JPH01163884A - 画像情報処理装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ、従来技術 Ｃ０発明が解決しようとする問題点 り０問題点を解決するための手段 Ｅ、実施例 Ｆ０発明の効果 Ａ、産業上の利用分野 本発明は一般的には、コンピュータ・グラフィックスの
分野に関する。コンピュータ・グラフィックス・ディス
プレイ・システム（例えばＣＡＤ／ＣＡＭグラフィック
ス・ワークステーション）は、科学、技術、１に造、及
び他のアプリケーションの対象の映像を作成し表示する
ために広く使用されている。

Ｂ、従来技術 上記のようなコンピュータ・グラフィック・システムに
おいては、対象物の面は通常ポリゴン（多角形）メツシ
ュであられされる。ポリゴン・メツシュは、頂点と１辺
と、多角形の集合である。

頂点は辺によって接続され、ポリゴンは、辺または頂点
の列であると考えることができる。デイスプレィの表示
スクリーン上に、ポリゴン・メツシュよりも外観が写実
的な対象物の視覚映像を表示するために、隠れ面を除去
し、可視面に陰影をっけ（Ｓｈａｄｉｎｇ）テクスチャ
を与える手続が開発された。

本発明は、グラフィクス・ワークステーションに陰影を
つける機能の実施に関し、より詳しくは照明（ｌｉｈｔ
ｉｎｇ）モデルを使用した場合の陰影映像のコンピュー
タ処理及び表示に関するものである。そのような照明モ
デルで考慮され得る効果としては１周囲照明（ａｍｂｉ
ｅｎｔ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ）　、拡散及び鏡面反射効果
、光源の数や位置や強度や色合い、並行及び斜視的投影
、視覚者から、モデリングしている対象物の異なる部分
の距離による光の減衰（テプス・キューイング）がある
。

第６図には、グラフィックス・ワークステーションのた
めの陰影づけ（シェーディング）ハードウェアの一般的
なシステム・アーキテクチャが示されている。この全体
的な陰影づけ機能システム１ｏは、照明モデル処理シス
テム１２と、陰影処理システム１４と、画素メモリ１６
と、表示モニタ１８を含んでいる。

照明モデル処理システム１２は、特定の照明モデルの各
ポリゴン毎の頂点の色強度（例えば赤、緑及び青成分）
を計算する６陰影処理システム１４は、可視ポリゴン内
の画素の色強度を計算するために照明モデル処理システ
ムからの情報を使用し、この情報を画素メモリ１６に送
る。表示モニタ１８は１画素メモリ１６内に記憶された
陰影イメージを表示する。

従来のグラフィックス・ワークステーションにおいては
、照明による効果の計算は、あるタイプの汎用コンピュ
ータによって実行されていた。この手法は、広く入手可
能な「常備」製品を使用するという利点はあるけれども
、全体の処理が、単一の汎用処理要素によって実行され
るがゆえに、計算速度が低速であるという欠点があった
。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 本発明の主要な目的は、コンピュータ・グラフィックス
・ディスプレイ・システムにおける陰影機能の一部とし
て、従来のものよりも高い処理性能を示す照明モデル処
理を実行するための方法と装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、高いイメージ品質と写美性と改善
された対話性を与える照明モデル処理システムを提供す
ることにある。

本発明のさらに他の目的は、容易にアセンブルされ、動
作が高速で効率的で汎用的である照明モデル処理システ
ムを提供することにある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明によれば、照明による影響の計算が、パイプライ
ン形式に接続されて動作する同一の複数の浮動小数点処
理要素によって実行される。使用されるパイプライン形
状は純粋に直列であってもよく、同一の処理要素の並列
配列を含むパイプラインのある段と直列でもよい。

計算の手間のかかる照明モデルの計算を実行するために
多重同一処理要素のパイプライン配列を使用することに
よって、処理速度の何倍もの向上が達成される。そして
システムが処理することができる毎秒のポリゴンの数が
劇的に増大することによって、所与の対象を表示するた
めにより微細　−なポリゴン・メツシュを使用すること
が可能となり、より微細なメツシュの使用によって、よ
り高い写実度の影陰イメージが得られる。こうして、本
発明の使用によって提供される性能の向上は、ワークス
テーションのユーザーによりすぐれた対話性とより高品
質のイメージ品質として反映される。

本発明の照明モデル処理システムは、直列に接続されパ
イプライン形式で動作する複数の浮動小数点処理段から
なる。そして各段は好適には１つまたはそれ以上の同一
の浮動小数点プロセッサ（処理要素とも呼ばれる）を有
する。

各段は、他の段とは同時に特定の機能を実行する個別の
処理ユニットと考えることができ、以て顕著な処理速度
の向上がはかられる。

第１図は、パイプライン配列の４つの浮動小数点処理段
２０．２２．２４及び２６からなる照明モデル計算シス
テム１２の第１の実施例を示すものである。これにおい
て、第１の段２０及び第２の段２２は照明モデル計算の
ために使用される。

第３の段２４は投影変換を実行し、視覚空間からスクリ
ーン空間へのマツピングを行うために採用され、第４の
段２６は、デプス・キューイング（ｄｅｐｔｈ　Ｃｕｅ
ｉｎｇ）　、色マツピング及び色クリッピングのために
使用される。これらの異なる段の機能については後でよ
り詳細に説明する。その段の数ならびに順序、および機
能の仕分けは、第１図に示すものと異なっていてもよい
。

第１図に示すように、照明モデル処理システム１２への
入力は。

視覚空間におけるポリゴンの頂点の座標をあられすｘ、
ｙ、ｚと・ ポリゴンの各頂点における法線のｘ、ｙ、ｚ成分をあら
れすａ、ｂ、ｃ、 からなる。

これらのと入力は浮動小数点形式にあり、グラフィック
ス・デイスプレィ・システムの前段にあ　。

る幾何プロセッサ（図示しない）によって作成される。

照明モデル処理システム１２の出力は、ポリゴンの頂点
のスクリーン座標をあられすＸｓ、Ｙｓ、Ｚｓと。

ポリゴンの各頂点に表示すべき色強度値をあられすＣ”
Ｒ，Ｃ”Ｇ、Ｃ”　Ｂ　（Ｒは赤成分、Ｇは緑成分、Ｂ
は青成分をあられす）からなる。

出力スクリーン頂点座標とＲＧＢ強度値は整数であり、
強度値はデイスプレィ・システムの能力の範囲内にある
。

第６図に示すように、陰影処理システム１４には照明モ
デル処理システム１２の出力が与えられ、このとき頂点
の強度値は実質的にポリゴンの可視面に亘って挿入され
、以て対象の現実的な陰影イメージが表示される。

入方皿蓋星 コンピュータ・グラフィックス・ディスプレイ・システ
ムは、モデルの対象の性質に応じて１側（１−５ｉｄｅ
ｄ）表面及び２側（２−５ｉｄｅｄ　）表面を処理しな
くてはならない０本発明の照明モデル処理システムの動
作を簡易化するために、照明モデル処理システムへのす
べての入力ポリゴンがｌ側ポリゴンで法線が視覚者の方
を向くように保証するべく上流の幾何プロセッサで前処
理段階が実施される。この前処理段階は、ソフトウェア
、ハードウェアまたはそれらの組合わせのどれかで実施
することができるものであって、次のようにして表面の
法線に基づき入来ポリゴンを処理する。

（１）１側表面 ａ、もしポリゴンの法線と、対象から視点へのベクトル
の点乗積（ｄＯｔ　ｐｒｏｄｕｃｔ）が正なら、そのポ
リゴンは前向きであり、そのポリゴンのデータが入力と
して照明モデル処理システムに送られる。

ｂ、もしポリゴンの法線と、対象から視点へのベクトル
の点乗積が負であるなら、ポリゴンは後向きであり、そ
のポリゴンは照明モデル処理システムに達する前に棄却
される。

（２）２側表面 ａ、もしポリゴン法線と、対象から視点へのベクトルの
点乗積と、対象から視点への点乗積が正であるなら、そ
のポリゴンは前向きであり、ポリゴンのデータは入力と
して照明モデル処理システムに送られる。

ｂ、もしポリゴン法線と、対象から視点へのべクトルの
点乗積が負であるなら、ポリゴンは後向きであり、それ
ゆえ頂点の法線が反転され、ポリゴンのデータの残りが
入力として照明モデル処理システムに送られる。

従って、照明モデル処理システムへの入力は次の書式を
もつ： ｘｉ、ｙｌ、ｚｌ　（頂点１座標） ａｌ、ｂｌ、ｃｌ　（頂点１法線） ｘ２．ｙ２、ｚ２（頂点２座標） ａ２、ｂ２．ｃ２　（頂点２法線） °など。

２　　小　へプロセッサ 本発明のパイプライン化された照明モデル処理システム
の各段は、１つまたはそれ以上の同一の、浮動小数点プ
ロセッサからなる。同一のプロセッサからなる共通の段
は、照明モデル処理システムの製造１組立、動作、プロ
グラミング、及び保守の効率の向上をもたらす。

本発明の照明モデル処理システムのための適切なプロセ
ッサ３０が第２図に示されている。プロセッサ３０は、
最近の好適な形式では、３２ビット浮動小数点能力をも
つｖＬＳＩチップを有するグラフィック浮動小数点処理
要素である。

プロセッサ３０は次のものを有する。

（ａ）浮動小数点乗算器３２（好適には、２段の内部パ
イプラインと、逆数と平方根を計算するためのハードウ
ェアをもつ）、 （ｂ）浮動小数点加算器３４（これは、乗算器３２のた
めのアキュムレータとしても使用される）、（Ｃ）制御
プログラム、例えばマイクロコードのための記憶３８（
例えばＲＡＭ）。

（ｄ）制御論理４ｏ、 （６）インターフェースのための入力ＦＩＦ○４２及び
出力ＦＩ　ＦＯ４４、 （ｆ）データを格納するためのレジスタのバンク４６（
６４個の３２ビツト・レジスタ）、（ｇ）コマンド、レ
ジスタ４８、 （ｈ）複数のマルチプレクサ（ｍｕｘ）５０．５２．５
４．５６及び５８゜ プロセッサ３０のこれらの素子は第２図に示すように接
続されている。シーケンサ３６は、他の素子の動作を制
御する一方で、プログラムの流れ、すなわち分岐、サブ
ルーチン呼出しのためにマイクロコード制御の下にある
。

入出力データ・パスは３３ビツト幅であり、３２ビツト
・データ・フィールドと、データ・フィールドがコマン
ドまたは浮動小数点のどちらであるのかを示す１ビツト
・フラグとからなる。データストリーム中のコマンドは
、グラフィックス浮動小数点プロセッサに、あとに続く
浮動小数点データの使用方法を指令する。例えば、ポリ
ゴンに陰影づけさせるデータストリームは、「陰影ポリ
ゴン」コマンドに続く、陰影づけされるべきポリゴンを
決定する浮動小数点データ（頂点及び頂点での法線）か
らなる。

浮動小数点プロセッサの入力ＦＩＦＯに入れられるデー
タは、あるタイプのフロント・エンド（ｆｒｏｎｔ−ｅ
ｎｄ）プロセッサ、あるいは他の浮動小数点プロセッサ
によって作成される。他の浮動小数点プロセッサによっ
てデータが作成された場合、そのプロセッサの出力ＦＩ
Ｆ○が直接このプロセッサの入力ＦＩＦＯに接続される
。

そのような同一の浮動小数点プロセッサをパイプライン
または並列構成に相互接続するための特に好都合な技法
が本出願人に係る、１９８７年１０月３０日出願の米国
特許出顔第１１５１５０号に記載されている。

マイクロコードは、入力Ｆ　Ｉ　ＦＯ４２からデータを
読み１次の機能を実行する。

（１）もしデータがコマンドであるなら、それは、正し
いマイクロコード・サブルーチンに分岐するために、デ
コーディングＲＡＭへ渡される。この場合、そのデータ
はコマンド・レジスタ４８にも格納され、もしマイクロ
コードがそのようにプログラムされているなら、出力Ｆ
Ｉ　ＦＯ４４に渡される。

（２）もし読取データが浮動小数点データであるなら、
それは （ａ）レジスタ・バンク４６に格納されるかまたは。

（ｂ）マルチプレクサの入力のうちの１つとしてマルチ
プレクサ３２に渡されるかまたは、（Ｃ）加算器（アキ
ュムレータ）に対する入力のうちの１つとして加算器３
４に渡されるかまたは、（ｄ）出力ＦＩＦＯ４４に直接
波されるかまたは、（８）無視される（使用されない）
。

ブロセーサ・データ・フロー 次のベクトル積算の例は、プロセッサ３０内のデータの
流れがどのようであるかを理解するのに有用である。

例として、ｍｌ傘ｘ＋ｍ２＊ｙ＋ｍ３本２を計算するも
のとし、ｍｌ、ｍ２、ｍ３は内部レジスタ中にあり、ア
スタリスク１１傘”は掛は算をあられし、入力データは
次の通りであったとする。

ベクトル積算（コマンド） Ｘ　　　　　　（データ） ｙ　　　　　　（データ） ２　　　　　　（データ） 処理は次のとおりである。

（１）入力Ｆ　Ｉ　ＦＯ４２から３２ビツト・ワードを
読む。

（２）「ベクトル積算」コマンドに出会ったとき（コマ
ンド・ビットがオンであり、３２ビツト・データ・フィ
ールドが特定の値であることによってハードウェアに通
知される）、マイクロコードは、マイクロコード記憶中
の、ベクトル積算を実行するサブルーチンへと分岐する
。そのサブルーチンのアドレスは、分岐テーブルを介し
てハードウェアによって取得される。

（３）サブルーチンは次のワード（この場合Ｘ）を読み
取る。データ又は積算器の入力に渡され、積演算のため
にｍｌが積算器３２の他方の入力に渡される。

（４）サブルーチンは次のワード（この場合ｙ）を読み
取る。データｙは積算器の入力に渡され、ｍ２が、積演
算のため積算器の他方の入力に渡される。それと同時に
、積ｍｌ拳ｘが積算器の第２の内部段に渡される。

（５）サブルーチンは次のワード（この場合２）を読み
取る。データ２は積算器の入力に渡され、ｍ３が積演算
のため積算器の他方の入力に渡される。

それと同時に、積ｍｌ傘ｘが加算器中に値０とともに累
算される。

（６）積ｍ２傘ｙが加算器３４に渡され、ｍ１傘Ｘに加
算される。

（７）積ｍ３傘２が加算器に渡され、ｍｌ傘ｘ＋ｍ２傘
ｙに加えられる。

本発明の照明モデル処理システムにおいては、典型的な
データストリームは次のとおりである。

陰影ポリゴン開始　　　　（コマンド）ｘｉ　　　　　
　　　　　　（頂点データ）ｙｌ　　　　　　　　　　
　　（頂点データ）ｚｌ　　　　　　　　　　　（頂点
データ）ａｌ　　　　　　　　　　　　（頂点法線デー
タ）ｂｌ　　　　　　　　　　　　（頂点法線データ）
ｃｌ　　　　　　　　　　　（頂点法線データ）ｘ２　
　　　　　　　　　　（頂点データ）ｙ２　　　　　　
　　　　　（頂点データ）ｚ２　　　　　　　　　　　
　（頂点データ）ａ２　　　　　　　　　　　（頂点法
線データ）ｂ２　　　　　　　　　　　（頂点法線デー
タ）ｃ２　　　　　　　　　　　　（頂点法線データ）
ｘｎ　　　　　　　　　　　　（頂点データ）ｙｎ　　
　　　　　　　　　　（頂点データ）ｚｎ　　　　　　
　　　　　　（頂点データ）ａｎ　　　　　　　　　　
　　（頂点法線データ）ｂｎ　　　　　　　　　　　　
（頂点法線データ）ａｎ　　　　　　　　　　　　（頂
点法線データ）陰影ポリゴン終了　　　　（コマンド）
上述のデータストリームの処理は次のようにして実行さ
れる。

（１）マイクロコードがデータストリームの入力ＰＩＦ
０３２ビット・ワードから必要に応じて読み取る。

（２）「陰影ポリゴン開始」コマンドに出会ったとき（
コマンド・ビットがオンであることと、３２ビツト・デ
ータ・フィールドの特定の値によってハードウェアに通
知される）、マイクロコードはマイクロコード記憶中の
、陰影ポリゴン・データを処理するサブルーチンに分岐
する。このサブルーチンのアドレスは、ハードウェアに
よって分岐テーブルを介して取得される。

（３）そのマイクロコード・サブルーチンは、必要に応
じてＦＩＦＯからデータを読み取り、それをサブルーチ
ンの設計構造に従い処理する。出力が途発生されたとき
、それは出力ＦＩＦＯに入れられる。

（４）「陰影ポリゴン」コマンドが処理されたとき、浮
動小数点プロセッサが、陰影ポリゴンに必要な処理を完
了させる別のマイクロコード・ルーチンにジャンプする
。

／・ヒ 本発明の好適な実施例においては、多段パイプライン構
成の各段を実施するために単一のプロセッサが使用され
る。

第３図を参照すると、照明モデル処理システム６０は、
４つの個別且つ同一の浮動小数点プロセッサ６２．６４
．６６及び６８からなり、それらはパイプライン状に動
作するように配列されている。第１及び第２のプロセッ
サ６２及び６４は、照明モデル計算を実行する。第３の
プロセッサ６６は投影変形を実行し視覚空間からスクリ
ーン空間へのマツピングを行う。第４のプロセッサ６８
は、デプス・キューイング、色マツピング及び色クリッ
ピングを実行する。

性能を最適化するために、好適には関連する各々の浮動
小数点プロセッサ内のマイクロコードによって読み取ら
れる別のデータストリーム・コマンドによって、第１及
び第２のプロセッサ内の照明モデル計算の動的区画化を
行うための手段が設けられている。これは、その２つの
プロセッサ間の計算量のバランスを保つためのものであ
る。第１及び第２の浮動小数点プロセッサ間の照明モデ
ル計算の区画化は、モデル中の光源の数によって異なる
。例えば「陰影ポリゴン開始（単一光源）」データスト
リーム・コマンドによって示されるように単一の光源し
か存在しないなら、第１の浮動小数点プロセッサ６２が
周囲光と分散光の効果による光強度を決定し、第２の浮
動小数点プロセッサ６４が鏡面光効果による光強度を決
定する。他方、複数光源の場合（第５図参照）、例えば
「陰影ポリゴン開始（複数光源）」データストリーム・
コマンドで指示されると、第１の浮動小数点６２′が奇
数番目の光源による光強度（周囲、分散及び鏡面）を決
定し、第２の浮動小数点プロセッサ６４′が、偶数番目
の光源による光強度（周囲。

分散及び鏡面）決定する。このことは、これら２つの浮
動小数点プロセッサの間で、実行すべき作業を均等に分
割し、以てパイプラインにボトルネックが生じるのを防
止する。

より詳しく述べると、照明モデル中に単一の光源しかな
いとき（第３図参照）、 ａ、第１の浮動小数点プロセッサ６２が各頂点毎に周囲
光と分散反射による光の強度を計算し、この値を第２の
浮動小数点プロセッサに渡す。

ｂ、第２の浮動小数点プロセッサ６４が各頂点毎に鏡面
反射による光強度を計算し、この結果を第１の浮動小数
点プロセッサにより渡された値に加える。第２の浮動小
数点プロセッサは次に、そのデータを次の浮動小数点プ
ロセッサに送る、Ｃ０第３の浮動小数点プロセッサ６６
が投影変形を実行し、その座標データを視覚空間からデ
イスプレィ・システムのスクリーン空間にマツプする。

ｄ、第４の浮動小数点プロセッサ６８が、デプス−キュ
ーイング、色マツピング及び色クリッピングの計算を行
う。

照明モデルに複数の光源が存在するときは、（第５図参
照）、次のとおりである。

ａ、第１の浮動小数点プロセッサ６２′が各頂点毎に、
奇数番目（＃１、＃３．＃５、＃７など）の光源の周囲
光、分散及び鏡面反射光による光強度を計算し、この値
を第２の浮動小数点プロセッサに渡す。

ｂ、第２の浮動小数点プロセッサ６４′が各頂点毎に、
偶数番目（＃２、＃４、＃６、＃８など）の光源の周囲
光１分散光及び鏡面反射光による光強度を計算し、この
結果を、第１の浮動小数点プロセッサによって渡された
値に加える。そうして、第２の浮動小数点プロセッサ６
４′はこの値を第３の浮動小数点プロセッサに渡す。

Ｃ０第３の浮動小数点プロセッサ６６が投影変形を実行
し、この座標データを視覚空間からデイスプレィ・シス
テムのスクリーン空間にマツプする。そしてこの値は次
の浮動小数点プロセッサに渡される。

ｄ、第４の浮動小数点プロセッサ６８がデプス・キュー
イング、色クリッピング、及び色マツピングの計算を行
う。

俺夏失遼■ 第４図は１本発明の照明モデル処理システムの他のハー
ドウェア実施例６１を示すものである。

この実施例においては、システムの第１及び第２段のめ
いめいが、並列に配列された３つの同一のプロセッサか
ら成っている。これらめいめいのプロセッサは、異なる
色成分について動作するように好都合に使用することが
できる。

例として、第４図には、単一光源モプリング・システム
が、示されており、ここで、第１段浮動小数点プロセッ
サ６２Ｒが、赤成分に関する周囲および分散光効果を計
算し、その結果の赤成分強度値を第２の浮動小数点プロ
セッサ６４Ｒに渡す。

第２の浮動小数点プロセッサ６４Ｒは、赤成分の鏡面反
射効果を計算し、それを浮動小数点プロセッサ６２Ｒか
ら受け取った値に加算する。同様にして、第１段浮動小
数点プロセッサ６２Ｇおよび第２段浮動小数点プロセッ
サ６４Ｇが緑成分の照明モデル計算を実行し、一方、第
１段浮動小数点６２Ｂおよび第２段浮動小数点プロセッ
サ６４Ｂが青成分の照明モデル計算を実行する。システ
ムの他の要素（すなわち第３段および第４段）は第３図
と同一である。

二股凰匪−ｅ−Ｆ座 説明の便宜上、ここではＲＧＢ　（赤、緑、青）の色モ
デルを使用する。しかし、本発明の原理は、ＣＭＹ　（
シアン、マジェンタ、黄）、ＹＩＱ、ＨＳＶ（色合い、
鮮明度、明暗度）、ＨＬＳ（色合い、輝度、鮮明度）な
どの他の色モデルにも適用可能である。

同様に、本発明は、無限遠と想定される光源のみならず
、有限の距離にある光源にも適用でき、スポット照明な
どの他の照明効果にも適用できる。

そこで、本発明の照明モデル処理システムのさまざまな
特定実施例を、個々のプロセッサをプログラムするため
に使用される擬似コードを参照して説明する。ここでは
斜視投影（有限距離の視点）の場合が詳細に説明される
。また平行投影というより簡単な場合も、視点が無限遠
にあるときに起こる相違に言及することによって簡単に
説明する。

しかし、先ず、光源の数や、表面特性や、表面の位置や
方向を考慮する一般化された照明モデルを明らかにして
おこう。

ここで採用されている視点座標系は、右手系である６わ
れわれがデイスプレィ・スクリーンを見ると考えるとき
、Ｘ軸は右を指し示し、ｙ軸は上を指し、Ｚ軸がわれわ
れの方を指し示す。それゆえ、Ｚ軸が視点座標である。

次に示すのは単一光源の場合の照明モデルのパラメータ
である。

ＩａＲ／傘　周囲光の赤強度　傘／ ＩａＧ　　／＊　　周囲光の緑強度　Ｉ／ＩａＢ　　／
＊　　周囲光の青強度　傘／ｌ５ｏｕｌＲ／＊　　光源
の赤強度　／傘ｌ５ｏｕｌＧ　　／・　光源の緑強度　
／串ｌ５ｏｕｌ［ｌ　　／廖　　光源の青強度　／−Ｋ
ａＲ／”　　陰影材質赤周囲定数　／傘ＫａＧ　　／傘
　陰影材質縁周囲定数　／−にａＢ　　ハ　陰影材質前
周囲定数　／＊ＫｄＲ／中　陰影材質赤分散定数　／Ｉ
ＫｄＧ　　／傘　陰影材質様分散定数　／＊ＫｄＢ　　
／傘　　陰影材質前分散定数　ハＫｓ　　　／−鏡面反
射の陰陰定数　／−Ｋｎ　　　／＊　　陰影定数−鏡面
反射の指数　拳／所与の頂点ｘ、ｙ、ｚと、頂点におけ
る表面に対する法線Ｎ＝　（ａ、ｂ、ｃ）に対して、Ｌ
を頂点から光源、すなわち点光源への方向の単位ベクト
ルとし、 Ｒを反射の方向とし、 ■を視点への方向とする。

次に、頂点での陰影色７強度を次の３つの項の和で与え
る（ここではＲ−成分しか示さないが、他の２つ、すな
わちＧ及びＢも同様にあられされる）。

（１）周囲光 ＩａＲ拳ＫａＲ （２）分散光 ｌ５ｏｕｌＲ＊にｄＲ＊（Ｌ、Ｎ） ／＊　Ｌ、Ｎは内積である一／ （３）鏡面反射 ｌ５ｏｕｌＲ＊Ｋｓ＊（（Ｒ，Ｖ）申拳Ｋｎ）照明モデ
ル中の光源は無限遠であると想定されている。それらの
位置は単位長さの方向ベクトルによって記述される。視
点は無限遠である。

複数光源の場合、第２及び第３項に複数の項目を有する
ことになる。

さて、５個の光源（１≦ｊ≦Ｍ）があると仮定しよう、
ここでＭはこの特定の実施例で許される光源の最大の数
である。

頂点での陰影色７強度は次の３つの項目の和によって与
えられる（ここではＲ−成分しか述べないけれども、他
の２つ、すなわちＧ及びＢについても同様にあられすこ
とができる）。

（１）周囲光 Ｉａｒ：にａＲ。

（２）分散反射 ｌ５ｏｕｌＲ拳にｄＲ（Ｌｌ、Ｎ）＋　・・・÷ｌ５ｏ
ｕｊＲ＊にｄＲ（Ｌｊ、Ｎ）／傘り、Ｎは内積をあられ
す＊／ （３）鏡面反射 ｌ５ｏｕｌＲ拳Ｋｓ拳（（Ｒ１，Ｖ）傘傘ｋｎ）＋　・
＝＋ｌ５ｏｕｊＲ＋Ｋｓ：　（（Ｒｊ　、Ｖ）ｍ−Ｋｎ
） 一般的な照明モデルの導出についてのより詳しい説明は
、Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ社１９８４年刊。

Ｆｏｌｅｙ　＆　Ｖａｎ　Ｄａｍ著、９対話的コンピュ
ータ・グラフィックスの基礎（Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ
ｓ　ｏｆＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　
Ｇｒａｐｈｉｃｓ）？、　ｐ　ｐ　、　５７５−５７８
にある。

次に本発明の照明モデル処理システムの特定の例につい
て説明する。先ず１次の場合について、第１及び第２の
プロセッサによって実行される照明モデルの計算を説明
する。

単一光源−視点が有限距離 単一光源−視点が無限距離 複数光源−視点が有限距離 複数光源−視点が無限距離 次に、第３のプロセッサによって実行されるマツピング
機能と、第４のプロセッサによって実行されるデプス・
キューイング、色マツピング、色クリッピング機能（こ
れらは前述のすべての場合について共通である）につい
て説明する。

以下の例において、ソフトウェアは擬似コードで書かれ
ており、単一のアスタリスク（傘）は掛は算であり、二
重（＊＊）はべき乗をあられし。

（〈）というシンボルは値の取得をあられし、コメント
は（／傘）と（率／）の間しこ挾まれたものである。

−゛　−の　　占 これは、対象物から有限距離にある単一光源の斜視投影
の場合（すなわち、視点が対象物から有限の距離にある
）に関するものである。頂点の強度を計算する機能は、
２つの浮動小数点プロセッサ間で分割される。第１の浮
動小数点プロセッサは周囲光と分散光の項の強度を計算
し、第２の浮動小数点は鏡面反射光の強度を計算する。

第１の浮動小数点プロセッサへの入力は、次の６個のデ
ータからなる。

頂点の座標ｘ、ｙ、ｚと、頂点の表面に対する法線の座
標、すなわちａ、ｂ、ｃ。

第１の浮動小数点プロセッサの、第２の浮動小数点プロ
セッサに対する出力は、各頂点毎に次の９個のワードか
らなる。

頂点の座標ｘ、ｙ、ｚと、 反射方向の成分子ｘ＋　ｒｙ、ｒｚとへＲ，Ｇ及びＢに
対する部分強度値（周囲プラス分散効果）。

この場合、第１及び第２の浮動小数点のための擬似コー
ドは次のとおりである。

Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｓｉｎｇｌ
ｅ　１２（有限距離の視点）／１１　　第１の浮動小数
点プロセッサ　−／入カニ ＬＬＺ　／＊　　頂点の座標　＊／ ａ、ｂ、ｃハ　単位法線の成分　傘／ 出カニ ｘ、ｙ、ｚ　／本漬点の座標　＊／ ｒｘ、ｒｙ、ｒｚ　／＊＊射方向の成分　＊／Ｉｎｔｅ
ｎｓＲ／本強度の赤成分　　＊／ＩｎｔｅｎｓＧ　　／
本強度の緑成分　　ネ／ＩｎｔｅｎｓＢ　　／本強度の
青成分　　京／定数： ＩａＲ／本周囲光の赤強度　＊／ ＩａＧ　／＊周囲光の緑強度　＊／ ＩａＢ　／＊周囲光の青強度　＊／ ｌ５ｏｕｌＲ／＊光源の赤強度　＊／ ｌ５ｏｕｌＧ　／＊光源の緑強度　＊／ｌ５ｏｕｌＢ　
／＊光源の青強度　＊／ＫａＲ／＊陰影材質赤周囲定数
　＊／ にａＧ　／＊陰陰影材質層周囲定数＊／ＫａＢ　／＊陰
影材質青周囲定数　＊／ＫｄＲ／＊陰影材質赤分散定数
　本／ ＫｄＧ　／＊陰影材質緑分散定数　本７ＫｄＢ　／＊陰
影材質青分散定数　＊／Ｋｓ　　／＊＊面反射の陰影定
数　＊／Ｋｎ　　／車ｃｏｓの陰影定数−指数　＊／ｕ
ｘｌ、ｕｙｌ、ｕｚｌ　／＊＊源１＊／ｖｘ、ｖｙ、ｖ
ｚ　　　Ｉ＊視点　本／変数： ｘｖＹｇｚ　／＊本漬点座標　＊／ ａ、ｂ、ｃ　／本単位法線の成分　＊／υｘ、ｗｙ、ｔ
ｉｚ　／＊本漬点ら光源へのベクトル　＊／ｎｏｒｍＴ
ｄ／＊　（ｗｘ、ｗｙ、ｗｚ）の長さ　＊／ｒｘ、ｒｙ
、ｒｚ　／＊反射方向ネ／ ｎｏｒｎ＋ｒ　　／ネ（ｒｘ、ｒｙ、ｒｚ）の長さ　＊
／ｌｘ、ｔｙ、ｔｚ　／＊本漬点ら視点へのベクトル　
＊／ＩｎｔｅｎｓＲ／＊強度の赤成分　本／Ｉｎｔｅｎ
ｓＧ　　／＊強度の緑成分　本／ＩｎｔｅｎｓＢ　　／
＊強度の青成分　＊／ｎｏｒｍｔ　　／＊　（ｔｘ、ｔ
ｙ、ｔｚ）の長さ　＊／１ｎｎｐｒｏｃ　／＊光源から
の頂点へのベクトル＊／／＊単位法線の内積　＊／ ５ｈａｄｃｏｓ　／＊＊面反射のｃｏｓ項　＊／ｌｉｇ
ｈｔ　／＊−時変数　＊／ ｌａｍｐ　　Ｉ＊−時変数　零／ １ｆｉｎｉｔｅＨ／＊　ｒ陰影ポリゴン（単一光源）」
コマンドに遭遇したとき＊／ ７本人力されるコードネ／ （１）データの読取 （２）もしそれがＧＥＳＰ　（陰影ポリゴン終了）コマ
ンドなら、そのコマンドを出力して脱出；／＊本漬点Ｘ
＊ｙｔＺ＊標を読みこんで、頂点から光源への＊／ ／＊ベクトルを計算＊／ （３）ｘの読取、および ｗｘ　　＜−−ｕｘｌ　　−ｘ （４）ｘを第２の浮動小数点プロセッサに出力（５）ｙ
の読取、および すｙ＜−ｕｙｌ−Ｙ （６）ｙを第２の浮動小数点プロセッサに出力（７）ｚ
の読取、および ＩＩｙ　　＜−−ｕｙｌ　　−ｙ （８）ｙを第２の浮動小数点プロセッサに出力ｗｚ　　
＜−−ｕｚｌ　　−ｚ （９）ａの読取　　　　　　　　／＊本漬点法線水／（
１０）ｂの読取 （１１）ｃの読取 （１２）頂点から光源へのベクトルと単位法線との内積
１ｎｎｐｒｏｃ　　＜−−ｗｘ車ａ　＋　　ｔｇｙ＊ｂ
　　＋　　ｗｚ＊ｃ／＊鏡面反射の反射方向＊／ （１３）ｔｅｍｐ　＜−−２＊ｉｎｎｐｒｏｃ（１４）
ｒｘ　　＜−−ｔｅｍｐｌｅ　　−ｗｘ（１５）ｒＸを
第２の浮動小数点プロセッサに出力（１６）ｒｙ　＜−
−ｔａｍｐ＊ｂ　−ｗｙ（１７）ｒｙを第２の浮動小数
点プロセッサに出力（１８）ｒｚ　＜−−ｔｅｍｐｌｅ
　−ｖｚ（１９）ｒｚを第２の浮動小数点プロセッサに
出力（２０）光源と頂点の間の距離 ａ、ｎｏｒｍｖ　　＜−−ｗｘ傘ＧＩＸ　　＋　　ｖｙ
＊ｖｙ　　＋　　ｗｚ喰ＷＺｂ、ｎｏｒｍｗ　（−−ｓ
ｑｒｔ（ｎｏｒｍｗ）（２１）周囲光Ｒ−Ｇ−Ｂ成分 ａ、ＩｎｔｅｎｓＲ（−−ＫａＲ＊ＩａＲｂ、Ｉｎｔｅ
ｎｓＧ　　＜−−にａＧ豐ＩａＧｃ、ＩｎｔｅｎｓＢ　
　＜−−ＫａＢ＊ＩａＢ（２２）強度の計算に使用され
る定数 ａ、Ｌｆ　１ｎｎｐｒｏｃ　＜−−Ｏｔｈｅｎ　ｌｉｇ
ｈｔ　＜−−０；ｂ、ｅｌｓｅ　　　　ｌｉｇｈｔ　　
＜−−１ｎｎｐｒｏｃ／ｎｏｒｍｗ（２３）強度計Ｋ（
分散反射） ＩｎｔｅｎｓＲ＜−−ＩｎｔｅｎｓＲ＋　ｌ５ｏｕｌｒ
ＫｄＲ＊ｌｉｇｈｔ（２４）ＩｎｔｅｎｓＲを第２の浮
動小数点プロセッサに出力 （２５）強度計算（分散反射） ＩｎｔｅｎｓＧ　　＜−−ＩｎｔｅｎｓＧ　　＋　　ｌ
５ｏｕｌＧ＊ＫｄＧ＊ｌｉｇｈｔ（２６）Ｉｎｔｅｎｓ
Ｇを第２の浮動小数点プロセッサに出力 （２７）強度計算（分散反射） ＩｎｔｅｎｓＢ　　＜−−ＩｎｔｅｎｓＢ　　＋　　ｌ
５ｏｕｌＢ＊ｋｄＲ＊ｌｉｇｈｔ（２８）Ｉｎｔｅｎｓ
Ｂを第２の浮動小数点プロセッサに出（２９）ｌｆｉｎ
ｉｔｅｌへ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｓｉｎｇｌ
ｅ　２２（有限距離の視点）／ネ第２の浮動小数点プロ
セッサ京／ 入カニ ｘｓｙｙＺ　／本漬点の座＊／本 ＩｎｔｅｎｓＲ／＊周囲および分散光による強度の赤成
分＊／ ＩｎｔｅｎｓＧ　　ｌ車周囲および分散光による強度の
緑成分本／ ＩｎｔｅｎｓＢ　　／Ｉｇ周囲および分散光による強度
の青成分零／ ｒＸ　、　ｒ３／伊ｒｚ　／車反射方向の成分率／出カ
ニ ”ｔｙｙＺ　／＊本漬点座標／車 ＩｎｔｅｎｓＲ／＊周囲および分散光による強度の赤成
分水／ ＩｎｔｅｎｓＧ　　／＊周囲および分散光による強度の
緑成分本／ ＩｎｔａｎｓＢ　　１本周囲および分散光による強度の
青成分本／ 定数： ｌ５ｏｕｌＲ／＊光源の赤強度＊／ ｌ５ｏｕｌＧ　　／車光源の緑強度＊／ｌ５ｏｕｌＢ　
　／本光源の青強度ネ／ＫａＲ／＊陰影材質赤周囲定数
＊／ ＫａＧ　　／＊陰影材質緑周囲定数＊／ＫａＢ　　／本
陰影材質青周囲定数＊／ＫｄＲ／本陰影材質赤分散定数
車／ ＫｄＧ　　／＊陰影材質緑分散定数＊／ＫｄＢ　　／零
陰影材質青分散定数本ノｋｓ　　／本鏡面反射の陰影定
数＊／ ｋｎ　　／＊陰影定数−鏡面反射の指数ｕｘｌ、ｕｙｌ
、ｕｚｌ　／宰光源１＊／ｖｘ、ｖｙ、ｖｚ　　　　　
／本　視点　　寧／変数： ”＊ＹｐＺ　／＊本漬点座標　ネ／ ａ、ｂ、ｃ　／寧単位法線の成分　＊／”ｔＶＹ＋ＩＩ
Ｚ　／本漬点から光源へのベクトル　＊１ｎｏｒｉ＋ｗ
　　／＊　（ｗｘ、ｗｙ、ｗｚ）の長さ　ネ／ｒｘ、ｒ
ｙ、ｒｚ　／本反射方向　寧／ｎｏｒｍｒ　　／＊　（
ｒｘ、ｒｙ、ｒｚ）の長さ　＊／ｌｘ、ｔｙ、ｔｚ　／
＊本漬点ら視点へのベクトル　１ｇ／ＩｎｔｅｎｓＲ／
京強度の赤成分　＊／ＩｎｔｅｎｓＧ　　／本強度の緑
成分　＊／ＩｎｔｅｎｓＢ　　／＊強度の青成分　＊ｌ
ｎｏｒｍｔ　　／＊　（ｔｘ、ｔｙ、ｔｚ）の長さ　ネ
／１ｎｎｐｒｏｃ　ｌ亭光源からの頂点へのベクトル＊
／／＊単位法線の内債　＊／ ５ｈａｄｃｏｓ　／＊　鏡面反射のｃｏｓ項　ネ／ｌｉ
ｇｈｔ　／ホー時変数　＊／ ｌｅａ＋ｐ　　／＊−時変数　＊／ １ｆｉｎｉｔｅ２　：　／＊　　ｒ陰影ポリゴン（単一
光源）」コマンドに遭遇したとき＊／ ／＊大入力れるコード＊／ （１）データの読取 （２）もしそれがＧＥＳＰ　（陰影ポリゴン終了）コマ
ンドなら、そのコマンドを出力して脱出；／＊頂点のＸ
ｙｙ＊Ｚ座標を読みこんで、頂点から光源への＊／ ／＊ベクトルを計算ネ／ （３）ｘの読取、／＊頂点座標　＊１ （４）ｘを出力 （５）ｙの読取 （６）ｙ出力 （７）ｚの読取 （８）ｚの出力 ｌ＊次の２つのステップは、頂点から視点型／／＊への
有限距離ベクトルにおける視点の＊ｌ／＊鏡面反射計算
に使用される。＊／ （９）視点から視点へのベクトル ａ、ｔｘ　　＜−−ｖｘ　　−ｘ ｂ、ｔｙ　　＜−−ｖｙ　　−ｙ ｃ、ｔｚ　　（−−ｖｚ　　−ｚ （１０）視点と頂点の間の距離 ａ、ｎｏｒｍｔ　（−−ｔｘ＊ｔｘ　＋　ｔｙ＊ｔｙ　
＋　ｔｚ＊ｔｚｂ、ｎｏｒｍｔ　＜−−ｓｑｒｔ（ｎｏ
ｒｍｔ）／＊反射方向の成分を読取＊／ （１１）ｒｘの読取 （１２）ｒｙの読取 （１３）ｒｚの読取 （１４）反射方向のノルム ｎｏｒｍｒ　　＜−−ｒｘ＊ｒｘ　　＋　　ｒｙ＊ｒｙ
　　＋　　ｒｚ＊ｒｚｎｏｒａ＋ｒ　＜−−ｓｑｒｔ（
ｎｏｒｍｒ）（１５）反射角度のｃＯ３を計算 ｊａｎ＋ｐ　＜−−ｔｘ＊ｔｘ　＋　ｔｙ傘ｔｙ　＋　
ｔｚ　＊ｔｚａ、ｉｆ　　ｔｅｍｐ　　＜Ｑ　　ｔｈｅ
ｎ　　５ｈａｄｃｏｓ　　＜−−Ｏｂ、ｅｌｓｅ １）ｔｅｍｐ　＜−−ｔａｍｐ／（ｎｏｒｍｒ＊ｎｏｒ
ｍｔ）２）ｓｈａｄｃｏｓ　＜−−ｔａｍｐ＊＊ｋｎ３
）ｓｈａｄｃｏｓ　　＜−−ｋｓ＊５ｈａｄｃｏｓ（１
６）ＩｎｔｅｎｓＲの読取 （１７）鏡面反射の計算 ＩｎｔｅｎｓＲ＜−−ＩｎｔｅｎｓＲ＋　　ｌ５ｏｕｌ
Ｒ＊５ｈａｄｃｏｓ（１８）ＩｎｔｅｎｓＲ出力 （１９）ＩｎｔｅｎｓＧの読取 （２０）鏡面反射の計算 ＩｎｔｅｎｓＧ　　＜−−Ｉｎ５ｏｕｌＧ本５ｈａｄｃ
ｏｓ（２１）ＩｎｔｅｎｓＧ出力 （２２）　ＩｎｔｅｎｓＢの読取 （２３）鏡面反射の計算 ＩｎｔｅｎｓＢ　　＜−−ＩｎｔｅｎｓＢ　　＋　　ｌ
５ｏｕｌＢ＊５ｈａｄｃｏｓ（２４）ＩｎｔｅｎｓＢ出
力 （２５）ｌｆｉｎｔｅ２へ 単一　源　−無限遠視点 視点が無限遠にある（平行投影）より簡単な場合は、視
点が有限距離にある上記の場合とは、鏡面反射による光
の計算の間の反射ベクトルの扱いにおいて異なるに過ぎ
ない。視点が無限遠である場合、視点方向は平行投影の
場合の（０，０，１）によって与えられる。

複　　゛　−有限距離の視点 この例では、光源の最大個数は１０であると想定されて
いる。各頂点ごとの強度を計算するという機能は、２つ
の浮動小数点プロセッサの間で分割される。第１の浮動
小数点プロセッサは光源＃ＩＪ３゜＃５などによる色強
度を処理し、第２の浮動小数点プロセッサは、光源＃２
．＃４，８６などによる色強度を処理する。

第１の浮動小数点プロセッサの擬似コードは、この場合
へのようになる。

Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅ　１２　（有限距離の視点） ／＊第１の浮動小数点プロセッサ＊／ 入カニ ｘｔＹ＊Ｚ　／Ｉｇ頂点の座標　＊／ ａ、ｂｙｃ　／＊＊位法線の成分　＊／出カニ ｘ、ｙ、ｚ／＊頂点の座標　本／ ａ、ｂ、ｃ　／＊＊位法線の成分　＊／ＩｎｔｅｎｓＲ
／＊強度の赤成分＊／ ＩｎｔｅｎｓＧ　　／本強度の緑成分ネ／Ｉｎｔｅｎｓ
Ｂ　　／＊強度の青成分＊／定数： ＩａＲ／＊＊囲光の光強度　＊／ ＩａＧ　　　／＊＊囲光の緑強度　＊／ＩａＢ　　　／
＊＊囲光の管強度　＊／ｌ５ｏｕｌＲ／＊光源＃１の光
強度　＊／ｌ５ｏｕ３Ｒ／＊光源＃３の光強度　＊／ｌ
５ｏｕ５Ｒ／＊光源＃５の光強度　＊／ｌ５ｏｕ７Ｒ／
＊光源＃７の光強度　＊／ｌ５ｏｕ９Ｒ／＊光源＃９の
光強度　本／ｌ５ｏｕｌＧ　／＊光源＃１の緑強度　＊
／ｌ５ｏｕ３Ｇ　／＊光源＃３の緑強度　＊／ｌ５ｏｕ
５Ｇ　／＊光源＃５の緑強度　＊／ｌ５ｏｕ７Ｇ　／＊
光源＃７の緑強度　＊／ｌ５ｏｕ９Ｇ　／本光源＃９の
緑強度　＊／ｌ５ｏｕｌＢ　／＊光源＃１の管強度　＊
／ｌ５ｏｕ３Ｂ　／＊光源＃３の管強度　＊／ｌ５ｏｕ
５Ｂ　／＊光源＃５の管強度　＊／ｌ５ｏｕ７Ｂ　／＊
光源＃７の管強度　＊／ｌ５ｏｕ９Ｂ　／＊光源＃９の
管強度　＊／ＫｄＲ／＊陰影材質赤分散定数　＊／ ＫｄＧ　／＊陰影材質緑分散定数　＊／ＫｄＢ　／＊陰
影材質青分散定数　＊／ＫａＲ／＊陰影材質赤周囲定数
　＊／ ＫａＧ　／＊陰陰影材質側周囲定数＊／ＫａＢ　／＊陰
影材質青周囲定数　＊／Ｋｓ　　／＊＊面反射の陰影定
数　＊／Ｋｎ　　／＊＊影定数−鏡面反射の指数ｕｘｌ
、ｕｙｌ、ｕｚｌ　／＊＊源１＊／ｕｘ３．ｕｙ３．ｕ
ｚ３　／＊光源３＊／ｗｘ５．ｕｙ５．ｗｘ５７本光源
５＊１ｕｘ７．ｕｙ７．ｕｚ７　／＊光源７＊／ｕｘ９
．ｕｙ９．ｕｚ９　／＊光源９＊／Ｖス、ｖｙ、ｖｚ　
　　　　／＊　　視点　　事／変数： Ｘｔ３／＋Ｚ　／本頂点の座標　＊／ ａ、ｂ、ｃ　／＊単位法線の成分　＊／ｗｘ、ｗｙ、ｗ
ｚ　／＊頂点から光源へのベクトル　＊／ｎｏｒｍリ　
／＊　（ｗｘ、ｗｙ＋す２）の長さ　＊／ｒｘ、ｒｙ、
ｒｚ　／＊反射方向　＊／ｎｏｒｍｒ　　／＊　（ｒｘ
、ｒｙ、ｒｚ）の長さ　＊／ｌｘ、ｔｙｔｔｚ　／＊頂
点から視点へのベクトル　＊／ＩｎｔｅｎｓＲ／＊強度
の赤成分　＊／ＩｎｔｅｎｓＧ　　／＊強度の緑成分　
＊／ＩｎｔｅｎｓＢ　　／＊強度の青成分　＊／ｎｏｒ
ｍｔ　　／＊　（ｔｘ、ｔｙ、ｔｚ）の長さ　＊／１ｎ
ｎｐｒｏｃ　／＊光源からの頂点へのベクトル京／／本
単位法線の内積　＊／ ５ｈａｄｃｏｓ　／＊鏡面反射のｃｏｓ項　＊／Ｌｎｕ
ｍ　　　／ネ光源の紋型／ Ｊ、ｉｇｈｔ　／＊−時変数　零／ ｌｅｍｐ　　／オー時変数　＊／ ｍｆ４ｎｉｔｅｌ　：　／ネ　「陰影ポリゴン（複数光
源）Ｊ−１マントに遭遇したときネ／ ／零入力されるコード＊／ ａ、データの読取 り、もしそれがＧＥＳＰ　（陰影ポリゴン終了）コマン
ドなら、そのコマンドを出力して脱出７７零頂点のＸ＋
５’ｔＺ座標を読みこんで、頂点から光源への＊／ ７本ベクトルを計算、これは有限距離の視＊／／零点の
鏡面反射計算に使用される＊／ｃ、ｘの読取、および ｔｘ　＜−−ｖｘｌ　−ｘ ｄ、ｘを第２の浮動小数点プロセッサに出力ｅ、ｙの読
取、および ｔｙ　　（−−ｖｙｌ　　−ｙ ｆ、ｙを第２の浮動小数点プロセラさに出力ｇ、ｚの読
取、および ｔｚ　　＜−−ｖｚｌ　　−ｙ ｈ、ｚを第２の浮動小数点プロセッサに出力ｉ、ａの読
取　　　　　　　　／＊頂点の法線＊／ｊ、ａを第２の
浮動小数点プロセッサに出力に、ｂの読取 １、ｂを第２の浮動小数点プロセッサに出力ｍ、Ｃの読
取 ｎ、ｃを第２の浮動小数点プロセッサに出力／＊次のス
テップは、途有限距離の視点の鏡／＊面反射の計算に使
用される＊／ （１）視点と頂点の間の距離 （ａ）ｎｏｒｍｔ　＜−−ｔｘ＊ｔｘ　＋　ｔｙ＊ｔｙ
　＋　ｔｚ＊ｔｚ（ｂ）ｎｏｒｍｔ　　＜−−ｓｑｒｔ
（ｎｏｒｍｔ）（２）周囲光Ｒ−Ｇ−Ｂ成分 （ａ）ＩｎｔｅｎｓＲ＜−−ＫａＲ＊ＩａＲ（ｂ）Ｉｎ
ｔｅｎｓＧ　　＜−−ＫａＧ＊ＩａＧ（ｃ）Ｉｎｔｅｎ
ｓＢ　　＜−−ＫａＢ＊ＩａＢ（３）ｆｏｒ　ｊ＝１　
ｔｏ　Ｌｎｕｍ（ａ）分散光 １）頂点から光源へのベクトル ｗｘ　＜−−ｕｘｊ　−ｘ ｌｌＩｙ　　＜−−ｕｙｊ　　−ｙ す２〈−ｕｚｊ　−ｚ ２）頂点から光源へのベクトルと単位法線との内積１ｎ
ｎｐｒｏｅ　＜−ｗｘ＊ａ　＋　ｗｙ＊ｂ　＊　１ｌｌ
ｚ＊ｃ３）光源と頂点の間の距離 ａ）　　ｎｏｒｍｗ　　（−−ｗｘ＊ｗｘ　　＋　　ｗ
ｙ＊ｗｙ　　＋　　ＷＺ＊ＷＺｂ）　　ｎｏｒｍｗ　　
＜−−ｓｑｒむ（ｎｏｒｍｗ＞４）強度の計算に使用さ
れる定数 ａ）　ｉｆ　１ｎｎｐｒｏｃ＜−−Ｏｔｈｅｎ　ｌｉｇ
ｈｔ　＜・・・Ｑｚｂ）　　ｅｌｓｅ　　　　　　　　
　ｌｉｇｈｔ　　＜−−１ｎｎｐｒｏｃ／ｎｏｒｍｔ＋
＋５）強度計算（分散反射） ＩｎｔｅｎｓＲ（−−１ｎｔｅｎｓＲ＋　ｌ５ｏｕｊＲ
＊ＫｄＲ＊ｌｉｇｈｔ６）強度計算（分散反射） ＩｎｔｅｎｓＧ＜−−ＩｎｔｅｎｓＧ　＋　ｌ５ｏｕｊ
Ｇ＊ＫｄＧ＊１ｉｇｈｔ７）強度計算（分散反射） ＩｎｔｅｎｓＢ＜−−ＩｎｔｅｎｓＢ　　＋　　ｌ５ｏ
ｕｊＢ＊にｄＢ＊１ｉｇｈｔ（ｂ）強度計算（鏡面反射
） １）反射方向 ｔｅｍｐ　　＜−−２＊１ｎｎｐｒｏｃｒｘ　　＜−−
ｔｅｍｐ＊ａ　　−ｗｘｒｙ　　＜−−ｔｅｍｐ＊ｂ　
　−ｗｙｒｚ　＜−−ｔｅｍｐ＊ｃ　−ｗｚ ２）反射方向のノルム ｎｏｒｌ！ｌｒ　＜−ｒｘ＊ｔｘ　＋　ｔｙｔｔｙ　＋
　ｒｚ＊ｒｚｎｏｒｍｒ　＜−−ｓｑｒｔ（ｎｏｒｍｒ
）３）反射角度のｃｏｓ計算 ｔａｍｐ　　＜−−ｔｘ＊ｔｘ　　＋　　ｔｙｔｔｙ　
　＋　　ｔｚ＊ｔｚ（ａ）　　　ｉｆ　　ｔｅｎ＋ｐ　
　＜Ｑ　　ｔｈｅｎ　　５ｈａｄｃｏｓ　　＜−−０（
ｂ）　　ｅｌｓｅ ｉ、　ｔｅｍｐ　＜−−ｔｅｍｐ／（ｎｏｒｍｒ＊ｎｏ
ｒｍｔ）ｉｉ、　５ｈａｄｃｏｓ　＜−−ｔｅｍｐ＊＊
ｋｎｉｉｉ、　５ｈａｄｃｏｓ　＜−−ｋｓ＊５ｈａｄ
ｃｏｓ４）鏡面反射の計算 ＩｎｔｅｎｓＲ＜−−ＩｎｔｅｎｓＲ＋　ｌ５ｏｕｊＲ
＊５ｈａｄｃｏｓ５）鏡面反射の計算 ＩｎｔｅｎｓＧ　　＜−−ＩｎｔｅｎｓＧ　　＋　　ｌ
５ｏｕｊＧ＊５ｈａｄｃｏｓ６）鏡面反射の計算 ＩｎｔｅｎｓＢ　＜−−ＩｎｔｅｎｓＢ　＋　ｌ５ｏｕ
ｊＢ＊５ｈａｄｃｏｓ（４）ｉｎｔｅｎｓＲを第２の浮
動小数点プロセッサに出力（５）ＩｎｔｅｎｓＧを第２
の浮動小数点プロセッサに出力（６）ＩｎｔｅｎｓＢを
第２の浮動小数点プロセッサに出力（７）ｍｆｉｎｉｔ
ｅｌへ この場合（複数光源−有限距離の視点）の第２の浮動小
数点プロセッサの擬似コードは、以下に示す相違点を除
いては上述の第１の浮動小数点プロセッサの擬イ以コー
ドと同一である。

（１）第１の浮動小数点プロセッサにより計算された反
射方向（視点への方向）が、入力として第２の浮動小数
点プロセッサに渡され、このため第２の浮動小数点プロ
セッサは、それを計算する必要がない。

（２）奇数番目の光源ではなく偶数番目の光源（＃２、
＃４．＃６など）による光の寄与分が計算される。

（３）各頂点での全光強度を計算するために（第１の浮
動小数点プロセッサから第２の浮動小数点プロセッサへ
入力として渡された）奇数番目の光源の寄与に、偶数番
目の光源による寄与が加算される。

複数光源−無限遠の視点 回連すると、視点が無限遠である（平行投影）場合は、
視点が有限距離にある場合と、鏡面反射による光の計算
の間の反射ベクトルの扱いにおいて異なるにすぎない。

視点が無限遠である場合、視点方向が平行投影の場合の
（０，０，１）によって与えられるためＺ成分のみが使
用される。

パイプラインのこの段は、次の２つのステップをここに
述べた順序で各ポリゴン頂点に対して実行するものであ
る。

（１）入力頂点が、３次元視覚空間から、次の特性をも
つ「投影」変形（変換）に従って、別の３次元空間に変
形される。

（ａ）この変形によって生成されたＸ及びｙ軸は、視覚
平面上への頂点の投影である。

（ｂ）この変形は平面度を保持する。すなわち、３次元
視覚空間内で同一平面上にある頂点に対して変形を加え
てもそれらはやはり出力３次元空間内で同一平面上にあ
る。

（２）変形された頂点は次に、「マツピングＪ変換によ
って視野平面へとマツプされる。

斜視投影（対象から有限の距離の視点）の場合、投影変
換は次の式によって行なわれる。

ここで、（Ｘｐｒｏｊ、Ｙｐｒｏｊ）は、３次元視覚空
間から（２次元）視覚空間上への（ｘ、ｙ、ｚ）の投影
であり、ｄは視点から視覚平面への距離である。

２の投影関数は、３次元視覚空間内の平面の投影が依然
として平面であり、Ｚが増加するにつれてＺｐｒｏｊも
増加することを保証するように選択される。

さて、デプス・キューイング基準平面Ｚ＝Ｐ　ｆ及びｚ
＝ｐｂが投影変換の出力空間中で決定される。

平行投影（視点が無限遠）の場合、視覚空間座標値自体
が投影値として使用される６すなわち、Ｘｐｒｏｊ＝Ｘ Ｙｐｒｏｊ＝Ｙ Ｚｐｒｏｊ＝Ｚ 平行であれ斜視的であれ、投影変換の後にはマツピング
変換が続き、そこでは次の式が使用される。

Ｘ５ｃｒｅｅｎ＜−−ＸＶｍｉｎ＋Ｒｘ＊（Ｘ−ＸＣｍ
ｉｎ）Ｙｓｃｒｅｅｎ　〈−−ＹＶｍｉｎ＋Ｒｙ＊　（
Ｙ−ＹＣｍｉｎ）ここでＸＶｍｉｎは、視野窓（イメー
ジを表示するために使用されるスクリーンの領域）の左
側の境界であり、ＸＣｍ１ｎはクリッピング・ボリュー
ム（視野窓にマツプされることになる視覚空間の領域）
の左側の境界であり、ＹＶｍｉｎは視野窓の下方の境界
であり、　ＹＣｏ＋ｉｎはクリッピング・ボリュームの
下方の境界であり、　Ｒｘ及びｔｔｙは、視野窓のサイ
ズの、クリッピング・ボリュームのサイズに対するＸ及
びＹの比率である。

投影およびマツピング手続きのための擬似コードは次の
とおりである。

Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　
Ｍａｐｐｉｎｇ入カニ ｘ　　　　／＊頂点視覚Ｘ座標＊／ ｙ　　　　／＊頂点視党ｙ座標＊／ Ｚ　　　　／＊頂点視覚Ｚ座標零／ ＩｎｔｅｎｓＲ／＊頂点の色　（赤）＊／Ｉｎｔｅｎｓ
Ｇ　　／＊頂点の色　（緑）＊／ＩｎｔｅｎｓＲ／＊頂
点の色　（青）＊／出カニ Ｘｓ　　　　／＊頂点スクリーンＸ座標＊／Ｙｓ　　　
　／本頂点スクリーンｙ座標＊／Ｚｐｒｏｊ　　　／＊
頂点投影Ｚ座標＊／ＩｎｔｅｎｓＲ／＊頂点の色　（赤
）；変更なし＊／ＩｎｔｅｎｓＧ　　／＊頂点の色　（
緑）；変更なし＊／ＩｎｔｅｎｓＲ／＊頂点の色　（青
）；変更なし＊／定数： Ｒｘ　　　　／傘視野窓のＸサイズの、クリッピン本／
／＊グ窓に対する比＊／ Ｒｙ　　　　／＊視野窓のｙサイズの、クリッピン＊／
／本グ窓に対する比＊／ ＸＶｍｉｎ　　　／＊視野窓の左端零／ＸＣｍ１ｎ　　
　／＊クリッピング窓の左端＊／ＹＶｍｉｎ　　　／＊
視野窓の下端＊／ＹＣｍｉｎ　　　／＊クリッピング窓
の下端＊／変数： Ａｕｘ　　　　／＊−時変数＊／ Ｐｒｏｊ　ａｎｄ　ｍａｐ： （１）次のデータ読取 （２）もしそれがＧＥＳＰ（陰影ポリゴン終了）コマン
ドなら、そのコマンドを出力して脱出； （３）ｘを読取ってＸｐｒｏｊに入れる／＊平行の場合
のＸｐｒｏｊを計算本／（４）ｙを読取ってＹｐｒｏｊ
に入れる＊／／＊平行の場合のＹｐｒｏｊを計算＊／（
５）ｚを読取ってＺｐｒｏｊに入れる／＊平行の場合の
Ｚｐｒｏｊを計算＊／（６）もし視点が無限遠にある（
平行投影モード）なら馬ａｐｐｉｎｇへ行く （７）Ａｕｘ　＜−−Ｚｐｒｏｊ／ｄ ／零斜視の場合のＺｐｒｏｊを計算本／（８）Ａｕｘ　
　＜−−Ａｕｘ　　＋　　１（９）Ｚｐｒｏｊ　＜−（
−１）／Ａｕｘ（１０）Ｘｐｒｏｊ　　＜−−ｘ本Ｚｐ
ｒｏｊ／＊斜視の場合のＸｐｒｏｊを計算＊１（１１）
Ｙｐｒｏｊ　　＜−−ｙ＊Ｚｐｒｏｊ／＊斜視の場合の
Ｙｐｒｏｊを計算＊／ｍａｐｐｉｎｇ　： （１２）Ａｕｘ　＜−−Ｘｐｒｏｊ　−ＸＣ＋ｎ１ｎｌ
＊スクリーンＸ値であるＸｓを計算＊／（１３）Ａｕｘ
　　＜−−Ａｕｘ＊Ｒｘ（１４）Ｘｓ　（−−Ａｕｘ　
＋　ＸＶｍｉｎ（１５）Ｘｓを出力 （１６）Ａｕｘ　＜−−Ｙｐｒｏｊ　−ＹＣｍｉｎ／木
スクリーンｙ値であるＹｓを計算＊１（１７）Ａｕｘ　
＜−−Ａｕｘ＊Ｒｙ （１ｇ）Ｙｓ　＜−−Ａｕｘ　＋　ＹＶｍｉｎ（１９）
Ｙｓを出力 （２０）Ｚｐｒｏｊを出力 （２１）ＩｎｔｅｎｓＲを読取 （２２）　ＩｎｔｅｎｓＲを出力 （２３）ＩｎｔｅｎｓＧを読取 （２４）ＩｎｔｅｎｓＧを出力 （２５）　Ｉｎｔｅｎｓｅを読取 （２６）ＩｎｔｅｎｓＢを出力 （２７）ｐｒｏｊ　ａｎｄ　ｍａｐへ に 第４のプロセッサ中では次のようなステップが実施され
る。

（１）デプス・キューイング（視覚者からの点の距離の
関数として点の光強度を変更する）。

（２）色マツピング（照明及びデプス・キューイング処
理の結果として計算された光強度を、後述するデイスプ
レィ・システムの動的色機能にマツプする処理）。（３
）色クリッピング（デイスプレィ・システムの動的色機
能によってサポートされる最大強度を超える強度を最大
強度値に置き換える処理）。

デプス・キューイング この処理においては、頂点で照明モデルによって計算さ
れたＲＧＢ強度が、ワークステーションのユーザに、ス
クリーン上のイメージのどの部分が視点から最も遠いか
を示す視覚キュー（ｃｕｅ）として特定の色値と混合さ
れる。このことは、出力色強度を、頂点のＺ座標の関数
として変更する混合関数により行なわれる。すなわち、
Ｃｉ＝ｗ本Ｉｎｔｅｎｓｉ＋（１−ｗ）＊Ｃｄｉここで
、Ｉｎｔｅｎｓｉは、頂点における入力色の成分であり
、 Ｃｄｉは、混合がなされる色強度の成分であり、Ｃｉは
、頂点の出力色強度の成分である。

さて、ＣＲ，Ｇ及びＢとし、 Ｐｆを前方基準面の２値とし、 ｐｂを後方基準面のＺ値とし。

Ｓｆを前方倍率とし、 ｓｂを後方倍率とすると、 混合関数の変数Ｗは、投影及びマツピング段階で生成さ
れたＺ値であるＺｐｒｏｊの関数として次のように定義
される。

Ｗ＝Ｓｆ；　　Ｚｐｒｏｊ＞ＰｆのときＷ＝Ｓｂ；　　
Ｚｐｒｏｊ＜Ｐｂのとき五１」」Ｌ乙グ 照明及びデプス・キューイング処理によって計算された
色強度は、システムの表示ハードウェアによって表示す
ることのできる色強度のダイナミック・レンジとは無関
係である。照明モデル計算段を、グライックス・ワーク
ステーション中のそれに続く表示ハードウェアに結合す
るために、この段は１表示ハードウェア中で利用しうる
ダイナミック色レンジに適合させるべく各個別の色成分
に一次変換を施す。すなわち、新しい色の値Ｃ′１（Ｃ
Ｒ，Ｇ及びＢ）は次の式により得られる。

Ｃ’　１＝ａｉ＊Ｃｉ＋ｂｉ　（ｉ＝Ｒ，Ｇ、Ｂ）ここ
でａｉとｂｉは１表示ハードウェアに適切な色マツピン
グ・パラメータである。

企３仁男スｅ＞クー マツピング段階の後でさえも、照明段によって計算され
た強度が、表示ハードウェアによってサポートされてい
る最大強度を超えてしまうことがある。そこで色クリッ
ピング段階の目的は、色ハードウェアに渡された色強度
が最大許容値を超えないことを確かめることにある。こ
れにより、照明計算段の間に生じる大きい色値によって
ひき起こされる飽和の問題を回避することができる。

新しい色値Ｃ″’　１（ｉ＝Ｒ，Ｇ及びＢ）は次の式に
より与えられる。

Ｃ＃ｉ＝ＭＩＮ（Ｂｈｉ、　Ｃ’　ｉ）　（ＣＲ，Ｇ、
　Ｂ）ここでＢｈｉは色成分ｉの最大許容値であり、Ｃ
′ｉは、色マツピング段階からの出力色成分である。

さらに、この段階は、表示色強度の浮動小数点表現を１
表示ハードウェアによって必要とされる整数表現に変換
する。

、Ｗ体立ＤＵ糺佐 デプス・キューイングと色マツピング段階はどちらも一
次関数であるから、このパイプライン段で実行しなくて
はならなんい計算の数を減少すべくそれらを１つの演算
に結合することができる。

このため、結合される式の次のパラメータが、前以って
、すなわちこれらの段階の制御パラメータが特定された
時点で計算される。式は次のとおりである。

Ｑｆｉ＝ａｉ＊５ｆ Ｑｂｉ＝ａｉ＊５ｂ Ａｉ＝ａｉ＊Ｆ Ｂｉ＝ａｉ本（Ｓｂ−Ｆ本Ｐｂ） ｈｉ＝ａｉ＊ｃｄｉ＋ｂｉ ここでｉはＰ、　Ｇ及びＢであり、 これらのパラメータを前以って計算しておいて、次の一
連の計算を実行する。

（１）ｇ　ｉを、Ｚとデプス・キューイング・パラメー
タと、表示ハードウェアの関連として計算する。

すなわち、 ｇｉ＝Ａｉ＊Ｚｐｒｏｊ＋Ｂｉ　：　Ｐｆ＝Ｚｐｒｏｊ
＞＝Ｐｂ（ｉ＝Ｒ，Ｇ、　Ｂ）のとき ｇｉ＝Ｑｆｉ　；　Ｚｐｒｏｊ＞Ｐｆのときｇｉ＝Ｑｂ
ｉ　；　Ｚｐｒｏｊ＜Ｐｂのとき（２）マツプされたデ
プス・キュー色強度Ｃ′ｉを、人力Ｃｉと前に計算した
ｇｉとｈｉの関数として計算する。すなわち、 Ｃ’　ｉ＝ｇｉ（Ｃｉ−Ｃｄｉ）＋ｈｉ（ｉ＝Ｒ，Ｇ、
８）。

（３）次に、マツプされたデプス・キュー色強度Ｃ′ｉ
をクリップし、それを後の表示ハードウェアの使用のた
めに整数表現に変換する。

Ｃ’　ＣＴＲＵＮＣ（ＭＩＮ（Ｂｈｉ、　Ｃ’　１））
（ＣＲ，Ｇ、　Ｂ）ここで関数ＴＲＵＮＣは、浮動小数
点値を整数表現に変換するものである。

デプス・キューイング、色マツピング及び色クリッピン
グ手続きを実施するために適当な擬似コードは次のとお
りである。

Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　Ｄｅｐｔｈ　Ｃｏ１ｏｒ入カニ Ｘｓ　　　　／＊頂点スクリーン座標＊ｌＹｓ　　　　
／＊頂点スクリーン座標＊／Ｚｐｒｏｊ　　　／＊頂点
投影２座標＊／ＩｎｔｅｎｓＲ／＊頂点色（赤）＊／ ＩｎｔｅｎｓＧ　　／＊頂点色（緑）＊／Ｉｎｔｅｎｓ
Ｂ　　／＊頂点色（青）本／出カニ Ｘｓ　　　　／＊頂点スクリーン座標本／Ｙｓ　　　　
／＊頂点スクリーン座標＊／Ｚｐｒｏｊ　　　／本頂点
投影２座標寧／Ｃ’Ｒ／＊頂点色（赤）＊／ Ｃ’Ｇ　　　／＊頂点色（緑）本／ Ｃ’Ｂ　　　／＊頂点色（青）＊／ 定数： ＱｆＲ／＊制御パラメータがロードさ　＊／／＊れたと
きに計算される定数　＊／ ＱｆＧ　　　　／＊制御パラメータがロードさ　＊／／
＊れたときに計算される定数　＊／ ＱｆＢ　　　　／＊制御パラメータがロードさ　＊／／
＊れたときに計算される定数　＊／ ＱｂＲ／＊制御パラメータがロードさ　ネ／／＊れたと
きに計算される定数　＊／ ＱｂＧ　　　　／＊制御パラメータがロードさ　本／／
＊れたときに計算される定数　本／ ＱｂＢ　　　　／水制御パラメータがロードさ　＊／／
＊れたときに計算される定数　＊／ ＡＲ／＊制御パラメータがロードさ　＊ｌ／ネれたとき
に計算される定数　＊／ ＡＧ　　　　／＊制御パラメータがロードさ　＊ｌ／＊
れたときに計算される定数　＊／ ＡＢ　　　　／＊制御パラメータがロードさ　＊／／＊
れたときに計算される定数　＊／ ＢＲ／＊制御パラメータがロードさ　＊／／＊れたとき
に計算される定数　＊／ ＢＧ　　　　／＊制御パラメータがロードさ　＊／／＊
れたときに計算される定数　＊／ ＢＢ　　　　／＊制御パラメータがロードさ　＊／／＊
れたときに計算される定数　＊／ ｈＲ／＊制御パラメータがロードさ　＊／／＊れたとき
に計算される定数　寧／ ｈＧ　　　　／＊制御パラメータがロードさ　＊／／＊
れたときに計算される定数　＊／ ｈＢ　　　　／＊制御パラメータがロードさ　＊／／＊
れたときに計算される定数　＊／ ＢｈＲ／＊最大許容赤強度 ＢｈＧ　　　　／＊最大許容緑強度　　　　　　＊／１
３ｈＢ　　　　／＊最大許容青強度　　　　　　ネ／Ｐ
ｆ　　　　／＊前方基準平面の２値　　　　＊／Ｐｂ　
　　　／＊後方基準平面の２値　　　　＊／変数： Ａｕｘ　　　　／＊−時変数　　　　　　　　　＊／（
１）各頂点ごとに　ＤＯ （２）Ｘｓ読取 （３）Ｘｓ出力 （４）Ｙｓ読取 （５）Ｙｓ比出 力６）Ｚｐｒｏｊ読取 （７）Ｚｐｒｏｊ出力 Ｆｏｒ　ｉ＝Ｒ，Ｇ、Ｂ　ＤＯ （８）　　　Ｃｉ読取 （９）　　　Ａｕｘ＝ｑｉ／＊Ｚｐｒｏｊの関数として
ｑｉを計算＊／（１０）　　　Ａｕｘ＝Ａｕｘ＊　（Ｃ
ｉ−Ｃｄｉ）　＋ｈｉ／＊Ｃｉの計算　＊／（１１）　
　　　Ａｕｘ＝ＭＩＮ（Ｂｈｉ、Ａｕｘ）（１２）　　
　　Ａｕｘ＝ＴＲＩＪＮＣ（Ａｕｘ）（１３）　　　Ａ
ｕｘを出力 （１４）　　Ｈｎｄｄ。

（１５）Ｅｎｄｄ。

Ｆ０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、パイ
プライン構成の浮動小数点プロセッサにより、コンピュ
ータ・グラフィックスにおける照明モデルのきねめて高
い処理速度を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の照明モデル処理システムの実施例の
ブロック図、 第２図は、本発明のプロセッサの好適な実施例のブロッ
ク図、 第３図は１本発明の照明モデル処理システムの単一光源
構成のブロック図、 第４図は、本発明の照明モデル処理システムの別の単一
光源構成のブロック図、 第５図は、本発明の照明モデル処理システムの複数光源
構成のブロック図、 第６図は、コンピュータ・グラフィックス・ワークステ
ーションの一般的な陰影（シェーディング）機能のハー
ドウェア構成のブロック図である。 Ｃ”Ｒ，Ｃ”Ｇ、Ｃ”Ｂ 第５図　　　　　　　　笛６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンピュータ・グラフィックス・ディスプレイ・
   システムのスクリーン上に対象の陰影を付けたイメージ
   を表示するために照明モデル情報を処理するための装置
   であって、該対象はポリゴンのメッシュによって視覚空
   間中に表され、該各ポリゴンは、該視覚空間中の位置が
   既知である一組の頂点で規定されてなるものにおいて、 （ａ）複数且つ同一の浮動小数点プロセッサからなるパ
   イプライン構成を有し、 （ｂ）該パイプライン構成は、特定の照明モデルに基づ
   きポリゴンの頂点の視覚空間中の座標と、該頂点におけ
   る法線を表すデータを受け取り、それらから上記頂点の
   視覚スクリーン上の座標と、上記各々の頂点に関連する
   スクリーン色強度値を計算するものである、 画像情報処理装置。
2. （２）スクリーン頂点光強度値を導出するために、コン
   ピュータ・グラフィックス・ディスプレイ・システムに
   おいて照明モデルの計算を実行するための方法において
   、 （ａ）上記照明モデルの計算を実行する能力を持つ複数
   の同一の浮動小数点プロセッサを用意し、（ｂ）上記複
   数の同一の浮動小数点プロセッサをパイプライン構成と
   して接続して動作させ、 （ｃ）上記複数の浮動小数点プロセッサの間で計算量を
   ほぼ平衡させるように上記複数の浮動小数点プロセッサ
   の間で照明モデルの計算を仕分る段階を有する、 画像情報処理方法。