JPH1131236A

JPH1131236A - ポリゴンデータのソート方法及びこれを用いた画像処理装置

Info

Publication number: JPH1131236A
Application number: JP10132106A
Authority: JP
Inventors: Junichi Naoi; 純一直井; Morihisa Tezuka; 盛久手塚
Original assignee: Sega Enterprises Ltd
Current assignee: Sega Corp
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】デプスバッファの容量を小さくし得るポリゴン
データのソート方法及びこれを用いた画像処理装置を提
供する。【解決手段】三次元座標を有する複数のポリゴンデータ
を複数の走査線により描画する画像処理装置における、
前記複数のポリゴンデータのバッファメモリへの描画順
を決定するためのポリゴンデータのソート方法である。
一の走査線上に稜線が交差する複数のポリゴンを、前記
一の走査線上のＸ軸方向に前記ポリゴンの特定位置を基
準にソートする第一のソートステップと、この第一のソ
ートステップによりソートされた、前記一の走査線に稜
線が交差する複数のポリゴンのＺ座標値を基準にソート
する第二のソートステップを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリゴンデータの
ソート方法及び、これを用いた画像処理装置に関し、特
にメモリ容量を削減可能とするポリゴンデータのソート
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のゲーム装置は、仮想現実感を与え
るために三次元座標で表される図形を多角形面即ち、ポ
リゴンの集積と考え、各々のポリゴンの三次元座標をＣ
ＲＴ等の二次元表示平面を有する表示素子の座標に変換
して表示している。

【０００３】かかる三次元画像を画面表示する画像表示
装置の概略構成ブロック図が図３６に示される。図３６
において、画像表示装置の全体の機能は制御手段として
のＣＰＵ１により制御される。ＣＰＵ１により、表示オ
ブジェクトを構成する複数のポリゴンのデータがデータ
バッファ２に書き込まれる。

【０００４】ポリゴンデータは、ポリゴンの頂点データ
であり、各頂点の所定の三次元空間における三次次元座
標、頂点カラー、テクスチャマップ座標アドレス、頂点
透明度及び頂点の法線ベクトル等を有する。

【０００５】ジオメトリ部３は、プログラムの進行及び
ＣＰＵ１の処理速度に対応してデータバッファ２からポ
リゴンの頂点データやレジスタファンクションを読み出
す。さらに、ジオメトリ部３は、頂点座標データに基づ
き三次元空間にポリゴンを配置し、三次元空間のどの領
域までを表示対象とするかのビューポートの決定、法線
ベクトルに基づき各頂点の輝度の計算等を行う。

【０００６】また、ビューポートよりはみ出すポリゴン
の頂点除去即ち、クリッピングを行う。さらに、ビュー
ポートに配置されたポリゴンを所定の視点を基準として
２次元平面に投影して三次元から二次元への座標変換を
行う。

【０００７】二次元座標に変換されたポリゴンデータ
は、レンダリング部４に送られる。レンダリング部４
は、図示しない塗りつぶし回路、テクスチャ貼り付け回
路、ソーティング回路等を有する。

【０００８】塗りつぶし回路は、ポリゴンの各頂点で囲
まれた範囲にある画素（ピクセル）のデータを計算し、
他のレンダリング部４内の各回路にデータを渡す機能を
有する。かかる塗りつぶし回路のための計算は、ポリゴ
ンの各頂点間にあるピクセルのデータを対応の両頂点の
データを基に、例えば線形補間により求め、同様にして
順次全ピクセルのデータを求める。

【０００９】テクスチャ貼り付け回路は、ピクセルのテ
クスチャマップ座標アドレスに対応するアドレスに格納
されるテクスチャデータをテクスチャマップ５から読み
出し、ピクセル毎にカラーを計算して求める回路であ
る。

【００１０】ここで、かかるゲーム装置において、二次
元平面座標に変換されたポリゴンを表示する際には、重
なった不透明ポリゴンに対し、一のポリゴンの下側に配
置されるポリゴンの表示を行わないようにする陰面処理
が行われる。この陰面処理のために、画面の奥行き方向
の距離を考慮して、フレームバッファメモリ７へのポリ
ゴンの描画の順序を決定しなければならない。

【００１１】すなわち、描画の際にデプスバッファ６に
格納されるＺ値に基づいてポリゴンデータをソートす
る。このために、ソーティング回路があり、複数のポリ
ゴンの前後関係を比較して、ソータされた順にポリゴン
のデータをデプスバッファ６に並べ替えて記憶させる機
能を有する。

【００１２】そして、画面上の先に描かれたポリゴンと
重なる位置に新しくポリゴンを表示する場合、新しいポ
リゴンを構成する各ピクセルのＺ値と、デプスバッファ
６から読み出される先に描かれたポリゴンのピクセルの
Ｚ値とを比較する。

【００１３】比較の結果、新しいポリゴンのピクセルが
手前（Ｚ値が小さい）の場合は、これをフレームバッフ
ァメモリ７に上書きするようにして、順次１画面分のデ
ータをフレームバッファメモリ７に格納する。フレーム
バッファメモリ７に書き込まれたデータは、順次読み出
し、ＣＲＴ等の表示装置８に表示される。

【００１４】このような目的のために、これまでの簡易
な主流のソート方法としてＺソート方式等が知られてい
る。かかるソート方法では全てのポリゴンが、座標変換
され、これをソートして表示画面の奥行き方向の距離の
順序に配列して記憶される。

【００１５】したがって、特徴として、ソートのために
全てのポリゴンに対し、座標変換した後、変換後のデー
タを一旦メモリに記憶しておくことが必要である。かか
る変換後のデータの記憶のために大きな容量のメモリ領
域が別に必要となる。

【００１６】また、さらに、変換後のデータの全てを表
示画面奥行き方向の距離の大きい順にソートする手順が
必要となる。このためソート処理に時間が掛かるという
問題がある。よって、かかる一般式なソート方法は、高
速性を要求されるゲーム装置に用いることは適さない。
特に、低コストを実現しながら処理の高速化を実現する
ことは困難である。

【００１７】さらに、図３６の構成例では、ソーティン
グ回路によりソートされたポリゴンの１画面分のＺ値デ
ータを格納するデプスバッファ６が必要である。

【００１８】

【発明が解決使用とする課題】したがって、本発明の目
的は、デプスバッファ６の容量を小さくし得るポリゴン
データのソート方法及び、これを用いた画像処理装置を
提供することにある。

【００１９】さらに、本発明の目的は、外部メモリとし
てのフレームバッファメモリを一走査線分の容量のライ
ンバッファとすることを可能とし、従って低コスト化を
実現するポリゴンデータのソート方法及び、これを用い
た画像処理装置を提供することにある。

【００２０】また、本発明の目的は、上記ラインバッフ
ァへのピクセル単位の書き込みを高速化するポリゴンデ
ータのソート方法及び、これを用いた画像処理装置を提
供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するポリゴンデータのソート方法は、三次元座標を有す
る複数のポリゴンデータを複数の走査線により描画する
画像処理装置における、該複数のポリゴンデータのバッ
ファメモリへの描画順を決定するためのポリゴンデータ
のソート方法を前提とし、一の走査線上に稜線が交差す
る複数のポリゴンを、この一の走査線上のＸ軸方向に前
記ポリゴンの特定位置を基準にソートする第一のソート
ステップと、この第一のソートステップによりソートさ
れた、前記一の走査線に稜線が交差する複数のポリゴン
のＺ座標値を基準にソートする第二のソートステップを
有する。

【００２２】さらに、一の態様として、前記において、
前記第一のソートステップにおけるソートの基準とする
特定位置は、前記一の走査線とポリゴンの左側稜線の交
差する左端座標であり、前記左端座標の大きさの順に一
の走査線上に稜線が交差する複数のポリゴンをソートす
ることを特徴とする。

【００２３】さらに、一態様として、前記第二のソート
ステップは、更に、前記第一のソートステップによりソ
ートされた順位が先である第一のポリゴンデータの右端
座標値と、比較すべき第二のポリゴンデータの左側稜線
の該一の走査線と交差する左端座標値との大小を比較
し、且つ前記一のポリゴンデータが透明ポリゴンである
かを判断することを特徴とする。

【００２４】また、別の態様として、前記第二のソート
ステップの比較の過程で、前記第一のポリゴンデータの
右端座標値より、前記第二のポリゴンデータの左端座標
値が小さいと判断される場合まで、この第一のポリゴン
データを出力することを特徴とする。

【００２５】さらに又、前記第一のポリゴンデータの右
端座標値より、前記第二のポリゴンデータの左端座標値
が小さいと判断される場合、第一のポリゴンデータの右
端座標値を前記第二のポリゴンデータの左端座標値に置
き換えることを特徴とする。

【００２６】さらに、一態様として、前記出力される第
一のポリゴンデータは、前記一の走査線上のピクセル単
位で一走査線分の容量を有するラインバッファに出力さ
れることを特徴とする。

【００２７】また、別の態様として、三次元座標を有す
る複数のポリゴンデータを複数の走査線により描画する
画像処理装置における、該複数のポリゴンデータのバッ
ファメモリへの描画順を決定するためのポリゴンデータ
のソート方法において、フレーム単位に該複数のポリゴ
ンデータをジオメトリ変換し、このジオメトリ変換され
たポリゴンデータのＹ座標値を基準に、前記複数のポリ
ゴンをリンクしたポリゴンリストを生成し、前記ポリゴ
ンリストから読み出だされるポリゴンの稜線が、該複数
の走査線の各々において交差するポリゴンのリストをア
クティブポリゴンリストとして生成し、アクティブポリ
ゴンリストにおける走査線毎に、前記アクティブポリゴ
ンの、左側稜線が走査線と交差するＸ座標値を基準にソ
ートして、その順位をリストしたアクティブリストを生
成し、アクティブリストにリストされる順位で前記アク
ティブポリゴンを読み出し、前記アクティブポリゴンの
Ｚ値を基準にソートして、データを出力するポリゴンを
求めることを特徴とする。

【００２８】さらに、一の態様として、前記アクティブ
ポリゴンのＺ値を基準とするソートは、前記アクティブ
リストにリストされる順位が先である第一のポリゴンデ
ータの右端座標値と、比較すべき第二のポリゴンデータ
の左側稜線の前記一の走査線と交差する左端座標値との
大小を比較し、且つ前記一のポリゴンデータが透明ポリ
ゴンであるかを判断することにより実行される。

【００２９】また、前記第一のポリゴンデータの右端座
標値より、前記第二のポリゴンデータの左端座標値が小
さいと判断される場合、第一のポリゴンデータの右端座
標値を該第二のポリゴンデータの左端座標値に置き換え
ることを特徴とする。

【００３０】さらに又、前記出力される第一のポリゴン
データは、前記一の走査線上のピクセル単位で一走査線
分の容量を有するラインバッファに出力されることを特
徴とする。

【００３１】上記本発明の課題を達成する画像処理装置
は、三次元座標を有する複数のポリゴンデータを複数の
走査線により描画する画像処理装置において、一の走査
線上に稜線が交差する複数のポリゴンを、前記一の走査
線上のＸ軸方向にソートする第一のソート処理部と、こ
の第一のソート処理部によりソートされた、前記一の走
査線に稜線が交差する複数のポリゴンのＺ座標値を基準
にソートする第二のソート処理部と、この第二のソート
処理部のソートにより生成された一走査線分のポリゴン
データを格納するラインバッファを有することを特徴と
する。

【００３２】さらに、一態様として、前記第一のソート
処理部におけるソートの基準とする特定位置は、前記一
の走査線とポリゴンの左側稜線の交差する左端座標であ
り、前記左端座標の大きさの順に該一の走査線上に稜線
が交差する複数のポリゴンデータをソートすることを特
徴とする。

【００３３】また、一態様として、前記第二のソート処
理部は、前記第一のソート処理部によりソートされた順
に入力されるポリゴンデータが書き込まれる複数のワー
ドを有するレジスタファイルを有し、このレジスタファ
イルに先に書き込まれている第一のポリゴンデータの右
端座標値と、新たに前記第一のソート処理部により入力
される第二のポリゴンデータの左側稜線の前記一の走査
線と交差する左端座標値との大小を比較し、且つ前記一
のポリゴンデータが透明ポリゴンであるか否かを判断す
ることを特徴とする。

【００３４】また別の形態として、前記レジスタファイ
ルは、前記複数のワードの各ワードに書き込まれるポリ
ゴンデータの前記一の走査線上の左端座標値、右端座標
値、Ｚ軸座標値及び、前記ポリゴンデータが透明である
か否かの表示の領域を含み、且つ各ワードの右端の座標
値及びＺ軸座標値の領域は入力データの対応する右端座
標値及びＺ軸座標値と比較する比較器を有することを特
徴とする。

【００３５】さらに、一の形態として、前記新たに第一
のソート処理部により入力される前記第二のポリゴンデ
ータと比較する、前記レジスタファイルに先に書き込ま
れている第一のポリゴンデータは、前記レジスタファイ
ルの前記複数のワードを順に検証し、ｎ番目のポリゴン
データが不透明又は入力データのＺ座標の方が、ｎ番目
のポリゴンデータのＺ座標より小さい場合に、前記ｎ番
目のポリゴンデータから前記一の走査線上の描画すべき
ポリゴンデータを作成して出力することを特徴とする。

【００３６】また、別の態様として、前記一の走査線上
の描画すべきポリゴンデータを作成して出力されるポリ
ゴンデータのうち不透明のポリゴンデータを先に前記ラ
インバッファに出力して、その後に透明のポリゴンデー
タを前記ラインバッファに出力することを特徴とする。

【００３７】本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に
説明する発明の実施の形態から明らかになる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下図面に従い本発明の実施の形
態を説明する。なお、図において、同一又は類似のもの
には同一の参照番号又は、参照記号を付して説明する。

【００３９】図１は、本発明に従うソート方法を用いた
画像処理装置の構成例ブロック図である。図１におい
て、ＣＰＵバスＢＳを通して、制御手段としてのＣＰＵ
１、データバッファ機能を有するワークメモリ２及び、
本発明の特徴とするソート方法を実現する画像描画ＬＳ
Ｉ４０が接続されている。

【００４０】画像描画ＬＳＩ４０には、テキスチャメモ
リ５及び、図１では図示されていない表示装置に、画像
信号を出力するためのデジタル／アナログ変換回路８０
が接続されている。

【００４１】ＣＰＵバスＢＳには、更に入力装置及び、
アプリケーションプログラムを格納する外部メモリ等の
外部デバイスインタフェース１０が接続される。

【００４２】図１の画像描画ＬＳＩ４０の詳細ブロック
図が図２に示される。画像描画ＬＳＩ４０は、その内部
モジュールが走査線（以下スキャンラインという）を基
本単位として、４段パイプラインＬ０〜Ｌ３で構成され
ている。図２に示される画像描画ＬＳＩ４０の構成によ
り、本発明の特徴とするスキャンライン三次元ソート方
式が実現され、陰面処理の基本構造をスキャンライン方
式、Ｚ比較をＺソート方式で実現する。

【００４３】図３は、本発明のスキャンライン三次元ソ
ート方式の動作フローである。図３の動作フローに従
い、図１及び、図２の実施例構成の動作を以下に説明す
る。

【００４４】「三次元−二次元座標変換］（ステップＳ
０１）図１のＣＰＵ１あるいは、ジオメトリ演算器が、３次元
座標を有するポリゴンに対し、アプリケーションプログ
ラムに従い必要により移動、変形を行い、これに対応す
る三次元座標変換を行う。さらに、二次元平面スクリー
ンに透視投影変換を行い、二次元座標に変換する。すな
わち、ポリゴンの各頂点の二次元平面スクリーン上の対
応するＸ、Ｙ座標を算出する。

【００４５】［外部ポリゴンリストの生成（Ｙソー
ト）］（ステップＳ０２）次いで、外部ポリゴンリストの生成を行う。外部ポリゴ
ンリストは、ワークメモリ２に生成され、図４に示され
るように、ＰＡＴ（ポリゴンアロケーションテーブル）
領域Iとデータ領域IIを有して構成される。

【００４６】かかる図３におけるステップＳ０１及び、
ステップＳ０２の処理は、フレーム単位に行われる。

【００４７】この外部ポリゴンリストは、最初にＰＡＴ
領域Iのデータが全て０に初期化される。ＰＡＴ領域I
は、一つの表示画面を構成するスキャンラインの数分存
在し、各々のスキャンラインから始まるポリゴンのリン
ク開始位置を示す。

【００４８】外部ポリゴンリスト生成処理において、上
記のポリゴン各頂点のうち、スクリーン最上にある（Ｙ
軸値が最小）頂点を選出し、この選出された頂点のＹ軸
値をもって、該当ポリゴンのスキャンライン番号とす
る。

【００４９】そして、外部ポリゴンリスト生成は、次の
手順で行われる。該当のスキャンライン番号に対応し
た、外部ポリゴンリストのＰＡＴ領域Iを読み、現在登
録されている該当スキャンラインの最終ポリゴンを検索
する（ＰＡＴデータがブランクであれば、該当スキャン
ラインにポリゴンは存在しない）。

【００５０】次にデータ領域IIの任意の位置にポリゴン
データを書き込む。この時リンク情報には、ＰＡＴ領域
Iから読み込んだリンク値（該当スキャンラインの前回
最終ポリゴン位置）を書き込み、さらに処理中ポリゴン
の位置情報（先頭の相対アドレス／２０Ｈ）をＰＡＴ領
域Iに書き込む。

【００５１】全ポリゴンに対し、上記の処理を行い、各
スキャンラインに対応したポリゴンのリンク情報を完成
させる。

【００５２】図４の実施例において、完成された外部ポ
リゴンリストの内容は、図５に示されるポリゴン〜
の表示イメージ例に対応している。例えば、アドレス０
２８Ｈに、ポリゴンへのデータ領域IIにおけるリンク
情報（２２０Ｈ／２０Ｈ）が登録されている。

【００５３】したがってリンク先アドレス（２２０Ｈ／
２０Ｈ）には、ポリゴンへのデータ領域IIにおけるリ
ンク情報（２００Ｈ／２０Ｈ）と、ポリゴンの内容が
データとして登録されている。

【００５４】また、ポリゴンへのデータ領域IIにおけ
るリンク先アドレス（２００Ｈ／２０Ｈ）には、このラ
インには、更なるリンク先が無いこと及び、ポリゴン
の内容がデータとして登録されている。

【００５５】このように生成された外部ポリゴンリスト
の先頭アドレスが、フレーム（表示画面の切換時間単
位）の変化点で、画像描画ＬＳＩ４０に登録され、描画
が開始される。

【００５６】［アクティブポリゴンリスト（ＬＳＩ内部
ポリゴンキャッシュ）］（ステップＳ０３）上記のように、画像描画ＬＳＩ４０内部での描画処理
は、スキャンライン単位に進められる。スキャンライン
開始時に、外部ポリゴンリストから処理スキャンライン
の該当ポリゴンの全てが、ポリゴン制御回路１０２の制
御に基づき内部キャッシュメモリ１０３のアクティブポ
リゴンリストに、ＣＰＵインタフェース１００及び、ホ
ストインタフェース１０１を通して読み込まれる。

【００５７】その読込方法は、次の通りである。図６に
示す表示例では、現在、Ｙアドレス７０にあるラインが
処理スキャンラインであることが示されている。まず当
該処理スキャンラインに対するＰＡＴ領域Iの該当スキ
ャンライン部を読み、そのリンク先にあるポリゴンデー
タを読み込む。

【００５８】さらに、そのデータにあるリンク情報に基
づき、次のポリゴンを読み込む（図４参照）。読み込ん
だ全てのポリゴンデータは、内部キャッシュメモリ１０
３のアクティブポリゴンリストに格納される。

【００５９】アクティブポリゴンリストは、図７に示す
ように、実施例として有限個、５１２個の処理中のポリ
ゴンデータを確保する。全てのポリゴンは、連続したス
キャンラインにまたがる。したがって、一度処理された
（外部ポリゴンリストから読み込まれた）ポリゴンは、
処理が完了しない限り、次のスキャンラインにおいても
使用されるように保持される。

【００６０】次いで、処理が完了したポリゴンのリスト
領域は、開放される。これにより、一度読み込んだポリ
ゴンデータは、二度と読み込まないように構成されてい
る。したがって、外部ポリゴンリストのバスネックが大
幅に減少し、処理の高速化が期待できる。

【００６１】しかし、スキャンライン単位に、処理可能
なポリゴン数が、キャッシュ容量に依存するために、局
所にポリゴンが集中し、アクティブポリゴンリストが、
オーバフローした場合は、画像表示に破綻をきたす。

【００６２】これを防止するために、実施例として、ポ
リゴン属性に優先タグ１１３を付加する。優先タグ１１
３は、ポリゴンの優先度を示し、リストタグ１２３によ
り、アクティブポリゴンリストがオーバフローしたこと
を検知される場合、優先タグ１１３に基づき優先度が低
いポリゴンからオーバライトするために用いられる。

【００６３】優先タグ１１３は、ＣＰＵ１によりそのポ
リゴンの重要度に応じて任意に付けられる。また、ＣＰ
Ｕ１により優先タグを設ける方法とは別に、ポリゴン取
得制御回路１０２に処理ポリゴンの大きさを検出する機
能を持たせ、検出された大きさをリストタグ１２３に登
録する。そして、リストタグ１２３を参照して指定サイ
ズ以上の場合、優先度を上げるように制御することも可
能である。

【００６４】これらの方法により、より重要なポリゴン
が削除される確率を減らし、実質の処理量を低減するこ
とが可能である。

【００６５】「アクティブライン検出］（ステップＳ０
４）次いで、内部キャッシュメモリ１０３のアクティブポリ
ゴンリストから処理スキャンラインに対してアクティブ
なポリゴンのデータが、アクティブライン検出回路１０
４に転送される。回路１０４では、転送されたポリゴン
の頂点データからスキャンラインを横切る稜線を検出す
る。

【００６６】図８に示す頂点座標Ａ（Ｘａ、Ｙａ）、Ｂ
（Ｘｂ、Ｙｂ）、Ｃ（Ｘｃ、Ｙｃ）を有するポリゴンを
想定すると、頂点データ（Ａ、Ｂ、Ｃ）からスキャンラ
インＹＬと交差する稜線が検出される。この例では、Ａ
−Ｂ，Ｃ−Ａが交差する稜線である。

【００６７】かかるスキャンラインと交差する稜線の検
出は、アクティブライン検出回路１０４において、次の
ロジックにより実行される。

【００６８】

【数１】

【００６９】ついで、ポリゴンエッジ検出回路１０５に
より、該当稜線とスキャンラインが交差する点即ち、エ
ッジ点の座標（Ｘ値のみ）を求める。回路１０５での座
標値計算は、次の直線方程式から導出された式を用いて
行われる。

【００７０】

【数２】

【００７１】２つの稜線に対し、求められたスキャンラ
インと交差する２つの座標（Ｘ値）を比較する。より小
さい座標値をＸＬ、大きい方をＸＲとして、アクティブ
エッジリスト１０６に格納される。このアクティブエッ
ジリスト１０６は、内部キャッシュ１０３のアクティブ
ポリゴンリストの格納場所をアドレスとして、スキャン
ラインとの交点ＸＬ、ＸＲを左右別にエッジデ−タとし
て格納するバッファである。

【００７２】［スキャンラインＸソート］（ステップＳ
０５）スキャンラインＸソート回路１０７は、アクティブエッ
ジリスト１０６に格納されたエッジデータから、左エッ
ジＸＬに着目して該当スキャンラインにアクティブなポ
リゴンを全てソートする。

【００７３】このソートの方法を示すと次の様である。
表示イメージを図９に示すように考える。また、図１０
は、スキャンラインＸソート回路１０７を模式的に示す
図であり、５１２個のワード領域に対応して、それぞれ
比較器１１７と、シフタ機能付きレジスタ１２７を有し
て構成される。（１）まず、スキャンラインＸソート回路１０７のレジ
スタ１２７の内容が全て最大値に初期化される。（２）次いで、アクティブエッジリスト１０６から入力
される入力ポリゴンの左エッジを、レジスタ１２７の全
てと比較する。実施例として、図９の表示イメージにお
ける処理ライン上には、３つ入力ポリゴンの左エッジが
存在する。したがって、これらを順番に入力する。（３）そして、入力左エッジデータより大きい値と小さ
い値の境界を検出する。（４）大きい値は、全てより大きい方にシフトする。小
さい値は、そのままとする。（５）シフトされた境界位置のレジスタに入力ポリゴン
の左エッジデータを格納する。（６）上記（１）〜（５）の処理を全アクティブポリゴ
ン（図９の表示イメージの処理ラインについては、３個
のアクティブポリゴンについて実行する。そして、スキ
ャンラインの変化点（スキャンラインが切り替わる時
点）で、スキャンラインＸソート回路１０７の内容をＬ
２ラインのスキャンラインＺソート回路１０８に転送す
る。

【００７４】このように、スキャンラインＸソートを行
うことにより、処理ライン毎に、ポリゴンがＸ方向に順
位付けされ、次に説明するスキャンラインＺソート実施
例にアクティブなポリゴンを割り出すことができる。

【００７５】［スキャンラインＺソート］（ステップＳ
０６）スキャンラインＺソート回路１０８の詳細構成及び、そ
の動作は後に改めて説明するが、先に図１１に示す表示
イメージに基づいて動作概要を説明する。

【００７６】図１２〜図１７は、図１１の表示イメージ
に対応した処理の過程におけるスキャンラインＺソート
回路１０８のレジスタの状態図である。

【００７７】まず、初期化において、スキャンラインＺ
ソート回路１０８のレジスタの全てに最大のＺ値（一番
奥に配置される値）が格納される（図１２参照）。

【００７８】次いで、スキャンラインＸソート回路１０
７で、ソートされた順位で、ポリゴンエッジデータがス
キャンラインＺソート回路１０８に新規入力される（図
１３）。

【００７９】図１１の処理ラインにおいて、左エッジが
最左端にあり、順位１にソートされているのは、ポリゴ
ンである。したがって、図１３において、入力される
ポリゴンのＺ値と初期設定された最大値とを比較す
る。ポリゴンのＺ値の方が小さいので、ポリゴンの
Ｚ値と、その右端値が第１番目のレジスタに格納され
る。且つ、ポリゴンの左端値と、右端値が保持レジス
タに保持される。

【００８０】次に、図１１の表示イメージの該当処理ラ
インにおいて、左エッジが順位２にソートされているポ
リゴンのデータが入力される（図１４）。ポリゴン
のＺ値は、ポリゴンのＺ値より大きく、初期設定され
た最大値より小さい。したがって、図１４に示すよう
に、ポリゴンのデータは、ポリゴンのデータの下に
配置され、それ以降の初期値データは順次下方にシフト
される。この際も、ポリゴンの左端値及び、右端値は
そのまま保持される。

【００８１】ここで、スキャンラインＸソート回路１０
７から出力されるデータは、図１５に示すように、左端
値が順位３にソートされているポリゴンのデータが入
力されるタイミングまで、ポリゴンのデータが出力さ
れる。

【００８２】図１６において、更に、該当処理ライン上
で左端値が最下位に順位されたポリゴンのデータが入
力される。そして、ポリゴンのＺ値と、既にレジスタ
に登録されているポリゴンのＺ値と比較する。ポリゴン
のＺ値は、最小であるので、図１６に示すように、レ
ジスタ値は、順次下方にシフトされて、ポリゴンのＺ
値と右端値がレジスタの最上位にセットされる。

【００８３】したがって、図１７に示すように、スキャ
ンラインがポリゴンの右端値に至る間、ポリゴンの
データが出力される。そして、順次レジスタの値を上方
にシフトすることにより、ポリゴンのデータが消さ
れ、次いでポリゴン、ポリゴンの順にポリゴンデー
タが消去される。

【００８４】このようにして、スキャンラインＺソート
回路１０８は、ポリゴンのＺ値をソートしつつ、最も手
前（Ｚ値が最小）のポリゴン（不透明ポリゴン）データ
のみをＬ１ラインの描画ブロックに転送する。したがっ
て、スキャンラインＺソート回路１０８は、ポリゴンの
重なりに対し、重複してデータの出力を行わない。

【００８５】上記は、図１１の表示イメージに基づく説
明であるが、不透明ポリゴン処理時のスキャンラインＺ
ソートの処理（ステップＳ０６）の手順を纏めると次の
様である。（１）スキャンラインＺソート回路１０８は、スキャン
ラインＸソート回路１０７とほぼ同様の構成であって、
比較回路及び、シフタ機能付きのＺ値と左端値を格納す
るＺ値レジスタを有する。初期化時に、このＺ値レジス
タを全て最大Ｚ値にセットする。（２）Ｚソーティングの過程で、スキャンラインＸソー
ト回路１０７から新規ポリゴンデータを転送する。（３）転送された新規ポリゴンに対し、図１８のａ〜ｄ
の状態のいずれに該当するかを検出する。状態ａは、ス
キャンラインＺソート回路１０８のバッファにポリゴン
データはなく、新規ポリゴンのみが転送される状態であ
る。状態ｂは、新規ポリゴンがバッファの最前面ポリゴ
ンに前面で交差する状態である。状態ｃは、新規ポリゴ
ンがバッファの最前面に後面で交差する状態である。状
態ｄは、新規ポリゴンがバッファの最前面に交差しない
状態である。（４）状態ａである場合：スキャンラインＺソート回路
１０８の左位置保持バッファと右位置保持バッファに新
規転送ポリゴンの両端値を格納し、バッファストア処理
（下記（５）以降の処理）を行う（図１２参照）。

【００８６】状態ｂである場合：図１１でポリゴンと
の関係に相当する。バッファの最前面ポリゴンを出力
し、Ｚソートバッファを後面にシフトする。出力ポリゴ
ンの属性として、左位置に左保持バッファの値、右位置
に新規ポリゴンの左端値を転送する。さらに、左位置保
持バッファ、右位置保持バッファに新規ポリゴンの両端
値を格納し、バッファストア処理に移行する。

【００８７】状態ｃである場合：図１１の処理ライン上
のポリゴンとの関係に対応する。バッファストア処
理に移行する。

【００８８】状態ｄである場合：バッファの最前面ポリ
ゴンを出力し、Ｚソートバッファを前面にシフトする。
出力ポリゴンの属性として、左位置に左位置保持バッフ
ァの値、右位置に出力ポリゴンの右端値を転送する。さ
らに、左位置保持バッファに出力ポリゴンを格納する。（５）バッファストア処理として、i）入力ポリゴンの
Ｚ値を、全Ｚ値と比較する。ii）入力Ｚ値より大きい
値、小さい値の境界を検出する。iii）大きい値を全
て、より大きい値に側にシフトし、小さい値側はそのま
まとする。iv）境界のレジスタに入力ポリゴンＺ値を格
納する。（６）上記（２）〜（５）を全転送ポリゴンに対して実
行する。

【００８９】「ピクセル描画］（ステップＳ０７）次に、スキャンラインＺソート回路１０８で陰面処理を
完成されたポリゴンについて、ピクセル単位に、ピクセ
ル描画処理が行われる。

【００９０】描画データ演算器１０９で、ピクセル毎に
順次テクスチャアドレス、シェーディング計数等の補間
値が算出される。補間値の算出方法として、先ず各係数
の左右エッジにおける補間値を算出し、その両エッジ補
間値から描画ピクセルの補間値を算出する。

【００９１】この時の、補間値算出の演算式は、次の直
線方程式から導出された下記式を用いる。左稜線を頂点
Ａ−Ｂ間、右稜線を頂点Ａ−Ｃ間とする場合、記号は、
図１９、図２０に示される記号に対応する。

【００９２】図１９は、三頂点Ａ（Ｘａ，Ｙａ），Ｂ
（Ｘｂ，Ｙｂ），Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）を有するポリゴンの
表示イメージであり、図２０は、テクスチャメモリ５に
格納されるテクスチャマップを示す。

【００９３】

【数３】

【００９４】［テクスチャデータ取得］（ステップＳ０
８）上記の式により描画データ演算器１０９で補間により決
定した図２０に示すテクスチャアドレスにより、テクス
チャメモリ５から色データを取得する。ビットマップ合
成回路１１０において、取得した色データに対して、図
１９に示すグロー係数で補正する。この補正されたライ
ンバッファ１１２に出力する。

【００９５】この時の補正演算式は、次の通りである。

【００９６】表示ＲＧＢ各輝度＝取得色データ各輝度＋グーロ係数［ラインバッファストア］（ステップＳ０９）次に、Ｌ０ラインの処理として、完成されたピクセルデ
ータをラインバッファ１１２に書き込む。半透明データ
の場合は、一度ラインバッファ１１２の該当位置からデ
ータを読み出し、合成後更に、書き込む。後に説明する
ように、スキャンラインＺソート処理において、半透明
のＺ値相互の関係を確保することで、データの破綻は起
こらない。この時の、合成演算式は、次の式に従う。

【００９７】表示ＲＧＢ各輝度＝｛ピクセル輝度Ｘ（２
５６−透明度）＋下絵輝度Ｘと透明度｝／２５６ここで、上記スキャンラインＺソート処理（ステップＳ
０６）の説明においては、専ら、ソート対象ポリゴンを
不透明ポリゴンと考えて説明した。したがって、以下に
スキャンラインＺソート回路１０８の具体的実施例を半
透明ポリゴンの扱いも含めて更に、説明する。

【００９８】図２１は、スキャンラインＺソート回路１
０８の構成例ブロック図である。図２１は、図２２の状
態遷移図である。スキャンラインＺソート回路１０８
は、レジスタファイル４１０と、レジスタファイル４１
０の上位３３番目までのデータのうち順次１つを選択出
力する選択出力回路４１１を有する。選択出力回路４１
１から順次選択出力する順は、Ｚカウンタ４１２により
設定される。

【００９９】レジスタファイル４１０には、スキャンラ
インＸソート回路１０７からのスキャンライン上で順位
付けられた順に、ポリゴンデータが入力される。レジス
タファイル４１０から出力は、選択出力回路４１１に導
かれる。

【０１００】そして、選択出力回路４１１から出力され
るデータが、不透明ポリゴンのデータである場合は、出
力バッファ４１３に入力される。さらに、選択出力回路
４１１からの出力データが半透明ポリゴンのデータであ
る場合は、スタックレジスタ４１４に入力される。

【０１０１】出力バッファ４１３及び、スタックレジス
タ４１４から読み出されるデータは、出力セレクタ４１
７を通して出力され、図２のＬ１ラインにおける描画デ
ータ演算器に１０９に入力される。

【０１０２】スタックレジスタ４１４へのデータの書き
込み、読み出しの際に、Ｔカウンタ４１５が、歩進、後
退される。Ｔカウンタ４１５の値が”１”以上である
時、スタックレジスタ４１４からデータが読み出され
て、出力セレクタ４１７に送られる。

【０１０３】図２１において、コントローラ４１６は、
上記のスキャンラインＺソート回路１０８の各ブロック
を制御する制御回路である。かかる図２１に示す構成の
スキャンラインＺソート回路１０８の状態遷移を図２２
により説明する。

【０１０４】先ず、初期状態にセットされる（ＩＮＩＴ
ＩＡＬ）。次いで、レジスタファイル４１０へのスキャ
ンラインＸソート回路１０７からのデータの入力待ちの
状態となる（ステップＳＴ１）。さらに、レジスタファ
イル４１０の不要データが削除される（ステップＳＴ
２）。この後、Ｚカウンタ４１２の初期値が決定される
（ステップＳＴ３）。

【０１０５】次いで、スキャンラインＸソート回路１０
７からの入力データに基ずき出力データの作成が行われ
る（ステップＳＴ４）。さらに、作成されたデータの出
力バッファ４１３への格納、レジスタファイル４１０の
シフト動作及びデータの書込み状態、及び出力バッファ
４１３から出力セレクタ４１７への出力状態に遷移する
（ステップＳＴ５）。

【０１０６】次いで、スタックレジスタ４１４への書込
み（ステップＳＴ６）、スタックデータの読み出し（ス
テップＳＴ７）に遷移する。

【０１０７】ここで、上記図２２の状態遷移により実行
されるスキャンラインＺソート回路１０８の動作を図２
３により説明する。

【０１０８】図２３において、スキャンラインＳ上にあ
るポリゴンＡ、Ｂについて考察する。ポリゴンＡのスキ
ャンラインＳと交差する左端のＸ軸座標はＸＬａであ
り、右端のＸ軸座標はＸＲａである。一方、ポリゴンＢ
の走査線Ｓと交差する左端のＸ軸座標はＸＬｂであり、
右端のＸ軸座標はＸＲｂである。

【０１０９】上記のポリゴンＡとポリゴンＢは、図２３
に示すようにポリゴンＡの右端ＸＲｂとポリゴンＢの左
端ＸＬｂの範囲で重なる。スキャンラインＺソート回路
１０８は、スキャンラインＸソート回路１０７から送ら
れる、スキャンラインＳ上のポリゴンＡとポリゴンＢの
Ｘ軸座標に基ずき、左端のＸ座標値の小さいポリゴンＡ
の右端のＸ座標ＸＲａと、ポリゴンＢの左端のＸ座標Ｘ
Ｌｂを比較する。

【０１１０】この比較の結果、Ｘ座標ＸＲａとＸＬｂの
範囲で重なっていると判断する。さらに、ポリゴンＡと
ポリゴンＢのＺ軸座標を比較する。この結果ポリゴンＢ
のＺ軸座標値は、ポリゴンＡのそれより小さく観察者の
視点側にあることが判断できる。

【０１１１】この場合、スキャンラインＺソート回路１
０８は、ポリゴンＡの右端のＸ座標値をＸＬｂに等しい
Ｘ’Ｒａに変更し、スキャンラインＳ上のポリゴンＡの
表示範囲（出力データ）を図２３の両矢印で示す範囲と
して確定する。

【０１１２】図２４は、図２１のレジスタファイル４１
０の構成例である。右座標Ｒ値（１２ビット）、Ｚ値
（１６ビット）、属性ビットＡＴ（４ビット）、不透明
／半透明ビットＴ値（１ビット）及び、テキスチャマッ
プアドレスＡＤを含む計３３ビットを１２８ワード分有
する大きさである。

【０１１３】さらに、１２８ワードのうち０〜３２ワー
ドについては、左座標Ｌ値（１２ビット）を持つ。ま
た、Ｒ値、Ｚ値については、入力値に対し、比較を行う
ために比較器Ｃを各ワード毎に有している。出力データ
は、これら比較器Ｃの出力値と不透明／半透明ビットＴ
値の組み合わせの関係によって、以下の例のように決定
される。

【０１１４】すなわち、図２５は、Ｒ値、Ｚ値の比較器
Ｃの出力と、不透明／半透明ビットＴ値の組み合わせの
関係を示す図である。図２５において、ＳＴＲＰｎは、
不透明／半透明ビットＴ値であり、ＳＴＲＰｎ＝０の時
は不透明、ＳＴＲＰｎ＝１の時は半透明を表わす。

【０１１５】さらに、ＦＬＡＧＲｎは、Ｒ値用比較器Ｃ
の出力であり、ＦＬＡＧＲｎ＝１の時、入力データのＬ
座標値とレジスタデータのＲ座標値の範囲が重ならない
場合であり、ＦＬＡＧＲｎ＝０の時は、入力データのＬ
座標値とレジスタデータのＲ座標値の範囲が重なるか、
または一致する場合である。

【０１１６】また、ＦＬＡＧＺｎは、Ｚ値用比較器Ｃの
出力であり、ＦＬＡＧＺｎ＝１の時、入力データのＺ座
標がレジスタデータのＺ座標値より大きい場合であり、
ＦＬＡＧＺｎ＝０の時は、入力データのＺ座標値がレジ
スタデータのＺ座標値より小さいか又は、同じ場合であ
る。

【０１１７】上記の様に、図２４において、レジスタフ
ァイル４１０には、スキャンラインＸソート回路１０７
から順次に入力データとして送られ、先に処理されたデ
ータであってレジスタファイル４１０に格納されている
レジスタデータと上記の比較器Ｃにより比較されること
によりＦＬＡＧＲｎ、ＦＬＡＧＺｎが得られる。

【０１１８】図２６は、出力開始ワードを示すＺカウン
タ４１２の初期値の決定を説明する図である。図２１に
おけるスキャンラインＺソート回路１０８のコントロー
ラ４１６は、先ず初めにどのワードから出力するかを決
定する。

【０１１９】コントローラ４１６は、ワード０番目から
順に検証し、ｎ番目が不透明（ＳＴＲＰｎ＝０）又は、
入力データが上（ＦＬＡＧＺｎ＝０）ならばｎ番目を出
力開始ワードとなるようにＺカウンタ４１２の初期値を
決定する。

【０１２０】図２６Ａ、図２６Ｂにおいて、破線は半透
明ポリゴンを表わし、実線は不透明ポリゴンを表わして
いる。従って、図２６Ａの例では、レジスタファイル４
１０に書き込まれているワード２が初めて不透明である
ので、ワード２からスキャンラインＺソート回路１０８
でのデータ作成作業が開始される。

【０１２１】図２６Ｂの例では、半透明のワード４の上
に不透明の入力データが有るので、ワード４からデータ
作成作業が開始される。

【０１２２】なお、以下の各実施例に対応する図面にお
いても、破線は半透明ポリゴンを表わし、実線は不透明
ポリゴンを表わしている。

【０１２３】図２７に示される例では、入力データｂの
Ｚ値が、出力候補レジスタのデータａのＺ値より小さ
く、且つ入力データｂのＬ値が、ｎ番目のレジスタであ
る出力候補レジスタのデータａのＲ値より小さい関係に
ある。さらに、出力候補レジスタのデータａが不透明で
ある場合である。

【０１２４】したがって、図２７の例は、図２５との関
係においてパターン１に一致する。かかる場合は、出力
データｃとして左端座標Ｌはレジスタファイル４１０の
ｎ番目の値を、右端座標Ｒは入力データｂの左端座標を
出力する。

【０１２５】また、出力データｃの出力後に、出力バッ
ファ４１３の右端座標のＲ値をレジスタファイル４１０
のｎ番目以降の全てのデータの左端座標Ｌに書き込む。

【０１２６】つぎに、図２８の例は、入力データｂのＺ
値がレジスタデータａより大きい場合であり、図２５の
関係において、パターン２に一致する。かかる場合は、
入力データｂが、レジスタファイル４１０に格納される
のみで、データは出力されない。

【０１２７】図２９の例は、入力データｂのＺ値がレジ
スタデータｂより小さいが、レジスタデータａとは重な
らない場合である。この例は、図２５の関係において、
パターン３に一致する。かかる場合は、左端座標Ｌは、
レジスタデータａのＬ値を出力し、右端座標Ｒは、レジ
スタデータａのＲ値を出力する。

【０１２８】また、それらの出力後に出力バッファ４１
３のＲ値をレジスタファイル４１０のデータのｎ番目以
降のＬ値に書き込む。さらに、レジスタファイル４１０
のｎ＋１以降をレジスタ０方向にシフトする。シフト後
新しいｎ番目に対し、出力データの作成を行う。

【０１２９】図３０の例は、入力データｂがレジスタデ
ータａよりＺ値が大きく且つ、重ならない場合である。
この場合も、図２９の例と同様に処理される。

【０１３０】図３１は、入力データｂが、レジスタデー
タａと重なるが、レジスタデータａが半透明である場合
である。したがって、図２５のパターン４に相当する。
この場合の基本的処理内容は、図２７の例と同様である
が、半透明の出力データｃは、出力バッファ４１３では
なくスタックレジスタ４１４に書き込まれる。また、ス
タックレジスタ４１４のＲ値をファイルレジスタ４１０
のｎ番目のＬ値に書き込み、その後ｎ＋１番目に対し、
出力データの作成を行う。

【０１３１】図３２は、図３１の例に対し、入力データ
ｂが、レジスタデータａに対しＺ値が大きい場合であ
る。この場合は、出力データの作成は行われずＺカウン
タ４１２の初期値の再設定が行われる。

【０１３２】さらに、図３３の例の基本的処理は、図２
９の場合と同様であるが、図３１の例と同様に、半透明
の出力データは出力バッファ４１３ではなくスタックレ
ジスタ４１４に書き込まれる。

【０１３３】また、図３４は、図３３の例に対し、入力
データｂが、レジスタデータａに対してＺ値が大きい場
合である。この場合は、出力データの作成は行われずに
Ｚカウンタ４１２の初期値の再設定が行われる。

【０１３４】なお、上記図３１、図３２の例のごとく半
透明出力データがスタック４１４に書き込まれる際は、
半透明カウンタ（ＴＣＮＴ）４１５が１づつ歩進する。
したがって、半透明カウンタ４１５のカウント値が１以
上である場合、スタック４１４に半透明データが存在す
ることを示している。

【０１３５】不透明データが出力バッファ４１３から出
力された後、半透明カウンタ４１５のカウント値が１以
上である場合、半透明データをスタックレジスタ４１４
から出力する。図３５は、スタックレジスタ４１４の状
態例を示す図である。３３ワード分の容量を有し、順次
半透明出力データが書き込まれる。又、逆方向に半透明
出力データが読み出される。この半透明出力データの書
込み、読み出しに対応して１づつ半透明カウンタ４１５
が歩進、減算される。

【０１３６】上記の様に、スキャンラインＺソート回路
１０８において、レジスタファイル４１０のレジスタデ
ータａと入力データｂの基本的関係が８つのパターンに
まとめられる。かかる８つのパターンに対応して出力デ
ータが決定される。

【０１３７】さらに、スキャンラインＺソート回路１０
８からの出力データは、ラインバッファ４２に格納され
る。ラインバッファ４２は、一走査線分の容量を有する
ものであり、図３６の構成においては１フレーム分必要
であった構成と比較して、回路規模を小さくできる。

【０１３８】

【発明の効果】以上図面に従い、実施の形態を説明した
ように本発明においては、ソート処理がスキャンライン
単位に行われる。さらに、ソート処理の結果は、ライン
バッファに格納される。

【０１３９】したがって、本発明においては、外部メモ
リとしてのフレームバッファを原理上削減することが可
能である。さらに、ラインバッファへの書き込みに対
し、１ピクセルに対し、１ポリゴンを選択する為に、不
透明ポリゴンのデータに対し、ピクセルの上書き処理が
不必要となる。この結果、高速化が可能である。

【０１４０】なお、上記図面を参照しての実施の形態
は、本発明の理解のためであって、本発明の保護の範囲
は、これに限定されない。本発明の保護の範囲は、特許
請求の範囲に定まり、特許請求の範囲の記載と均等の範
囲も本発明の保護の範囲に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うソート方法を用いた画像処理装置
の構成例ブロックである。

【図２】図１における画像描画ＬＳＩ３０の実施例ブロ
ック図である。

【図３】図１の画像処理装置の動作フローである。

【図４】図２におけるポリゴンリストの実施例を説明す
る図である。

【図５】ポリゴン〜の表示イメージ例である。

【図６】Ｙアドレス７０にあるラインが処理スキャンラ
インであることが示す表示例である。

【図７】アクティブポリゴンリストの実施例を説明する
図である。

【図８】頂点座標Ａ（Ｘａ、Ｙａ）、Ｂ（Ｘｂ、Ｙ
ｂ）、Ｃ（Ｘｃ、Ｙｃ）を有するポリゴンを説明する図
である。

【図９】スキャンラインＸソート処理を説明する表示イ
メージ図である。

【図１０】スキャンラインＸソート回路１０７を模式的
に示す図である。

【図１１】スキャンラインＺソート処理を説明する表示
イメージ図である。

【図１２】図１１の表示イメージに対応した処理の過程
におけるスキャンラインＺソート回路１０８のレジスタ
の状態図（初期化時）である。

【図１３】図１１の表示イメージに対応した処理の過程
におけるスキャンラインＺソート回路１０８のレジスタ
の状態図（ポリゴン投入時）である。

【図１４】図１１の表示イメージに対応した処理の過程
におけるスキャンラインＺソート回路１０８のレジスタ
の状態図（ポリゴン投入時）である。

【図１５】図１１の表示イメージに対応した処理の過程
におけるスキャンラインＺソート回路１０８のレジスタ
の状態図（ポリゴン出力時）である。

【図１６】図１１の表示イメージに対応した処理の過程
におけるスキャンラインＺソート回路１０８のレジスタ
の状態図（ポリゴン入力時）である。

【図１７】図１１の表示イメージに対応した処理の過程
におけるスキャンラインＺソート回路１０８のレジスタ
の状態図（ポリゴン出力時）である。

【図１８】スキャンラインＺソート回路１０８のバッフ
ァのポリゴンデータと新規入力データとの関係を説明す
る図である。

【図１９】三頂点Ａ（Ｘａ，Ｙａ），Ｂ（Ｘｂ，Ｙ
ｂ），Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）を有するポリゴンの表示イメー
ジである。

【図２０】テクスチャメモリ５に格納されるテクスチャ
マップを示す図である。

【図２１】本発明に従うスキャンラインＺソート回路１
０８の構成例ブロック図である。

【図２２】図２１のスキャンラインＺソート回路１０８
の状態遷移図である。

【図２３】図２２の状態遷移により実行されるスキャン
ラインＺソート回路１０８の動作の基本原理を説明する
図である。

【図２４】図２１のレジスタファイル４１０の構成例で
ある。

【図２５】Ｒ値、Ｚ値の比較器Ｃの出力と不透明／半透
明ビットＴ値の組み合わせの関係を示す図である。

【図２６】出力開始ワードデータ（Ｚカウンタ４１２の
初期値）の決定を説明する図である。

【図２７】図２５の関係においてパターン１に一致する
実施例である。

【図２８】図２５の関係においてパターン２に一致する
実施例である。

【図２９】図２５の関係においてパターン３に一致する
実施例である。

【図３０】図２５の関係においてパターン４に一致する
実施例である。

【図３１】図２５の関係においてパターン５に一致する
実施例である。

【図３２】図２５の関係においてパターン６に一致する
実施例である。

【図３３】図２５の関係においてパターン７に一致する
実施例である。

【図３４】図２５の関係においてパターン８に一致する
実施例である。

【図３５】スタックレジスタ４１４の状態例を示す図で
ある。

【図３６】三次元画像を画面表示する画像表示装置の概
略構成ブロック図である。

【符号の説明】

１ＣＰＵ２ワークメモリ３ジオメトリ部４０画像描画用ＬＳＩ１０７スキャンラインＸソート処理部１０８スキャンラインＺソート処理部５テクスチャマップ４１０レジスタファイル４１１選択出力回路４１２Ｚカウンタ４１３出力バッファ４１４スタックレジスタ４１５Ｔカウンタ４１６コントローラ４１７出力セレクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】三次元座標を有する複数のポリゴンデータ
を複数の走査線により描画する画像処理装置における、
該複数のポリゴンデータのバッファメモリへの描画順を
決定するためのポリゴンデータのソート方法において、一の走査線上に稜線が交差する複数のポリゴンを、該一
の走査線上のＸ軸方向に該ポリゴンの特定位置を基準に
ソートする第一のソートステップと、該第一のソートステップによりソートされた、該一の走
査線に稜線が交差する複数のポリゴンのＺ座標値を基準
にソートする第二のソートステップを有することを特徴
とするポリゴンデータのソート方法。
【請求項２】請求項１において、前記第一のソートステップにおけるソートの基準とする
特定位置は、前記一の走査線とポリゴンの左側稜線の交
差する左端座標であり、該左端座標の大きさの順に該一
の走査線上に稜線が交差する複数のポリゴンをソートす
ることを特徴とするポリゴンデータのソート方法。
【請求項３】請求項２において、前記第二のソートステップは、更に、前記第一のソート
ステップによりソートされた順位が先である第一のポリ
ゴンデータの右端座標値と、比較すべき第二のポリゴン
データの左側稜線の該一の走査線と交差する左端座標値
との大小を比較し、且つ該一のポリゴンデータが透明ポ
リゴンであるかを判断することを特徴とするポリゴンデ
ータのソート方法。
【請求項４】請求項３において、前記第二のソートステップの比較の過程で、前記第一の
ポリゴンデータの右端座標値より、前記第二のポリゴン
データの左端座標値が小さいと判断される場合まで、該
第一のポリゴンデータを出力することを特徴とするポリ
ゴンデータのソート方法。
【請求項５】請求項４において、前記第一のポリゴンデータの右端座標値より、前記第二
のポリゴンデータの左端座標値が小さいと判断される場
合、第一のポリゴンデータの右端座標値を該第二のポリ
ゴンデータの左端座標値に置き換えることを特徴とする
ポリゴンデータのソート方法。
【請求項６】請求項４において、前記出力される第一のポリゴンデータは、前記一の走査
線上のピクセル単位で一走査線分の容量を有するライン
バッファに出力されることを特徴とするポリゴンデータ
のソート方法。
【請求項７】三次元座標を有する複数のポリゴンデータ
を複数の走査線により描画する画像処理装置における、
該複数のポリゴンデータのバッファメモリへの描画順を
決定するためのポリゴンデータのソート方法において、フレーム単位に該複数のポリゴンデータをジオメトリ変
換し、該ジオメトリ変換されたポリゴンデータのＹ座標値を基
準に、該複数のポリゴンをリンクしたポリゴンリストを
生成し、該ポリゴンリストから読み出だされるポリゴンの稜線
が、該複数の走査線の各々において交差するポリゴンの
リストをアクティブポリゴンリストとして生成し、該アクティブポリゴンリストにおける走査線毎に、該ア
クティブポリゴンの、左側稜線が走査線と交差するＸ座
標値を基準にソートして、その順位をリストしたアクテ
ィブリストを生成し、該アクティブリストにリストされる順位で該アクティブ
ポリゴンを読み出し、該アクティブポリゴンのＺ値を基
準にソートして、データを出力するポリゴンを求めるこ
とを特徴とするポリゴンデータのソート方法。
【請求項８】請求項７において、前記アクティブポリゴンのＺ値を基準とするソートは、
前記アクティブリストにリストされる順位が先である第
一のポリゴンデータの右端座標値と、比較すべき第二の
ポリゴンデータの左側稜線の該一の走査線と交差する左
端座標値との大小を比較し、且つ該一のポリゴンデータ
が透明ポリゴンであるかを判断することにより実行され
ることを特徴とするポリゴンデータのソート方法。
【請求項９】請求項８において、前記第一のポリゴンデータの右端座標値より、前記第二
のポリゴンデータの左端座標値が小さいと判断される場
合、第一のポリゴンデータの右端座標値を該第二のポリ
ゴンデータの左端座標値に置き換えることを特徴とする
ポリゴンデータのソート方法。
【請求項１０】請求項７において、前記出力される第一のポリゴンデータは、前記一の走査
線上のピクセル単位で一走査線分の容量を有するライン
バッファに出力されることを特徴とするポリゴンデータ
のソート方法。
【請求項１１】三次元座標を有する複数のポリゴンデー
タを複数の走査線により描画する画像処理装置におい
て、一の走査線上に稜線が交差する複数のポリゴンを、該一
の走査線上のＸ軸方向にソートする第一のソート処理部
と、該第一のソート処理部によりソートされた、該一の走査
線に稜線が交差する複数のポリゴンのＺ座標値を基準に
ソートする第二のソート処理部と、該第二のソート処理部のソートにより生成された一走査
線分のポリゴンデータを格納するラインバッファを有す
ることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記第一のソート処理部におけるソートの基準とする特
定位置は、前記一の走査線とポリゴンの左側稜線の交差
する左端座標であり、該左端座標の大きさの順に該一の
走査線上に稜線が交差する複数のポリゴンデータをソー
トすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】請求項１２において、前記第二のソート処理部は、前記第一のソート処理部に
よりソートされた順に入力されるポリゴンデータが書き
込まれる複数のワードを有するレジスタファイルを有
し、該レジスタファイルに先に書き込まれている第一のポリ
ゴンデータの右端座標値と、新たに該第一のソート処理
部により入力される第二のポリゴンデータの左側稜線の
該一の走査線と交差する左端座標値との大小を比較し、且つ該一のポリゴンデータが透明ポリゴンであるか否か
を判断することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１４】請求項１３において、前記レジスタファイルは、前記複数のワードの各ワード
に書き込まれるポリゴンデータの前記一の走査線上の左
端座標値、右端座標値、Ｚ軸座標値及び、該ポリゴンデ
ータが透明であるか否かの表示の領域を含み、且つ各ワ
ードの右端の座標値及びＺ軸座標値の領域は入力データ
の対応する右端座標値及びＺ軸座標値と比較する比較器
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１５】請求項１４において、前記新たに第一のソート処理部により入力される前記第
二のポリゴンデータと比較する、前記レジスタファイル
に先に書き込まれている第一のポリゴンデータは、該レ
ジスタファイルの前記複数のワードを順に検証し、ｎ番
目のポリゴンデータが不透明又は入力データのＺ座標の
方が、ｎ番目のポリゴンデータのＺ座標より小さい場合
に、該ｎ番目のポリゴンデータから前記一の走査線上の
描画すべきポリゴンデータを作成して出力することを特
徴とする画像処理装置。
【請求項１６】請求項１５において、前記一の走査線上の描画すべきポリゴンデータを作成し
て出力されるポリゴンデータのうち不透明のポリゴンデ
ータを先に前記ラインバッファに出力して、その後に透
明のポリゴンデータを該ラインバッファに出力すること
を特徴とする画像処理装置。