn on the monitor 9.
[0053]
[Mapping process in depth direction]
Next, mapping processing in the depth direction of a three-dimensional object viewed from a certain viewpoint will be described. For example, it is assumed that the three-dimensional model 30 illustrated in FIG. 2 is sufficiently long in the depth direction of the display image as illustrated in FIG. In this case, the surface 32 of the three-dimensional model 30 is composed of a plurality of polygons, and the drawing unit 54 maps the textures T1 to Tn to each polygon as shown in FIG. 8A. An example of individual textures T1 to Tn is shown in FIG. A plurality of textures having different integer multiples are prepared in advance according to the size of the polygon, and the drawing unit 54 maps a texture having an appropriate size according to the depth of each polygon. Thereby, when the three-dimensional object is moved on the display image, it is possible to prevent the texture located at the back of the screen from flickering. Such a method is referred to as “Mip Mapping”.
[0054]
Textures prepared in advance as mapping targets have transparency information in addition to their color information. The same applies to mip mapping. The texture whose transparency is set to opaque is drawn on the monitor 9 according to the color information of the texture. A texture whose transparency is set to semi-transparent (between opaque and transparent) is drawn according to the color information of the texture, but is drawn so that the brightness is halved. In addition, a texture whose transparency is set to be transparent does not need to be drawn regardless of how the color information is set.
[0055]
By using this property, textures that are deep in the depth direction (far from the viewpoint) are not drawn when the 3D object is drawn by setting the transparency to transparent in advance. Can be. Textures that are deep enough in the depth direction will be drawn as sufficiently small textures by the mip mapping process described above, but there is not much difference as a whole image even if not very small textures are drawn. Does not occur. Also, depending on the color of the texture, the image may still appear to flicker with the movement of the three-dimensional object even if the mip mapping process described above is performed. Therefore, drawing of such textures can be omitted by setting the transparency of all textures to be mapped to depth positions that are equal to or greater than a predetermined distance in the depth direction.
[0056]
When actually drawing a three-dimensional object, transparency and color information are set in advance for each texture corresponding to a plurality of polygons constituting the three-dimensional object. Draw a texture. However, if the transparency of a texture located at a depth of a predetermined distance or more is set to be transparent in advance, the process of drawing the texture becomes unnecessary. Therefore, it is possible to reduce the amount of processing required when drawing a three-dimensional object and to perform drawing quickly.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a plurality of textures are mapped to a three-dimensional model and a three-dimensional object is drawn, the main texture portions intersect with each other instead of the anti-aliasing portion of each texture. Since the textures are mapped to each other, it is possible to prevent a problem that a gap appears between the textures depending on the direction of the viewpoint when the three-dimensional object is drawn. Thereby, it becomes possible to draw a three-dimensional object naturally without a sense of incongruity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a control system of a consumer game device to which the present invention is applied.
FIG. 2 shows an example of a three-dimensional model.
FIG. 3 shows an example in which textures are mapped so that anti-aliasing parts intersect with the three-dimensional model shown in FIG. 2;
4 shows an example in which textures are mapped on the three-dimensional model shown in FIG. 2 so that main texture portions intersect each other according to the image processing of the present invention.
FIG. 5 shows another example in which a texture is mapped in accordance with the image drawing process of the present invention.
FIG. 6 shows functional blocks of an image processing apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing image drawing processing by the image processing apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a mapping processing method in a depth direction of a display image.
[Explanation of symbols]
1 CPU
2 ROM
3 RAM
4 GPU
5 Video memory
6 SPU
7 Sound buffer
8 DVD-ROM reader
9 Monitor
15 DVD-ROM
16 Game console
50 Image processing device

Claims

モデルデータ及びテクスチャデータを含む画像描画用データを利用して、表示画面上に３次元オブジェクトを描画する処理を行う画像処理装置であって、
前記モデルデータに基づいて、仮想３次元空間内に３次元モデルを設定するモデル設定手段と、
前記テクスチャデータに含まれる所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部を含む処理テクスチャを生成するテクスチャ処理手段と、
前記処理テクスチャを含む複数のテクスチャを、前記３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングすることにより前記３次元オブジェクトを前記表示画面上に描画する描画手段と、を備え、
前記描画手段は、前記処理テクスチャの前記アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように当該処理テクスチャをマッピングすることを特徴とする画像処理装置。An image processing apparatus that performs processing for drawing a three-dimensional object on a display screen using image drawing data including model data and texture data,
Model setting means for setting a three-dimensional model in a virtual three-dimensional space based on the model data;
Texture processing means for performing anti-aliasing processing on a predetermined texture included in the texture data and generating a processing texture including an anti-aliasing portion and a main texture portion;
Drawing means for drawing the three-dimensional object on the display screen by mapping a plurality of textures including the processing texture to a plurality of polygons constituting the three-dimensional model;
The image processing apparatus, wherein the drawing unit maps the processing texture so that a boundary between the anti-aliasing part and the main texture part of the processing texture intersects with another texture.

前記描画手段は、２つの処理テクスチャ同士を隣接させてマッピングする場合、１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、他の１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線とが重なるように、当該２つの処理テクスチャをマッピングすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。In the case where the two processing textures are mapped adjacent to each other, the drawing unit maps a boundary line between the anti-aliasing part and the main texture part of one processing texture, and the anti-aliasing part and the main of another processing texture. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the two processing textures are mapped so that a boundary line with the texture portion overlaps.

前記描画手段は、１つの処理テクスチャと、アンチエイリアス処理が施されていない未処理テクスチャとを隣接させてマッピングする場合、前記１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、前記未処理テクスチャの１辺とが重なるように、当該処理テクスチャと当該未処理テクスチャとをマッピングすることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。When the drawing unit maps one processed texture and an unprocessed texture that has not been subjected to anti-aliasing processing adjacent to each other, a boundary line between the anti-aliasing portion and the main texture portion of the one processing texture; The image processing apparatus according to claim 1, wherein the processed texture and the unprocessed texture are mapped so that one side of the unprocessed texture overlaps.

前記画像描画用データはさらに背景画像データを含み、
前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを利用して前記所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像処理装置。The image drawing data further includes background image data,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the anti-aliasing processing unit performs anti-aliasing processing on the predetermined texture using the background image data.

前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを構成する画素データと、前記所定のテクスチャを構成する画素データをαブレンディングすることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 4, wherein the anti-aliasing processing unit performs α blending on pixel data constituting the background image data and pixel data constituting the predetermined texture.

前記描画手段は、前記仮想３次元空間内において、前記３次元オブジェクトを描画する際の視点から所定距離以上の奥行き位置に存在するポリゴンに対しては前記テクスチャをマッピングしないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像処理装置。The drawing means does not map the texture to a polygon existing at a depth position of a predetermined distance or more from a viewpoint when drawing the three-dimensional object in the virtual three-dimensional space. The image processing apparatus according to any one of 1 to 5.

コンピュータにより実行され、モデルデータ及びテクスチャデータを含む画像描画用データを利用して、表示画面上に３次元オブジェクトを描画する処理を行うためのプログラムであって、前記コンピュータを、
前記モデルデータに基づいて、仮想３次元空間内に３次元モデルを設定するモデル設定手段、
前記テクスチャデータに含まれる所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部を含む処理テクスチャを生成するテクスチャ処理手段、
前記処理テクスチャを含む複数のテクスチャを、前記３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングすることにより前記３次元オブジェクトを前記表示画面上に描画する描画手段として機能させ、
前記描画手段は、前記処理テクスチャの前記アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように当該処理テクスチャをマッピングすることを特徴とするプログラム。A program that is executed by a computer and performs processing for drawing a three-dimensional object on a display screen using image drawing data including model data and texture data, the computer comprising:
Model setting means for setting a three-dimensional model in a virtual three-dimensional space based on the model data;
A texture processing means for performing anti-aliasing processing on a predetermined texture included in the texture data, and generating a processing texture including an anti-aliasing portion and a main texture portion;
A plurality of textures including the processing texture are mapped to a plurality of polygons constituting the three-dimensional model to function as a drawing unit that draws the three-dimensional object on the display screen;
The drawing unit maps the processing texture so that a boundary between the anti-aliasing part and the main texture part of the processing texture intersects with another texture.

前記描画手段は、２つの処理テクスチャ同士を隣接させてマッピングする場合、１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、他の１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線とが重なるように、当該２つの処理テクスチャをマッピングすることを特徴とする請求項７に記載のプログラム。In the case where the two processing textures are mapped adjacent to each other, the drawing unit maps a boundary line between the anti-aliasing part and the main texture part of one processing texture, and the anti-aliasing part and the main of another processing texture. 8. The program according to claim 7, wherein the two processing textures are mapped so that a boundary line with the texture portion overlaps.

前記描画手段は、１つの処理テクスチャと、アンチエイリアス処理が施されていない未処理テクスチャとを隣接させてマッピングする場合、前記１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、前記未処理テクスチャの１辺とが重なるように、当該処理テクスチャと当該未処理テクスチャとをマッピングすることを特徴とする請求項７又は８に記載のプログラム。When the drawing unit maps one processed texture and an unprocessed texture that has not been subjected to anti-aliasing processing adjacent to each other, a boundary line between the anti-aliasing portion and the main texture portion of the one processing texture; The program according to claim 7 or 8, wherein the processed texture and the unprocessed texture are mapped so that one side of the unprocessed texture overlaps.

前記画像描画用データはさらに背景画像データを含み、
前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを利用して前記所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施すことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のプログラム。The image drawing data further includes background image data,
The program according to claim 7, wherein the anti-aliasing processing unit performs anti-aliasing processing on the predetermined texture using the background image data.

前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを構成する画素データと、前記所定のテクスチャを構成する画素データをαブレンディングすることを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。The program according to claim 10, wherein the anti-aliasing processing unit α blends the pixel data constituting the background image data and the pixel data constituting the predetermined texture.

前記描画手段は、前記仮想３次元空間内において、前記３次元オブジェクトを描画する際の視点から所定距離以上の奥行き位置に存在するポリゴンに対しては前記テクスチャをマッピングしないことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載のプログラム。The drawing means does not map the texture to a polygon existing at a depth position of a predetermined distance or more from a viewpoint when drawing the three-dimensional object in the virtual three-dimensional space. The program according to any one of 7 to 11.