(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像処理装置の映像処理方法において、
非シャドウレイ（Ｎｏｎ−Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）及び前記非シャドウレイから派生した少なくとも２つのシャドウレイ（Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）を、前記少なくとも２つのシャドウレイに割り当てられた前記非シャドウレイと同一の識別情報に基づいて前記少なくとも２つのシャドウレイの保存アドレスを決定することにより、メモリの領域のうち継続するアドレスに順次に保存するステップと、
前記メモリに順次に保存された前記非シャドウレイ及び少なくとも２つのシャドウレイを用いてシェーディング動作を行うステップと
を含み、
前記少なくとも２つのシャドウレイは、少なくとも２つの光源に対応しており、
前記シェーディング動作は、
前記非シャドウレイ及び前記少なくとも２つのシャドウレイに基づいて交差点データを生成し、
前記生成された交差点データに基づいてシェーディング演算を行って、前記非シャドウレイを通じて交差された地点の最終色を決定する映像処理方法。
【請求項２】
レイを入力されるステップと、
前記入力されたレイが非シャドウレイと判断されると、非シャドウレイに対応する識別情報を割り当てるステップと、
前記非シャドウレイ及び前記非シャドウレイに対応する識別情報を前記メモリの第１アドレスに保存するステップと
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の映像処理方法。
【請求項３】
前記非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイを生成するステップと、
前記非シャドウレイの識別情報に基づいて前記第１シャドウレイが前記メモリに保存される第２アドレスを決定するステップと、
前記決定された第２アドレスに基づいて前記第１シャドウレイを前記メモリに保存するステップと
を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の映像処理方法。
【請求項４】
前記非シャドウレイによって派生した第２シャドウレイを生成するステップと、
前記非シャドウレイの識別情報に基づいて前記第２シャドウレイが前記メモリに保存される第３アドレスを決定するステップと、
前記決定された第３アドレスに基づいて前記第２シャドウレイを前記メモリに保存するステップと
を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の映像処理方法。
【請求項５】
前記第１ないし第３アドレスは、順次であることを特徴とする請求項４に記載の映像処理方法。
【請求項６】
前記シェーディング動作を行うステップは、
前記メモリの第１ないし第３アドレスに保存された非シャドウレイ及び前記非シャドウレイによって派生した前記第１及び第２シャドウレイを用いて交差点データを生成し、前記交差点データに基づいてシェーディング演算を行い、前記非シャドウレイを通じて交差した地点の最終色を決定することを特徴とする請求項４に記載の映像処理方法。
【請求項７】
前記交差点データは、
前記非シャドウレイの交差地点に対する座標情報と、オブジェクトの索引情報と、前記第１及び第２シャドウレイの色情報とを含むことを特徴とする請求項６に記載の映像処理方法。
【請求項８】
映像処理装置において、
メモリと、
非シャドウレイ（Ｎｏｎ−Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）及び前記非シャドウレイから派生した少なくとも２つのシャドウレイ（Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）を、前記少なくとも２つのシャドウレイに割り当てられた前記非シャドウレイと同一の識別情報に基づいて前記少なくとも２つのシャドウレイの保存アドレスを決定することにより、前記メモリの領域のうち継続するアドレスに順次に保存するレイ処理部と、
前記メモリに順次に保存された前記非シャドウレイ及び少なくとも２つのシャドウレイを用いてシェーディング動作を行うシェーディング部と
を含み、
前記少なくとも２つのシャドウレイは、少なくとも２つの光源に対応しており、
前記シェーディング部は、
前記非シャドウレイ及び前記少なくとも２つのシャドウレイに基づいて交差点データを生成し、
前記生成された交差点データに基づいてシェーディング演算を行って、前記非シャドウレイを通じて交差された地点の最終色を決定する映像処理装置。
【請求項９】
前記レイ処理部は、
交差検査されたレイが入力されると、前記入力されたレイのタイプを分析するレイ分析部と、
前記入力されたレイが非シャドウレイと判断されると、非シャドウレイに対応する識別情報を割り当て、前記非シャドウレイ及び前記非シャドウレイに対応する識別情報を前記メモリの第１アドレスに保存する非シャドウレイ処理部と
を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の映像処理装置。
【請求項１０】
前記非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイを生成するレイ生成部を更に含み、
前記レイ処理部は、
前記第１シャドウレイが入力されると、前記非シャドウレイの識別情報に基づいて前記第１シャドウレイが前記メモリに保存される第２アドレスを決定し、前記決定された第２アドレスに基づいて前記第１シャドウレイを前記メモリに保存するシャドウレイ処理部を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の映像処理装置。
【請求項１１】
前記レイ生成部は、
前記非シャドウレイによって派生した第２シャドウレイを生成し、
前記シャドウレイ処理部は、
前記非シャドウレイの識別情報に基づいて前記第２シャドウレイが前記メモリに保存される第３アドレスを決定し、前記決定された第３アドレスに基づいて前記第２シャドウレイを前記メモリに保存することを特徴とする請求項１０に記載の映像処理装置。
【請求項１２】
前記第１ないし第３アドレスは、順次であることを特徴とする請求項１１に記載の映像処理装置。
【請求項１３】
前記シェーディング部は、
前記メモリの第１ないし第３アドレスに保存された非シャドウレイ及び前記非シャドウレイによって派生した前記第１及び第２シャドウレイを用いて交差点データを生成し、前記交差点データに基づいてシェーディング演算を行い、前記非シャドウレイを通じて交差した地点の最終色を決定することを特徴とする請求項１１に記載の映像処理装置。
【請求項１４】
前記交差点データは、
前記非シャドウレイの交差地点に対する座標情報と、オブジェクトの索引情報と、前記第１及び第２シャドウレイの色情報とを含むことを特徴とする請求項１３に記載の映像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像処理装置及び映像処理装置における映像処理方法に関し、より詳細には、レイトレーシング（Ｒａｙ  Ｔｒａｃｉｎｇ）における効果的なシェーディング（Ｓｈａｄｉｎｇ）のための映像処理装置及び映像処理装置における映像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレイトレーシング技法を用いて映像処理を行う映像処理装置は、ユーザの視点からスタートし、オブジェクトの特定領域と交わる非シャドウレイ（Ｎｏｎ−Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）に関する情報と、非シャドウレイによって派生したシャドウレイに関する情報に基づいてシェーディング演算を行う。
【０００３】
すなわち、映像処理装置は、メモリに保存された非シャドウレイに関する情報及び非シャドウレイによって派生したシャドウレイに関する情報を用いて、シェーディング演算を行う。
【０００４】
このような非シャドウレイに関する情報及び非シャドウレイによって派生したシャドウレイに関する情報は、相互対となってメモリに保存される。具体的に、第１非シャドウレイによって派生したシャドウレイがＮ個の場合、メモリの第１領域には第１非シャドウレイと第１非シャドウレイから派生したＮ個のシャドウレイとがそれぞれ相互対となってメモリの第１領域の各アドレスに保存される。
【０００５】
このように、従来の映像処理装置は、非シャドウレイに関する情報及び非シャドウレイによって派生したそれぞれのシャドウレイに関する情報を相互対としてメモリに保存することで、大量のデータを保存することができるメモリが求められ、それによるハードウェアサイズが大きくなるという問題がある。
【０００６】
更に、メモリの各アドレスには非シャドウレイに関する情報及び非シャドウレイによって派生したそれぞれのシャドウレイに関する情報が相互対となって保存されることで、従来の映像処理装置は、各アドレス別に保存された情報に基づいてシェーディング演算を行うため、それによるシェーディング演算量が大きくなるだけでなく、シェーディング演算のための電力消費が増えるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、レイトレーシング技法を用いて映像処理を行ううえで、より効率的にシェーディング演算が行われるようにすることにある。
【０００８】
更に、本発明は、非シャドウレイ及び非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイに関する情報が保存されるメモリをより効率的に用いるようにすることを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、メモリに保存された情報を用いて、シェーディング演算を行う過程で発生する電束消費を最小化することをもう1つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の一実施形態に係る映像処理装置の映像処理方法は、非シャドウレイ（Ｎｏｎ−Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）及び前記非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイ（Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）をメモリに順次に保存するステップと、前記メモリに順次に保存された前記非シャドウレイ及び少なくとも１つのシャドウレイを用いてシェーディング動作を行うステップとを含む。
【００１１】
そして、レイを入力されるステップと、前記入力されたレイが非シャドウレイと判断されると、非シャドウレイに対応する識別情報を割り当てるステップと、前記非シャドウレイ及び前記非シャドウレイに対応する識別情報を前記メモリの第１アドレスに保存するステップとを更に含んでよい。
【００１２】
なお、前記非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイを生成するステップと、前記非シャドウレイの識別情報に基づいて前記第１シャドウレイが前記メモリに保存される第２アドレスを決定するステップと、前記決定された第２アドレスに基づいて前記第１シャドウレイを前記メモリに保存するステップとを更に含んでよい。
【００１３】
そして、前記非シャドウレイによって派生した第２シャドウレイを生成するステップと、前記非シャドウレイの識別情報に基づいて前記第２シャドウレイが前記メモリに保存される第３アドレスを決定するステップと、前記決定された第３アドレスに基づいて前記第２シャドウレイを前記メモリに保存するステップとを更に含んでよい。
【００１４】
なお、前記第１ないし第３アドレスは、順次であってよい。
【００１５】
そして、前記シェーディング動作を行うステップは、前記メモリの第１ないし第３アドレスに保存された非シャドウレイ及び前記非シャドウレイによって派生した前記第１及び第２シャドウレイを用いて交差点データを生成し、前記交差点データに基づいてシェーディング演算を行い、前記非シャドウレイを通じて交差した地点の最終色を決定してよい。
【００１６】
なお、前記交差点データは、前記非シャドウレイの交差地点に対する座標情報と、オブジェクトの索引情報と、前記第１及び第２シャドウレイの色情報とを含んでよい。
【００１７】
一方、上記目的を達成するための本発明の別の実施形態に係る映像処理装置は、メモリと、非シャドウレイ（Ｎｏｎ−Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）及び前記非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイ（Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）を前記メモリに順次に保存するレイ処理部と、前記メモリに順次に保存された前記非シャドウレイ及び少なくとも１つのシャドウレイを用いてシェーディング動作を行うシェーディング部とを含む。
【００１８】
そして、前記レイ処理部は、交差検査されたレイが入力されると、前記入力されたレイのタイプを分析するレイ分析部と、前記入力されたレイが非シャドウレイと判断されると、非シャドウレイに対応する識別情報を割り当て、前記非シャドウレイ及び前記非シャドウレイに対応する識別情報を前記メモリの第１アドレスに保存する非シャドウレイ処理部とを更に含んでよい。
【００１９】
なお、前記非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイを生成するレイ生成部を更に含み、前記レイ処理部は、前記第１シャドウレイが入力されると、前記非シャドウレイの識別情報に基づいて前記第１シャドウレイが前記メモリに保存される第２アドレスを決定し、前記決定された第２アドレスに基づいて前記第１シャドウレイを前記メモリに保存するシャドウレイ処理部を更に含んでよい。
【００２０】
そして、前記レイ生成部は、前記非シャドウレイによって派生した第２シャドウレイを生成し、前記シャドウレイ処理部は、前記非シャドウレイの識別情報に基づいて前記第２シャドウレイが前記メモリに保存される第３アドレスを決定し、前記決定された第３アドレスに基づいて前記第２シャドウレイを前記メモリに保存してよい。
【００２１】
なお、前記第１ないし第３アドレスは、順次であってよい。
【００２２】
そして、前記シェーディング部は、前記メモリの第１ないし第３アドレスに保存された非シャドウレイ及び前記非シャドウレイによって派生した前記第１及び第２シャドウレイを用いて交差点データを生成し、前記交差点データに基づいてシェーディング演算を行い、前記非シャドウレイを通じて交差した地点の最終色を決定してよい。
【００２３】
なお、前記交差点データは、前記非シャドウレイの交差地点に対する座標情報と、オブジェクトの索引情報と、前記第１及び第２シャドウレイの色情報とを含んでよい。
【００２４】
一方、上記目的を達成するための本発明の更に別の実施形態に係る映像処理装置と結合されて以下のステップを実行させるために記録媒体に保存されたコンピュータプログラムにおいて、前記映像処理装置の映像処理方法は、非シャドウレイ（Ｎｏｎ−Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）及び前記非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイ（Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）をメモリに順次に保存するステップと、前記メモリに順次に保存された前記非シャドウレイ及び少なくとも１つのシャドウレイを用いてシェーディング動作を行うステップとを含む。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、映像処理装置は、非シャドウレイ及び非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイに関する情報を順次に保存することで、メモリをより効率的に用いることができる。更に、本発明に係る映像処理装置は、メモリに保存された情報を用いて、より効率的にシェーディング演算を行うだけでなく、シェーディング演算を行う過程で発生する電束消費を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る映像処理装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るレイ処理部の細部ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るメモリに非シャドウレイ及び非シャドウレイによって派生したシャドウレイが順次に保存される例示図である。
【図４】従来及び本発明に係るシェーディング部でシェーディング演算のための資料構造を示す例示図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る映像処理装置における映像処理方法に対するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る映像処理装置で非シャドウレイによって派生した少なくとも１つのシャドウレイをメモリに保存する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本実施形態は、多様な置き換えを施すことができ、様々な実施形態を有することができるため、特定の実施形態を図面に例示して詳細な説明に詳細に説明する。しかし、それは、特定の実施形態に対して範囲を限定しようとするものではなく、開示された思想及び技術範囲に含まれる全ての置き換え、均等物ないし代替物を含むものとして理解されるべきである。実施形態を説明するうえで、関連の公知技術に対する具体的な説明が要旨を曖昧にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明するうえで使用され得るが、構成要素は用語によって限定されるべきではない。用語は、１つの構成要素を別の構成要素から区別するための目的としてのみ使用される。
【００２９】
本出願において使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものとして、権利範囲を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なるものと意味しない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」又は「構成される」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定するためのものであって、１つ又はそれ以上の別の特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。
【００３０】
実施形態において、「モジュール」或いは「部」は、少なくとも１つの機能や動作を行い、ハードウェア又はソフトウェアで実現したり、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実現されてよい。なお、複数の「モジュール」或いは複数の「部」は、特定のハードウェアで実現される必要のある「モジュール」或いは「部」はを除いては、少なくとも１つのモジュールに一体化して少なくとも１つのプロセッサ（図示せず）で実現されてよい。
【００３１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置のブロック図である。
【００３３】
図１に示すように、映像処理装置は、レイ生成部１１０と、ツリー探索部１２０と、交差検査部１３０と、レイ処理部１４０と、メモリ１５０及びシェーディング部１６０を含む。
【００３４】
レイ生成部（Ｒａｙ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１１０は、レイトレーシング（Ｒａｙ  Ｔｒａｃｉｎｇ）技法によって画面内の色情報を決定するためにレイを生成する。具体的に、レイ生成部１１０は、レイ生成情報に基づいて少なくとも１つのレイを生成することができる。特に、レイ生成部１１０は、レイ生成情報に基づいてレイのスクリーン座標値を獲得することができ、獲得されたスクリーン座標値とカメラ位置（すなわち、ユーザの目の位置）に基づいてレイを生成することができる。
【００３５】
一般的に、レイトレーシング技法で使用されるレイは、大きくユーザの視点からスタートしてオブジェクトの特定領域と交わる第１次レイ（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｒａｙ）（以下、非シャドウレイ（Ｎｏｎ−Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）という）、非シャドウレイとオブジェクトの特定領域とが交わる交差地点の物体性質に応じて派生或いは屈折する第２次レイ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｒａｙ）及び各交差地点ごとに直接光源から光が入るか否かを判断するためのシャドウレイ（Ｓｈａｄｏｗ  Ｒａｙ）のうち少なくとも１つを含んでよい。
【００３６】
一方、レイトレーシング技法は、３Ｄコンピュータグラフィックで使用される技法の１つとして、仮想の光源から発せられる光がいくつの物体の表面で反射される経路を追跡しつつ、各物体の形を形成する技法である。すなわち、レイトレーシング技法は、ユーザの目に入るレイを探し、そのレイの色を画面に表示する技法として、いろんな方向からユーザの目に入るレイの色を探して３Ｄ映像を生成する技法である。
【００３７】
このようなレイトレーシング技法は、大きく２つの技法に区分されてよい。
【００３８】
１つは、光源が発する光の方向を細分して蓄積する正方向レイトレーシング（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｒａｙ  Ｔｒａｃｉｎｇ）技法であり、もう１つは、ユーザの目から光源方向に視線を追跡する逆方向レイトレーシング（Ｂａｃｋｗａｒｄ  Ｒａｙ  Ｔｒａｃｉｎｇ）技法であってよい。
【００３９】
正方向レイトレーシング技法は、逆方向レイトレーシング技法に比べて自然現象をより忠実にシミュレーションするという長所がある一方、光源が発するいろんな方向へのレイを全て追跡しなければならない短所がある。
【００４０】
一方、逆方向レイトレーシング技法は、ユーザの視線方向を追って、光を発した物体を見つける技法である。視線が物体に触れたことは、その方向から物体の光が目に入ったことを意味するため、視線方向に光を逆追跡すると、ユーザの目に入るレイのみを追跡することができる。よって、光源から発せられる無数の光のうち、ユーザの目に入る光を見つける正方向レイトレーシング技法に比べて効率的にレイを追跡することができる。
【００４１】
ツリー探索部（Ｔｒａｖｅｒｓａｌ：ＴＲＶ）１２０は、受信されたレイに対するツリー探索を行う。このとき、ツリー探索部１２０は、空間分割ツリー（Ｓｐａｔｉａｌ  ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｔｒｅｅ）方式の一種であるｋｄ−ｔｒｅｅを用いてよい。ｋｄ−ｔｒｅｅは、ボックスノード（Ｂｏｘ  Ｎｏｄｅ）、内部ノード（Ｉｎｎｅｒ  Ｎｏｄｅ）及びリーフノード（Ｌｅａｆ  Ｎｏｄｅ）を含み、リーフノードは、幾何データに含まれた少なくとも１つの三角情報をポインティングするための三角リストを含んでよい。本発明の一実施形態では、幾何データに含まれた三角情報が配列で実現された場合、リーフノードに含まれた三角リストは配列インデックスに対応してよい。
【００４２】
しかし、上述のように、ｋｄ−ｔｒｅｅを用いることは一実施形態に過ぎず、ＢＶＨ（Ｂｏｕｎｄｉｎｇ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）などのような多様な方式のツリー探索技法が行われてよい。
【００４３】
このようなツリー探索部１２０は、複数で実現され、それぞれのツリー探索部１２０が独立してレイに対するツリー探索を行ってツリー探索によるロード発生を最小化することができる。
【００４４】
交差検査部（Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ：ＩＳＴ）１３０は、ツリー探索部１２０によってツリー探索が行われたレイに対する交差検査を行う。具体的に、交差検査部１２０は、レイと交差するリーフノードを検索する。そして、交差検査部１２０は、交差するリーフノードに含まれた三角リストを読み取る。なお、交差検査部１２０は、三角リストの座標情報と読み取り、与えられた光線に対して交差テストを行うことができ、レイによってヒット（Ｈｉｔ）した三角との距離と与えられたレイのベクトル値を使用し、レイ−三角ヒットポイントの座標値を計算することができる。
【００４５】
レイ処理部１４０は、予め生成された基本交差情報に基づいて交差情報を生成し、生成された交差情報をメモリ１５０に保存する。具体的に、レイ生成部１１０は、予め設定されたユーザが眺めた場面に対する視点、光源、物体の性質及び三角情報とツリー構造のうちの少なくとも１つと、予め生成されたレイの開始地点（Ｏｒｉｇｉｎ）及び方向（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）情報に基づいて基本交差情報を生成することができる。
【００４６】
ここで、基本交差情報は、上述のレイ生成部１１０によって生成された情報として、レイによってヒッティングした交差地点に光源が直接影響を与えるどうかを示すシャドウレイに関する情報及びシェーディング演算が発生する地点を示す非シャドウレイに関する情報を含んでよい。
【００４７】
このような基本交差情報が生成すると、レイ処理部１４０は生成された基本交差情報に基づいて交差情報を生成してメモリ１５０に保存する。ここで、交差情報は、非シャドウレイに関する情報（以下、非シャドウレイという）及び非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイに関する情報（以下、シャドウレイという）であってよい。よって、レイ処理部１４０は、予め生成された基本交差情報に基づいて非シャドウレイ及び非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイをメモリ１４０に順次に保存することができる。
【００４８】
シェーディング部１６０は、メモリ１５０に順次に保存された非シャドウレイ及び非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイを用いてシェーディング動作を行い、行われたシェーディング結果をイメージピクセルに累積して交差地点に対する最終色を決定する。具体的に、シェーディング部１６０は、メモリ１５０に保存された非シャドウレイ及び当該非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイを用いて交差点データを生成する。その後、シェーディング部１６０は、生成された交差点データに基づいてシェーディング演算を行い、非シャドウレイを通じて交差した地点の最終色を決定する。
【００４９】
ここで、交差点データは、非シャドウレイの交差地点に対する座標情報、オブジェクトのインデックス情報と、当該非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイの色情報を含んでよい。よって、シェーディング部１６０は、非シャドウレイの交差地点に関する座標情報、オブジェクトのインデックス情報を用いて非シャドウレイの交差地点に対する色を生成する。その後、シェーディング部１６０は、当該非シャドウレイから派生した少なくとも１つのシャドウレイの色情報を用いて予め生成された非シャドウレイの交差地点の色に対する最終色を決定することができる。
【００５０】
以下では、上述のレイ処理部１４０についてより詳細に説明する。
【００５１】
図２は、本発明の一実施形態に係るレイ処理部の細部ブロック図である。
【００５２】
図２に示すように、予め生成された基本交差情報に基づいて交差情報を生成し、生成された交差情報をメモリ１５０に保存するレイ処理部１４０はレイ分析部１４１と、非シャドウレイ処理部１４２及びシャドウレイ処理部１４３を含む。
【００５３】
レイ分析部１４１は、交差検査部１３０から交差検査されたレイが入力されると、入力されたレイのタイプを分析し、入力されたレイが非シャドウレイか、それとも当該非シャドウレイから派生したシャドウレイかを判断する。
【００５４】
非シャドウレイ処理部１４３は、レイ分析部１４１を介して入力されたレイが非シャドウレイと判断されると、非シャドウレイに対応する識別情報を生成する。その後、非シャドウレイ処理部１４３は、入力された非シャドウレイ及び当該非シャドウレイに対応する識別情報をメモリ１５０の第１アドレスに保存する。
【００５５】
シャドウレイ処理部１４３は、レイ分析部１４１を介して入力されたレイがシャドウレイと判断されると、当該シャドウレイに割り当てられた識別情報に基づいてシャドウレイがメモリ１５０に保存されたアドレスを決定する。その後、シャドウレイ処理部１４３は、決定されたアドレスに基づいて当該シャドウレイをメモリ１５０に保存する。
【００５６】
具体的に、レイ分析部１４１はレイが入力されると、入力されたレイに識別情報が割り当てられているか否かを通じて入力されたレイが非シャドウレイか、それとも当該非シャドウレイレイから派生したシャドウレイかを判断することができる。判断の結果、入力されたレイに識別情報が割り当てられていなければ、レイ分析部１４１は入力されたレイを非シャドウレイと判断する。入力されたレイが非シャドウレイである場合、非シャドウレイ処理部１４３は、入力された非シャドウレイに対応する識別情報を割り当て、入力された非シャドウレイ及び当該非シャドウレイに対応する識別情報をメモリの第１アドレスに保存する。
【００５７】
このように、入力された非シャドウレイ及び当該非シャドウレイに対応する識別情報がメモリ１５０の第１アドレスに保存されると、非シャドウレイ処理部１４１は、メモリ１５０の第１アドレスに保存された非シャドウレイ及び当該非シャドウレイに対応する識別情報をレイ生成部１１０に伝送する。それにより、レイ生成部１１０は、メモリ１５０の第１アドレスに保存された非シャドウレイ及び当該非シャドウレイに対応する識別情報に基づいて当該非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイを生成する。このとき、レイ生成部１１０は、メモリ１５０の第１アドレスに保存された非シャドウレイに対応する識別情報を含む第１シャドウレイを生成することが望ましい。ここで、第１シャドウレイはメモリ１５０の第１アドレスに保存された非シャドウレイの交差地点に照射される第１光源に対応するレイであってよい。
【００５８】
このような第１シャドウレイが生成されると、交差検査部１３０は第１シャドウレイに対する交差検査を行った後、レイ処理部１４０に出力する。第１シャドウレイがレイ処理部１４０に出力されると、レイ分析部１４１は入力されたレイに含まれた識別情報に基づいて入力されたレイが第１シャドウレイかを判断することができる。入力されたレイが第１シャドウレイである場合、シャドウレイ処理部１４３は当該識別情報に基づいて第１シャドウレイがメモリ１５０に保存される第２アドレスを決定し、決定された第２アドレスに基づいて第１シャドウレイをメモリ１５０に保存する。
【００５９】
それにより、同一の識別情報が割り当てられた非シャドウレイ及び第１シャドウレイはメモリ１５０上に順次に保存されてよい。
【００６０】
一方、メモリ１５０の第１アドレスに保存された非シャドウレイの交差地点に第２光源が照射されてよい。この場合、第１アドレスに保存された非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイがメモリ１５０の第２アドレスに保存されると、非シャドウレイ処理部１４１は、メモリ１５０の第１アドレスに保存された非シャドウレイ及び当該非シャドウレイに対応する識別情報をレイ生成部１１０に伝送する。それにより、レイ生成部１１０は、メモリ１５０の第１アドレスに保存された非シャドウレイ及び当該非シャドウレイに対応する識別情報に基づいて当該非シャドウレイによって派生した第２シャドウレイを生成する。このとき、レイ生成部１１０は、メモリ１５０の第１アドレスに保存された非シャドウレイに対応する識別情報を含む第２シャドウレイを生成することが望ましい。ここで、第２シャドウレイは、メモリ１５０の第１アドレスに保存されは非シャドウレイの交差地点に照射される第２光源に対応するレイであってよい。
【００６１】
このような第２シャドウレイが生成されると、交差検査部１３０は第２シャドウレイに対する交差検査を行った後、レイ処理部１４０に出力する。第２シャドウレイがレイ処理部１４０に出力されると、レイ分析部１４１は入力されたレイに含まれた識別情報に基づいて入力されたレイが第２シャドウレイかを判断することができる。入力されたレイが第２シャドウレイである場合、シャドウレイ処理部１４３は当該識別情報に基づいて第２シャドウレイがメモリ１５０に保存される第３アドレスを決定し、決定された第３アドレスに基づいて第２シャドウレイをメモリ１５０に保存する。
【００６２】
すなわち、レイ生成部１１０は、メモリ１５０の第１アドレスに保存された非シャドウレイの交差地点にＮ個の光源が照射されると、照射されたＮ個の光源に対応する数のシャドウレイを生成することができ、シャドウレイ処理部１４３はＮ個の光源に対応する数のシャドウレイそれぞれを非シャドウレイの保存されたメモリ１５０の第１アドレスの後に順次に保存することができる。
【００６３】
このように、メモリ１５０の第１ないし第３アドレスに非シャドウレイ及び非シャドウレイによって派生した第１及び第２シャドウレイが順次に保存されると、シェーディング部１６０はメモリ１５０の第１ないし第３アドレスに順次に保存された非シャドウレイ及び非シャドウレイから派生した第１及び第２シャドウレイを用いて交差点データを生成する。その後、シェーディング部１６０は、生成された交差点データに基づいてシェーディング演算を行って非シャドウレイを通じて交差した地点の最終色を決定することができる。
【００６４】
図３は、本発明の一実施形態に係るメモリに非シャドウレイ及び非シャドウレイによって派生したシャドウレイが順次に保存される例示図である。
【００６５】
図３に示すように、メモリ１５０の各領域にはオブジェクトのそれぞれの領域と交わるそれぞれの交差地点に対応する複数の非シャドウレイ及びそれぞれの非シャドウレイによって派生した少なくとも１つのシャドウレイが順次に保存される。
【００６６】
具体的に、メモリ１５０の第１領域３１０の第１アドレスにはオブジェクトの第１領域と交わる第１交差地点に対応する第１非シャドウレイＮＳ＿１及び第１非シャドウレイＮＳ＿１に割り当てられた識別情報（Ｒａｙ  ＩＤ：０）が保存されてよい。一方、第１非シャドウレイＮＳ＿１の第１交差地点に４つの光源が照射される場合、第１領域３１０の第２ないし第５アドレスには第１非シャドウレイＮＳ＿１によって派生した第１ないし第４シャドウレイＳ０〜Ｓ３が順次に保存されてよい。ここで、第１ないし第４シャドウレイＳ０〜Ｓ３は、第１非シャドウレイＮＳと同一の識別情報（Ｒａｙ  ＩＤ：０）を含んでよい。
【００６７】
そして、メモリ１５０の第２領域３２０の第２アドレスにはオブジェクトは第２領域と交わる第２交差地点に対応する第１非シャドウレイＮＳ＿２及び第２非シャドウレイＮＳ＿２に割り当てられた識別情報（Ｒａｙ  ＩＤ：１）が保存されてよい。一方、第２非シャドウレイＮＳ＿２の第２交差地点に４つの光源が照射される場合、第２領域３２０の第２ないし第５アドレスには第２非シャドウレイＮＳ＿２によって派生した第１ないし第４シャドウレイＳ０〜Ｓ３が順次に保存されてよい。ここで、第１ないし第４シャドウレイＳ０〜Ｓ３は第２非シャドウレイＮＳ＿２と同一の識別情報（Ｒａｙ  ＩＤ：１）を含んでよい。
【００６８】
すなわち、メモリ１５０の各領域にＮ個の非シャドウレイ及びＮ個の非シャドウレイそれぞれに割り当てられた識別情報が保存される場合、Ｎ個の非シャドウレイが保存された各領域にはＮ個の非シャドウレイの交差地点それぞれに照射された光源の数だけＮ個の非シャドウレイそれぞれによって派生したシャドウレイが順次に保存されてよい。
【００６９】
図４は、従来及び本発明に係るシェーディング部でシェーディング演算のための資料構造を示す例示図である。
【００７０】
図４の（ａ）は、本発明に係るシェーディング演算のための資料構造であり、図４の（ｂ）は、従来のシェーディング演算のための資料構造である。
【００７１】
上述のように、メモリ１５０の各領域にはオブジェクトのそれぞれの領域と交わるそれぞれの交差地点に対応する複数の非シャドウレイ及びそれぞれの非シャドウレイによって派生した少なくとも１つのシャドウレイが順次に保存されてよい。
【００７２】
図３で説明したように、メモリ１５０の第１領域３１０の第１アドレスにはオブジェクトの第１領域と交わる第１交差地点に対応する第１非シャドウレイ及び第１非シャドウレイに割り当てられた識別情報（Ｒａｙ  ＩＤ：０）が保存されてよい。一方、第１非シャドウレイの第１交差地点に４つの光源が照射される場合、第１領域３１０の第２ないし第５アドレスには第１非シャドウレイによって派生した第１ないし第４シャドウレイが順次に保存されてよい。
【００７３】
このように、第１非シャドウレイ及び第１非シャドウレイによって派生した第１ないし第４シャドウレイが順次に保存されるメモリ１５０の第１領域３１０は、図４の（ａ）に示す資料構造のうち、第１資料構造領域４１０であってよい。よって、第１資料構造領域４１０に対するシェーディング演算を行う場合、シェーディング部１６０はメモリ１５０の各アドレスに順次に保存された第１非シャドウレイ及び第１非シャドウレイから派生した第１ないし第４シャドウレイを用いて交差点データを生成する。その後、シェーディング部１６０は、生成された交差点データに基づいてシェーディング演算を行って第１非シャドウレイを通じて交差した地点の最終色を決定することができる。
【００７４】
一方、従来の場合、メモリ１５０の各領域にはオブジェクトのそれぞれの領域と交わるそれぞれの交差地点に対応する複数の非シャドウレイ及びそれぞれの非シャドウレイによって派生した少なくとも1つのシャドウレイが相互対となって保存されてよい。
【００７５】
例えば、従来の場合、メモリ１５０の第１領域の第１アドレスにはオブジェクトの第１領域と交わる第１交差地点に対応する第１非シャドウレイ及び第１非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイが対となって保存され、第１領域の第２アドレスには第１非シャドウレイ及び第１非シャドウレイによって派生した第２シャドウレイが対となって保存されてよい。
【００７６】
もし、第１非シャドウレイの交差地点に４つの光源が照射されると、第１領域の各アドレスには第１非シャドウレイ及び第１非シャドウレイによって派生した第１ないし第３シャドウレイがそれぞれ対となって保存されてよい。
【００７７】
このように、第１非シャドウレイ及び第１非シャドウレイによって派生した第１ないし第３シャドウレイがそれぞれ対となって保存されるメモリ１５０の第１領域は図４の（ｂ）に示す資料構造のうち、第１−１資料構造領域４１０’であってよい。
【００７８】
よって、第１−１資料構造領域４１０’に対するシェーディング演算を行う場合、シェーディング部１６０はメモリ１５０の各アドレスに保存された第１非シャドウレイ及び第１シャドウレイ、第１非シャドウレイ及び第２シャドウレイ、第１非シャドウレイ及び第３シャドウレイ、第１非シャドウレイ及び第４シャドウレイそれぞれに対するシェーディング演算を行わなければならない。
【００７９】
このように、本発明に係る映像処理装置は、オブジェクトのそれぞれの領域と交わるそれぞれ交差地点に対応する複数の非シャドウレイ及びそれぞれの非シャドウレイによって派生した少なくとも１つのシャドウレイを順次に保存することで、従来に比べてメモリ１５０の空間活用を効率的に利用することができ、それによるハードウェアサイズを最小化するだけでなく、シェーディング演算が簡素化されてシェーディング演算による電力消費を最小化することができる。
【００８０】
以下では、本発明に係る映像処理装置における映像処理方法について詳細に説明する。
【００８１】
図５は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置における映像処理方法に対するフローチャートである。
【００８２】
図５に示すように、映像処理装置は、交差検査部１３０から交差検査されたレイが入力されると、入力されたレイのタイプを分析して入力されたレイが非シャドウレイか、それとも非シャドウレイによって派生したシャドウレイか否かを判断する（Ｓ５１０、Ｓ５２０）。
【００８３】
具体的に、映像処理装置は交差検査されたレイが入力されると、入力されたレイに識別情報が割り当てられているか否かを通じて入力されたレイが非シャドウレイか、それとも当該非シャドウレイによって派生したシャドウレイか否かを判断することができる。判断の結果、入力されたレイに識別情報が含まれていなければ、映像処理装置は入力されたレイが非シャドウレイと判断し、入力された非シャドウレイに対応する識別情報を割り当て、入力された非シャドウレイ及び当該非シャドウレイに対応する識別情報をメモリの第１アドレスに保存する（Ｓ５３０）。
【００８４】
一方、ステップＳ５２０で入力されたレイに識別情報が含まれていると判断されると、映像処理装置は入力されたレイがシャドウレイと判断する。入力されたレイがシャドウレイと判断されると、入力されたシャドウレイに含まれた識別情報に基づいて入力されたシャドウレイが保存されるメモリのアドレスを決定する（Ｓ５４０）。
【００８５】
その後、映像処理装置は、入力されたシャドウレイに関連して決定されたアドレスに基づいて入力されたシャドウレイをメモリに保存する。すなわち、入力されたシャドウレイは当該シャドウレイと同一の識別情報が割り当てられた非シャドウレイが保存された後で順次に保存されてよい。
【００８６】
以下では、非シャドウレイによって派生した少なくとも１つのシャドウレイをメモリに順次に保存する方法について詳細に説明する。
【００８７】
図６は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置で非シャドウレイによって派生した少なくとも１つのシャドウレイをメモリに保存する方法を示すフローチャートである。
【００８８】
図６に示すように、入力されたレイが第１非シャドウレイによって派生したシャドウレイ（以下、第１シャドウレイという）と判断されると、映像処理装置は第１非シャドウレイによって派生したシャドウレイがＮ個であるか否かを判断する（Ｓ６１０）。判断の結果、第１非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイが単一であれば、映像処理装置は第１非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイに含まれた識別情報に基づいて第１シャドウレイが保存されるメモリのアドレスを決定する（Ｓ６２０）。
【００８９】
このような第１シャドウレイに対するアドレスが決定されると、映像処理装置は決定されたメモリのアドレスに第１シャドウレイを保存する（Ｓ６３０）。例えば、第１非シャドウレイがメモリの第１領域の第１アドレスに保存された場合、映像処理装置は第１非シャドウレイによって派生した第１シャドウレイをメモリの第２アドレスに保存することができる。すなわち、第１シャドウレイは第１シャドウレイと同一の識別情報が割り当てられた第１非シャドウレイが保存されたメモリの第１領域に順次に保存されてよい。
【００９０】
一方、ステップＳ６１０において、第１非シャドウレイによって派生したシャドウレイがＮ個である場合、映像処理装置はステップＳ６２０を介して、Ｎ個のシャドウレイそれぞれに含まれた識別情報に基づいてＮ個のシャドウレイが保存されるメモリのアドレスを決定する。このようなＮ個のシャドウレイに対するメモリのアドレスが決定されると、映像処理装置はステップＳ６３０を介してＮ個のシャドウレイ別に決定されたメモリのアドレスにＮ個のシャドウレイそれぞれを保存する。
【００９１】
例えば、第１非シャドウレイの交差地点に２つの光源が照射されてよい。この場合、第１非シャドウレイによって派生した第１及び第２シャドウレイがそれぞれ入力されてよい。この場合、映像処理装置は、入力された第１シャドウレイに含まれた識別情報に基づいて第１非シャドウレイが保存されたメモリの第１領域に第１シャドウレイを保存するためのアドレス（第２アドレスという）を決定する。なお、映像処理装置は、入力された第２シャドウレイに含まれた識別情報に基づいて第１非シャドウレイが保存されたメモリの第１領域に第２シャドウレイを保存するためのアドレス（第３アドレスという）を決定する。
【００９２】
このように、第１及び第２シャドウレイそれぞれに対するアドレスが決定されると、映像処理装置は第１シャドウレイを第１非シャドウレイが予め保存されたメモリの第１領域の第２アドレスに保存し、第２シャドウレイを当該メモリの第１領域の第３アドレスに保存することができる。
【００９３】
このように、映像処理装置は、非シャドウレイの交差地点にＮ個の光源が照射されると、照射されたＮ個の光源に対応する数のシャドウレイを連続して入力されてよく、Ｎ個の光源に対応する数のシャドウレイそれぞれを当該非シャドウレイの保存されたメモリのアドレス以後に順次に保存することができる。
【００９４】
このように、本発明に係る映像処理装置は、オブジェクトのそれぞれの領域と交わるそれぞれ交差地点に対応する複数の非シャドウレイ及びそれぞれの非シャドウレイによって派生した少なくとも１つのシャドウレイを順次に保存することで、従来に比べて、メモリ１５０の空間活用を効率的に利用することができ、それによるハードウェアサイズを最小化するだけでなく、シェーディング演算が簡素化されてシェーディング演算による電力消費を最小化することができる。
【００９５】
一方、上述のような映像処理装置における映像処理方法は、多様な記録媒体に保存され、各種電子装置に備えられたＣＰＵによって実行され得る実行プログラムで実現されてよく、このような実行プログラムは、非一時的な読み取り可能な媒体に保存されてよい。
【００９６】
非一時的な読み取り可能な媒体とは、レジスタやキャッシュ、メモリ等のような短い間データを保存する媒体ではなく、半永久的にデータを保存し、機器によって読み取り（ｒｅａｄｉｎｇ）が可能な媒体を意味する。具体的には、上述の多様な実行プログラムは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ＿、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、ブルーレイディスク、ＵＳＢ、メモリカード、ＲＯＭ等のような非一時的な読み取り可能な媒体に保存されて提供されてよい。
【００９７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的趣旨の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９８】
１１０  レイ生成部
１２０  ツリー探索部
１３０  交差検査部
１４０  レイ処理部
１４１  レイ分析部
１４２  非シャドウレイ処理部
１４３  シャドウレイ処理部
１５０  メモリ
１６０  シェーディング部
４１０  資料構造領域
４１０’  資料構造領域
【図１】
0006701195.tif 000002
【図２】
0006701195.tif 000003
【図３】
0006701195.tif 000004
【図４（ａ）】
0006701195.tif 000005
【図４（ｂ）】
0006701195.tif 000006
【図５】
0006701195.tif 000007
【図６】
0006701195.tif 000008