JPH0644384A - コンピュータグラフイック装置 - Google Patents
コンピュータグラフイック装置Info
- Publication number
- JPH0644384A JPH0644384A JP4100622A JP10062292A JPH0644384A JP H0644384 A JPH0644384 A JP H0644384A JP 4100622 A JP4100622 A JP 4100622A JP 10062292 A JP10062292 A JP 10062292A JP H0644384 A JPH0644384 A JP H0644384A
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- JP
- Japan
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- polygon
- screen
- perspective transformation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分割処理を行なわずに、透視変換後のポリゴ
ンを高速かつ正確に表示できるZ−クリッピング機能を
有するコンピュータグラフイック装置を提供することで
ある。 【構成】 コンピュータグラフィックスにおいて、ポリ
ゴンをスクリーンに描画するとき、透視変換の式を利用
してフレームメモリに書込み、その後にフレームメモリ
から読出して座標変換したポリゴンを用いて描画する。
ンを高速かつ正確に表示できるZ−クリッピング機能を
有するコンピュータグラフイック装置を提供することで
ある。 【構成】 コンピュータグラフィックスにおいて、ポリ
ゴンをスクリーンに描画するとき、透視変換の式を利用
してフレームメモリに書込み、その後にフレームメモリ
から読出して座標変換したポリゴンを用いて描画する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータグラフイッ
ク装置、特にコンピュータグラフィックスの表示装置の
スクリーンに表示しようとする平面多角形(ポリゴン)
が視点の前後にまたがった時の処理を簡略化したZ−ク
リッピング機能を有するコンピュータグラフイック装置
に関するものである。
ク装置、特にコンピュータグラフィックスの表示装置の
スクリーンに表示しようとする平面多角形(ポリゴン)
が視点の前後にまたがった時の処理を簡略化したZ−ク
リッピング機能を有するコンピュータグラフイック装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】テレビゲーム等で用いるコンピュータグ
ラフイック装置では、スクリーンに表示しようとするポ
リゴンが視点の前後にまたがる場合、ポリゴンをスクリ
ーンの大きさに合うように、ポリゴン自体を加工してい
る。図16はポリゴン100をスクリーン101に表示
する様子を示しており、視点110からの視野に対して
ポリゴン100は全て前方にあり、ポリゴン100がス
クリーン101に画像100Aとして表示される。しか
し、図17に示すようにポリゴン102が視点の前後に
またがる場合、スクリーン101と視点110とを結ぶ
所でポリゴン102を変形させている。
ラフイック装置では、スクリーンに表示しようとするポ
リゴンが視点の前後にまたがる場合、ポリゴンをスクリ
ーンの大きさに合うように、ポリゴン自体を加工してい
る。図16はポリゴン100をスクリーン101に表示
する様子を示しており、視点110からの視野に対して
ポリゴン100は全て前方にあり、ポリゴン100がス
クリーン101に画像100Aとして表示される。しか
し、図17に示すようにポリゴン102が視点の前後に
またがる場合、スクリーン101と視点110とを結ぶ
所でポリゴン102を変形させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の装
置では、ポリゴンがスクリーンに対する視点の付近に存
在するとき、又は視点の前後にまたがって存在すると
き、透視変換を行なう前にポリゴンを所定の奥行き座標
で分割し、視点の前方の頂点で構成されたポリゴンのみ
を抽出して透視変換し、それをスクリーンに表示するよ
うになっている。このため、ポリゴンがスクリーンに納
まるか否かのチェックを各ポリゴンについて実行しなけ
ればならず、また変形に要する演算を行なわなければな
らない。従って、ポリゴンを高速にスクリーンに表示す
ることができない。
置では、ポリゴンがスクリーンに対する視点の付近に存
在するとき、又は視点の前後にまたがって存在すると
き、透視変換を行なう前にポリゴンを所定の奥行き座標
で分割し、視点の前方の頂点で構成されたポリゴンのみ
を抽出して透視変換し、それをスクリーンに表示するよ
うになっている。このため、ポリゴンがスクリーンに納
まるか否かのチェックを各ポリゴンについて実行しなけ
ればならず、また変形に要する演算を行なわなければな
らない。従って、ポリゴンを高速にスクリーンに表示す
ることができない。
【0004】本発明は上述のような事情よりなされたも
のであり、本発明の目的は、分割処理を行なわずに透視
変換後のポリゴンを、高速にかつ正確に表示できるZ−
クリッピング機能を有するコンピュータグラフイック装
置を提供することにある。
のであり、本発明の目的は、分割処理を行なわずに透視
変換後のポリゴンを、高速にかつ正確に表示できるZ−
クリッピング機能を有するコンピュータグラフイック装
置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリゴンを合
成すると共に奥行き関係を処理して、表示装置のスクリ
ーンに動画を表示するコンピュータグラフイック装置に
関するもので、本発明の上記目的は、前記ポリゴンの前
記スクリーンに対する位置関係を演算する演算部によっ
て求められる値に基づいて、透視変換の式を用いて前記
ポリゴンをフレームメモリに書込み、その後に前記フレ
ームメモリから読出して座標変換した前記ポリゴンを前
記スクリーンに描画する描画部を設けることによって達
成される。
成すると共に奥行き関係を処理して、表示装置のスクリ
ーンに動画を表示するコンピュータグラフイック装置に
関するもので、本発明の上記目的は、前記ポリゴンの前
記スクリーンに対する位置関係を演算する演算部によっ
て求められる値に基づいて、透視変換の式を用いて前記
ポリゴンをフレームメモリに書込み、その後に前記フレ
ームメモリから読出して座標変換した前記ポリゴンを前
記スクリーンに描画する描画部を設けることによって達
成される。
【0006】
【作用】本発明では、ポリゴンがスクリーンに対してど
うなのかは演算部では評価せず、ポリゴンをスクリーン
に描画する時に、透視変換の式を利用してフレームメモ
リに書込む。その後にフレームメモリから読出して座標
変換した透視変換後のポリゴンをスクリーンに描画す
る。このため、演算部の処理を簡略化でき、従来装置よ
り高速化できる。
うなのかは演算部では評価せず、ポリゴンをスクリーン
に描画する時に、透視変換の式を利用してフレームメモ
リに書込む。その後にフレームメモリから読出して座標
変換した透視変換後のポリゴンをスクリーンに描画す
る。このため、演算部の処理を簡略化でき、従来装置よ
り高速化できる。
【0007】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示しており、CP
U1はキーボード等の操作部2と協働して全体の制御を
実行し、パラメータメモリ3には3次元データ加工用の
パラメータ(回転、移動等)が格納されている。ROM
又はRAMのデータメモリ5には3次元モデルが格納さ
れており、演算部4は、パラメータメモリ3からのパラ
メータ及びデータメモリ5からの3次元モデルを用いて
モデリング変換及び視野変換を行なうと共に、画面上の
輝度値を算出する。つまり、演算部4は3次元モデルデ
ータをパラメータに従って回転、移動すると共に、物体
表面の輝度をポリゴン毎に算出する。演算部の演算結果
は透視変換部6に送られ、2次元のスクリーンに投影さ
れる。そして、ポリゴン展開部7は、透視変換された3
次元モデルデータを分解し、分解したポリゴンをZソー
ト部8に送る。Zソート部8は、ポリゴン単位で視野に
対する奥行き方向順の並べ換えを行ない、描画部9はポ
リゴンをスクリーンに合わせてフレームメモリ10に書
込み、その後に読出して色付け部11に送る。
U1はキーボード等の操作部2と協働して全体の制御を
実行し、パラメータメモリ3には3次元データ加工用の
パラメータ(回転、移動等)が格納されている。ROM
又はRAMのデータメモリ5には3次元モデルが格納さ
れており、演算部4は、パラメータメモリ3からのパラ
メータ及びデータメモリ5からの3次元モデルを用いて
モデリング変換及び視野変換を行なうと共に、画面上の
輝度値を算出する。つまり、演算部4は3次元モデルデ
ータをパラメータに従って回転、移動すると共に、物体
表面の輝度をポリゴン毎に算出する。演算部の演算結果
は透視変換部6に送られ、2次元のスクリーンに投影さ
れる。そして、ポリゴン展開部7は、透視変換された3
次元モデルデータを分解し、分解したポリゴンをZソー
ト部8に送る。Zソート部8は、ポリゴン単位で視野に
対する奥行き方向順の並べ換えを行ない、描画部9はポ
リゴンをスクリーンに合わせてフレームメモリ10に書
込み、その後に読出して色付け部11に送る。
【0008】本発明では、ポリゴンがスクリーンに対し
てどのような位置関係になるかは演算部4では評価せ
ず、描画部9がポリゴンをスクリーンに描画するとき
に、透視変換部6の透視変換によって得られる式を利用
してフレームメモリ10に書込む。図2に示すように、
視点奥行き方向をzの正に大きくなる方向とし、視点右
手方向をxの正に大きくなる方向とし、視点上方向をy
の正に大きくなる方向とする。この場合、図3に示すよ
うに、スクリーンをz=h(h>0)に置くと、ポリゴ
ンのある点P(x,y,z)は、スクリーン上の点P′
(x′,y′,z′)に変換されるのは次の数1で表わ
される。
てどのような位置関係になるかは演算部4では評価せ
ず、描画部9がポリゴンをスクリーンに描画するとき
に、透視変換部6の透視変換によって得られる式を利用
してフレームメモリ10に書込む。図2に示すように、
視点奥行き方向をzの正に大きくなる方向とし、視点右
手方向をxの正に大きくなる方向とし、視点上方向をy
の正に大きくなる方向とする。この場合、図3に示すよ
うに、スクリーンをz=h(h>0)に置くと、ポリゴ
ンのある点P(x,y,z)は、スクリーン上の点P′
(x′,y′,z′)に変換されるのは次の数1で表わ
される。
【0009】
【数1】x′=h/z・x y′=h/z・y ここにおいて、数1でスクリーンに現われる点は、z>
0なので図4のようになり、各頂点P1,P2,P3を
結ぶ領域内をポリゴンとしてフレームメモリ10に書込
む。そして、上記ポリゴンのうち、例えば頂点P3が視
点の後方にあるとすれば、数1でz<0なので図5に示
すような点P3′となる。しかし、実際にポリゴンとし
て書込むときは、点P′3は反対方向ということがz<
0から分るので、点P1′とP3′を結ぶ線、点P1′
とP2を結ぶ線、点P2′とP3′を結ぶ線とスクリー
ンで囲まれた領域内をポリゴンとする。
0なので図4のようになり、各頂点P1,P2,P3を
結ぶ領域内をポリゴンとしてフレームメモリ10に書込
む。そして、上記ポリゴンのうち、例えば頂点P3が視
点の後方にあるとすれば、数1でz<0なので図5に示
すような点P3′となる。しかし、実際にポリゴンとし
て書込むときは、点P′3は反対方向ということがz<
0から分るので、点P1′とP3′を結ぶ線、点P1′
とP2を結ぶ線、点P2′とP3′を結ぶ線とスクリー
ンで囲まれた領域内をポリゴンとする。
【0010】図6は描画部9の詳細を示しており、カラ
ーデータメモリ20はポリゴンの色指定データを格納
し、格納されたカラーデータはフレームバッファ書込制
御部34に送られる。図7に示すようなスクリーン設定
データ(XY中心値、XY開始値、XY終了値)はスク
リーンデータメモリ21に格納され、X方向スクリーン
サイズイング制御部30及びY方向スクリーンサイズイ
ング制御部23に入力される。スクリーン設定データ
は、画面の大きさが有限なために画面サイズを決定させ
るためのデータである。ポイントデータバッファ22
は、ポリゴンの頂点データを格納する。この場合、図8
に示すように右回りなどで順序をもたせ、ポリゴンの各
頂点に対してxyz値を格納する。
ーデータメモリ20はポリゴンの色指定データを格納
し、格納されたカラーデータはフレームバッファ書込制
御部34に送られる。図7に示すようなスクリーン設定
データ(XY中心値、XY開始値、XY終了値)はスク
リーンデータメモリ21に格納され、X方向スクリーン
サイズイング制御部30及びY方向スクリーンサイズイ
ング制御部23に入力される。スクリーン設定データ
は、画面の大きさが有限なために画面サイズを決定させ
るためのデータである。ポイントデータバッファ22
は、ポリゴンの頂点データを格納する。この場合、図8
に示すように右回りなどで順序をもたせ、ポリゴンの各
頂点に対してxyz値を格納する。
【0011】Y方向スクリーンサイズイング制御部23
は、入力されるスクリーンデータとポイントデータとを
比較しながらフレームメモリ10のY最小値24及びそ
のときの処理の頂点の番号25を求めてX方向スクリー
ンサイズイング制御部30に送る。ただし、y方向の画
面有効範囲にないポリゴンは次段にデータを送らないで
終了し、次のポリゴンの処理に移行する。図9の例では
ポリゴンA及びBは終了し、ポリゴンC〜Eは処理を続
行する。そして、X方向スクリーンサイズイング制御部
30は、Y方向スクリーンサイズイング制御部23から
入力したY最小値24及び頂点の番号25と、ポイント
データバッファ22から入力したポイントデータとか
ら、図10に示すように稜線1及び稜線2の傾きを逆数
テーブル26から算出し、YPの位置でのX始点値及び
X終点値を導き、任意に設定されたYP値をY値として
次段のフレームバッファ書込制御部34へ送る。次に、
YP値に「1」を加えた値を新たなYP値とし、更に、
上述と同様の動作を繰返し、YP値が画面の終了又は、
ポリゴンの終了になった時点に終了し、次のポリゴンの
処理に移る。例えば図11に示すようなポリゴンが存在
すれば点P2のY最小値からP2P3,P3P4,P4
P0が稜線し、P2P1,P1P0が稜線2としてYの
増加する方向、すなわち上方向へと処理が進行して行
き、稜線1及び2で囲まれた部分をポリゴンとする。ま
た、フレームバッファ書込制御部34は、X方向スクリ
ーンサイズイング制御部30から送られて来るX始点
値、X終点値、Y値からフレームメモリ10のアドレス
を算出し、カラーデータメモリ20からのカラーデータ
からフレームメモリ10のデータを出力し、書込制御信
号CSを出力する。読出の場合は、別途読出制御信号C
Sがフレームメモリ10に入力される。
は、入力されるスクリーンデータとポイントデータとを
比較しながらフレームメモリ10のY最小値24及びそ
のときの処理の頂点の番号25を求めてX方向スクリー
ンサイズイング制御部30に送る。ただし、y方向の画
面有効範囲にないポリゴンは次段にデータを送らないで
終了し、次のポリゴンの処理に移行する。図9の例では
ポリゴンA及びBは終了し、ポリゴンC〜Eは処理を続
行する。そして、X方向スクリーンサイズイング制御部
30は、Y方向スクリーンサイズイング制御部23から
入力したY最小値24及び頂点の番号25と、ポイント
データバッファ22から入力したポイントデータとか
ら、図10に示すように稜線1及び稜線2の傾きを逆数
テーブル26から算出し、YPの位置でのX始点値及び
X終点値を導き、任意に設定されたYP値をY値として
次段のフレームバッファ書込制御部34へ送る。次に、
YP値に「1」を加えた値を新たなYP値とし、更に、
上述と同様の動作を繰返し、YP値が画面の終了又は、
ポリゴンの終了になった時点に終了し、次のポリゴンの
処理に移る。例えば図11に示すようなポリゴンが存在
すれば点P2のY最小値からP2P3,P3P4,P4
P0が稜線し、P2P1,P1P0が稜線2としてYの
増加する方向、すなわち上方向へと処理が進行して行
き、稜線1及び2で囲まれた部分をポリゴンとする。ま
た、フレームバッファ書込制御部34は、X方向スクリ
ーンサイズイング制御部30から送られて来るX始点
値、X終点値、Y値からフレームメモリ10のアドレス
を算出し、カラーデータメモリ20からのカラーデータ
からフレームメモリ10のデータを出力し、書込制御信
号CSを出力する。読出の場合は、別途読出制御信号C
Sがフレームメモリ10に入力される。
【0012】次に、ポリゴン描画例を具体的に示して説
明する。実際はn多角形で描画できるが、ここでは簡単
な三角形の例を挙げる。図12〜図15で●印はz≧0
を示し、×印はz<0である。また、点PnのXY座標
をxn,ynとする。
明する。実際はn多角形で描画できるが、ここでは簡単
な三角形の例を挙げる。図12〜図15で●印はz≧0
を示し、×印はz<0である。また、点PnのXY座標
をxn,ynとする。
【0013】図12の例は頂点P0,P1,P2が共に
z≧0の場合であり、Y最小値をy1とし、線分P1P
2及びP2P0を稜線し、線分は頂点P1,P0を稜線
2として稜線1及び2で囲まれた領域をポリゴンとす
る。図13は頂点P0,P1がz≧0、頂点P2がz<
0でかつy2>y0,y2>y1の場合である。この場
合、Y最小値をY開始値とし、線分P2P1及びP1P
0を稜線2、線分P2P0と画面のX開始値と交わる位
置まで並びにX開始値を稜線し、それより上方の線分P
2P0の線上の頂点P0を最大値とする位置までを稜線
2として両者に囲まれた部分をポリゴンとする。また、
図14は頂点P0,P1がZ≧0、頂点P2がz<0で
かつy2≦y0、y2>y1の場合である。Y最小値を
Y開始値とし、Y開始値から線分P0P2を結ぶ直線と
X開始値の直線とが交わる位置までのX開始値を稜線1
とする。また、直線P2P1とY開始値とが交わる位置
から点P1までと、線分P1P0と、直線P2P0とX
開始値とが交わる位置から点P0までを稜線2とし、稜
線1及び2で囲まれた部分をポリゴンとしている。更
に、図15の例では頂点P0,P1がZ≧0、頂点P2
がz<0でかつy2≦y0、y2≦y1の場合である。
Y最小値をy1とし、稜線1は直線P2P1と、X開始
値と交わる位置からP1と、その上方からY終了値まで
のX開始値としている。稜線2は、線分P1P0と、直
線P0P2とY終了値とが交わる位置から点P0までと
して、稜線1及び2で囲まれた部分をポリゴンとする
z≧0の場合であり、Y最小値をy1とし、線分P1P
2及びP2P0を稜線し、線分は頂点P1,P0を稜線
2として稜線1及び2で囲まれた領域をポリゴンとす
る。図13は頂点P0,P1がz≧0、頂点P2がz<
0でかつy2>y0,y2>y1の場合である。この場
合、Y最小値をY開始値とし、線分P2P1及びP1P
0を稜線2、線分P2P0と画面のX開始値と交わる位
置まで並びにX開始値を稜線し、それより上方の線分P
2P0の線上の頂点P0を最大値とする位置までを稜線
2として両者に囲まれた部分をポリゴンとする。また、
図14は頂点P0,P1がZ≧0、頂点P2がz<0で
かつy2≦y0、y2>y1の場合である。Y最小値を
Y開始値とし、Y開始値から線分P0P2を結ぶ直線と
X開始値の直線とが交わる位置までのX開始値を稜線1
とする。また、直線P2P1とY開始値とが交わる位置
から点P1までと、線分P1P0と、直線P2P0とX
開始値とが交わる位置から点P0までを稜線2とし、稜
線1及び2で囲まれた部分をポリゴンとしている。更
に、図15の例では頂点P0,P1がZ≧0、頂点P2
がz<0でかつy2≦y0、y2≦y1の場合である。
Y最小値をy1とし、稜線1は直線P2P1と、X開始
値と交わる位置からP1と、その上方からY終了値まで
のX開始値としている。稜線2は、線分P1P0と、直
線P0P2とY終了値とが交わる位置から点P0までと
して、稜線1及び2で囲まれた部分をポリゴンとする
【0014】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、分割処理
を行なわずに透視変換後のポリゴンを表示するようにし
ているので、演算部の処理を簡略でき高速化が図れる。
その間、CPUは他の処理を実行でき、システムの効率
化を図ることができる。
を行なわずに透視変換後のポリゴンを表示するようにし
ているので、演算部の処理を簡略でき高速化が図れる。
その間、CPUは他の処理を実行でき、システムの効率
化を図ることができる。
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の座標を示す図である。
【図3】本発明の座標変換を説明するための図である。
【図4】視点の前方にあるポリゴンの表示例である。
【図5】視点の前後をまたぐポリゴンの表示例である。
【図6】描画部の詳細を示すブロック構成図である。
【図7】スクリーンデータを説明するための図である。
【図8】ポリゴンの頂点データを説明するための図であ
る。
る。
【図9】ポリゴンと画面有効範囲との関係を説明する図
である。
である。
【図10】スクリーンサイズイングを説明するための図
である。
である。
【図11】スクリーンサイズイングを説明するための図
である。
である。
【図12】ポリゴンの描画例を説明するための図であ
る。
る。
【図13】ポリゴンの描画例を説明するための図であ
る。
る。
【図14】ポリゴンの描画例を説明するための図であ
る。
る。
【図15】ポリゴンの描画例を説明するための図であ
る。
る。
【図16】ポリゴンとスクリーン、視点の関係を示す図
である。
である。
【図17】従来の処理を説明するための図である。
1 CPU 2 操作部 4 演算部 6 透視変換部 9 描画部 100、102 ポリゴン 101 スクリーン
Claims (1)
- 【請求項1】 ポリゴンを合成すると共に奥行き関係を
処理して、表示装置のスクリーンに動画を表示するコン
ピュータグラフイック装置において、前記ポリゴンの前
記スクリーンに対する位置関係を演算する演算部によっ
て求められる値に基づいて、透視変換の式を用いて前記
ポリゴンをフレームメモリに書込み、その後に前記フレ
ームメモリから読出して座標変換した前記ポリゴンを前
記スクリーンに描画する描画部を具備したことを特徴と
するコンピュータグラフイック装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4100622A JP2611599B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | コンピュータグラフイックスのデータ処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4100622A JP2611599B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | コンピュータグラフイックスのデータ処理方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0644384A true JPH0644384A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2611599B2 JP2611599B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=14278941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4100622A Expired - Lifetime JP2611599B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | コンピュータグラフイックスのデータ処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611599B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8186807B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-05-29 | Seiko Epson Corporation | Actuator, method for manufacturing actuator, droplet ejection device, droplet ejection head and printer |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP4100622A patent/JP2611599B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8186807B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-05-29 | Seiko Epson Corporation | Actuator, method for manufacturing actuator, droplet ejection device, droplet ejection head and printer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2611599B2 (ja) | 1997-05-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970107 |