JP4764131B2 - Multiple drawing device - Google Patents

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Description

本発明は、複数の描画物を重ね合わせて画面に表示する多重描画装置に関する。   The present invention relates to a multiple drawing apparatus that displays a plurality of drawn objects in a superimposed manner on a screen.

従来、２つの描画物を重ね合わせた合成画像を描画する場合、これから描画しようとする対象となる描画物が半透明であるとき、この半透明の描画物の画素データに付加されているアルファデータを用いて、２つの描画物の画素データが半透明合成される技術が知られている。このアルファデータは、例えば、０〜１までの範囲の値をとる係数であり、不透明の描画物に対しては係数を１とし、透明の描画物に対しては係数を０とし、半透明の描画物に対しては係数が０〜１の間のいずれか値をとる（例えば、特許文献１参照）。なお、アルファデータを用いた半透明合成をアルファブレンディングという。   Conventionally, when drawing a composite image in which two drawing objects are overlapped, when the drawing object to be drawn is translucent, alpha data added to the pixel data of the semi-transparent drawing object A technique is known in which the pixel data of two drawn objects are combined translucently using. This alpha data is, for example, a coefficient that takes a value in the range of 0 to 1. The coefficient is 1 for an opaque drawing, the coefficient is 0 for a transparent drawing, and a semi-transparent For a drawn object, the coefficient takes any value between 0 and 1 (see, for example, Patent Document 1). Translucent synthesis using alpha data is called alpha blending.

図５に示すように、アルファブレンディングを行う従来の多重描画装置は、描画用のソフトウエアの部品であるレンダリングエンジン１４、レンダリングエンジン１４に従って描画を制御するＧＰＵ（Graphics Processig Unit）１３、画面に表示する情報を記憶するＶＲＡＭ１５、およびＶＲＡＭ１５にあるフレームバッファ１６によって構成されており、半透明や不透明等の描画物を相互に重ね合わせて画面に表示することができる。   As shown in FIG. 5, a conventional multiple rendering apparatus that performs alpha blending includes a rendering engine 14 that is a software component for rendering, a GPU (Graphics Processig Unit) 13 that controls rendering according to the rendering engine 14, and is displayed on the screen. VRAM 15 for storing information to be stored, and frame buffer 16 in VRAM 15, and semi-transparent or opaque drawing objects can be superimposed on each other and displayed on the screen.

例えば、従来の多重描画装置が、フレームを表す描画物Ｆに対し相互に重なる描画物Ｘをアルファブレンディングする場合、描画物Ｘの画素データおよびアルファデータをそれぞれＸｃ、Ｘａとし、描画物Ｆの画素データおよびアルファデータをそれぞれＦｃ、Ｆａとすると、アルファブレンディング後の画素データＹｃは次式で表される。   For example, when the conventional multiple rendering apparatus alpha blends the rendering object X that overlaps the rendering object F representing the frame, the pixel data and alpha data of the rendering object X are Xc and Xa, respectively, and the pixel of the rendering object F If the data and the alpha data are Fc and Fa, respectively, the pixel data Yc after alpha blending is expressed by the following equation.

Ｙｃ＝Ｘａ×Ｘｃ＋（１−Ｘａ）×Ｆｃ・・・・（１）
特開２００４−２４６９３０号公報 Yc = Xa * Xc + (1-Xa) * Fc (1)
JP 2004-246930 A

一般的に、アルファデータをα、画素データをＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）として表せば、描画物の画素を（α，Ｒ，Ｇ，Ｂ）として表現できる。上述した描画物Ｆの全ての画素を（０，０，０，０）すなわち透明とし、これから描画しようとする対象となる描画物Ｘの全ての画素を（０．７５，２５５，２５５，２５５）すなわち半透明の白とすれば、アルファブレンディング後の画素データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、それぞれ（１）式に従って（１９１，１９１，１９１）となる。従って、従来の多重描画装置は、アルファブレンディング後の描画物Ｘをグレーで画面に表示することになる。   In general, if alpha data is represented as α, and pixel data is represented as R (red), G (green), and B (blue), the pixel of the drawn object can be represented as (α, R, G, B). All the pixels of the drawing F described above are set to (0, 0, 0, 0), that is, transparent, and all the pixels of the drawing X to be drawn are set to (0.75, 255, 255, 255). In other words, if semi-transparent white is used, the pixel data (R, G, B) after alpha blending is (191, 191, 191) according to the equation (1). Accordingly, the conventional multiple rendering apparatus displays the rendered object X after alpha blending on the screen in gray.

本来、透明の描画物Ｆに対して半透明の描画物Ｘを重ねて表示すれば、描画物Ｘの色がそのまま表示されるべきであるが、従来の多重描画装置では、アルファブレンディングを行っているため、透明の描画物Ｆに対し描画物Ｘを変色させてしまうという課題が残されていた。   Originally, if the translucent drawing X is displayed over the transparent drawing F, the color of the drawing X should be displayed as it is. However, in the conventional multiple drawing apparatus, alpha blending is performed. Therefore, the subject that the drawing X is discolored with respect to the transparent drawing F remains.

本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、相互に重なる複数の描画物に対して半透明合成を行う際に色を適切に表示することができる多重描画装置を提供するものである。   The present invention has been made in order to solve the conventional problems, and provides a multiplex drawing apparatus capable of appropriately displaying colors when performing semi-transparent composition on a plurality of overlapping drawing objects. It is.

本発明の多重描画装置は、画素に関わる画像データを記憶するフレームバッファと、前記画素の位置に対応したマスク情報を記憶するステンシルバッファと、を有する多重描画装置において、半透明の描画物を重ねて半透明合成を行う場合には、前記半透明合成を施した前記半透明の描画物の画像データを前記フレームバッファに記憶させる半透明合成手段と、前記マスク情報が透明であることを表している位置に対応する前記フレームバッファの画像データを前記半透明の描画物の画像データに置き換えて前記フレームバッファに記憶させる画素置き換え手段と、前記画素置き換え手段によって置き換えられた位置に対応する前記マスク情報が透明でないことを前記ステンシルバッファに記憶させるマスク書き込み手段とを備えた構成を有している。 Multiple writing device of the present invention, overlapping the frame buffer for storing image data relating to the pixels, in a multiple drawing apparatus having a stencil buffer for storing mask information corresponding to the position of the pixel, the translucent drawing thereof Te in the row cormorants If a semi-transparent synthetic, and semi-transparent synthetic means for storing the image data of said translucent drawing was subjected to semi-transparent synthetic to the frame buffer, a bright front Stories mask information GaToru position replaces it by the pixel replacement means for the image data of the frame buffer replaces the image data of the translucent drawing object is stored in the frame buffer, the pixel replacement means corresponding to it has a position indicating that And a mask writing means for storing in the stencil buffer that the mask information corresponding to is not transparent. To have.

この構成により、半透明の描画物を重ねて半透明合成を行う際、半透明の描画物の一部を除く位置に対応したマスク情報が透明であることを表している場合には、透明であることを表している位置に対応するフレームバッファの画像データを半透明の描画物の画像データに置き換えてフレームバッファに記憶させるため、相互に重なる複数の描画物に対して半透明合成を行う際に色を適切に表示することができる。   With this configuration, when translucent composition is performed by superimposing semi-transparent objects, if the mask information corresponding to the position excluding a part of the semi-transparent object is transparent, When translucent compositing is performed on multiple overlapping objects to replace the image data in the frame buffer corresponding to the position representing the image with the image data of the translucent object to be stored in the frame buffer. The color can be displayed properly.

また、本発明の多重描画装置は、不透明の描画物を描画する場合、前記画素置き換え手段が、前記不透明の描画物の位置に対応する前記フレームバッファの画像データを前記不透明の描画物の画像データに置き換えて前記フレームバッファに記憶させ、前記マスク書き込み手段が、前記画素置き換え手段で前記不透明の描画物の画像データに置き換えた位置に対応する前記マスク情報が透明でないことを前記ステンシルバッファに記憶させる構成を有している。   In the multiplex drawing apparatus of the present invention, when drawing an opaque drawing object, the pixel replacement unit converts the image data of the frame buffer corresponding to the position of the opaque drawing object into image data of the opaque drawing object. Is stored in the frame buffer, and the mask writing unit stores in the stencil buffer that the mask information corresponding to the position replaced with the image data of the opaque drawing by the pixel replacing unit is not transparent. It has a configuration.

この構成により、不透明の描画物に対する描画を行う場合、ステンシルバッファを参照しないで不透明の描画物に対して描画処理を施すため、描画処理を高速化することができる。   With this configuration, when drawing an opaque drawing object, the drawing process is performed on the opaque drawing object without referring to the stencil buffer, so that the drawing process can be speeded up.

以上のように本発明は、相互に重なる複数の描画物に対して半透明合成を行う際に色を適切に表示することができる多重描画装置を提供するものである。   As described above, the present invention provides a multiplex drawing apparatus capable of appropriately displaying colors when performing semi-transparent composition on a plurality of drawing objects that overlap each other.

以下、本発明の実施の形態に係る多重描画装置について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a multiple drawing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（本発明の第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る多重描画装置のブロック図である。図１に示した多重描画装置１は、描画用のソフトウエアの部品であるレンダリングエンジン３、レンダリングエンジン３に従って描画を制御するＧＰＵ２、および画面に表示する情報を記憶するＶＲＡＭ４によって構成される。また、ＶＲＡＭ４は、フレームバッファ５およびステンシルバッファ６を有している。 (First embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a block diagram of a multiple drawing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The multiple drawing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a rendering engine 3 that is a drawing software component, a GPU 2 that controls drawing according to the rendering engine 3, and a VRAM 4 that stores information to be displayed on the screen. The VRAM 4 includes a frame buffer 5 and a stencil buffer 6.

また、本発明の実施の形態において、本発明に係る半透明合成手段、画素置き換え手段、およびマスク書き込み手段は、ＧＰＵ２を構成する。なお、ＧＰＵ２は、ＶＲＡＭ４に記憶された情報をディスプレイの画面に描画してもよいし、ＧＰＵ２ではない図示していないプロセッサがＶＲＡＭ４に記憶された情報をディスプレイの画面に描画してもよい。   In the embodiment of the present invention, the translucent synthesis unit, the pixel replacement unit, and the mask writing unit according to the present invention constitute the GPU 2. The GPU 2 may draw information stored in the VRAM 4 on the display screen, or a processor (not shown) that is not the GPU 2 may draw information stored in the VRAM 4 on the display screen.

フレームバッファ５は、ディスプレイの画面内の仮想のレイヤに位置するフレームおよびこのフレーム内の描画物を描画するための情報である。   The frame buffer 5 is information for drawing a frame located in a virtual layer in the display screen and a drawing in the frame.

ステンシルバッファ６は、画面を構成する画素の位置に対応したマスク情報を記憶する。なお、マスク情報は、ＯＦＦまたはＯＮからなる情報であり、マスク情報がＯＦＦになっている画素は透明であることを表し、ＯＮになっている画素は不透明または半透明であることを表す。   The stencil buffer 6 stores mask information corresponding to the positions of the pixels constituting the screen. Note that the mask information is information consisting of OFF or ON. A pixel for which the mask information is OFF indicates that the pixel is transparent, and a pixel for which the mask information is ON indicates that the pixel is opaque or translucent.

以上のように構成された多重描画装置１を用いて実施される本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して以下に説明する。図２は、フレームに対する描画内容とマスク情報とを表した遷移図である。図３は、半透明の描画物における多重描画装置の動作の一例を表したフローチャートである。   A first embodiment of the present invention implemented using the multiple drawing apparatus 1 configured as described above will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a transition diagram showing drawing contents and mask information for a frame. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the multiple drawing apparatus for a translucent drawing.

まず、１つのレイヤに半透明の描画物を描画する場合、半透明の描画物を描画する描画前の状態として、図２（Ａ）に示すように、透明のフレーム内に不透明または半透明の矩形の描画物７が描画されていることを表す情報がフレームバッファ５に記憶されている。また、ステンシルバッファ６においては、不透明の描画物７を構成する画素の位置と同じ位置にあるマスク情報がＯＮ（白抜き部分）となっており、その他のマスク情報は、ＯＦＦ（黒い部分）になっている。   First, when a semi-transparent drawing object is drawn on one layer, as shown in FIG. 2A, an opaque or semi-transparent object is drawn in a transparent frame as a state before drawing a semi-transparent drawing object. Information indicating that a rectangular drawing object 7 is drawn is stored in the frame buffer 5. Further, in the stencil buffer 6, the mask information at the same position as the pixel constituting the opaque drawing 7 is ON (white part), and the other mask information is OFF (black part). It has become.

この状態で、図２（Ｂ）に示すように、半透明の描画物８が描画されようとする場合、ＧＰＵ２は、アルファブレンディングを行い、アルファブレンディングを行って得られた情報をフレームバッファ５に記憶させる（ステップＳ１）。   In this state, as shown in FIG. 2B, when the semi-transparent drawing object 8 is to be drawn, the GPU 2 performs alpha blending, and the information obtained by performing alpha blending is stored in the frame buffer 5. Store (step S1).

次に、ＧＰＵ２は、ステンシルバッファ６を参照し、マスク情報がＯＮになっている位置の画素に対してなにも処理を施さず、ＯＦＦになっている位置の描画物８を描画するため、ＯＦＦになっている位置の描画物８の画素データをそのままフレームバッファ５に記憶させる（ステップＳ２）。   Next, the GPU 2 refers to the stencil buffer 6, performs no processing on the pixel at the position where the mask information is ON, and draws the drawing 8 at the OFF position. The pixel data of the drawing 8 at the OFF position is stored in the frame buffer 5 as it is (step S2).

すなわち、ＧＰＵ２は、描画物８の位置と対応するフレームバッファ５に記憶されている画像データのうち、ＯＦＦになっている位置のフレームバッファ５に記憶されている画像データを、描画物８の画素データを置き換える。描画物８の画素データを置き換えることにより、置き換えた部分の領域には、描画物８の色がそのまま表示されることになる。   That is, the GPU 2 uses the image data stored in the frame buffer 5 at the OFF position among the image data stored in the frame buffer 5 corresponding to the position of the drawing 8 as the pixel of the drawing 8. Replace data. By replacing the pixel data of the drawing 8, the color of the drawing 8 is displayed as it is in the area of the replaced portion.

次に、ＧＰＵ２は、ステンシルバッファ６に対し、マスク情報がＯＦＦになっている位置のうち描画物８の位置のマスク情報をＯＮに設定することにより、図２（Ｃ）に示した状態となる（ステップＳ３）。   Next, the GPU 2 sets the mask information at the position of the drawing 8 among the positions where the mask information is OFF to the stencil buffer 6, so that the state shown in FIG. (Step S3).

ここで、描画処理が施されたレイヤをディスプレイの画面に描画する場合、ＧＰＵ２または他のプロセッサが、フレームバッファ５に記憶された情報をディスプレイの画面に表示する。また、描画処理が施されたレイヤがさらに他のレイヤに重なり、他のレイヤに半透明の描画物がある場合、ステップＳ１〜ステップＳ３を繰り返すことにより、それぞれのレイヤを多重して描画することもできる。   Here, when the layer on which the drawing process has been performed is drawn on the display screen, the GPU 2 or another processor displays the information stored in the frame buffer 5 on the display screen. In addition, when the layer subjected to the drawing process overlaps with another layer and there is a translucent drawing on the other layer, the layers are drawn by repeating Step S1 to Step S3. You can also.

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る多重描画装置１は、半透明の描画物を重ねて半透明合成を行う際、半透明の描画物の一部を除く位置に対応したマスク情報が透明であることを表している場合には、透明であることを表している位置に対応するフレームバッファ５の画像データを半透明の描画物の画像データに置き換えてフレームバッファ５に記憶させるため、相互に重なる複数の描画物に対して半透明合成を行う際に色を適切に表示することができる。   As described above, the multiple drawing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is located at a position excluding a part of the semi-transparent drawing object when performing the semi-transparent composition by superimposing the semi-transparent drawing objects. If the corresponding mask information indicates transparency, the frame buffer 5 is replaced by replacing the image data in the frame buffer 5 corresponding to the position indicating transparency with the image data of a translucent drawing. Therefore, when semi-transparent composition is performed on a plurality of drawing objects overlapping each other, colors can be appropriately displayed.

また、従来の方法では、半透明の描画物を重ねて半透明合成を行う際、例えば、透明のレイヤと重なる場合に、（１）式の変形式を用いて半透明合成を行うことにより、透明のレイヤに対し半透明の描画物を変色させないで表示しており、同一のレイヤにある半透明または不透明の描画物と重なる場合に、（１）式を用いて半透明合成を行うため、２種類の半透明合成を行う場合があったが、本発明の第１の実施の形態に係る多重描画装置では、ステンシルバッファ６を用いて透明のレイヤに対して半透明合成を行わなず、同一レイヤにある半透明または不透明の描画物と重なる場合にだけ半透明合成を行うため、１種類の半透明合成で済み、複数レイヤに対する半透明合成を、１つのレイヤに対する半透明合成と同様の結果とすることができる。   Further, in the conventional method, when semi-transparent composition is performed by superimposing semi-transparent objects, for example, when overlapping with a transparent layer, by performing semi-transparent composition using the deformation formula (1), When a translucent drawing is displayed without changing its color on a transparent layer and overlaps with a translucent or opaque drawing on the same layer, the translucent composition is performed using equation (1). There were cases where two types of semi-transparent composition were performed, but in the multiplex drawing apparatus according to the first embodiment of the present invention, the semi-transparent composition was not performed on the transparent layer using the stencil buffer 6. Translucent compositing is performed only when it overlaps with a translucent or opaque drawing in the same layer, so only one type of translucent compositing is required, and translucent compositing for multiple layers is the same as translucent compositing for one layer Can result in That.

（本発明の第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る多重描画装置は、本発明の第１の実施の形態の多重描画装置を用いて実施される。本発明の第２の実施の形態に係る多重描画装置について、図面を参照して以下に説明する。図４は、不透明の描画物における多重描画装置の動作の一例を表したフローチャートである。 (Second embodiment of the present invention)
The multiple drawing apparatus according to the second embodiment of the present invention is implemented using the multiple drawing apparatus according to the first embodiment of the present invention. A multiple drawing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the multiple drawing apparatus for an opaque drawing.

不透明の描画物が描画されようとする場合、例えば、図２（Ａ）に示すように、透明のフレーム内に不透明の描画物７が描画されようとするとき、ＧＰＵ２は、不透明の描画物の画素データをフレームバッファ５に記憶させる（ステップＳ４）。   When an opaque drawing object is to be drawn, for example, as shown in FIG. 2A, when an opaque drawing object 7 is to be drawn in a transparent frame, the GPU 2 Pixel data is stored in the frame buffer 5 (step S4).

次に、ＧＰＵ２は、ステンシルバッファ６に対し、描画物７の位置のマスク情報をＯＮに設定する（ステップＳ５）ことにより、ステンシルバッファ６は、図２（Ａ）に示した状態となる。   Next, the GPU 2 sets the mask information of the position of the drawing 7 to ON for the stencil buffer 6 (step S5), so that the stencil buffer 6 is in the state shown in FIG.

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る多重描画装置は、不透明の描画物に対する描画を行う場合、ステンシルバッファ６を参照しないで不透明の描画物に対して描画処理を施すため、描画処理を高速化することができる。   As described above, the multiple drawing apparatus according to the second embodiment of the present invention performs drawing processing on an opaque drawing object without referring to the stencil buffer 6 when drawing an opaque drawing object. Therefore, the drawing process can be speeded up.

以上のように、本発明は、相互に重なる複数の描画物に対して半透明合成を行う際に色を適切に表示することができるという効果を有し、複数の描画物を重ね合わせて画面に表示する多重描画装置やレンダリングエンジン等として有用である。   As described above, the present invention has an effect that it is possible to appropriately display colors when performing semi-transparent composition on a plurality of overlapping drawing objects, and a plurality of drawing objects are superimposed on the screen. It is useful as a multi-drawing device or a rendering engine to be displayed on the screen.

本発明の実施の形態に係る多重描画装置のブロック図The block diagram of the multiple drawing apparatus which concerns on embodiment of this invention フレームに対する描画内容とマスク情報とを表した遷移図Transition diagram showing drawing contents and mask information for frame 不透明の描画物における多重描画装置の動作の一例を表したフローチャートA flowchart showing an example of the operation of the multiple drawing apparatus for an opaque drawing 不透明の描画物における多重描画装置の動作の一例を表したフローチャートA flowchart showing an example of the operation of the multiple drawing apparatus for an opaque drawing 従来の多重描画装置のブロック図Block diagram of a conventional multiple drawing apparatus

符号の説明Explanation of symbols

１ 多重描画装置
２、１３ ＧＰＵ
３、１４ レンダリングエンジン
４、１５ ＶＲＡＭ
５、１６ フレームバッファ
６ ステンシルバッファ 1 Multiple drawing device 2, 13 GPU
3, 14 Rendering engine 4, 15 VRAM
5, 16 Frame buffer 6 Stencil buffer

Claims (2)

画素に関わる画像データを記憶するフレームバッファと、
前記画素の位置に対応したマスク情報を記憶するステンシルバッファと、を有する多重描画装置において、
半透明の描画物を重ねて半透明合成を行う場合には、前記半透明合成を施した前記半透明の描画物の画像データを前記フレームバッファに記憶させる半透明合成手段と、
前記マスク情報が透明であることを表している位置に対応する前記フレームバッファの画像データを前記半透明の描画物の画像データに置き換えて前記フレームバッファに記憶させる画素置き換え手段と、
前記画素置き換え手段によって置き換えられた位置に対応する前記マスク情報が透明でないことを前記ステンシルバッファに記憶させるマスク書き込み手段とを備えたことを特徴とする多重描画装置。 A frame buffer for storing image data related to pixels;
In a multiplex drawing apparatus having a stencil buffer for storing mask information corresponding to the position of the pixel ,
The semi-transparent line cormorants If a semi-transparent synthetic overlapping drawing of a translucent blending means for storing the image data of said translucent drawing was subjected to semi-transparent synthetic to the frame buffer,
A pixel replacement means for storing in the frame buffer image data of the frame buffer corresponding to the position is replaced with the image data of the translucent drawing product indicates that a bright before Symbol mask information GaToru,
Multiple writing apparatus characterized by comprising a mask writing means to be stored in the stencil buffer in that said mask information corresponding to a position replaces it by the pixel replacement means is not transparent. 不透明の描画物を描画する場合、前記画素置き換え手段が、前記不透明の描画物の位置に対応する前記フレームバッファの画像データを前記不透明の描画物の画像データに置き換えて前記フレームバッファに記憶させ、
前記マスク書き込み手段が、前記画素置き換え手段で前記不透明の描画物の画像データに置き換えた位置に対応する前記マスク情報が透明でないことを、前記ステンシルバッファに記憶させることを特徴とする請求項１に記載の多重描画装置。 When rendering an opaque drawing, the pixel replacement unit replaces the image data of the frame buffer corresponding to the position of the opaque drawing with the image data of the opaque drawing, and stores the image data in the frame buffer.
The stencil buffer stores in the stencil buffer that the mask writing unit stores that the mask information corresponding to the position replaced with the image data of the opaque drawing object by the pixel replacement unit is not transparent. The multiple drawing apparatus described.
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