JP4114191B2

JP4114191B2 - 画像処理装置及び画像処理方法

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Publication number: JP4114191B2
Application number: JP16744297A
Authority: JP
Inventors: 啓祐安井
Original assignee: Sega Corp; Sega Games Co Ltd
Current assignee: Sega Corp
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: US6081615A; JPH1115984A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラフィックス表示に用いる画像処理装置及び画像処理方法の改良に関するもので、具体的には、カラーの境目の補間を行う際に、過度のぼやけが生じない画像処理装置及び画像処理方法を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータグラフィックスでは、仮想空間上にオブジェクト（物体）が配置され、オブジェクトの表面には表面の模様を表すテクスチャが貼り付けられる。このようなオブジェクトのデータから二次元の表示画像を作成することをレンダリングという。また、テクスチャを張り付けたオブジェクトをレンダリングして成る画像をテクスチャ画像と呼ぶ。レンダリングの際には、仮想空間上の各オブジェクトについて、視点位置から見た画像が作成される。オブジェクトのテクスチャと表示画像は、ともに縦横に並ぶセル（単位領域）から構成され、セルごとに色指定が行われる点では共通する。セルのうち、テクスチャのセルをテクスチャセルと呼び、表示画像（ピクチャ）のセルをピクセルと呼ぶ。
【０００３】
これらテクスチャセルとピクセルを比較すると、ピクセルは表示画像上に並んでいるが、テクスチャセルはピクセルや視点位置とは関係なく、オブジェクトの表面の向きに沿って並んでいる。このため、レンダリングでは、オブジェクトの各テクスチャセルを、視点位置にしたがって表示画像上のピクセルに割り当てる（マッピング）処理が必要である。この処理をテクスチャマッピングという。例えば、仮想空間上の正方形も、斜め方向から見た表示画像では台形や菱形にマッピングする必要がある。
【０００４】
テクスチャマッピングを行う際に、ピクセルに対してテクスチャが拡大されるとジャギーが目立つ。すなわち、視点の位置がオブジェクトに近い場合はオブジェクトは表示画像上で大きく表されるので、テクスチャマッピングの際、オブジェクトのテクスチャはピクセルよりも大きく拡大される。この場合、画素が方形であるため、テクスチャの構成単位であるテクスチャセル同士の色の境界が、表示画面（実画面）では階段状の模様（ジャギー）となって画像を損なうことがある。ジャギーによって画像が不自然になる現象をエイリアシングといい、これを防ぐ手法をアンチエイリアシングという。
【０００５】
ジャギーを緩和するアンチエイリアシングとしては、テクスチャデータの補間を行う手法が用いられる。この補間は、隣接するテクスチャセル同士の異なる色を混合してぼかすことによって、階段状のジャギーを目立たなくするものである。従来、このような補間の対象とする領域を決定するために、ボックスフィルタという手法を用いていた。これは、テクスチャセルと同一のサイズを持つボックスフィルタを用いて、画面上のピクセルに対応するテクスチャ画像を得ようとするものである。
【０００６】
ここで、図１２は、テクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、従来技術におけるボックスフィルタＦ２との関係を示す図である。この図に示すように、従来のボックスフィルタＦ２は、テクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと同じサイズに定義される方形の領域である。各テクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、色を表すデータであるカラー値が定義されている。テクスチャマッピングでは、テクスチャセルのカラー値を用いて、対応するピクセルごとのカラー値を定める。
【０００７】
すなわち、ボックスフィルタＦ２と範囲が重複する各テクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、それぞれの重複する面積に比例した割合でカラー値を混合し、ボックスフィルタＦ２にあたる領域のカラー値とし、このカラー値をピクセルにマッピングする。例えば、ボックスフィルタＦ２が黒い領域と白い領域に等しくまたがる時、ボックスフィルタＦ２の領域のカラー値は灰色となる。
【０００８】
図１２の例では、ボックスフィルタＦ２と重複する４つのテクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、ボックスフィルタＦ２との重複面積が最も大きいのはテクスチャセルＣであるから、テクスチャセルＣのカラー値が最も大きな比率でボックスフィルタＦ２の領域のカラー値に算入される。
【０００９】
このようなボックスフィルタによる補間処理は、補間範囲のｘ座標及びｙ座標を順次増やしながら、テクスチャの全領域ないしエッジ部分に対して適用する。これによって、同色のテクスチャセル同士の隣接する部分では結果として色は変わらず、異なる色が隣接するエッジ部分だけがグラデーション（混色）となる。この結果、エッジ部分の色の切り替わりがスムースとなり、ジャギーが緩和される。なお、補間の対象を決定するためにボックス（方形）という整数型的な境界形状を用いるのは、１か０かのバイナリデータを基本要素とするコンピュータの演算において、曲線のような非整数型的な境界形状は演算が困難だからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、補間によってジャギーは目立たないようにすることができるが、明暗のはっきりしているテクスチャについて拡大率が大きくなってくると、補間が必要以上に働く。この結果としてテクスチャ画像のエッジが過度にぼやけてしまうため、これを改善する必要がある。
【００１１】
すなわち、上記のような従来技術では、ボックスフィルタのサイズがテクスチャセルに基づいて定められていた。このため、ピクセルに対してテクスチャセルが大きく拡大される部分では、その部分に適用されるボックスフィルタのサイズも大きくなり、このボックスフィルタの大きさに比例してぼかしの範囲が広くなる。例えば、図１３に示すテクスチャを、従来技術によって補間した表示画像の例を図１４に概念的に示す。図１４の中間色の部分が補間によるぼやけの範囲であるが、拡大率の小さい奥側（図１４における上方）では、ボックスフィルタのサイズも小さいのでぼやけの範囲は狭く目立たない。しかし、拡大率の大きい手前側（図１４における下方）では、テクスチャセルと共にボックスフィルタが定めるぼかしの範囲も広くなっているので、ぼやけが著しい。
【００１２】
このように、従来技術では、拡大率が大きいほど、明暗のはっきりしたテクスチャのエッジ（色の境界）が必要以上にぼやけてしまい、画像を損なうという問題点があった。このため、オブジェクトを大きく、しかもはっきりと表示する必要がある場合は、過度のぼやけがない拡大表示用のテクスチャデータを用意しておく必要があり、ソフトウェアやそのデータ領域が拡大するという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、表示画像が過度にぼやけない画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、補間範囲のサイズを固定することによって、小型で高速な画像処理装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、補間範囲をテクスチャセルの拡大率より小さい比率である程度拡大することによって、拡大率が大きくなってもジャギーを効果的に緩和する画像処理装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、テクスチャセルの拡大率から所定の関数で補間範囲を求めることによって、画像内容などの条件にあった表示画像を作成する画像処理装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、表示すべきオブジェクトの表面模様を表すテクスチャセルを表示画像を構成するピクセルにマッピングする際に、所定の範囲に含まれるテクスチャセルのカラーを混合することによってカラーの境目を補間する補間手段を有する画像処理装置において、前記補間手段は、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率を算出する拡大率算出手段と、算出された拡大率に基づいて、補間の対象とする領域を定めるフィルタのサイズを決定するサイズ決定手段と、決定されたサイズのフィルタについて、マッピングしようとするテクスチャセル上で順次移動させながら位置を決定する位置決定手段と、各位置におけるフィルタと重複するテクスチャセルの各カラー値を取り出す取り出し手段と、取り出したテクスチャセルごとのカラー値を、当該テクスチャセルとフィルタとの重複面積に比例して加算するカラー値加算手段と、加算されたカラー値をフィルタの位置に対応する各ピクセルにマッピングするマッピング手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１の発明を方法の観点から把握したものであって、表示すべきオブジェクトの表面模様を表すテクスチャセルを表示画像を構成するピクセルにマッピングする際に、所定の範囲に含まれるテクスチャセルのカラーを混合することによってカラーの境目を補間する補間処理を含む画像処理方法において、前記補間処理は、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率を算出し、算出された拡大率に基づいて、補間の対象とする領域を定めるフィルタのサイズを決定し、決定されたサイズのフィルタについて、マッピングしようとするテクスチャセル上で順次移動させながら位置を決定し、各位置におけるフィルタと重複するテクスチャセルの各カラー値を取り出し、取り出したテクスチャセルごとのカラー値を、当該テクスチャセルとフィルタとの重複面積に比例して加算し、加算されたカラー値をフィルタの位置に対応する各ピクセルにマッピングすることを特徴とする。
【００１６】
請求項１，５の発明では、テクスチャがピクセルに対して拡大された場合でも、テクスチャと同じ割合で補間範囲が拡大される現象が回避できるので、表示画像のエッジ部分に過度のぼやけが生じない。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、前記サイズ決定手段は、前記フィルタのサイズを、ピクセルの大きさに基づいて所定のサイズに固定するように構成されたことを特徴とする。請求項２の発明では、フィルタのサイズが固定されているので、処理手順と構成が単純化され、画像処理装置の小型化と高速化が実現される。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、前記サイズ決定手段は、前記フィルタのサイズを、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率よりも小さい比率で拡大するように構成されたことを特徴とする。請求項３の発明では、フィルタのサイズが、テクスチャセルの拡大率よりは小さい比率ながら、ある程度拡大される。このため、フィルタのサイズを固定した場合と比べて、テクスチャセルの拡大率が大きくなってもジャギーが効果的に緩和される。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１又は３記載の画像処理装置において、前記サイズ決定手段は、前記フィルタのサイズを、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率と所定の関数とを用いて決定するように構成されたことを特徴とする。請求項４の発明では、補間範囲を定める関数として所望のものを用いることができる。例えば、補間範囲の一辺のサイズを、拡大率ではなく倍率の平方根を整数化した数値とすれば、拡大率が１０倍の場合でも倍率は３倍となる。このように所望の関数を用いることができるので、表示画像の内容、演算処理機構のタイプや使用可能なリソースなどの条件に合致した補間範囲が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面にしたがって具体的に説明する。
【００２１】
（１）実施の形態の構成
本実施の形態は、請求項１，２に対応する画像処理装置（以下「本装置」という）及びこの画像装置上で実行される画像処理方法（請求項５に対応）に関するものであり、図１は本装置の構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、本装置は、テクスチャを含むオブジェクトについて、表示画像上の表示位置を決定するＣＰＵ１と、ＣＰＵ１が各種データを得るためにアクセスするメインメモリ２とを有する。また、本装置は、ＣＰＵ１が決定した表示位置に基づいて、各テクスチャセルが対応する表示画像上のピクセルの座標を計算するテクスチャ演算器３と、各テクスチャのデータを格納するテクスチャメモリ４とを有する。
【００２２】
また、本装置は、テクスチャ演算器３が計算した座標に基づいて、テクスチャメモリ４からテクスチャのデータを取り出し、そのデータをもとに補間を行いながら実際の表示画像での各ピクセルの値を決定してマッピングを行うテクスチャ補間器５（請求項１にいう補間手段に相当するもの）を有する。また、本装置は、各ピクセルのデータを用いて画像信号を生成する画像表示回路６と、前記画像信号を用いて画像を表示する画像表示機器７と、を有する。
【００２３】
次に、図２は、テクスチャ補間器５の具体的構成を示す機能ブロック図である。すなわち、テクスチャ補間器５は、テクスチャセルサイズ及びピクセルサイズに基づいて、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率を計算する拡大率計算手段５１と、計算された拡大率及びピクセルサイズに基づいて、ボックスフィルタ（請求項１〜５にいうフィルタに相当するもの）のサイズ（フィルタサイズ）を決定するサイズ決定手段５２と、を有する。拡大率及びピクセルサイズと、ボックスフィルタのサイズとの関係は、あらかじめ関数を用いて定めておく。この関数を適当に定めることにより、フィルタサイズをピクセルのサイズと同一に固定することも可能である。
【００２４】
また、テクスチャ補間器５は、決定されたフィルタサイズと、表示画像におけるオブジェクトの表示位置とに基づいて、ボックスフィルタの位置を決定する位置決定手段５３と、テクスチャデータから、決定された位置及びサイズのフィルタと重複する各テクスチャセルの各カラー値を取り出す取り出し手段５４と、を有する。また、テクスチャ補間器５は、取り出された各カラー値を、テクスチャセルとフィルタとの重複面積に応じた比率で加算するカラー値加算手段５５と、加算されたカラー値を、フィルタに対応する各ピクセルにマッピングするマッピング手段５６と、を有する。
【００２５】
（２）実施の形態の作用及び効果
（２−１）全体の処理手順
上記のような構成を有する本実施の形態における画像表示は次のように行われる（図１）。まず、ＣＰＵ１はメインメモリ２にアクセスしながら、テクスチャを含むオブジェクトについて、表示画像上の表示位置を決定する。例えばメインメモリ２に、仮想空間上におけるオブジェクトの形状データ・位置座標・方向ベクトルと、視点の位置座標及び方向ベクトルが格納されている場合、ＣＰＵ１はこれらのデータに基づいて、視点から見たオブジェクトが、表示画像上でどの位置にあたるかを計算する。
【００２６】
決定された表示位置はテクスチャ演算器３に送られ、テクスチャ演算器３は、オブジェクトの各テクスチャセルをマッピングすべき表示画像上のピクセルの座標を、計算によって求める。テクスチャ補間器５はテクスチャメモリ４からテクスチャのデータを取り出し、テクスチャ演算器３が求めた座標の各ピクセルのカラー値を、取り出したテクスチャのデータに基づいて決定する。各ピクセルのデータは画像表示回路６を通じて、画像表示機器７に表示される。
【００２７】
（２−２）ボックスフィルタ
テクスチャ補間器５では、ピクセルの値が決定されるときに補間が行われるが、この補間にはボックスフィルタを用いる。本実施形態におけるボックスフィルタは実画面における１ピクセルの中心に対応するテクスチャ画像座標に置かれる。すなわち、ボックスフィルタの中心位置は、表示画像における各ピクセルの中心位置に一致するように定義される。ボックスフィルタでは、フィルタ内を占める各テクスチャセルのカラー値に基づいてピクセルの画像を決定する。ボックスフィルタの大きさはピクセルの大きさと表示テクスチャの大きさにより決定してもよいが、本実施の形態のテクスチャ補間器５では、説明を簡単にするため、補間範囲を決定するボックスフィルタの大きさはピクセルのサイズと同一のサイズに固定されていることとする。このようにフィルタのサイズがを固定することによって、処理手順と構成が単純化され、画像処理装置の小型化と高速化が実現される（請求項２）。
【００２８】
図３（ａ）は、本実施の形態において、ピクセルサイズ：テクスチャセルサイズが１：１のときの補間範囲を示す図である。この図では、ボックスフィルタＦと重複する４つのテクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのカラー値が、補間によるぼかしの対象となる。具体的には、テクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのカラー値を、ボックスフィルタＦとの重複面積に応じた比率で加算することによって、ボックスフィルタＦに対応するピクセルのカラー値が決定される。
【００２９】
図３（ａ）の場合の補間範囲は従来技術と同じで、例えば４つのテクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのカラー値が、ボックスフィルタＦ（に対応するピクセル）のカラー値に同時に算入されるのは、ｘ方向の補間範囲Ｗｘ及びｙ方向の補間範囲Ｗｙによって規定される正方形の補間範囲Ｈ内に、ボックスフィルタＦの中心点ＦＣが位置する場合である。
【００３０】
図３（ｂ）は、ピクセルサイズ：テクスチャセルサイズが１：２のときの補間範囲を示す図である。この場合はテクスチャセルサイズに対してボックスフィルタＦのサイズが相対的に縮小し、面積比で１／４になっている。このため、従来の技術では補間される座標でも、この場合は補間の対象外となる。本実施の形態では、このように、ピクセルに対してテクスチャセルが拡大された場合、補間が有効になる範囲が従来技術に対して狭くなるので、エッジ付近でのみ補間され、より鮮明なテクスチャが再現できる。
【００３１】
すなわち、図３（ｂ）では、４つのテクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに係る補間範囲ＨもボックスフィルタＦと同様に縮小されている。図３（ａ）と図３（ｂ）を比較すると、ボックスフィルタＦの中心点ＦＣは、同じテクスチャセルＣ内の同じ位置に位置しているが、テクスチャセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが図３（ａ）では補間対象となっているのに対して、図３（ｂ）では補間対象となっていない。
【００３２】
（２−３）ボックスフィルタを用いた補間の手順
上記のようなボックスフィルタを用いた補間の具体的手順を図４のフローチャートに示す。すなわち、拡大率計算手段５１が、テクスチャセルサイズ及びピクセルサイズに基づいて、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率を計算する（ステップ１）。次に、サイズ決定手段５２が、計算された拡大率及びピクセルサイズに基づいて、ボックスフィルタのサイズ（フィルタサイズ）を決定する（ステップ２）。ここで、拡大率及びピクセルサイズと、ボックスフィルタのサイズとの関係は、あらかじめ関数を用いて定めておく。
【００３３】
このように決定されたフィルタサイズと、表示画像におけるオブジェクトの表示位置とに基づいて、位置決定手段５３が、ボックスフィルタの位置を決定する（ステップ３）。続いて、取り出し手段５４が、テクスチャデータから、決定された位置及びサイズのフィルタと重複する各テクスチャセルの各カラー値を取り出す（ステップ４）。そして、カラー値加算手段５５が、取り出された各カラー値を、テクスチャセルとフィルタとの重複面積に応じた比率で加算し（ステップ５）、この加算されたカラー値を、マッピング手段５６が、フィルタ位置に対応する各ピクセルにマッピングする（ステップ６）。
【００３４】
（２−４）ボックスフィルタの適用例
次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ図３（ａ）及び図３（ｂ）に対応する図で、ボックスフィルタＦの位置と、テクスチャセルＣ，Ｄのカラー値がボックスフィルタＦのカラー値に算入される程度との関係を示している。図５においても、実画面上における対応テクスチャセルサイズの大きさによってボックスフィルタの大きさが変化している。このため、テクスチャ画像の拡大に伴って補間の範囲が減少し、よりくっきりとしたテクスチャ画像を表示することができる。例えば、図５（ａ），（ｂ）において、各三角形Ｃ，Ｄはそれぞれ、ボックスフィルタＦの中心点ＦＣのｘ方向の位置に対応して、ボックスフィルタＦのカラー値に、テクスチャセルＣ及びＤのカラー値が算入される割合を示す。三角形Ｃ，Ｄの重複している範囲はテクスチャセルＣ，Ｄのカラー値が混合される範囲であり、補間範囲のｘ方向の幅Ｗｘと一致している。
【００３５】
ピクセルサイズ：テクスチャセルサイズが１：１の場合の図５（ａ）と比較して、ピクセルサイズ：テクスチャセルサイズが１：２になった場合の図５（ｂ）をみると、三角形の重複範囲のｘ方向の幅が半分になっており、これに比例して補間範囲Ｗｘも半分になっている。このように、本実施の形態によれば、テクスチャが拡大されても補間範囲が過度に拡大しないために、エッジがぼやけることがなく、鮮明な表示画像が得られる。
【００３６】
なお、図６は、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率ごとに、隣接するテクスチャセル間の補間範囲を、図５と同様の形式で示した図である。すなわち、テクスチャセルＪ，Ｋのカラー値がボックスフィルタのカラー値に算入される度合いは、各倍率の場合において、図の上から三角形、山形、台形の図形で表されている。そして、ピクセル幅に対するテクスチャセル幅が１倍、２倍、４倍と増大するにしたがって、テクスチャセル間におけるｘ方向の補間範囲Ｗｘがテクスチャセル幅に対して相対的に縮小している。
【００３７】
ここでは、処理の簡略化のためにフィルタサイズを２の倍数ごとにして、その間はさらに補間によって求める。具体的には、テクスチャセルの拡大率が１．５倍の場合の補間は、１倍における補間と２倍における補間との平均を算出することによって実現される。
【００３８】
また、図７〜図１０はそれぞれ、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率ごとに、本実施の形態によるボックスフィルタＦの大きさと、従来技術によるボックスフィルタＦ２の大きさを対比して示す図である。例えば、図８は、テクスチャセルサイズ：ピクセルサイズが２：１（面積比で４：１）の場合である。
【００３９】
図７〜１０のそれぞれにおいて、図（ａ）は、表示画像において、ピクセルＰ、テクスチャセルＴ、ボックスフィルタＦ間の大きさの関係を示す図であるが、表示画像の図については、実際には補間によりエッジがぼやける。また、図（ｂ）は拡大されたテクスチャセルＴとボックスフィルタＦとの関係を示す図、図（ｃ）は図（ｂ）と同じ倍率のまま、ボックスフィルタＦを中心点の位置を変えずに従来技術によるボックスフィルタＦ２に置き換えた場合の状態を示す図である。図７、図９、図１０はそれぞれ、図８と同じ形式で辺のサイズ比１：１、４：１、８：１の場合について示したものであるが、図７〜１０のそれぞれにおいて、図（ａ）と図（ｂ）の間に表される比は面積比である。
【００４０】
これら図７〜１０の（ｃ）に示すように、従来技術によるボックスフィルタＦ２のサイズは、テクスチャセルの拡大率と無関係に、テクスチャセルのサイズと常に同一である。このため、テクスチャセルの拡大率に沿って、補間によってぼける範囲が拡大される。これに対して、図７〜１０の（ｂ）に示すように、本実施の形態では、テクスチャセルが拡大されると、補間範囲を定めるボックルフィルタのサイズはテクスチャセルの大きさに対して相対的に縮小する。このため、エッジがぼやけることがなく、鮮明な表示画像が得られる。なお、図１１は、図１３のテクスチャの拡大に本実施の形態を適用した場合の表示画像を示す概念図である。この図では、従来技術による場合（図１４）と比べて、手前側（下方）のぼやけが減少している。
【００４１】
（３）他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではないので、次に例示するような他の実施の形態をも包含するものである。例えば、上記実施の形態では、ボックスフィルタＦのサイズは、ピクセルサイズに対するテクスチャセルの拡大率とは無関係に、ピクセルサイズと同一のサイズに固定されていた。しかし、ボックスフィルタの一辺のサイズは、ピクセルの２倍や３倍など、ピクセルのサイズに基づいて所望のサイズとすることができる。このようにすれば、ピクセルが表示画像に対して微細である場合に、最適なボックスフィルタのサイズを用いることができる。
【００４２】
また、拡大率が大きい場合に補間範囲をピクセルサイズに限定するとジャギーが目立つ可能性があるので、ボックスフィルタＦのサイズを拡大率に応じて変化させてもよい。すなわち、フィルタのサイズを、テクスチャセルの拡大率よりは小さい比率ながら、ある程度拡大すれば、フィルタのサイズを固定した場合と比べて、テクスチャセルの拡大率が大きくなってもジャギーが効果的に緩和される（請求項３）。
【００４３】
なお、ボックスフィルタＦのサイズを決定するには、ピクセルサイズと実画面上のテクスチャセルサイズの関数で決定することができ、この関数としては所望のものを用いることができるので、画像内容やシステム構成など条件に合わせた表示画像を得ることができる（請求項４）。
【００４４】
例えば、補間範囲の一辺のサイズを、拡大率の平方根を整数化した数値とすれば、拡大率が１０倍の場合でも倍率は３倍となる。また、ピクセル一辺のサイズをＰＳ、テクスチャセル一辺のサイズをＴＳ、ボックスフィルタＦの一辺のサイズをＦＳとする場合、拡大率ＭはＴＳ／ＰＳであるが、ボックスフィルタＦの一辺のサイズＦＳは、次に例示するような数式によって定めることもできる。なお、ａは定数であり、例えばｘのｙ乗をｘ＾ｙのように表す。
【数１】
ＦＳ＝（ＴＳ／ＰＳ）＾ａ
この場合、例えば定数ａ＝１とすれば、フィルタサイズＦＳは、ピクセルサイズＰＳに対するテクスチャセルサイズＴＳの拡大率Ｍに比例するが、定数ａ＝０．５とすれば、上に述べた拡大率Ｍの平方根の特性を活かしたフィルタサイズＦＳが実現される。
【００４５】
このようにすれば、テクスチャセルの拡大率が大きくなった場合に、ボックスフィルタＦのサイズもある程度拡大されるので、ジャギーを緩和しつつ過度のぼやけを解消することができる。
【００４６】
また、テクスチャセルの拡大率すなわち２倍や８倍などに応じてそれぞれ一定のサイズのボックスフィルタを用いる場合、テクスチャ補間器に、それぞれのフィルタサイズに応じた専用の処理回路を設ければ、処理が一層高速化される。なお、本発明の方法を実現するコンピュータプログラムを記録した記録媒体も本発明の一態様である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、テクスチャ画像拡大時にエッジに発生するジャギーをテクスチャ補間により目立たなくしつつ、従来技術において問題となったエッジの過度のぼやけを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における画像処理装置の構成を示す機能ブロック図
【図２】本発明の実施の形態においてテクスチャ補間器の具体的な構成を示す機能ブロック図
【図３】本発明の実施の形態における補間範囲を示す図
【図４】本発明の実施の形態における補間の手順を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態において、ボックスフィルタの中心点のｘ軸方向における位置と、テクスチャセルのカラー値がボックスフィルタに対応する領域のカラー値に算入される度合いとの関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態において、テクスチャセルのカラー値がボックスフィルタに対応する領域のカラー値に算入される度合いを、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率ごとに示す図
【図７】本発明の実施の形態において、ピクセルサイズ：テクスチャセルサイズが１：１の場合に、ピクセル・テクスチャセル・ボックスフィルタ間の関係（ａ）、テクスチャセルとボックスフィルタの関係（ｂ）、テクスチャセルと従来技術におけるボックスフィルタの関係（ｃ）を示す図
【図８】本発明の実施の形態において、ピクセルサイズ：テクスチャセルサイズが１：２の場合に、ピクセル・テクスチャセル・ボックスフィルタ間の関係（ａ）、テクスチャセルとボックスフィルタの関係（ｂ）、テクスチャセルと従来技術におけるボックスフィルタの関係（ｃ）を示す図
【図９】本発明の実施の形態において、ピクセルサイズ：テクスチャセルサイズが１：４の場合に、ピクセル・テクスチャセル・ボックスフィルタ間の関係（ａ）、テクスチャセルとボックスフィルタの関係（ｂ）、テクスチャセルと従来技術におけるボックスフィルタの関係（ｃ）を示す図
【図１０】本発明の実施の形態において、ピクセルサイズ：テクスチャセルサイズが１：８の場合に、ピクセル・テクスチャセル・ボックスフィルタ間の関係（ａ）、テクスチャセルとボックスフィルタの関係（ｂ）、テクスチャセルと従来技術におけるボックスフィルタの関係（ｃ）を示す図
【図１１】本発明の実施の形態において、テクスチャをマッピングした結果を示す図
【図１２】従来技術におけるボックスフィルタを示す図
【図１３】テクスチャの例を示す図
【図１４】従来技術によって図１３のテクスチャをマッピングした結果を示す図
【符号の説明】
１…ＣＰＵ
２…メインメモリ
３…テクスチャ演算器
４…テクスチャメモリ
５…テクスチャ補間器
６…画像表示回路
７…画像表示機器
５１…拡大率算出手段
５２…サイズ決定手段
５３…位置決定手段
５４…取り出し手段
５５…カラー値加算手段
５６…マッピング手段
Ｆ，Ｆ２…ボックスフィルタ
ＦＣ…ボックスフィルタの中心点
Ｈ…補間範囲
Ｗｘ…ｘ軸方向の補間範囲
Ｗｙ…ｙ軸方向の補間範囲
Ｔ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｊ，Ｋ…テクスチャセル
Ｐ…ピクセル
ＳＴＥＰ…手順の各ステップ

Claims

表示すべきオブジェクトの表面模様を表すテクスチャセルを、表示画像を構成するピクセルにマッピングする際に、所定の範囲に含まれるテクスチャセルのカラーを混合することによってカラーの境目を補間する補間手段を有する画像処理装置において、
前記補間手段は、
ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率を算出する拡大率算出手段と、
算出された拡大率に基づいて、補間の対象とする領域を定めるフィルタのサイズを決定するサイズ決定手段と、
決定されたサイズのフィルタについて、マッピングしようとするテクスチャセル上で順次移動させながら位置を決定する位置決定手段と、
各位置におけるフィルタと重複するテクスチャセルの各カラー値を取り出す取り出し手段と、
取り出したテクスチャセルごとのカラー値を、当該テクスチャセルとフィルタとの重複面積に比例して加算するカラー値加算手段と、
加算されたカラー値をフィルタの位置に対応する各ピクセルにマッピングするマッピング手段と、
を有し、
前記サイズ決定手段は、前記テクスチャセルのサイズが前記ピクセルのサイズよりも大きいときには、前記フィルタのサイズを、前記ピクセル以上かつ前記テクスチャセル未満とする、
ことを特徴とする画像処理装置。
前記サイズ決定手段は、前記テクスチャセルのサイズが前記ピクセルのサイズよりも大きいときには、前記フィルタのサイズを、前記ピクセルと同じサイズとする、
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記サイズ決定手段は、前記テクスチャセルのサイズが前記ピクセルのサイズよりも大きいときには、前記フィルタのサイズを、前記ピクセルに対する前記テクスチャセルの拡大率よりも小さい比率で前記ピクセルのサイズを拡大した大きさとする、
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記サイズ決定手段は、前記フィルタのサイズを、前記ピクセルに対する前記テクスチャセルの拡大率と所定の関数とを用いて決定するように構成されており、
前記フィルタの一辺のサイズをＦＳ、前記テクスチャセルの一辺のサイズをＴＳ、前記ピクセルの一辺のサイズをＰＳ、ａを定数とすると、前記所定の関数は、ＦＳ＝（ＴＳ／ＰＳ）^a、と表される、
ことを特徴とする、請求項３記載の画像処理装置。
表示すべきオブジェクトの表面模様を表すテクスチャセルを、表示画像を構成するピクセルにマッピングする際に、所定の範囲に含まれるテクスチャセルのカラーを混合することによってカラーの境目を補間する補間処理を行う画像処理装置における画像処理方法において、
拡大率算出手段が、ピクセルに対するテクスチャセルの拡大率を算出する第１ステップと、
サイズ決定手段が、前記第１ステップにおいて算出された拡大率に基づいて、補間の対象とする領域を定めるフィルタのサイズを決定する第２ステップと、
位置決定手段が、前記第２ステップにおいて決定されたサイズのフィルタについて、マッピングしようとするテクスチャセル上で順次移動させながら位置を決定する第３ステップと、
取り出し手段が、各位置におけるフィルタと重複するテクスチャセルの各カラー値を取り出す第４ステップと、
カラー値加算手段が、前記第４ステップにおいて取り出されたテクスチャセルごとのカラー値を、当該テクスチャセルとフィルタとの重複面積に比例して加算する第５ステップと、
マッピング手段が、前記第５ステップにおいて加算されたカラー値をフィルタの位置に対応する各ピクセルにマッピングする第６ステップと、
を含み、
前記第２ステップにおいて、前記サイズ決定手段が、前記テクスチャセルのサイズが前記ピクセルのサイズよりも大きいときには、前記フィルタのサイズを、前記ピクセル以上かつ前記テクスチャセル未満とする、
画像処理方法。