JPH02171971A - 三次元図形表示装置 - Google Patents
三次元図形表示装置Info
- Publication number
- JPH02171971A JPH02171971A JP32616488A JP32616488A JPH02171971A JP H02171971 A JPH02171971 A JP H02171971A JP 32616488 A JP32616488 A JP 32616488A JP 32616488 A JP32616488 A JP 32616488A JP H02171971 A JPH02171971 A JP H02171971A
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- Japan
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- area
- clipping
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、三次元図形をクリッピングして表示するの
に好適な三次元図形表示装置に関する。
に好適な三次元図形表示装置に関する。
(従来の技術)
一般に三次元物体(三次元図形)をラスクスキャン方式
の表示モニタに表示する処理は、基本的には、■三次元
物体をX、Y、Zの三次元座標で表現される三次元空間
中の面図形(例えば三角形)の集合で近似する処理と、
■面図形上のX。
の表示モニタに表示する処理は、基本的には、■三次元
物体をX、Y、Zの三次元座標で表現される三次元空間
中の面図形(例えば三角形)の集合で近似する処理と、
■面図形上のX。
Y座標値で指定される各画素位置の色強度とZ座標値(
深さ方向座標値)を算出する処理と、■上記■の処理結
果を用いて各面図形毎にいわゆるシェーディング(グロ
ーシェーディング、スムーズシェーディング)による塗
りつぶしを行う処理とにより実現される。この■の塗り
つぶし処理は、第2図に示す三次元図形表示装置におい
て、画面表示図形の情報を各画素位置(X、Y座標値)
に対するZ座標値の配列として格納するZバッファ(Z
バッファメモリ) 21と、画面表示図形の情報を各画
素位置(X、Y座標値)に対する色強度の配列として格
納するフレームバッファ(フレームバッファメモリ)2
2とを用いて、次のように行われる。
深さ方向座標値)を算出する処理と、■上記■の処理結
果を用いて各面図形毎にいわゆるシェーディング(グロ
ーシェーディング、スムーズシェーディング)による塗
りつぶしを行う処理とにより実現される。この■の塗り
つぶし処理は、第2図に示す三次元図形表示装置におい
て、画面表示図形の情報を各画素位置(X、Y座標値)
に対するZ座標値の配列として格納するZバッファ(Z
バッファメモリ) 21と、画面表示図形の情報を各画
素位置(X、Y座標値)に対する色強度の配列として格
納するフレームバッファ(フレームバッファメモリ)2
2とを用いて、次のように行われる。
まず、プロセッサ23から後述する隠面処理を行う隠面
処理部24に、塗りつぶし対象となる面図形上の各画素
のx、y、z座標値および色強度(輝度)が1画素ずつ
与えられる。隠面処理部24は、プロセッサ23から与
えられた成る画素(画素位置)のZ座標値(新2値)と
同画素のX、Y座標値に対応するZバッフy21内のZ
座標値(旧Z値)との大小を比較する。この比較により
、例えば新Z値の方が旧Z値よりも手前にあること壱判
別した場合には、隠面処理部24はZバッファ21の旧
Z値ヲ新Z 値に更新し、同時にフレームバッファ22
内の上記X、Y座標値に対応する位置の色強度(日仏強
度)をこのX、Y座標値で示される塗りつぶし対象面図
形上の画素位置の色強度(新色強度)に更新する。これ
に対して、新Z値が旧Z値よりも奥側にあることを判別
した場合には、隠面処理部24は上記の更新を行わず、
したがって上記旧Z値とフレームバッファ22内の日仏
強度は保存される。これが、いわゆる隠面処理であり、
上記更新アルゴリズムはZバッファアルゴリズムと呼ば
れる。以上の動作を三次元物体を近似する各面図形の全
画素(画素位置)について繰返した後、フレームバッフ
ァ22の内容を画面表示することにより、スムーズシェ
ーディングによる三次元図形表示が可能となる。なお、
塗りつぶし対象となる面図形が三角形の場合には、その
頂点のx、y、z座標値および色強度をプロセッサ23
(ホスト装置)から隠面処理部24に与えることにより
、隠面処理部24において上記面図形上の各画素のX、
Y、Z座標値および色強度(輝度)を発生することも知
られている(例えば特願昭61−308622号)。
処理部24に、塗りつぶし対象となる面図形上の各画素
のx、y、z座標値および色強度(輝度)が1画素ずつ
与えられる。隠面処理部24は、プロセッサ23から与
えられた成る画素(画素位置)のZ座標値(新2値)と
同画素のX、Y座標値に対応するZバッフy21内のZ
座標値(旧Z値)との大小を比較する。この比較により
、例えば新Z値の方が旧Z値よりも手前にあること壱判
別した場合には、隠面処理部24はZバッファ21の旧
Z値ヲ新Z 値に更新し、同時にフレームバッファ22
内の上記X、Y座標値に対応する位置の色強度(日仏強
度)をこのX、Y座標値で示される塗りつぶし対象面図
形上の画素位置の色強度(新色強度)に更新する。これ
に対して、新Z値が旧Z値よりも奥側にあることを判別
した場合には、隠面処理部24は上記の更新を行わず、
したがって上記旧Z値とフレームバッファ22内の日仏
強度は保存される。これが、いわゆる隠面処理であり、
上記更新アルゴリズムはZバッファアルゴリズムと呼ば
れる。以上の動作を三次元物体を近似する各面図形の全
画素(画素位置)について繰返した後、フレームバッフ
ァ22の内容を画面表示することにより、スムーズシェ
ーディングによる三次元図形表示が可能となる。なお、
塗りつぶし対象となる面図形が三角形の場合には、その
頂点のx、y、z座標値および色強度をプロセッサ23
(ホスト装置)から隠面処理部24に与えることにより
、隠面処理部24において上記面図形上の各画素のX、
Y、Z座標値および色強度(輝度)を発生することも知
られている(例えば特願昭61−308622号)。
さて、三次元図形表示装置においては、表示対象となる
三次元物体を上記の手順でそのまま画面表示するのでは
なく、表示画面の成る領域内にのみ表示させることが要
求されることがある。このときL記領域からはみ出した
図形部分を取除く処理が必要となる。このような処理は
クリッピング処理と呼ばれる。従来、三次元図形のクリ
ッピング処理は、第2図に示すように隠面処理部24と
フレームバッファ22との間に設けられたクリッピング
処理部25によって次のように行われていた。即ち、ま
ずプロセッサ23からクリッピング処理部25に一ヒ記
領域(クリッピング領域)の境界を示す境界情報が与え
られる。クリッピング処理部25は、隠面処理部24が
フレームバッファ22の色強度ヲ更新しようとする場合
、その対象X、Y座標がプロセッサ23から指定された
クリッピング領域内か否かを調べ、領域外であれば上記
の更新を禁止することでクリッピング処理を行う。
三次元物体を上記の手順でそのまま画面表示するのでは
なく、表示画面の成る領域内にのみ表示させることが要
求されることがある。このときL記領域からはみ出した
図形部分を取除く処理が必要となる。このような処理は
クリッピング処理と呼ばれる。従来、三次元図形のクリ
ッピング処理は、第2図に示すように隠面処理部24と
フレームバッファ22との間に設けられたクリッピング
処理部25によって次のように行われていた。即ち、ま
ずプロセッサ23からクリッピング処理部25に一ヒ記
領域(クリッピング領域)の境界を示す境界情報が与え
られる。クリッピング処理部25は、隠面処理部24が
フレームバッファ22の色強度ヲ更新しようとする場合
、その対象X、Y座標がプロセッサ23から指定された
クリッピング領域内か否かを調べ、領域外であれば上記
の更新を禁止することでクリッピング処理を行う。
(発明が解決しようとする課題)
上記したように従来の三次元図形表示装置では、隠面処
理を行う隠面処理部と、この隠面処理部の隠面処理によ
ってフレームバッファへの書込みが決定された場合にそ
の更新対象X、Y座標がクリッピング領域外か否かを判
別し、その判別結果によってフレームバッファに実際に
書込むか否かを決定するクリップ処理部との画処理回路
を必要とするため構成が複雑となり、また、図形表示速
度も低下するという問題があ−コた。
理を行う隠面処理部と、この隠面処理部の隠面処理によ
ってフレームバッファへの書込みが決定された場合にそ
の更新対象X、Y座標がクリッピング領域外か否かを判
別し、その判別結果によってフレームバッファに実際に
書込むか否かを決定するクリップ処理部との画処理回路
を必要とするため構成が複雑となり、また、図形表示速
度も低下するという問題があ−コた。
したがってこの発明の解決すべき課題は、三次元図形を
クリッピングして画面表示する処理が、簡単な構成で高
速に行えるようにすることである。
クリッピングして画面表示する処理が、簡単な構成で高
速に行えるようにすることである。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段〉
この発明は、Zバッファアルゴリズムに従う隠面処理を
行う隠面処理手段を備えた三次元図形表示装置に、クリ
ッピング境界の外側領域の各画素のX、Y座標位置に対
応するZバッファの各領域に視点から最も遠いZ位置を
示す所定のZ座標値を予め設定する手段を設けたことを
特徴とする。
行う隠面処理手段を備えた三次元図形表示装置に、クリ
ッピング境界の外側領域の各画素のX、Y座標位置に対
応するZバッファの各領域に視点から最も遠いZ位置を
示す所定のZ座標値を予め設定する手段を設けたことを
特徴とする。
(作 用)
上記の構成によれば、クリッピング境界の外側領域の各
画素のX、Y座標位置に対応するZバッファの各領域に
視点から最も遠いZ位置を示す所定のZ座標値が予め設
定されるので、三次元物体を近似する三次元空間中の各
面図形のうちクリッピング境界の外側となる図形部分は
、全て上記設定されたZバッファ内の対応領域の値より
も視点から遠いことになり、Zバッファアルゴリズムに
従う隠面処理によりフレームバッファに書込まれず、結
果的にクリッピングされることになる。
画素のX、Y座標位置に対応するZバッファの各領域に
視点から最も遠いZ位置を示す所定のZ座標値が予め設
定されるので、三次元物体を近似する三次元空間中の各
面図形のうちクリッピング境界の外側となる図形部分は
、全て上記設定されたZバッファ内の対応領域の値より
も視点から遠いことになり、Zバッファアルゴリズムに
従う隠面処理によりフレームバッファに書込まれず、結
果的にクリッピングされることになる。
(実施例)
第1図はこの発明の一実施例に係る三次元図形表示装置
のブロック構成図である。同図において、11は三次元
物体に対応する画面表示図形の情報を各画素位置(X、
Y座標値)に対するZ座標値の配列として格納するZバ
ッファ、12は上記画面表示図形の情報を各画素位置(
X、Y座標値)に対する色強度の配列として格納するフ
レームバッファである。13は装置全体を制御するプロ
セッサ、14はプロセッサ13から与えられる三次元物
体を近似する各面図形の各画素位置(座標点)のX。
のブロック構成図である。同図において、11は三次元
物体に対応する画面表示図形の情報を各画素位置(X、
Y座標値)に対するZ座標値の配列として格納するZバ
ッファ、12は上記画面表示図形の情報を各画素位置(
X、Y座標値)に対する色強度の配列として格納するフ
レームバッファである。13は装置全体を制御するプロ
セッサ、14はプロセッサ13から与えられる三次元物
体を近似する各面図形の各画素位置(座標点)のX。
Y、Z座標値および色強度をもとに、バッファアルゴリ
ズムに従って隠面処理を行う隠面処理部、16はプロセ
ッサ13から与えられるクリッピング領域の境界情報を
もとに、その領域外の全ての点のX、Y座標(を示すZ
バッファ11のアドレス)を発生し、Zバッファ■1の
対応位置にZ位置が最も手前とされるZ値(ここでは0
)を書込むクリッピング境界設定部である。第1図の装
置には、第2図のクリッピング処理部25に相当する処
理ブロックが設けられていないことに注意されたい。
ズムに従って隠面処理を行う隠面処理部、16はプロセ
ッサ13から与えられるクリッピング領域の境界情報を
もとに、その領域外の全ての点のX、Y座標(を示すZ
バッファ11のアドレス)を発生し、Zバッファ■1の
対応位置にZ位置が最も手前とされるZ値(ここでは0
)を書込むクリッピング境界設定部である。第1図の装
置には、第2図のクリッピング処理部25に相当する処
理ブロックが設けられていないことに注意されたい。
次に、第1図の構成の動作を説明する。
まず、三次元図形の表示に際し、Zバッファ11の各領
域に視点から最も遠いZ位置を示す2値(例えばZの最
大値)を書込み、且つフレームバッファ12の全領域を
ゼロクリアする初期化処理が行われる。次に三次元図形
のクリッピングが必要であれば、そのクリッピング領域
の境界を示すクリッピング境界情報がプロセッサ13か
らクリッピング境界設定部15に与えられる。クリッピ
ング境界設定部15は、プロセッサ13からクリッピン
グ境界情報を受取ると、同情報の示すクリッピング境界
の外側の領域の全ての点のX、Y座標位置(アドレス)
を順に発生し、その座標位置に対応するZバッファ11
の領域に視点に最も近いZ位置を示すZ値(例えば0)
を書込んでいく。
域に視点から最も遠いZ位置を示す2値(例えばZの最
大値)を書込み、且つフレームバッファ12の全領域を
ゼロクリアする初期化処理が行われる。次に三次元図形
のクリッピングが必要であれば、そのクリッピング領域
の境界を示すクリッピング境界情報がプロセッサ13か
らクリッピング境界設定部15に与えられる。クリッピ
ング境界設定部15は、プロセッサ13からクリッピン
グ境界情報を受取ると、同情報の示すクリッピング境界
の外側の領域の全ての点のX、Y座標位置(アドレス)
を順に発生し、その座標位置に対応するZバッファ11
の領域に視点に最も近いZ位置を示すZ値(例えば0)
を書込んでいく。
以上の処理が終了すると、プロセッサ13は対象となる
三次元物体を近似する各面図形毎に、その面図形上の各
画素のX、Y、Z座標値および色強度(輝度)を1画素
ずつ隠面処理部14に与える。
三次元物体を近似する各面図形毎に、その面図形上の各
画素のX、Y、Z座標値および色強度(輝度)を1画素
ずつ隠面処理部14に与える。
なお、上記面図形上の各画素のx、y、z座標値および
色強度(輝度)を隠面処理部14において発生すること
も可能である。
色強度(輝度)を隠面処理部14において発生すること
も可能である。
隠面処理部14は、上記面図形上の各画素について、従
来例で述べた隠面処理部24と同様に2バツフアアルゴ
リズムに従う隠面処理を行う。即ち隠面処理部14は、
対象画素のZ座標値(新Z値)と同画素のX、Y座標値
に対応するZバッファ21内のZ座標値(旧Z値)との
大小を比較する。この比較により、新ZtBの方が旧Z
値よりも小さく、したがって新Z値に対応するZ位置の
方が旧Z値に対応するZ位置より手前にあることを判別
した場合には、隠面処理部14はZバッファ21の旧Z
値を新Z値に更新し、同時にフレームバッファ22内の
−L記x、Y座標値に対応する位置の色強度(日仏強度
)をこのX、Y座標値で示される、F記面図形上の画素
位置の色強度(新色強度)に更新する。
来例で述べた隠面処理部24と同様に2バツフアアルゴ
リズムに従う隠面処理を行う。即ち隠面処理部14は、
対象画素のZ座標値(新Z値)と同画素のX、Y座標値
に対応するZバッファ21内のZ座標値(旧Z値)との
大小を比較する。この比較により、新ZtBの方が旧Z
値よりも小さく、したがって新Z値に対応するZ位置の
方が旧Z値に対応するZ位置より手前にあることを判別
した場合には、隠面処理部14はZバッファ21の旧Z
値を新Z値に更新し、同時にフレームバッファ22内の
−L記x、Y座標値に対応する位置の色強度(日仏強度
)をこのX、Y座標値で示される、F記面図形上の画素
位置の色強度(新色強度)に更新する。
これに対して、新2値が旧Z値よりも大きく、したがっ
て新Z値に対応する2位置の方が旧ZEMに対応するZ
位置よりも奥側にあることを判別した場合には、隠面処
理部14は上記の更新を行わず、したがって上記旧Z値
とフレームバッファ22内の日仏強度は保存される。
て新Z値に対応する2位置の方が旧ZEMに対応するZ
位置よりも奥側にあることを判別した場合には、隠面処
理部14は上記の更新を行わず、したがって上記旧Z値
とフレームバッファ22内の日仏強度は保存される。
さて、本実施例では、クリッピング境界の外側の領域の
各画素位置に対応するZバッファ11には、前記したよ
うに予めfnOのZ値が書込まれている。
各画素位置に対応するZバッファ11には、前記したよ
うに予めfnOのZ値が書込まれている。
したがって、上記した隠面処理部14によるZアルゴリ
ズムに従う隠面処理においては、クリンピング領域外の
画素については、新Z値は全て値0である旧Z値より大
きいものと判定され、上記の更新は行われない。このた
め、クリッピング領域外の各画素に対応する(Zバッフ
ァ11の領域の旧Z値および)フレームバッファ12の
領域の1色強度(値0)は常に保存され、このフレーム
バッファ12内領域に新色強度が書込まれることはない
。即ち本実施例によれば、隠面処理部14によってZバ
ッファアルゴリズムに従う周知の隠面処理が行われるこ
とにより、第2図に符号25で示したようなりリッピン
グ処理部を用いることなく、プロセッサ23指定のクリ
ッピング境界で三次元図形をクリッピングすることがで
きる。
ズムに従う隠面処理においては、クリンピング領域外の
画素については、新Z値は全て値0である旧Z値より大
きいものと判定され、上記の更新は行われない。このた
め、クリッピング領域外の各画素に対応する(Zバッフ
ァ11の領域の旧Z値および)フレームバッファ12の
領域の1色強度(値0)は常に保存され、このフレーム
バッファ12内領域に新色強度が書込まれることはない
。即ち本実施例によれば、隠面処理部14によってZバ
ッファアルゴリズムに従う周知の隠面処理が行われるこ
とにより、第2図に符号25で示したようなりリッピン
グ処理部を用いることなく、プロセッサ23指定のクリ
ッピング境界で三次元図形をクリッピングすることがで
きる。
[発明の効果]
以上詳述したようにこの発明によれば、Zバッファアル
ゴリズムに従う隠面処理によりクリッピング境界の外側
の面図形を結果的にクリッピングすることができるので
、三次元図形をクリッピングして画面表示する処理が特
別のクリッピング回路を用いることなく高速に行える。
ゴリズムに従う隠面処理によりクリッピング境界の外側
の面図形を結果的にクリッピングすることができるので
、三次元図形をクリッピングして画面表示する処理が特
別のクリッピング回路を用いることなく高速に行える。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係る三次元図形表示装置
のブロック構成図、第2図は従来の三次元図形表示装置
のブロック構成図である。 11・・・Zバッファ、12・・・フレームバッファ、
I3・・・プロセッサ、14・・・隠面処理部、15・
・・クリッピング境界設定部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
のブロック構成図、第2図は従来の三次元図形表示装置
のブロック構成図である。 11・・・Zバッファ、12・・・フレームバッファ、
I3・・・プロセッサ、14・・・隠面処理部、15・
・・クリッピング境界設定部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 三次元物体をX、Y、Zの三次元座標で表現される三次
元空間中の複数の面図形で近似し、各面図形を塗りつぶ
して画面表示する三次元図形表示装置において、 画面表示図形の情報を各画素のX、Y座標位置に対する
Z座標値の配列として格納するためのZバッファと、上
記画面表示図形の情報を各画素のX、Y座標位置に対す
る色強度の配列として格納するためのフレームバッファ
と、クリッピング境界の外側領域の各画素のX、Y座標
位置に対応する上記Zバッファの各領域に視点から最も
遠いZ位置を示す所定のZ座標値を予め設定する手段と
、上記各面図形の各画素のX、Y座標位置のZ座標値お
よび同X、Y座標位置に対応する上記Zバッファの領域
の設定値を比較し、その比較結果に応じて同X、Y座標
位置に対応する上記Zバッファおよび上記フレームバッ
ファの両領域の設定値の更新を行う隠面処理手段とを具
備し、 上記Zバッファ内で上記所定のZ座標値が設定された領
域および同領域に対応する上記フレームバッファ内の領
域を、上記隠面処理手段の更新対象とならないようにし
たことを特徴とする三次元図形表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32616488A JPH02171971A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 三次元図形表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32616488A JPH02171971A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 三次元図形表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02171971A true JPH02171971A (ja) | 1990-07-03 |
Family
ID=18184768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32616488A Pending JPH02171971A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 三次元図形表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02171971A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996017325A1 (en) * | 1994-11-30 | 1996-06-06 | Namco Ltd. | Apparatus and method for image synthesizing |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32616488A patent/JPH02171971A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996017325A1 (en) * | 1994-11-30 | 1996-06-06 | Namco Ltd. | Apparatus and method for image synthesizing |
| GB2301513A (en) * | 1994-11-30 | 1996-12-04 | Namco Ltd | Apparatus and method for image synthesizing |
| GB2301513B (en) * | 1994-11-30 | 1999-03-03 | Namco Ltd | Image Synthesis Apparatus and Image Synthesis Method |
| US6037946A (en) * | 1994-11-30 | 2000-03-14 | Namco Ltd. | Image synthesis apparatus and image synthesis method |
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