(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデリング化することにより３次元画像表示処理する画像表示処理装置において、
画面を構成する各要素のポリゴンデータをすくなくともプレート要素，プレート上の配置要素およびプレート上に配置される対象物のパーツ要素の複数種の要素に分け、これらを同じ要素毎にまとめて格納するメモリ回路と、
少なくとも２つのデータバンクを有するモデリングバッファ部と、
入力部からの入力データによって得られる視点位置と視点方向に基づき、視界内か否かを判別して視界内にあるプレート要素を検出し、さらに視界内にあるプレート上に配置される対象物のパーツ要素のデータを前記モデリングバッファ部に書き込む制御手段と、
前記制御手段が第１のデータバンクに書き込んでいるときは、第２のデータバンクより読み出し、読み出したデータをＣＧ処理して視点から見たときの形にするディジタルシグナルプロセッサと、
前記ディジタルシグナルプロセッサが処理したデータを格納し、画面表示を行うためのフレームバッファと、
を備えたことを特徴とするモデリングバッファを有する画像表示処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ゲーム機やパソコン等における画像表示処理装置、さらに詳しくいえば、３次元表示のために行われるモデリング化処理の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゲーム機画面上でオブジェクトや背景画面を２次元表示するより３次元的に表示するほうが奥行きや遠近感を出すことができ、よりリアルにプレイできる。
また、技術的な進歩を背景に比較的安価にそれらを実現するためのＤＳＰ等が作られるようになってきていることから、３Ｄ画面のゲーム機が普及し始めている。
この３次元像は視点を基準に遠近法によって表示し現実感のある形状にするため、その物の形状の表面をできるだけ多数の多角形で分割し、これら多角形（ポリゴン）を組み合わせて表現する構成となっている。
【０００３】
図８（ａ）  は、三角形のポリゴンの一例を示す図である。
斜線部分の三角形状部分は、３次元座標Ｐ０（ｘ０，  ｙ０，ｚ０）    Ｐ１（ｘ１，  ｙ１，ｚ１）Ｐ２（ｘ２，  ｙ２，ｚ２）で表現されている。
この対象物を画面に表示するには上記ポリゴンデータＰ０  ，  Ｐ１  ，  Ｐ２  をＲＯＭに持っている必要がある。
図８（ｂ）  はＲＯＭの記憶内容の一部を示す図である。
最小のポリゴンデータとしてポリゴン０，１〜ｎが記憶され、これらデータによって１つの対象物の形状が特定される。ポリゴン０は、上記三角形部分のデータが格納され、ポリゴン１〜ｎについても、ポリゴン０と同様なデータが格納されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来はこのように物体そのものを細かく示すデータが多数のメモリに格納されており、ＣＰＵがこれを読み出しＣＧ処理しフレームバッファに格納することにより、画面表示を行っていた。
そのため表示する範囲に属するデータはすべて読み出しているので、読み出しに用いるＲＡＭの容量は大きなものになっていた。
また、ＣＧ処理するディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）は、膨大なデータを処理するため負担が大きくなり、複雑な形状の処理は困難であるという欠点があった。
本発明の目的は、上記欠点を解決するもので、モデリングバッファ部の容量を少なくでき、かつ、従来より複雑な形状のモデリング処理を可能にしたモデリングバッファを有する画像表示処理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】
前記目的を達成するために本発明による画像表示処理装置は、モデリング化することにより３次元画像表示処理する画像表示処理装置において、画面を構成する各要素のポリゴンデータをすくなくともプレート要素，プレート上の配置要素およびプレート上に配置される対象物のパーツ要素の複数種の要素に分け、これらを同じ要素毎にまとめて格納するメモリ回路と、少なくとも２つのデータバンクを有するモデリングバッファ部と、入力部からの入力データによって得られる視点位置と視点方向に基づき、視界内か否かを判別して視界内にあるプレート要素を検出し、さらに視界内にあるプレート上に配置される対象物のパーツ要素のデータを前記モデリングバッファ部に書き込む制御手段と、前記制御手段が第１のデータバンクに書き込んでいるときは、第２のデータバンクより読み出し、読み出したデータをＣＧ処理して視点から見たときの形にするディジタルシグナルプロセッサと、前記ディジタルシグナルプロセッサが処理したデータを格納し、画面表示を行うためのフレームバッファとを備えている。
【０００６】
【作用】
上記構成によれば、モデリングバッファ部に書き込むデータ量が少なくなり、ＲＡＭの容量を節約できる。また、ＤＳＰの処理負担が軽減化し、余力を他のポリゴン処理に使用できるので、従来に比較し、より複雑な形状のモデリング処理が可能になる。
【０００７】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
図１は、本発明によるモデリングバッファを有する画像表示処理装置の実施例を示すブロック図である。
ＲＯＭ１には、画面を表示するポリゴンデータを格納してあり、例えば図２に示す街を例にすれば、この街の広さ，何処にどんな建物があるかを複数の要素に分け、同じ要素毎にまとめて書き込んである。
制御手段であるメインＣＰＵ２は、図示しない入力装置からの入力データより視界範囲および視界方向を得て、表示すべき部分の必要なポリゴンデータすなわち視界範囲内のポリゴンデータのみをＲＯＭ１より読み出しデータバンクＲＡＭ（０）と（１）に交互に格納する。
【０００８】
モデリングバッファ部３は、２つのデータバンクより構成され、一方のデータバンク（０）３ａにＲＯＭ１のポリゴンデータが書き込まれているときには、他方のデータバンク（１）３ｂの内容は読み出されている。ＤＳＰ４は、データバンクＲＡＭ３より読み出したデータをコンピュータグラフィック（ＣＧ）処理している。ＣＧ処理ではポリゴンデータを視点から見た場合、遠近法で見えると同様な形に変形する。
フレームバッファ５はバンク形式であり、フレームバッファ（０）５ａと（１）５ｂにより構成されている。
フレームバッファ５の出力は図示しないモニタに送られ、画像表示される。
【０００９】
図３は、図２の街を形成する各部分のデータ構造を説明するための図である。
図３（ａ）は、説明の簡単化のため図２の街全体を７×７＝４９ブロックに分割した例であり、実際はこれより多数のブロックで構成されている。
図３（ｂ）は図３（ａ）の中央部分の３×３＝９を抜き出し拡大した図である。この９個のブロック部分には▲１▼〜▲９▼番までのプレートが並べてある。▲１▼〜▲９▼番までのプレートはそれぞれ図３（ｂ）に示すような形をしており、中央部分の９ブロック部分以外のブロック部分にも▲１▼〜▲９▼番の内の１つのプレートが配置されている。
図３（ｃ）は中央の▲５▼のブロックをさらに４つのブロックに分割し、（１）〜（４）までの小ブロックで表現している。この（１）〜（４）の番号部分に建物等が配置され、街が形成されている。
上記街のデータは図４に示すように、ＲＯＭに４９ブロックの各ブロックを構成するプレート要素のデータ，各プレート上の建物の配置要素のデータおよび各プレート上の建物の形を示す要素のデータ毎にそれぞれひとまとめで格納されている。
【００１０】
メインＣＰＵ２は、ＲＯＭ１よりモデリングバッファ部３にデータを転送するが、図３（ａ）に示すすべてのデータを転送するのではない。
今、図３（ｃ）の中央部分の黒丸部分に自らがいて上方向に移動すると仮定する。この指示は、例えばゲーム機ではジョイステック等の外部装置で行われる。
メインＣＰＵ２は、入力部より自らの位置と移動方向の情報が入ると、図３（ｃ）の▲７▼〜▲９▼までのブロックは自らの視界に入らないと判断し、▲７▼〜▲９▼までのデータはモデリングバッファ部３には転送しない。
さらに図３（ｃ）において（１）（２）の小ブロックは何らかの処理を施すが、（３）（４）の小ブロックは視界外であるので、この小ブロック部分の建物のデータを転送しない。
ＤＳＰ４は送られてきたデータすべてを処理するが、このようにデータ量が少なくなると、処理負担が軽減化され、別のポリゴン処理をする余裕が生じる。
【００１１】
図５は、建物を表示するときのデータ量を説明するための図である。
通常、建物を示す場合、図５（ａ）に示すように前後左右上下の６方向の壁のデータを有しているが、図３（ｃ）の（１）（２）の小ブロックの建物について、視界に入るのは正面と右側面だけで他の壁は何らかの陰になり視界には入らない。したがって、図５（ｃ）に示すように正面と右側面のデータしか送らない。図５（ｂ）に示すように表示結果が同じならば、図５（ａ）の場合に比較しＤＳＰの負担はより少なくなる。
【００１２】
図６は、図１のメインＣＰＵの動作を説明するためのフローチャートである。
外部装置によりＩ／Ｏ入力が行われ（ステップ（以下「Ｓ」という）６０１）、メインＣＰＵ２により視界内か否かの判別が行われ、視界内のプレートが検出される（Ｓ６０２）。さらに視界内の建物等のパーツのデータ転送が行われる（Ｓ６０３）。データがすべて転送されると、データバンクＲＡＭ（０）３ａからデータバンクＲＡＭ（１）３ｂに切り替えられ（Ｓ６０３）、Ｓ６０１に戻る。
図６の右上にはメインＣＰＵ２がデータバンクＲＡＭ（０）に書込み、ＤＳＰ４がデータバンクＲＡＭ（１）から読み出している状態を示している。
図６の右下にはデータバンクＲＡＭが切り替えられ、メインＣＰＵ２がデータバンクＲＡＭ（１）に書込み、ＤＳＰ４がデータバンクＲＡＭ（０）から読み出している状態を示している。
【００１３】
図７は、図１のＤＳＰの動作を説明するためのフローチャートである。
ＤＳＰ４によりモデリングバッファ部３内のデータが読み込まれ（Ｓ７０１）、ＣＧ処理が行われる（Ｓ７０２）。そしてＣＧ処理したデータがフレームバッファ５に書き込まれる（Ｓ７０３）。ＤＳＰ４は、モデリングバッファ部３内のｅｎｄコマンドが検出されたか否かを監視しつづけ（Ｓ７０４）、検出していない場合はＣＧ処理を行いフレームバッファ５に書き込む動作を繰り返す。
ｅｎｄコマンドを検出した場合にはフレームバッファ（０）５ａからフレームバッファ（１）５ｂに切替えられ（Ｓ７０５）、Ｓ７０１に戻る。
図７の右上にはＤＳＰ４がフレームバッファ（０）５ａに書込み、フレームバッファ（１）５ｂから読み出し、モニタに表示出力を送っている状態を示している。図７の右下にはフレームバッファが切り替えられ、ＤＳＰ４がフレームバッファ（１）５ｂに書込み、フレームバッファ（０）５ａから読み出し、モニタに表示出力を送っている状態を示している。
【００１４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は、画面を構成する各要素のポリゴンデータをすくなくともプレート要素，プレート上の配置要素およびプレート上に配置される対象物のパーツ要素の複数種の要素に分け、これらを同じ要素毎にまとめて格納するメモリ回路と、少なくとも２つのデータバンクを有するモデリングバッファ部と、入力部からの入力データによって得られる視点位置と視点方向に基づき、視界内か否かを判別して視界内にあるプレート要素を検出し、さらに視界内にあるプレート上に配置される対象物のパーツ要素のデータを前記モデリングバッファ部に書き込む制御手段と、制御手段が第１のデータバンクに書き込んでいるときは、第２のデータバンクより読み出し、読み出したデータをＣＧ処理して視点から見たときの形にするディジタルシグナルプロセッサと、ディジタルシグナルプロセッサが処理したデータを格納し、画面表示を行うためのフレームバッファとを備えている。
したがって、従来より少ないデータをモデリングバッファに格納し、そのデータをＣＧ処理するので、同じ画像表示であるならば少ない負担でポリゴンキャラクタのデータを描くことができ、余力を他のポリゴン処理に用いることにより、複雑なポリゴンキャラクタを描くことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモデリングバッファを有する画像表示処理装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】画面表示の一例を示す図で、街を上から見た平面図である。
【図３】図２の街を形成する各部分のデータ構造を説明するための図である。
【図４】街を構成する要素の格納例を示す図である。
【図５】建物を表示するときのデータ量を説明するための図である。
【図６】図１のメインＣＰＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１のＤＳＰの動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】ポリゴンデータの一例とＲＯＭ内のデータの格納状態を示す図である。
【符号の説明】
１…ＲＯＭ
２…メインＣＰＵ（制御手段）
３…モデリングバッファ部
３ａ…データバンクＲＡＭ（０）
３ｂ…データバンクＲＡＭ（１）
４…ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）
５…フレームバッファ
５ａ…フレームバッファ（０）
５ｂ…フレームバッファ（１）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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