JPH11283047A - 画像生成装置、画像生成方法、画像生成プログラム記録媒体、画像合成装置、画像合成方法、および画像合成プログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｚバッファ法により隠面処理を行う画像生成
装置において、装置コストを大きく増大させることな
く、アンチエリアシング処理や半透明処理を行って、画
質の向上を図ることが困難であった。 【解決手段】 画像を構成するポリゴンごとに、各ポリ
ゴンが表示する画素にしめる割合を示す寄与度を用い、
この寄与度を不透明なポリゴンに対してはアンチエリア
シング処理に用い、半透明のポリゴンに対しては透過度
とすることで、効率的な処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像生成装置、画像
生成方法、画像生成プログラム記録媒体、画像合成装
置、画像合成方法、および画像合成プログラム記録媒体
に関し、特に３次元形状を表現する座標値からなる形状
データに基づいて画像を生成する画像生成装置、画像生
成方法、および画像生成プログラム記録媒体と、上記生
成された画像と、実写画像とを合成する画像合成装置、
画像合成方法、および画像合成プログラム記録媒体とに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、３次元座標で表現された物体の形
状データに基づいて、任意の位置からこれを見たときの
３次元的な画像を生成する３次元コンピュータグラフィ
ックス技術は、商品設計や物理的事象のシミュレーショ
ン等の各種の分野において重要な技術であり、さらに３
次元コンピュータグラフィックス技術により生成された
画像を、実写画像と合成する技術は、特にテレビ放送や
映画等の映像制作の分野において、非常に有効な技術と
なっている。これらの用途に用いられてきた、従来の技
術による画像生成装置、および画像合成装置について以
下に説明する。

【０００３】まず、３次元形状データに基づいて画像を
生成する画像生成装置について説明する。ここに示す、
従来の技術による一般的な画像生成装置は、表示される
べき物体をポリゴン(polygon) と呼ばれる平面多角形
（多くの場合には３角形）として扱い、３次元座標とし
て記述した形状データを用いるものである。

【０００４】図１７は、従来の技術による画像生成装置
の構成を示すブロック図である。図示するように、この
画像生成装置は、形状データバッファ１７０１、画素生
成部１７０２、Ｚバッファ１７０２、フレームバッファ
１７０４、および画像表示装置１７０５を備えたもので
ある。形状データバッファ１７０１は、当該画像生成装
置に入力される形状データを保持する。前述のように形
状データは、ポリゴンを表現する３次元座標データとし
て記述されたものである。画素生成部１７０２は、形状
データバッファ１７０１に保持されたポリゴンごとの形
状データを順に読み出し、読み出したデータを表示単位
である表示画素ごとに分割し、表示画素ごとの表示色を
画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）として求める。また、画素生成
部１７０１は、視点位置を考慮した計算式を用いられる
演算処理により、各ポリゴンとごの、表示画面における
位置と、視線方向における奥行きとして示す奥行き値
（Ｚ値）を求める。

【０００５】ここで、画素の生成にあたり画素値を決定
するアルゴリズムとしては、同一のポリゴンに属するす
べての画素が同じ値を有するものとするフラット・シェ
ーディング(flat shading)や、光源等の周囲の環境属性
を考慮した計算式を用いて、同一ポリゴンに属する各画
素ごとの画素値を算出するスムース・シェーディング(s
mooth shading)があり、フラット・シェーディングは単
純なアルゴリズムであり処理負担が小さなものとはなる
が、滑らかで微妙な陰影を有する表示を得ることは困難
なので、写実的で高画質な画像を得るためにはスムース
・シェーディングによることが一般的に行われる。この
ような処理については、「Computer Graphics PRINCIPL
ES AND PRACTICES、Foley, van Dam, Feiner,Hughes
著、ADDISON-WESLEY PUBLISHING COMPANY 、(1990)」等
に詳しく記されている。

【０００６】画素生成部１７０２は、汎用プロセッサを
用いてソフトウエアで実現することもできるが、専用の
ハードウエアを構成して実現することも可能である。さ
らに、近年では専用ハードウエアを１個のＩＣで実現す
ることが多い。この場合は、後述するフレームバッファ
１７０４から読み出し制御や、Ｄ／Ａ変換機能をも合わ
せて１個のＩＣとする場合もある。

【０００７】図１７に示すＺバッファ１７０３、および
フレームバッファ１７０４は、それぞれ奥行き値（Ｚ
値）と、画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）とを保持する。この装
置におけるＺバッファ１７０３は表示画素数分のＺ値
を、フレームバッファ１７０４は表示画素数分のＲ，
Ｇ，Ｂ値を保持するものである。

【０００８】表示物体をポリゴンとして扱うコンピュー
タグラフィックス処理においては、ある視点から見た場
合に見えなくなる部分、あるいは見えなくなる物体を表
示させないように処理する隠面(hidden-surface)処理に
より写実性を高めることが行われる。この画像生成装置
においては、Ｚバッファ法という隠面処理方法を用いる
ものである。この装置のようにポリゴンごとにＺバッフ
ァ法による処理を行う場合は、先に処理したポリゴンの
Ｚ値をＺバッファにおいて保持し、処理対象となるポリ
ゴンのＺ値と比較することにより、処理対象のポリゴン
が手前にある（表示すべきである）か否かを判断して、
当該ポリゴンを表示するか否かを決定する。図１７に示
す画像装置においては、画素生成部１７０２が生成した
ポリゴンのＺ値を、Ｚバッファ１７０３が保持する対応
する画素のＺ値と比較し、ポリゴンのＺ値が小さい場合
には、処理対象であるポリゴンのＺ値をもってＺバッフ
ァの保持する値を書き換え、Ｚバッファ１７０３におい
て書き換えが発生した場合に、フレームバッファ１７０
４の保持する値をポリゴンの画素値をもって書き換え
る。Ｚ値が小さいことは、奥行きが浅いことを示すもの
であるので、上記のように処理することで、ある視点か
ら見えるべきポリゴンを表示し、見えないポリゴンを表
示せず削除することができる。

【０００９】なお、隠面処理の方法としては、Ｚバッフ
ァ法以外のアルゴリズムも用いられる。他の方法として
は、例えば従来より使用されているものとしてデプスソ
ート法がある。デプスソート法では、全てのポリゴンを
奥行き順に並べ替えた後に、奥行き順に従って（近い
順、又は遠い順となる）ポリゴンの画素値をフレームバ
ッファに書き込むものであって、奥行き値を保持するバ
ッファ（Ｚバッファ）として用いる記憶装置を必要とし
ない点が利点となる。しかし、奥行き順に並べ替えを行
う処理量については、ポリゴン数ｎに対するオーダー
が、ｎの２乗、またはｎ×ｌｏｇｎとなるので、ポリゴ
ン数が多くなると処理量が大きく増大するものとなる。
従って、多数のポリゴンを扱う場合には、デプスソート
法よりもＺバッファ法の方が適したものとなる。また、
このような処理について、並列処理を行うことによって
高速化を図る場合には、ポリゴン単位での独立した処理
を並行的に実行し得るＺバッファ法の方が、その効果が
大きなものとなる。

【００１０】画像表示装置１７０５は、一般的には陰極
線管(CRT:cathode ray tube)モニタであり、当該画像生
成装置が生成した画像を表示する。また、当該画像生成
装置の用途によっては、画像表示装置１７０５としての
モニタ等の代替に、ビデオ編集機器等を備えるものとす
ることも可能である。

【００１１】このように構成された画像生成装置に、３
次元座標として形状データが入力されると、形状データ
はまず形状データバッファ１７０１において保持され
る。画素生成部１７０２は、形状データバッファ１７０
１からポリゴンごとの形状データを読み出し、前述のよ
うに画素値と奥行き値とを生成する。画素生成部１７０
２は、生成したＺ値を、Ｚバッファ１７０３が保持す
る、先に処理されたポリゴンに属する、対応する画素の
Ｚ値と比較し、生成したＺ値の方が小さい場合には、Ｚ
バッファ１７０３の書き換えを行う。そして、Ｚバッフ
ァ１７０３の書き換えを行った場合には、生成した画素
値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）をフレームバッファ１７０４に出力
し、フレームバッファ１７０４の書き換えを行う。フレ
ームバッファ１７０４に保持された画素値は、画素順に
読み出されて画像表示装置１７０５において表示され
る。なお、画素値はＤ／Ａ変換処理を施された後に画像
表示装置１７０５に出力されるものとしても良い。

【００１２】次に、３次元コンピュータグラフィックス
技術により生成された画像を、実写画像と合成する、従
来の技術による画像合成装置について説明する。図２１
は、従来の技術による一般的な画像合成装置の構成を示
す図である。図示するように、この画像合成装置は、画
像生成部２１０１、奥行き合成部２１０２、画素混合部
２１０３、合成キー処理部２１０４、画像合成部２１０
５、および画像表示部２１０６を備えており、このうち
画像生成部２１０１、奥行き合成部２１０２、および画
素混合部２１０３はＣＧ生成部２１１０を構成するもの
となっている。

【００１３】ＣＧ生成部２１１０は、ポリゴンを表現す
る３次元座標データとして記述された形状データを入力
し、コンピュータグラフィックス処理によってＣＧ画像
を生成する。ここでは、ＣＧ生成部２１１０は、従来の
技術による画像生成装置についての説明で示したよう
に、複数のバッファを備えて、アンチエリアシング処理
や半透明処理を行い得るものであるとする。

【００１４】なお、この例においては、ＣＧ生成部２１
１０が、画像生成部、奥行き合成部、および画素混合部
を備えて、アンチエリアシング処理等を行うものとして
いるが、このように構成する場合には、前述のようにメ
モリ容量を多く必要とすることとなるので、図１７に示
した従来の技術による画像生成装置と同様に、形状デー
タバッファ、画素生成部、Ｚバッファ、およびフレーム
バッファを備えるものとして、アンチエリアシング処理
等を行わないものとすることも可能である。

【００１５】画像生成部２１０１は、入力した形状デー
タを順次処理して、視点位置を考慮した画素ごとの画素
値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）と、奥行き値（Ｚ値）とを生成す
る。ここでは前述のように、アンチエリアシング処理
や、半透明処理を行うので、アンチエリアシング処理を
行う場合にはサブピクセルへの分割と、混合比率の演算
を行い、半透明処理を行う場合には透過度を用いること
となる。

【００１６】奥行き合成部２１０２は、前述のＺバッフ
ァ法により隠面処理を行う。ここでは、アンチエリアシ
ング処理や半透明処理を行うので、Ｚバッファとフレー
ムバッファ、そして必要に応じて混合比率バッファや透
過度バッファを複数備え、図２０を用いて説明したのと
同様の処理を行う。すなわち、各４個のバッファを備
え、半透明処理をする場合には、図２０の例のような処
理となる。又、透過度バッファの代替に混合比率バッフ
ァを備えるものとすれば、図２０の例と同様にしてアン
チエリアシング処理を行うことができる。

【００１７】画素混合部２１０３は、透過度、又は混合
比率に従って、画素値中のＲ，Ｇ，Ｂ値を用いた混合処
理を行って、表示すべき画素の画素値を生成し、これを
フレームバッファで保持する。また、生成した画像のＺ
値としては、Ｚバッファに保持された最小のＺ値を取り
出して、これを画像合成部２１０５に出力する。

【００１８】以上の処理により、ＣＧ生成部２１１０が
生成したＣＧ画像と、実写画像との合成については、ク
ロマキー(chroma-key)の手法が用いられる。これは、色
相の差を利用して、クロマキー信号、すなわち抜き取り
信号を生成し、他の画面をその部分にはめ込むことで合
成処理を行うものである。例えば特定の物体（人や車な
ど）をクロマキーブルーという特定の色をバックにして
撮影し、得られた画像から所定の処理によってクロマキ
ーブルーの部分を抜き取り、残った特定の物体を背景画
面に重ねるような合成処理を行うことが可能である。

【００１９】合成キー処理部２１０４は、実写画像を入
力し、所定の処理を行ってクロマキー信号と、実写画像
情報とを生成する。実写画像情報は、実写画像の画素値
（Ｒ、Ｇ、Ｂ値）からなるものである。クロマキー信号
と、実写画像情報とは、画像合成部２１０５に出力され
る。また、実写画像の奥行き値（Ｚ値）は、別途画像合
成部２１０５に入力される。この実写画像のＺ値は、実
写画像とＣＧ画像とのいずれを手前にして合成するかを
指定するものとなる。

【００２０】画像合成部２１０５は、まず、画素混合部
２１０３から入力されたＣＧ画像のＺ値と、入力された
実写画像のＺ値とを比較する。そして、実写画像のＺ値
が小さい場合には、フレームバッファに保持する画素値
に代えて、実写画像情報に含まれる画素値が保持される
ようにする。これにより、実写画像の方が奥行き値が小
さい、つまり手前にある場合に、実写画像をＣＧ画像に
重ねて表示することを可能とする。この後、フレームバ
ッファに保持された画素値が読み出されて、Ｄ／Ａ変換
処理され、画像表示部２１０６において表示される。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
技術による画像生成装置は、Ｚバッファ１７０３を備
え、Ｚバッファ法に従った隠面処理を行うことで、３次
元的に表示され得る画像を生成することができる。しか
し、一般に、Ｚバッファ法については、奥行き値をもっ
て単純に決定するアルゴリズムの性質上、アンチエリア
シング(anti aliasing) 処理が困難であること、また、
透明な物体の表現が行い難いことが欠点であるとされて
いる。従って、Ｚバッファ法を用いる従来の技術による
画像生成装置については、以下に述べる「１．アンチエ
リアシング処理に伴う問題点」と、「２．半透明物体の
扱いについての問題点」という二つの問題点が存在して
いた。

【００２２】１．アンチエリアシング処理に伴う問題点 上記のような構成を有する従来の技術による画像生成装
置において、コンピュータグラフィックス画像を生成す
ると、すべての表示画素はある特定のポリゴンを表示し
ている、すなわち特定のポリゴンに属するものとなる。
従って、ポリゴン同士の境界領域においては、あるポリ
ゴンに属する画素と、その画素に隣接する、他のポリゴ
ンに属する画素とが、大きく異なる画素値を有するもの
となることが生じる。例えば通常のテレビ画面程度の解
像度(resolution)において、生成した画像の表示が行わ
れるとするならば、１個の画素はその画像を見る人が十
分認識できる程度の大きさを有するものとなる。従っ
て、隣接する画素が大きく異なる画素値を有する場合に
は、ポリゴンの境界で大きく輝度が変化し、この部分が
目立ってしまう。従って、斜線や曲線を表現する場合
に、その境界部においてはジャギー(jaggy) と呼ばれる
ギザギザが生じるものとなるので、境界部が滑らかな表
示が行い得ない得ず、画質が低下することとなる。

【００２３】図１８は、かかる現象と、その対応策であ
るアンチエリアシング処理とを説明するための図であ
る。ジャギーが生じて表示が損なわれる場合の例を、図
１８ａ）上に示す。上部の白いポリゴンと下部の黒いポ
リゴンの境界には、 はっきりとした段差が見られる。こ
れを避けるには同図ｂ）のように、ポリゴンの境界部分
で上下のポリゴンの色を混合すればよい。そのときの混
合比は各ポリゴンが各画素に占める面積に比例させるよ
うにする。このような処理がアンチエリアシング処理と
呼ばれる画質向上のための処理である。

【００２４】図１９はアンチエリアシング処理を説明す
るための図である。アンチエリアシング処理に用いる混
合比を求めるためには、表示画素をさらに分割した「サ
ブピクセル」と呼ぶ単位を導入し、サブピクセルごとに
ポリゴンを検出する。図１９において、１画素を４×４
の１６個のサブピクセルに分割した例を示す。斜線領域
のサブピクセルとそれ以外の領域のサブピクセルには異
なったポリゴンが存在する。混合比は１画素に占めるサ
ブピクセルの数の比とすればよい。例えば、図の右下の
画素（１６サブピクセル）では、斜線領域のポリゴン
（９サブピクセル）の混合比は１６分の９と算出でき
る。

【００２５】以上のような方法では１画素をより多くの
サブピクセルに分割するほど、算出する混合比はポリゴ
ンの占める面積の比に近くなる。Ｚバッファによる隠面
処理法において、サブピクセル分割を伴ってアンチエリ
アシング処理を実行することには、アルゴリズム上の問
題はない。しかしながら、このようにしてアンチエリア
シング処理を行うには、表示画面上のすべてのサブピク
セル分のＺバッファとフレームバッファが必要となり、
多大なメモリ容量が要求されるものとなる。

【００２６】例えば、Ｚ値を２４ビットとし、Ｒ，Ｇ，
Ｂ値を各８ビットとし、表示画面の大きさを、１０２４
×５１２画素としてＺバッファとフレームバッファを構
成すると、バッファ容量は各１．５メガ（Ｍ）バイト、
つまり合計３Ｍバイトのメモリ容量が必要である。これ
に対して同じ条件で図３のように、１画素を１６個のサ
ブピクセルに分割すると、その１６倍の４８Ｍバイト
（３Ｍ×１６）のメモリ容量が必要となる。メモリ容量
の増大は、コスト増大につながるので、従来の技術によ
る画像生成装置においては、滑らかな表示を行い得る画
像の生成と、コスト低減との両立を図りがたい点が問題
となっていた。

【００２７】２．半透明物体の扱いについての問題点 コンピュータグラフィックスによる画像生成において、
色ガラスのような半透明体を表現する用途は数多くあ
る。このような対象を扱う場合には、形状データ中に透
過度と呼ぶパラメータを設定し、ポリゴンごとに透過度
の値を付与することで表現が可能となる。透過度として
は、例えば、０〜２５５の数値を付与するものとして表
現することができ、このような扱いをする場合には、値
「２５５」は不透明、値「０」は完全に透明（つまり見
えない）、中間値の場合はその値にしたがって透明度が
可変的になるものとして設定がなされる。

【００２８】表示画面におけるある画素について、当該
画素を含むこととなる複数のポリゴンのうち、最もＺ値
の小さいポリゴンが半透明（透過度が２５５ではない）
である場合は、当該画素の表示色は、当該ポリゴンの表
示色と２番目にＺ値の小さいポリゴンの表示色を透過度
に従って混合したものとなる。また、ここで２番目にＺ
値の小さいポリゴンが半透明な場合はさらに３番目のポ
リゴンの表示色も混合しなければならない。

【００２９】しかし、Ｚバッファによる隠面処理を行う
場合は、視点から最も近い、すなわち奥行きが浅い座標
を選択することとなっているため、フレームバッファに
は最もＺ値の小さいポリゴンの表示色しか保持されな
い。従って、上述のように複数のポリゴンを対象として
混合処理を実現することは、図１７に示す単一のフレー
ムバッファとＺバッファとを備えた構成においては不可
能である。

【００３０】Ｚバッファ法による隠面処理を行い、か
つ、半透明物体を表現する混合処理を実現するには、透
過度を持ったポリゴンが重なる場合を考慮して、複数の
フレームバッファとＺバッファを持つこととするならば
実現は可能となる。

【００３１】図２０は、複数のバッファを用いる処理を
説明するための模式図である。図２０に示す例では、フ
レームバッファ、およびＺバッファのそれぞれに４個の
バッファを有するものとして構成した場合を示してい
る。このようなバッファの構成とすることで、Ｚバッフ
ァ２０１１には最も小さいＺ値、Ｚバッファ２０１２に
は２番目に小さいＺ値、Ｚバッファ２０１３には３番目
に小さいＺ値、そしてＺバッファ２０１４には４番目に
小さいＺ値が保持される。一方、フレームバッファ２０
２１〜２０２４には上記Ｚバッファ２０１１〜２０１４
に対応するＲ，Ｇ，Ｂ値が保持される。さらに、各画素
ごとに前記混合処理を実行するために、各画素ごとの透
過度を保持する透過度バッファ２０３１〜２０３４が用
いられる。

【００３２】図２０のようなバッファ構成をとるものと
すれば、透過度に対応した処理は可能となるが、このよ
うな構成を実現するためには、フレームバッファとＺバ
ッファの数に比例して必要となるメモリ容量の倍増度は
増大することになる。

【００３３】さらに、従来の技術による画像生成装置で
は、第１の問題点に関するアンチエリアシング処理と、
第２の問題点に関する半透明物体の表現とを、同時に実
現するためには、必要なメモリ容量は両者で増大する分
の積となり、ますますコスト増大を招くこととなる。こ
こに示した例では、表示画素分のメモリ容量３Ｍバイト
の６４倍（＝１６倍×４倍）である１９２Ｍバイトもの
メモリを必要とすることになる。このように、良好な画
像表示とコスト低減とを両立しがたい場合があること
が、従来の技術による画像生成装置における問題点とな
っていた。

【００３４】また、上記のように、従来の技術による画
像合成装置においては、ＣＧ生成部２１１０の処理によ
るＣＧ画像については、アンチエリアシング処理を行っ
てジャギーを目立たなくすることや、半透明処理を行う
ことが可能である。しかし、このような処理を行ってＣ
Ｇ画像を生成し、その後に当該ＣＧ画像と実写画像とを
合成するものであるので、以下のような問題点を生ずる
こととなる。

【００３５】まず、実写画像や合成画像についてアンチ
エリアシング処理を行い得ないものとなるので、場合に
よっては画質が損なわれる点が問題となっていた。すな
わち、ＣＧ画像の背後に実写画像を合成するような場合
には、その境界で実写画像がＣＧ画像ににじみ出ている
ように見えるものとなり、画質が低下するものであっ
た。

【００３６】次に、柔軟な合成処理を行い得ない点が問
題となっていた。例えば、ＣＧ処理において半透明処理
を行い、不透明物体の手前に半透明物体があるようなＣ
Ｇ画像が得られたとする。これに対して実写画像を合成
する際には、ＣＧ画像（不透明物体＋半透明物体）の背
後になるよう合成するか、手前になるよう合成するかし
か行い得ず、実写画像を不透明物体と半透明物体間に合
成するようなことはできなかった。すなわち、ＣＧ生成
においては、バッファの数だけのレベル数（図２０の例
では４レベル）の前後関係を扱い得る柔軟な処理が可能
であるのに対して、ＣＧ画像と実写画像との合成処理に
おいてはかかる柔軟な処理が行い得ないものとなってい
た。

【００３７】このような柔軟な合成処理を行うために、
画像合成装置が、図２１に示すＣＧ生成部２１１０を複
数備える構成をとるものとすれば、ＣＧ画像と実写画像
との合成においても、ＣＧ生成部の個数だけ扱い得るレ
ベルを増加させることは可能ではある。すなわち、一方
のＣＧ生成部が出力するＣＧ画像を実写画像の背景と
し、他方のＣＧ生成部が出力するＣＧ画像を実写画像の
手前に重ねるような合成が可能となる。しかし、前述の
ようにＣＧ生成部２１２０は、従来の技術による画像生
成装置の主要部分に相当するものであり、これを複数備
える構成とすることは、装置コストを大きく増大させる
こととなる。特に、アンチエリアシング処理や半透明処
理を行う場合には、前述のようにバッファを複数有する
ため、必要なメモリ量が大きいものとなるため、このよ
うなＣＧ合成部を複数備える画像合成装置の構成は現実
的なものとは言えない。

【００３８】以上に述べてきたように、従来の技術によ
る画像生成装置においては、アンチエリアシングや半透
明処理を行って画質の向上を図るならば、必要なバッフ
ァの容量が増大するため、装置コストが向上することが
問題となっていた。また、従来の技術による画像合成装
置においては、ＣＧ画像と実写画像との合成を行うに際
して、アンチエリアシングや半透明処理を応用できず、
画質の向上を図ることや柔軟な画像処理を行うことがで
きない点が問題となっていた。

【００３９】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、装置コストを大きく上昇させることなく、ア
ンチエリアシング処理や半透明処理を実行し、良好な画
質の画像を得ることができる画像生成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００４０】また、本発明は、コスト増加を抑制しつつ
画質の向上を図ることが可能な画像生成方法を提供する
ことを目的とする。

【００４１】また、本発明は、汎用コンピュータシステ
ム等において実行することにより、低廉なシステムにお
いても、画質の良好な画像を生成することが可能な画像
生成プログラムを記録したプログラム記録媒体を提供す
ることを目的とする。

【００４２】また、本発明は、ＣＧ画像と実写画像との
合成において、装置コストを大きく上昇させることな
く、アンチエリアシング処理や半透明処理を実行し、良
好な画質の画像を得ることができる画像合成装置を提供
することを目的とする。

【００４３】また、本発明は、コスト増加を抑制しつ
つ、ＣＧ画像と実写画像との合成においてアンチエリア
シング処理や半透明処理を実行し、良好な画質の画像を
得ることができる画像合成方法を提供することを目的と
する。

【００４４】また、本発明は、汎用コンピュータシステ
ム等において実行することにより、低廉なシステムにお
いても、画質の良好な画像を生成することが可能な画像
合成プログラムを記録したプログラム記録媒体を提供す
ることを目的とする。

【００４５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１にかかる画像生成装置は、３次元
座標で表現され、多角形であるポリゴンの集合である形
状データに基づいて３次元的な画像を生成する画像生成
装置において、上記ポリゴンの集合である形状データに
対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不透明である
か否かを識別するポリゴン識別手段と、上記形状データ
から、画像の表示単位である画素ごとの輝度と色とを示
す画素値と、処理対象であるポリゴンを表示すべき奥行
きを示す奥行き値と、処理対象であるポリゴンが画素に
おいて占める割合を示す寄与度とを生成する画像データ
演算手段と、上記画像データ演算手段が生成した画素
値、奥行き値、および寄与度をそれぞれ格納する一時保
持手段と、上記一時保持手段に格納された寄与度と奥行
き値とに基づいて、上記一時保持手段に格納された画素
値を用いて表示すべき画像を生成する画像合成手段とを
備えたものである。

【００４６】また、請求項２にかかる画像生成装置は、
請求項１の装置において、上記一時保持手段は、複数の
上記奥行き値を格納するものであり、上記一時保持手段
に格納された複数の奥行き値のうち、最大の値を有する
ものと、処理対象とするポリゴンの奥行き値とを比較
し、その比較の結果に基づいて、処理対象とするポリゴ
ンの表示を行うか否かを決定する奥行き合成手段をさら
に備えたものである。

【００４７】また、請求項３にかかる画像生成装置は、
請求項１の装置において、上記一時保持手段は、複数の
領域を有するものであり、上記一時保持手段が有する複
数の領域に対するデータの入出力を制御するバッファ制
御手段をさらに備えたものである。

【００４８】また、請求項４にかかる画像生成装置は、
請求項１の装置において、上記画像データ演算手段は、
上記形状データの単位である表示画素の１個を、縦Ｍ
列、横Ｍ行（Ｍ≧２）のサブピクセルに分割し、上記分
割により生成した合計Ｍ×Ｍ個のサブピクセルのうち、
Ｍ個のサブピクセルをサンプリングして、上記サンプリ
ングしたサブピクセルが、処理対象とするポリゴンに含
まれるか否かを判定することによって、上記寄与度を生
成するものである。

【００４９】また、請求項５にかかる画像生成装置は、
請求項４の装置において、上記画像データ演算手段は、
上記サンプリングするＭ個のサブピクセルを、１画素内
における同一の縦の列、及び横の行で重ならないように
選択するものである。

【００５０】また、請求項６にかかる画像生成装置は、
請求項５の装置において、上記画像データ演算手段は、
上記サブピクセルの選択において、特定の位置のサブピ
クセルを、当該ポリゴンが不透明か否かにかかわらず、
全てのポリゴンにおいてサンプリングするものである。

【００５１】また、請求項７にかかる画像生成装置は、
請求項２の装置において、上記形状データを、複数のポ
リゴン群に分割し、各ポリゴン群を部分形状データとし
て出力する形状データ分割手段をさらに備え、上記ポリ
ゴン識別手段、上記画像データ演算手段、および上記奥
行き合成手段をそれぞれＬ個備え、上記Ｌ個の奥行き合
成手段は、直列に接続され、前段の奥行き合成手段から
の出力を後段の奥行き合成手段に順次転送するものであ
る。

【００５２】また、請求項８にかかる画像生成装置は、
請求項７の装置において、上記Ｌ個の奥行き合成手段
は、後段に転送する出力を、奥行きの順に並べるもので
ある。

【００５３】また、請求項９にかかる画像生成方法は、
３次元座標で表現され、多角形であるポリゴンの集合で
ある形状データに基づいて３次元的な画像を生成する画
像生成方法において、上記ポリゴンの集合である形状デ
ータに対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不透明
であるか否かを識別するポリゴン識別ステップと、上記
形状データから、画像の表示単位である画素ごとの輝度
と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを表示
すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポリゴ
ンが画素において占める割合を示す寄与度とを生成する
画像データ演算ステップと、上記画像データ演算手段が
生成した画素値、奥行き値、および寄与度をそれぞれ格
納する一時保持ステップと、上記一時保持ステップにお
いて格納された寄与度と奥行き値とに基づいて、上記一
時保持ステップにおいて格納された画素値を用いて表示
すべき画像を生成する画像合成ステップとを含むもので
ある。

【００５４】また、請求項１０にかかる画像生成プログ
ラム記録媒体は、３次元座標で表現され、多角形である
ポリゴンの集合である形状データに基づいて３次元的な
画像を生成する画像生成プログラムを記録したプログラ
ム記録媒体において、上記ポリゴンの集合である形状デ
ータに対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不透明
であるか否かを識別するポリゴン識別ステップと、上記
形状データから、画像の表示単位である画素ごとの輝度
と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを表示
すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポリゴ
ンが画素において占める割合を示す寄与度とを生成する
画像データ演算ステップと、上記画像データ演算手段が
生成した画素値、奥行き値、および寄与度をそれぞれ格
納する一時保持ステップと、上記一時保持ステップにお
いて格納された寄与度と奥行き値とに基づいて、上記一
時保持ステップにおいて格納された画素値を用いて表示
すべき画像を生成する画像合成ステップとを含む画像生
成プログラムを記録したものである。

【００５５】また、請求項１１にかかる画像合成装置
は、３次元座標で表現され、多角形であるポリゴンの集
合である形状データに基づいて３次元的な画像を生成
し、上記生成した画像を実写画像と合成し、合成画像を
生成する画像合成装置において、上記ポリゴンの集合で
ある形状データに対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴ
ンが不透明であるか否かを識別するポリゴン識別手段
と、上記形状データから、画像の表示単位である画素ご
との輝度と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴ
ンを表示すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であ
るポリゴンが画素において占める割合を示す寄与度とを
生成する画像データ演算手段と、上記画像データ演算手
段が生成した画素値、奥行き値、および寄与度をそれぞ
れ格納する一時保持手段と、上記実写画像を処理して、
輝度と色とを示す実写画像画素値と、上記実写画像が表
示単位である画素において占める割合を示す実写画像寄
与度とを生成する実写画像処理手段と、上記一時保持手
段に格納された寄与度と奥行き値と、上記実写画像処理
手段が生成する実写画像寄与度と、あらかじめ設定され
た実写画像奥行き値とに基づいて、上記一時保持手段に
格納された画素値と、上記実写画像処理手段が生成する
実写画像画素値とを用いて、表示すべき画像を生成する
画像合成手段とを備えたものである。

【００５６】また、請求項１２にかかる画像合成装置
は、請求項１１の装置において、上記一時保持手段は、
複数の上記奥行き値を格納するものであり、上記一時保
持手段に格納された複数の奥行き値のうち、最大の値を
有するものと、処理対象とするポリゴンの奥行き値とを
比較し、その比較の結果に基づいて、処理対象とするポ
リゴンの表示を行うか否かを決定する奥行き合成手段を
さらに備えたものである。

【００５７】また、請求項１３にかかる画像合成方法
は、３次元座標で表現され、多角形であるポリゴンの集
合である形状データに基づいて３次元的な画像を生成
し、上記生成した画像を実写画像と合成し、合成画像を
生成する画像合成方法において、上記ポリゴンの集合で
ある形状データに対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴ
ンが不透明であるか否かを識別するポリゴン識別ステッ
プと、上記形状データから、画像の表示単位である画素
ごとの輝度と色とを示す画素値と、処理対象であるポリ
ゴンを表示すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象で
あるポリゴンが画素において占める割合を示す寄与度と
を生成する画像データ演算ステップと、上記画像データ
演算手段が生成した画素値、奥行き値、および寄与度を
それぞれ格納する一時保持ステップと、上記実写画像を
処理して、輝度と色とを示す実写画像画素値と、上記実
写画像が表示単位である画素において占める割合を示す
実写画像寄与度とを生成する実写画像処理ステップと、
上記一時保持ステップにおいて格納された寄与度と奥行
き値と、上記実写画像処理ステップにおいて生成された
実写画像寄与度と、あらかじめ設定された実写画像奥行
き値とに基づいて、上記一時保持ステップにおいて格納
された画素値と、上記実写画像処理ステップにおいて生
成する実写画像画素値とを用いて、表示すべき画像を生
成する画像合成ステップとを含むものである。

【００５８】また、請求項１４にかかる画像合成プログ
ラム記録媒体は、３次元座標で表現され、多角形である
ポリゴンの集合である形状データに基づいて３次元的な
画像を生成し、上記生成した画像を実写画像と合成し、
合成画像を生成する画像合成プログラムを記録したプロ
グラム記録媒体において、上記ポリゴンの集合である形
状データに対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不
透明であるか否かを識別するポリゴン識別ステップと、
画素を単位とする上記形状データに対して、輝度と色と
を示す画素値と、ポリゴンを表示すべき奥行きを示す奥
行き値と、ポリゴンが、表示単位である画素において占
める割合を示す寄与度とを生成する画像データ演算ステ
ップと、上記画像データ演算手段が生成した画素値、奥
行き値、および寄与度をそれぞれ格納する一時保持ステ
ップと、上記実写画像を処理して、輝度と色とを示す実
写画像画素値と、上記実写画像が表示単位である画素に
おいて占める割合を示す実写画像寄与度とを生成する実
写画像処理ステップと、上記一時保持ステップにおいて
格納された寄与度と奥行き値と、上記実写画像処理ステ
ップにおいて生成された実写画像寄与度と、あらかじめ
設定された実写画像奥行き値とに基づいて、上記一時保
持ステップにおいて格納された画素値と、上記実写画像
処理ステップにおいて生成する実写画像画素値とを用い
て、表示すべき画像を生成する画像合成ステップとを含
む画像合成プログラムを記録したものである。

【００５９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の実施の形
態１による画像生成装置は、ポリゴンデータを３分割
し、それぞれを独立に並列処理するものであり、ポリゴ
ンが不透明である場合にのみアンチエリアシング処理を
行うものである。以下に本実施の形態１による画像生成
装置の構成、及び動作を図面を参照しながら説明する。
図１は本実施の形態１における画像生成装置の全体構成
を示す図である。図示するように、本実施の形態１によ
る画像生成装置は、形状データ分割手段１０１、形状デ
ータバッファ１０２ａ〜１０２ｃ、画像生成部１０３ａ
〜１０３ｃ、奥行き合成回路１０４ａ〜１０４ｃ、混合
比演算回路１０５、画素混合回路１０６、画像表示装置
１０７、および同期信号発生器１０８を備えたものであ
り、従来の技術による画像生成装置と同様に、表示され
るべき物体をポリゴンとして扱い、３次元座標として記
述した形状データを用いるものである。

【００６０】形状データ分割手段１０１は、形状データ
である全てのポリゴンのデータを、ポリゴン単位で３分
割して３個の部分形状データを生成し、それらを３個の
形状データバッファ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２
ｃにそれぞれ出力する。形状データバッファ１０２ａ、
１０２ｂ、および１０２ｃは、入力された部分形状デー
タを保持す。

【００６１】画像生成部１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ
は、それぞれが接続された形状データバッファ１０２
ａ，１０２ｂ，１０２ｃからそれぞれが保持する部分形
状データに含まれる各ポリゴンデータを読み出し、これ
らを処理することによって、各画素ごとのＺ値とＲ，
Ｇ，Ｂ値を求めるとともに、各ポリゴンが画素において
占める割合である寄与度を求める。この寄与度は、本実
施の形態１において、不透明なポリゴンに対してのみア
ンチエリアシング処理に用いられ、他のポリゴンには半
透明処理のための透過度として用いられるものとなる。
また、本実施の形態１では、画像生成部１０３ａ、１０
３ｂ、および１０３ｃのそれぞれにおける処理は独立し
て実行されるものである。また、画像生成部１０３ａ、
１０３ｂ、１０３ｃはその内部に、Ｚバッファ、フレー
ムバッファ、及び寄与度バッファをそれぞれ備え、各バ
ッファは１画素あたり４個ずつのＺ値、Ｒ，Ｇ，Ｂ値、
及び寄与度を保持することができる。したがって、最も
奥行き値の小さいポリゴンから順に４個のポリゴンのＺ
値、Ｒ，Ｇ，Ｂ値、及び寄与度を保持することになる。

【００６２】奥行き合成回路１０４ａ、１０４ｂ、１０
４ｃは互いに線形に接続され、前段（１０４ａ、１０４
ｂ、１０４ｃの順）の奥行き合成回路から入力されたＺ
値と、当該奥行き合成回路が接続されている画像生成部
から入力されたＺ値とを比較し、その比較結果に従って
Ｚ値、画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）、及び寄与度を選択して
出力する。それぞれの入力ポートには１画素ごとに４組
のＺ値、画素値、及び寄与度が入力されるので、合計８
組の値が入力され、その中から奥行きの小さい４組を選
択することになる。ただし、最前段となる奥行き合成回
路１０４ａについては、画像生成部１０３ａが出力した
Ｚ値、画素値、及び寄与度のみが入力されるものとな
り、これをそのまま後段の奥行き合成回路１０４ｂに出
力する。本実施の形態１においては、奥行き合成回路１
０４ａ〜１０４ｃが奥行き合成手段を実現するものであ
る。

【００６３】混合比演算回路１０５は、最後段の奥行き
合成回路１０４ｃに接続され、寄与度とＺ値から４組の
画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）の混合比を算出し、該算出した
混合比を後述する画素混合回路１０６に出力する。この
混合比は、本実施の形態１において、不透明なポリゴン
に対してはアンチエリアシング処理のためのものとな
り、他のポリゴンに対しては半透明処理のためのものと
なる。画素混合回路１０６は、最後段の奥行き合成回路
１０４ｃと混合比演算回路１０５とに接続され、奥行き
合成回路１０４ｃから入力するＲ，Ｇ，Ｂ値を、混合比
演算回路１０５から入力する混合比に従って混合し、表
示画素単位の画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）を得る。画像表示
装置１０７は、画素混合回路１０６において得られた値
を用いて、生成した画像を表示する。ここでは、画像表
示装置１０７に表示される画像は横（Ｘ方向）は１０２
４画素で、縦（Ｙ方向）は５１２画素の大きさとする。
本実施の形態１では、混合比演算回路１０５と画素混合
回路１０６とによって画像合成手段を実現するものとな
っている。

【００６４】同期信号発生器８は外部同期信号が入力さ
れた場合はこれに同期して、入力されない場合は独自の
タイミングで同期信号を発生する。同期信号は奥行き合
成回路１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを順に通過する。
奥行き合成回路１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ内では、
入力された同期信号に従って処理をすることにより、表
示画像上の同一の画素に対して奥行き合成処理が実行さ
れるように調整する。

【００６５】また、後述するように各奥行き合成回路に
おいて、同期信号に基づくタイミング制御信号が生成さ
れ、このタイミング制御信号は各画像生成部に出力さ
れ、画像生成部内で用いられることとなる。

【００６６】図２から図１３は、本実施の形態１による
画像生成装置を構成する各部の内部構成を示す図、また
は、作用を説明するための図である。以下に、図１を参
照しつつ、図２から図１３を用いて、本実施の形態１の
画像生成装置における画像生成の際の動作を説明する。
本実施の形態１による画像生成装置に、形状データが入
力されると、形状データは形状データ分割手段１０１に
よって分割され、部分形状データ（１つ以上のポリゴン
データを含む。）がそれぞれ、形状データバッファ１０
２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃに入力されて保持され
る。そして、それぞれが保持するポリゴンデータが、画
像生成部１０３ａ、１０３ｂ、および１０３ｃにより読
み出されて処理される。

【００６７】図２は、画像生成部１０３ａの内部構成を
示す図である。本実施の形態１では、画像生成部１０３
ａ〜１０３ｃは同一の内部構成を有するものであり、１
０３ｂ、および１０３ｃも図２に示す内部構成を有する
ものである。図示するように、画像生成部１０３ａ（１
０３ｂ、および１０３ｃも同様）は、幾何変換部１０３
１、画素生成回路１０３２、ポリゴン識別回路１０３
３、画像データ演算回路１０３４、Ｚバッファ制御回路
１０３５、ダブルバッファ制御回路１０３６、第１、お
よび第２のバッファ群（Ｚバッファ、フレームバッフ
ァ、および寄与度バッファ）１０３７ａ、および１０３
７ｂ、フレームアドレス生成回路１０３８を備えたもの
である。

【００６８】幾何変換部１０３１は、形状データバッフ
ァから読み出されたポリゴンデータに対して、座標系を
変換する幾何変換処理を行う。これによりポリゴンデー
タは、出力画像上の座標系であるスクリーン座標系に変
換される。画素生成回路１０３２は、変換されたポリゴ
ンデータをサブピクセル単位に分解し、ポリゴンの内部
に存在するサブピクセルを抽出し、サブピクセルごとに
画素値とＺ値とを生成する。ポリゴン識別回路１０３３
は、画素生成回路１０３２の出力に基づいて、ポリゴン
が不透明か半透明かを識別する。画像データ演算回路１
０３４は、ポリゴンのサブピクセルのパターンに基づい
て、各画素の寄与度を算出する。

【００６９】Ｚバッファ制御回路１０３５は、入力され
たスクリーン座標値（Ｘ，Ｙ）に対応するＺ値を、Ｚバ
ッファから読み出す。ダブルバッファ制御回路１０３７
は、第１、および第２のバッファ群１０３７ａ、および
１０３７ｂを、Ｚバッファ制御回路１０３５により制御
される組と、フレームアドレス生成回路１０３８により
制御される組とに振り分ける。

【００７０】第１、および第２のバッファ群１０３７
ａ、および１０３７ｂは、図示するように、ダブルバッ
ファ化されたＺバッファ、フレームバッファ、および寄
与度バッファであり、バッファへの書き込みと、バッフ
ァからの読み出し処理とは、異なるバッファに対して並
行的に実行できるようになっている。また、各バッファ
は各画素ごとに４組の数値を保持できるように表示画素
分の４倍の容量を持つものとしている。したがって、そ
れぞれのバッファ群中のＺバッファは、２４（ビット）
×１０２４（画素）×５１２（画素）×４（倍）で６Ｍ
バイトの容量を持つことになる。同じく、フレームバッ
ファも６Ｍバイトの容量を有し、寄与度バッファは２Ｍ
バイトの容量を有する。バッファのアドレス空間は２Ｍ
ワード分あり、従ってアドレスのビット幅は２１ビット
である。２１ビットのうちの上位１０ビット（ビット２
０〜１２）がＹ座標、ビット１１からビット２までがＸ
座標、最下位の２ビット（ビット１と０）が４組の数値
を保持するためのインデックスである。

【００７１】フレームアドレス生成回路１０３８は、Ｚ
バッファ、フレームバッファ、寄与度バッファのアドレ
スをシリアルに生成する。図１に示す同期信号発生器１
０８が出力する同期信号は、奥行き合成回路１０４ａ
（１０４ｂ、１０４ｃ）に入力され、後述するように、
奥行き合成回路１０４ａ（１０４ｂ、１０４ｃ）におい
ては、同期信号に基づいてタイミング制御信号が生成さ
れる。タイミング制御信号は、奥行き合成回路１０４ａ
（１０４ｂ、１０４ｃ）から画像生成部１０３ａ（１０
３ｂ、１０３ｃ）に入力され、画像生成部１０３ａ内部
において、フレームアドレス生成回路１０３８に入力さ
れる。フレームアドレス生成回路１０３８におけるアド
レス生成処理は、このタイミング制御信号に同期して行
われるものとなる。以上の構成において本実施の形態１
では、、ポリゴン識別回路１０３３がポリゴン識別手段
を実現し、画像データ演算回路１０３４が画像データ演
算手段を実現するものとなっている。

【００７２】図２を用いて、画像生成部１０３ａ（１０
３ｂ、１０３ｃ）の動作を説明する。図１において、形
状データバッファ１０２ａから読み出されたポリゴンデ
ータは、図２に示す画像生成部１０３ａ内部の幾何変換
部１０３１において、出力画像上の座標系であるスクリ
ーン座標系に変換される。座標変換されたポリゴンデー
タは、図２に示す画素生成回路１０３２に出力される。

【００７３】画素生成回路１０３２はポリゴンをサブピ
クセル単位に分解し、ポリゴンの内部に存在するサブピ
クセルを抽出する。図３は、この処理を説明するための
概念図である。同図の左上に「画素」として示した大き
さが、１個の表示画素の大きさである。同図において
は、全体として横７画素、縦５画素の領域を表示してい
る。また、小さい正方形がサブピクセルを示している。
図３では１画素を縦、横方向それぞれ４個の合計１６個
のサブピクセルに分割している。ポリゴンは太い線で囲
まれた３角形であり、図においてポリゴン内部のサブピ
クセルを斜線で示している。画素生成回路１０３２で
は、図示するようなサブピクセルへの分割と、ポリゴン
内部のサブピクセルの抽出が行われ、図３において斜線
で示されたすべてのサブピクセルについて、Ｚ値と、画
素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）とが求められる。各値のビット幅
はＺ値が２４ビット、Ｒ，Ｇ，Ｂ値が各８ビットであ
る。

【００７４】一方、図１に示す形状データバッファ内に
は、ポリゴンごとに、当該ポリゴンの透明性を示す透過
度があらかじめ設定されている。透過度のビット幅は８
ビットで、その値が２５５（１０進）の時に不透明、０
の時に完全に透明である。中間の値の場合は値に応じて
半透明になる。したがって、透過度が０のポリゴンは実
質的に存在しないものとして扱われることになる。

【００７５】画素生成回路１０３２からは、サブピクセ
ルのＺ値、Ｒ，Ｇ，Ｂ値と透明度とがポリゴン識別回路
１０３３に出力され、ポリゴン識別回路１０３３は、ポ
リゴンの透過度が値２５５であるか否かによって、不透
明か半透明かを識別する。ポリゴン識別回路１０３３か
らは、画像データ演算回路１０３４に対して、「不透
明」か「半透明」かを示す識別結果が出力される。

【００７６】画像データ演算回路１０３４は、ポリゴン
のサブピクセルのパターンから各画素の寄与度を算出す
る。図４は、この処理を説明するための概念図である。
同図の左上に「画素」として示した大きさが、１個の表
示画素の大きさである。１個の表示画素は１６個のサブ
ピクセルに分割されており、図２を用いて説明したよう
に、画素生成回路１０３２における処理では、すべての
サブピクセルについてポリゴンの内部にあるかどうかを
判定するものである。これに対して、画像データ演算回
路１０３４では、一部のみを用いて処理を行う。画像デ
ータ演算回路１０３４におけるこの処理は、ポリゴン識
別手段１０３３から取得する識別結果が「不透明」を示
す場合と「半透明」を示す場合とで異なるものとなる。
すなわち、本実施の形態１においては、ポリゴンが不透
明である場合にのみアンチエリアシング処理を実行する
ものである。

【００７７】識別結果が「不透明」を示す場合、画像デ
ータ演算回路１０３４は、１個の表示画素に相当する１
６個のサブピクセルのうちの４個だけをサンプリングし
て寄与度を算出する。図４の二重丸印と丸印とは、不透
明なポリゴンにおいてサンプリングするサブピクセルの
位置を示している。画像データ演算回路１０３４は、そ
れぞれのサブピクセルにおいてポリゴン内にある場合は
「１」、ない場合は「０」とする４ビットの数値を算出
し、これからルックアップテーブルを参照することで寄
与度を求める。図５は、画像データ演算回路１０３４が
用いるルックアップテーブルを示す図である。同図ａ）
に示すテーブルは、入力値が２進数表記で１になってい
るビットの数に応じて０個、１個、２個、３個、４個の
場合に寄与度が各々０、６４、１２８、１９２、２５５
となるようなものである。

【００７８】求めた寄与度が０ではない場合は、当該画
素のスクリーン座標値（Ｘ，Ｙ）と寄与度とをＺバッフ
ァ制御回路１０３５（図２）に出力する。画像データ演
算回路１０３４は、また、Ｚ値と画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ
値）とをも、Ｚバッファ制御回路１０３５に出力する
が、これらはサブピクセルごとに異なるものであるの
で、画像データ演算回路１０３４は、４個のサブピクセ
ル中のいずれか１個をセレクタにおいて選択する。画像
データ演算回路１０３４における選択は、図５ｂ）のよ
うなルックアップテーブルを参照して求める。図５ｂ）
に示すテーブルでは、選択するサブピクセルを示す値
が、入力値において、２進数表記で１になっているビッ
トのビット位置を示す値となっているものであり、複数
のビットが１になっている場合は、より中央に近い位置
を示すような値になっている。これは、中央に近い位置
の方が適切に当該画素を代表し得る可能性が高いからで
ある。

【００７９】以上の処理は、図２に示すポリゴン識別回
路１０３３から出力された識別結果が「不透明」を示し
ていた場合のものである。これに対して、識別結果が
「半透明」を示す場合には、図４における二重丸の位置
のサブピクセルだけをサンプリングする。二重丸の位置
のサブピクセルがポリゴン内にない場合は（たとえ他の
サブピクセルがポリゴン内にある場合でも）入力された
Ｚ値と画素値とは破棄する。二重丸の位置のサブピクセ
ルがポリゴン内にある場合は、当該画素のスクリーン座
標値（Ｘ，Ｙ）と二重丸の位置のサブピクセルのＺ値と
画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）、及び寄与度をＺバッファ制御
回路３５に出力する。なお、半透明なポリゴンについて
はポリゴンの透過度の値を寄与度とする。画像データ演
算回路１０３４においてサンプリングするサブピクセル
の位置は必ずしも図４に従わなくても同様の効果が得ら
れるものであるが、適切な結果を得るためには、縦の列
および横の行で重ならないようにサンプリングすべきで
あり、さらに斜め方向においても重ならない方が望まし
いものとなる。

【００８０】図２においてＺバッファ制御回路１０３５
は、入力されたスクリーン座標値（Ｘ，Ｙ）に対応する
Ｚ値とをＺバッファから読み出す。Ｚバッファの読み出
しアドレスは２１ビット幅であり、Ｙ座標をビット２０
〜１２、Ｘ座標をビット１１〜２に対応させた値であ
る。最下位の２ビットは１画素に対して保持している４
組の数値を区別するインデックスであり、０から３まで
変化させて４組のＺ値をすべて読み出す。読み出した４
個のＺ値は互いに比較され、最も値の大きいＺ値だけが
取り出される。そして、取り出されたＺ値は画像データ
演算回路１０３４から入力されたポリゴンのＺ値と比較
される。この際にポリゴンのＺ値の方が大きいかまたは
両者が等しい場合は、以降の処理を行うことなく、入力
されたＺ値、Ｒ，Ｇ，Ｂ値と寄与度は破棄される。一
方、ポリゴンのＺ値の方が小さい場合は、最も値の大き
いＺ値が保持されていたアドレスにポリゴンのＺ値を書
き込む。同時にフレームバッファと寄与度バッファに対
しても、Ｚバッファと同じアドレスにポリゴンのＲ，
Ｇ，Ｂ値と寄与度を書き込む。

【００８１】図６は、以上の処理を実現するための、Ｚ
バッファ制御回路１０３５における回路構成を示す摸式
図である。図２に示すようにＺバッファ制御回路１０３
５には、画像データ演算回路１０３４からＺ値、画素値
（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）、および寄与度（計５６ビット）が入
力され、また、ダブルバッファ制御回路１０３６を介し
て、Ｚバッファから順に４個のＺ値（２４ビット）が入
力される。Ｚ値レジスタ６９０は、タイミング制御回路
６９１からの制御に従って、最初のＺ値が入力されるタ
イミングにおいてクリアされ、以降は次にクリアされる
までロードされた値を保持する。

【００８２】Ｚバッファより入力されたＺ値（以下バッ
ファＺ値と表記する。）は、第１の比較回路６９２に入
力される。また、Ｚ値レジスタが保持する値（以下レジ
スタＺ値と表記する。）も第１の比較回路６９２に入力
される。第１の比較回路６９２においては、バッファＺ
値とレジスタＺ値との比較が行われ、その結果、バッフ
ァＺ値の方が大きい場合のみ、第１の比較回路６９２か
らＺ値レジスタ６９０にバッファＺ値がロードされ、Ｚ
値レジスタ６９０は、ロードされた値をレジスタＺ値と
して保持することとなる。

【００８３】したがって、Ｚバッファから４個のＺ値が
入力され、上記の処理が実行された後には、Ｚ値レジス
タ６９０には、当該４個のＺ値のうち、最も大きい値の
ものが、レジスタＺ値として残ることとなる。このレジ
スタＺ値を最大レジスタＺ値とする。最大レジスタＺ値
は、Ｚ値レジスタ６９０から第２の比較回路６９３に入
力される。

【００８４】一方、画像データ演算回路１０３４から入
力されたＺ値（以下演算Ｚ値と表記する。）が第２の比
較回路６９３に入力され、第２の比較回路６９３におい
て、演算Ｚ値と最大レジスタＺ値とが比較され、その結
果が書き込みアドレス生成回路６９４に出力される。書
き込みアドレス生成回路６９４は、第２の比較回路５９
３から入力された比較結果が、演算Ｚ値の方が小さい旨
を示す場合のみ、書き込みアドレスを生成する。書き込
みアドレス生成回路５９４には、第１の比較回路６９２
からも比較結果が入力され、書き込みアドレス生成回路
６９４は、書き込みアドレスの生成を行う場合に、比較
回路６９２の比較結果を用いて最下位の２ビットを制御
する。

【００８５】図６に示す内部構成のＺバッファ制御回路
１０３５において、以上のような処理がなされた後、図
２において、Ｚバッファ制御回路１０３５からはダブル
バッファ制御回路１０３６に対して、書き込みアドレス
が出力される。また、画像データ演算回路１０３４から
Ｚバッファ制御回路１０３５に入力されたＺ値、Ｒ，
Ｇ，Ｂ値、および寄与度は、書き込みデータとしてダブ
ルバッファ制御回路１０３６に出力される。ダブルバッ
ファ制御回路１０３６は各バッファへの書き込み制御を
行い、入力された書き込みアドレスに、入力された書き
込みデータを書き込むことで、前述のようにポリゴンの
Ｚ値が小さい場合にのみ各バッファの書き換えがなされ
ることとなる。

【００８６】図２に示すフレームアドレス生成回路１０
３８は、同期信号発生器１０８から奥行き合成回路１０
４ａを介して入力されたタイミング制御信号（図１）に
同期して、Ｚバッファ、フレームバッファ、寄与度バッ
ファのアドレスをシリアルに生成する。図７は、アドレ
ス生成処理を実現するフレームアドレス生成回路１０３
８の構成を示す模式図である。図示するようにフレーム
アドレス生成回路１０３８は、第１のカウンタ１０３８
１と第２のカウンタ１０３８２を備えている。第１のカ
ウンタ１０３８１は、アドレスのビット１１〜０をカウ
ント処理するものであり、水平同期信号でクリアされ、
常時カウントアップされるカウンタを用いてアドレスを
生成する。なお、アドレスのビット１１〜０をカウント
アップする周波数は１画素の表示時間の逆数（ドットク
ロックサイクル）の４倍である。したがって、第１のカ
ウンタ１０３８１は１画素の表示時間中に４回カウント
アップする。

【００８７】第２のカウンタ１０３８２はアドレスのビ
ット１９〜１２をカウント処理するものであり、垂直同
期信号でクリアされ、水平同期信号でカウントアップさ
れるカウンタを用いてアドレスを生成する。第１、及び
第２のカウンタがこのようなカウント処理をする結果、
同期信号に同期して対象となる画素の４組の数値を順に
アクセスすることになり、Ｚバッファ、フレームバッフ
ァ、寄与度バッファからは１画素内の４組の数値が順に
出力される。

【００８８】図２に示すダブルバッファ制御回路１０３
７は、２組のバッファ群（Ｚバッファ、フレームバッフ
ァ、および寄与度バッファ）１０３７ａ、および１０３
７ｂを、Ｚバッファ制御回路１０３５によって制御され
る組と、フレームアドレス生成回路１０３８によって制
御される組とに振り分けるために存在する。この振り分
けは垂直同期信号ごとに切り替わる。すなわち、フレー
ムごとにバッファが切り替わることになる。

【００８９】図１に戻り、本実施の形態１の画像生成装
置の動作の説明を続ける。画像生成部１０３ａ，１０３
ｂ，１０３ｃは、それぞれ奥行き合成回路１０４ａ，１
０４ｂ，１０４ｃと接続され、上記の処理によって生成
し、その内部に保持しているＺ値、画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ
値）、及び寄与度を各奥行き合成回路に出力する。

【００９０】各奥行き合成回路は前述のように接続され
ているものであるが、奥行き合成回路間で転送される４
組の値は、Ｚ値が小さい順に並べ換えられている。ここ
で並べ換えた４組の値をそれぞれレベル０，レベル１，
レベル２，レベル３と呼ぶこととする。以下に、奥行き
合成回路１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの詳細な構成
と、その動作とについて図を参照しながら説明する。

【００９１】図８は奥行き合成回路１０４ｂの内部構成
を示すものである。図示するように、奥行き合成回路１
０４ｂは、Ｚソート回路１０４１、Ｚ比較回路１０４
２、およびタイミング制御回路１０４３を備えている。
接続されている画像生成部３ｂから入力されるＺ値、画
素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）、及び寄与度は、奥行き合成回路
１０４ｂ内部のＺソート回路１０４１において処理され
る。Ｚソート回路１０４１では１画素に対応する４組の
Ｚ値、画素値、および寄与度を、Ｚ値の小さい順に並べ
換え、後述するＺ値比較回路１０４２が生成するレベル
制御信号に応じた値を出力する。例えば、レベル制御信
号として０という値が入力されると、４組の入力順とは
無関係に最もＺ値の小さい組の値が出力される。

【００９２】Ｚ値比較回路１０４２はレベル順に前段の
奥行き合成回路１０４ａから入力されるＺ値４個と、Ｚ
ソート回路１０４１内のＺ値４個との合計８個を比較
し、よりＺ値の小さい４組のＺ値、画素値、および寄与
度を選択して、次段の奥行き合成回路１０４ｃに出力す
る。この選択は、上述のように、Ｚソート回路１０４１
に対してレベル制御信号を出力し、対応する組の値を取
得することで行う。

【００９３】タイミング制御回路１０４３は、同期信号
発生器１０８から入力される同期信号（図１）に同期し
てタイミング制御信号を生成し、これをＺソート回路１
０４１と、Ｚ値比較回路１０４２とに出力する。また、
画像生成部１０３ｂに対しても、タイミング制御信号を
出力する（図１、図８）。

【００９４】図９は、奥行き合成回路１０４ｂが備える
Ｚソート回路１０４１の内部構成を示す図である。図示
するように、Ｚソート回路１０４１は、第１のＺ値レジ
スタ１０４１１、第２のＺ値レジスタ１０４１２、第３
のＺ値レジスタ１０４１３、第１の比較回路１０４１
４、第２の比較回路１０４１５、第３の比較回路１０４
１６、アドレス生成回路１０４１７、および２ポートメ
モリ１０４１８を備えている。

【００９５】第１から第３のＺ値レジスタ１０４１１〜
１０４１３は、それぞれ入力されたＺ値を保持する。第
１から第３の比較回路１０４１４〜１０４１６は、それ
ぞれ対応するＺ値レジスタが保持するＺ値と、画像生成
部１０３ｂから入力されるＺ値とを比較する。アドレス
生成回路１０４１７は、第１から第３の比較回路の比較
結果に基づいて、２ポートメモリ１０４１８における読
み出しアドレスと書き込みアドレスとを生成する。

【００９６】このような内部構成を有するＺソート回路
１０４１（図８）に、Ｚ値、画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）、
および寄与度が入力され、これらは、５６ビット×８ワ
ード構成の２ポートメモリ１０４１８に格納される。こ
の際に、後述するアドレス生成回路１０４１７より入力
される書き込みアドレスは１づつ加算されたものとなっ
て、１画素内の４組の入力値は、入力された順に異なっ
たアドレスに格納されることとなる。

【００９７】入力されたＺ値は、Ｚソート回路１０４１
内において、Ｚ値レジスタ１０４１１にも格納される。
図示する第１から第３のＺ値レジスタ１０４１１、１０
４１２、および１０４１３は、全体としてシフトレジス
タを構成しており、Ｚ値が入力されるごとに、すなわち
１サイクルごとに、第１から第２、第２から第３にと、
保持する値がシフトされる。

【００９８】第１のレジスタの保持する値（第１保持Ｚ
値）は、第１の比較回路１０４１４に入力される。第１
の比較器１０４１４には、当該サイクルにおいて入力さ
れたＺ値である入力Ｚ値も入力され、第１保持Ｚ値と比
較される。第１の比較回路１０４１４は、比較結果を保
持するものであり、当該サイクルにおける比較結果と、
１サイクル前、および２サイクル前の比較結果を信号Ｃ
Ｐ１としてアドレス生成回路１０４１７に出力する。

【００９９】第２の比較器１０４１５は当該サイクルの
入力Ｚ値と、第２のＺ値レジスタ１０４１２の保持する
値（第２保持Ｚ値）との比較結果と、１サイクル前の比
較結果を信号ＣＰ２としてアドレス生成回路１０４１７
に出力する。第３の比較器１０４１６は、当該サイクル
の入力Ｚ値と、第３のＺ値レジスタ１０４１３の値との
比較結果を、信号ＣＰ３として、アドレス生成回路１０
４１７に出力する。

【０１００】アドレス生成回路１０４１７においては、
４組の数値の入力が終了すると、第１から第３比較器よ
り出力される信号ＣＰ１〜ＣＰ３が示す値を用いて、４
組の数値をＺ値順に並べ換えることが可能になる。アド
レス生成回路１０４１７は、後述するＺ値比較回路１０
４２（図８）からレベル制御信号を入力するものであ
り、このレベル制御信号に合わせた読み出しアドレスを
生成する。２ポートメモリ１０４１８は前述のように８
ワード構成になっているものであり、４ワードを入力
し、これをＺ値のレベル順に並べ換えて出力している間
に、次の画素のための４ワードを入力することができ
る。すなわち２ポートメモリ１０４１８はダブルバッフ
ァ化されたメモリである。

【０１０１】上記の処理の結果、図８に示すように、Ｚ
ソート回路１０４１からＺ値比較回路１０４２に出力さ
れるＺ値、画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）、および寄与度は、
Ｚ値比較回路１０４２が出力したレベル制御信号に対応
したレベルのものとなる。

【０１０２】図１０は、Ｚ値比較回路１０４２の内部構
成を示す図である。図示するように、Ｚ値比較回路１０
４２は、ＦＩＦＯメモリ１０４２１、制御回路１０４２
２、比較器１０４２３、およびセレクタ１０４２４を備
えている。ＦＩＦＯメモリ１０４２１は、図８に示すよ
うに奥行き合成回路１０４ａから入力されるＺ値、画素
値、および寄与度を保持する。ＦＩＦＯメモリ１０４２
１は、データを書き込んだ順に読み出す（ＦＩＦＯ：Fi
rst In First Out) ことのできるメモリであり、図１０
では前段の奥行き合成回路１０４ａと接続する側が書き
込みポートであり、比較器１０４２３、およびセレクタ
１０４２４と接続する側が読み出しポートである。ＦＩ
ＦＯメモリ１０４２１は、Ｚ値、画素値、及び寄与度の
値を２組保持できる容量（２ワード長）を備えている。

【０１０３】制御回路１０４２２は、入力する同期信号
に基づいてレベル制御信号を生成し、当該Ｚ値比較回路
１０４２全体を制御する。比較器１０４２３は、ＦＩＦ
Ｏメモリ１０４２１が保持するＺ値と、Ｚソート回路１
０４１から入力されたＺ値とを比較する。セレクタ１０
４２４は、制御回路１０４２２の制御に従って、ＦＩＦ
Ｏメモリ１０４２１が保持する値と、Ｚソート回路１０
４１から入力された値とのいずれかを選択して出力す
る。

【０１０４】図１０に示す構成のＺ値比較回路１０４２
に対して、奥行き合成回路１０４ａからは、サイクルご
とにレベル０、１、２、３のＺ値、画素値、および寄与
度が入力される。制御回路１０４２２は、ＦＩＦＯメモ
リ１０４２１に対して、レベル０のこれらの値が入力さ
れる前にリセットを指示する信号を出力し、ＦＩＦＯメ
モリ１０４２１はこれによりリセットされる。あるサイ
クルにおいてレベル０の諸値が入力されると、その値は
ＦＩＦＯメモリ１０４２１に書き込まれ、次のサイクル
においてＦＩＦＯメモリ１０４２１から出力される。

【０１０５】比較器１０４２３には、ＦＩＦＯメモリ４
２１からＺ値が出力される（比較器入力Ｂ）。比較器１
０４２３には、Ｚソート回路１０４１から出力されるＺ
値も入力され（比較器入力Ａ）、比較器１０４２３で
は、ＦＩＦＯメモリ１０４２１からのＺ値（Ａ）と、Ｚ
ソート回路１０４１からのＺ値（Ｂ）とが比較され、比
較結果は制御回路１０４２２に入力される。

【０１０６】制御回路１０４２２は比較器１０４２３か
ら取得した比較結果に対応し、セレクタ１０４２４の選
択を制御する信号（選択制御信号）を生成して、これを
セレクタ１０４２４に出力する。選択制御信号は、制御
回路１０４２２に入力された比較結果が「Ａ≦Ｂ」を示
すものであった場合は、Ｚソート回路４１の出力を選択
すべき旨を示すものとなり、比較結果が「Ａ＞Ｂ」を示
すものであった場合は、ＦＩＦＯメモリ１０４２１の出
力を選択すべき旨を示すものとなる。

【０１０７】また、制御回路１０４２２が生成するレベ
ル制御信号は、制御回路１０４２２に入力される比較結
果が、「Ａ≦Ｂ」を示すものであった場合に、当該サイ
クルの次のサイクルでカウントアップする。

【０１０８】また、制御回路１０４２２は、ＦＩＦＯメ
モリ１０４２１に対してリード制御信号を出力するが、
この信号は比較結果が「Ａ＞Ｂ」であった場合、そのサ
イクルにおいてのみ値「１」となって出力されるもので
あり、これに対応してＦＩＦＯメモリ１０４２１では、
次のサイクルにおいて次の値が読み出せることとなる。
一方、ＦＩＦＯメモリ１０４２１に対してのライト制御
信号は、奥行き合成回路１０４ａからの入力がある場合
当該サイクルで値「１」となり、ＦＩＦＯメモリ１０４
２１に書き込みがされることとなる。しかし、書き込み
を行うことにより、ＦＩＦＯメモリ１０４２１の内部に
おいて、書き込まれて読み出されていないデータが３個
以上になる場合は書き込まない。ＦＩＦＯメモリ１０４
２１の容量がデータ２組分であるためである。なお、奥
行き合成回路１０４ａから入力される４レベルのデータ
は、前述のようにＺ値の順に並べ換えられているもので
あるため、ＦＩＦＯメモリ１０４２１において３組以上
のデータを保持する必要はない。２組保持された時点で
３組目のデータは入力値に関わらず必要とされないこと
が確定する。従って、このような場合には上記のように
書き込みを行わないものとしても支障がないこととな
る。図１１は、Ｚ値比較回路１０４２の動作例を示す図
である。同図ａ）、およびｂ）は、比較器１０４２３に
おける比較結果が異なったものとなる２種類の例を示し
ている。

【０１０９】図１０においてセレクタ１０４２４の出力
するＺ値、画素値、および寄与度は、図８に示すＺ値比
較回路１０４２の出力になり、また、図１における奥行
き合成回路１０４ｂの出力となって、奥行き合成回路１
０４ｃに出力される。奥行き合成回路１０４ｂの内部構
成、および動作は以上のようなものである。これに対し
て、奥行き合成回路１０４ａについては、その接続され
る画像生成部は１０３ａとなり、前段の奥行き合成回路
は存在しない。このため前段からのＺ値の入力ポートに
は表現できる最大の値が入力されている。また奥行き合
成回路１０４ａの後段には奥行き合成回路１０４ｂが接
続される。また、奥行き合成回路１０４ｃについては、
その接続される画像生成部は１０３ｃとなり、その前段
には奥行き合成回路１０４ｂが接続され、その後段には
奥行き合成回路ではなく、混合比演算回路１０５と、画
素混合回路１０６とが接続される。上記の接続関係を除
いて、奥行き合成回路１０４ａ、および１０４ｃは、図
８に示す奥行き合成回路１０４ｂと同等の内部構成を有
し、その動作も上述の奥行き合成回路１０４ｂの動作と
同様のものとなる。

【０１１０】図１に戻り、本実施の形態１の画像生成装
置の動作の説明を続ける。図示するように、奥行き合成
回路１０４ｃからは、選択されたＺ値と寄与度とが混合
比演算回路１０５に、また、選択された画素値（Ｒ，
Ｇ，Ｂ値）が画素混合回路１０６に出力される。そし
て、奥行き合成回路１０４ａ〜１０４ｃを経由した同期
信号が、混合比演算回路１０５と画素混合回路１０６と
に出力される。

【０１１１】混合比演算回路１０５は、寄与度とＺ値と
から、４組の画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）の混合比を算出
し、これを後述する画素混合回路１０６に出力する。以
下に、混合比演算回路１０５の詳細な構成と動作につい
て図を参照しながら説明する。図１２は混合比演算回路
１０５の内部構成を示すものである。図示するように、
混合比演算回路１０５は加算器１０５１、アルファレジ
スタ１０５２、インバータ１０５３、セレクタ１０５
４、ＡＮＤゲート１０５５、および制御回路１０５６を
備えている。

【０１１２】加算器１０５１は、加算処理を行うことに
より、入力されたレベルの寄与度を合計した値を取得す
る。アルファレジスタ１０５２、インバータ１０５３、
セレクタ１０５４、およびＡＮＤゲート１０５５は、加
算器１０５１が取得した結果に基づいて、画素混合回路
１０６に対する出力となる混合比を算出する。制御回路
１０５６は、混合比演算回路１０５全体を制御する。

【０１１３】図１に示すように、混合比演算回路１０５
に対しては、奥行き合成回路１０４ｃから、サイクルご
とにレベル０、１、２、３の寄与度が入力される。混合
比演算回路１０５内部（図１２）において、レベル０の
寄与度が入力される前に、制御回路１０５６は、アルフ
ァレジスタ１０５２に対してリセットを指示する信号を
生成して出力し、この信号によりアルファレジスタ１０
５２の保持する値はクリアされる。各レベルの値が入力
されると、アルファレジスタ１０５２の値は加算器１０
５１により積算され、アルファレジスタ１０５２は、こ
れをアルファ値として保持する。

【０１１４】加算器１０５１は、レベル０から順に積算
していった寄与度の総和が１００％（８ビットの値で２
５５）になった場合には、制御回路１０５６に対してキ
ャリーを出力する。制御回路１０５６は、加算器１０５
１からのキャリーを検出するまでは、奥行き合成回路１
０４ｃから入力された寄与度がそのまま混合比として画
素混合回路１０６に出力されるように、セレクタ１０５
４とＡＮＤゲート１０５５とを制御する。制御回路１０
５６からの制御に従って、セレクタ１０５４はＢ側を選
択する。また、制御回路１０５６からＡＮＤゲート１０
５５に出力される信号は、すべてのビットが「１」とな
る。

【０１１５】加算器１０５１からのキャリーを検出した
場合、制御回路１０５６は、当該サイクルではアルファ
値の１の補数(one's-compllement) が出力されるように
制御する。この制御に従って、セレクタ１０５４はＡ側
を選択し、インバータ１０５３において反転されたアル
ファ値が選択されることから、アルファ値の１の補数が
出力されるものとなる。また、制御回路１０５６からＡ
ＮＤゲート１０５５に出力される信号は、すべてのビッ
トが「１」となる。そして、制御回路１０５６は、キャ
リーを検出したサイクル以後のサイクルでは、常に０が
出力されるように制御する。すなわち、ＡＮＤゲート１
０５５に対してすべてのビットを「０」として出力す
る。

【０１１６】上記の制御を実行することにより、レベル
０から順に積算していった寄与度の総和が１００％（８
ビットの値で２５５）になった時点で、それ以降のレベ
ルの寄与度が無視されるような回路が実現できる。ま
た、上記の制御により、いかなる数値の組合せが寄与度
として入力されても出力された混合比の総和が１００％
を越えることはない。このような制御によって、画素混
合回路１０６において混合した画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）
がオーバーフローすることが防止される。

【０１１７】図１において、混合比演算回路１０５から
画素混合回路１０６に混合比が出力される。また、画素
混合回路１０６には、最後段の奥行き合成回路１０４ｃ
から画素値が入力される。画素混合回路１０６は、入力
した画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）を、混合比演算回路１０５
から取得した混合比に従って混合し、表示画素単位の画
素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）を生成する。

【０１１８】以下に画素混合回路１０６の詳細な構成と
動作について図を参照しながら説明する。図１３は画素
混合回路６の内部構成を示すものである。図示するよう
に、画素混合回路１０６は、第１から第３の乗算器１０
６１ｒ，１０６１ｇ，および１０６１ｂと、第１から第
３の加算器１０６２ｒ，１０６２ｇ，および１０６２ｂ
と、第１から第３の積算レジスタ１０６３ｒ，１０６３
ｇ，および１０６３ｂと、第１から第３の出力レジスタ
１０６４ｒ，１０６４ｇ，および１０６４ｂと、制御回
路１０６５とを備えている。

【０１１９】第１から第３の乗算器１０６１ｒ，１０６
１ｇ，および１０６１ｂは、それぞれ混合比と、入力し
たＲ，Ｇ，Ｂ値とを乗算する。第１から第３の加算器１
０６２ｒ，１０６２ｇ，および１０６２ｂは。すべての
レベルのＲ，Ｇ，Ｂ値を積算する。第１から第３の積算
レジスタ１０６３ｒ，１０６３ｇ，および１０６３ｂ
は。積算結果を保持する。第１から第３の出力レジスタ
１０６４ｒ，１０６４ｇ，および１０６４ｂは、積算レ
ジスタが保持する出力結果を出力する。制御回路１０６
５は、画素混合回路１０６全体を制御する。

【０１２０】図１に示すように、画素混合回路１０６に
は、奥行き合成回路１０４ｃから、サイクルごとに、レ
ベル０、１、２、３の画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）が入力さ
れる。レベル０の値が入力される前に、図１３に示す制
御回路１０６５は、第１から第３の積算レジスタ１０６
３ｒ，１０６３ｇ，および１０６３ｂに対してリセット
を指示する信号を生成して出力し、それぞれの積算レジ
スタが保持する値は、この信号によりクリアされる。各
レベルの値が入力されると、第１から第３の積算レジス
タ１０６３ｒ，１０６３ｇ，および１０６３ｂの保持す
る値は、入力画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）に混合比を乗じて
得られる値だけ加算される。その結果、レベル３の画素
値が入力され、処理が終了すると、すべてのレベルの
Ｒ，Ｇ，Ｂ値を混合比にしたがって混合した値が積算レ
ジスタ１０６３ｒ，１０６３ｇ，１０６３ｂに保持され
る。

【０１２１】制御回路１０６５は、レベル３の画素値が
入力されたサイクルの次のサイクルにおいて、第１から
第３の出力レジスタ１０６４ｒ，１０６４ｇ，および１
０６４ｂの値が更新されるように、それぞれの出力レジ
スタに対してロード信号を出力して制御する。その結
果、画像表示装置７へ出力されるＲ，Ｇ，Ｂ値は混合比
にしたがって各レベルの値が混合されたものとなる。ま
た、図１において画像表示装置１０７へ出力されるＲ，
Ｇ，Ｂ値は、画素混合回路１０６において４サイクルに
１回だけ更新されることになり、画像表示装置１０７で
の１画素の表示時間に対応するものとなる。

【０１２２】このように本実施の形態１の画像生成装置
によれば、形状データ分離手段１０１、形状データバッ
ファ１０２ａ〜１０２ｃ、画像生成部１０３ａ〜１０３
ｃ、奥行き合成回路１０４ａ〜１０４ｃ、混合比演算回
路１０５、画素混合回路１０６、画像表示装置１０７、
および同期信号発生器１０８を備えて、アンチエリアシ
ング処理を施すポリゴンを不透明なポリゴンに限定し、
半透明なポリゴンはアンチエリアシング処理の対象とは
しないようにし、また、半透明なポリゴンについては寄
与度は透過度から算出するが、不透明なポリゴンについ
ては画素内でのポリゴンの占める面積から寄与度を算出
するようにしたので、バッファメモリの容量増加を抑え
つつ、アンチエリアシング処理を施し、かつ半透明物体
を表現することができるという効果がある。

【０１２３】すなわち、本実施の形態１の画像生成装置
では、画像生成部１０３ａ〜１０３ｃにおいて、すべて
のポリゴン（半透明、不透明にかかわらず）の、構成画
素すべてについてＺ値、Ｒ，Ｇ，Ｂ値と寄与度が求めら
れるものとするが、この際に、半透明なポリゴンについ
ては透過度から寄与度を算出し、不透明なポリゴンにつ
いては画素内でのポリゴンの占める面積から寄与度を算
出するようにしたことによって、透過度を持つポリゴン
に対して求めた寄与度は半透明物体の表現に使用され、
透過度を持たないポリゴンに対して求めた寄与度はアン
チエリアシング処理に使用されることになる。従って、
従来の技術による場合、すなわち１画素当たり１６個の
サブピクセルに分割した場合（１画素あたり１６個のメ
モリ）と比べ、透過度を持たないポリゴンを処理するた
めのメモリ容量が１画素あたり１個となるために、その
容量を１／１６に削減することができる。その一方、上
記のように半透明なポリゴンをアンチエリアシング処理
の対象にしない構成としても、半透明なポリゴンの境界
では、輝度は大きく変化しないので、図１８ａ）に示し
たような不自然さが現れることがなく、従って、フレー
ムバッファとＺバッファの容量の増大を抑えつつ、アン
チエリアシング処理を施し、かつ半透明物体を表現する
ことのできる画像生成装置を実現することが可能とな
る。

【０１２４】また、形状データ分離手段１０１におい
て、形状データを分割し、画像生成部１０３ａ〜１０３
ｃ、および奥行き合成回路１０４ａ〜１０４ｃにおける
処理は、分割されたデータに対して実行されるものとし
ている。その後、混合比演算回路１０６は、寄与度から
各フレームバッファのＲ，Ｇ，Ｂ値の混合比を求め、画
素混合回路１０７は各フレームバッファのＲ，Ｇ，Ｂ値
を混合して出力画像のＲ，Ｇ，Ｂ値を生成する。従っ
て、負担の大きな処理となる、ポリゴンの構成画素すべ
てについてＺ値、Ｒ，Ｇ，Ｂ値と寄与度を求める処理
は、ポリゴン単位で並列化することが可能である。この
ように、Ｚ値に応じて画素値、および寄与度を合成する
奥行き合成回路を備えることにより並列処理した処理結
果を合成することができ、処理の効率化と高速化を図る
ことが可能となる。

【０１２５】実施の形態２．本実施の形態２による画像
生成装置は、実施の形態１による画像表示装置と同様の
処理を行うものであるが、インターレース(interlace)
対応としたものである。インターレースとは、すべての
表示画素を１回だけ走査する時間（１フレーム時間）を
前半の偶フィールドと、後半の奇フィールドとに２分割
するものである。偶フィールドではスクリーン座標のＹ
座標が０，２，４，…，２ｎ（ｎは整数）の順に５１０
までの走査線を走査し、奇フィールドではＹ座標が１，
３，５，…，２ｎ＋１（ｎは整数）の順に５１１までの
走査線を走査する。

【０１２６】インターレース方式では１フレーム時間の
半分の時間で走査線が上から下まで走査するために、速
い動きに対しての応答性がよいという利点を持つが、Ｙ
方向の解像度は半分になっているために、一般的には画
質の点では劣るものとなり、動きが遅い動画像や静止し
た画像等のＹ方向の解像度を確保できる場合には適した
方式となる。しかし、インターレース方式による場合、
画像におけるＹ方向の空間周波数(spatial frequency)
が高い場合には、静止した画像であっても、表示の際に
画像がちらついて見えることがある。テレビ放送等で表
示される自然画では空間周波数が低いのでこのちらつき
が問題となることはないが、コンピュータグラフィック
ス画像は物体の境界で空間周波数が高くなり、インター
レース方式特有のちらつきが無視できなくなる。このち
らつきを抑えるためにはＹ方向のフィルタリング処理を
実行する必要がある。本実施の形態２においては、寄与
度を算出する際に、処理対象となる画素と、当該画素と
Ｙ方向に隣接する画素とを用いることで、このフィルタ
リング処理を行うものである。

【０１２７】本実施の形態２の画像生成装置は、基本的
な構成は図１に示したものと同一であり、画像生成部１
０３ａ〜１０３ｃ（図１）の内部構成も図２に示したの
と同様のものとなる。しかし、図２に示す画像データ演
算回路１０３４における処理が、図４に示した実施の形
態１とは異なるものとなる。

【０１２８】図１４は、本実施の形態２における画像デ
ータ演算回路１０３４（図２）における処理を説明する
ための概念図である。以下に、図１４を用いて、本実施
の形態２における画像データ演算回路１０３４の処理を
説明する。実施の形態１における処理（図４）とは異な
り、本実施の形態２では、表示画素を１６分割したサブ
ピクセルと、図において該画素のすぐ下に位置する（Ｙ
座標が１大きい）画素を１６分割したサブピクセルと
の、合計３２サブピクセルの中から、８個をサンプリン
グするものである。

【０１２９】ここでサンプリングされたサブピクセルは
実施の形態１と同様に、ルックアップテーブルを参照し
て寄与度に変換される。ルックアップテーブルは実施の
形態１で用いた図５ａ）に示したものを、入力８ビット
に拡張したものである。すなわち入力値が２進数表記で
１になっているビットの数に応じて、０個，１個，２
個，３個，４個，５個，６個，７個，８個の場合に各々
０，３２，６４，９６，１２８，１６０，１９２，２２
４，２５５となるようなテーブルである。また、サブピ
クセルの中からＺ値、Ｒ，Ｇ，Ｂ値を選択する処理も同
図ｂ）に示したものを拡張したルックアップテーブルを
使用することによって行う。上記のような処理を実行す
ることで、Ｙ座標が０の走査線を表示するために、Ｙ座
標が０と１の画素を使用し、Ｙ座標が１の走査線を表示
するためにＹ座標が１と２の画素を使用することにな
る。その結果、Ｙ方向の空間周波数を低く抑えることが
でき、インターレース特有のちらつきが低減されるよう
になる。

【０１３０】このように本実施の形態２によれば、実施
の形態１の画像生成装置と同様の構成において、画像デ
ータ演算回路における処理が異なるものとしたことで、
サブピクセルをサンプリングする際に、Ｙ座標方向に隣
接する２画素を単位として所定位置のサブピクセルを選
択するようにし、全ての画素でサンプリングするサブピ
クセルを２画素のうちの１画素側とするようにしたの
で、Ｙ方向の空間周波数を抑制することによって、イン
ターレース表示特有のチラツキを低減することが可能と
なる。

【０１３１】なお、本実施の形態２においては、画素を
縦４、横４に１６分割したものとしたサブピクセルを例
にとって説明したが、例えば画素を縦６、横６に３６分
割してもよい。その場合はサンプリングするサブピクセ
ル数は６または１２（インターレースの場合）となる。
この場合も本実施の形態と同様に６個のサンプリング点
が縦の列および横の行で重ならないようにしなければな
らない。

【０１３２】また、実施の形態１、および２において
は、奥行き合成回路間で転送される４組の値について、
Ｚ値が小さい順に並べ換えられたレベル０〜レベル３の
４レベルとしているものであるが、これ以外のレベル数
とすることも可能である。一般に、レベル数を増加させ
ると隠面処理を柔軟に行い得ることにより画質の向上を
図り得るものであるが、その反面、必要とするメモリ量
が増大し装置コストを上昇させることともなるので、所
望される画質とコストとを考慮して適切にレベル数を設
定することが望ましい。

【０１３３】また、実施の形態１、および２において
は、画像生成部内の諸回路や奥行き合成回路として専用
の回路を用いる専用装置として説明しているものである
が、実施の形態１、および２に示した処理を実行する画
像生成プログラムをプログラム記録媒体に記録してお
き、当該プログラムを汎用コンピュータシステム等にお
いて実行することで、実施の形態１、および２に示した
画像生成装置を実現することが可能である。プログラム
記録媒体としては、フロッピーディスク等の磁気ディス
ク媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク等の光ディスク
媒体、磁気テープ等のテープ媒体等、プログラムを記録
し得るものであれば使用可能である。

【０１３４】そして、図１に示す実施の形態１、および
２の画像生成装置としては、ＣＰＵやＤＳＰの制御に従
って、画像生成プログラムを実行することで、形状デー
タ分離手段、画像生成部、奥行き合成回路、混合比演算
回路、画素混合回路を実現し、クロック発生装置、およ
びクロック同期装置により同期信号発生器を実現し、主
記憶や補助記憶（記憶装置）により形状データバッファ
や、画像生成部内のバッファ、奥行き合成回路内の２ポ
ートメモリを実現し、モニタ、ディスプレイ等により画
像表示装置を実現することができる。さらに、モニタ等
において表示をする代替に、生成した画像を記憶装置等
において記録し、当該コンピュータシステム等を編集装
置として用いることも可能であり、生成した画像をネッ
トワークシステム等において伝送し、ネットワークコン
ピュータ等において表示・編集するものとすることも可
能である。

【０１３５】実施の形態３．本発明の実施の形態３によ
る画像合成装置は、実写画像とＣＧ画像とを合成するに
際して、実写画像データを、ＣＧ生成に用いる形状デー
タと同様に扱うものである。図１５は本実施の形態３に
おける画像合成装置の構成を示す図である。図示するよ
うに、本実施の形態３による画像合成装置は、画像生成
部１５０１、実写画像処理部１５０２、奥行きソート部
１５０３、混合比演算部１５０４、画像合成部１５０
５、および画像表示部１５０６を備えたものであり、実
施の形態１、および２の画像生成装置と同様に、表示さ
れるべき物体をポリゴンとして扱い、３次元座標として
記述した形状データを用いるものである。形状データは
また、ポリゴンごとの透過度を示す情報を含んでいるも
のとする。本実施の形態３では、透過度は０から１まで
の値をとり得るものとし、透過度の値が１である場合に
はそのポリゴンは不透明であり、値が０の場合にはポリ
ゴンが透明であることを示すものとする。また、値が０
と１の間であれば、そのポリゴンは、透過度の値に対応
して半透明であることを示すものである。

【０１３６】画像生成部１５０１は、入力した形状デー
タを順次処理して、視点位置を考慮した画素ごとの画素
値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）と、奥行き値（Ｚ値）とを生成す
る。また、後述するように、アンチエリアシング処理、
または半透明処理に対応して、寄与度を生成する。

【０１３７】実写画像処理部１５０２は、実写画像を入
力し、所定の処理を行ってクロマキー信号と、画素値と
Ｚ値とからなる実写画像情報とを生成する。奥行きソー
ト部１５０３は、画像生成部１５０１から入力するＺ値
と、実写画像のＺ値とをその値が小さな順に並べ替え
（ソート）する。混合比演算部１５０４は、入力された
寄与度に対して加算処理を行い、混合比を生成する。画
像合成部１５０５は、ＣＧ画像と、実写画像との画素値
を演算処理することで、混合比演算部１５０４が生成し
た混合比に従った表示すべき画素の画素値を生成する。
画像表示部１５０６は、画像合成部１５０５が生成した
画素値を用いて画像を表示する。

【０１３８】このように構成された、本実施の形態３の
画像合成装置において、形状データと実写画像とが入力
されてから、合成画像が表示されるまでの動作を、以下
に説明する。画像生成部１５０１は、入力した形状デー
タより、ポリゴンごとのデータであるポリゴンデータを
処理対象とし、幾何学変換を施すことによりスクリーン
座標系に変換されたポリゴンデータを生成する。画像生
成部１５０１は処理対象とするポリゴンデータの透過度
により、当該ポリゴンに対してアンチエリアシング処理
を行うか、半透明処理を行うかを決定する。画像生成部
１５０１は、処理対象とするポリゴンの透過度が値１
（不透明を示す）である場合には、アンチエリアシング
処理を行い、その値が１未満であるならば半透明処理を
行う。

【０１３９】アンチエリアシング処理を行う場合、画像
生成部１５０１は、画面上の１画素を縦４個×横４個の
サブピクセルに分解し、全てのサブピクセルに対してそ
のサブピクセルが処理対象となるポリゴンの内部に存在
するか否かを調べて、当該画素に対する当該ポリゴンの
占める率である寄与度を生成する。なお、画像生成部１
５０１による寄与度の生成にあたっては、１画素を分解
して得られる１６個のサブピクセルのうち、実施の形態
１（図４）と同様に、一部のサブピクセルをサンプリン
グして寄与度を求めるものとすることもできる。これに
対して半透明処理を行う場合には、かかるサブピクセル
への分割と、ポリゴン内部に存在するサブピクセルの抽
出とを行うことなく、当該ポリゴンの透過度の値を寄与
度とする。従って、透過度が０（透明）であるポリゴン
については、寄与度が０となることで、事実上表示の対
象から除外されるものとなる。

【０１４０】いずれの処理がなされた場合にも、当該ポ
リゴンの寄与度が０でない場合のみ、以降の処理が実行
されることとなる。画像生成部１５０１は、Ｚバッファ
から読み出したＺ値と、処理対象となるポリゴンのＺ値
とを比較し、処理対象のＺ値の方が小さいならば、その
Ｚ値をＺバッファに書き込み、また、当該ポリゴンの画
素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）をフレームバッファに、当該ポリ
ゴンの寄与度を寄与度バッファに書き込む。従って、画
像生成部１５０１は、Ｚ値が最小であるポリゴンから順
に４つのポリゴンのデータを保持するものとなる。

【０１４１】一方、実写画像処理部１５０２は、実写画
像を入力し、クロマキー信号と画素値とを生成する。そ
して、実写画像処理部１５０２は、生成したクロマキー
信号を実写画像の寄与度として奥行きソート部１５０３
に出力する。また、実写画像処理部１５０２は、生成し
た画素値を、画像合成部１５０５に出力する。

【０１４２】奥行きソート部１５０３は、画像生成部１
５０１よりポリゴンデータのＺ値を入力する。また、実
写画像の奥行き値としてあらかじめ設定された設定Ｚ値
を別途入力する。そして奥行きソート部１５０３は、画
像生成部１５０１より入力したＺ値（ここでは４個）
と、設定Ｚ値（１個）とを値が小さい（奥行きが浅い）
順に並べ替え（ソート）する。奥行きソート部１５０３
はまた、画像生成部１５０１よりポリゴンデータの寄与
度（４個）を、実写画像処理部１５０２より実写画像の
寄与度（１個）を入力しており、以上５個の寄与度を、
先にＺ値の順にソートした順番に従って、混合比演算部
１５０４に出力する。

【０１４３】混合比演算部１５０４には、従って、Ｚ値
の小さい順にソートされた５個の寄与度が入力されるこ
ととなり、混合比演算部１５０４は、これを順次加算処
理することによって混合比を生成する。混合比の生成に
あたっては、順次加算の過程において、加算結果が１を
超えないならば寄与度をそのまま混合比とし、加算結果
が１を超えた場合には、当該加算結果の１の補数を混合
比とし、以降は加算を行うことなく、混合比を０とする
ものである。これにより、混合比が１を超えるオーバー
フローを防止するものである。混合比演算部１５０４
は、生成した５個の混合比を画像合成部１５０５に出力
する。

【０１４４】画像合成部１５０５は、混合比演算部１５
０４から入力された５個の混合比を用いて、画像生成部
１５０１、および実写画像処理部１５０２から入力され
る画素値を積算処理する。その結果、画像合成部１５０
５においては、ＣＧ画像４レベル分と実写画像１レベル
分とが合成された合成画像が生成されることとなり、生
成された画像は出力画像として画像合成部１５０５から
画像表示部１５０６に出力され、画像表示部１５０６に
おいて表示される。

【０１４５】このように、本実施の形態３の画像合成装
置によれば、画像生成部１５０１、実写画像処理部１５
０２、奥行きソート部１５０３、混合比演算部１５０
４、画像合成部１５０５、および画像表示部１５０６を
備えたことで、奥行きソート部１５０３、混合比演算部
１５０４、および画像合成部１５０５は、ＣＧ画像４レ
ベル分と実写画像１レベル分とを処理することとなり、
半透明な物体と不透明な物体とを有するＣＧ画像に対し
て、その両者の間に実写画像を合成することが可能とな
り、アンチエリアシング処理を施した物体の背後に実写
画像を合成する場合にも高画質の画像を得ることが可能
となる。また、本実施の形態３の画像合成装置は、ＣＧ
生成にあたり４レベル分の信号を処理する従来の技術に
よる画像合成装置を５レベル分の信号を処理するように
拡張することで得られ、装置コストを大きく増大するこ
となく、上記の効果が得られるものである。

【０１４６】実施の形態４．本発明の実施の形態４によ
る画像合成装置は、実施の形態１の画像生成装置と同様
に画像を生成するものであり、生成されたＣＧ画像と実
写画像との合成を実施の形態３の画像合成装置と同様に
合成するものである。図１６は本実施の形態４による画
像合成装置の構成を示す図である。図示するように、本
実施の形態４による画像生成装置は、形状データ分離手
段１６０１、形状データバッファ１６０２ａ〜１６０２
ｃ、画像生成部１６０３ａ〜１６０３ｃ、奥行き合成回
路１６０４ａ〜１６０４ｃ、混合比演算回路１６０５、
画素混合回路１６０６、画像表示装置１６０７、同期信
号発生器１６０８、および実写画像処理部１６０９を備
えたものである。

【０１４７】本実施の形態４の画像合成装置が備える形
状データ分離手段１６０１、形状データバッファ１６０
２ａ〜１６０２ｃ、画像生成部１６０３ａ〜１６０３
ｃ、奥行き合成回路１６０４ａ〜１６０４ｃ、画像表示
装置１６０７、および同期信号発生器１６０８は、実施
の形態１の１０１、１０２ａ〜１０２ｃ、１０３ａ〜１
０３ｃ、１０４ａ〜１０４ｃ、１０７、および１０８と
同様であり、実写画像処理部１６０９は、実施の形態３
の１５０２と同様である。なお、本実施の形態４の実写
画像処理部１６０９は、生成したクロマキー信号を実写
画像の寄与度として混合比演算回路１６０５に出力し、
生成した実写画像の画素値を画素混合回路１６０６に出
力するものである。

【０１４８】混合比演算回路１６０５は、実施の形態１
の混合比演算回路１０５と同様に混合比を生成するが、
本実施の形態４では、実施の形態１と同様に４レベル分
のＣＧについて寄与度と、奥行き値とを入力し、演算に
用いるのに加え、実写画像処理部より１レベル分の寄与
度を入力し、また、実写画像の奥行き値として設定され
たＺ値を入力し、これらをも演算に用いるものである点
が異なる。

【０１４９】画素混合回路１６０６は、実施の形態１の
画素混合回路１０６と同様に、混合比演算回路１６０５
が生成した混合比に基づいて、出力画像を生成するが、
この際に、奥行き合成回路１６０４ｃから入力されるＣ
Ｇ４レベル分の画素値に加え、実写画像処理部１６０９
から入力される実写画像１レベル分の画素値をも用いて
混合処理を行い、出力画像の画素値を生成するものであ
る。

【０１５０】本実施の形態４による画像合成装置の動作
は、実写画像処理部１６０９の動作と、上記のような混
合比演算回路１６０５、および画素混合回路１６０６の
動作とを除いて、図２〜図１３を用いて説明した、実施
の形態１の画像生成装置と同様のものとなる。

【０１５１】従って、本実施の形態２の画像合成装置に
よれば、形状データ分離手段１６０１、形状データバッ
ファ１６０２ａ〜１６０２ｃ、画像生成部１６０３ａ〜
１６０３ｃ、奥行き合成回路１６０４ａ〜１６０４ｃ、
混合比演算回路１６０５、画素混合回路１６０６、画像
表示装置１６０７、同期信号発生器１６０８、および実
写画像処理部１６０９を備えたことで、実施の形態１の
画像生成装置と同様に、アンチエリアシング処理を半透
明処理とを含むＣＧ画像生成を行い、実施の形態３の画
像合成装置と同様に、ＣＧ画像４レベル分と実写画像１
レベル分との画像合成を行うので、バッファとして必要
なメモリ量を抑制しつつ、画質の良好なＣＧ画像を生成
することが可能であり、実施の形態１の画像生成装置に
若干の拡張を加えるのみで、実写画像との合成において
も画質の向上を図ることが可能となる。

【０１５２】なお、本実施の形態４では、実施の形態１
の画像生成装置に対して、実写画像処理部１６０９を追
加する構成としているが、実施の形態２の画像生成装置
に対して実写画像処理部を追加する構成とすることも可
能であり、実施の形態２と同様にインターレース方式に
対応したものとなる。

【０１５３】また、実施の形態３、および本実施の形態
４においても、実施の形態１、および２と同様に、ＣＧ
生成におけるレベル数を４としているが、これに限定さ
れるものでなく、コストの許容する範囲内でレベル数を
増加することにより画質の向上を図り得るものである。

【０１５４】また、実施の形態３、および本実施の形態
４においても、実施の形態１、および２と同様に、専用
の回路を用いる専用装置として説明しているものである
が、実施の形態３、および４に示した処理を実行する画
像合成プログラムをプログラム記録媒体に記録してお
き、当該プログラムを汎用コンピュータシステム等にお
いて実行することで、実施の形態３、および４に示した
画像生成装置を実現することが可能である。プログラム
記録媒体としては、実施の形態１、および２で示したの
と同様の媒体が使用可能である。

【０１５５】そして、図１５に示す実施の形態３、およ
び図１６に示す実施の形態４の画像合成装置としては、
ＣＰＵやＤＳＰの制御に従って、画像合成プログラムを
実行することで、画像生成部、実写画像処理部、奥行き
ソート部、混合比演算部、画像合成部（以上、実施の形
態３）や、形状データ分離手段、画像生成部、奥行き合
成回路、混合比演算回路、画素混合回路（以上、実施の
形態４）を実現し、クロック発生装置、およびクロック
同期装置により同期信号発生器を実現し、主記憶や補助
記憶（記憶装置）により形状データバッファや、画像生
成部内のバッファ、奥行き合成回路内の２ポートメモリ
を実現し、モニタ、ディスプレイ等により画像表示装置
を実現することができる。さらに、モニタ等において表
示をする代替に、生成した画像を記憶装置等において記
録し、当該コンピュータシステム等を編集装置として用
いることも可能であり、生成した画像をネットワークシ
ステム等において伝送し、ネットワークコンピュータ等
において表示・編集するものとすることも可能である。

【０１５６】

【発明の効果】本発明の請求項１の画像生成装置によれ
ば、３次元座標で表現され、多角形であるポリゴンの集
合である形状データに基づいて３次元的な画像を生成す
る画像生成装置において、上記ポリゴンの集合である形
状データに対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不
透明であるか否かを識別するポリゴン識別手段と、上記
形状データから、画像の表示単位である画素ごとの輝度
と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを表示
すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポリゴ
ンが画素において占める割合を示す寄与度とを生成する
画像データ演算手段と、上記画像データ演算手段が生成
した画素値、奥行き値、および寄与度をそれぞれ格納す
る一時保持手段と、上記一時保持手段に格納された寄与
度と奥行き値とに基づいて、上記一時保持手段に格納さ
れた画素値を用いて表示すべき画像を生成する画像合成
手段とを備えたので、上記ポリゴン識別手段の識別結果
に従って、不透明なポリゴンに対しては寄与度を用いて
アンチエリアシング処理を行い、それ以外のポリゴンに
対しては、寄与度を透過度として用いて半透明処理を行
い、アンチエリアシング処理を半透明処理とを行うため
に必要なバッファの容量を抑制しつつ、画質の向上を図
ることが可能となる。

【０１５７】請求項２の画像生成装置によれば、請求項
１の装置において、上記一時保持手段は、複数の上記奥
行き値を格納するものであり、上記一時保持手段に格納
された複数の奥行き値のうち、最大の値を有するもの
と、処理対象とするポリゴンの奥行き値とを比較し、そ
の比較の結果に基づいて、処理対象とするポリゴンの表
示を行うか否かを決定する奥行き合成手段をさらに備え
たものとしたことで、柔軟な隠面処理を伴う画像生成を
行うことが可能となる。

【０１５８】請求項３の画像生成装置によれば、請求項
１の装置において、上記一時保持手段は、複数の領域を
有するものであり、上記一時保持手段が有する複数の領
域に対するデータの入出力を制御するバッファ制御手段
をさらに備えたものとしたことで、バッファを効率的に
活用することが可能となる。

【０１５９】請求項４の画像生成装置によれば、請求項
１の装置において、上記画像データ演算手段は、上記形
状データの単位である表示画素の１個を、縦Ｍ列、横Ｍ
行（Ｍ≧２）のサブピクセルに分割し、上記分割により
生成した合計Ｍ×Ｍ個のサブピクセルのうち、Ｍ個のサ
ブピクセルをサンプリングして、上記サンプリングした
サブピクセルが、処理対象とするポリゴンに含まれるか
否かを判定することによって、上記寄与度を生成するも
のとしたことで、処理負担を軽減し、処理に必要なバッ
ファ容量を低減することが可能となる。

【０１６０】請求項５の画像生成装置によれば、請求項
４の装置において、上記画像データ演算手段は、上記サ
ンプリングするＭ個のサブピクセルを、１画素内におけ
る同一の縦の列、及び横の行で重ならないように選択す
るものとしたことで、適切なサンプリングをすることが
可能となる。

【０１６１】請求項６の画像生成装置によれば、請求項
５の装置において、上記画像データ演算手段は、上記サ
ブピクセルの選択において、特定の位置のサブピクセル
を、当該ポリゴンが不透明か否かにかかわらず、全ての
ポリゴンにおいてサンプリングするものとしたことで、
適切なサンプリングを効率的に実行することが可能とな
る。

【０１６２】請求項７の画像生成装置によれば、請求項
２の装置において、上記形状データを、複数のポリゴン
群に分割し、各ポリゴン群を部分形状データとして出力
する形状データ分割手段をさらに備え、上記ポリゴン識
別手段、上記画像データ演算手段、および上記奥行き合
成手段をそれぞれＬ個備え、上記Ｌ個の奥行き合成手段
は、直列に接続され、前段の奥行き合成手段からの出力
を後段の奥行き合成手段に順次転送するものとしたこと
で、処理負担の大きな演算処理をポリゴン群ごとに並行
処理が可能なものとし、処理の高速化を図ることが可能
となる。

【０１６３】請求項８の画像生成装置によれば、請求項
７の装置において、上記Ｌ個の奥行き合成手段は、後段
に転送する出力を、奥行きの順に並べるものとしたこと
で、後段の奥行き合成手段における処理の迅速化を図る
ことが可能となる。

【０１６４】請求項９の画像生成方法によれば、３次元
座標で表現され、多角形であるポリゴンの集合である形
状データに基づいて３次元的な画像を生成する画像生成
方法において、上記ポリゴンの集合である形状データに
対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不透明である
か否かを識別するポリゴン識別ステップと、上記形状デ
ータから、画像の表示単位である画素ごとの輝度と色と
を示す画素値と、処理対象であるポリゴンを表示すべき
奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポリゴンが画
素において占める割合を示す寄与度とを生成する画像デ
ータ演算ステップと、上記画像データ演算手段が生成し
た画素値、奥行き値、および寄与度をそれぞれ格納する
一時保持ステップと、上記一時保持ステップにおいて格
納された寄与度と奥行き値とに基づいて、上記一時保持
ステップにおいて格納された画素値を用いて表示すべき
画像を生成する画像合成ステップとを含むものとしたこ
とで、上記ポリゴン識別ステップでの識別結果に従っ
て、不透明なポリゴンに対しては寄与度を用いてアンチ
エリアシング処理を行い、それ以外のポリゴンに対して
は、寄与度を透過度として用いて半透明処理を行い、ア
ンチエリアシング処理を半透明処理とを行うために必要
なバッファの容量を抑制しつつ、画質の向上を図ること
が可能となる。

【０１６５】請求項１０の画像生成プログラム記録媒体
によれば、３次元座標で表現され、多角形であるポリゴ
ンの集合である形状データに基づいて３次元的な画像を
生成する画像生成プログラムを記録したプログラム記録
媒体において、上記ポリゴンの集合である形状データに
対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不透明である
か否かを識別するポリゴン識別ステップと、上記形状デ
ータから、画像の表示単位である画素ごとの輝度と色と
を示す画素値と、処理対象であるポリゴンを表示すべき
奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポリゴンが画
素において占める割合を示す寄与度とを生成する画像デ
ータ演算ステップと、上記画像データ演算手段が生成し
た画素値、奥行き値、および寄与度をそれぞれ格納する
一時保持ステップと、上記一時保持ステップにおいて格
納された寄与度と奥行き値とに基づいて、上記一時保持
ステップにおいて格納された画素値を用いて表示すべき
画像を生成する画像合成ステップとを含む画像生成プロ
グラムを記録したものとしたことで、当該プログラムを
コンピュータシステム等において実行することで、上記
ポリゴン識別ステップでの識別結果に従って、不透明な
ポリゴンに対しては寄与度を用いてアンチエリアシング
処理を行い、それ以外のポリゴンに対しては、寄与度を
透過度として用いて半透明処理を行い、アンチエリアシ
ング処理を半透明処理とを行うために、コンピュータシ
ステムが備えるべきバッファの容量を抑制しつつ、画質
の向上を図ることが可能となる。

【０１６６】請求項１１の画像合成装置によれば、３次
元座標で表現され、多角形であるポリゴンの集合である
形状データに基づいて３次元的な画像を生成し、上記生
成した画像を実写画像と合成し、合成画像を生成する画
像合成装置において、上記ポリゴンの集合である形状デ
ータに対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不透明
であるか否かを識別するポリゴン識別手段と、上記形状
データから、画像の表示単位である画素ごとの輝度と色
とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを表示すべ
き奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポリゴンが
画素において占める割合を示す寄与度とを生成する画像
データ演算手段と、上記画像データ演算手段が生成した
画素値、奥行き値、および寄与度をそれぞれ格納する一
時保持手段と、上記実写画像を処理して、輝度と色とを
示す実写画像画素値と、上記実写画像が表示単位である
画素において占める割合を示す実写画像寄与度とを生成
する実写画像処理手段と、上記一時保持手段に格納され
た寄与度と奥行き値と、上記実写画像処理手段が生成す
る実写画像寄与度と、あらかじめ設定された実写画像奥
行き値とに基づいて、上記一時保持手段に格納された画
素値と、上記実写画像処理手段が生成する実写画像画素
置とを用いて、表示すべき画像を生成する画像合成手段
とを備えたものとしたことで、実写画像をもＣＧ画像と
同様に扱うので、従来のＣＧ装置に若干の拡張を行うこ
とで、合成画像の画質を向上することが可能となる。

【０１６７】請求項１２の画像合成装置によれば、請求
項１１の装置において、上記一時保持手段は、複数の上
記奥行き値を格納するものであり、上記一時保持手段に
格納された複数の奥行き値のうち、最大の値を有するも
のと、処理対象とするポリゴンの奥行き値とを比較し、
その比較の結果に基づいて、処理対象とするポリゴンの
表示を行うか否かを決定する奥行き合成手段をさらに備
えたものとしたことで、柔軟な隠面処理を伴う画像合成
を行うことが可能となる。

【０１６８】請求項１３の画像合成方法によれば、３次
元座標で表現され、多角形であるポリゴンの集合である
形状データに基づいて３次元的な画像を生成し、上記生
成した画像を実写画像と合成し、合成画像を生成する画
像合成方法において、上記ポリゴンの集合である形状デ
ータに対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不透明
であるか否かを識別するポリゴン識別ステップと、上記
形状データから、画像の表示単位である画素ごとの輝度
と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを表示
すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポリゴ
ンが画素において占める割合を示す寄与度とを生成する
画像データ演算ステップと、上記画像データ演算手段が
生成した画素値、奥行き値、および寄与度をそれぞれ格
納する一時保持ステップと、上記実写画像を処理して、
輝度と色とを示す実写画像画素値と、上記実写画像が表
示単位である画素において占める割合を示す実写画像寄
与度とを生成する実写画像処理ステップと、上記一時保
持ステップにおいて格納された寄与度と奥行き値と、上
記実写画像処理ステップにおいて生成された実写画像寄
与度と、あらかじめ設定された実写画像奥行き値とに基
づいて、上記一時保持ステップにおいて格納された画素
値と、上記実写画像処理ステップにおいて生成する実写
画像画素置とを用いて、表示すべき画像を生成する画像
合成ステップとを含むものとしたことで、実写画像をも
ＣＧ画像と同様に扱うので、合成画像の画質を向上する
ことが可能となる。

【０１６９】請求項１４の画像合成プログラム記録媒体
によれば、３次元座標で表現され、多角形であるポリゴ
ンの集合である形状データに基づいて３次元的な画像を
生成し、上記生成した画像を実写画像と合成し、合成画
像を生成する画像合成プログラムを記録したプログラム
記録媒体において、上記ポリゴンの集合である形状デー
タに対して、各ポリゴンごとに当該ポリゴンが不透明で
あるか否かを識別するポリゴン識別ステップと、画素を
単位とする上記形状データに対して、輝度と色とを示す
画素値と、ポリゴンを表示すべき奥行きを示す奥行き値
と、ポリゴンが、表示単位である画素において占める割
合を示す寄与度とを生成する画像データ演算ステップ
と、上記画像データ演算手段が生成した画素値、奥行き
値、および寄与度をそれぞれ格納する一時保持ステップ
と、上記実写画像を処理して、輝度と色とを示す実写画
像画素値と、上記実写画像が表示単位である画素におい
て占める割合を示す実写画像寄与度とを生成する実写画
像処理ステップと、上記一時保持ステップにおいて格納
された寄与度と奥行き値と、上記実写画像処理ステップ
において生成された実写画像寄与度と、あらかじめ設定
された実写画像奥行き値とに基づいて、上記一時保持ス
テップにおいて格納された画素値と、上記実写画像処理
ステップにおいて生成する実写画像画素置とを用いて、
表示すべき画像を生成する画像合成ステップとを含む画
像合成プログラムを記録したものとしたことで、当該プ
ログラムをコンピュータシステム等において実行するこ
とで、実写画像をもＣＧ画像と同様に扱って画像合成を
するので、合成画像の画質を向上することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による画像合成装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】同実施の形態の画像合成装置が備える画像生成
部の内部構成を示すブロック図である。

【図３】同実施の形態の画像合成装置が備える画像生成
部内の画素生成回路における、サブピクセルへの分解処
理を説明するための図である。

【図４】同実施の形態の画像合成装置が備える画像生成
部内の画像データ演算回路における、寄与度生成処理を
説明するための図である。

【図５】同実施の形態の画像合成装置が備える画像生成
部内の画像データ演算回路が、寄与度生成処理のために
用いるルックアップテーブルの一例を示す図である。

【図６】同実施の形態の画像合成装置が備える画像生成
部内のＺバッファ制御回路の内部構成を示すブロック図
である。

【図７】同実施の形態の画像合成装置が備える画像生成
部内のフレームアドレス生成回路の内部構成を示すブロ
ック図である。

【図８】同実施の形態の画像合成装置が備える奥行き合
成回路の内部構成を示すブロック図である。

【図９】同実施の形態の画像合成装置が備える奥行き合
成回路内のＺソート回路の内部構成を示すブロック図で
ある。

【図１０】同実施の形態の画像合成装置が備える奥行き
合成回路内のＺ値比較回路の内部構成を示すブロック図
である。

【図１１】同実施の形態の画像合成装置が備える奥行き
合成回路内のＺ値比較回路における動作例を示す図であ
る。

【図１２】同実施の形態の画像合成装置が備える混合比
演算回路の内部構成を示すブロック図である。

【図１３】同実施の形態の画像合成装置が備える画素混
合回路の内部構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の実施の形態２の画像合成装置が備え
る画像生成部内の画像データ演算回路における、寄与度
生成処理を説明するための図である。

【図１５】本発明の実施の形態３による画像合成装置の
構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の実施の形態４による画像合成装置の
構成を示すブロック図である。

【図１７】従来の技術による画像生成装置の構成を示す
ブロック図である。

【図１８】アンチエリアシング処理を説明するための図
である。

【図１９】アンチエリアシング処理におけるサブピクセ
ルへの分割処理を説明するための図である。

【図２０】複数のバッファを用いる処理を説明するため
の図である。

【図２１】従来の技術による画像合成装置の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１０１，１６０１ 形状データ分割手段 １０２，１６０２（ａ〜ｃ） 形状データバッファ １０３，１６０３（ａ〜ｃ） 画像生成部 １０４，１６０４（ａ〜ｃ） 奥行き合成回路 １０５，１６０５ 混合比演算回路 １０６，１６０６ 画素混合回路 １０７，１６０７ 画像表示装置 １０８，１６０８ 同期信号発生器 １０３１ 幾何変換部 １０３２ 画素生成回路 １０３３ ポリゴン識別回路 １０３４ 画像データ演算回路 １０３５ Ｚバッファ制御回路 １０３６ ダブルバッファ制御回
路 １０３７ａ，１０３７ｂ バッファ群 １０３８ フレームアドレス生成
回路 ６９０ Ｚ値レジスタ ６９１ タイミング制御回路 ６９２，６９３ 比較回路 ６９４ 書き込みアドレス生成
回路 １０３８１，１０３８２ カウンタ １０４１ Ｚソート回路 １０４２ Ｚ値比較回路 １０４３ タイミング制御回路 １０４１１，１０４１２，１０４１３ Ｚ値レジスタ １０４１４，１０４１５，１０４１６ 比較回路 １０４１７ アドレス生成回路 １０４１８ ２ポートメモリ １０４２１ ＦＩＦＯメモリ １０４２２ 制御回路 １０４２３ 比較器 １０４２４ セレクタ １０５１ 加算器 １０５２ アルファレジスタ １０５３ インバータ １０５４ セレクタ １０５５ ＡＮＤゲート １０５６ 制御回路 １０６１（ｒ，ｇ，ｂ） 乗算器 １０６２（ｒ，ｇ，ｂ） 加算器 １０６３（ｒ，ｇ，ｂ） 積算レジスタ １０６４（ｒ，ｇ，ｂ） 出力レジスタ １０６５ 制御回路 １５０１ 画像生成部 １５０２，１６０９ 実写画像処理部 １５０３ 奥行きソート部 １５０４ 混合比演算部 １５０５ 画像合成部 １５０６ 画像表示部 １７０１ 形状データバッファ １７０２ 画素生成部 １７０３ Ｚバッファ １７０４ フレームバッファ １７０５ 画像表示装置 ２１０１ 画像生成部 ２１０２ 奥行き合成部 ２１０３ 画素混合部 ２１０４ 合成キー処理部 ２１０５ 画像合成部 ２１０６ 画像表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 美乃夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元座標で表現され、多角形であるポ
   リゴンの集合である形状データに基づいて３次元的な画
   像を生成する画像生成装置において、 上記ポリゴンの集合である形状データに対して、各ポリ
   ゴンごとに当該ポリゴンが不透明であるか否かを識別す
   るポリゴン識別手段と、 上記形状データから、画像の表示単位である画素ごとの
   輝度と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを
   表示すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポ
   リゴンが画素において占める割合を示す寄与度とを生成
   する画像データ演算手段と、 上記画像データ演算手段が生成した画素値、奥行き値、
   および寄与度をそれぞれ格納する一時保持手段と、 上記一時保持手段に格納された寄与度と奥行き値とに基
   づいて、上記一時保持手段に格納された画素値を用いて
   表示すべき画像を生成する画像合成手段とを備えたこと
   を特徴とする画像生成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像生成装置におい
   て、 上記一時保持手段は、複数の上記奥行き値を格納するも
   のであり、 上記一時保持手段に格納された複数の奥行き値のうち、
   最大の値を有するものと、処理対象とするポリゴンの奥
   行き値とを比較し、その比較の結果に基づいて、処理対
   象とするポリゴンの表示を行うか否かを決定する奥行き
   合成手段をさらに備えたことを特徴とする画像生成装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の画像生成装置におい
   て、 上記一時保持手段は、複数の領域を有するものであり、 上記一時保持手段が有する複数の領域に対するデータの
   入出力を制御するバッファ制御手段をさらに備えたこと
   を特徴とする画像生成装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の画像生成装置におい
   て、 上記画像データ演算手段は、上記形状データの単位であ
   る表示画素の１個を、縦Ｍ列、横Ｍ行（Ｍ≧２）のサブ
   ピクセルに分割し、上記分割により生成した合計Ｍ×Ｍ
   個のサブピクセルのうち、Ｍ個のサブピクセルをサンプ
   リングして、上記サンプリングしたサブピクセルが、処
   理対象とするポリゴンに含まれるか否かを判定すること
   によって、上記寄与度を生成するものであることを特徴
   とする画像生成装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の画像生成装置におい
   て、 上記画像データ演算手段は、上記サンプリングするＭ個
   のサブピクセルを、１画素内における同一の縦の列、及
   び横の行で重ならないように選択するものであることを
   特徴とする画像生成装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の画像生成装置におい
   て、 上記画像データ演算手段は、上記サブピクセルの選択に
   おいて、特定の位置のサブピクセルを、当該ポリゴンが
   不透明か否かにかかわらず、全てのポリゴンにおいてサ
   ンプリングするものであることを特徴とする画像生成装
   置。
7. 【請求項７】 請求項２に記載の画像生成装置におい
   て、 上記形状データを、複数のポリゴン群に分割し、各ポリ
   ゴン群を部分形状データとして出力する形状データ分割
   手段をさらに備え、 上記ポリゴン識別手段、上記画像データ演算手段、およ
   び上記奥行き合成手段をそれぞれＬ個備え、 上記Ｌ個の奥行き合成手段は、直列に接続され、前段の
   奥行き合成手段からの出力を後段の奥行き合成手段に順
   次転送することを特徴とする画像生成装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の画像生成装置におい
   て、 上記Ｌ個の奥行き合成手段は、後段に転送する出力を、
   奥行きの順に並べるものであることを特徴とする画像生
   成装置。
9. 【請求項９】 ３次元座標で表現され、多角形であるポ
   リゴンの集合である形状データに基づいて３次元的な画
   像を生成する画像生成方法において、 上記ポリゴンの集合である形状データに対して、各ポリ
   ゴンごとに当該ポリゴンが不透明であるか否かを識別す
   るポリゴン識別ステップと、 上記形状データから、画像の表示単位である画素ごとの
   輝度と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを
   表示すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポ
   リゴンが画素において占める割合を示す寄与度とを生成
   する画像データ演算ステップと、 上記画像データ演算手段が生成した画素値、奥行き値、
   および寄与度をそれぞれ格納する一時保持ステップと、 上記一時保持ステップにおいて格納された寄与度と奥行
   き値とに基づいて、上記一時保持ステップにおいて格納
   された画素値を用いて表示すべき画像を生成する画像合
   成ステップとを含むことを特徴とする画像生成方法。
10. 【請求項１０】 ３次元座標で表現され、多角形である
    ポリゴンの集合である形状データに基づいて３次元的な
    画像を生成する画像生成プログラムを記録したプログラ
    ム記録媒体において、 上記ポリゴンの集合である形状データに対して、各ポリ
    ゴンごとに当該ポリゴンが不透明であるか否かを識別す
    るポリゴン識別ステップと、 上記形状データから、画像の表示単位である画素ごとの
    輝度と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを
    表示すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポ
    リゴンが画素において占める割合を示す寄与度とを生成
    する画像データ演算ステップと、 上記画像データ演算手段が生成した画素値、奥行き値、
    および寄与度をそれぞれ格納する一時保持ステップと、 上記一時保持ステップにおいて格納された寄与度と奥行
    き値とに基づいて、上記一時保持ステップにおいて格納
    された画素値を用いて表示すべき画像を生成する画像合
    成ステップとを含む画像生成プログラムを記録したこと
    を特徴とする画像生成プログラム記録媒体。
11. 【請求項１１】 ３次元座標で表現され、多角形である
    ポリゴンの集合である形状データに基づいて３次元的な
    画像を生成し、上記生成した画像を実写画像と合成し、
    合成画像を生成する画像合成装置において、 上記ポリゴンの集合である形状データに対して、各ポリ
    ゴンごとに当該ポリゴンが不透明であるか否かを識別す
    るポリゴン識別手段と、 上記形状データから、画像の表示単位である画素ごとの
    輝度と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを
    表示すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポ
    リゴンが画素において占める割合を示す寄与度とを生成
    する画像データ演算手段と、 上記画像データ演算手段が生成した画素値、奥行き値、
    および寄与度をそれぞれ格納する一時保持手段と、 上記実写画像を処理して、輝度と色とを示す実写画像画
    素値と、上記実写画像が表示単位である画素において占
    める割合を示す実写画像寄与度とを生成する実写画像処
    理手段と、 上記一時保持手段に格納された寄与度と奥行き値と、上
    記実写画像処理手段が生成する実写画像寄与度と、あら
    かじめ設定された実写画像奥行き値とに基づいて、上記
    一時保持手段に格納された画素値と、上記実写画像処理
    手段が生成する実写画像画素値とを用いて、表示すべき
    画像を生成する画像合成手段とを備えたことを特徴とす
    る画像合成装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の画像合成装置にお
    いて、 上記一時保持手段は、複数の上記奥行き値を格納するも
    のであり、 上記一時保持手段に格納された複数の奥行き値のうち、
    最大の値を有するものと、処理対象とするポリゴンの奥
    行き値とを比較し、その比較の結果に基づいて、処理対
    象とするポリゴンの表示を行うか否かを決定する奥行き
    合成手段をさらに備えたことを特徴とする画像合成装
    置。
13. 【請求項１３】 ３次元座標で表現され、多角形である
    ポリゴンの集合である形状データに基づいて３次元的な
    画像を生成し、上記生成した画像を実写画像と合成し、
    合成画像を生成する画像合成方法において、 上記ポリゴンの集合である形状データに対して、各ポリ
    ゴンごとに当該ポリゴンが不透明であるか否かを識別す
    るポリゴン識別ステップと、 上記形状データから、画像の表示単位である画素ごとの
    輝度と色とを示す画素値と、処理対象であるポリゴンを
    表示すべき奥行きを示す奥行き値と、処理対象であるポ
    リゴンが画素において占める割合を示す寄与度とを生成
    する画像データ演算ステップと、 上記画像データ演算手段が生成した画素値、奥行き値、
    および寄与度をそれぞれ格納する一時保持ステップと、 上記実写画像を処理して、輝度と色とを示す実写画像画
    素値と、上記実写画像が表示単位である画素において占
    める割合を示す実写画像寄与度とを生成する実写画像処
    理ステップと、 上記一時保持ステップにおいて格納された寄与度と奥行
    き値と、上記実写画像処理ステップにおいて生成された
    実写画像寄与度と、あらかじめ設定された実写画像奥行
    き値とに基づいて、上記一時保持ステップにおいて格納
    された画素値と、上記実写画像処理ステップにおいて生
    成する実写画像画素値とを用いて、表示すべき画像を生
    成する画像合成ステップとを含むことを特徴とする画像
    合成方法。
14. 【請求項１４】 ３次元座標で表現され、多角形である
    ポリゴンの集合である形状データに基づいて３次元的な
    画像を生成し、上記生成した画像を実写画像と合成し、
    合成画像を生成する画像合成プログラムを記録したプロ
    グラム記録媒体において、 上記ポリゴンの集合である形状データに対して、各ポリ
    ゴンごとに当該ポリゴンが不透明であるか否かを識別す
    るポリゴン識別ステップと、 画素を単位とする上記形状データに対して、輝度と色と
    を示す画素値と、ポリゴンを表示すべき奥行きを示す奥
    行き値と、ポリゴンが、表示単位である画素において占
    める割合を示す寄与度とを生成する画像データ演算ステ
    ップと、 上記画像データ演算手段が生成した画素値、奥行き値、
    および寄与度をそれぞれ格納する一時保持ステップと、 上記実写画像を処理して、輝度と色とを示す実写画像画
    素値と、上記実写画像が表示単位である画素において占
    める割合を示す実写画像寄与度とを生成する実写画像処
    理ステップと、 上記一時保持ステップにおいて格納された寄与度と奥行
    き値と、上記実写画像処理ステップにおいて生成された
    実写画像寄与度と、あらかじめ設定された実写画像奥行
    き値とに基づいて、上記一時保持ステップにおいて格納
    された画素値と、上記実写画像処理ステップにおいて生
    成する実写画像画素値とを用いて、表示すべき画像を生
    成する画像合成ステップとを含む画像合成プログラムを
    記録したことを特徴とする画像合成プログラム記録媒
    体。