JPH03286271A - 画像表示装置 - Google Patents
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- JPH03286271A JPH03286271A JP2086508A JP8650890A JPH03286271A JP H03286271 A JPH03286271 A JP H03286271A JP 2086508 A JP2086508 A JP 2086508A JP 8650890 A JP8650890 A JP 8650890A JP H03286271 A JPH03286271 A JP H03286271A
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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】
産業上の利用分野
本発明は３次元コンピュータグラフィックス画像のよう
な奥行きに関する情報をもつ画像を表示する画像表示装
置 特に 画像を合威しなか板動画を連続的に生成・表
示する画像表示装置に関すも 従来の技術 従来 ３次元コンピュータグラフィックスの画像を表示
する場合にＣヨ 画像を構成する物体の座標や色に関
するデータか板 座標変換 クリッピング、隠れ面除去
などの画像生成処理を行し＼ 生成された画像を一旦フ
レームバッファと呼ばれるメモリに格納り、、ＣＲＴデ
イスプレィなどの出力機器の同期タイミングに合わせて
格納されている画像の画素データを読み出して、映像信
号に変換して表示していｔも これらの処理方法につ
いて（よ例えば 「コンピュータ・グラフィックス」今
宮淳美訳 日本コンピュータ協会（１９８４年）などに
詳しく述べられていも 隠れ面除去の方法として（よ
種々の方法が提案されている力ｔ ハードウェアでの実
現の容易さか転 Ｚバッファ（または奥行きバッファ）
法と呼ばれる方法が広く用いられている。
な奥行きに関する情報をもつ画像を表示する画像表示装
置 特に 画像を合威しなか板動画を連続的に生成・表
示する画像表示装置に関すも 従来の技術 従来 ３次元コンピュータグラフィックスの画像を表示
する場合にＣヨ 画像を構成する物体の座標や色に関
するデータか板 座標変換 クリッピング、隠れ面除去
などの画像生成処理を行し＼ 生成された画像を一旦フ
レームバッファと呼ばれるメモリに格納り、、ＣＲＴデ
イスプレィなどの出力機器の同期タイミングに合わせて
格納されている画像の画素データを読み出して、映像信
号に変換して表示していｔも これらの処理方法につ
いて（よ例えば 「コンピュータ・グラフィックス」今
宮淳美訳 日本コンピュータ協会（１９８４年）などに
詳しく述べられていも 隠れ面除去の方法として（よ
種々の方法が提案されている力ｔ ハードウェアでの実
現の容易さか転 Ｚバッファ（または奥行きバッファ）
法と呼ばれる方法が広く用いられている。
隠れ面除去方法に２バツフア法を用いた 従来の画像表
示装置の例を第４図に示ｔｏ 第４図において、 ４
０１は図示されない外部装置から入力される物体デー久
４０２は入力された物体データ４０１から画像を生成
する画像生成回１＆ ４０３は画像生成回路４０２で
生成された画像の画素デー久 ４０４は画素データ４０
３を格納するフレームバッファ、４０５は画像生成回路
４０２で生成される奥行きデー久 ４０６は奥行きデー
タ４０５を格納する奥行きバッファ、４０７はフレーム
バッファ４０４から読み出される画素デー久４０８はフ
レームバッファ４０４から画素データ４０７を読み出し
て映像信号に変換して出力する画像出力回路 ４０９は
画像出力回路４０８が出力する映像信ｑ ４１０は映
像信号を表示するＣＲＴデイスプレィなどの出力機器で
ある。
示装置の例を第４図に示ｔｏ 第４図において、 ４
０１は図示されない外部装置から入力される物体デー久
４０２は入力された物体データ４０１から画像を生成
する画像生成回１＆ ４０３は画像生成回路４０２で
生成された画像の画素デー久 ４０４は画素データ４０
３を格納するフレームバッファ、４０５は画像生成回路
４０２で生成される奥行きデー久 ４０６は奥行きデー
タ４０５を格納する奥行きバッファ、４０７はフレーム
バッファ４０４から読み出される画素デー久４０８はフ
レームバッファ４０４から画素データ４０７を読み出し
て映像信号に変換して出力する画像出力回路 ４０９は
画像出力回路４０８が出力する映像信ｑ ４１０は映
像信号を表示するＣＲＴデイスプレィなどの出力機器で
ある。
以上のように構成された従来の画像表示装置の動作を以
下に説明すも 画像の１つのフレームを構成する物体の
データ４０１！ｔｌフレーム毎に画像生成回路４０２に
入力されも 画像生成回路４０２ （１入力された物体
データ４０１をもとにして、各フレーム毎に設定された
視点から見た座標系に物体データの座標を変換し クリ
ッピングと呼ばれる処理によって視野から外にある物体
またはその一部分を取り除き、最終的な出力機器４１０
の表示解像度に応じたデバイス座標系と呼ばれる座標系
に変換すも ３次元コンピュータグラフィックスの場合
に１上 物体の前後関係である物体が他の物体の後ろに
位置して隠されて見えなくなる部分を除去するための隠
れ面除去という処理を行うために 奥行きに関する座標
データ（奥行きデータと呼ぶものとする）を、出力機器
４１０の表示スクリーン上の通常の２次元座標データに
加えて用いも ３次元コンピュータグラフィックスでζ
友 スクリーン上の座標をＸ−Ｙ座標とヒスクリーンに
垂直な奥行き方向の座標をＺ座標にとることが一般的で
あ、ＬＺ座標は通家 視点に近いほど値が小さくなるよ
うにと氏 以下においてＬＺ座標は視点に近いほど小さ
いものとして説明すも 次ニ隠れ面除去の処理方法の一例として、前記文献「コ
ンピュータ・グラフィックスＪｐｐ。
下に説明すも 画像の１つのフレームを構成する物体の
データ４０１！ｔｌフレーム毎に画像生成回路４０２に
入力されも 画像生成回路４０２ （１入力された物体
データ４０１をもとにして、各フレーム毎に設定された
視点から見た座標系に物体データの座標を変換し クリ
ッピングと呼ばれる処理によって視野から外にある物体
またはその一部分を取り除き、最終的な出力機器４１０
の表示解像度に応じたデバイス座標系と呼ばれる座標系
に変換すも ３次元コンピュータグラフィックスの場合
に１上 物体の前後関係である物体が他の物体の後ろに
位置して隠されて見えなくなる部分を除去するための隠
れ面除去という処理を行うために 奥行きに関する座標
データ（奥行きデータと呼ぶものとする）を、出力機器
４１０の表示スクリーン上の通常の２次元座標データに
加えて用いも ３次元コンピュータグラフィックスでζ
友 スクリーン上の座標をＸ−Ｙ座標とヒスクリーンに
垂直な奥行き方向の座標をＺ座標にとることが一般的で
あ、ＬＺ座標は通家 視点に近いほど値が小さくなるよ
うにと氏 以下においてＬＺ座標は視点に近いほど小さ
いものとして説明すも 次ニ隠れ面除去の処理方法の一例として、前記文献「コ
ンピュータ・グラフィックスＪｐｐ。
５７２〜５７３に示されている２バツフア法を説明すも
画像生成回路４０２ Ｇｌ まず各フレームの最初
ニ フレームバッファ４０４と奥行きバッファ４０６
を初期化すも 初期化では フレームバッファ４０４に
は背景（無限遠）の色を示す画素データ４０３を書き込
ム 奥行きバッファ４０６には表現できるＺ座標の最大
値を奥行きデータ４０５として書き込払 初期化の徴
各物体毎にその物体に対応する画素データ４０３を計算
によって求めも このとき同時に 各画素データ４０３
に対応する奥行きデータ４０５も求めておく。
画像生成回路４０２ Ｇｌ まず各フレームの最初
ニ フレームバッファ４０４と奥行きバッファ４０６
を初期化すも 初期化では フレームバッファ４０４に
は背景（無限遠）の色を示す画素データ４０３を書き込
ム 奥行きバッファ４０６には表現できるＺ座標の最大
値を奥行きデータ４０５として書き込払 初期化の徴
各物体毎にその物体に対応する画素データ４０３を計算
によって求めも このとき同時に 各画素データ４０３
に対応する奥行きデータ４０５も求めておく。
画像生成回路４０２ζよ 求められた画素データ４０３
毎に 奥行きバッファ４０６のその画素データ４０３に
対応する位置に格納されている奥行きデータ４０５を読
み出し 求められた奥行きデータ４０５と比較すも 比
較の結果 格納されていた奥行きデータ４０５の方が大
きい場合（即板求められた画素の方が視点に近い場合）
には 求められた画素データ４０３をフレームバッファ
４０４の対応する位置に書き込み、 同時に求められた
奥行きデータ４０５も奥行きバッファ４０６の対応する
位置に書き込む また 比較の結果 格納されていた奥
行きデータ４０５の方が小さい場合に（よ 求められた
画素データ４０３と奥行きデータ４０５はどこにも格納
しなＬｌ な耘 比較の結果が等しい場合は前記のい
ずれかの一方に含めも この処理をすべての物体につい
て終了したとき、フレームバッファ４０４に格納されて
いるの方丈 そのフレームの最終的な画像であん この
ようにしてフレームバッファ４０４に格納された画像の
画素データ４０７は画像出力回路４０８によって、出力
機器４１０の同期タイミングに合わせて読み出され 映
像信号４０９に変換されて、出力機器４１０に出力され
も また 従来の画像表示装置のもう１つの例として、クロ
マキーと呼ばれる方法を用いて、画像を合成して表示す
る画像表示装置について説明をしておく。クロマキーの
原理についてＣヨ 例えば「放送技術双書 カラーテ
レビジョン」日本放送協会編（１９６１年）ｐｐ、５３
９〜５４０に詳しく示されていも クロマキーは放送に
おける特殊効果技術の１つであり、 ２つのカメラで撮
影した画像の一方に もう一方の画像をはめ込んだ合成
画像を作成するための手法であム クロマキーの原理を用いた もう１つの従来の画像表示
装置の例を第５図に示す。第５図において、 ５０１と
５０２は台底の対象となる２つの画像 ５０３は画像出
力回路 ５０４は合成された画像であも 画像合成回路
５０３は入力されてくる２つの画像５０１と５０２の信
号を電気的に選択的に切り替えてどちらか一方の画像を
出力することによって画像を台底する。
毎に 奥行きバッファ４０６のその画素データ４０３に
対応する位置に格納されている奥行きデータ４０５を読
み出し 求められた奥行きデータ４０５と比較すも 比
較の結果 格納されていた奥行きデータ４０５の方が大
きい場合（即板求められた画素の方が視点に近い場合）
には 求められた画素データ４０３をフレームバッファ
４０４の対応する位置に書き込み、 同時に求められた
奥行きデータ４０５も奥行きバッファ４０６の対応する
位置に書き込む また 比較の結果 格納されていた奥
行きデータ４０５の方が小さい場合に（よ 求められた
画素データ４０３と奥行きデータ４０５はどこにも格納
しなＬｌ な耘 比較の結果が等しい場合は前記のい
ずれかの一方に含めも この処理をすべての物体につい
て終了したとき、フレームバッファ４０４に格納されて
いるの方丈 そのフレームの最終的な画像であん この
ようにしてフレームバッファ４０４に格納された画像の
画素データ４０７は画像出力回路４０８によって、出力
機器４１０の同期タイミングに合わせて読み出され 映
像信号４０９に変換されて、出力機器４１０に出力され
も また 従来の画像表示装置のもう１つの例として、クロ
マキーと呼ばれる方法を用いて、画像を合成して表示す
る画像表示装置について説明をしておく。クロマキーの
原理についてＣヨ 例えば「放送技術双書 カラーテ
レビジョン」日本放送協会編（１９６１年）ｐｐ、５３
９〜５４０に詳しく示されていも クロマキーは放送に
おける特殊効果技術の１つであり、 ２つのカメラで撮
影した画像の一方に もう一方の画像をはめ込んだ合成
画像を作成するための手法であム クロマキーの原理を用いた もう１つの従来の画像表示
装置の例を第５図に示す。第５図において、 ５０１と
５０２は台底の対象となる２つの画像 ５０３は画像出
力回路 ５０４は合成された画像であも 画像合成回路
５０３は入力されてくる２つの画像５０１と５０２の信
号を電気的に選択的に切り替えてどちらか一方の画像を
出力することによって画像を台底する。
発明が解決しようとする課題
３次元コンピュータグラフィックスの画像の動画を表示
するとき、必ずしも常にすべての物体が移動していると
は限らず、また常に始点の位置が移動しているとも限ら
なＬ％ １つ前のフレームと現在のフレームとの間型
物体自体が移動していなく、かつ視点の位置も変化し
ていない場合にはその移動していない物体に対する画像
生成に要する処理は １つ前のフレームのときの処理と
同じになり、改めて処理する必要はなＬ％ しかしな
がら第４図に示しｆ−第１の例の従来の画像表示装置で
（戴 １フレーム中に存在するすべての物体を、毎フレ
ーム入力される毎に 改めて処理し直して画像を生威し
ており、必ずしもすべての物体が移動していない場合衣
視点が固定されている場合には冗長な処理となってい
た また 第５図に示した 第２の例の従来の画像表示装置
で番ヨ 合成の対象としている画像が奥行きに関する
情報をもっていないたへ 一方の画像をもう一方の画像
に対して、常に前に配置する力＼常に後ろに配置するか
α いずれかの台底しかできなかった 例えば 第６図
の（ａ）および（ｂ）に示す２つの画像を台底するとき
、第６図（ｃ）に示すような台底ができなかった 節板
第６図（ａ）の手前の建物と後ろの建物の開を、第６
図（ｂ）の車が通過していくよう服 ２つの画像中の物
体が互いに入り組んで前後するような画像の台底ができ
なかっｔも 本発明はかかる点に鑑ム ３次元コンピュータグラフィ
ックスのような奥行きに関する情報をもった画像の動画
を、冗長な処理を行うことなく、連続的に生成・表示す
るような画像表示装置を提供することを目的とする。
するとき、必ずしも常にすべての物体が移動していると
は限らず、また常に始点の位置が移動しているとも限ら
なＬ％ １つ前のフレームと現在のフレームとの間型
物体自体が移動していなく、かつ視点の位置も変化し
ていない場合にはその移動していない物体に対する画像
生成に要する処理は １つ前のフレームのときの処理と
同じになり、改めて処理する必要はなＬ％ しかしな
がら第４図に示しｆ−第１の例の従来の画像表示装置で
（戴 １フレーム中に存在するすべての物体を、毎フレ
ーム入力される毎に 改めて処理し直して画像を生威し
ており、必ずしもすべての物体が移動していない場合衣
視点が固定されている場合には冗長な処理となってい
た また 第５図に示した 第２の例の従来の画像表示装置
で番ヨ 合成の対象としている画像が奥行きに関する
情報をもっていないたへ 一方の画像をもう一方の画像
に対して、常に前に配置する力＼常に後ろに配置するか
α いずれかの台底しかできなかった 例えば 第６図
の（ａ）および（ｂ）に示す２つの画像を台底するとき
、第６図（ｃ）に示すような台底ができなかった 節板
第６図（ａ）の手前の建物と後ろの建物の開を、第６
図（ｂ）の車が通過していくよう服 ２つの画像中の物
体が互いに入り組んで前後するような画像の台底ができ
なかっｔも 本発明はかかる点に鑑ム ３次元コンピュータグラフィ
ックスのような奥行きに関する情報をもった画像の動画
を、冗長な処理を行うことなく、連続的に生成・表示す
るような画像表示装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は前記の課題を解決するために 画像の画素デー
タを格納する第１および第２の２つのフレームバッファ
と、前記第１のフレームバッファに格納されている画像
の各画素毎の奥行きデータを格納する第１の奥行きバッ
ファと、前記第２のフレームバッファに格納されている
画像の各画素毎の奥行きデータを格納する第２の奥行き
バッファと、 １フレーム毎に入力される物体データを
２つのグループに分類し 一方のグループの物体データ
から生成される画像の画素データを前記第１のフレーム
バッファに書き込むと同時に各画素毎の奥行きデータを
前記第１の奥行きバッファに書き込み、 他方のグルー
プの物体データから生成される画像の画素データを前記
第２のフレームバッファに書き込むと同時に各画素毎の
奥行きデータを前記第２の奥行きバッファに書き込む画
像生成回路と、前記第１のフレームバッファと前記第２
のフレームバッファに格納されている画像の画素データ
と前記第１の奥行きバッファと前記第２の奥行きバッフ
ァに格納されている奥行きデータとを読み出し 対応す
る画素毎に奥行きデータを比較してより視点に近い奥行
きデータをもつ方の画素の画素データを選択的に出力す
る画像合成回路とを具備することを特徴とする画像表示
装置であも 作 用 本発明は前記の構成により、前記の画像生成回路によっ
て、入力されてきた物体のデータを移動している物体と
静止している物体の２つのグループに分類し 各々のグ
ループ毎に別々に画像を生成し 前記第１および第２の
２つのフレームバッファに生成された画像の画素データ
を書き込み、前記第１および第２の２つの奥行きバッフ
ァにはそれぞれの画像の画素データに対応する奥行きデ
ータを書き込む。このとき、移動している物体について
はｌフレーム毎に改めて画像を生威し 静止している物
体については視点が１つ前のフレームと比べて移動した
場合に限って画像を生ｔＬ視点が移動していない場合に
は静止している物体についての画像生成処理を行わずに
フレームバッファに格納されている画素データをその
まま保持する。次に 前記画像合成回路は前記の２つの
フレームバッファに格納された画素データと、前記の２
つの奥行きバッファに格納された奥行きデータを読み出
し 移動している物体から生成された画像と静止してい
る物体から生成された画像Ｑ２つの画像の対応する画素
毎に奥行きデータを比較し より視点に近い奥行きデー
タを持つ方の画素の画素データを選択して出力すも 以
上により、静止している物体についての画像生成のため
の冗長な処理が削減でき、更に奥行きバッファに格納さ
れた奥行きデータを用いることにより、移動している物
体の画像と静止している物体の画像を、個々の物体の前
後関係を考慮しながら合成することができも 実施例 第１図は本発明の画像表示装置の一実施例を示すブロッ
ク図であも 第１図において、 １０１は図示されない
外部装置から入力される物体デー久１０２は入力された
物体データ１０１から画像を生成する画像生成回路 １
０３と１０５は画像生成回路１０２で生成された画像の
画素デー久 １０４と１０６は画素データ１０３と１０
５をそれぞれ格納する第１および第２のフレームバッフ
ァ、１０７と１０９は画像生成回路１０２で生成される
奥行きデー久 １０８と第１０は奥行きデータ１０７と
１０９をそれぞれ格納する第１および第２の奥行きバッ
ファ、 第１１は第１のフレームバッファ１０４から読
み出される画素デー久 第１２は第２のフレームバッフ
ァ１０６から読み出される画素デー久 第１３は第１の
奥行きバッファ１０８から読み出される奥行きデー久
第１４は第２の奥行きバッファ第１０から読み出される
奥行きデー久 第１５は読み出した画素データ第１１と
第１２および奥行きデータ第１３と第１４をもとにして
画像を合威し 映像信号に変換して出力する画像生成回
路 第１６は画像合成回路第１５が出力する映像信号
第１７は映像信号を表示するＣＲＴデイスプレィなどの
出力機器であも以上のように構成された本発明の画像表
示装置の動作を以下に説明すも 物体データ１０１ ？
ｉｌフレーム毎に入力されも 画像生成回路１０２は
まず入力された物体データを移動している物体と静止し
ている物体の２つのグループに分類すも 移動している
物体についてＣ友 前記の従来の技術の説明で示した
ように 座標変換 クリッピング隠れ面除去などの画像
生成処理を行１．１ 生成した画像の画素データ１０
３を第１のフレームバッファ１０４ ！、ニー また生
成した画像の各画素毎に対応する奥行きデータ１０７を
第１の奥行きバッファ１０８に格納すも 静止している
物体について４よ もし１つ前のフレームと現在のフレ
ームの間で視点の位置が移動していた場合には 前記の
移動している物体の場合と同様に画像生成処理を行１．
Ｘ、生成した画像の画素データ１０５を第２のフレーム
バッファ１０６に また生成した画像の各画素毎に対応
する奥行きデータ１０９を第２の奥行きバッファ第１０
に格納し もし１つ前のフレームと現在のフレームの間
で視点の位置が移動していなかった場合にＣヨ 画像
生成処理を行わずに 第２のフレームバッファ１０６と
第２の奥行きバッファ第１０に格納されているデータを
更新せずにそのまま保持すも 画像合成回路第１５は第
１および第２のフレームバッファ１０４と１０６に格納
されている画素データ第１１と第１２と、第１および第
２の奥行きレームバッファ１０８と第１０に格納されて
いる奥行きデータ第１３と第１４とを読み出し 画素毎
に対応する奥行きデータ第１３と第１４を比較し より
視点に近い奥行きデータを持つ方の画素の画素データを
選択して映像信号第１６に変換して出力機器第１７に出
力すも 第２図に画像合成回路第１５の一実施例のブロック図を
示す。第２図において、 ２０１は奥行きデータの比較
回路 ２０２は画素データの選択同区 ２０３は選択回
路２０２の選択結果として出力される画素デー久 ２０
４は画素データを出力機器第１７に応じた映像信号第１
６に変換する信号変換同区 ２０５は選択回路２０２を
制御する信号である。なｋ 第１１から第１４は第１
図における画素データおよび奥行きデータに同じもので
あり、 第１６は第１図における映像信号に同じもので
あり、 第１７は第１図における出力機器に同じもので
あａ 第１および第２の奥行きデータ第１３と第１４は
画素毎に比較回路２０１で比較され より視点に近い奥
行きデータを持つ方の画素の画素データを選択するよう
に 選択回路２゜２に制御信号２０５を出力する。選択
回路２０２（よ 制御信号２０５の指示に応じて、入力
された第１および第２の画素データ第１１と第１２のい
ずれか一方を選択し 信号変換回路２０４に出力すも
信号変換回路２０４は入力された画素データ２０４を、
出力機器第１７に応じた映像信号第１６に変換して出力
すも 次に 本発明の画像表示装置の他の実施例を第３図に示
す。第３図において、３０１は２フレーム分の画素デー
タを格納できる容量をもつ第１のフレームバッファ、
３０２は２フレーム分の画素データを格納できる容量を
もつ第２のフレームバッファ、３０３は２フレーム分の
奥行きデータを格納できる容量をもつ第１の奥行きバッ
ファ、 ３０４は２フレーム分の奥行きデータを格納で
きる容量をもつ第２の奥行きバッファであり、 １０１
から１０３まで、 １０５、１０７、１０９、第１１か
ら第１７までは前記の第１図に同じものであも 第１図
に同じ構成要素については説明を省略すも 第１と第２
のフレームバッファ３０１と３０２および第１と第２の
奥行きバッファ３０３と３０４のそれぞれの２フレーム
分の八 一方の１フレーム分をＡｉ 他方の１フレー
ム分をＢ側と、便宜上呼ぶものとすも 画像生成回路１
０２は生成した画像を、第１のフレームバッファ３０１
と第１の奥行きバッファ３０３または第２のフレームバ
ッファ３０２と第２の奥行きバッファ３０４のいずれに
対して格納する際にＬＡ側またはＢ側のいずれかの１フ
レーム分に書き込み、 −万両像合成回路第１５ Ｇｉ
画像生成回路１０２が書き込みを行っていない側の
１フレーム分に格納されている画素データや奥行きデー
タを読み出すようにすも 入力された物体データ１０１
の画像生成処理が終了し 新たな画像が生成されたとき
に限り、各バッファ３０１〜３０４のＡ側とＢ側の役割
を切り替え 次のフレームの処理に移も 但し新しい画
像が生成されず、フレームバッファと奥行きバッファに
格納されているデータがそのまま保持された場合には切
り替えは行わな（１な叙 本発明の実施例の画像生成回
路における処理の説明で、入力された物体データをまず
最初に 移動している物体と静止している物体の２つの
グループに完全に分けてか板 各々のグループ毎に画像
生成処理を行うように説明している力匁必ずしもこの限
りではな（１人力されてくる物体データを、移動してい
る物体か静止している物体かを判別しなか板 個々の物
体毎に逐次的に画像生成処理を行っていっても何等差し
支えはなＬ〜また 本発明の実施例の画像生成回路にお
ける隠れ面除去の方法ＧＥＬ 必ずしもＺバッファ法
に限らず、その他の隠れ面除去方法を用いて画素データ
と奥行きデータを生成してもよ（を 発明の効果 以上述べてきたように 本発明によれば３次元コンピュ
ータグラフィックス画像の動画を連続的に生成・表示す
る際に 静止している物体についての画像生成処理を、
必ずしも毎フレーム行う必要がないたム 画像生成に要
する処理時間の短縮が図れ 画像生成の高速化における
効果は犬であム
タを格納する第１および第２の２つのフレームバッファ
と、前記第１のフレームバッファに格納されている画像
の各画素毎の奥行きデータを格納する第１の奥行きバッ
ファと、前記第２のフレームバッファに格納されている
画像の各画素毎の奥行きデータを格納する第２の奥行き
バッファと、 １フレーム毎に入力される物体データを
２つのグループに分類し 一方のグループの物体データ
から生成される画像の画素データを前記第１のフレーム
バッファに書き込むと同時に各画素毎の奥行きデータを
前記第１の奥行きバッファに書き込み、 他方のグルー
プの物体データから生成される画像の画素データを前記
第２のフレームバッファに書き込むと同時に各画素毎の
奥行きデータを前記第２の奥行きバッファに書き込む画
像生成回路と、前記第１のフレームバッファと前記第２
のフレームバッファに格納されている画像の画素データ
と前記第１の奥行きバッファと前記第２の奥行きバッフ
ァに格納されている奥行きデータとを読み出し 対応す
る画素毎に奥行きデータを比較してより視点に近い奥行
きデータをもつ方の画素の画素データを選択的に出力す
る画像合成回路とを具備することを特徴とする画像表示
装置であも 作 用 本発明は前記の構成により、前記の画像生成回路によっ
て、入力されてきた物体のデータを移動している物体と
静止している物体の２つのグループに分類し 各々のグ
ループ毎に別々に画像を生成し 前記第１および第２の
２つのフレームバッファに生成された画像の画素データ
を書き込み、前記第１および第２の２つの奥行きバッフ
ァにはそれぞれの画像の画素データに対応する奥行きデ
ータを書き込む。このとき、移動している物体について
はｌフレーム毎に改めて画像を生威し 静止している物
体については視点が１つ前のフレームと比べて移動した
場合に限って画像を生ｔＬ視点が移動していない場合に
は静止している物体についての画像生成処理を行わずに
フレームバッファに格納されている画素データをその
まま保持する。次に 前記画像合成回路は前記の２つの
フレームバッファに格納された画素データと、前記の２
つの奥行きバッファに格納された奥行きデータを読み出
し 移動している物体から生成された画像と静止してい
る物体から生成された画像Ｑ２つの画像の対応する画素
毎に奥行きデータを比較し より視点に近い奥行きデー
タを持つ方の画素の画素データを選択して出力すも 以
上により、静止している物体についての画像生成のため
の冗長な処理が削減でき、更に奥行きバッファに格納さ
れた奥行きデータを用いることにより、移動している物
体の画像と静止している物体の画像を、個々の物体の前
後関係を考慮しながら合成することができも 実施例 第１図は本発明の画像表示装置の一実施例を示すブロッ
ク図であも 第１図において、 １０１は図示されない
外部装置から入力される物体デー久１０２は入力された
物体データ１０１から画像を生成する画像生成回路 １
０３と１０５は画像生成回路１０２で生成された画像の
画素デー久 １０４と１０６は画素データ１０３と１０
５をそれぞれ格納する第１および第２のフレームバッフ
ァ、１０７と１０９は画像生成回路１０２で生成される
奥行きデー久 １０８と第１０は奥行きデータ１０７と
１０９をそれぞれ格納する第１および第２の奥行きバッ
ファ、 第１１は第１のフレームバッファ１０４から読
み出される画素デー久 第１２は第２のフレームバッフ
ァ１０６から読み出される画素デー久 第１３は第１の
奥行きバッファ１０８から読み出される奥行きデー久
第１４は第２の奥行きバッファ第１０から読み出される
奥行きデー久 第１５は読み出した画素データ第１１と
第１２および奥行きデータ第１３と第１４をもとにして
画像を合威し 映像信号に変換して出力する画像生成回
路 第１６は画像合成回路第１５が出力する映像信号
第１７は映像信号を表示するＣＲＴデイスプレィなどの
出力機器であも以上のように構成された本発明の画像表
示装置の動作を以下に説明すも 物体データ１０１ ？
ｉｌフレーム毎に入力されも 画像生成回路１０２は
まず入力された物体データを移動している物体と静止し
ている物体の２つのグループに分類すも 移動している
物体についてＣ友 前記の従来の技術の説明で示した
ように 座標変換 クリッピング隠れ面除去などの画像
生成処理を行１．１ 生成した画像の画素データ１０
３を第１のフレームバッファ１０４ ！、ニー また生
成した画像の各画素毎に対応する奥行きデータ１０７を
第１の奥行きバッファ１０８に格納すも 静止している
物体について４よ もし１つ前のフレームと現在のフレ
ームの間で視点の位置が移動していた場合には 前記の
移動している物体の場合と同様に画像生成処理を行１．
Ｘ、生成した画像の画素データ１０５を第２のフレーム
バッファ１０６に また生成した画像の各画素毎に対応
する奥行きデータ１０９を第２の奥行きバッファ第１０
に格納し もし１つ前のフレームと現在のフレームの間
で視点の位置が移動していなかった場合にＣヨ 画像
生成処理を行わずに 第２のフレームバッファ１０６と
第２の奥行きバッファ第１０に格納されているデータを
更新せずにそのまま保持すも 画像合成回路第１５は第
１および第２のフレームバッファ１０４と１０６に格納
されている画素データ第１１と第１２と、第１および第
２の奥行きレームバッファ１０８と第１０に格納されて
いる奥行きデータ第１３と第１４とを読み出し 画素毎
に対応する奥行きデータ第１３と第１４を比較し より
視点に近い奥行きデータを持つ方の画素の画素データを
選択して映像信号第１６に変換して出力機器第１７に出
力すも 第２図に画像合成回路第１５の一実施例のブロック図を
示す。第２図において、 ２０１は奥行きデータの比較
回路 ２０２は画素データの選択同区 ２０３は選択回
路２０２の選択結果として出力される画素デー久 ２０
４は画素データを出力機器第１７に応じた映像信号第１
６に変換する信号変換同区 ２０５は選択回路２０２を
制御する信号である。なｋ 第１１から第１４は第１
図における画素データおよび奥行きデータに同じもので
あり、 第１６は第１図における映像信号に同じもので
あり、 第１７は第１図における出力機器に同じもので
あａ 第１および第２の奥行きデータ第１３と第１４は
画素毎に比較回路２０１で比較され より視点に近い奥
行きデータを持つ方の画素の画素データを選択するよう
に 選択回路２゜２に制御信号２０５を出力する。選択
回路２０２（よ 制御信号２０５の指示に応じて、入力
された第１および第２の画素データ第１１と第１２のい
ずれか一方を選択し 信号変換回路２０４に出力すも
信号変換回路２０４は入力された画素データ２０４を、
出力機器第１７に応じた映像信号第１６に変換して出力
すも 次に 本発明の画像表示装置の他の実施例を第３図に示
す。第３図において、３０１は２フレーム分の画素デー
タを格納できる容量をもつ第１のフレームバッファ、
３０２は２フレーム分の画素データを格納できる容量を
もつ第２のフレームバッファ、３０３は２フレーム分の
奥行きデータを格納できる容量をもつ第１の奥行きバッ
ファ、 ３０４は２フレーム分の奥行きデータを格納で
きる容量をもつ第２の奥行きバッファであり、 １０１
から１０３まで、 １０５、１０７、１０９、第１１か
ら第１７までは前記の第１図に同じものであも 第１図
に同じ構成要素については説明を省略すも 第１と第２
のフレームバッファ３０１と３０２および第１と第２の
奥行きバッファ３０３と３０４のそれぞれの２フレーム
分の八 一方の１フレーム分をＡｉ 他方の１フレー
ム分をＢ側と、便宜上呼ぶものとすも 画像生成回路１
０２は生成した画像を、第１のフレームバッファ３０１
と第１の奥行きバッファ３０３または第２のフレームバ
ッファ３０２と第２の奥行きバッファ３０４のいずれに
対して格納する際にＬＡ側またはＢ側のいずれかの１フ
レーム分に書き込み、 −万両像合成回路第１５ Ｇｉ
画像生成回路１０２が書き込みを行っていない側の
１フレーム分に格納されている画素データや奥行きデー
タを読み出すようにすも 入力された物体データ１０１
の画像生成処理が終了し 新たな画像が生成されたとき
に限り、各バッファ３０１〜３０４のＡ側とＢ側の役割
を切り替え 次のフレームの処理に移も 但し新しい画
像が生成されず、フレームバッファと奥行きバッファに
格納されているデータがそのまま保持された場合には切
り替えは行わな（１な叙 本発明の実施例の画像生成回
路における処理の説明で、入力された物体データをまず
最初に 移動している物体と静止している物体の２つの
グループに完全に分けてか板 各々のグループ毎に画像
生成処理を行うように説明している力匁必ずしもこの限
りではな（１人力されてくる物体データを、移動してい
る物体か静止している物体かを判別しなか板 個々の物
体毎に逐次的に画像生成処理を行っていっても何等差し
支えはなＬ〜また 本発明の実施例の画像生成回路にお
ける隠れ面除去の方法ＧＥＬ 必ずしもＺバッファ法
に限らず、その他の隠れ面除去方法を用いて画素データ
と奥行きデータを生成してもよ（を 発明の効果 以上述べてきたように 本発明によれば３次元コンピュ
ータグラフィックス画像の動画を連続的に生成・表示す
る際に 静止している物体についての画像生成処理を、
必ずしも毎フレーム行う必要がないたム 画像生成に要
する処理時間の短縮が図れ 画像生成の高速化における
効果は犬であム
第１図は本発明の画像表示装置の一実施例の構成を示す
ブロック阻 第２図は本発明の画像表示装置を構成する
画像合成回路の一実施例を示すブロック阻 第３図は本
発明の画像表示装置の他の実施例の構成を示すブロック
は 第４図は従来の画像表示装置の第１の例の構成を示
すブロックは第５図は従来の画像表示装置の第２の例の
構成を示すブロック阻 第６図は従来の画像表示装置の
課題を説明するための画像例を示す図であも１０１・・
・物体デー久 １０２・・・画像生成回路１０３、１０
５・・・画素デー久 １０７、１０９・・・奥行きデー久 １０４・・・ｊｌｌのフレームバッファ、１０６・・・
第２のフレームバッファ、１０８・・・第１の奥行きバ
ッファ、 第１０・・・第２の奥行きバッファ、 第１１、第１２・・・画素デー久 第１３、第１４・・・奥行きデー久 第１５・・・画像台底回１ｉ 第１６・・・映像信号
第１７・・・出力機器 ２０１・・・比較同区 ２０２・・・選択同区２０３・
・・画素デー久 ２０４・・・信号変換回区２０５・・
・選択回路制御信号 ３０１・・・第１のフレームバッファ、３０２・・・第
２のフレームバッファ、３０３・・・第１の奥行きバッ
ファ、 ３０４・・・第２の奥行きバッファ。
ブロック阻 第２図は本発明の画像表示装置を構成する
画像合成回路の一実施例を示すブロック阻 第３図は本
発明の画像表示装置の他の実施例の構成を示すブロック
は 第４図は従来の画像表示装置の第１の例の構成を示
すブロックは第５図は従来の画像表示装置の第２の例の
構成を示すブロック阻 第６図は従来の画像表示装置の
課題を説明するための画像例を示す図であも１０１・・
・物体デー久 １０２・・・画像生成回路１０３、１０
５・・・画素デー久 １０７、１０９・・・奥行きデー久 １０４・・・ｊｌｌのフレームバッファ、１０６・・・
第２のフレームバッファ、１０８・・・第１の奥行きバ
ッファ、 第１０・・・第２の奥行きバッファ、 第１１、第１２・・・画素デー久 第１３、第１４・・・奥行きデー久 第１５・・・画像台底回１ｉ 第１６・・・映像信号
第１７・・・出力機器 ２０１・・・比較同区 ２０２・・・選択同区２０３・
・・画素デー久 ２０４・・・信号変換回区２０５・・
・選択回路制御信号 ３０１・・・第１のフレームバッファ、３０２・・・第
２のフレームバッファ、３０３・・・第１の奥行きバッ
ファ、 ３０４・・・第２の奥行きバッファ。
Claims (4)
- （１）画像の画素データを格納する第１および第２の２
つのフレームバッファと、前記第１のフレームバッファ
に格納されている画像の各画素毎の奥行きデータを格納
する第１の奥行きバッファと、前記第２のフレームバッ
ファに格納されている画像の各画素毎の奥行きデータを
格納する第２の奥行きバッファと、１フレーム毎に入力
される物体データを２つのグループに分類し、一方のグ
ループの物体データから生成される画像の画素データを
前記第１のフレームバッファに書き込むと同時に各画素
毎の奥行きデータを前記第１の奥行きバッファに書き込
み、他方のグループの物体データから生成される画像の
画素データを前記第２のフレームバッファに書き込むと
同時に各画素毎の奥行きデータを前記第２の奥行きバッ
ファに書き込む画像生成回路と、前記第１のフレームバ
ッファと前記第２のフレームバッファに格納されている
画像の画素データと前記第１の奥行きバッファと前記第
２の奥行きバッファに格納されている奥行きデータとを
読み出し、対応する画素毎に奥行きデータを比較してよ
り視点に近い奥行きデータをもつ方の画素の画素データ
を選択的に出力する画像合成回路とを具備することを特
徴とする画像表示装置。 - （２）物体データが、個々の物体毎に移動している物体
か静止している物体かを識別する情報を有し、画像生成
回路が、１フレーム毎に入力される物体のデータを、移
動している物体と静止している物体の２つのグループに
分類し、移動している物体のグループの物体データから
生成される画像の画素データを前記第１のフレームバッ
ファに書き込むと同時に各画素毎の奥行きデータを前記
第１の奥行きバッファに書き込み、静止している物体の
グループの物体データから生成される画像の画素データ
を前記第２のフレームバッファに書き込むと同時に各画
素毎の奥行きデータを前記第２の奥行きバッファに書き
込むことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。 - （３）物体データが、個々の物体毎に移動している物体
か静止している物体かを識別する情報を有し、画像生成
回路が、１フレーム毎に入力される物体のデータを移動
している物体と静止している物体の２つのグループに分
類し、移動している物体のグループの物体データから生
成される画像の画素データを前記第１のフレームバッフ
ァに書き込むと同時に各画素毎の奥行きデータを前記第
１の奥行きバッファに書き込み、１つ前のフレームと現
在のフレームとの間で視点が移動したときに限り静止し
ている物体のグループの物体データから生成される画像
の画素データを前記第２のフレームバッファに書き込む
と同時に各画素毎の奥行きデータを前記第２の奥行きバ
ッファに書き込み、１つ前のフレームと現在のフレーム
との間で視点が移動しなかったときは静止している物体
のグループの物体データから新たな画像を生成せず前記
第２のフレームバッファに格納されている画像の画素デ
ータと前記第２の奥行きバッファに格納されている奥行
きデータをそのまま保持することを特徴とする請求項１
記載の画像表示装置。 - （４）第１および第２の２つフレームバッファと第１お
よび第２の２つの奥行きバッファが、それぞれ２フレー
ム分の画素データおよび奥行きデータを格納できる容量
をもち、２フレーム分のバッファのうちの一方の１フレ
ーム分の容量のバッファを前記画像生成回路からの画素
データおよび奥行きデータの書き込み専用とし、他方の
１フレーム分の容量のバッファを前記画像合成回路への
画素データおよび奥行きデータの読み出し専用とし、１
フレーム毎に新たな画像が生成されたときに限り書き込
み専用側のバッファと読み出し専用側のバッファとを切
り替え、新たな画像が生成されなかったときには書き込
み専用側のバッファと読み出し専用側のバッファとを切
り替えずに用いることを特徴とする請求項１記載の画像
表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2086508A JPH03286271A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2086508A JPH03286271A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03286271A true JPH03286271A (ja) | 1991-12-17 |
Family
ID=13888922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2086508A Pending JPH03286271A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03286271A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002092627A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Namco Ltd | ゲーム装置、及び情報記憶媒体 |
| JP2002279442A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Sony Corp | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| JP2009111935A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-21 | Sun Corp | 二次元画像の合成技術 |
| JP2014505954A (ja) * | 2011-02-18 | 2014-03-06 | トムソン ライセンシング | 仮想環境における隠蔽の推定方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61290486A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | 日本電気株式会社 | 表示制御装置 |
| JPS62172469A (ja) * | 1986-01-25 | 1987-07-29 | Fujitsu Ltd | 連続画像処理システム |
| JPH0239385A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Yokogawa Medical Syst Ltd | ３次元画像処理装置 |
| JPH0259981A (ja) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Yokogawa Medical Syst Ltd | ３次元画像処理装置 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2086508A patent/JPH03286271A/ja active Pending
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| JP2002279442A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Sony Corp | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| JP2009111935A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-21 | Sun Corp | 二次元画像の合成技術 |
| JP2014505954A (ja) * | 2011-02-18 | 2014-03-06 | トムソン ライセンシング | 仮想環境における隠蔽の推定方法 |
| US9406165B2 (en) | 2011-02-18 | 2016-08-02 | Thomson Licensing | Method for estimation of occlusion in a virtual environment |
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