JP2003228733A - 画像処理装置及びその構成部品、レンダリング処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンダリング処理量を低減させる画像処理装
置を提供する。 【解決手段】 複数のプリミティブを、プリミティブバ
ッファ２１に格納されている複数のプリミティブについ
てのデータに基づいて、ＸＹＺクリップ部２３、Ｚテス
ト部２５、ステンシルテスト部２７により、ディスプレ
イ４１に表示される第１のプリミティブと表示されない
第２のプリミティブとに選別する。プリミティブバッフ
ァに格納されている第１のプリミティブのデータによ
り、フレームバッファ３２に２次元画像を描画する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ等の
２次元スクリーンに表示される３次元画像のレンダリン
グ処理を効率的に行う画像処理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像をディスプレイに表示させる画像処
理装置、例えばゲームコンソール装置又はパーソナルコ
ンピュータ等における画像処理能力は、近年のプロセッ
サの高速化に伴い、著しく進歩している。例えば精細で
高品位な３次元画像を２次元スクリーンに表示させるた
めの２次元画像を、ほぼリアルタイムで生成することが
可能になっている。２次元画像は、３次元画像に存する
仮想的な物体の画像（以下、「オブジェクト」という）
を構成するポリゴンなどの複数のプリミティブと、各プ
リミティブの形状、サイズ、色、輝度などの属性を表す
属性データとにより生成される。

【０００３】３次元画像を２次元スクリーンに表示させ
るときに行われる画像処理は、大別して、プリミティブ
の頂点座標等に座標変換などを施すジオメトリ処理と、
このジオメトリ処理の結果得られるジオメトリデータか
らピクセル毎の色などを決定して２次元画像を生成する
レンダリング処理とからなる。本明細書では、主として
レンダリング処理を実行する装置（分散システム、半導
体デバイスを含む）をレンダリング処理装置と称する。
このレンダリング処理装置は、画像処理装置の一部を構
成するものである。

【０００４】レンダリング処理装置の中には、同じプリ
ミティブに対して複数回のレンダリング処理を行うこと
により、複雑な絵柄等の視覚効果の高い画像を描画でき
るものがある。この複数回のレンダリング処理を「マル
チパスレンダリング」と称し、このマルチパスレンダリ
ングにおける１回の処理を「パス」と称する。３回のパ
スによってレンダリング処理を行うマルチパスレンダリ
ングの場合、例えば１パス目でテクスチャの貼り付けを
行わないポリゴン描画を行い、２パス目でテクスチャを
貼り付ける処理を行い、３パス目で別のテクスチャを貼
り付ける処理を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のレンダリング処
理装置では、マルチパスレンダリングを行うときに、す
べてのプリミティブについて必ず複数回のレンダリング
処理を行う。そのため、複雑な絵柄の画像を描画しよう
とすると、レンダリング処理の回数が多くなって処理量
が増大し、負担が大きくなる。

【０００６】本発明の課題は、上記のような問題に鑑み
てなされたものであり、３次元画像のレンダリング処理
を従来技術よりも少ない処理量で実現するレンダリング
処理装置及びレンダリング処理方法を提供することにあ
る。本発明の他の課題は、視覚効果の高い画像をオーバ
ーヘッドなく生成する画像処理装置及びその構成部品を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明のレンダリング処理装置は、複数のプリミティブに
より形成される３次元画像を２次元スクリーンに表示さ
せるためのレンダリング処理を行う装置であって、前記
複数のプリミティブの各々の属性を表す属性データを当
該プリミティブと対応付けて格納するプリミティブバッ
ファと、前記プリミティブバッファに格納されている複
数の属性データ同士を比較することにより、前記複数の
プリミティブの各々を、前記２次元スクリーンに表示さ
れる第１のプリミティブと表示されない第２のプリミテ
ィブのいずれかに選別するテスタとを備え、前記テスタ
により選別された第２のプリミティブを除く前記第１の
プリミティブに対して前記レンダリング処理を行うよう
に構成されている装置である。

【０００８】レンダリング処理は、同一のプリミティブ
に一つのテクスチャの描画を行う通常の１パスレンダリ
ング処理であっても、複数回のテクスチャ描画を行うマ
ルチパスレンダリングであってもよい。いずれにしても
実際に２次元スクリーンに表示されることになるプリミ
ティブ（第１のプリミティブ）についてレンダリング処
理を行うので、３次元画像を構成するすべてのプリミテ
ィブについて描画を行っていた従来のレンダリング処理
装置よりも処理量は大幅に低減する。「属性データ」
は、プリミティブが２次元スクリーンに現れるものかど
うかを判別可能にするものであれば、どのような種類の
データであってもよい。通常は、数値データ、例えば、
プリミティブの頂点に関する数値データ（頂点座標、頂
点輝度、テクスチャ座標等）、プリミティブのサイズ、
色又は透過度等を属性データとすることができる。頂点
に関する数値データは、例えば、ジオメトリ処理により
得られたジオメトリデータを用いることができる。

【０００９】前記プリミティブバッファに格納される複
数のプリミティブは、好ましくは、少なくとも前記２次
元スクリーンに表示される一画面分の３次元画像を形成
し得る数のプリミティブとする。このようにすれば、画
面単位で効率的なレンダリング処理を行うことができ
る。

【００１０】ピクセル単位でのレンダリング処理をより
効率的に行う場合は、プリミティブの既知の属性データ
に基づいてピクセル補間を行う補間手段をさらに備えて
レンダリング処理装置を構成し、前記テスタが、前記ピ
クセル補間により得られた新たな属性データを前記比較
の対象に含めることで前記選別をピクセル単位で行うよ
うにする。このような構成にすると、１ピクセルでも２
次元スクリーンに表示されるプリミティブは第１のプリ
ミティブとされる。

【００１１】より高解像度の画像を表示させる場合は、
前記補間手段を、１ピクセルから分割された複数のサブ
ピクセルの少なくとも１つがレンダリング処理されると
きにプリミティブの既知の属性データに基づいてサブピ
クセル補間を行い、前記テスタは、前記サブピクセル補
間により得られた新たな属性データを前記比較の対象に
含めることで前記選別をサブピクセル単位で行うように
構成する。

【００１２】レンダリング処理されるサブピクセルの、
１ピクセル分のサブピクセル全体に占める割合をプリミ
ティブ毎に算定する占有率算定手段をさらに備え、この
占有率算定手段による算定結果に応じて当該１ピクセル
についての属性データを決定するようにしてもよい。こ
のようにすれば、アンチエイリアシングを迅速に行うこ
とができるようになる。

【００１３】アンチエイリアシングを可能にするため、
前記テスタを、１ピクセルに複数のプリミティブが描画
されるときの境界部分のピクセルについては前記選別を
回避するように構成してもよい。

【００１４】前記プリミティブバッファに格納されてい
る複数の属性データの各々が前記３次元画像における当
該プリミティブの位置を表す位置情報、例えば座標値
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を含むようにし、前記テスタが、個々の
属性データに含まれる位置情報を比較することにより前
記２次元スクリーンを通じて視る者の視点に最も近いプ
リミティブを前記第１のプリミティブとし、それ以外の
プリミティブを前記第２のプリミティブとして選別する
ように構成してもよい。このように構成すると、他のプ
リミティブに隠される位置にあるプリミティブについて
のレンダリング処理を回避することができる。

【００１５】前記複数のプリミティブの各々は、前記２
次元スクリーンへの表示を許可する許可領域と許可しな
い非許可領域とを有し表示対象となる画像の透過度及び
形状を表すステンシルデータ上に重畳可能なものとする
ことができる。この場合、前記テスタは、前記ステンシ
ルデータの許可領域又は非許可領域と少なくともその一
部が重畳するプリミティブを前記第１のプリミティブと
し、それ以外のプリミティブを前記第２のプリミティブ
として選別する。

【００１６】レンダリング処理をより迅速にする観点か
らは、第１のプリミティブか第２のプリミティブかを表
すフラグを、レンダリング処理時に参照可能な所定の選
別テーブルに、各プリミティブの属性データと対応付け
て記録するように前記テスタを構成する。このように構
成することにより、レンダリング処理装置が、選別テー
ブルのフラグを確認するだけで、属性データが第１のプ
リミティブのものか、第２のプリミティブのものかを判
別することができるようになる。フラグを、プリミティ
ブ毎に複数種類の値を呈し得る数値データとし、前記フ
ラグの値が前記２次元スクリーンに表示されるプリミテ
ィブのピクセル数に応じて更新されるようにしてもよ
い。前記選別テーブルに記録されている個々のプリミテ
ィブについての前記フラグを参照し、前記第２のプリミ
ティブについては、その属性データの前記プリミティブ
バッファからの読み出しを制限する編集手段をさらに備
えるようにしてもよい。より確実に第２のプリミティブ
の使用を回避する観点からは、前記編集手段は、前記第
２のプリミティブとして選別したプリミティブの属性デ
ータを前記プリミティブバッファから削除するようにす
る。

【００１７】上記他の課題を解決する本発明の画像処理
装置は、２次元スクリーンの表示領域に対応するサイズ
のフレームバッファと、３次元画像を形成する複数のプ
リミティブのジオメトリ処理を行って当該３次元画像に
ついてのジオメトリデータを生成する第１プロセッサ
と、生成された前記ジオメトリデータに基づいて前記フ
レームバッファに前記３次元画像に対応する２次元画像
をレンダリング処理する第２プロセッサと、レンダリン
グ処理された前記２次元画像を前記表示領域に表示させ
るコントローラとを備える。前記第２プロセッサは、前
記第１プロセッサより取得したジオメトリデータにより
特定される複数のプリミティブの各々の属性を表す属性
データ同士を比較することにより、前記複数のプリミテ
ィブの各々を、前記２次元スクリーンに表示される第１
のプリミティブと表示されない第２のプリミティブのい
ずれかに選別するとともに、前記第２のプリミティブを
除く前記第１のプリミティブによる前記２次元画像を前
記フレームバッファにレンダリング処理する。

【００１８】好ましい実施の態様では、前記第１プロセ
ッサと前記第２プロセッサとの間にバッファメモリが介
在し、前記第１プロセッサにより生成されたジオメトリ
データが前記バッファメモリを介して前記第２プロセッ
サに伝達されるようにする。処理対象となる前記３次元
画像を外部機器より受領して前記第１プロセッサに導く
画像受領機構をさらに備えて画像処理装置を構成しても
よい。

【００１９】上記他の課題を解決する本発明のレンダリ
ング処理方法は、画像形成に利用されるプリミティブを
格納するプリミティブバッファを有し、複数のプリミテ
ィブにより形成される３次元画像を２次元スクリーンに
表示させる装置により実行される方法である。すなわ
ち、この装置が、前記３次元画像を形成する複数のプリ
ミティブの各々の属性を表す属性データを、当該プリミ
ティブと対応付けて前記プリミティブバッファに格納
し、格納した属性データ同士を比較して前記複数のプリ
ミティブの各々を前記２次元スクリーン上に表示される
第１のプリミティブと表示されない第２のプリミティブ
のいずれかに選別するテストパスと、このテストパスに
より選別された第２のプリミティブを除く前記第１のプ
リミティブを前記プリミティブバッファから読み出し、
読み出した第１のプリミティブに対するレンダリング処
理を行うレンダリングパスとをこの順に実行することを
特徴とする。前記レンダリングパスを複数回実行し、同
一のプリミティブに対して異なるテクスチャを複数回レ
ンダリング処理するようにする形態も可能である。

【００２０】上記他の課題を解決するため、本発明は、
半導体デバイス、コンピュータプログラムをも提供す
る。本発明の半導体デバイスは、２次元スクリーンを有
するディスプレイが接続されるコンピュータに搭載され
るデバイスであって、前記コンピュータが有する他の構
成部品と協働で、該コンピュータに、３次元画像を形成
する複数のプリミティブの各々の属性を表す属性データ
を当該プリミティブと対応付けて格納するプリミティブ
バッファと、前記プリミティブバッファに格納されてい
る複数の属性データ同士を比較することにより、前記複
数のプリミティブの各々を、前記２次元スクリーンに表
示される第１のプリミティブと表示されない第２のプリ
ミティブのいずれかに選別するテスタと、前記テスタに
より選別された第２のプリミティブを除く前記第１のプ
リミティブに対して前記レンダリング処理を行って前記
２次元スクリーンに表示させる２次元画像を生成するレ
ンダリング処理手段とを構築するものである。

【００２１】本発明のコンピュータプログラムは、画像
形成に利用されるプリミティブを格納するプリミティブ
バッファと、２次元スクリーンを有するディスプレイと
が接続されるコンピュータに、３次元画像を形成する複
数のプリミティブの各々の属性を表す属性データを、当
該プリミティブと対応付けて前記プリミティブバッファ
に格納する処理、前記プリミティブバッファに格納され
ている複数の属性データ同士を比較することにより、前
記複数のプリミティブの各々を、前記２次元スクリーン
に表示される第１のプリミティブと表示されない第２の
プリミティブのいずれかに選別する処理、及び、前記選
別された第２のプリミティブを除く前記第１のプリミテ
ィブに対して前記レンダリング処理を行って前記２次元
スクリーンに表示させる２次元画像を生成する処理、を
実行させるためのコンピュータプログラムである。この
コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能
な記録媒体に記録されることにより実体化される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、マルチパスレン
ダリングが可能な画像処理装置に適用した場合の実施形
態を説明する。図１は、この実施形態による画像処理装
置のハードウエア構成図である。画像処理装置１は、レ
ンダリング処理装置の一例となるレンダリングプロセッ
サ１６を搭載し、マルチパスレンダリングを行うことに
より、視覚効果の高い３次元画像を２次元スクリーン、
例えばディスプレイ４１の画面にリアルタイムに表示さ
せる。マルチパスレンダリングに際しては、後述するテ
ストパスを先行させ、他のプリミティブに隠れて見えな
くなるなどの理由でディスプレイ４１に表示されない第
２プリミティブを選別し、選別したプリミティブを除い
たレンダリングパスを実行する。このようにして、画像
処理装置１は、実際にはディスプレイ４１に表示されな
いプリミティブを描画するような無駄な処理を排除し、
レンダリング処理の効率化を図る。

【００２３】画像処理装置１は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ
−ＲＯＭ等のディスク媒体１５が装着されるディスクド
ライブ１０、有線若しくは無線により外部機器との間と
の通信を可能にする通信制御部１１、ジオメトリプロセ
ッサ１２、メモリ１３、ＣＰＵ１４、レンダリングプロ
セッサ１６が、バスにより相互にデータの送受信が可能
に接続されている。レンダリングプロセッサ１６には、
ビデオ信号などの画像信号をディスプレイ４１に出力す
るためのディスプレイコントローラ４０が接続されてい
る。

【００２４】ディスクドライブ１０は、ディスク媒体１
５から画像処理用のデータ及びプログラムを読み出し、
これをメモリ１３に格納する。画像処理用のデータは、
例えば、プリミティブについての図形データなどであ
る。この実施形態における図形データは、例えばプリミ
ティブについての頂点座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、頂点輝度
値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ベクトル値、頂点同士の接続状況を
表す連結情報、などを含んでいる。通信制御部１１は、
上述の画像処理用のデータ及びプログラムを外部機器か
ら取り込み、これをメモリ１３に格納する。すなわち、
通信制御部１１は、ディスクドライブ１０がディスク媒
体１５から取り込むデータと同様のデータを外部機器か
ら取り込んでメモリ１３に格納するように動作する。こ
のような構成を採用することにより、画像処理装置１
は、ディスクドライブ１０と通信制御部１１の少なくと
も一方から、画像処理用のデータ及びプログラムを受領
することができる。

【００２５】ジオメトリプロセッサ１２は、ＣＰＵ１４
の制御のもと、メモリ１３に格納された図形データに対
して、アフィン（affine）変換処理、頂点に対する光源
処理などのジオメトリ処理を行う。ジオメトリ処理の結
果得られるジオメトリデータは、プリミティブについて
の頂点座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、各頂点でのテクスチャ座
標値（Ｓ，Ｔ，Ｑ）、頂点輝度値（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ａ）な
ど、プリミティブの属性を表すデータからなる。頂点輝
度値の“Ａ”は、公知のアルファブレンディング処理を
行う際に用いられる半透明係数である。

【００２６】メモリ１３には、ディスクドライブ１０及
び通信制御部１１の少なくとも一方から取り込んだ画像
処理用データ及びプログラムが格納されるほか、画像処
理装置１による処理の際に生成される各種データも格納
される。これにより、画像処理装置１におけるメインメ
モリとしても利用される。

【００２７】ＣＰＵ１４は、各構成要素間のデータの受
け渡し、例えば、ジオメトリプロセッサ１２で生成され
たジオメトリデータを、メモリ１３等をバッファとして
レンダリングプロセッサ１６へ伝達させるための制御等
を行う。なお、本実施形態では、ジオメトリプロセッサ
１２をＣＰＵ１４とは別に設けた例を示すが、これらが
一体となって、ＣＰＵ１４がジオメトリプロセッサ１２
の機能を持つようにしてもよい。

【００２８】レンダリングプロセッサ１６は、ジオメト
リプロセッサ１２で生成されたジオメトリデータに基づ
いてマルチパスレンダリングを行う。ディスプレイコン
トローラ４０は、レンダリング処理の結果生成された２
次元画像を、ディスプレイ４１で表示可能な構造の画像
信号に変換してディスプレイ４１へ出力する。この画像
信号によりディスプレイ４１に画像が表示される。

【００２９】レンダリングプロセッサ１６は、より具体
的には、プリミティブバッファ２１、マルチパス制御部
２２、ＸＹＺクリップ部２３、セットアップＤＤＡ（Di
gital Differential Analyzer）部（以下、「ＳＵ／Ｄ
ＤＡ部」という）２４、Ｚテスト部２５、Ｚバッファ２
６、ステンシルテスト部２７、ステンシルバッファ２
８、プリミティブ選別部２９、プリミティブ編集部３
０、テクスチャマッピング部３１、フレームバッファ３
２を備えている。Ｚテスト部２５、ステンシルテスト部
２７、プリミティブ選別部２９、及びプリミティブ編集
部３０は、それぞれ本発明におけるテスタの一構成要素
となるものである。これらの構成要素は、半導体デバイ
スなどにより個別に実現することができるが、汎用のデ
ィジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Process
or：ＤＳＰ）、或いはグラフィックプロセッサ（Graphi
c Processor：ＧＰ）等と、コンピュータプログラムと
の協働により、すなわち、これらのプロセッサがコンピ
ュータプログラムを読み込んで実行することにより実現
されるようにしてもよい。

【００３０】プリミティブバッファ２１は、プリミティ
ブの少なくとも１グループ分のジオメトリデータを、こ
れらのプリミティブの各々の属性データの一例として格
納する。プリミティブの１グループとは、例えば、ディ
スプレイ４１における一つの画面上の画像又は一つのオ
ブジェクトを構成するプリミティブの集合を指す。各プ
リミティブには、それぞれを識別するための識別情報と
なる識別番号（以下、「プリミティブ番号」という）
が、これも属性データの一つとして付される。

【００３１】図２は、プリミティブバッファ２１に格納
されるジオメトリデータと、各ジオメトリデータに付さ
れるプリミティブ番号（PN1、PN2…）との関係を示した
図である。なお、図示の例以外に、ジオメトリデータの
それぞれに、そのジオメトリデータをマルチパスレンダ
リングに用いるか否かを表すためのフラグを対応付けて
おいてもよい。

【００３２】ジオメトリデータが、三角形状を表現する
ための所謂トライアングルストリップ（triangle stri
p)データになっている場合、ジオメトリデータは、トラ
イアングルストリップの各頂点について生成される。そ
のために、レンダリングプロセッサ１６は、各頂点のジ
オメトリデータにプリミティブ番号を付してプリミティ
ブバッファ２１に格納する。トライアングルストリップ
データによるトライアングルストリップの例を図３に示
す。図示の「０」〜「７」はそれぞれ頂点である。図３
のようなトライアングルストリップデータの場合は、頂
点０，１，２…７のそれぞれにプリミティブ番号が付さ
れる。トライアングルファンにも、同様のプリミティブ
バッファ２１を用いることができる。

【００３３】プリミティブバッファ２１は、ジオメトリ
プロセッサ１２とレンダリングプロセッサ１６との間に
おけるジオメトリデータの転送が、マルチパスレンダリ
ングのパス毎に発生してしまうことを防止するために設
けられる。このプリミティブバッファ２１を介在させる
ことにより、ジオメトリプロセッサ１２とレンダリング
プロセッサとの間のオーバヘッドを低減させることがで
きる。プリミティブバッファ２１は、この実施形態では
レンダリングプロセッサ１６内に設けることとしている
が、これに限らずレンダリングプロセッサ１６とは独立
に設けるようにしてもよい。また、メモリ１３内に設け
るようにしてもよい。

【００３４】マルチパス制御部２２は、マルチパスレン
ダリングの制御を行う。例えば、レンダリングプロセッ
サ１６内の各構成要素に対して、後述するＺバッファ描
画、テストパス、マルチパスレンダリングのどれを実行
するかを通知する。また、プリミティブバッファ２１か
ら、レンダリング処理されるプリミティブのジオメトリ
データ及びそのジオメトリデータのプリミティブ番号を
読み出してＸＹＺクリップ部２３へ送る。マルチパスレ
ンダリングの実行中、マルチパス制御部２２は、ジオメ
トリデータを必要に応じて変更する。例えば、１つのプ
リミティブ（例えば、ポリゴン）に対してパス毎に異な
るテクスチャをマッピングする場合、テクスチャ座標値
の倍率を変えたり、或いはシフトさせる処理を行う。

【００３５】マルチパス制御部２２は、また、必要に応
じて、テクスチャの原点座標のシフト量を変更させる。
この変更の処理を行うことにより、レンダリングプロセ
ッサ１６で、テクスチャ座標軸毎の線形変換を行うこと
が可能となる。さらにマルチパス制御部２２は、必要に
応じて、頂点輝度値（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ａ）を選択的に固定
値に置き換える。これにより、レンダリングプロセッサ
１６において、例えば２パス目以降に同じ頂点輝度値を
再送する無駄を無くすことができる。

【００３６】ＸＹＺクリップ部２３は、予め用意されて
いるクリップデータに基づいて、マルチパス制御部２２
から送られたジオメトリデータによるプリミティブの３
次元のクリッピング（Clipping）を行う。クリップデー
タは、ディスプレイ４１の表示領域を表すデータであ
り、クリッピングは、クリップデータによる表示領域外
となるプリミティブの除去、或いは、表示領域からはみ
出すプリミティブについての形状変更等を行う処理であ
る。

【００３７】ここで、クリッピングの動作を図４、図５
を参照して具体的に説明する。図４は、頂点座標（Ｘ
１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）で表され
るプリミティブ５１とディスプレイ４１の表示領域５０
との関係を表している。ＸＹＺクリップ部２３は、プリ
ミティブ５１が表示領域５０からはみ出しているとき
に、クリッピングによりその形状の変更を行う。この変
更された形状のプリミティブ５２と表示領域５０との関
係を示したのが図５である。ＸＹＺクリップ部２３は、
図５のように、表示領域５０からはみ出しているプリミ
ティブ５１の形状を変更し、頂点座標（Ｘ３，Ｙ３）、
（Ｘ６，Ｙ６）、（Ｘ５，Ｙ５）、（Ｘ４，Ｙ４）、
（Ｘ７，Ｙ７）からなる新たなプリミティブ５２を生成
する。この新たなプリミティブ５２のプリミティブ番号
は、形状変更前のプリミティブ５１と同じ番号である。
ＸＹＺクリップ部２３は、クリッピング後のジオメトリ
データとプリミティブ番号とを、ＳＵ／ＤＤＡ部２４へ
送る。

【００３８】ＳＵ／ＤＤＡ部２４は、セットアップ処理
及びＤＤＡ処理を行う。セットアップ処理とは、ＸＹＺ
クリップ部２３から送られたクリッピング後のジオメト
リデータに基づいて、ＤＤＡ処理に用いられる初期座標
値及び傾き値を算出する処理である。ＤＤＡ処理とは、
セットアップ処理で算出された初期座標値及び傾き値に
基づいて、プリミティブの頂点間を線形補間すると共
に、プリミティブ内部についても補間して、プリミティ
ブを構成する各ピクセルの座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、輝度
値（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ａ）、テクスチャマッピングのための
テクスチャ座標値（Ｓ，Ｔ，Ｑ）等を含む補間データを
求める処理である。例えば図５に示したプリミティブ５
２の場合は、斜線で示した部分の各ピクセルについて補
間データを求める。ただし、後述するＺバッファ描画及
びテストパスの際には、ＳＵ／ＤＤＡ部２４は、各ピク
セルの座標値の補間のみを行うようにしてもよい。ピク
セル毎の補間データは、プリミティブ番号とともに、Ｚ
テスト部２５に送られる。

【００３９】Ｚテスト部２５は、Ｚバッファ描画時とテ
ストパス時とで異なる形態の処理を行う。Ｚバッファ描
画時にＺテスト部２５は、ピクセル毎に、ＳＵ／ＤＤＡ
部２４から送られる補間データに含まれるＺ値とＺバッ
ファ２６に書き込まれているＺ値とを比較し、比較の結
果に基づいて、いずれかのＺ値をＺバッファ２６に書き
込む。例えば、より視点に近い方のＺ値を選択し、この
Ｚ値をＺバッファ２６に書き込む。ＳＵ／ＤＤＡ部２４
から送られたＺ値を選択した場合は、このＺ値によりＺ
バッファ２６の当該ピクセルのＺ値を更新する。Ｚバッ
ファ２６に記憶されていたＺ値を選択した場合には、Ｚ
バッファ２６の更新は行わない。但し、１ピクセルのＺ
バッファについて、そのピクセルの全域を埋めないプリ
ミティブについては、その背面部分に表示に必要な他の
プリミティブが存在することがあるので、アンチエイリ
アシング（Anti-Aliasing）のために、Ｚテスト部２５
は、そのピクセルのＺ値をＺバッファ２６に書き込まな
いでおく。また、プリミティブが透明または半透明な場
合にも、同様の理由でＺバッファ２６にＺ値を書き込ま
ない。他方、テストパス時にＺテスト部２５は、Ｚバッ
ファ２６に記憶されたＺ値とＳＵ／ＤＤＡ部２４から送
られた補間データとをピクセル毎に比較して、Ｚバッフ
ァ２６に記憶されたＺ値と同じＺ値を持つ補間データを
選択する。そして、選択した補間データを、プリミティ
ブ番号と共にステンシルテスト部２７へ送る。なお、前
述のようにＺバッファ２６にＺ値が書き込まれていない
場合には、Ｚテスト部２５は、最も視点に近いＺ値を持
つ補間データを選択して、これをプリミティブ番号と共
にステンシルテスト部２７へ送る。

【００４０】Ｚバッファ２６には、Ｚバッファ描画の結
果として、ピクセル毎に視点に最も近いプリミティブの
Ｚ値が書き込まれる。なお、レンダリングパスをピクセ
ル単位でなく、サブピクセル単位で実行し、より高解像
度の画像をレンダリングすることもできる。この場合
は、サブピクセル用のＺバッファを用い、サブピクセル
のレンダリング処理を終えた時点で、実際のピクセルを
求めるための縮小描画を行う。

【００４１】図６は、縦３×横２ピクセルをサブピクセ
ルで表示した例を示した図である。図６において、各ピ
クセルは、４×４のサブピクセルに分割されている。こ
の例では右上がりの斜線が描かれている。右下のピクセ
ルは、通常のピクセルでは、斜線が描かれないピクセル
と判断される。しかし、サブピクセルを用いると、１つ
のサブピクセルにこの斜線が描かれるので、右下のピク
セルにも斜線が影響を与えることになる。このように、
サブピクセル単位でＺ値を書き込むことにより、一つの
ピクセルに２以上のプリミティブが含まれる場合であっ
ても、すべてのプリミティブを考慮した表示が可能とな
る。Ｚバッファ２６の記憶容量に余裕がある場合には、
Ｚ値の他に、当該Ｚ値のプリミティブに付されたプリミ
ティブ番号を格納するようにしてもよい。

【００４２】ステンシルテスト部２７は、ステンシルバ
ッファ２８に格納されているステンシルデータに基づい
てステンシルテストを行う。このステンシルテストの概
要を図７を参照して説明する。図７に示すように、ステ
ンシルデータは、ディスプレイ４１への表示を許可しな
い非許可領域５３と、許可する許可領域５４とを表すも
のである。本実施形態によるステンシルテストは、例え
ばＺテスト部２５から送られる補間データの座標値とス
テンシルデータの座標値を比較することで、許可領域５
４にプリミティブ５２が表示されるか否か、すなわち許
可領域５４に位置する補間データが存在するか否かを判
別する処理である。表示されるプリミティブ５２のプリ
ミティブ番号は、プリミティブ選別部２９へ送られる。
マルチパスレンダリングの場合は、表示されるプリミテ
ィブの補間データをテクスチャマッピング部３１へ送
る。

【００４３】ステンシルバッファ２８は、ステンシルデ
ータを格納し、ステンシルテスト部２７からの要求によ
り、これを随時読み出すように構成される。ステンシル
バッファ２８に格納されるステンシルデータは、例え
ば、バスを介してメモリ１３から供給される。

【００４４】ＸＹＺクリップ部２３、Ｚテスト部２５及
びステンシルテスト部２７により、ディスプレイ４１に
表示されるピクセルを含むプリミティブと表示されない
プリミティブとが分けられる。ディスプレイ４１に表示
されるピクセルを含むプリミティブのプリミティブ番号
は、ステンシルテスト部２７からプリミティブ選別部２
９へ送られる。

【００４５】プリミティブ選別部２９は、図８に示すよ
うに、アドレス制御部６１と選別テーブル６２とを備え
て構成される。選別テーブル６２は、アドレス（ＮＡ
１，ＮＡ２，…）と、ディスプレイ４１に表示されるか
どうかを表すための可視フラグとが記録される。アドレ
スは、プリミティブバッファ２１に格納されたプリミテ
ィブデータに付されるプリミティブ番号（ＰＮ１，ＰＮ
２，…）に対応している。アドレス制御部６１は、選別
テーブル６２の初期化、選別テーブル６２のアドレス計
算、可視フラグの変更を行う。例えば、アドレス制御部
６１は、全プリミティブのＺバッファ描画が終了した時
点で可視フラグを“０”クリア（初期化）する。そし
て、ステンシルテスト部２７から送られるプリミティブ
番号を、選別テーブル６２のアドレスに変換し、そのア
ドレスに対応する可視フラグを“０”から“１”へ変更
する。“１”の値が格納された可視フラグのアドレス
は、ディスプレイ４１に表示されるプリミティブのプリ
ミティブ番号に対応する。また、“０”の値が格納され
た可視フラグのアドレスは、ディスプレイ４１に表示さ
れるピクセルを一つも含んでいないプリミティブのプリ
ミティブ番号に対応する。なお、アドレスは、上述のプ
リミティブ番号と同じものであってもよい。

【００４６】プリミティブが、図９に示したトライアン
グルストリップである場合、選別テーブル６２の内容
は、図１０のようになる。図９の例では、頂点２、３、
４で構成される三角形のプリミティブが形成されていな
い。すなわち、頂点０，１，２…７のそれぞれのプリミ
ティブ番号に対応したアドレスに、表示するか否かを表
す可視フラグが格納される。トライアングルストリップ
の場合には、各頂点のジオメトリデータが０から順に読
み出されて三角形のプリミティブが生成される。例え
ば、頂点０、１のジオメトリデータが読み出された後
に、頂点２のジオメトリデータが読み出され、頂点０、
１、２による三角形のプリミティブが生成される。頂点
０、１についての可視フラグは、“Not Active”とさ
れ、頂点０、１は可視フラグに左右されない。図１０の
例では、アドレスＮＡ４に対応するプリミティブ番号４
の頂点４は、表示されない。これは、レンダリング処理
の際に、頂点４のジオメトリデータを読み出したときに
は、それによってできる頂点２、３、４による三角形が
形成されないことを意味しており、頂点４に関係するす
べての三角形が形成されないことを意味するものではな
い。つまり、頂点２、３、４による三角形は形成されな
いが、頂点３、４、５による三角形、頂点４、５、６に
よる三角形は形成される。また、トライアングルファン
についても同様の選別テーブル６２を用いることができ
る。

【００４７】可視フラグは、単一の数値、あるいは二値
のほか、整数値を保持できるものとしてもよい。この場
合のアドレス制御部６１は、ステンシルテスト部２７か
ら送られてくる各ピクセルのプリミティブ番号を、選別
テーブル６２のアドレスへ順次変換し、そのアドレスに
対応する可視フラグの値を順次インクリメントする。こ
れにより、可視フラグは、プリミティブ毎に、ディスプ
レイ４１上に表示されるピクセル数に応じた数値を呈す
ることになる。

【００４８】プリミティブ選別部２９の選別テーブル６
２への書き込みは数ビット程度のサイズなので、フレー
ムバッファ３２への書き込みに比べてページブレイクを
起こす可能性が非常に低い。そのため、高速なテストパ
ス処理が可能である。

【００４９】プリミティブ編集部３０は、本発明の編集
手段の一例となるもので、プリミティブ選別部２９の選
別テーブル６２に基づいて、ディスプレイ４１に表示さ
れないプリミティブのプリミティブ番号を確認する。そ
して、確認したプリミティブ番号に対応するジオメトリ
データが、プリミティブバッファ２１から読み出されな
いようにする。例えば、プリミティブ編集部３０は、選
別テーブル６２の可視フラグが“０”であるアドレスに
対応するプリミティブ番号を確認して、このプリミティ
ブ番号に対応するプリミティブがマルチパスレンダリン
グの際にプリミティブバッファ２１から読み出されない
ようにする。プリミティブバッファ２１内の各ジオメト
リデータに、マルチパスレンダリングに用いるか否かを
表すためのフラグが付されている場合には、このフラグ
により、マルチパスレンダリングの際に読み出されない
ようにする。ジオメトリデータを、プリミティブバッフ
ァ２１から消去するようにしてもよい。

【００５０】テクスチャマッピング部３１は、パス数に
応じた回数のレンダリング処理を行う。テクスチャマッ
ピング部３１は、例えば、パス毎に異なるテクスチャを
同一のプリミティブにマッピングする。このマッピング
によってフレームバッファ３２に、表示対象となる画像
が描画される。

【００５１】フレームバッファ３２は、ディスプレイ４
１に対応したメモリ空間を備えており、そのメモリ空間
上に、当該ディスプレイ４１の２次元平面に対応するよ
うにして各ピクセルの描画を行う。フレームバッファ３
２に描画されたフレーム単位の画像は、ディスプレイコ
ントローラ４０を介して画像信号としてディスプレイ４
１に送られ、表示される。

【００５２】次に、上記のように構成される画像処理装
置１の動作、特にレンダリングプロセッサ１６によるレ
ンダリング処理方法の例を具体的に説明する。前提とし
て、レンダリングプロセッサ１６のプリミティブバッフ
ァ２１に、ジオメトリプロセッサ１２によるジオメトリ
処理の結果であるジオメトリデータが、属性データの一
例として格納されているものとする。

【００５３】図１１は、このレンダリング処理方法の概
要図である。レンダリングプロセッサ１６は、プリミテ
ィブバッファ２１に格納されているすべてのジオメトリ
データに対してＺバッファ描画を行い、視点に近いＺ値
をＺバッファに書き込む（ステップＳ１０）。このＺバ
ッファ描画が終了すると、レンダリングプロセッサ１６
は、プリミティブ選別部２９の選別テーブル６２をクリ
アして、可視フラグをすべて“０”にする（ステップＳ
２０）。次いで、テストパスを行い、その結果に応じて
選別テーブル６２の可視フラグを変更する（ステップＳ
３０）。テストパスにより、選別テーブル６２には、デ
ィスプレイ４１に表示されるプリミティブか表示されな
いプリミティブかを表すフラグが格納されるので、レン
ダリングプロセッサ１６は、この選別テーブル６２を確
認して、プリミティブバッファ２１に格納されたジオメ
トリデータのうちディスプレイ４１に表示されないプリ
ミティブのジオメトリデータを消去させる。つまり、プ
リミティブを消去させる（ステップＳ４０）。プリミテ
ィブの消去が終了すると、レンダリングプロセッサ１６
は、ディスプレイ４１に表示されるプリミティブに対す
るマルチパスレンダリングを実行する（ステップＳ５
０）。このようにして無駄のないレンダリング処理を行
うことが可能になる。

【００５４】次に、図１１における各処理ステップの内
容を、より具体的に説明する。 ［Ｚバッファ描画：ステップＳ１０］Ｚバッファ描画時
の手順を図１２、データの流れを図１３に示す。Ｚバッ
ファ描画時には、まず、マルチパス制御部２２がプリミ
ティブバッファからジオメトリデータをプリミティブ番
号と共に読み出して、これをＸＹＺクリップ部２３に送
る（ステップＳ１１）。ＸＹＺクリップ部２３は、マル
チパス制御部２２から送られてきたジオメトリデータに
基づくプリミティブに対してクリッピングを行い、ディ
スプレイ４１の表示領域５０外に位置するプリミティブ
の除去、変形を行う。そして、この除去、変形の結果を
ジオメトリデータに反映させる（ステップＳ１２）。ク
リッピング後のジオメトリデータはプリミティブ番号と
ともにＳＵ／ＤＤＡ部２４へ送られる。なお、クリッピ
ングにより除去されるプリミティブのジオメトリデータ
については、ＳＵ／ＤＤＡ部２４へ送られることはな
い。

【００５５】ＳＵ／ＤＤＡ部２４は、クリッピング後の
ジオメトリデータに基づいて補間を行い、プリミティブ
を構成する各ピクセルの座標値を生成する（ステップＳ
１３）。ＳＵ／ＤＤＡ部２４は、生成した座標値を補間
データとして、プリミティブ番号と共にＺテスト部２５
へ送る。

【００５６】Ｚテスト部２５は、ＳＵ／ＤＤＡ部２４か
ら送られてきた各ピクセルの補間データを用いて、Ｚテ
ストを行う（ステップＳ１４）。Ｚテスト部２５は、Ｚ
バッファ２６から当該ピクセルのＺ値を読み込み、この
Ｚ値と補間データに含まれるＺ値とを比較して、より視
点に近い方を選ぶ。Ｚバッファ２６から読み込んだＺ値
の方が視点に近ければＺバッファ２６をそのままにして
おき（ステップＳ１４：更新なし）、補間データに含ま
れるＺ値の方が視点に近ければ、Ｚバッファ２６のＺ値
を更新する（ステップＳ１４：更新あり、ステップＳ１
５）。

【００５７】以上のような一連の処理を、プリミティブ
バッファ２１に格納されているすべてのジオメトリデー
タに対して行う（ステップＳ１６）。このようにしてＺ
バッファ描画が終了する。Ｚバッファ描画が終了する
と、Ｚバッファ２６には、ピクセル毎に視点に最も近い
プリミティブのＺ値が書き込まれる。但し、１つのピク
セルの全域を埋めない場合、プリミティブが透明または
半透明である場合には、当該ピクセルにＺ値は書き込ま
れない。

【００５８】［テストパス：ステップＳ３０］図１４、
図１５は、テストパス時の処理を説明する図である。テ
ストパス時には、まず、マルチパス制御部２２がプリミ
ティブバッファからジオメトリデータをプリミティブ番
号とともに読み出して、これをＸＹＺクリップ部２３に
送る（ステップＳ３１）。ＸＹＺクリップ部２３は、マ
ルチパス制御部２２から送られてきたジオメトリデータ
に基づくプリミティブに対してクリッピングを行い、デ
ィスプレイ４１の表示領域外に位置するプリミティブの
除去、変形を行う（ステップＳ３２）。ＸＹＺクリップ
部２３は、除去、変形の結果をジオメトリデータに反映
させる。クリッピングのジオメトリデータはプリミティ
ブ番号とともにＳＵ／ＤＤＡ部２４へ送られる。なお、
クリッピングにより除去されるプリミティブのジオメト
リデータについては、ＳＵ／ＤＤＡ部２４へ送られるこ
とはない。

【００５９】ＳＵ／ＤＤＡ部２４は、クリッピング後の
ジオメトリデータに基づいて補間を行い、プリミティブ
を構成する各ピクセルの座標値を生成する（ステップＳ
３３）。ＳＵ／ＤＤＡ部２４は、生成した座標値を補間
データとして、プリミティブ番号とともにＺテスト部２
５へ送る。

【００６０】Ｚテスト部２５は、テストパス用の動作を
行う。テストパス用の動作では、Ｚテスト部２５は、Ｓ
Ｕ／ＤＤＡ部２４から送られた補間データのＺ値と、Ｚ
バッファ２６に格納されたＺ値とを比較して、合致する
ものについてはその補間データとプリミティブ番号とを
ステンシルテスト部２７へ送る（ステップＳ３４：合致
する）。合致しない場合には、レンダリングプロセッサ
１６は、プリミティブバッファ２１に格納されるすべて
のジオメトリデータについてテストパスが終了したか否
かを判断する（ステップＳ３４：合致しない、ステップ
Ｓ３７）。なお、Ｚバッファ２６にＺ値が記憶されてい
ないピクセルについては、最も視点に近いＺ値を持つ補
間データとプリミティブ番号をステンシルテスト部２７
へ送る。

【００６１】ステンシルテスト部２７は、Ｚテスト部２
５から送られた補間データについてステンシルテストを
行う（ステップＳ３５）。ステンシルテストの結果、補
間データが示すピクセルが許可領域５４にある場合に
は、このピクセルは表示するのでプリミティブ番号をプ
リミティブ選別部２９へ送る（ステップＳ３５：表
示）。補間データが示すピクセルが非許可領域５３にあ
る場合には、レンダリングプロセッサ１６は、プリミテ
ィブバッファ２１に格納されるすべてのジオメトリデー
タについてテストパスが終了したか否かを判断する（ス
テップＳ３５：非表示、ステップＳ３７）。

【００６２】プリミティブ選別部２９は、ステンシルテ
スト部２７からプリミティブ番号が送られてくると、こ
のプリミティブ番号に対応したアドレスの可視フラグを
“１”に更新する（ステップＳ３６）。以上のような処
理をプリミティブバッファ２１に格納されるすべてのジ
オメトリデータについて行う（ステップＳ３７）。この
ようにしてテストパスが終了する。

【００６３】Ｚバッファ描画及びテストパスにより、デ
ィスプレイ４１に表示されないプリミティブが選別され
る。つまり、ＸＹＺクリップ部２３によるクリッピング
により表示領域５０外のプリミティブが選別され、Ｚテ
スト部２５によるＺテストにより他のプリミティブによ
り隠されるプリミティブが選別され、ステンシルテスト
部２７によるステンシルテストにより非許可領域５３の
プリミティブが選別される。以上のようにして選別され
たプリミティブのプリミティブ番号に対応する、プリミ
ティブ選別部２９のアドレスの可視フラグが“０”であ
る。このプリミティブがディスプレイ４１に表示されな
いものである。つまり、ＸＹＺクリップ部２３、Ｚテス
ト部２５、ステンシルテスト部２７により、ディスプレ
イ４１に表示されるプリミティブと表示されないプリミ
ティブとが分けられ、表示されるプリミティブのみ、プ
リミティブ選別部２９の可視フラグが“１”になる。Ｘ
ＹＺクリップ部２３、Ｚテスト部２５、ステンシルテス
ト部２７の少なくとも一つで表示されないプリミティブ
に選別されたプリミティブは、可視フラグが“０”のま
まである。

【００６４】なお、ここではＺテストをテストパスとは
異なるパスで実行する例を示しているが、Ｚバッファ２
６の記憶容量に余裕がある場合には、Ｚテストをテスト
パスと同じパスで行うことも可能である。この場合に
は、Ｚテスト時に、Ｚバッファ２６にＺ値とともに当該
Ｚ値のプリミティブ番号を書き込むようにして、最も視
点に近いプリミティブがわかるようにする。Ｚテストの
結果、Ｚバッファ２６に書き込まれたプリミティブ番号
によりプリミティブの選別が可能となり、Ｚバッファ描
画及びテストパスを１回のパスで行うことができる。こ
の実施形態では、ステップＳ３０において選別テーブル
６２の可視フラグを“０”にしてテストパスを行ってい
るが、この工程を省いてもよい。この場合には、Ｚバッ
ファ描画及びテストパスにより、ディスプレイ４１に表
示されるプリミティブと表示されないプリミティブとを
判別して、可視フラグを“０”又は“１”にセットす
る。また、ＸＹＺクリップ部２２、Ｚテスト部２５、ス
テンシルテスト部２７のそれぞれで、表示されないプリ
ミティブとして選別されたプリミティブの選別番号を、
それぞれから、プリミティブ選別部２９に送るようにし
てもよい。

【００６５】［プリミティブ消去：ステップＳ４０］レ
ンダリングプロセッサ１６は、プリミティブ選別部２９
の選別テーブル６２に基づいて、プリミティブバッファ
２１に格納されたジオメトリデータのうちディスプレイ
４１に表示されないプリミティブのジオメトリデータ
が、マルチパスレンダリングの際に読み出されないよう
にする（ステップＳ４０）。図１６は、プリミティブ消
去時のレンダリングプロセッサ１６における処理を説明
する図である。

【００６６】プリミティブ編集部３０は、プリミティブ
選別部２９の選別テーブル６２の可視フラグにより、デ
ィスプレイ４１に表示するプリミティブと、表示されな
いプリミティブとを確認する。例えば、図８の選別テー
ブル６２で、可視フラグが“０”のアドレスに対応する
プリミティブ番号のプリミティブが表示されないプリミ
ティブ、可視フラグが“１”のアドレスに対応するプリ
ミティブ番号のプリミティブが表示されるプリミティブ
である。プリミティブ編集部３０は、確認した表示され
ないプリミティブのジオメトリデータを、プリミティブ
バッファ２１から消去する。これにより、マルチパスレ
ンダリングの際に処理されるジオメトリデータが、ディ
スプレイ４１に表示されるもののみとなり、マルチパス
レンダリングによるレンダリングプロセッサへの付加が
軽減される。

【００６７】なお、例えば、トライアングルストリップ
の場合には、すべてのジオメトリデータを使用するの
で、ジオメトリデータの消去は行えない。そのために、
例えば、ジオメトリデータのそれぞれに、マルチパスレ
ンダリングに用いるか否かを表すためのフラグを付し
て、これによりディスプレイ４１に表示されないプリミ
ティブを表すようにする。当然、トライアングルストリ
ップ以外でも、ジオメトリデータの消去を行わず、この
ようなフラグを用いるようにしてもよい。

【００６８】［マルチパスレンダリング：ステップＳ５
０］図１７、図１８は、マルチパスレンダリング時の処
理を説明する図である。マルチパスレンダリング時に
は、まず、マルチパス制御部２２がプリミティブバッフ
ァからジオメトリデータをプリミティブ番号とともに読
み出して、これをＸＹＺクリップ部２３に送る（ステッ
プＳ５１）。

【００６９】ＸＹＺクリップ部２３は、マルチパス制御
部２２から送られてきたジオメトリデータに基づくプリ
ミティブに対してクリッピングを行い、ディスプレイ４
１の表示領域外に位置するプリミティブの除去、変形を
行う（ステップＳ５２）。ＸＹＺクリップ部２３は、除
去、変形の結果をジオメトリデータに反映させる。クリ
ッピングのジオメトリデータはプリミティブ番号ととも
にＳＵ／ＤＤＡ部２４へ送られる。

【００７０】ＳＵ／ＤＤＡ部２４は、クリッピング後の
ジオメトリデータに基づいて補間を行い、プリミティブ
を構成する各ピクセルの座標値、輝度値、テクスチャ座
標値を含む補間データを生成する（ステップＳ５３）。
ＳＵ／ＤＤＡ部２４は、生成した補間データを、プリミ
ティブ番号とともにＺテスト部２５へ送る。

【００７１】Ｚテスト部２５は、ＳＵ／ＤＤＡ部２４か
ら送られた補間データに含まれるＺ値と、Ｚバッファ２
６に格納されたＺ値とをピクセル毎に比較して、合致す
るものについてはその補間データとプリミティブ番号と
をステンシルテスト部２７へ送る（ステップＳ５４：合
致する）。合致しない場合には、ステップＳ５７へ移行
する。なお、Ｚバッファ２６にＺ値が記憶されていない
ピクセルについては、最も視点に近いＺ値を持つ補間デ
ータとプリミティブ番号をステンシルテスト部２７へ送
る。

【００７２】ステンシルテスト部２７は、Ｚテスト部２
５から送られた補間データについてステンシルテストを
行う（ステップＳ５５）。ステンシルテストの結果、補
間データが示すピクセルが許可領域５４にある場合に
は、このピクセルは表示するので補間データをテクスチ
ャマッピング部３１へ送る（ステップＳ５５：表示）。
補間データが示すピクセルが非許可領域５３にある場合
には、ステップＳ５７へ移行する。

【００７３】テクスチャマッピング部３１は、ステンシ
ルテスト部２７から送られた補間データに基づいて、フ
レームバッファ３２に描画を行う（ステップＳ５６）。
以上のようにして１つのプリミティブについての描画が
終了する。レンダリングプロセッサ１６は、当該プリミ
ティブを構成するすべてのピクセルについて描画が終了
するまでステップＳ５４〜Ｓ５６の処理を実行する（ス
テップＳ５７）。

【００７４】１つのプリミティブの描画が終了すると他
のプリミティブについて描画が終了したか否かを確認す
る（ステップＳ５８）。描画が済んでいないプリミティ
ブがあると、ステップＳ５１に戻る（ステップＳ５８：
N）。すべてのプリミティブについて描画が終了すると
（ステップＳ５８：Y）、決められたパスの回数だけ描
画が終了したかを確認する（ステップＳ５９）。決めら
れたパスの回数を満たしていなければステップＳ５１に
戻る（ステップＳ５９：N）。すべてのプリミティブに
ついて決められたパスが終了するとマルチパスレンダリ
ングを終了する（ステップＳ５９：Y）。

【００７５】以上の処理により、フレームバッファ３２
（図１参照）には、ディスプレイ４１に表示すべき２次
元画像が描画される。この後、ディスプレイコントロー
ラ４０は、フレームバッファ３２に描画された２次元画
像を画像信号に変換して、ディスプレイ４１へ送る。デ
ィスプレイ４１は、この画像信号を表示する。

【００７６】このように、本実施形態の画像処理装置１
によれば、マルチパスレンダリングの際にプリミティブ
バッファ２１から読み出すジオメトリデータを必要最小
限に抑えるので、レンダリング処理時の負荷を低減させ
ることができる。

【００７７】なお、レンダリングプロセッサ１６を図１
９のような構成としてもよい。図１９のレンダリングプ
ロセッサ１６は、図１のレンダリングプロセッサとは、
Ｚテスト部２５の前に占有率算出部３３を設けた点で異
なる。占有率算出部３３は、レンダリング処理されるサ
ブピクセルの、１ピクセル分のサブピクセル全体に占め
る割合（占有率）をプリミティブ毎に算定するものであ
る。占有率は、例えば、特開２００２−１４０７２２号
（発明の名称：エイリアシングを除去した画像を描画す
る装置及び方法）に開示される装置及び方法により求め
ることができる。図２０は、１ピクセル内のプリミティ
ブの占有率を説明する図である。図２０では、１ピクセ
ルにプリミティブａ、ｂ、ｃの３つのプリミティブが描
画されている。それぞれの、１ピクセル内での占有率の
比がプリミティブａ、ｂ、ｃの順で２：３：７である。
レンダリングプロセッサ１８は、この比にしたがってプ
リミティブａ、ｂ、ｃを合成し、このピクセルを代表す
るプリミティブとする。プリミティブａ、ｂ、ｃは、こ
のピクセルにレンダリングされるので、このピクセルに
ついてプリミティブａ、ｂ、ｃでＺバッファ２６を更新
しないようにする。このようなレンダリングプロセッサ
１６により、ジャギーなどが効果的に抑えられるので、
この方法によってもアンチエイリアシングが達成され
る。なお、１ピクセル分毎の占有率を求めていく方法で
は、Ｚバッファは、占有率が１（不透明あるいはプリミ
ティブ内部）の部分でのみそれを行い、占有率が１未満
の境界部分では、Ｚバッファを行わない。そのため、境
界での不自然さを無くすために、Ｚバッファを用いるに
も拘わらず、Ｚソート（Ｚ値の並び替え）をおこない、
遠方から順にフレームバッファ３２に書き込む。但し、
この場合でも、他のプリミティブの影になるプリミティ
ブについては除去される。

【００７８】なお、以上の説明ではマルチパスレンダリ
ングについて説明しているが、通常の１パスのみのレン
ダリング処理についても、テストパスを実行してディス
プレイ４１に表示するプリミティブのみを描画するよう
にしてもよい。

【００７９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればレンダリング処理、特にマルチパスレンダリン
グ時の処理量を従来よりも格段に低減させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の画像処理装置のハードウェア構
成図。

【図２】 プリミティブバッファに格納されたジオメト
リデータの例示図。

【図３】 トライアングルストリップの説明図。

【図４】 クリッピングを説明するための図。

【図５】 クリッピングを説明するための図。

【図６】 サブピクセルの例示図。

【図７】 ステンシルテストの説明に用いる図である。

【図８】 プリミティブ選別部の構成例を示す図。

【図９】 トライアングルストリップの例示図。

【図１０】 プリミティブがトライアングルストリップ
のときの選別テーブルの例示図。

【図１１】 本実施形態のレンダリング処理の処理手順
を表す図。

【図１２】 Ｚバッファ描画の処理手順を表す図。

【図１３】 Ｚバッファ描画のデータの流れを表す図。

【図１４】 テストパスの処理手順を表す図。

【図１５】 テストパスのデータの流れを表す図。

【図１６】 ディスプレイに表示されないプリミティブ
を消去するときのデータの流れを表す図。

【図１７】 マルチパスレンダリングの処理手順を表す
図。

【図１８】 マルチパスレンダリングのデータの流れを
表す図。

【図１９】 他の実施形態のレンダリングプロセッサの
ハードウェア構成図。

【図２０】 プリミティブの占有率の説明図。

【符号の説明】

１…画像処理装置、１０…ディスクドライブ、１１…通
信制御部、１２…ジオメトリプロセッサ、１３…メモ
リ、１４…ＣＰＵ、１５…ディスク媒体、１６…レンダ
リングプロセッサ、２１…プリミティブバッファ、２２
…マルチパス制御部、２３…ＸＹＺクリップ部、２４…
セットアップ・ＤＤＡ部、２５…Ｚテスト部、２６…Ｚ
バッファ、２７…ステンシルテスト部、２８…ステンシ
ルバッファ、２９…プリミティブ選別部、３０…プリミ
ティブ編集部、３１…テクスチャマッピング部、３２…
フレームバッファ、４０…ディスプレイコントローラ、
４１…ディスプレイ、６１…アドレス制御部、６２…選
別テーブル

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプリミティブにより形成される３
   次元画像を２次元スクリーンに表示させるためのレンダ
   リング処理を行う装置であって、 前記複数のプリミティブの各々の属性を表す属性データ
   を当該プリミティブと対応付けて格納するプリミティブ
   バッファと、 前記プリミティブバッファに格納されている複数の属性
   データ同士を比較することにより、前記複数のプリミテ
   ィブの各々を、前記２次元スクリーンに表示される第１
   のプリミティブと表示されない第２のプリミティブのい
   ずれかに選別するテスタとを備え、 前記テスタにより選別された第２のプリミティブを除く
   前記第１のプリミティブに対して前記レンダリング処理
   を行うように構成されている、 レンダリング処理装置。
2. 【請求項２】 前記プリミティブバッファに格納される
   複数のプリミティブが、少なくとも前記２次元スクリー
   ンに表示される一画面分の３次元画像を形成し得る数の
   プリミティブである、 請求項１記載のレンダリング処理装置。
3. 【請求項３】 プリミティブの既知の属性データに基づ
   いてピクセル補間を行う補間手段をさらに備え、 前記テスタが、前記ピクセル補間により得られた新たな
   属性データを前記比較の対象に含めることで前記選別を
   ピクセル単位で行う、 請求項１記載のレンダリング処理装置。
4. 【請求項４】 前記補間手段は、１ピクセルから分割さ
   れた複数のサブピクセルの少なくとも１つがレンダリン
   グ処理されるときにプリミティブの既知の属性データに
   基づいてサブピクセル補間を行い、 前記テスタは、前記サブピクセル補間により得られた新
   たな属性データを前記比較の対象に含めることで前記選
   別をサブピクセル単位で行う、 請求項３記載のレンダリング処理装置。
5. 【請求項５】 レンダリング処理されるサブピクセル
   の、１ピクセル分のサブピクセル全体に占める割合をプ
   リミティブ毎に算定する占有率算定手段をさらに備え、
   この占有率算定手段による算定結果に応じて当該１ピク
   セルについての属性データを決定する、 請求項４記載のレンダリング処理装置。
6. 【請求項６】 前記テスタは、１ピクセルに複数のプリ
   ミティブが描画されるときの境界部分のピクセルについ
   ては前記選別を回避する、 請求項１記載のレンダリング処理装置。
7. 【請求項７】 前記プリミティブバッファに格納されて
   いる複数の属性データの各々が前記３次元画像における
   当該プリミティブの位置を表す位置情報を含んでおり、 前記テスタは、個々の属性データに含まれる位置情報を
   比較することにより前記２次元スクリーンを通じて視る
   者の視点に最も近いプリミティブを前記第１のプリミテ
   ィブとし、それ以外のプリミティブを前記第２のプリミ
   ティブとして選別する、 請求項１記載のレンダリング処理装置。
8. 【請求項８】 前記複数のプリミティブの各々が、前記
   ２次元スクリーンへの表示を許可する許可領域と許可し
   ない非許可領域とを有し表示対象となる画像の透過度及
   び形状を表すステンシルデータ上に重畳可能なものであ
   り、 前記テスタは、前記ステンシルデータの許可領域又は非
   許可領域と少なくともその一部が重畳するプリミティブ
   を前記第１のプリミティブとし、それ以外のプリミティ
   ブを前記第２のプリミティブとして選別する、 請求項１記載のレンダリング処理装置。
9. 【請求項９】 前記テスタは、前記第１のプリミティブ
   か第２のプリミティブかを表すフラグを、レンダリング
   処理時に参照可能な所定の選別テーブルに、各プリミテ
   ィブの属性データと対応付けて記録する、 請求項１記載のレンダリング処理装置。
10. 【請求項１０】 前記フラグは、プリミティブ毎に複数
    種類の値を呈し得る数値データであり、前記フラグの値
    が前記２次元スクリーンに表示されるプリミティブのピ
    クセル数に応じて更新される、 請求項９記載のレンダリング処理装置。
11. 【請求項１１】 前記選別テーブルに記録されている個
    々のプリミティブについての前記フラグを参照し、前記
    第２のプリミティブについては、その属性データの前記
    プリミティブバッファからの読み出しを制限する編集手
    段をさらに備える、 請求項９記載のレンダリング処理装置。
12. 【請求項１２】 前記編集手段は、前記第２のプリミテ
    ィブとして選別したプリミティブの属性データを前記プ
    リミティブバッファから削除する、 請求項１１記載のレンダリング処理装置。
13. 【請求項１３】 ２次元スクリーンの表示領域に対応す
    るサイズのフレームバッファと、 ３次元画像を形成する複数のプリミティブのジオメトリ
    処理を行って当該３次元画像についてのジオメトリデー
    タを生成する第１プロセッサと、 生成された前記ジオメトリデータに基づいて前記フレー
    ムバッファに前記３次元画像に対応する２次元画像をレ
    ンダリング処理する第２プロセッサと、 レンダリング処理された前記２次元画像を前記表示領域
    に表示させるコントローラとを備えており、 前記第２プロセッサは、 前記第１プロセッサより取得したジオメトリデータによ
    り特定される複数のプリミティブの各々の属性を表す属
    性データ同士を比較することにより、前記複数のプリミ
    ティブの各々を、前記２次元スクリーンに表示される第
    １のプリミティブと表示されない第２のプリミティブの
    いずれかに選別するとともに、前記第２のプリミティブ
    を除く前記第１のプリミティブによる前記２次元画像を
    前記フレームバッファにレンダリング処理する、 画像処理装置。
14. 【請求項１４】 前記第１プロセッサと前記第２プロセ
    ッサとの間にバッファメモリが介在し、前記第１プロセ
    ッサにより生成されたジオメトリデータが前記バッファ
    メモリを介して前記第２プロセッサに伝達される、 請求項１３記載の画像処理装置。
15. 【請求項１５】 処理対象となる前記３次元画像を外部
    機器より受領して前記第１プロセッサに導く画像受領機
    構をさらに備えてなる、 請求項１３記載の画像処理装置。
16. 【請求項１６】 画像形成に利用されるプリミティブを
    格納するプリミティブバッファを有し、複数のプリミテ
    ィブにより形成される３次元画像を２次元スクリーンに
    表示させる装置が、 前記３次元画像を形成する複数のプリミティブの各々の
    属性を表す属性データを、当該プリミティブと対応付け
    て前記プリミティブバッファに格納し、格納した属性デ
    ータ同士を比較して前記複数のプリミティブの各々を前
    記２次元スクリーン上に表示される第１のプリミティブ
    と表示されない第２のプリミティブのいずれかに選別す
    るテストパスと、 このテストパスにより選別された第２のプリミティブを
    除く前記第１のプリミティブを前記プリミティブバッフ
    ァから読み出し、読み出した第１のプリミティブに対す
    るレンダリング処理を行うレンダリングパスとをこの順
    に実行することを特徴とする、 レンダリング処理方法。
17. 【請求項１７】 前記装置が、前記レンダリングパスを
    複数回実行することにより、同一のプリミティブに対し
    て異なるテクスチャを複数回レンダリング処理すること
    を特徴とする、 請求項１６記載のレンダリング処理方法。
18. 【請求項１８】 ２次元スクリーンを有するディスプレ
    イが接続されるコンピュータに搭載され、前記コンピュ
    ータが有する他の構成部品と協働で、該コンピュータ
    に、 ３次元画像を形成する複数のプリミティブの各々の属性
    を表す属性データを当該プリミティブと対応付けて格納
    するプリミティブバッファと、 前記プリミティブバッファに格納されている複数の属性
    データ同士を比較することにより、前記複数のプリミテ
    ィブの各々を、前記２次元スクリーンに表示される第１
    のプリミティブと表示されない第２のプリミティブのい
    ずれかに選別するテスタと、 前記テスタにより選別された第２のプリミティブを除く
    前記第１のプリミティブに対して前記レンダリング処理
    を行って前記２次元スクリーンに表示させる２次元画像
    を生成するレンダリング処理手段とを構築する、 半導体デバイス。
19. 【請求項１９】 画像形成に利用されるプリミティブを
    格納するプリミティブバッファと、２次元スクリーンを
    有するディスプレイとが接続されるコンピュータに、 ３次元画像を形成する複数のプリミティブの各々の属性
    を表す属性データを、当該プリミティブと対応付けて前
    記プリミティブバッファに格納する処理、 前記プリミティブバッファに格納されている複数の属性
    データ同士を比較することにより、前記複数のプリミテ
    ィブの各々を、前記２次元スクリーンに表示される第１
    のプリミティブと表示されない第２のプリミティブのい
    ずれかに選別する処理、及び、 前記選別された第２のプリミティブを除く前記第１のプ
    リミティブに対して前記レンダリング処理を行って前記
    ２次元スクリーンに表示させる２次元画像を生成する処
    理、を実行させるためのコンピュータプログラム。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載されたコンピュータ
    プログラムを記録してなる、コンピュータ読み取り可能
    な記録媒体。