JPH0371378A - 透明感表示方法およびその装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は透明感表示方法およびその装置に関し、さら
に詳細にいえば、透明感ポリゴンを予め奥行き方向にソ
ートしておくことなく奥側から順次描画することにより
高品質に透明感の表示を行なう新規な透明感表示方法お
よびその装置に関する。

〈従来の技術、および発明が解決しようとする課題〉 従来から３次元グラフィック・デイスプレィ装置におい
ては、表示図形の立体的表現を行なうために、シェーデ
ィング機能を具備している。

上記シェーディング機能としては、直線補間を行なう場
合に、輝度値をも補間することが原始的な方法として採
用されていたが、描画図形の境界においてスジが発生し
、不自然な立体的表現となってしまうので、最近では、
描画図形の法線ベクトルを基にして輝度演算を行なうフ
ォア・シェーディング（Ｐ　ｈｏｎｇ　　Ｓ　ｈａｄｉ
ｎｇ）機能が採用されるようになっている。

このフォア・シェーディング処理は、複数の透明面が存
在する場合に、各透明面に対応する図形データを、不透
明面を描画した後、順次奥行き順に描画してゆくことに
より、最終的に自然な立体的表現を行なうことができる
のである。

上記フォン◆シェーディング機能においては、セグメン
ト毎に予め設定された順序で描画するのであるから、上
記順序が不透明面から最も手前の透明面に向かうように
設定されていれば、各セグメントを順次描画するのみで
正確な輝度値を算出することができる。

しかし、インテリジェントな３次元グラフィック・デイ
スプレィ装置においては、予め各セグメントの描画、順
序を設定しておいても、向う側から手前側に向かって順
次各セグメントを描画してゆくε仮定した場合の描画順
序と同じ順序になるという保証が全くないという問題が
ある。

さらに詳細に説明すると、透明面が重なり合っていて、
しかも当初の描画順序が、第５図に示すように不透明面
（４１〉から透明面（４２）、透明面（４３）に向かっ
て、即ち手前側に向かって順次描画するように設定され
ていたとしても、図形を回転させた場合等においては、
図形の描画順序は必ずしも奥行き順とは一致しなくなる
のである。上記不透明面（４１）の輝度値を１１、透明
面（４２）（４３）の輝度値を１２．　Ｉ　３．透明面
（４２）（４３）の透過率をｅ　２．　ｅ　３゜目に見
える正しい輝度値を１とすれば、第５図の場合には、 ｌ−１３＋ｅ３　　（１２＋ｅ２１１　）となる。

奥行き順に描画されている場合には、不透明面（４１）
、透明面（４２）（４３）の順に描画されるのであるか
ら、各面を描画する毎に既に演算されメモリに格納され
ている輝度値と、描画しようとする面の輝度値とから新
たな輝度値を求め、メモリに格納するだけでよい。

メモリに格納されている輝度値をＩＭ、不透明面（４１
〉の透過率をｅｌ　−”０とすれば、ＩＮ−Ｉｆ　＋ｅ
ｌ　ＩＭ ＩＮ−１２＋ｅ２　ＩＮ ＩＮ　＝Ｉ３　＋ｅ３　ＩＮ のように同じ処理（ＩＭ＝Ｉｉ　＋ｅｉ　　ＩＮ）を繰
返すことによって最終的にＩＮは正しい輝度値Ｉと等し
い値になる。

しかし、描画順序が奥行き順でない場合には、例えば、
不透明面（４１）、透明面（４３）（４２）の順に描画
することがあり、正しい輝度値Ｉが ｌ−Ｉ３　＋ｅ３　　（Ｉ２　＋ｅ２　Ｉｆ　）によっ
て得られることを考えてみれば、奥行き順に描画されて
いる場合と違って、同じ処理の繰返しによっては正しい
輝度値を得ることができない。

即ち、 ＩＮ　＝１１　＋ｅｌ　　ｌＮ ｌＮ−Ｉ３　＋ｅ３　　ＩＭ ＩＮ−Ｉ２　＋ｅ２１Ｍ の順に処理を繰返した場合には、最終的に得られる輝度
値ＩＭは、 ｌＮ−１２＋ｅ２　　（１３＋ｅ３　ＩＩ　）となり、 １−１８　＋ｅ３　　（１２＋６２　１１）により得ら
れる輝度値とは一致しないことになる。

したがって、描画順序と奥行き順序とが一致するという
保証がない場合には、透明面同士の重なりの数だけ２バ
ツフアを用意しておき、全ての面に属する全ての画素に
対するｚ値を格納した後、画素毎に格納した２値を基に
輝度値の演算順序を定めなくてはならない。

この結果、各面の輝度値や透過率を保持しておくための
大容量の専用メモリが必要であり、しかもメモリ数が、
面と面の重なりの数だけ必要になり、構成が複雑化する
とともにコストアップの原因になるという問題がある。

そして、以上のようにして透明面の数だけ専用メモリを
準備していても座標変換が施された状態によっては、第
６図（Ｂ）に見られるような透明面の場合には、同一面
であっても重なりを生じる場合と生じない場合とがあり
、重なりを生じる場合には、その透明面を重なりがなく
なるように分割しなければならない。即ち、上記専用メ
モリにはかなりの冗長性が必要であり、かつ、分割のた
めに複雑な処理が必要になるという問題がある。

さらには、メモリの数により定まる枚数以内の透明面が
重なり合った状態での処理を行なうことができるのみで
あり、拡張性が乏しいのみならず、メモリの利用効率が
低くなるという問題がある。

したがって、上記の問題を解決するために、全ての透明
面を奥行き方向に並べかえる２ソーテイング処理をソフ
トウェアにより行なうことが考えられているが、２ソー
テイング処理を行なうための所要時間が長くなり、全体
としてフォンシェーディング所要時間が長くなってしま
うという問題がある。

この点を考慮して本件特許出願人は、与えられた全ポリ
ゴンについてデプス・バッファ・アルゴリズムを用いた
ぬりつぶし描画を行ない、全てのピクセルが隠面処理さ
れることなく描画されたポリゴンを全可視ポリゴンとし
て抽出するとともに、描画プライオリティを付与し、次
いで、全可視ポリゴンを除く全てのポリゴンについて再
びデプス・バッファ・アルゴリズムを用いたぬりつぶし
描画を行なって全可視ポリゴンの抽出および描画プライ
オリティの付与を行ない、全てのポリゴンについて描画
プライオリティが付与されるまで上記の処理を反復し、
最終的に得られた描画プライオリティに基づいて定まる
順序でポリゴンの描画を行なう方法を特許出願した（特
開昭６３−８０３７８号公報参照）。

この方法によれば、ソート用に特別のメモリを用いるこ
となく、シかもソフトウェアによりソートを行なう場合
と比較して著しく高速に各ポリゴンについて描画プライ
オリティを付与することができ、この結果、高品質の透
明ポリゴン描画を行なうことができる。

しかし、全可視ポリゴンとして抽出されるためにはポリ
ゴンの全てのピクセルが隠面処理されることなく描画さ
れなければならないのであるから、サーフェス（特に回
転体）等を発生した場合の頂点誤差、凹ポリゴンの台形
分割に伴なうエツジ部分の交差等（第６図（Ａ）参照）
が発生すれば、ポリゴンの一部が隠面処理されてしまい
、この結果、全可視ポリゴンとして抽出されなくなって
しまう可能性がある。また、もともとから交差している
ポリゴンが存在すれば、全可視ポリゴンの抽出が不可能
である。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
頂点誤差、エツジ部分の交差、交差ポリゴンの存在に拘
らず高品質の透明感表示方法およびその装置を提供する
ことを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を連成するための、この発明の透明感表示方
法は、ピクセル単位で複数の透明感ポリゴンのうち最も
奥側の奥行き値を奥行き値保持手段に格納し、次いで、
同じ複数の透明感ポリゴンについて、奥行き値保持手段
に既に格納されている奥行き値よりも手前側で、かつ最
も奥側の奥行き値を冗なる奥行き値保持手段に格納する
とともに、既に格納されている奥行き値と等しい奥行き
値のピクセルについて透明感表示値を生成し、異なる奥
行き値保持手段に奥行き値が格納されなくなるまで異な
る奥行き値保持手段への奥行き値の格納および透明感表
示値の生成を反復する方法である。

但し、不透明ポリゴンが存在する場合に、ピクセル単位
で複数の透明感ポリゴンのうち最も奥側の奥行き値を奥
行き値格納手段に格納する前に、不透明ポリゴン同士の
手前側優先の隠面処理を施しながら不透明ポリゴンの奥
行き値を異なる奥行き値格納手段に格納することが好ま
しい。

また、１対の奥行き値格納手段を有しており、一方を比
較対象となる奥行き値を格納する奥行き値格納手段とし
た場合に、他方を比較結果に基づいて新たな奥行き値を
格納する奥行き値格納手段とすべく各奥行き値格納手段
の役割を交互に交替させることが好ましい。

上記の目的を達成するための、この発明の透明感表示装
置は、奥側優先でピクセル単位の奥行き値を保持する１
対の奥行き値保持手段と、１対の奥行き値保持手段を比
較対象用と新たな奥行き値書き込み用とに選択的に制御
する選択制御手段と、ピクセル単位の奥行き値を比較対
象用の奥行き値保持手段に格納されている奥行き値と比
較する比較手段と、比較対象用の奥行き値よりも手前側
であると判別された場合にのみピクセル単位の奥行き値
を奥行き値書込み用の奥行き値保持手段に供給する選択
手段と、比較対象用の奥行き値と一致すると判別された
場合にのみピクセル単位で透明感表示値を生成する表示
値生成手段と、描画対象となる全ての透明感ポリゴンに
ついて、奥行き値書込み用の奥行き値保持手段に対する
奥行き値の書込みが行なわれなくなるまで選択！１１ｇ
ｆＪ手段、比較手段および選択手段の動作を反復させる
制御手段とを具備している。

く作用〉 以上の透明感表示方法であれば、複数の透明感ポリゴン
についてピクセル単位でかつ奥側優先で奥行き値を一方
の奥行き値保持手段に格納し、しかもこの場合に他の奥
行き値保持手段に既に格納されている奥行き値との大小
関係を判別して手前側であると判別された場合にのみ奥
行き値を格納するようにしているとともに、一致すると
判別された場合には透明感表示値を生成するのであるか
ら、ポリゴン単位での奥行き方向のソートを行なう必要
がなく、高品質に透明感表示値を全てのピクセルについ
て得ることができる。そして、以上の一連の処理を必要
回数だけ行なうことにより複数の透明感ポリゴンの相対
配置、交差の有無等に拘らずピクセル単位で奥側から順
次透明感表示値を生成し、最終的に得られた透明感表示
値に基づいて高品質の透明感表示を達成できる。

そして、不透明ポリゴンが存在する場合には、不透明ポ
リゴンをも含めて上記の処理を行なうと不自然な表示に
なってしまう可能性があるが、不透明ポリゴンのみを予
め描画しておき、その後、透明感ポリゴンについてのみ
上記の処理を行なうことにより、不透明ポリゴンが混在
している状態での高品質の透明感表示を達成できる。

また、１対の奥行き値格納手段を有しており、一方を比
較対象となる奥行き値を格納する奥行き値格納手段とし
た場合に、他方を比較結果に基づいて新たな奥行き値を
格納する奥行き値格納手段とすべく各奥行き値格納手段
の役割を交互に交替させる場合には、透明感ポリゴンの
数、交差状態等に影響されることなく奥行き値保持手段
の数を必要最少限にすることができる。

以上の構成の透明感表示装置であれば、先ず、全ての透
明感ポリゴンについて奥側優先でピクセル単位の奥行き
値を一方の奥行き値保持手段に保持させる。次いで、全
ての透明感ポリゴンについて上記一方の奥行き値保持手
段に保持されている奥行き値を基準として比較手段によ
り手前側か奥側か一致するかが判別され、手前側である
と判別されたピクセルについてのみ奥行き値を他方の奥
行き値格納手段に保持させるとともに、一致すると判別
されたピクセルについてのみ先行する表示値を基準とし
て表示値生成手段により透明感表示値を生成する。その
後は、選択制御手段により、最新に奥行き値が書込まれ
た奥行き値保持手段を比較対象用とし、他方を書込み用
とし、再び上記一連の処理を反復する。上記奥行き値保
持手段の切替えおよび一連の処理を、書込み用の奥行き
値保持手段に奥行き値が書込まれなくなるまで反復する
ことにより、全てのピクセルについて透明感表示値を生
成できるので、その後は最終的に生成された透明感表示
値に基づいて透明感の表示を行なうことができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の透明感表示方法の一実施例を示すフ
ローチャートであり、ステップのにおいて不透明ポリゴ
ンが存在するか否かを判別し、不透明ポリゴンが存在す
ると判別された場合にはステップ■において手前側を優
先する通常の隠面処理を施しながら不透明ポリゴンを一
方のデプス・バッファ（ＺＢＦＡ）に格納する。そして
、ステップ■において不透明ポリゴンが存在しないと判
別された場合またはステップ■の処理が終了した場合に
は、ステップ■において１対のデプス・バ”／７７　（
ＺＢＦＡ）（ＺＢＦＢ）を奥側を優先する隠面処理モー
ドに設定し、ステップ■において全ての透明感ポリゴン
について画素データを生成し、ステップ■において、生
成されたピクセル単位の奥行き値がデプス・バッファ（
ＺＢＦＡ）に格納されている奥行き値よりも手前側であ
るか否かを判別し、手前側であると判別された場合には
ステップ■において該当するピクセルの奥行き値をデプ
ス・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）に書込む。尚、透明感
ピクセルが存在していない部分については最も手前側に
相当する奥行き値が書込まれる。そして、ステップ■に
おいて手前側ではない′と判別された場合またはステッ
プ■の処理が行なわれた場合にはステップ■において全
ての透明感ポリゴンについて処理が終了したか否かを判
別し、終了していないと判別された場合には、再びステ
ップ■の処理を行なう。したがって、ステップ■におい
て全ての透明感ポリゴンについて処理が終了したと判別
された時点では、不透明ポリゴンとオーバーラツプする
領域について不透明ポリゴンより手前側でかつ最も奥側
のピクセルがデプス◆バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）に書
込まれ、不透明ポリゴンとオーバーラツプしない領域に
ついては単に最も奥側のピクセルがデプス◆バッファ（
Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）に書込まれ、不透明ポリゴンおよび透
明感ポリゴンの何れともオーバーラツプしない領域につ
いては最も手前側に相当する奥行き値が書込まれている
。

次いで、ステップ■において再び全ての透明感ポリゴン
について画素データを生成し、ステップ■において、生
成されたピクセル単位の奥行き値がデプス・バッファ（
Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）に格納されている奥行き値と一致する
か否かを判別し、一致していると判別された場合には、
ステップ［株］において、既に得られている輝度値およ
び該当するピクセルが属する透明感ポリゴンの透過率等
に基づいて透明感輝度計算を行なってフレーム・メモリ
に得うれた輝度値Ｃｏｌを格納する。具体的には、例え
ば、Ｃｏ１−Ｃｒｒ−Ｔ＋Ｃｅａｅ（１−Ｔ）　＋Ｃｒ
ｌ’（但し、Ｃｆ’ｒはフレーム・メモリに格納されて
いる色、Ｃｃａは鏡面反射光以外の輝度値、Ｃｒｆは鏡
面反射光の輝度値、Ｔは透明面の透過率）の計算式、ま
たは従来例と同様の計算式に基づく透明感輝度計算を行
なう。そして、ステップ■において全ての透明感ポリゴ
ンについて処理が終了したか否かを判別し、終了してい
ないと判別された場合には、再びステップ■の処理を行
なう。逆に、ステップ■において一致していないと判別
された場合には、ステップ■において、生成されたピク
セル１１１位の奥行き値がデプス・バッファ（ＺＢＦＢ
）に格納されている奥行き値よりも手前側であるか否か
を判別し、手前側であると判別された場合にはステップ
＠において該当するピクセルの奥行き値をデプス・バッ
ファ（ＺＢＦＡ）に書込む。尚、透明感ピクセルが存在
していない部分についてはステップ■と同様に、最も手
前側に相当する奥行き値が書込まれる。そして、ステッ
プ＠において手前側ではないと判別された場合には、ス
テップ■の判別を行なう。上記ステップ■において全て
の透明感ポリゴンについて処理が終了したと判別された
場合にはステップ■において、デプス・バッファ（ＺＢ
ＦＡ）に透明感ポリゴンを構成するピクセルの描画が全
く行なわれなかったか否かに基づいて透明感表示が終了
したか否かを判別し、終了していないと判別された場合
には、ステップ■においてデプス・バッファ（ＺＢＦＡ
）（ＺＢＦＡ）の役割を入替え、再びステップ■の処理
を行なう。上記ステップ■において透明感表示が終了し
たと判別された場合には一連の処理を終了する。

第２図に示す具体例に基づいて透明感表示処理を詳細に
説明する。

第２図（Ａ）は不透明な円柱（Ａ）が井桁状に交差する
４枚の透明感ポリゴン（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）が囲ん
でいる状態を示している。

この場合には、先ずステップ■において円柱（Ａ）のみ
が通常の隠面処理を施された状態でデプス◆バッファ（
Ｚ　Ｂ　ＦＡ）に書込まれる（第２図（Ｂ）参照）。尚
、円柱（Ａ）の輝度値はフレーム・バッファに書込まれ
る。次いで、両デプス・バッファ　（ＺＢＦＡ）（ＺＢ
ＦＢ）が奥側優先の隠面処理モードに切替えられるとと
もに、デプス・バッファ（ＺＢＦＡ）に格納されている
奥行き値が比較対象用として使用されるのであるから、
円柱（Ａ）とオーバーラツプする部分については円柱（
Ａ）よりも手前側でかつ最も奥側のピクセルのみがデプ
ス・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）に書込まれ（第２図（
Ｃ）中領域（Ｒ１）参照、円柱（Ａ）とオーバーラツプ
しない透明感ポリゴン（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）につい
ては最も奥側のピクセルのみがデプス・バッファ（Ｚ　
Ｂ　Ｆ　Ｂ）に書込まれる（第２図（Ｃ）中領域（Ｒ２
）　　（Ｒ３）（Ｒ４）　　（Ｒ５）参照）。そして、
残余の領域については最も手前側に対応する奥行き値が
デプス・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）に書込まれる（第
２図（Ｃ）中領域（Ｒｅ　）　　（Ｒ７）参照）。その
後、再び透明感ポリゴンの描画が行なわれるのであるが
、デプス・バッファ　（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）の内容が比較
対象として用いられるのであるから、第２図（Ｄ）に示
すように、上記領域（Ｒ１）　（Ｒ２）　　（Ｒ３）（
Ｒ４）　　（Ｒ５）に対応するすぐ手前側の領域（Ｒ１
１）　　（Ｒ１２）　　（Ｒ１３）　　（Ｒ１４）　　
（Ｒ１５）がデプス・バッファ（ＺＢＦＡ）に書込まれ
る。尚、領域（ＲＩＢ）　　（ＲＩ７）については上記
領域（Ｒ６）（Ｒ７）と同一である。そして、デプス・
バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）の内容と一致するピクセル
については透明感輝度計算が行なわれ、フレーム・メモ
リに輝度値が書込まれる。次には、再びフレーム・バッ
ファ（ＺＢＦＡ）の内容が比較対象として使用されるの
であるから、第２図（Ｅ）に示すように、領域（Ｒ１４
）　　（Ｒ１５）に対応するすぐ手前の６Ｊｊ域（Ｒ２
４）　　（Ｒ２５）がデプス・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　
Ｂ）に書込まれる。尚、残余の領域については最も手前
側に対応する奥行き値がデプス・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ
　Ｂ）に書込まれる。そして、デプス・バッファ（ＺＢ
ＦＡ）の内容と一致するピクセルについては透明感輝度
計算が行なわれ、フレーム・メモリに輝度値が書込まれ
る。その後は、フレーム・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）
の内容が比較対象として使用されるのであるから、第２
図（Ｆ）に示すように、領域（Ｒ２４）　　（Ｒ２５）
に対応するすぐ手前の領域（Ｒ３４）　　（Ｒ３５）が
デプス・バッファ（ＺＢＦＡ）に書込まれる。尚、残余
の領域については最も手前側に対応する奥行き値がデプ
ス・バッファ（ＺＢＦＡ）に書込まれる。そして、デプ
ス・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）の内容と一致するピク
セルについては透明感輝度計算が行なわれ、フレーム・
メモリに輝度値が書込まれる。最後に、フレーム・バッ
ファ（ＺＢＦＡ）の内容が比較対象として使用されるの
であるから、全ての領域について最も手前側に対応する
奥行き値がデプス・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）に書込
まれ、必要な全ての処理が終了したと判別されることに
なる。そして、デプス・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）の
内容と一致するピクセルについては透明感輝度計算が行
なわれ、フレーム・メモリに輝度値が書込まれる。

以上の説明から明らかなように、透明感ポリゴンが交差
しているにも拘らず、ポリゴン単位のソートを行なうこ
となくピクセル単位で奥側から順に輝度値を計算するの
であるから、高品質の透明感表示を達成できる。

〈実施例２〉 第３図はこの発明の透明感表示装置の一実施例を示すブ
ロック図であり、上位プロセッサ（図示せず）から供給
されるポリゴン・データに基づいてぬりつぶすべき画素
データを生成する補間演算装置（１）と、生成された画
素データを考慮してピクセル単位の輝度値を生成し、フ
レーム・メモリ（Ｆ　Ｖ　Ｃ）に書込む輝度値計算装置
（２）と、１対のデプス・バー／７７　（ＺＢＦＡ）（
ＺＢＦＢ）と、奥行き値同士の比較、奥行き値の書込み
制御等を行なうＺ値コンパレータ（３）とを有している
。

上記デプス・バッファ（ｚＢＦＡ）（ＺＢＦＢ）は奥側
優先の隠面処理モードと手前側優先の隠面処理モードと
を切替え可能であり、不透明ポリゴンの描画時に手前側
優先の隠面処理モードが選択され、透明感ポリゴンの描
画時に奥側優先の隠面処理モードが選択される。上記輝
度値計算装置（２はフレーム・メモリ（ＦＶＣ）に既に
書込まれている輝度値を読出して新たに生成された輝度
値と透過率等を考慮して輝度値を生成するものであり、
２値コンパレータ（３）からデプス・バッファに格納さ
れている奥行き値と新たに生成された奥行き値とが等し
いことを示す信号が出力された場合にのみ上記動作を行
なう。上記２値コンパレータ（３）は一方のデプス・バ
ッファから奥行き値を読出して新たに生成された奥行き
値と比較し、等しい場合に輝度値計算装置（２］を動作
させるべく信号を出力し、新たに生成された奥行き値が
手前側である場合に、この奥行き値を他方のデプス・バ
ッファに供給するものであり、全ての透明感ポリゴンに
ついての描画が終了する毎に読出し側と書込み側のデプ
ス・バッファを入替える。

したがって、補間演算装置（１）により順次生成される
奥行き値を、読出し側のデプス・バッファの奥行き値と
比較して比較結果に基づいて輝度計算装置（２）を動作
させることにより輝度値を得、または生成された奥行き
値を書込み側のデプス・バッファに供給して奥側優先の
隠面処理を行なう。そして、上記一連の処理をデプス・
バッファの役割を入替えるこ、とにより複数回行なうこ
とにより、ポリゴン単位でのソートを行なうことなく高
品質の透明感表示を達成できる。

以上の説明から明らかなように１対のデプス・バッファ
が必要であり、メモリの必要量が増加すると思われるが
、グラフィック・デイスプレィ装置は一般的にデプス・
バッファの他にセクショニング・バッファ等を有してい
るのであるから、こレラのバッファをデプス・バッファ
として使用することにより全体としてのメモリ容量の増
加を防止できる。

〈実施例３〉 第４図はこの発明の透明感表示装置の他の実施例を示す
ブロック図であり、上位プロセッサ（図示せず）から供
給されるポリゴン・データに基づいてピクセル単位の画
素データを生成する、直線捕間装置等からなる補間演算
装置（１）と、可視的表示のためのフレーム・メモリ（
ＦＶＣ）と、隠面処理のための１対のデプス−バッファ
（Ｚ　Ｂ　ＦＡ）（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）と、画素データを
選択的に一方のデプス・バッファに供給するセレクタ（
５）と、他方のデプス・バッファから選択的に奥行き値
を読出すセレクタ（６）と、補間演算装置（１）により
生成された画素データとセレクタ（６）を通してデプス
・バッファから読出された奥行き値とを比較するコンパ
レータ（７）と、補間演算装置（１）により生成された
画素データとフレーム・メモリ（Ｆ　Ｖ　Ｃ）に保持さ
れている画素データとに基づいて新たな輝度値を算出す
る輝度値計算装置（２）と、両デプス・バッファ（ＺＢ
ＦＡ）（ＺＢＦＢ）（７）隠面処理モードを切替えるモ
ード切替え部（９）と、上記セレクタ（５）　（６）、
モード切替え部（９）の動作を制御する制御部（１０）
と、処理の終了を検知する終了検知部（１１）とを有し
ている。

−ｈ記セレクタ（５）は、制御部（１０）からの制御信
号に基づいて切替え動作するものであるとともに、コン
パレータ（７）からの信号に基づいて動作するゲート回
路をも含んでおり、全ての透明感ポリゴンについての描
画を行なう毎に供給先のデプス・バッファを切替えると
ともに、生成画素が手前側である場合に対応するコンパ
レータ（７）からの信号が供給された場合にのみゲート
回路が開いて該当するデプス・バッファに画素データを
供給する。上記セレクタ（６）は制御部（１０）からの
制御信号に基づいて切替え動作し、セレクタ（５）によ
り選択されたデプス・バッファと逆のデプス・バッファ
を選択してデプス◆バッファからの読出しデータをコン
パレータ（７）に供給する。上記コンパレータ（７）は
、補間演算装置（１）により生成される画素データとセ
レクタ（６）を通して読出された奥行き値とに基づいて
生成画素データの方が手前側であるか、一致しているか
、奥側であるかを判別し、手前側であることを示す信号
をセレクタ（５）に供給してゲート回路を開くようにし
ている。そして、一致していることを示す信号を輝度値
計算装置（２）に供給して、補間演算装置（１）により
生成された画素データとフレーム争メモリ（ＦＶＣ）に
保持されている画素データとに基づいて新たな輝度値を
算出させる。

上記モード切替え部（９）は、不透明ポリゴンの描画を
行なう場合に手前側優先の隠面処理モードを選択し、透
明感ポリゴンの描画を行なう場合に奥側優先の隠面処理
モードを選択するものである。上記制御部（１０）は、
上位プロセッサが全てのポリゴン・データを供給したこ
とを示す信号および補間演算装置（１）が該当するポリ
ゴンの全ての画素データを生成したことを示す信号とに
基づいてセレクタ（５）　（６）、モード切替え部（９
ンを切替え動作させる信号を出力する。上記終了検知部
（１ｉ）はデプス・バッファに新たに奥行き値が書込ま
れなかったことを条件として終了を検知し、一連の処理
を終了させる。

上記の構成の透明感表示装置の動作について、第２図に
示す具体例に基づいて詳細に説明する。

最初に、不透明ポリゴンである円柱（Ａ）のみが上位プ
ロセッサから補間演算装置（１）に供給される。この場
合に、両デプス・バッファ（ＺＢＦＡ）（Ｚ　Ｂ　Ｆ　
Ｂ）はモード切替え部（９）により手前側優先の隠面処
理モードに設定されているとともに、セレクタ（５）に
よりデプス・バッファ（ＺＢＦＡ）が選択されているの
であるから、通常の隠面処理カセ施された状態でデプス
・バッファ（ＺＢＦＡ、）に対する画素データの書込み
が行なわれる（第２図（Ｂ）参照）。勿論、該当する輝
度値がフレーム争メモリ（ＦＶＣ）に書込まれる。

以上の処理が終了すれば、両デプス・バッファ（ＺＢＦ
Ａ）（ＺＢＦＢ）がモード切替え部（９）により奥側優
先の隠面処理モードに切替えられるとともに、両セレク
タ（５）　（６）が、それぞれデプス・バッファ（ＺＢ
ＦＢ）、デプス・バッファ（ＺＢＦＡ）を選択するよう
に動作されるので、デプス・バッファ（Ｚ　Ｂ　ＦＡ）
が比較対象用となり、デプス・バッファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　
Ｂ）が書込み用となる。この状態で上位プロセッサから
透明感ポリゴンに対応するポリゴン・データが順次補間
演算装置（１）に供給されるので、順次ピクセル単位の
画素データが生成され、セレクタ（５）、コンパレータ
（７）および輝度値計算装置（２）に供給される。コン
パレータ（７）においては、セレクタ（６）を通してデ
プス・バッファ（ＺＢＦＡ）から読出された奥行き値と
補間演算装置（１）から出力された奥行き値とに基−づ
いて新たな奥行き値が手前側であるか、一致するかを判
別し、手前側である場合にはセレクタ（５）のゲート回
路を開いて新たな奥行き値をデプス・バ・ソファ（Ｚ　
Ｂ　Ｆ　Ｂ）に供給し、一致する場合には輝度値計算装
置（２）を動作させることにより、フレーム・メモリ（
Ｆ　Ｖ　Ｃ）に既に書込まれている輝度値と新たな輝度
値および該当するポリゴンの透過率等に基づく輝度計算
を行なわせ、新たな輝度値をフレーム・メモリ（ＦＶＣ
）に書込む。この結果、円柱（Ａ）により隠されない範
囲内において、最も奥側のピクセルの奥行き値がデプス
・バ・ソファ（Ｚ　Ｂ　Ｆ　Ｂ）に書込まれる（第２図
（Ｃ）参照）。

その後は、上位プロセッサから全ての透明感ポリゴンの
ポリゴン・データを送出し、かつ補間演算装置（１）に
おいて該当するポリゴンの全ての画素データを生成した
ことを条件としてセレクタ（５）　（６）を切替え、切
替えた状態において上記の一連の処理を行なうことによ
り次に手前の奥行き値をデプス・バッファに書込むとと
もに、先行する奥行き値に対応するピクセルの輝度値を
算出してフレーム・メモリ（ＦＶＣ）に書込む。以下、
デプス・バッファに新たな奥行き値が書込まれなくなる
まで上記一連の処理を反復することにより、ポリゴン単
位のソートを行なわなくても最も奥側のピクセルから順
に輝度値を算出し、最終的に高品質の透明感表示を達成
できる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、３個以上のデプス・バッファを設けて交互に
使用し、または各デプス・バッファを１回だけ使用する
ことが可能であるほか、不透明ポリゴン専用のデプス・
バッファと透明感ポリゴン専用のデプス・バッファとを
予め準Ｗｔしておくことによりモード切替え部（９）を
省略することが可能であり、その他、この発明の要旨を
変更しない範囲内において種々の設計変更を施すことが
可能である。

〈発明の効果〉 以上のように第１の発明は、ポリゴン単位での奥行き方
向のソートを行なう必要がなく、処理を簡素化できると
ともに、複数の透明感ポリゴンの相対配置、交差の有無
等に拘らずピクセル単位で奥側から順次透明感表示値を
生成し、高品質の透明感表示を達成できるという特有の
効果を奏する。

また、従来方法で透明感ポリゴンを描画する場合には、
そのまま描画すると隣合うポリゴンとの境界（エツジ）
が重なり、すじ状に見えるので、このような不都合を解
消するために、全てのポリゴンに対して最も左（または
最も右）と最も下（または最も上）の１ピクセルをわざ
わざ描画しないように制御する必要があったが、この発
明では境界が重なることがないので、このような制御を
行なう必要がなく、シかも重なりのない高品質の描画を
達成できる。

第２の発明は、不透明ポリゴンが混在している状態での
高品質の透明感表示を達成できるという特有の効果を奏
する。

第３の発明は、透明感ポリゴンの数、交差状態等に影響
されることなく奥行き確保持手段の数を必要最少限にす
ることができるという特有の効果を奏する。

第４の発明は、ポリゴン単位での奥行き方向のソートを
行なう必要がなく、処理を簡素化できるとともに、複数
の透明感ポリゴンの相対配置、交差の有無等に拘らずピ
クセル単位で奥側から順次透明感表示値を生成し、高品
質の透明感表示を達成でき、さらに透明感ポリゴンの数
、交差状態等に影響されることなく奥行き確保持手段の
数を必要最少限にすることができるという特有の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の透明感表示方法の一実施例を示すフ
ローチャート、 第２図は具体例に基づく透明感表示処理を説明する図、 第３図はこの発明の透明感表示装置の一実施例を示すブ
ロック図 第４図はこの発明の透明感表示装置の他の実施例を示す
ブロック図、 第５図は従来例を概略的に示す図、 第６図（Ａ）はポリゴン分割に起因するエツジ部分の交
差を説明する図、 第６図（Ｂ）は交差ポリゴンの例を示す図。 （２・・・表示値生成手段としての輝度値計算装置、（
３）・・・選択制御手段、比較手段および選択手段とし
てのＺ値コンパレータ、 （５）・・・選択制御手段および選択手段としてのセレ
クタ、（６）・・・選択制御手段としてのセレクタ、（
７）・・・比較手段としてのコンパレータ、（１０）・
・・制御部、（ＺＢＦＡ）（ＺＢＦＢ）・・・奥行き値
保持手段としてのデプス◆バッファ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ピクセル単位で複数の透明感ポリゴンのうち最も奥
   側の奥行き値を奥行き値保持手段（ＺＢＦＡ）（ＺＢＦ
   Ｂ）に格納し、 次いで、同じ複数の透明感ポリゴンについて、 奥行き値保持手段（ＺＢＦＡ）（ＺＢＦＢ）に既に格納
   されている奥行き値よりも手前側で、かつ最も奥側の奥
   行き値を異なる奥行き値保持手段（ＺＢＦＢ）（ＺＢＦ
   Ａ）に格納するとともに既に格納されている奥行き値と
   等しい奥行き値のピクセルについて透明感表示値を生成
   し、異なる奥行き値保持手段（ＺＢＦＢ）（ＺＢＦＡ）
   に奥行き値が格納されなくなるまで先行する奥行き値保
   持手段（ＺＢＦＡ）（ＺＢＦＢ）と異なる奥行き値保持
   手段（ＺＢＦＢ）（ＺＢＦＡ）への奥行き値の格納およ
   び透明感表示値の生成を反復することを特徴とする透明
   感表示方法。 ２、不透明ポリゴンが存在する場合に、ピクセル単位で
   複数の透明感ポリゴンのうち最も奥側の奥行き値を奥行
   き値格納手段（ＺＢＦＢ）に格納する前に、不透明ポリ
   ゴン同士の手前側優先の隠面処理を施しながら不透明ポ
   リゴンの奥行き値を異なる奥行き値格納手段（ＺＢＦＡ
   ）に格納する上記特許請求の範囲第１項記載の透明感表
   示方法。 ３、１対の奥行き値格納手段（ＺＢＦＡ）（ＺＢＦＢ）
   を有しており、一方を比較対象となる奥行き値を格納す
   る奥行き値格納手段とした場合に、他方を比較結果に基
   づいて新たな奥行き値を格納する奥行き値格納手段とす
   べく各奥行き値格納手段の役割を交互に交替させる上記
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の透明感表示
   方法。 ４、奥側優先でピクセル単位の奥行き値を保持する１対
   の奥行き値保持手段（ＺＢＦＡ）（ＺＢＦＢ）と、１対
   の奥行き値保持手段（ＺＢＦＡ）（ＺＢＦＢ）を比較対
   象用と新たな奥行き値書き込み用とに選択的に制御する
   選択制御手段（３）（５）（６）と、ピクセル単位の奥
   行き値を比較対象用の奥行き値保持手段に格納されてい
   る奥行き値と比較する比較手段（３）（７）と、比較対
   象用の奥行き値よりも手前側であると判別された場合に
   のみピクセル単位の奥行き値を奥行き値書込み用の奥行
   き値保持手段に供給する選択手段（３）（５）と、比較
   対象用の奥行き値と一致すると判別された場合にのみピ
   クセル単位で透明感表示値を生成する表示値生成手段（
   ２）と、描画対象となる全ての透明感ポリゴンについて
   、奥行き値書込み用の奥行き線保持手段に対する奥行き
   値の書込みが行なわれなくなるまで選択制御手段、比較
   手段および選択手段の動作を反復させる制御手段（１０
   ）とを具備することを特徴とする透明感表示装置。