JPH07182537A - 図形描画装置および図形描画方法 - Google Patents
図形描画装置および図形描画方法Info
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- JPH07182537A JPH07182537A JP5322853A JP32285393A JPH07182537A JP H07182537 A JPH07182537 A JP H07182537A JP 5322853 A JP5322853 A JP 5322853A JP 32285393 A JP32285393 A JP 32285393A JP H07182537 A JPH07182537 A JP H07182537A
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 透視変換（パース）の掛かったスムーズシェ
ーディング及びテクスチャーマッピング付きの三次元コ
ンピュータグラフィックス画像をリアルタイムで描画す
ることができると共に、計算量を小さくすることができ
る図形描画装置を提供する。 【構成】 設定された頂点の組の情報によって定義され
る多角形を描画するための図形描画装置において、上記
多角形の頂点情報より上記多角形が十分に小さいか否か
を判定する判定手段と、上記判定手段により上記多角形
が十分に小さくないと判定された場合、上記多角形を複
数のより小さな多角形に分割する分割手段と、上記分割
手段により分割された小さな多角形が十分に小さいと判
定された場合、その多角形に対応する画素を描画する描
画手段とを具備した構成をなしている。
ーディング及びテクスチャーマッピング付きの三次元コ
ンピュータグラフィックス画像をリアルタイムで描画す
ることができると共に、計算量を小さくすることができ
る図形描画装置を提供する。 【構成】 設定された頂点の組の情報によって定義され
る多角形を描画するための図形描画装置において、上記
多角形の頂点情報より上記多角形が十分に小さいか否か
を判定する判定手段と、上記判定手段により上記多角形
が十分に小さくないと判定された場合、上記多角形を複
数のより小さな多角形に分割する分割手段と、上記分割
手段により分割された小さな多角形が十分に小さいと判
定された場合、その多角形に対応する画素を描画する描
画手段とを具備した構成をなしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、三次元コンピュータグ
ラフィックスにおいてスムーズシェーディングやテクス
チャーマッピングを行う図形描画装置に関し、特に、計
算を簡単に出来ると共に、遠方の部分が詰まって行く透
視変換（パース）の掛かった描画を行うことができる図
形描画装置および図形描画方法に関する。
ラフィックスにおいてスムーズシェーディングやテクス
チャーマッピングを行う図形描画装置に関し、特に、計
算を簡単に出来ると共に、遠方の部分が詰まって行く透
視変換（パース）の掛かった描画を行うことができる図
形描画装置および図形描画方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、三次元コンピュータグラフィッ
クス用の図形描画装置においては、三次元図形情報を座
標変換処理して二次元（平面）の頂点情報を得、その得
られた頂点情報で定義された多角形内の画素毎の輝度
値、奥行き値を算出し、その画素毎の輝度値、奥行き値
を画素に対応した描画メモリに書き込む処理を行ってい
る。
クス用の図形描画装置においては、三次元図形情報を座
標変換処理して二次元（平面）の頂点情報を得、その得
られた頂点情報で定義された多角形内の画素毎の輝度
値、奥行き値を算出し、その画素毎の輝度値、奥行き値
を画素に対応した描画メモリに書き込む処理を行ってい
る。
【０００３】ここで、上記二次元（平面）へ座標変換し
て得られた三角形の頂点情報を描画メモリに描画する処
理について図５を参照して説明する。
て得られた三角形の頂点情報を描画メモリに描画する処
理について図５を参照して説明する。
【０００４】まず、図５（ａ）に示す頂点情報５−１，
５−２，５−３で定義された三角形５−０から、図５
（ｂ）に示す様に、その三角形５の陵辺上の点の輝度
値、奥行き値、二次元パターンの対応位置の値を算出
し、図５（ｃ）に示す様に、上記陵辺上の点を水平スキ
ャンラインに沿って、投影面上で線形補間し、上記三角
形５−０内の画素毎の輝度性、奥行き値を得、図５
（ｄ）に示す様に、上記画素毎の輝度値、奥行き値を画
素に対応した描画メモリに書き込み描画を行っていた。
５−２，５−３で定義された三角形５−０から、図５
（ｂ）に示す様に、その三角形５の陵辺上の点の輝度
値、奥行き値、二次元パターンの対応位置の値を算出
し、図５（ｃ）に示す様に、上記陵辺上の点を水平スキ
ャンラインに沿って、投影面上で線形補間し、上記三角
形５−０内の画素毎の輝度性、奥行き値を得、図５
（ｄ）に示す様に、上記画素毎の輝度値、奥行き値を画
素に対応した描画メモリに書き込み描画を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
様な従来の図形描画装置による描画処理では、三次元座
標系から平面に透視投影された図形は投影面に対して奥
にある部分が狭くなるため、投影面上で線形補間する
と、その結果得られた画素の輝度値、奥行き値と、本来
の三次元座標系上で線形補間して得られた画素の輝度
値、奥行き値との間にずれが生じてしまう欠点があっ
た。
様な従来の図形描画装置による描画処理では、三次元座
標系から平面に透視投影された図形は投影面に対して奥
にある部分が狭くなるため、投影面上で線形補間する
と、その結果得られた画素の輝度値、奥行き値と、本来
の三次元座標系上で線形補間して得られた画素の輝度
値、奥行き値との間にずれが生じてしまう欠点があっ
た。
【０００６】上記ずれは、特にテクスチャーマッピング
の際顕著であり、線形補間では多角形上で奥にある部分
が詰まる透視変換（パース）の掛かった描画はできなか
った。
の際顕著であり、線形補間では多角形上で奥にある部分
が詰まる透視変換（パース）の掛かった描画はできなか
った。
【０００７】上記パースの掛かったテクスチャーマッピ
ングを行うためには、一つまたは小数の画素単位で投影
面から三次元座標系への逆変換を行なうか、多角形をパ
ースが掛かっていないことが十分気にならない程度に三
次元座標系上で細分化する必要があるが、膨大な割り算
を主体とする計算を必要とし、リアルタイムアニメーシ
ョンには不向きである欠点があった。
ングを行うためには、一つまたは小数の画素単位で投影
面から三次元座標系への逆変換を行なうか、多角形をパ
ースが掛かっていないことが十分気にならない程度に三
次元座標系上で細分化する必要があるが、膨大な割り算
を主体とする計算を必要とし、リアルタイムアニメーシ
ョンには不向きである欠点があった。
【０００８】また、以上従来の図形描画装置による描画
処理では、ＤＤＡを用いてスムーズシェーディングを行
う場合等に、差分値の算出などの前処理が必要となり、
計算量が多くなる欠点もあった。
処理では、ＤＤＡを用いてスムーズシェーディングを行
う場合等に、差分値の算出などの前処理が必要となり、
計算量が多くなる欠点もあった。
【０００９】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、透視変換（パ
ース）の掛かったスムーズシェーディング及びテクスチ
ャーマッピング付きの三次元コンピュータグラフィック
ス画像をリアルタイムで描画することができると共に、
計算量を小さくすることができる図形描画装置を提供す
ることである。
するためになされたもので、その目的は、透視変換（パ
ース）の掛かったスムーズシェーディング及びテクスチ
ャーマッピング付きの三次元コンピュータグラフィック
ス画像をリアルタイムで描画することができると共に、
計算量を小さくすることができる図形描画装置を提供す
ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の特徴は、設定された頂点の組の情報
によって定義される多角形を画像記憶に描画する図形描
画装置において、多角形の頂点情報を保持するレジスタ
と、多角形の頂点情報を複数保持するスタックと、前記
レジスタに記憶されている多角形が十分に小さいか否か
を判定する判定手段と、前記多角形が小さいと判定され
た場合は多角形を画像記憶へ書き込む描画手段と、前記
多角形が小さいと判定された場合は前記スタックから別
の多角形の頂点情報を読み出して前記レジスタに書き込
み、前記多角形が小さくないと判定された場合は多角形
を複数のより小さな多角形に分割してその内の一つの多
角形の頂点情報を前記レジスタに書き込み残りの多角形
の頂点情報を前記スタックへ書き込む分割手段とを具備
することである。
め、本発明の第１の特徴は、設定された頂点の組の情報
によって定義される多角形を画像記憶に描画する図形描
画装置において、多角形の頂点情報を保持するレジスタ
と、多角形の頂点情報を複数保持するスタックと、前記
レジスタに記憶されている多角形が十分に小さいか否か
を判定する判定手段と、前記多角形が小さいと判定され
た場合は多角形を画像記憶へ書き込む描画手段と、前記
多角形が小さいと判定された場合は前記スタックから別
の多角形の頂点情報を読み出して前記レジスタに書き込
み、前記多角形が小さくないと判定された場合は多角形
を複数のより小さな多角形に分割してその内の一つの多
角形の頂点情報を前記レジスタに書き込み残りの多角形
の頂点情報を前記スタックへ書き込む分割手段とを具備
することである。
【００１１】本発明の第２の特徴は、上記第１の特徴に
おいて、上記多角形を定義する情報に頂点の各奥行き値
を含み、多角形を分割する際に新たに定義される頂点の
奥行き値を分割される辺の両端の頂点の奥行き値の平均
とする分割手段をさらに具備することである。
おいて、上記多角形を定義する情報に頂点の各奥行き値
を含み、多角形を分割する際に新たに定義される頂点の
奥行き値を分割される辺の両端の頂点の奥行き値の平均
とする分割手段をさらに具備することである。
【００１２】本発明の第３の特徴は、上記第２の特徴に
おいて、さらに、上記多角形を分割する際に辺をそれぞ
れの両端の頂点の奥行き値の比率で分割する分割手段を
さらに具備することである。
おいて、さらに、上記多角形を分割する際に辺をそれぞ
れの両端の頂点の奥行き値の比率で分割する分割手段を
さらに具備することである。
【００１３】本発明の第４の特徴は、上記第１の特徴に
おいて、上記多角形を定義する情報に頂点の各輝度値を
含み、多角形を分割する際に新たに定義される頂点の輝
度値を分割される辺の両端の頂点の輝度値の平均とする
分割手段をさらに具備することである。
おいて、上記多角形を定義する情報に頂点の各輝度値を
含み、多角形を分割する際に新たに定義される頂点の輝
度値を分割される辺の両端の頂点の輝度値の平均とする
分割手段をさらに具備することである。
【００１４】本発明の第５の特徴は、上記第１の特徴に
おいて、上記多角形を定義する情報に多角形に射影する
二次元パターンの頂点に対応する位置を含み、多角形を
分割する際に新たに定義される頂点の対応する二次元パ
ターン位置を分割される辺の両端の頂点に対応する二次
元パターン位置の中点とする分割手段をさらに具備する
ことである。
おいて、上記多角形を定義する情報に多角形に射影する
二次元パターンの頂点に対応する位置を含み、多角形を
分割する際に新たに定義される頂点の対応する二次元パ
ターン位置を分割される辺の両端の頂点に対応する二次
元パターン位置の中点とする分割手段をさらに具備する
ことである。
【００１５】
【作用】上記第１の特徴によれば、例えば、図１に示す
様な二次元の表示スクリーン上に投影された多角形（四
角形）１を描画するとした場合、四角形１を各辺上の点
１−１−５，１−１−６，１−１−７，１−１−８と、
１−１−５と１−１−６，１−１−７と１−１−８の交
点１−１−９で、四角形１−２，１−３，１−４，１−
５に分割する。
様な二次元の表示スクリーン上に投影された多角形（四
角形）１を描画するとした場合、四角形１を各辺上の点
１−１−５，１−１−６，１−１−７，１−１−８と、
１−１−５と１−１−６，１−１−７と１−１−８の交
点１−１−９で、四角形１−２，１−３，１−４，１−
５に分割する。
【００１６】さらに、四角形１−５を定義している四点
１−１−９，１−１−８，１−１−７，１−１−４，四
角形１−４を定義している四点１−１−６，１−１−
９，１−１−３，１−１−７，四角形１−３を定義して
いる四点１−１−５，１−１−２，１−１−９，１−１
−８の情報をスタックにプッシュする。
１−１−９，１−１−８，１−１−７，１−１−４，四
角形１−４を定義している四点１−１−６，１−１−
９，１−１−３，１−１−７，四角形１−３を定義して
いる四点１−１−５，１−１−２，１−１−９，１−１
−８の情報をスタックにプッシュする。
【００１７】つぎに、四角形１−２についてこれを定義
している四点１−１−１，１−１−５，１−１−６，１
−１−９の情報を元に１画素に対応する程小さいか否か
を判定し、小さくない場合はさらに分割及びスタックへ
のプッシュを繰り返す。
している四点１−１−１，１−１−５，１−１−６，１
−１−９の情報を元に１画素に対応する程小さいか否か
を判定し、小さくない場合はさらに分割及びスタックへ
のプッシュを繰り返す。
【００１８】分割が四角形１−６まで進み、これを定義
している四点１−１−１，１−１−１０，１−１−１
１，１−１−１２の情報から小さいと判定した場合、四
角形１−６に対応する画素Ｐ−１を四点の情報を元に描
画する。
している四点１−１−１，１−１−１０，１−１−１
１，１−１−１２の情報から小さいと判定した場合、四
角形１−６に対応する画素Ｐ−１を四点の情報を元に描
画する。
【００１９】そして画素Ｐ−１を描画すると共に、スタ
ックをポップして四角形１−７を定義する四点１−１−
１０，１−１−１３，１−１−１２，１−１−１４の情
報を読みだし、判定，分割及びスタックへのプッシュ処
理を行なう。以上の処理をスタックが空になるまで再帰
的に繰り返し、スクリーン上に四角形１に対応する画素
群を描画する。
ックをポップして四角形１−７を定義する四点１−１−
１０，１−１−１３，１−１−１２，１−１−１４の情
報を読みだし、判定，分割及びスタックへのプッシュ処
理を行なう。以上の処理をスタックが空になるまで再帰
的に繰り返し、スクリーン上に四角形１に対応する画素
群を描画する。
【００２０】上記第２，第４，第５の特徴によれば、上
記第１の特徴によって図１に示す四角形を描画する場合
において、四角形１を分割する際に新たに生成される四
角形定義点１−１−５，１−１−６，１−１−７，１−
１−８，１−１−９の奥行き値，輝度値，対応する二次
元パターン位置の情報を、１−１−１と１−１−２，１
−１−１と１−１−３，１−１−３と１−１−４，１−
１−２と１−１−４，１−１−１と１−１−２と１−１
−３と１−１−４の各値の平均値とすることによって決
定し、さらに他の四角形についても同じ処理を繰り返し
て、１画素に対応する小さな四角形を定義する四点の奥
行き値，輝度値，対応する二次元パターン位置の情報を
算出する。
記第１の特徴によって図１に示す四角形を描画する場合
において、四角形１を分割する際に新たに生成される四
角形定義点１−１−５，１−１−６，１−１−７，１−
１−８，１−１−９の奥行き値，輝度値，対応する二次
元パターン位置の情報を、１−１−１と１−１−２，１
−１−１と１−１−３，１−１−３と１−１−４，１−
１−２と１−１−４，１−１−１と１−１−２と１−１
−３と１−１−４の各値の平均値とすることによって決
定し、さらに他の四角形についても同じ処理を繰り返し
て、１画素に対応する小さな四角形を定義する四点の奥
行き値，輝度値，対応する二次元パターン位置の情報を
算出する。
【００２１】そして、これらの奥行き値，輝度値，対応
する二次元パターン位置の情報を元に対応する画素を塗
りつぶして描画する。
する二次元パターン位置の情報を元に対応する画素を塗
りつぶして描画する。
【００２２】上記第３の特徴によれば、図２に示す様な
三次元座標系上の多角形の辺２を例に取って説明すれ
ば、辺２の端点２−１，２−２は面Ｓ上のＳ−１，Ｓ−
２へ投影される。
三次元座標系上の多角形の辺２を例に取って説明すれ
ば、辺２の端点２−１，２−２は面Ｓ上のＳ−１，Ｓ−
２へ投影される。
【００２３】今、辺２の中点２−３を面Ｓへ投影する
と、投影された点Ｓ−３と点Ｓ−１，Ｓ−２の関係は以
下の通りとなる。
と、投影された点Ｓ−３と点Ｓ−１，Ｓ−２の関係は以
下の通りとなる。
【００２４】d1＊z1＝d2＊z2 z1：視点Ｉから点２
−１までの奥行き値 z2：視点Ｉから点２−２までの奥行き値 d1：点Ｓ−３から点Ｓ−１までの距離 d2：点Ｓ−３から点Ｓ−２までの距離 よって、三次元座標系上の１：１の分割点は、投影面上
のz2：z1の分割点へ投影される。
−１までの奥行き値 z2：視点Ｉから点２−２までの奥行き値 d1：点Ｓ−３から点Ｓ−１までの距離 d2：点Ｓ−３から点Ｓ−２までの距離 よって、三次元座標系上の１：１の分割点は、投影面上
のz2：z1の分割点へ投影される。
【００２５】したがって、透視変換された後の多角形の
辺を両端点の奥行き値の比率で分割した点は変換前の多
角形の辺の中点に対応し、この点の奥行き値，輝度値，
対応する二次元パターン位置は両端点の各値の単純平均
で求められる。
辺を両端点の奥行き値の比率で分割した点は変換前の多
角形の辺の中点に対応し、この点の奥行き値，輝度値，
対応する二次元パターン位置は両端点の各値の単純平均
で求められる。
【００２６】以上により、パースの掛かったスムーズシ
ェーディング，テクスチャーマッピングが可能となる。
ェーディング，テクスチャーマッピングが可能となる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００２８】図３に本発明による図形描画装置の一実施
例の要部を示す。
例の要部を示す。
【００２９】図３において、この図形描画装置の要部
は、二次元へ座標変換して得られた四角形（図１参照）
の頂点情報から四角形内の画素描画を行うもので、上記
四角形の頂点情報を記憶する四角形記憶器３と、上記四
角形の大きさを判定するため上記四角形記憶器３に接続
された判定器８と、上記四角形を分割するために上記四
角形記憶器３に接続された分割器９と、上記分割された
四角形の情報を一時的に保持するために上記分割器９，
四角形記憶器３，および判定器８に接続されたスタック
記憶部１５と、上記四角形の画素を描画メモリ（図示省
略）に描画するために上記四角形記憶器３に接続された
描画器１６とを有している。
は、二次元へ座標変換して得られた四角形（図１参照）
の頂点情報から四角形内の画素描画を行うもので、上記
四角形の頂点情報を記憶する四角形記憶器３と、上記四
角形の大きさを判定するため上記四角形記憶器３に接続
された判定器８と、上記四角形を分割するために上記四
角形記憶器３に接続された分割器９と、上記分割された
四角形の情報を一時的に保持するために上記分割器９，
四角形記憶器３，および判定器８に接続されたスタック
記憶部１５と、上記四角形の画素を描画メモリ（図示省
略）に描画するために上記四角形記憶器３に接続された
描画器１６とを有している。
【００３０】そして、上記四角形記憶器３中の各々１個
分の頂点情報を保持するレジスタ４，５，６，７に描画
する四角形を定義する第一，第二，第三，第四頂点の水
平，垂直，奥行き，輝度，対応するテクスチャーパター
ンの水平，垂直位置関係を記憶させる。
分の頂点情報を保持するレジスタ４，５，６，７に描画
する四角形を定義する第一，第二，第三，第四頂点の水
平，垂直，奥行き，輝度，対応するテクスチャーパター
ンの水平，垂直位置関係を記憶させる。
【００３１】上記判定器８では、四角形記憶器３に保持
されている四頂点の水平垂直情報から、四角形が表示ス
クリーン上の１画素分の大きさであるか否かを判定す
る。この際の判定は、第一頂点に対し第二，第三，第四
頂点が１画素以下の距離にあることで決定する。
されている四頂点の水平垂直情報から、四角形が表示ス
クリーン上の１画素分の大きさであるか否かを判定す
る。この際の判定は、第一頂点に対し第二，第三，第四
頂点が１画素以下の距離にあることで決定する。
【００３２】上記分割器９では、上記四角形が１画素分
以上の大きさであると判定された場合、四角形分割のた
めに生成する新たな五点の情報を算出する。即ち、辺分
割器１０，１１，１２，１３において、第一頂点と第二
頂点、第一頂点と第三頂点、第二頂点と第四頂点、第三
頂点と第四頂点を結ぶ四角形の辺をそれぞれの両端点の
奥行き値の比で分割するように第一，第二，第三，第四
の分割点の水平、垂直座標を算出し、奥行き，輝度，対
応するテクスチャーパターンの水平，垂直位置について
は両端点の単純平均で算出する。このとき、奥行き値の
比による辺の分割は割算を伴うため、短時間で終了する
よう近似計算によって行なう。
以上の大きさであると判定された場合、四角形分割のた
めに生成する新たな五点の情報を算出する。即ち、辺分
割器１０，１１，１２，１３において、第一頂点と第二
頂点、第一頂点と第三頂点、第二頂点と第四頂点、第三
頂点と第四頂点を結ぶ四角形の辺をそれぞれの両端点の
奥行き値の比で分割するように第一，第二，第三，第四
の分割点の水平、垂直座標を算出し、奥行き，輝度，対
応するテクスチャーパターンの水平，垂直位置について
は両端点の単純平均で算出する。このとき、奥行き値の
比による辺の分割は割算を伴うため、短時間で終了する
よう近似計算によって行なう。
【００３３】さらに、加算器１４によって、辺分割器１
０，１１，１２，１３で算出した四分割点の水平，垂
直，奥行き，輝度，対応するテクスチャーパターンの水
平，垂直位置の単純平均を行ない、第五分割点の情報を
算出する。
０，１１，１２，１３で算出した四分割点の水平，垂
直，奥行き，輝度，対応するテクスチャーパターンの水
平，垂直位置の単純平均を行ない、第五分割点の情報を
算出する。
【００３４】次に、図４の動作フローチャート図を参照
して上記図３に示す図形描画装置の動作について説明す
る。
して上記図３に示す図形描画装置の動作について説明す
る。
【００３５】まず、図４のステップ１０１において、上
記四角形の頂点情報から上記判定器８によって上記四角
形が十分に小さいか否かが判定される。
記四角形の頂点情報から上記判定器８によって上記四角
形が十分に小さいか否かが判定される。
【００３６】そして、上記ステップ１０１において、判
定器８の判定結果が１画素分の大きさに至っていない場
合、続くステップ１０２，１０３，１０４において、上
記四角形を上記分割器９によって分割し、上記分割した
四角形の内１個を処理対象の四角形とし、残りの四角形
を上記スタック記憶部１５に記憶する。
定器８の判定結果が１画素分の大きさに至っていない場
合、続くステップ１０２，１０３，１０４において、上
記四角形を上記分割器９によって分割し、上記分割した
四角形の内１個を処理対象の四角形とし、残りの四角形
を上記スタック記憶部１５に記憶する。
【００３７】すなわち、より具体的に説明すると、スタ
ック記憶部１５は、加算器１４の出力する第五分割点を
第一頂点、辺分割器１２の出力する第三分割点を第二頂
点、辺分割器１３の出力する第四分割点を第三頂点、レ
ジスタ７に保持されている第四頂点を第四頂点として定
義される四角形の情報をプッシュし、つぎに辺分割器１
１の出力する第二分割点を第一頂点、加算器１４の出力
する第五分割点を第二頂点、レジスタ６に保持されてい
る第三頂点を第三頂点、辺分割器１３の出力する第四分
割点を第四頂点として定義される四角形の情報をプッシ
ュし、さらに辺分割器１０の出力する第一分割点を第一
頂点、レジスタ５に保持されている第一頂点を第一頂
点、加算器１４の出力する第五分割点を第三頂点、辺分
割器１２の出力する第三分割点を第四頂点として定義さ
れる四角形の情報をプッシュする。
ック記憶部１５は、加算器１４の出力する第五分割点を
第一頂点、辺分割器１２の出力する第三分割点を第二頂
点、辺分割器１３の出力する第四分割点を第三頂点、レ
ジスタ７に保持されている第四頂点を第四頂点として定
義される四角形の情報をプッシュし、つぎに辺分割器１
１の出力する第二分割点を第一頂点、加算器１４の出力
する第五分割点を第二頂点、レジスタ６に保持されてい
る第三頂点を第三頂点、辺分割器１３の出力する第四分
割点を第四頂点として定義される四角形の情報をプッシ
ュし、さらに辺分割器１０の出力する第一分割点を第一
頂点、レジスタ５に保持されている第一頂点を第一頂
点、加算器１４の出力する第五分割点を第三頂点、辺分
割器１２の出力する第三分割点を第四頂点として定義さ
れる四角形の情報をプッシュする。
【００３８】その上で、レジスタ５，６，７は、辺分割
器１０の出力する第一分割点、辺分割点１１の出力する
第二分割点、加算器１４の出力する第五分割点の情報に
更新され、四角形記憶器３は、第一頂点を第一頂点、第
一分割点を第二頂点、第二分割点を第三頂点、第五分割
点を第四頂点として定義される四角形の情報を保持す
る。
器１０の出力する第一分割点、辺分割点１１の出力する
第二分割点、加算器１４の出力する第五分割点の情報に
更新され、四角形記憶器３は、第一頂点を第一頂点、第
一分割点を第二頂点、第二分割点を第三頂点、第五分割
点を第四頂点として定義される四角形の情報を保持す
る。
【００３９】次に、上記ステップ１０１において判定器
８の判定結果が１画素分の大きさとなった場合、ステッ
プ１０５において、描画器１６は、四角形記憶器３に保
持されている四角形に対応する画素を描画メモリ（図示
省略）描画書き込みする。これは、レジスタ４に保持さ
れている水平，垂直位置の画素を、同じくレジスタ４に
保持されている奥行き値が描画対象画素の元の奥行き値
よりも手前であった場合に、同じくレジスタ４に保持さ
れている輝度値と対応するテクスチャーパターンの水
平，垂直位置から読みだした値を掛け合わせた色で塗り
つぶすことによって行われる。
８の判定結果が１画素分の大きさとなった場合、ステッ
プ１０５において、描画器１６は、四角形記憶器３に保
持されている四角形に対応する画素を描画メモリ（図示
省略）描画書き込みする。これは、レジスタ４に保持さ
れている水平，垂直位置の画素を、同じくレジスタ４に
保持されている奥行き値が描画対象画素の元の奥行き値
よりも手前であった場合に、同じくレジスタ４に保持さ
れている輝度値と対応するテクスチャーパターンの水
平，垂直位置から読みだした値を掛け合わせた色で塗り
つぶすことによって行われる。
【００４０】次に、ステップ１０６において、上記スタ
ック記憶部１５が空であるか否かが判定され、上記スタ
ック記憶部１５が空でない場合、ステップ１０７におい
て、上記スタック記憶部１５から四角形を１個読みだし
て処理対象の四角形とし、上記ステップ１０１へ戻る。
ック記憶部１５が空であるか否かが判定され、上記スタ
ック記憶部１５が空でない場合、ステップ１０７におい
て、上記スタック記憶部１５から四角形を１個読みだし
て処理対象の四角形とし、上記ステップ１０１へ戻る。
【００４１】以上の処理を再帰的に行ない、判定器８の
判定結果が１画素分の大きさとなって描画器１６が画素
描画をした後に、上記ステップ１０６において、スタッ
ク記憶部１５が空である場合は、元来描画指定された四
角形の描画を完了する。
判定結果が１画素分の大きさとなって描画器１６が画素
描画をした後に、上記ステップ１０６において、スタッ
ク記憶部１５が空である場合は、元来描画指定された四
角形の描画を完了する。
【００４２】次に、本発明による図形描画装置の第１変
形例について説明する。
形例について説明する。
【００４３】この第１変形例においては、四角形記憶
器，分割器，スタック記憶は、先に第３図を基に示した
実施例と同じであり、それぞれ、処理中の四角形情報の
保持、四角形分割、分割で新たに発生した四角形情報の
記憶を行なう。
器，分割器，スタック記憶は、先に第３図を基に示した
実施例と同じであり、それぞれ、処理中の四角形情報の
保持、四角形分割、分割で新たに発生した四角形情報の
記憶を行なう。
【００４４】そして、判定器では、四角形記憶器に保持
されている四頂点の水平垂直情報から、四角形が十分に
小さいか否かを判定する。この際の判定は、四角形の第
一頂点に対し第二，第三，第四頂点がある特定の数画素
以下の距離にあることで決定する。
されている四頂点の水平垂直情報から、四角形が十分に
小さいか否かを判定する。この際の判定は、四角形の第
一頂点に対し第二，第三，第四頂点がある特定の数画素
以下の距離にあることで決定する。
【００４５】そして、描画器は、判定器で四角形記憶器
に保持されている四角形が十分に小さいと判定された場
合、この四角形に対応する画素を従来の方法で描画す
る。
に保持されている四角形が十分に小さいと判定された場
合、この四角形に対応する画素を従来の方法で描画す
る。
【００４６】この第１変形例によれば、元の四角形の大
きさに対する分割回数を減らすことが出来るため、より
高速の処理が可能となる。
きさに対する分割回数を減らすことが出来るため、より
高速の処理が可能となる。
【００４７】次に、本発明による図形描画装置の第２変
形例について説明する。
形例について説明する。
【００４８】この第２変形例においては、四角形記憶
器，分割器，スタック記憶は、先に第３図を基に示した
実施例と同じであり、それぞれ、処理中の四角形情報の
保持、四角形分割、分割で新たに発生した四角形情報の
記憶を行なう。
器，分割器，スタック記憶は、先に第３図を基に示した
実施例と同じであり、それぞれ、処理中の四角形情報の
保持、四角形分割、分割で新たに発生した四角形情報の
記憶を行なう。
【００４９】そして、判定器では、四角形記憶器に保持
されている四頂点の水平垂直情報から、四角形が表示ス
クリーン上の１画素よりも更に小さい領域分の大きさで
あるか否かを判定する。この際の判定は、四角形の第一
頂点に対し第二，第三，第四頂点が、前記１画素よりも
更に小さい領域の一辺以下の距離にあることで決定す
る。
されている四頂点の水平垂直情報から、四角形が表示ス
クリーン上の１画素よりも更に小さい領域分の大きさで
あるか否かを判定する。この際の判定は、四角形の第一
頂点に対し第二，第三，第四頂点が、前記１画素よりも
更に小さい領域の一辺以下の距離にあることで決定す
る。
【００５０】そして、描画器は、判定器で四角形記憶器
に保持されている四角形が前記１画素よりも更に小さい
領域分の大きさであると判定された場合、前記領域を含
む画素に対し領域分の輝度値，奥行き値，テクスチャー
パターン情報を保持し、前記領域への書き込みを行なっ
たことを示すフラグを立てる。
に保持されている四角形が前記１画素よりも更に小さい
領域分の大きさであると判定された場合、前記領域を含
む画素に対し領域分の輝度値，奥行き値，テクスチャー
パターン情報を保持し、前記領域への書き込みを行なっ
たことを示すフラグを立てる。
【００５１】元の四角形全体の分割処理が終了してか
ら、各画素毎に、内包するすべての領域の輝度値，奥行
き値，テクスチャーパターン情報を平均し、領域書き込
みフラグを調べて元の四角形が画素を覆っている比率を
生成して、輝度値を背景と混合して描画する。
ら、各画素毎に、内包するすべての領域の輝度値，奥行
き値，テクスチャーパターン情報を平均し、領域書き込
みフラグを調べて元の四角形が画素を覆っている比率を
生成して、輝度値を背景と混合して描画する。
【００５２】この第２変形例によれば、画素に対する輝
度値，奥行き値，対応するテクスチャーパターンの精度
が向上するとともに、ラスターライズ描画の際、四角形
の辺に発生するギザギザを除去することが可能となる。
度値，奥行き値，対応するテクスチャーパターンの精度
が向上するとともに、ラスターライズ描画の際、四角形
の辺に発生するギザギザを除去することが可能となる。
【００５３】次に、本発明による図形描画装置の第３変
形例について説明する。
形例について説明する。
【００５４】この第３変形例においては、四角形記憶
器，分割器，スタック記憶は、先に第３図を基に示した
実施例と同じであり、それぞれ、処理中の四角形情報の
保持，四角形分割，分割で新たに発生した四角形情報の
記憶を行なう。
器，分割器，スタック記憶は、先に第３図を基に示した
実施例と同じであり、それぞれ、処理中の四角形情報の
保持，四角形分割，分割で新たに発生した四角形情報の
記憶を行なう。
【００５５】そして、判定器では、四角形記憶器に保持
されている四頂点の情報から、四角形が十分に小さいか
否かを判定する。この際の判定は、四角形の第一頂点に
対応するテクスチャーパターンの位置に対し第二，第
三，第四頂点に対応する位置がテクスチャーパターン上
の１画素以下の距離にあることで決定する。
されている四頂点の情報から、四角形が十分に小さいか
否かを判定する。この際の判定は、四角形の第一頂点に
対応するテクスチャーパターンの位置に対し第二，第
三，第四頂点に対応する位置がテクスチャーパターン上
の１画素以下の距離にあることで決定する。
【００５６】そして、描画器は、判定器で四角形記憶器
に保持されている四角形が十分に小さい領域分の大きさ
であると判定された場合、四角形が１画素よりも大きい
場合は従来の方法で画素の輝度値，奥行き値を算出し、
四角形が１画素の大きさであった場合には本発明第１の
実施例で示す描画器と同じ方法で画素の輝度値，奥行き
値を算出し、四角形が１画素よりも小さい場合には本発
明第３の実施例で示す描画器と同じ方法で画素の輝度
値，奥行き値を算出して、画素を描画する。
に保持されている四角形が十分に小さい領域分の大きさ
であると判定された場合、四角形が１画素よりも大きい
場合は従来の方法で画素の輝度値，奥行き値を算出し、
四角形が１画素の大きさであった場合には本発明第１の
実施例で示す描画器と同じ方法で画素の輝度値，奥行き
値を算出し、四角形が１画素よりも小さい場合には本発
明第３の実施例で示す描画器と同じ方法で画素の輝度
値，奥行き値を算出して、画素を描画する。
【００５７】この第３変形例によれば、テクスチャーマ
ップを行なった場合に発生するパターンの抜けなどのサ
ンプリングエラーを除去することが可能となる。
ップを行なった場合に発生するパターンの抜けなどのサ
ンプリングエラーを除去することが可能となる。
【００５８】なお、上記実施例においては四角形を例に
とって説明したが、他の種類の多角形にも本発明を適用
できることは言うまでもない。
とって説明したが、他の種類の多角形にも本発明を適用
できることは言うまでもない。
【００５９】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、多
角形にテクスチャーマッピングを行なう際に遠方の部分
が詰まって行くパース付きの描画をリアルタイムに実行
できると共に、奥行き値や輝度値にもパースを効かせる
ことが出来、投影面上で単純に線形補間するよりも正し
い補間が行なわれる。
角形にテクスチャーマッピングを行なう際に遠方の部分
が詰まって行くパース付きの描画をリアルタイムに実行
できると共に、奥行き値や輝度値にもパースを効かせる
ことが出来、投影面上で単純に線形補間するよりも正し
い補間が行なわれる。
【００６０】さらに、ＤＤＡを用いてスムーズシェーデ
ィングを行なう場合差分値の算出など前処理が必要だ
が、本発明による図形描画装置では多角形の頂点の情報
を設定するだけで描画が実施できる。
ィングを行なう場合差分値の算出など前処理が必要だ
が、本発明による図形描画装置では多角形の頂点の情報
を設定するだけで描画が実施できる。
【図１】本発明を実施した図形描画装置により二次元上
に投影された四角形を描画する場合の説明図である。
に投影された四角形を描画する場合の説明図である。
【図２】本発明を実施した図形描画装置により三次元座
標系上の多角形の辺を描画する場合の説明図である。
標系上の多角形の辺を描画する場合の説明図である。
【図３】本発明を実施した図形描画装置の要部の構成図
である。
である。
【図４】図３に示した図形描画装置の要部の動作フロー
チャートである。
チャートである。
【図５】従来の図形描画処理の説明図である。
１ 四角形 ２ 辺 ３ 四角形記憶器 ４，５，６，７ レジスタ ８ 判定器 ９ 分割器 １０，１１，１２，１３ 辺分割器 １４ 加算器 １５ スタック記憶部 １６ 描画器
Claims (8)
- 【請求項１】 設定された頂点の組の情報によって定義
される多角形を描画するための図形描画装置において、
上記多角形の頂点情報に基づいて上記多角形が十分に小
さいか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により
上記多角形が十分に小さくないと判定された場合、上記
多角形を複数のより小さな多角形に分割する分割手段
と、上記分割手段により分割された小さな多角形が十分
に小さいと判定された場合、その多角形に対応する画素
を描画する描画手段とを具備することを特徴とする図形
描画装置。 - 【請求項２】 設定された頂点の組の情報によって定義
される多角形を画像記憶に描画する図形描画装置におい
て、 多角形の頂点情報を保持するレジスタと、多角形の頂点
情報を複数保持するスタックと、前記レジスタに記憶さ
れている多角形が十分に小さいか否かを判定する判定手
段と、前記判定手段により多角形が小さいと判定された
場合は、その多角形に対応する画素を画像記憶へ書き込
む描画手段と、前記判定手段により多角形が小さいと判
定された場合は前記スタックから別の多角形の頂点情報
を読み出して前記レジスタに書き込み、前記多角形が小
さくないと判定された場合は多角形を複数のより小さな
多角形に分割してその内の一つの多角形の頂点情報を前
記レジスタに書き込み残りの多角形の頂点情報を前記ス
タックへ書き込む分割手段とを具備することを特徴とす
る図形描画装置。 - 【請求項３】 上記多角形を定義する情報に頂点の各奥
行き値を含み、多角形を分割する際に新たに定義される
頂点の奥行き値を分割される辺の両端の頂点の奥行き値
の平均とする分割手段をさらに具備することを特徴とす
る請求項２記載の図形描画装置。 - 【請求項４】 上記多角形を分割する際に辺をそれぞれ
の両端の頂点の奥行き値の比率で分割する分割手段をさ
らに具備することを特徴とする請求項３に記載の図形描
画装置。 - 【請求項５】 上記多角形を定義する情報に頂点の各輝
度値を含み、多角形を分割する際に新たに定義される頂
点の輝度値を分割される辺の両端の頂点の輝度値の平均
とする分割手段をさらに具備することを特徴とする請求
項２に記載の図形描画装置。 - 【請求項６】 上記多角形を定義する情報に多角形に射
影する二次元パターンの頂点に対応する位置を含み、多
角形を分割する際に新たに定義される頂点の対応する二
次元パターン位置を分割される辺の両端の頂点に対応す
る二次元パターン位置の中点とする分割手段をさらに具
備することを特徴とする請求項２に記載の図形描画装
置。 - 【請求項７】 設定された頂点の組の情報によって定義
される多角形を描画するための図形描画方法において、
上記多角形の頂点情報より上記多角形が十分に小さいか
否かを判定するステップと、上記判定ステップにより上
記多角形が十分に小さくないと判定された場合、上記多
角形を複数のより小さな多角形に分割するステップと、
上記分割ステップにより分割された小さな多角形が十分
に小さいと判定された場合、その多角形に対応する画素
を描画するステップとを具備することを特徴とする図形
描画方法。 - 【請求項８】 多角形の頂点情報を保持するレジスタ
と、多角形の頂点情報を複数保持するスタックと、前記
レジスタに記憶されている多角形が十分に小さいか否か
を判定する判定手段と、前記判定手段により多角形が小
さいと判定された場合は、その多角形に対応する画素を
画像記憶へ書き込む描画手段とを有する図形描画装置に
おいて、設定された頂点の組の情報によって定義される
多角形を画像記憶に描画する図形描画方法であって、 上記多角形の頂点情報より上記多角形が十分に小さいか
否かを判定するステップと、上記判定ステップにより上
記多角形が十分に小さくないと判定された場合、上記多
角形を複数のより小さな多角形に分割してその内の一つ
の多角形の頂点情報を前記レジスタに書き込み残りの多
角形の頂点情報を前記スタックへ書き込むステップと、
上記判定ステップにより上記多角形が小さいと判定され
た場合、その多角形に対応する画素を描画し、前記スタ
ックから別の多角形の頂点情報を読み出して前記レジス
タに書き込むステップとを具備することを特徴とする図
形描画方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5322853A JPH07182537A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 図形描画装置および図形描画方法 |
| US08/356,736 US5664071A (en) | 1993-12-21 | 1994-12-15 | Graphics plotting apparatus and method |
| DE69427809T DE69427809T2 (de) | 1993-12-21 | 1994-12-19 | Vorrichtung und Verfahren zur graphischen Darstellung |
| EP94120113A EP0663651B1 (en) | 1993-12-21 | 1994-12-19 | Graphics plotting apparatus and method |
| KR1019940035581A KR0180253B1 (ko) | 1993-12-21 | 1994-12-21 | 도형 묘화 장치 및 도형 묘화 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5322853A JPH07182537A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 図形描画装置および図形描画方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07182537A true JPH07182537A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18148336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5322853A Pending JPH07182537A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 図形描画装置および図形描画方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5664071A (ja) |
| EP (1) | EP0663651B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07182537A (ja) |
| KR (1) | KR0180253B1 (ja) |
| DE (1) | DE69427809T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9518695D0 (en) * | 1995-09-13 | 1995-11-15 | Philips Electronics Nv | Graphic image rendering |
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| US6771264B1 (en) | 1998-08-20 | 2004-08-03 | Apple Computer, Inc. | Method and apparatus for performing tangent space lighting and bump mapping in a deferred shading graphics processor |
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| CN100492403C (zh) * | 2001-09-27 | 2009-05-27 | 佳能株式会社 | 文字图像分行方法和装置以及文字图像识别方法和装置 |
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| US7599044B2 (en) | 2005-06-23 | 2009-10-06 | Apple Inc. | Method and apparatus for remotely detecting presence |
| US7577930B2 (en) | 2005-06-23 | 2009-08-18 | Apple Inc. | Method and apparatus for analyzing integrated circuit operations |
| US9298311B2 (en) * | 2005-06-23 | 2016-03-29 | Apple Inc. | Trackpad sensitivity compensation |
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| KR100738107B1 (ko) * | 2006-02-15 | 2007-07-12 | 삼성전자주식회사 | 3차원 포인트 기반 모델링 장치 및 방법 |
| US9747663B2 (en) * | 2014-12-22 | 2017-08-29 | Here Global B.V. | Method and apparatus for providing mapping of geo locations on schematic maps |
| GB2572619B (en) * | 2018-04-05 | 2020-06-17 | Imagination Tech Ltd | Hardware Tessellation Units |
| GB2572625B (en) | 2018-04-05 | 2020-06-17 | Imagination Tech Ltd | Ordering in tessellation operations |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3889107A (en) * | 1972-10-16 | 1975-06-10 | Evans & Sutherland Computer Co | System of polygon sorting by dissection |
| US4620287A (en) * | 1983-01-20 | 1986-10-28 | Dicomed Corporation | Method and apparatus for representation of a curve of uniform width |
| US4974177A (en) * | 1985-10-04 | 1990-11-27 | Daikin Industries Ltd. | Mapping circuit of a CRT display device |
| JPH0812705B2 (ja) * | 1986-09-29 | 1996-02-07 | 株式会社東芝 | 画像処理装置 |
| JP2618951B2 (ja) * | 1988-02-16 | 1997-06-11 | 株式会社東芝 | 三次元図形処理装置 |
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| US5408598A (en) * | 1991-05-23 | 1995-04-18 | International Business Machines Corporation | Method for fast generation of parametric curves employing a pre-calculated number of line segments in accordance with a determined error threshold |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP5322853A patent/JPH07182537A/ja active Pending
-
1994
- 1994-12-15 US US08/356,736 patent/US5664071A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1994-12-19 DE DE69427809T patent/DE69427809T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-21 KR KR1019940035581A patent/KR0180253B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
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|---|---|
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| EP0663651B1 (en) | 2001-07-25 |
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| KR950020221A (ko) | 1995-07-24 |
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