JPH11120376A - Three-dimensional image processor and its method - Google Patents
Three-dimensional image processor and its methodInfo
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- JPH11120376A JPH11120376A JP9287088A JP28708897A JPH11120376A JP H11120376 A JPH11120376 A JP H11120376A JP 9287088 A JP9287088 A JP 9287088A JP 28708897 A JP28708897 A JP 28708897A JP H11120376 A JPH11120376 A JP H11120376A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元画像処理装
置及び方法に関し、特に奥行き情報が格納されるZバッ
ファの割り当てとZバッファの深さの設定に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional image processing apparatus and method, and more particularly to allocating a Z-buffer storing depth information and setting a Z-buffer depth.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンピュータグラフィックスにおいて、
三次元画像を表示装置に表示する方法の一つとして、隠
面消去法が知られている。隠面消去法の中でも、処理が
比較的簡単なZバッファ法が広く用いられている。Zバ
ッファ法では、隠面消去した二次元画像に陰影をつけて
三次元画像を表示するため、画像の表示領域全体に、画
素毎に奥行き情報(Z値)を格納するZバッファが必要
となる。画像の表示精度を高くしようとすれば、Zバッ
ファに十分な深さが必要となり、システム全体として大
容量のメモリが必要となる。2. Description of the Related Art In computer graphics,
As one method of displaying a three-dimensional image on a display device, a hidden surface elimination method is known. Among the hidden surface elimination methods, the Z buffer method, whose processing is relatively simple, is widely used. In the Z-buffer method, a two-dimensional image with hidden surfaces removed is shaded to display a three-dimensional image. Therefore, a Z-buffer that stores depth information (Z value) for each pixel is required over the entire display area of the image. . In order to increase the display accuracy of an image, a sufficient depth is required for the Z buffer, and a large-capacity memory is required for the entire system.
【0003】このようなZバッファ法で、必要となるメ
モリ容量を削減するための技術として、例えば、特開平
6−274646号公報に開示された隠面消去処理装置
(以下、従来例1)や特開平9−115003号公報に
開示されたZ値座標変換回路(以下、従来例2)が知ら
れている。Techniques for reducing the required memory capacity in such a Z-buffer method include, for example, a hidden surface erasing processing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-274646 (hereinafter referred to as Conventional Example 1). 2. Description of the Related Art A Z-value coordinate conversion circuit (hereinafter referred to as Conventional Example 2) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-115003 is known.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来例1は、隠面消去
処理終了後に不要となったZバッファをフレームバッフ
ァとして使用し、属性データのフレームバッファへの書
き込みを行うものである。しかしながら、属性データの
みを変えた画像を別途表示しようとする場合、フレーム
バッファを再びZバッファとして使用し、消去されてし
まったZ値の書き込みを行わなければならないという問
題があった。In the first prior art, attribute data is written to the frame buffer by using a Z buffer which becomes unnecessary after the hidden surface erasing process is completed as a frame buffer. However, when an image in which only the attribute data is changed is to be displayed separately, there is a problem that the frame buffer must be used again as a Z buffer and the erased Z value must be written.
【0005】従来例2は、Zバッファに変換される奥行
き情報を等間隔としない座標系を用いることで、Zバッ
ファに格納されるデータ量を減らし、これによってZバ
ッファの容量を小さくしようとするものである。この技
術は、人間が物体を見るときの特性(遠近感)を利用し
たものである。しかしながら、全体がこのような形で表
示されるので、実際には、表示装置からの距離によって
奥行きの見え方の感じが違ってしまう、すなわち奥行き
表示の制度が悪くなるという問題があった。[0005] Conventional Example 2 attempts to reduce the amount of data stored in the Z buffer by using a coordinate system in which the depth information converted into the Z buffer is not equally spaced, thereby reducing the capacity of the Z buffer. Things. This technique utilizes characteristics (perspectiveness) when a human looks at an object. However, since the entire image is displayed in such a form, there is a problem that the appearance of the depth is actually different depending on the distance from the display device, that is, the accuracy of the depth display is deteriorated.
【0006】これに対し、人間の視覚は、狭い部分を凝
視した場合には、その部分の奥行きを精細に判別できる
という特性がある。一方、比較的広い部分を全体視した
場合には、奥行きを精細に判別することが困難であると
いう特性がある。このことは、コンピュータグラフィッ
クスによる三次元画像の表示でも当てはまる。On the other hand, human vision has a characteristic that, when a narrow part is stared, the depth of the part can be determined finely. On the other hand, when viewing a relatively wide portion as a whole, there is a characteristic that it is difficult to determine the depth precisely. This also applies to the display of three-dimensional images by computer graphics.
【0007】本発明は、Zバッファのメモリ容量が十分
になくても十分な深さのZバッファを用意し、必要な三
次元画像を表示することができる三次元画像処理装置及
び方法を提供することを目的とする。The present invention provides a three-dimensional image processing apparatus and method capable of preparing a Z-buffer having a sufficient depth and displaying a required three-dimensional image even if the memory capacity of the Z-buffer is not sufficient. The purpose is to:
【0008】本発明は、また、とりわけ上記の人間の視
覚特性を利用したものであり、必要に応じて表示される
三次元画像の奥行き精度を変えることができる三次元画
像処理装置及び方法を提供することを目的とする。The present invention also provides a three-dimensional image processing apparatus and method which utilizes the above-described human visual characteristics, and can change the depth accuracy of a three-dimensional image displayed as necessary. The purpose is to do.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、本発明の第1の観点にかかる三次元画像処理装
置は、三次元画像の奥行き情報がZ値データによって規
定されるZバッファ法によって表示される三次元画像を
処理するための三次元画像処理装置であって、Zバッフ
ァの容量内で三次元画像を表示するための領域を設定
し、設定された領域内のZ値データのみを前記Zバッフ
ァに書き込む、ことを特徴とする。In order to achieve the first object, a three-dimensional image processing apparatus according to a first aspect of the present invention provides a three-dimensional image processing apparatus in which depth information of a three-dimensional image is defined by Z-value data. A three-dimensional image processing apparatus for processing a three-dimensional image displayed by a buffer method, wherein an area for displaying a three-dimensional image is set within a capacity of a Z buffer, and a Z value in the set area is set. Only data is written in the Z buffer.
【0010】上記第1の目的を達成するため、本発明の
第2の観点にかかる三次元画像処理装置は、二次元画像
に隠面消去処理を加えて三次元画像を表示するために必
要となるZ値データが書き込まれるZバッファを確保で
きるメモリ領域の容量の範囲内で、前記二次元画像に隠
面消去処理を加えた三次元画像を表示するための領域を
設定する設定手段と、前記設定手段に設定された領域に
従って、Zバッファを前記メモリ領域内に確保するZバ
ッファ確保手段と、三次元画像の奥行きを示す画素毎の
Z値データが、前記設定手段に設定された前記領域内の
ものであるかどうかを判断する判断手段と、前記判断手
段によって前記領域内のものと判断されたZ値データを
前記Zバッファ確保手段によって確保した前記Zバッフ
ァに書き込む書込手段と、を備えることを特徴とする。In order to achieve the first object, a three-dimensional image processing apparatus according to a second aspect of the present invention is required to display a three-dimensional image by performing hidden surface removal processing on a two-dimensional image. Setting means for setting an area for displaying a three-dimensional image obtained by performing hidden surface removal processing on the two-dimensional image within a range of a memory area capable of securing a Z buffer into which the Z value data is written; Z buffer securing means for securing a Z buffer in the memory area according to the area set in the setting means, and Z value data for each pixel indicating the depth of the three-dimensional image are stored in the area set in the setting means. Determining means for determining whether or not the data is in the area, and writing the Z value data determined to be in the area by the determining means in the Z buffer secured by the Z buffer securing means. Characterized in that it comprises a stage, a.
【0011】上記第1、第2の観点にかかる三次元画像
処理装置においては、Zバッファ(として確保できる領
域)の容量に従って、三次元画像を表示するための領域
が設定される。このため、画像を表示するための表示装
置全体に十分な奥行き精度で三次元画像を表示するため
のZバッファ(として確保できる)領域がない場合で
も、設定された領域には、精細な奥行き精度の三次元画
像を表示することができる。In the three-dimensional image processing apparatus according to the first and second aspects, an area for displaying a three-dimensional image is set in accordance with the capacity of (the area that can be secured as) the Z buffer. For this reason, even if there is no Z-buffer area (which can be secured) for displaying a three-dimensional image with sufficient depth accuracy in the entire display device for displaying an image, the set area has a fine depth accuracy. Can be displayed.
【0012】上記第2の観点にかかる三次元画像処理装
置において、前記設定手段は、前記Z値データの画素毎
のビット数を設定する手段を備え、この手段によって設
定されたビット数とZバッファを確保できるメモリ容量
の範囲内で、前記三次元画像を表示するための領域を設
定するものとしてもよい。In the three-dimensional image processing apparatus according to the second aspect, the setting means includes means for setting the number of bits of the Z value data for each pixel, and the number of bits set by the means and the Z buffer. The area for displaying the three-dimensional image may be set within a range of the memory capacity that can secure the three-dimensional image.
【0013】この場合、同じZバッファの容量であって
も、設定領域を狭くすれば、精細な奥行き精度で三次元
画像を表示することができる。一方、奥行き精度を粗く
すれば、広い範囲に三次元画像を表示することができ
る。このため、部分視する場合には、表示された画像の
奥行きを精細に判別することができる。一方、全体視す
る場合には、画像全体を三次元表示することができる。
この全体視の場合には、視覚特性上、正確な見分けがで
きないため、奥行き精度が粗くなっても特に問題はな
い。In this case, even with the same Z-buffer capacity, a three-dimensional image can be displayed with fine depth accuracy by narrowing the set area. On the other hand, if the depth accuracy is reduced, a three-dimensional image can be displayed over a wide range. For this reason, when performing partial viewing, the depth of the displayed image can be determined finely. On the other hand, when viewing the entire image, the entire image can be displayed three-dimensionally.
In the case of this general vision, since accurate distinction cannot be made due to the visual characteristics, there is no particular problem even if the depth accuracy becomes coarse.
【0014】上記第2の目的を達成するため、本発明の
第3の観点にかかる三次元画像処理装置は、二次元画像
に隠面消去処理を加えて三次元画像を表示するために必
要となるZ値データが書き込まれるZバッファを確保で
きるメモリ領域の容量の範囲内で、前記Zバッファの画
素毎のビット数を設定する設定手段と、前記設定手段に
設定された前記ビット数に従って、Zバッファを前記メ
モリ領域内に確保するZバッファ確保手段と、外部から
供給された前記三次元画像の奥行きを示すZ値データを
前記設定手段に設定されたビット数のZ値データに変換
する変換手段と、前記変換手段によって変換されたZ値
データを、前記Zバッファ確保手段に確保された前記Z
バッファに書き込む書込手段と、を備えることを特徴と
する。In order to achieve the second object, a three-dimensional image processing apparatus according to a third aspect of the present invention is required to display a three-dimensional image by performing hidden surface elimination processing on a two-dimensional image. Setting means for setting the number of bits for each pixel of the Z buffer within a range of a memory area capable of securing a Z buffer into which the Z value data is written, and Z setting according to the bit number set in the setting means. Z buffer securing means for securing a buffer in the memory area, and converting means for converting Z value data indicating the depth of the three-dimensional image supplied from the outside into Z value data having the number of bits set in the setting means And converting the Z value data converted by the conversion means into the Z buffer secured by the Z buffer securing means.
Writing means for writing to the buffer.
【0015】上記第3の観点にかかる三次元画像処理装
置は、精細な奥行き精度が必要となるときは、Zバッフ
ァに大きな容量を必要とする。しかし、精細な奥行き精
度が必要ないときは、Zバッファにそれほど大きな容量
を必要としないので、メモリ領域を他の用途に用いるこ
とができる。The three-dimensional image processing apparatus according to the third aspect requires a large capacity in the Z buffer when fine depth accuracy is required. However, when fine depth accuracy is not required, a large capacity is not required for the Z buffer, so that the memory area can be used for other purposes.
【0016】上記第1の目的を達成するため、本発明の
第4の観点にかかる三次元画像処理方法は、三次元画像
の奥行き情報がZ値データによって規定されるZバッフ
ァ法による三次元画像処理方法であって、Zバッファの
容量に従って、三次元画像表示を行うための領域を設定
する第1の設定ステップと、外部から供給されたZ値デ
ータが前記第1の設定ステップで設定された領域内のも
のであるかどうかを判断する判断ステップと、前記判断
ステップで前記領域内のものと判断したときに、前記Z
値データを前記Zバッファに書き込む書込ステップと、
を含むことを特徴とする。To achieve the first object, a three-dimensional image processing method according to a fourth aspect of the present invention is directed to a three-dimensional image processing method using a Z-buffer method in which depth information of a three-dimensional image is defined by Z-value data. A first setting step of setting an area for displaying a three-dimensional image in accordance with the capacity of a Z buffer; and an externally supplied Z value data set in the first setting step. A judging step of judging whether or not the object is within the area; and
Writing a value data into the Z buffer;
It is characterized by including.
【0017】上記第4の観点にかかる三次元画像処理方
法においては、Zバッファの容量に従って、三次元画像
を表示するための領域が設定される。このため、画像を
表示するための表示装置全体に十分な奥行き精度で三次
元画像を表示するためのZバッファ領域がない場合で
も、設定された領域には、精細な奥行き精度の三次元画
像を表示することができる。In the three-dimensional image processing method according to the fourth aspect, an area for displaying a three-dimensional image is set according to the capacity of the Z buffer. For this reason, even if there is no Z-buffer area for displaying a three-dimensional image with sufficient depth accuracy in the entire display device for displaying an image, the set area contains a three-dimensional image with fine depth accuracy. Can be displayed.
【0018】上記三次元画像処理方法は、前記Zバッフ
ァの画素毎のビット数を設定する第2の設定ステップを
さらに備えるものとしてもよい。この場合、前記書込ス
テップは、前記Z値データを前記第2の設定ステップで
設定されたビット数のZ値データに変換して前記Zバッ
ファに書き込めばよい。The three-dimensional image processing method may further include a second setting step of setting the number of bits for each pixel of the Z buffer. In this case, the writing step may convert the Z-value data into the Z-value data having the number of bits set in the second setting step and write the Z-value data into the Z buffer.
【0019】この場合、同じZバッファの容量であって
も、設定領域を狭くすれば、精細な奥行き精度で三次元
画像を表示することができる。一方、奥行き精度を粗く
すれば、広い範囲に三次元画像を表示することができ
る。このため、部分視する場合には、表示された画像の
奥行きを精細に判別することができる。一方、全体視す
る場合には、画像全体を三次元表示することができる。
この全体視の場合には、視覚特性上、正確な見分けがで
きないため、奥行き精度が粗くなっても特に問題はな
い。In this case, even with the same Z-buffer capacity, a three-dimensional image can be displayed with a fine depth accuracy by narrowing the set area. On the other hand, if the depth accuracy is reduced, a three-dimensional image can be displayed over a wide range. For this reason, when performing partial viewing, the depth of the displayed image can be determined finely. On the other hand, when viewing the entire image, the entire image can be displayed three-dimensionally.
In the case of this general vision, since accurate distinction cannot be made due to the visual characteristics, there is no particular problem even if the depth accuracy becomes coarse.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。この実施の形態で
は、フレームバッファのオフスクリーン領域(フレーム
バッファのうちの二次元画像が展開されない領域)にZ
バッファを確保する場合を例として説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, Z is set in the off-screen area of the frame buffer (the area of the frame buffer where the two-dimensional image is not
A case where a buffer is secured will be described as an example.
【0021】図1は、この実施の形態にかかる三次元画
像処理装置の構成を示すブロック図である。図示するよ
うに、この三次元画像処理装置1は、システムバス10
に接続されており、隠面処理領域選択部2と、隠面処理
制御部3と、フレームバッファ制御部4と、Zバッファ
制御部5と、メモリインターフェイス61、62と、フ
レームバッファ7とから構成されている。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional image processing apparatus according to this embodiment. 1, the three-dimensional image processing apparatus 1 includes a system bus 10
And comprises a hidden surface processing area selection unit 2, a hidden surface processing control unit 3, a frame buffer control unit 4, a Z buffer control unit 5, memory interfaces 61 and 62, and a frame buffer 7. Have been.
【0022】システムバス10には、CPU11と、主
記憶装置12と、入力装置13とが接続されている。メ
モリインターフェイス62には、CRTなどによって構
成された表示装置20が接続されている。この三次元画
像処理装置1は、システムバス10と表示装置20との
間に介在する入出力制御装置に設けられたものである。
この三次元画像処理装置1には、CPU11の処理に従
って、システムバス10から画素データ、Z値データ、
アドレスデータ及び後述する設定データが入力される。A CPU 11, a main storage device 12, and an input device 13 are connected to the system bus 10. The display device 20 including a CRT or the like is connected to the memory interface 62. The three-dimensional image processing device 1 is provided in an input / output control device interposed between the system bus 10 and the display device 20.
In the three-dimensional image processing apparatus 1, pixel data, Z-value data,
Address data and setting data described later are input.
【0023】隠面処理領域選択部2は、隠面処理設定レ
ジスタ21、アドレス変換部22及び2D/3D処理判
断部23を有する。隠面処理設定レジスタ21には、入
力装置12からの入力に従って、CPU11からシステ
ムバス10を介して供給された隠面処理(三次元画像処
理)を行う矩形領域の開始点・終了点及びZバッファ内
での奥行き情報であるZ値の深さ(ビット数)(両方を
まとめて、設定データという)が設定される。The hidden surface processing area selection section 2 has a hidden surface processing setting register 21, an address conversion section 22, and a 2D / 3D processing determination section 23. In accordance with an input from the input device 12, the hidden surface processing setting register 21 includes a starting point and an ending point of a rectangular area for performing hidden surface processing (three-dimensional image processing) supplied from the CPU 11 via the system bus 10, and a Z buffer. The depth (number of bits) of the Z value, which is the depth information within (the both are collectively referred to as setting data), is set.
【0024】アドレス変換部22は、隠面処理設定レジ
スタ21に設定された設定データに従って、フレームバ
ッファ7上の座標に対するアドレスをZバッファ上のア
ドレスに変換する。2D/3D処理判断部23は、隠面
処理設定レジスタ21に設定された設定データとアドレ
ス変換部22が変換したZバッファ上のアドレスに従っ
て、隠面処理の対象となる領域内であるかどうかを示す
クリッピング情報を隠面処理制御部3に送る。また、Z
値の深さに関する情報も隠面処理制御部3に送る。The address conversion unit 22 converts an address for coordinates on the frame buffer 7 into an address on the Z buffer in accordance with the setting data set in the hidden surface processing setting register 21. The 2D / 3D processing determination unit 23 determines whether or not the area is a target of the hidden surface processing according to the setting data set in the hidden surface processing setting register 21 and the address on the Z buffer converted by the address conversion unit 22. The indicated clipping information is sent to the hidden surface processing control unit 3. Also, Z
Information about the depth of the value is also sent to the hidden surface processing control unit 3.
【0025】隠面処理制御部3は、CPU11からの隠
面処理要求に応答して、Z値データをシステムバス10
を介して受け取る。隠面処理制御部3は、2D/3D処
理判断部23から送られたクリッピング情報に従い、隠
面処理の対象領域内である場合には、Z値の深さに関す
る情報に従って変換されたZ値データをZバッファ制御
部5に送る。隠面処理制御部3は、Zバッファに展開さ
れたZ値データを参照して、フレームバッファ7のオン
スクリーン領域に展開された二次元画像の画像データを
更新する処理も行う。In response to a hidden surface processing request from the CPU 11, the hidden surface processing control unit 3 transmits the Z value data to the system bus 10.
Receive through. In accordance with the clipping information sent from the 2D / 3D processing determining unit 23, the hidden surface processing control unit 3 converts the Z value data converted according to the information on the Z value depth when it is within the target area of the hidden surface processing. To the Z-buffer controller 5. The hidden surface processing control unit 3 also performs processing of updating the image data of the two-dimensional image developed in the on-screen area of the frame buffer 7 with reference to the Z value data developed in the Z buffer.
【0026】フレームバッファ制御部4は、システムバ
ス10を介して入力された二次元画像の各画素の画像デ
ータのメモリインターフェイス61を介してのフレーム
バッファへの書込を制御する。Zバッファ制御部5は、
隠面処理制御部3によって変換されたZ値データのメモ
リインターフェイス61を介してのフレームバッファ7
への書き込みを制御する。The frame buffer controller 4 controls writing of image data of each pixel of the two-dimensional image input via the system bus 10 to the frame buffer via the memory interface 61. The Z buffer control unit 5
Frame buffer 7 via memory interface 61 for Z value data converted by hidden surface processing control unit 3
Controls writing to.
【0027】メモリインターフェイス61は、フレーム
バッファ制御部4及びZバッファ制御部5とフレームバ
ッファ7との間のアドレスまたはデータの授受のタイミ
ング調停をするものである。The memory interface 61 arbitrates the transfer of addresses or data between the frame buffer controller 4 and the Z buffer controller 5 and the frame buffer 7.
【0028】フレームバッファ7は、表示装置に表示す
べき画像に対応する画像データが展開される。フレーム
バッファ7は、オンスクリーン領域(二次元画像が展開
される領域)71と、オフスクリーン領域(二次元画像
が展開されない領域)72とに分けられる。隠面処理設
定レジスタ21に新たに設定データが設定されたとき、
オフスクリーン領域はクリアされ、設定データに従って
Zバッファがオフスクリーン領域72に確保される。The frame buffer 7 stores image data corresponding to an image to be displayed on the display device. The frame buffer 7 is divided into an on-screen area (area where a two-dimensional image is developed) 71 and an off-screen area (area where a two-dimensional image is not developed) 72. When new setting data is set in the hidden surface processing setting register 21,
The off-screen area is cleared, and a Z buffer is secured in the off-screen area 72 according to the setting data.
【0029】メモリインターフェイス62は、フレーム
バッファ7から表示装置20へのデータ転送を制御する
ものである。このデータ転送の指示は、CPU11から
システムバス10を介して送られる。表示装置20は、
フレームバッファ7のオンスクリーン領域71に展開さ
れた画像データに従って、画像を表示する。The memory interface 62 controls data transfer from the frame buffer 7 to the display device 20. This data transfer instruction is sent from the CPU 11 via the system bus 10. The display device 20
An image is displayed according to the image data developed in the on-screen area 71 of the frame buffer 7.
【0030】以下、この実施の形態の三次元画像処理装
置の動作について説明する。以下の説明において、フレ
ームバッファ7の容量は、4MBとする。フレームバッ
ファ7に展開された画像は、1280×1024ドット
の解像度で表示装置に表示されるものとする。また、表
示される画像の各画素の画像データは、8ビットの色情
報で表現されるものとする。また、フレームバッファ7
には、2画面分の二次元画像が展開されるものとし、1
画面の表示中に他の画面の展開を行うものとする。二次
元画像の展開終了後、Zバッファの確保、Z値データの
展開が行われる。Hereinafter, the operation of the three-dimensional image processing apparatus according to this embodiment will be described. In the following description, the capacity of the frame buffer 7 is assumed to be 4 MB. The image developed in the frame buffer 7 is displayed on the display device at a resolution of 1280 × 1024 dots. The image data of each pixel of the displayed image is represented by 8-bit color information. Also, the frame buffer 7
It is assumed that a two-dimensional image for two screens is developed
While the screen is being displayed, another screen is developed. After the development of the two-dimensional image is completed, the Z buffer is secured and the Z value data is developed.
【0031】なお、このときのオンスクリーン領域71
の容量は、2.5MBであり、Zバッファとして確保可
能なオフスクリーン領域72の容量は、1.5MBであ
る。さらに、隠面処理設定レジスタ21に設定できるZ
バッファの深さ(Z値の幅)は、8、16、32ビット
で可変とする。システムバス10を介して供給されるZ
値データのビット数は、32ビットであるものとする。The on-screen area 71 at this time is
Is 2.5 MB, and the capacity of the off-screen area 72 that can be secured as a Z buffer is 1.5 MB. Further, Z that can be set in the hidden surface processing setting register 21
The buffer depth (Z value width) is variable at 8, 16, and 32 bits. Z supplied via the system bus 10
It is assumed that the number of bits of the value data is 32 bits.
【0032】この三次元画像表示装置で、ユーザが入力
装置13によって、座標(0,0)を矩形領域の開始点
とし、(1279,1023)を終了点として入力する
と、領域の範囲の設定データが隠面処理設定レジスタ2
1に設定される。このとき、Zバッファの深さとして設
定できるのは、8ビットであり、8ビットをZバッファ
の深さとして入力装置13から入力して隠面処理設定レ
ジスタ21に設定する。すると、図2に模式的に示すよ
うに、Zバッファがオフスクリーン領域72に確保され
る。In this three-dimensional image display device, when the user inputs coordinates (0, 0) as the starting point of the rectangular area and (1279, 1023) as the ending point by using the input device 13, the setting data of the range of the area is obtained. Is the hidden surface processing setting register 2
Set to 1. At this time, 8 bits can be set as the depth of the Z buffer, and 8 bits are input from the input device 13 as the depth of the Z buffer and set in the hidden surface processing setting register 21. Then, a Z buffer is secured in the off-screen area 72, as schematically shown in FIG.
【0033】設定された設定データに従って、アドレス
変換部22は所定のアドレス変換を、2D/3D処理判
断部23は、深さデータ及びクリッピング情報の出力を
行う。隠面処理制御部3は、このときは、すべての領域
が隠面処理領域として指定されているので、システムバ
ス10を介して供給された32ビットのすべてのZ値デ
ータを8ビットのZ値データに変換する。変換されたZ
値データは、Zバッファ制御部5によってメモリインタ
ーフェイス61を介してオフスクリーン領域72に書き
込まれる。According to the set data, the address conversion unit 22 performs a predetermined address conversion, and the 2D / 3D processing determination unit 23 outputs depth data and clipping information. At this time, since all the regions are designated as the hidden surface processing regions, the hidden surface processing control unit 3 converts all the 32-bit Z value data supplied via the system bus 10 into the 8-bit Z value. Convert to data. Converted Z
The value data is written to the off-screen area 72 by the Z buffer controller 5 via the memory interface 61.
【0034】確保したZバッファへ、変換されたZ値デ
ータがすべて書き込まれると、隠面処理制御部3は、隠
面処理を行ってオンスクリーン領域71に展開された画
像データの更新を行う。この更新は、オンスクリーン領
域71から画像データを読み出し、読み出した画像デー
タよりも対応する座標の手前の位置のZ値データがZバ
ッファに展開されているときに行われる。そして、すべ
ての座標位置についての画像データの更新が終了する
と、オンスクリーン領域71に展開された画像データが
メモリインターフェイス62を介して表示装置20に送
られて、表示される。When all of the converted Z-value data is written into the secured Z buffer, the hidden surface processing control unit 3 performs hidden surface processing and updates the image data developed in the on-screen area 71. This update is performed when the image data is read from the on-screen area 71 and the Z value data at the position before the coordinate corresponding to the read image data is expanded in the Z buffer. Then, when the update of the image data for all coordinate positions is completed, the image data developed in the on-screen area 71 is sent to the display device 20 via the memory interface 62 and displayed.
【0035】次に、ユーザが入力装置13によって、座
標(0,0)を矩形領域の開始点とし、(1279,7
67)を終了点として入力すると、領域の範囲の設定デ
ータが隠面処理設定レジスタ21に設定される。このと
き、Zバッファの深さとして設定できるのは、8または
16ビットである。そこで、精細な表示を可能とする1
6ビットをZバッファの深さとして入力装置13から入
力して隠面処理設定レジスタ21に設定する。すると、
図3に模式的に示すように、Zバッファがオフスクリー
ン領域72に確保される。Next, the user uses the input device 13 to set the coordinates (0, 0) as the start point of the rectangular area, and (1279, 7)
When 67) is input as the end point, the setting data of the range of the area is set in the hidden surface processing setting register 21. At this time, 8 or 16 bits can be set as the depth of the Z buffer. Therefore, 1 that enables fine display
Six bits are input from the input device 13 as the depth of the Z buffer and set in the hidden surface processing setting register 21. Then
As schematically shown in FIG. 3, a Z buffer is secured in the off-screen area 72.
【0036】設定された設定データに従って、アドレス
変換部22は所定のアドレス変換を、2D/3D処理判
断部23は、深さデータ及びクリッピング情報の出力を
行う。隠面処理制御部3は、このときは、システムバス
10を介して供給された32ビットのZ値データのうち
座標(0,0)から(1279,767)に対応する矩
形領域内のZ値データを16ビットのZ値データに変換
する。変換されたZ値データは、Zバッファ制御部5に
よってメモリインターフェイス61を介してオフスクリ
ーン領域72に書き込まれる。In accordance with the set setting data, the address conversion section 22 performs predetermined address conversion, and the 2D / 3D processing determination section 23 outputs depth data and clipping information. At this time, the hidden surface processing control unit 3 sets the Z value in the rectangular area corresponding to the coordinates (0,0) to (1279,767) in the 32-bit Z value data supplied via the system bus 10. The data is converted to 16-bit Z value data. The converted Z value data is written to the off-screen area 72 by the Z buffer control unit 5 via the memory interface 61.
【0037】確保したZバッファへ、変換されたZ値デ
ータがすべて書き込まれると、隠面処理制御部3は、隠
面処理を行ってオンスクリーン領域71に展開された画
像データの更新を行う。この更新は、オンスクリーン領
域71から画像データを読み出し、読み出した画像デー
タよりも対応する座標の手前の位置のZ値データがZバ
ッファに展開されているときに行われる。そして、すべ
ての座標位置についての画像データの更新が終了する
と、オンスクリーン領域71に展開された画像データが
メモリインターフェイス62を介して表示装置20に送
られて、表示される。When all the converted Z value data is written into the secured Z buffer, the hidden surface processing control unit 3 updates the image data developed in the on-screen area 71 by performing hidden surface processing. This update is performed when the image data is read from the on-screen area 71 and the Z value data at the position before the coordinate corresponding to the read image data is expanded in the Z buffer. Then, when the update of the image data for all coordinate positions is completed, the image data developed in the on-screen area 71 is sent to the display device 20 via the memory interface 62 and displayed.
【0038】次に、ユーザが入力装置13によって、座
標(0,512)を矩形領域の開始点とし、(640,
1023)を終了点として入力すると、領域の範囲の設
定データが隠面処理設定レジスタ21に設定される。こ
のとき、Zバッファの深さとして32ビットまでのいず
れも設定可能である。そこで、精細な表示を可能とする
32ビットをZバッファの深さとして入力装置13から
入力して隠面処理設定レジスタ21に設定する。する
と、図4に模式的に示すように、Zバッファがオフスク
リーン領域72に確保される。Next, the user uses the input device 13 to set the coordinates (0, 512) as the starting point of the rectangular area, and (640,
When 1023) is input as the end point, the setting data of the range of the area is set in the hidden surface processing setting register 21. At this time, any of up to 32 bits can be set as the depth of the Z buffer. Therefore, 32 bits that enable fine display are input from the input device 13 as the depth of the Z buffer and set in the hidden surface processing setting register 21. Then, as schematically shown in FIG. 4, a Z buffer is secured in the off-screen area 72.
【0039】設定された設定データに従って、アドレス
変換部22は所定のアドレス変換を、2D/3D処理判
断部23は、深さデータ及びクリッピング情報の出力を
行う。隠面処理制御部3は、このときは、システムバス
10を介して供給された32ビットのZ値データのうち
座標(0,512)から(640,1023)に対応す
る矩形領域内のZ値データを、そのままZバッファ制御
部5によってメモリインターフェイス61を介してオフ
スクリーン領域72に書き込む。In accordance with the set setting data, the address conversion section 22 performs predetermined address conversion, and the 2D / 3D processing determination section 23 outputs depth data and clipping information. At this time, the hidden surface processing control unit 3 sets the Z value in the rectangular area corresponding to the coordinates (0, 512) to (640, 1023) in the 32-bit Z value data supplied via the system bus 10. The data is written to the off-screen area 72 via the memory interface 61 by the Z buffer controller 5 as it is.
【0040】確保したZバッファへ、変換されたZ値デ
ータがすべて書き込まれると、隠面処理制御部3は、隠
面処理を行ってオンスクリーン領域71に展開された画
像データの更新を行う。この更新は、オンスクリーン領
域71から画像データを読み出し、読み出した画像デー
タよりも対応する座標の手前の位置のZ値データがZバ
ッファに展開されているときに行われる。そして、すべ
ての座標位置についての画像データの更新が終了する
と、オンスクリーン領域71に展開された画像データが
メモリインターフェイス62を介して表示装置20に送
られて、表示される。When all the converted Z value data is written into the secured Z buffer, the hidden surface processing control unit 3 updates the image data developed in the on-screen area 71 by performing hidden surface processing. This update is performed when the image data is read from the on-screen area 71 and the Z value data at the position before the coordinate corresponding to the read image data is expanded in the Z buffer. Then, when the update of the image data for all coordinate positions is completed, the image data developed in the on-screen area 71 is sent to the display device 20 via the memory interface 62 and displayed.
【0041】このように処理した場合、三次元画像を表
示する領域を広く設定すれば、Zバッファの深さが小さ
くなり、精細な奥行き表示ができないものの、三次元画
像を表示する領域を狭く設定することによって、Zバッ
ファの深さが大きくなり、精細な奥行きを表現した画像
が表示装置20に表示される。In the above processing, if the area for displaying the three-dimensional image is set to be wide, the depth of the Z-buffer is reduced, and the depth of the three-dimensional image cannot be displayed, but the area for displaying the three-dimensional image is set to be narrow. By doing so, the depth of the Z buffer is increased, and an image expressing a fine depth is displayed on the display device 20.
【0042】以上説明したように、この実施の形態の三
次元画像処理装置では、入力装置からの入力によって画
像を三次元表示する領域(隠面処理領域)を設定するこ
とができる。このため、Zバッファのメモリ容量が十分
に大きくない場合でも、必要な領域に対応して十分な深
さのZバッファを確保し、奥行き表示の精細な三次元画
像を表示することができる。As described above, in the three-dimensional image processing apparatus of this embodiment, an area for displaying an image three-dimensionally (hidden surface processing area) can be set by an input from the input device. For this reason, even when the memory capacity of the Z buffer is not sufficiently large, it is possible to secure a Z buffer having a sufficient depth corresponding to a necessary area and display a three-dimensional image with a fine depth display.
【0043】また、この実施の形態の三次元画像処理装
置では、隠面処理領域を小さく設定すれば、三次元画像
の奥行きの精度を精細にすることができる。一方、隠面
処理領域を大きく設定しても、奥行きの精度を粗くすれ
ば、三次元画像の表示が可能となる。これにより、一部
を凝視する場合と全体視する場合との視覚特性に応じ
て、必要な奥行き精度で三次元画像を表示することがで
きる。Further, in the three-dimensional image processing apparatus of this embodiment, if the hidden surface processing area is set small, the accuracy of the depth of the three-dimensional image can be increased. On the other hand, even if the hidden surface processing area is set large, a three-dimensional image can be displayed if the depth accuracy is reduced. This makes it possible to display a three-dimensional image with necessary depth accuracy in accordance with the visual characteristics of the case of partially gaze and the case of full view.
【0044】上記の実施の形態では、Zバッファは、オ
フスクリーン領域72に確保され、その容量は隠面処理
設定レジスタ21に設定された矩形領域の容量に従って
固定であった。しかしながら、本発明は、Zバッファに
固定の領域が確保されているものであってもよい。In the above embodiment, the Z buffer is secured in the off-screen area 72, and its capacity is fixed according to the capacity of the rectangular area set in the hidden surface processing setting register 21. However, the present invention may be one in which a fixed area is secured in the Z buffer.
【0045】上記の実施の形態では、隠面領域は、矩形
領域の開始点及び終了点によって設定されていた。しか
しながら、隠面領域の形状は、任意である。例えば、隠
面領域を円形とし、当該円形の中心の座標と中心からの
半径によって設定してもよい。In the above embodiment, the hidden surface area is set by the start and end points of the rectangular area. However, the shape of the hidden surface area is arbitrary. For example, the hidden surface area may be a circle, and may be set by the coordinates of the center of the circle and the radius from the center.
【0046】上記の実施の形態では、Zバッファをフレ
ームバッファオフスクリーン領域72に確保していた。
そして、フレームバッファオフスクリーン領域72の容
量に従って、隠面処理領域及びZ値の奥行きビット幅を
設定していた。これに対して、Zバッファをフレームバ
ッファ7以外にあるメモリの全体を利用して確保できる
場合にも、隠面処理領域及び/またはZ値の奥行きビッ
ト幅を設定してもよい。これにより、必要に応じた領
域、奥行き精度の三次元画像が表示できると共に、メモ
リの他の処理のために使用する領域(プログラム領域、
データ領域など)が大きくなる。In the above embodiment, the Z buffer is secured in the frame buffer off-screen area 72.
Then, according to the capacity of the frame buffer off-screen area 72, the hidden surface processing area and the depth bit width of the Z value are set. On the other hand, when the Z buffer can be secured by using the entire memory other than the frame buffer 7, the hidden surface processing area and / or the depth bit width of the Z value may be set. As a result, a region as required, a three-dimensional image with depth accuracy can be displayed, and a region (program region,
Data area).
【0047】[0047]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Zバッファのメモリ容量が十分に大きくない場合でも、
必要な領域に対応して十分な深さのZバッファを確保
し、奥行き表示の精細な三次元画像を表示することがで
きる。As described above, according to the present invention,
Even if the memory capacity of the Z buffer is not large enough,
It is possible to secure a Z-buffer with a sufficient depth corresponding to a necessary area and display a fine three-dimensional image of depth display.
【0048】また、一部を凝視する場合と全体視する場
合との視覚特性に応じて、必要な奥行き精度で三次元画
像を表示することができる。Further, it is possible to display a three-dimensional image with necessary depth accuracy according to the visual characteristics of the case of partially gaze and the case of full view.
【図1】本発明の実施の形態にかかる三次元画像処理装
置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態にかかる三次元画像処理装
置において確保されるZバッファを模式的に示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram schematically showing a Z buffer secured in the three-dimensional image processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態にかかる三次元画像処理装
置において確保されるZバッファを模式的に示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a Z buffer secured in the three-dimensional image processing apparatus according to the embodiment of the present invention;
【図4】本発明の実施の形態にかかる三次元画像処理装
置において確保されるZバッファを模式的に示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram schematically showing a Z buffer secured in the three-dimensional image processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
1 三次元画像処理装置 2 隠面処理領域選択部 21 隠面処理設定レジスタ 22 アドレス変換部 23 2D/3D処理判断部 3 隠面処理制御部 4 フレームバッファ制御部 5 Zバッファ制御部 61、62 メモリインターフェイス 7 フレームバッファ 71 オンスクリーン領域 72 オフスクリーン領域 10 システムバス 11 CPU 12 主記憶装置 13 入力装置 20 表示装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3D image processing apparatus 2 Hidden surface processing area selection part 21 Hidden surface processing setting register 22 Address conversion part 23 2D / 3D processing determination part 3 Hidden surface processing control part 4 Frame buffer control part 5 Z buffer control part 61, 62 Memory Interface 7 Frame buffer 71 On-screen area 72 Off-screen area 10 System bus 11 CPU 12 Main memory 13 Input device 20 Display device
Claims (6)
って規定されるZバッファ法によって表示される三次元
画像を処理するための三次元画像処理装置であって、 Zバッファの容量内で三次元画像を表示するための領域
を設定し、設定された領域内のZ値データのみを前記Z
バッファに書き込む、 ことを特徴とする三次元画像処理装置。1. A three-dimensional image processing apparatus for processing a three-dimensional image in which depth information of a three-dimensional image is displayed by a Z-buffer method defined by Z-value data, wherein the three-dimensional image has a third order within a capacity of the Z buffer. An area for displaying the original image is set, and only the Z value data within the set area is set to the Z value.
A three-dimensional image processing device for writing in a buffer.
画像を表示するために必要となるZ値データが書き込ま
れるZバッファを確保できるメモリ領域の容量の範囲内
で、前記二次元画像に隠面消去処理を加えた三次元画像
を表示するための領域を設定する設定手段と、 前記設定手段に設定された領域に従って、Zバッファを
前記メモリ領域内に確保するZバッファ確保手段と、 三次元画像の奥行きを示す画素毎のZ値データが、前記
設定手段に設定された前記領域内のものであるかどうか
を判断する判断手段と、 前記判断手段によって前記領域内のものと判断されたZ
値データを前記Zバッファ確保手段によって確保した前
記Zバッファに書き込む書込手段と、を備えることを特
徴とする三次元画像処理装置。2. The method according to claim 1, further comprising: adding a hidden surface to the two-dimensional image to display a three-dimensional image by displaying the three-dimensional image. Setting means for setting an area for displaying a three-dimensional image obtained by performing hidden surface elimination processing on an image; and Z buffer securing means for securing a Z buffer in the memory area in accordance with the area set in the setting means. Determining means for determining whether or not the Z value data for each pixel indicating the depth of the three-dimensional image is within the area set by the setting means; and determining that the Z value data is within the area by the determining means. Done Z
A writing unit that writes value data to the Z buffer secured by the Z buffer securing unit.
のビット数を設定する手段を備え、この手段によって設
定されたビット数とZバッファを確保できるメモリ容量
の範囲内で、前記三次元画像を表示するための領域を設
定する、 ことを特徴とする請求項1に記載の三次元画像処理装
置。3. The setting means includes means for setting the number of bits of the Z value data for each pixel, and the tertiary data within a range of the number of bits set by the means and a memory capacity capable of securing a Z buffer. The three-dimensional image processing apparatus according to claim 1, wherein an area for displaying an original image is set.
画像を表示するために必要となるZ値データが書き込ま
れるZバッファを確保できるメモリ領域の容量の範囲内
で、前記Zバッファの画素毎のビット数を設定する設定
手段と、 前記設定手段に設定された前記ビット数に従って、Zバ
ッファを前記メモリ領域内に確保するZバッファ確保手
段と、 外部から供給された前記三次元画像の奥行きを示すZ値
データを前記設定手段に設定されたビット数のZ値デー
タに変換する変換手段と、 前記変換手段によって変換されたZ値データを、前記Z
バッファ確保手段に確保された前記Zバッファに書き込
む書込手段と、を備えることを特徴とする三次元画像処
理装置。4. A Z-buffer within a capacity of a memory area capable of securing a Z-buffer in which Z-value data required for displaying a three-dimensional image by performing a hidden surface elimination process on a two-dimensional image is displayed. Setting means for setting the number of bits for each pixel, Z buffer securing means for securing a Z buffer in the memory area according to the bit number set in the setting means, and the three-dimensional image supplied from the outside Conversion means for converting the Z value data indicating the depth of the data into Z value data having the number of bits set in the setting means; and converting the Z value data converted by the conversion means into the Z value data.
Writing means for writing to the Z buffer secured by the buffer securing means.
って規定されるZバッファ法による三次元画像処理方法
であって、 Zバッファの容量に従って、三次元画像表示を行うため
の領域を設定する設定ステップと、 外部から供給されたZ値データが前記設定ステップで設
定された領域内のものであるかどうかを判断する判断ス
テップと、 前記判断ステップで前記領域内のものと判断したとき
に、前記Z値データを前記Zバッファに書き込む書込ス
テップと、を含むことを特徴とする三次元画像処理方
法。5. A three-dimensional image processing method based on a Z-buffer method in which depth information of a three-dimensional image is defined by Z-value data, wherein an area for displaying a three-dimensional image is set according to the capacity of the Z-buffer. A setting step, a judging step of judging whether or not the Z value data supplied from the outside is in the area set in the setting step, and when it is judged in the judging step that the Z value data is in the area, A writing step of writing the Z-value data into the Z-buffer.
する第2の設定ステップをさらに備え、 前記書込ステップは、前記Z値データを前記第2の設定
ステップで設定されたビット数のZ値データに変換して
前記Zバッファに書き込む、 ことを特徴とする請求項5に記載の三次元画像処理方
法。6. The method according to claim 1, further comprising a second setting step of setting the number of bits for each pixel of the Z buffer, wherein the writing step includes converting the Z value data to the number of bits set in the second setting step. The three-dimensional image processing method according to claim 5, wherein the data is converted into Z value data and written into the Z buffer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9287088A JP2980079B2 (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Three-dimensional image processing apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9287088A JP2980079B2 (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Three-dimensional image processing apparatus and method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11120376A true JPH11120376A (en) | 1999-04-30 |
JP2980079B2 JP2980079B2 (en) | 1999-11-22 |
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ID=17712907
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JP (1) | JP2980079B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002049929A (en) * | 2000-08-04 | 2002-02-15 | Namco Ltd | Apparatus and method for generating image, game machine and recording medium |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP9287088A patent/JP2980079B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002049929A (en) * | 2000-08-04 | 2002-02-15 | Namco Ltd | Apparatus and method for generating image, game machine and recording medium |
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JP2980079B2 (en) | 1999-11-22 |
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