(57)【要約】【課題】立体視画像データ生成時の消費電力を低減する。【解決手段】本発明に係る画像データ生成装置１は、ジオメトリ演算手段１０と、左視野用および右視野用のピクセル演算手段１２Ｌ・１２Ｒとを備えている。ジオメトリ演算手段１０は、ポリゴンの各頂点座標に対して、左視野用または右視野用の何れか一方のマトリクス演算を行うことによって一方視野用の座標変換を行い、座標変換された一方視野用の各頂点座標におけるｘ座標値に上記左右視点間の距離を加減することによって他方視野用の座標変換を行うマトリクス演算部１０２と、マトリクス演算部１０２によって座標変換されたポリゴンの各頂点座標に対して、左視野用のクリッピング領域および右視野用のクリッピング領域から構成される左右共通の共通クリッピング領域を用いてクリッピング処理を行うクリッピング処理部１０４とを備える。【選択図】図１
2012098947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたシーンデータおよび左右視点間の距離を用いて当該シーンデータに描画された表示対象物の各頂点座標の座標変換を行い、座標変換後の各頂点座標を含む表示対象物リストを作成するジオメトリ演算手段と、
上記表示対象物リストを用いてレンダリング処理を行い、左視野用および右視野用のピクセルごとの画像データを生成するピクセル演算手段と、
を備えた両眼視差方式の立体視画像データを生成する画像データ生成装置において、
上記ジオメトリ演算手段は、
上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用または右視野用の何れか一方のマトリクス演算を行うことによって一方視野用の座標変換を行い、座標変換された一方視野用の各頂点座標におけるｘ座標値に上記左右視点間の距離を加減することによって他方視野用の座標変換を行う座標変換部と、
上記座標変換部によって座標変換された上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用のクリッピング領域および右視野用のクリッピング領域から構成される左右共通の共通クリッピング領域を用いてクリッピング処理を行うクリッピング処理部と、
を備えることを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項２】
上記クリッピング処理部は、上記表示対象物を構成する各線分の両端に位置する頂点が、上記共通クリッピング領域に対して外側に存在するか内側に存在するかを判定し、
上記表示対象物を構成する各線分の両端に位置する頂点が、上記共通クリッピング領域の境界面に対して外側と内側との両方に存在すると判定した場合、当該共通クリッピング領域の外側に存在する部分を切り取って破棄し、当該線分と当該共通クリッピング領域の境界面との交点座標に置換することを特徴とする請求項１項に記載の画像データ生成装置。
【請求項３】
上記ジオメトリ演算手段は、上記共通クリッピング領域内の上記表示対象物のみを表示対象とすることにより、１つの上記表示対象物リストを作成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像データ生成装置。
【請求項４】
上記表示対象物リストを取得して、当該表示対象物リストにおける上記表示対象物の左視野用および右視野用の各頂点座標が一致しているか否かを判定する座標判定部を備え、
上記座標判定部は上記表示対象物の左視野用および右視野用の各頂点座標が一致していると判定した場合、上記ピクセル演算手段における当該判定の対象となった上記表示対象物の左視野用および右視野用の何れか一方のレンダリング処理を停止させ、
上記ピクセル演算手段は、上記判定の対象となった上記表示対象物の左視野用または右視野用のピクセルごとの画像データを左右共通の画像データとして生成することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像データ生成装置。
【請求項５】
上記表示対象物リストを取得して、当該表示対象物リストにおける上記表示対象物に付加された立体視フラグの有無を判定する立体視フラグ判定部を備え、
上記立体視フラグ判定部は、上記表示対象物に付加された立体視フラグの有無に基づいて当該表示対象物の立体視を行うか否かを識別し、当該表示対象物の立体視を行わないと識別した場合、上記ピクセル演算手段における当該判定の対象となった上記表示対象物の左視野用および右視野用の何れか一方のレンダリング処理を停止させ、
上記ピクセル演算手段は、上記判定の対象となった上記表示対象物の左視野用または右視野用のピクセルごとの画像データを左右共通の画像データとして生成することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像データ生成装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載の画像データ生成装置を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
入力されたシーンデータおよび左右視点間の距離を用いて当該シーンデータに描画された表示対象物の各頂点座標の座標変換を行い、座標変換後の各頂点座標を含む表示対象物リストを作成するジオメトリ演算ステップと、
上記ジオメトリ演算ステップにて作成した上記表示対象物リストを用いてレンダリング
処理を行い、左視野用および右視野用のピクセルごとの画像データを生成するピクセル演算ステップと、
を有する両眼視差方式の立体視画像データを生成する画像データ生成方法において、
上記ジオメトリ演算ステップは、
上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用または右視野用の何れか一方のマトリクス演算を行うことによって一方視野用の座標変換を行い、座標変換された一方視野用の各頂点座標におけるｘ座標値に上記左右視点間の距離を加減することによって他方視野用の座標変換を行う座標変換ステップと、
上記座標変換ステップにて座標変換された上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用のクリッピング領域および右視野用のクリッピング領域から構成される左右共通の共通クリッピング領域を用いてクリッピング処理を行うクリッピング処理ステップと、
を有することを特徴とする画像データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元コンピュータグラフィックスのポリゴンデータにより構成される３次元コンテンツから立体視画像データを生成する画像データ生成装置に関し、より詳細には、両眼視差方式により立体視可能な左視野画像用および右視野画像用のビットマップ画像データを生成する画像データ生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの処理技術および半導体技術の微細化技術の進歩により、各種装置に搭載可能なコンピュータグラフィックスの機能および処理能力が飛躍的に向上している。例えば、３次元コンピュータグラフィックスを用いた立体表示技術では、三角形や四角形などのポリゴン（多角形）を三次元座標上に配置することによって、表示画面上に人物や物体などが立体的に表示される。
【０００３】
このような３次元コンピュータグラフィックスによる立体画像において、左視野画像と右視野画像とで視差を設けた両眼視差方式の立体視画像データの生成を行うには、左視野用の画像データと右視野用の画像データとをそれぞれ生成する必要があるため、通常の単眼処理時の２倍の画像データを生成する必要がある。そこで、処理能力を２倍にした単眼処理用の画像データ生成装置を一系統用いて左右の画像データを交互に生成する手法、或いは、単眼処理用の画像データ生成装置を２系統用いて右左の画像データを並行して生成する手法などが行われている。
【０００４】
図７は、左右の画像データを交互に生成する従来の画像データ生成装置２の要部構成を示すブロック図である。図７に示される画像データ生成装置２は、本来、単眼用の画像データを生成するものであるため、左右独立のシーンデータおよび左右視点間の距離に基づいて、両眼視差方式の立体視画像データを交互に生成する。
【０００５】
図７に示されるように、画像データ生成装置２は、座標変換などのジオメトリ処理を行いポリゴンリストを作成するジオメトリ演算手段２０と、ジオメトリ演算手段２０によって作成されたポリゴンリストを記憶するポリゴンリストメモリ２１と、ポリゴンリストメモリ２１に記憶されたポリゴンリストを用いてレンダリング処理を行いピクセルごとの画像データを生成するピクセル演算手段２２と、ピクセル演算手段２２によって生成されたピクセルごとの画像データを記憶するピクセルメモリ２３と、陰面消去処理に用いる３次元グラフィックスの奥行きを示すデプス値を記憶するデプス値メモリ２４とを備えている。
【０００６】
ジオメトリ演算手段２０は、入力された左右独立のシーンデータおよび左右視点間の距離情報を用いて座標変換などのジオメトリ処理を行い、左右ごとのポリゴンリストを作成する。ジオメトリ演算手段２０は、コマンド処理部２０１と、マトリクス演算部２０２と、頂点色計算部２０３と、クリッピング処理部２０４と、透視除算部２０５と、ビューポート変換部２０６と、ポリゴンリスト出力部２０７とを備えている。
【０００７】
コマンド処理部２０１は、左右独立のシーンデータおよび左右視点間の距離情報が入力されたとき、各種のコマンド処理を実行する。具体的には、コマンド処理部２０１は、シーンデータなどから、表示させようとする各シーンにおける視野領域を定義する視野変換、投影変換行列、光源情報、物体を構成するポリゴンのモデリング変換行列、ポリゴンの属性、ポリゴンを構成する各頂点の物体座標における座標値、法線ベクトルおよび材質属性などの各種情報を決定する。
【０００８】
マトリクス演算部２０２は、入力された投影変換行列および視野変換行列のマトリクス積算を行い座標変換用のカレントマトリクスとして保持する。また、マトリクス演算部２０２は、当該該カレントマトリクスと入力されたポリゴンの頂点座標とのマトリクス演算を順次行うことにより、物体（ワールド）座標から視野座標への座標変換を行う。さらに、マトリクス演算部２０２は、入力された各ポリゴンの頂点データ列の各法線ベクトルと視野変換行列とのマトリクス演算を行うことにより、法線ベクトルの物体座標から視野座標への座標変換を行う。
【０００９】
頂点色計算部２０３は、視野座標に変換された各頂点の法線ベクトルとポリゴンの材質パラメータとをもとに、各頂点の光源色を計算する。そして、頂点色計算部２０３は、各頂点の光源色と投影座標に変換された頂点座標と関連付けてクリッピング処理部２０４へ出力する。
【００１０】
クリッピング処理部２０４は、視野領域におけるポリゴンを構成する各線分の両端の頂点が外側に存在する否かを判定する。そして、クリッピング処理部２０４は、ポリゴンを構成する全ての頂点が、視野領域の境界面を含んで視野領域の内側に存在するようにクリッピング処理を行う。具体的には、クリッピング処理部２０４は、ポリゴンを構成する頂点が視野領域の外側に存在する場合、ポリゴンを構成する線分ごとに視野領域の外側に存在する部分を切り取り、当該線分と視野領域との境界面との交点座標に置換する。
【００１１】
透視除算部２０５は、ポリゴンを構成する頂点の透視除算を行い正規座標へ変換する。
【００１２】
ビューポート変換部２０６は、透視除算後の正規座標から、実際の表示装置の解像度に合わせたビットマップに対応した表示座標への座標変換を行う。
【００１３】
ポリゴンリスト出力部２０７は、ポリゴンを構成する頂点のうち、最大のｙ座標値および最小のｙ座標値を算出し、最大ｙ座標値をインデックスとするリストを生成する。また、ポリゴンリスト出力部２０７は、ポリゴンの最小ｙ座標値、ポリゴン属性およびポリゴンを構成する頂点座標と共に、ポリゴンリストとしてポリゴンリストメモリ２１に出力する。
【００１４】
次に、ピクセル演算手段２２は、ジオメトリ演算手段２０によって作成されたポリゴンリストに対してレンダリング処理を行い右左の画像データを交互に生成する。ピクセル演算手段２２は、ポリゴンリスト入力部２２０と、ポリゴンエッジ計算部２２１と、ピクセル処理部２２２とを備えている。
【００１５】
ポリゴンリスト入力部２２０は、ポリゴンリストメモリ２１からポリゴンリストを読み取り、表示すべきスキャンライン上に存在するポリゴンを検索する。
【００１６】
ポリゴンエッジ計算部２２１は、ポリゴンのスキャンラインごとのエッジ計算を行う。具体的には、ポリゴンエッジ計算部２２１は、ポリゴンリスト入力部２２０によって検索されたスキャンラインとポリゴンを構成する左右のエッジの線分との交点の座標および光源色を、その線分の両端に位置する頂点の座標および頂点の光源色から補間により算出する。
【００１７】
ピクセル処理部２２２は、算出されたスキャンライン上の左右のエッジ間に存在するピクセルごとのデプス値および光源色を、左右のエッジのデプス値および光源色から補間により算出する。そして、ピクセル処理部２２２は、デプス値メモリ２４により陰面消去処理を行いながら、ピクセルメモリ２３へピクセルごとの画像データを書き込む。
【００１８】
図８は、図７に示される従来の画像データ生成装置２において処理される視野座標における視野領域および描画されるポリゴンの事例を示す模式図である。図８に示されるように、視野座標２１１の原点を視点２１２として、ｍｚ軸の負の方向に視野領域２１３が定義されている。各々の物体座標により定義されたポリゴン２１４・２１５はそれぞれ、座標変換によって視野座標２１１に変換される。
【００１９】
図９は、図８に示される視野座標について、ｍｙ軸に対する負の方向を見たときの平面図である。図９にハッチングで示されるように、視野領域２１３は、左側面２１６Ａ、右側面２１６Ｂ、遠側面２１７Ａおよび近側面２１７Ｂによって定義される。ポリゴン２１４は、全ての頂点がこの視野領域２１３の外側に位置するため、視点２１２から見えないポリゴンとして破棄される。一方、ポリゴン２１５は、視野領域２１３の内部と外部とにまたがっているため、右側面２１６Ｂよりも外側に位置する部分が切り取られて破棄される。
【００２０】
この場合の座標変換は、次のように実行される。物体座標（ｘ，ｙ，ｚ）において定義されたポリゴンの各頂点の座標は、下記の式１（物体座標から視野座標への変換式）に示されるマトリクス演算によって、視野座標（ｍｘ，ｍｙ，ｍｚ，ｍｗ）に座標変換される。下記の式１によるマトリクス演算には、例えば、下記の式１−１（ｘ軸まわりの回転式）、式１−２（ｙ軸まわりの回転式）および式１−３（ｚ軸まわりの回転式）に各々示されるｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を中心とする角度αによる回転、下記の式１−４に示される拡大縮小率（ｓｘ，ｓｙ，ｓｚ）による拡大縮小、並びに下記の式１−５に示される移動量（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）による平行移動などの各マトリクス演算式が一般的に用いられている。なお、ｗは視点からの距離を示している。
【００２１】
【数１】
2012098947.tif 000003
【００２２】
視野座標に変換された各頂点の座標は、下記の式２（投影座標への変換式）に示されるマトリクス演算により、視野座標から投影座標（ｐｘ，ｐｙ，ｐｚ，ｐｗ）に座標変換される。下記の式２によるマトリクス演算には、例えば、左右対称の視野錐台を用いた透視変換の場合、下記の式２−１（透視変換式の例）に示される変換行列式が用いられる。
【００２３】
【数２】
2012098947.tif 000004
【００２４】
上記の式２−１において、「ｆｏｖｘ」はｘ方向の画角の１／２、「ｆｏｖｙ」はｙ方向の画角の１／２、ｆは視点から遠側面までの距離、ｎは視点から近側面までの距離を示している。
【００２５】
投影座標に変換された各頂点の座標は、下記の式３（表示座標への変換式）に示されるマトリクス演算により、表示座標（ｓｘ，ｓｙ，ｓｚ，ｓｗ）に座標変換される。下記の式３によるマトリクス演算には、例えば、下記の式３−１に示される変換行列式が用いられる。
【００２６】
【数３】
2012098947.tif 000005
【００２７】
以上の座標変換によって、物体座標（ｘ，ｙ，ｚ）において定義されたポリゴンの各頂点が、表示座標(ｓｘ，ｓｙ，ｓｚ，ｓｗ)に変換される。
【００２８】
なお、予め、上記の座標変換用のマトリクスの積算を行うことによりマトリクス演算用のマトリクスを生成しておき、入力される頂点データ列の物体座標（ｘ，ｙ，ｚ，１）とのマトリクス演算を行うことにより、それぞれの物体座標から表示座標（ｓｘ，ｓｙ，ｓｚ，ｓｗ）への座標変換を行うことも可能である。
【００２９】
表示座標に変換された各ポリゴンの頂点は、下記の式４−１、式４−２および式４−３の各条件式を全て満足するか否かによって、視野領域内に含まれるか否かがクリッピング処理部２０４によって判定される。各ポリゴンの頂点の表示座標が式４−１、式４−２および式４−３の各条件式を全て満足する場合には、視野領域内に含まれると判定される。当該上記判定において、各ポリゴンの頂点の少なくとも一つが式４−１、式４−２および式４−３の各条件式を満足しないポリゴンがある場合、クリッピング処理部２０４は、当該ポリゴンに対してクリッピング処理を行う。そして、クリッピング処理部２０４は全ての条件式を満足するように、ポリゴンを構成する線分ごとに視野領域の外側に存在する部分を切り取り、当該線分と視野領域との境界面との交点座標に置換することで新しい頂点を生成する。
【００３０】
【数４】
2012098947.tif 000006
【００３１】
クリッピング処理後の各ポリゴンの頂点は、透視除算部２０５によって、下記の式５−１、式５−２、式５−３の透視除算処理により正規座標（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）に変換される。
【００３２】
【数５】
2012098947.tif 000007
【００３３】
その後、ビューポート変換部８０６では、下記の式６−１、式６−２、式６−３を用いたビューポート変換処理によりスクリーン座標（ｖｓｘ，ｖｓｙ，ｖｓｚ）に変換される。
【００３４】
【数６】
2012098947.tif 000008
【００３５】
ここで、上記の式６−１、式６−２、式６−３において、「display_width.」、「display_height」および「display_depth」は、それぞれ、表示装置の解像度に合わせたビットマップ画像の水平方向、垂直方向のピクセル数およびデプスバッファの最大値（デプスバッファメモリのビット数により定まる）である。
【００３６】
そして、ピクセル演算手段２２は、ビューポート変換部８０６によってスクリーン座標に変換されたポリゴンの各頂点の情報を用いてポリゴンのシェーディング処理を行い、立体視表示用のピクセルごとの画像データを生成する。
【００３７】
このように、図７に示されるの従来の画像データ生成装置では、ジオメトリ演算手段２０およびピクセル演算手段２２によって、左右のピクセルごとの画像データを交互に独立して生成する。
【００３８】
また、図９に示されるような単眼用の画像データ生成装置を、右視野用および左視野用に２系統用いて、両眼視差方式の立体視画像データを生成する手法では、図１０に示されるような画像データ生成装置が用いられている。
【００３９】
図１０は、右左の画像データを並行して生成する従来の画像データ生成装置３の要部構成を示すブロック図である。図１０に示されるように、画像データ生成装置３は、左視野画像データ生成用として、ジオメトリ演算手段２０Ｌと、ポリゴンリストメモリ２１Ｌと、ピクセル演算手段２２Ｌと、ピクセルメモリ２３Ｌとを有している。また、画像データ生成装置３は、右視野画像データ生成用として、ジオメトリ演算手段２０Ｒと、ポリゴンリストメモリ２１Ｒと、ピクセル演算手段２２Ｒと、ピクセルメモリ２３Ｒとを有している。画像データ生成装置３では、単眼処理用の画像データ生成装置を２系統用いることで、右左の画像データが並行して生成される。
【００４０】
このように、両眼視差方式の立体視画像データを生成する従来の画像データ生成装置２・３では、左視野用および右視野用の視野マトリクスを用いて、ジオメトリ処理およびレンダリング処理を独立して行い左視野用および右視野用の画像データをそれぞれ生成している。
【００４１】
特許文献１には、複数の立体マトリクスにより左右の視野用演算を交互に行い立体視画像データを交互に生成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開２００７−２０１４２号公報（２００７年１月２５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
しかしながら、従来の画像データ生成装置では、ＬＳＩに搭載するトランジスタ数が増え、処理能力が向上するにつれて、消費電力と発熱量とが増加する傾向にある。このため、特に、モバイル機器では、バッテリーの持続時間の低下するなどの問題を有している。
【００４４】
即ち、従来の画像データ生成装置では、透視投影変換からクリッピング処理、隠面消去処理、シェーディング処理に到る一連の処理過程が左右視野用にそれぞれ独立した構成で処理されているため、単眼用の画像データを生成する場合と比較して２倍の処理が必要となる。このため、例えば、一連の処理を両眼用にそれぞれ１つの装置で行う場合、そのままの性能では単眼用の表示に比べて２倍の処理時間がかかり表示できるフレームレートが１/２に下がってしまうため、フレームレートを単眼用の表示と同等にするためには、クロック周波数を２倍にして処理性能を２倍にする必要があり、消費電力および発熱量が増大するという問題を有している。
【００４５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、立体視画像データ生成時の消費電力を低減可能な画像データ生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
本発明に係る画像データ生成装置は、上記従来の課題を解決するために、入力されたシーンデータおよび左右視点間の距離を用いて当該シーンデータに描画された表示対象物の各頂点座標の座標変換を行い、座標変換後の各頂点座標を含む表示対象物リストを作成するジオメトリ演算手段と、上記表示対象物リストを用いてレンダリング処理を行い、左視野用および右視野用のピクセルごとの画像データを生成するピクセル演算手段と、を備えた両眼視差方式の立体視画像データを生成する画像データ生成装置において、上記ジオメトリ演算手段は、上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用または右視野用の何れか一方のマトリクス演算を行うことによって一方視野用の座標変換を行い、座標変換された一方視野用の各頂点座標におけるｘ座標値に上記左右視点間の距離を加減することによって他方視野用の座標変換を行う座標変換部と、上記座標変換部によって座標変換された上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用のクリッピング領域および右視野用のクリッピング領域から構成される左右共通の共通クリッピング領域を用いてクリッピング処理を行うクリッピング処理部とを備えることを特徴としている。
【００４７】
本発明に係る画像データ生成方法は、上記従来の課題を解決するために、入力されたシーンデータおよび左右視点間の距離を用いて当該シーンデータに描画された表示対象物の各頂点座標の座標変換を行い、座標変換後の各頂点座標を含む表示対象物リストを作成するジオメトリ演算ステップと、上記ジオメトリ演算ステップにて作成した上記表示対象物リストを用いてレンダリング処理を行い、左視野用および右視野用のピクセルごとの画像データを生成するピクセル演算ステップと、を有する両眼視差方式の立体視画像データを生成する画像データ生成方法において、上記ジオメトリ演算ステップは、上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用または右視野用の何れか一方のマトリクス演算を行うことによって一方視野用の座標変換を行い、座標変換された一方視野用の各頂点座標におけるｘ座標値に上記左右視点間の距離を加減することによって他方視野用の座標変換を行う座標変換ステップと、上記座標変換ステップにて座標変換された上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用のクリッピング領域および右視野用のクリッピング領域から構成される左右共通の共通クリッピング領域を用いてクリッピング処理を行うクリッピング処理ステップとを有することを特徴としている。
【００４８】
上記発明によれば、ジオメトリ演算手段が備える座標変換部は、入力されたシーンデータに描画された表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用または右視野用の何れか一方のマトリクス演算を行うことによって一方視野用の座標変換を行う。そして、座標変換部は、座標変換された一方視野用の頂点座標におけるｘ座標値に左右視点間の距離を加減することによって他方視野用の座標変換を行う構成である。
【００４９】
このため、従来のように、表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用および右視野用ごとにマトリクス演算をそれぞれ行うことによって座標変換を行う構成と比較して、ジオメトリ演算手段における処理量を低減させることができる。
【００５０】
また、上記発明によれば、ジオメトリ演算手段が備えるクリッピング処理部は、左視野用のクリッピング領域および右視野用のクリッピング領域から構成される左右共通の共通クリッピング領域を用いてクリッピング処理を行う構成である。
【００５１】
このため、左視野用のクリッピング処理および右視野用共通クリッピング処理を共通に行うことができるため、ジオメトリ演算手段における処理量を低減させることができる。
【００５２】
さらに、上記発明によれば、左右の視線方向を平行として処理し、また、左視野画像と右視野画像とで存在する表示対象物を一致させることで、ジオメトリ演算手段における左右視野用の大部分の処理を共通化して、表示対象物リストを共有することが可能となる。
【００５３】
以上のように、上記発明によれば、立体視画像データ生成時の消費電力を低減可能な画像データ生成装置および画像データ生成装置を実現することができる。
【００５４】
また、本発明に係る画像データ生成装置では、上記クリッピング処理部は、上記表示対象物を構成する各線分の両端に位置する頂点が、上記共通クリッピング領域に対して外側に存在するか内側に存在するかを判定し、上記表示対象物を構成する各線分の両端に位置する頂点が、上記共通クリッピング領域の境界面に対して外側と内側との両方に存在すると判定した場合、当該共通クリッピング領域の外側に存在する部分を切り取って破棄し、当該線分と当該共通クリッピング領域の境界面との交点座標に置換することが好ましい。
【００５５】
上記発明によれば、クリッピング処理部は、まず、表示対象物を構成する各線分の両端に位置する頂点が、共通クリッピング領域に対して外側に存在するか内側に存在するかを判定する。そして、クリッピング処理部は、表示対象物を構成する各線分の両端に位置する頂点が、共通クリッピング領域の境界面に対して外側と内側との両方に存在すると判定した場合、当該共通クリッピング領域の外側に存在する部分を切り取って破棄し、当該線分と当該共通クリッピング領域の境界面との交点座標に置換する。
【００５６】
これにより、左視野用のクリッピング処理および右視野用のクリッピング処理を共通して行うことができ、また、左視野画像と右視野画像とで存在する表示対象物を一致させることが可能なクリッピング処理部を実現することができる。
【００５７】
また、本発明に係る画像データ生成装置では、上記ジオメトリ演算手段は、上記共通クリッピング領域内の上記表示対象物のみを表示対象とすることにより、１つの上記表示対象物リストを作成することが好ましい。
【００５８】
上記発明によれば、ジオメトリ演算手段は、共通クリッピング領域内の上記表示対象物のみを表示対象とすることにより、１つの上記表示対象物リストを作成する構成である。
【００５９】
これにより、従来のように、左視野用の表示対象物リストおよび右視野用の表示対象物リストをそれぞれ作成する構成と比較して、表示対象物リストおよび右視野用の表示対象物リストをそれぞれ作成する構成と比較して、ジオメトリ演算手段における処理量を低減させることができる。また、クリッピング処理後の透視除算処理、ビューポート変換処理および表示対象物リスト出力の各処理を左右共通に行うことが可能となるため、ジオメトリ演算手段の処理量をさらに低減させることができる。
【００６０】
また、本発明に係る画像データ生成装置では、上記表示対象物リストを取得して、当該表示対象物リストにおける上記表示対象物の左視野用および右視野用の各頂点座標が一致しているか否かを判定する座標判定部を備え、上記座標判定部は上記表示対象物の左視野用および右視野用の各頂点座標が一致していると判定した場合、上記ピクセル演算手段における当該判定の対象となった上記表示対象物の左視野用および右視野用の何れか一方のレンダリング処理を停止させ、上記ピクセル演算手段は、上記判定の対象となった上記表示対象物の左視野用または右視野用のピクセルごとの画像データを左右共通の画像データとして生成することが好ましい。
【００６１】
上記発明によれば、座標判定部は表示対象物の左視野用および右視野用の各頂点座標が一致していると判定した場合、ピクセル演算手段における当該判定の対象となった表示対象物の左視野用および右視野用の何れか一方のレンダリング処理を停止させ。そして、ピクセル演算手段は、判定の対象となった表示対象物の左視野用または右視野用のピクセルごとの画像データを左右共通の画像データとして生成する構成である。
【００６２】
これにより、ピクセル演算手段の処理量を低減させることができるため、立体視画像データ生成時の消費電力を低減することができる。
【００６３】
また、本発明に係る画像データ生成装置では、上記表示対象物リストを取得して、当該表示対象物リストにおける上記表示対象物に付加された立体視フラグの有無を判定する立体視フラグ判定部を備え、上記立体視フラグ判定部は、上記表示対象物ごとに付加された立体視フラグの有無に基づいて当該表示対象物の立体視を行うか否かを識別し、当該表示対象物の立体視を行わないと識別した場合、上記ピクセル演算手段における当該判定の対象となった上記表示対象物の左視野用および右視野用の何れか一方のレンダリング処理を停止させ、上記ピクセル演算手段は、上記判定の対象となった上記表示対象物の左視野用または右視野用のピクセルごとの画像データを左右共通の画像データとして生成することが好ましい。
【００６４】
上記発明によれば、立体視フラグ判定部は表示対象物ごとに付加された立体視フラグの有無に基づいて当該表示対象物の立体視を行わないと判定した場合、ピクセル演算手段における当該判定の対象となった表示対象物の左視野用および右視野用の何れか一方のレンダリング処理を停止させる。そして、ピクセル演算手段は、判定の対象となった表示対象物の左視野用または右視野用のピクセルごとの画像データを左右共通の画像データとして生成する構成である。
【００６５】
これにより、ピクセル演算手段の処理量を低減させることができるため、立体視画像データ生成時の消費電力を低減することができる。さらに、特定の表示対象物のみを立体視させた画像データを生成することで、効果的な立体表示が可能となる。
【００６６】
本発明に係る表示装置は、上記従来の課題を解決するために、上記画像データ生成装置を備えることを特徴としている。
【００６７】
上記発明によれば、立体視画像データ生成時の消費電力を低減可能な表示装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００６８】
以上のように、本発明に係る画像データ生成装置は、入力されたシーンデータおよび左右視点間の距離を用いて当該シーンデータに描画された表示対象物の各頂点座標の座標変換を行い、座標変換後の各頂点座標を含む表示対象物リストを作成するジオメトリ演算手段と、上記表示対象物リストを用いてレンダリング処理を行い、左視野用および右視野用のピクセルごとの画像データを生成するピクセル演算手段と、を備えた両眼視差方式の立体視画像データを生成する画像データ生成装置において、上記ジオメトリ演算手段は、上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用または右視野用の何れか一方のマトリクス演算を行うことによって一方視野用の座標変換を行い、座標変換された一方視野用の頂点座標におけるｘ座標値に上記左右視点間の距離を加減することによって他方視野用の座標変換を行う座標変換部と、上記座標変換部によって座標変換された上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用のクリッピング領域および右視野用のクリッピング領域から構成される左右共通の共通クリッピング領域を用いてクリッピング処理を行うクリッピング処理部とを備えるものである。
【００６９】
また、本発明に係る画像データ生成方法は、入力されたシーンデータおよび左右視点間の距離を用いて当該シーンデータに描画された表示対象物の各頂点座標の座標変換を行い、座標変換後の各頂点座標を含む表示対象物リストを作成するジオメトリ演算ステップと、上記ジオメトリ演算ステップにて作成した上記表示対象物リストを用いてレンダリング処理を行い、左視野用および右視野用のピクセルごとの画像データを生成するピクセル演算ステップ、を有する両眼視差方式の立体視画像データを生成する画像データ生成方法において、上記ジオメトリ演算ステップは、上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用または右視野用の何れか一方のマトリクス演算を行うことによって一方視野用の座標変換を行い、座標変換された一方視野用の頂点座標におけるｘ座標値に上記左右視点間の距離を加減することによって他方視野用の座標変換を行う座標変換ステップと、上記座標変換ステップにて座標変換された上記表示対象物の各頂点座標に対して、左視野用のクリッピング領域および右視野用のクリッピング領域から構成される左右共通の共通クリッピング領域を用いてクリッピング処理を行うクリッピング処理ステップとを有するものである。
【００７０】
それゆえ、本発明によれば、立体視画像データ生成時の消費電力を低減可能な画像データ生成装置および画像データ生成方法を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１の実施形態に係る画像データ生成装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示されるジオメトリ演算手段で使用される視野座標における視野領域および当該視野領域に描画されるポリゴンの事例を示す模式図である。
【図３】図２に示される視野座標についてｍｙ軸に対して負の方向を見た平面図である。
【図４】図４（ａ）は図３に示される右視野領域を示す模式図であり、図４（ｂ）は図３に示される左視野領域を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態に係る画像データ生成装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図６】第３の実施形態に係る画像データ生成装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図７】左右の画像データを交互に生成する従来の画像データ生成装置の要部構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示される従来の画像データ生成装置において処理される視野座標における視野領域および描画されるポリゴンの事例を示す模式図である。
【図９】図８に示される視野座標について、ｍｙ軸に対する負の方向を見たときの平面図である。
【図１０】右左の画像データを並行して生成する従来の画像データ生成装置の要部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
〔第１の実施形態〕
本発明に係る画像データ生成装置の第１の実施形態について、図１〜図４に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００７３】
（１−１）画像データ生成装置の構成
本実施形態に係る画像データ生成装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る画像データ生成装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。図１に示される画像データ生成装置１は、左右共通のシーンデータおよび左右視点間の距離に基づいて、両眼視差方式の立体視画像データを生成するものである。
【００７４】
図１に示されるように、画像データ生成装置１は、座標変換などを行ってポリゴンリスト（表示対象物リスト）を作成するジオメトリ演算手段１０と、ジオメトリ演算手段１０によって作成されたポリゴンリストを記憶するポリゴンリストメモリ１１と、ポリゴンリストメモリ１１に記憶されたポリゴンリストを用いてピクセルごとの画像データを生成する左視野用のピクセル演算手段１２Ｌおよび右視野用のピクセル演算手段１２Ｒと、ピクセル演算手段１２Ｌによって生成されたピクセルごとの画像データを記憶する左視野用のピクセルメモリ１３Ｌおよびピクセル演算手段１２Ｒによって生成されたピクセルごとの画像データを記憶する右視野用のピクセルメモリ１３Ｒとを備えている。
【００７５】
画像データ生成装置１は、ジオメトリ演算手段１０で行われるジオメトリ処理およびピクセル演算手段１２Ｌ・１２Ｒで行われるレンダリング処理により、両眼視差方式の立体視画像データを生成する。
【００７６】
ジオメトリ演算手段１０は、入力されたシーンデータおよび左右視点間の距離などの情報を用いて、左右共通のポリゴンリストを作成するものである。ジオメトリ演算手段１０は、コマンド処理部１０１と、マトリクス演算部（座標変換部）１０２と、頂点色計算部１０３と、クリッピング処理部１０４と、透視除算部１０５と、ビューポート変換部１０６と、ポリゴンリスト出力部１０７とを備えている。
【００７７】
コマンド処理部１０１は、シーンデータおよび左右視点間の距離などが入力されると、各種のコマンド処理を行う。具体的には、コマンド処理部１０１は、シーンデータなどから、表示させようとする各シーンにおける視野領域を定義する視野変換行列、投影変換行列、光源情報、物体を構成するポリゴンのモデリング変換行列、ポリゴンの属性、ポリゴンを構成する頂点の物体座標における座標値、法線ベクトルおよび材質属性などの各種情報を決定し、マトリクス演算部１０２に出力する。
【００７８】
マトリクス演算部１０２は、コマンド処理部１０１から入力された投影変換行列および視野変換行列のマトリクス積算を行い座標変換用のカレントマトリクスとして保持する。そして、マトリクス演算部１０２は、当該カレントマトリクスと、入力された頂点座標とのマトリクス演算を順次行うことにより、物体（ワールド）座標から視野座標への座標変換を行う。また、マトリクス演算部１０２は、入力された頂点データ列の各法線ベクトルと視野変換行列とのマトリクス演算を行うことにより、法線ベクトルの物体座標から視野座標への座標変換を行う。
【００７９】
ここで、マトリクス演算部１０２は、座標変換を行う際、左視野用および右視野用の頂点座標のうち何れか一方の視野用の頂点座標に対してマトリクス演算を行って座標変換し、他方の視野用の頂点座標はマトリクス演算を行うことなく、座標変換後の一方の視野用の頂点座標におけるｘ座標に左右視点間の距離を加減することにより求める。
【００８０】
頂点色計算部１０３は、マトリクス演算部１０２によって視野座標に変換された各頂点の法線ベクトルとポリゴンの材質パラメータとをもとに、各頂点の光源色を計算する。そして、頂点色計算部１０３は、各頂点の光源色と投影座標に変換された各頂点の座標値とを関連付けてクリッピング処理部１０４に出力する。なお、マトリクス演算部１０２および頂点色計算部１０３における座標変換の詳細については後述する。
【００８１】
クリッピング処理部１０４は、右視野領域および左視野領域を包含する共通視野領域を定義し、投影座標に変換されたポリゴンごとの各頂点の座標値が、共通視野領域の外側に存在するか内側に存在するかを判定するクリッピング判定を行う。そして、クリッピング処理部１０４は、クリッピング判定の結果に基づいて、共通視野領域の境界面を含んで共通視野領域の内側にポリゴンの各頂点が存在するようにクリッピング処理を行う。クリッピング処理部１０４は、クリッピング処理後の頂点座標を透視除算部１０５へ出力する。
【００８２】
具体的には、クリッピング処理部１０４は、クリッピング判定においてポリゴンを構成する全ての頂点が共通視野領域の内側に存在すると判定した場合、クリッピング処理を行わず、当該ポリゴンを構成する全ての頂点に関する頂点座標を透視除算部１０５へ出力する。
【００８３】
一方、クリッピング処理部１０４は、クリッピング判定においてポリゴンを構成する全ての頂点が共通視野領域の外側に存在すると判定した場合、当該ポリゴンを構成する全ての頂点座標を破棄する。
【００８４】
また、クリッピング処理部１０４は、クリッピング判定においてポリゴンを構成する各線分の両端に位置する頂点が、共通視野領域の境界面に対して外側と内側との両方に存在すると判定した場合、当該ポリゴンに対してクリッピング処理を行う。具体的には、クリッピング処理部１０４は、ポリゴンを構成する線分ごとに、共通視野領域の外側に存在する部分を切り取って破棄し、共通視野領域の外側に存在する頂点を、当該線分と共通視野領域の境界面との交点座標に置換する。そして、クリッピング処理部１０４は、クリッピング処理後の頂点座標を透視除算部１０５へ出力する。
【００８５】
透視除算部１０５は、クリッピング処理部１０４から出力されたポリゴンを構成する投影座標における頂点座標に対して透視除算を行い正規座標に座標変換する。そして、透視除算部１０５は、透視除算後の正規座標をビューポート変換部１０６に出力する。
【００８６】
ビューポート変換部１０６は、ポリゴンを構成する頂点のビューポート変換処理を行い、透視除算後の正規座標から実際の表示装置の解像度に合わせたビットマップに対応したスクリーン座標への座標変換を行う。
【００８７】
ポリゴンリスト出力部１０７は、ポリゴンを構成する頂点のうち、最大のｙ座標値および最小のｙ座標値を算出し、最大ｙ座標値をインデックスとする左右共通のポリゴンリストを生成する。そして、ポリゴンリスト出力部１０７は、ポリゴンの最小ｙ座標値、ポリゴン属性およびポリゴンを構成する頂点座標を含めてポリゴンリストメモリ１１に出力して書き込む。
【００８８】
次に、ピクセル演算手段１２Ｌ・１２Ｒは、ポリゴンリストメモリ１１に記憶されたポリゴンリストを用いて、ピクセルごとの画像データを生成する。左視野用のピクセル演算手段１２Ｌは、ポリゴンリスト入力部１２０Ｌと、ポリゴンエッジ計算部１２１Ｌと、ピクセル処理部１２２Ｌと、デプス値メモリ１２３Ｌとを備えている。一方、右視野用のピクセル演算手段１２Ｒは、ポリゴンリスト入力部１２０Ｒと、ポリゴンエッジ計算部１２１Ｒと、ピクセル処理部１２２Ｒと、デプス値メモリ１２３Ｒとを備えている。
【００８９】
なお、以下では、右視野用のピクセル演算手段１２Ｒの構成について説明を行うが、左視野用のピクセル演算手段１２Ｌの構成についても、右視野用のピクセル演算手段１２Ｒの構成の場合と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００９０】
ポリゴンリスト入力部１２０Ｒは、ポリゴンリストメモリ１１からポリゴンリストを読み取り、表示すべきスキャンライン上に存在するポリゴンを検索する。そして、ポリゴンリスト入力部１２０Ｒは、スキャンライン上に存在するポリゴンをポリゴンエッジ計算部１２１Ｒに出力する。
【００９１】
ポリゴンエッジ計算部１２１Ｒは、ポリゴンのスキャンラインごとのエッジ計算を行う。具体的には、ポリゴンエッジ計算部１２１Ｒは、ポリゴンリスト入力部１２０Ｒによって検索されたスキャンラインとポリゴンを構成する左右のエッジの線分との交点の座標および光源色を、当該線分の両端に位置する頂点の座標および頂点の光源色から補間することにより算出する。
【００９２】
ピクセル処理部１２２Ｒは、ポリゴンエッジ計算部１２１Ｒによって算出されたスキャンライン上の左右のエッジ間に存在する各ピクセルのデプス値および光源色を、左右のエッジのデプス値および光源色から補間することにより算出する。そして、ピクセル処理部１２２Ｒは、デプス値メモリ１２３Ｒにより陰面消去処理を行いながら、ピクセルメモリ１３Ｌへピクセルごとの画像データを書き込む。
【００９３】
（１−２）画像データ生成装置の処理
次に、画像データ生成装置１の処理について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、図１に示されるジオメトリ演算手段１０で使用される視野座標における視野領域および当該視野領域に描画されるポリゴンの事例を示す模式図である。
【００９４】
図２に示されるように、視野座標１１１の原点を中心として両側に左視点１１２Ｌおよび右視点１１２Ｒが配置され、ｍｚ軸の負の方向に左視野領域１１３Ｌおよび右視野領域１１３Ｒが定義されている。
【００９５】
〔背景技術〕で説明したように、従来のジオメトリ演算では、ポリゴン１１４・１１５は、左右視野画像の頂点座標ごとにマトリクス演算による座標変換が行われて物体座標から視野座標１１１に変換される。即ち、物体座標（ｘ，ｙ，ｚ，ｌ）において定義されたポリゴン１１４・１１５の各頂点座標は、左右視野画像ごとに上記の式１（物体座標から視野座標への変換式）に示されるマトリクス演算によって、視野座標（ｍｘ，ｍｙ，ｍｚ，ｍｗ）に座標変換される。
【００９６】
そして、視野座標に変換された各頂点の座標は、上記の式２（投影座標への変換式）に示されるマトリクス演算により、視野座標から投影座標（ｐｘ，ｐｙ，ｐｚ，ｐｗ）に座標変換され、さらに、投影座標に変換された各頂点の座標は、上記の式３（表示座標への変換式）に示されるマトリクス演算により、投影座標から表示座標（ｓｘ，ｓｙ，ｓｚ，ｓｗ）に座標変換される。
【００９７】
このように、従来のジオメトリ演算では、左視野用および右視野用の頂点座標に対してそれぞれマトリクス演算を行うことによって、物体座標において定義されたポリゴンの各頂点座標を表示座標に変換していた。
【００９８】
ところで、一般に左右視野用のシーンデータの違いは、左右の視点位置（左右視点間の距離）および左右の視線方向のみであり、具体的には、視野変換を行うための視野マトリクスのみである。このため、左右視野用のシーンデータの大部分は共有可能であるが、マトリクス演算により頂点座標を視野座標に座標変換した後は、左右の視点位置および左右の視線方向の情報を含む視野マトリクスが異なるため、左視野用および右視野用の頂点座標を共有することが困難である。
【００９９】
ここで、左右の視線方向を平行とした場合、即ち、左視野画像および右視野画像の何れか一方の視線方向を左右共通の視線方向として用いた場合、左右視野用のシーンデータの違いを左右の視点位置（ｘ軸座標値）のみに限定することが可能である。この場合、図２に示されるように、右視点１１２Ｒを原点とする視野座標系と、左視点１１２Ｌを原点とする視野座標系とは、ｍx軸方向に平行移動したものとなる。具体的には、左視点１１２Ｌと右視点１１２Ｒとの距離を２×Ｄとした場合、視野座標１１１において、右視点１１２Ｒを原点とする右視野領域１１３Ｒの視野座標は、左視点１１２Ｌを原点とする左視野領域１１３Ｌの視野座標をｍx軸方向に２×Ｄだけ平行移動したものとなる。
【０１００】
従って、左右の視線方向を平行として処理することで、左視野用および右視野用の頂点座標うち、一方の視野用の頂点座標に対してマトリクス演算を行って座標変換し、他方の視野用の頂点座標はマトリクス演算を行うことなく、ｘ座標に２×Ｄを加減することにより求めることが可能となる。
【０１０１】
例えば、下記の式７−１に示される右視野用のマトリクス演算、或いは、下記の式７−２に示される左視野用のマトリクス演算の何れか一方を行うことにより、左視野用および右視野用の頂点座標を物体座標から視野座標系に座標変換を行う。そして、上記の式１０−１の左視野用のマトリクス演算によって左視野用の頂点座標ＰＬ（ｍｘ+Ｄ，ｍｙ，ｍｚ，ｍｗ）を求めた場合、頂点座標における（ｍｙ，ｍｚ，ｍｗ）は左右共通であるため、右視野用の頂点座標ＰＲ（ｍｘ-Ｄ，ｍｙ，ｍｚ，ｍｗ）はマトリクス演算を行うことなく左視野用の頂点座標におけるx座標に２×Ｄを減算することにより求めることができる。
【０１０２】
【数７】
2012098947.tif 000009
【０１０３】
このように、本実施形態では、一方の視野用の頂点座標に対してマトリクス演算を行って座標変換し、他方の視野用の頂点座標はマトリクス演算を行うことなく、座標変換後の一方の視野用の頂点座標におけるｘ座標に左右視点間の距離（２×Ｄ）を加減することにより求める構成である。このため、左右視野用のマトリクス演算を左右で共通化することができるため、従来の画像データ生成装置のように左視野用および右視野用の頂点座標のそれぞれに対してマトリクス演算を行う必要がない。従って、従来の画像データ生成装置に比べてジオメトリ演算手段１０の処理量を低減することができる。
【０１０４】
なお、共通視野領域１１３に対しては、下記の式７−３の変換式によって透視変換が実行されて、クリッピング処理が実行される。
【０１０５】
【数８】
2012098947.tif 000010
【０１０６】
つぎに、クリッピング処理部１０４で行われるクリッピング処理について説明する。図３は、図２に示される視野座標について、ｍｙ軸に対する負の方向を見た平面図である。
【０１０７】
図３に示されるように、左右視点間の距離を２×Ｄ、ｘ方向の画角を２×ｆｏｖｘ、ｙ方向の画角を２×ｆｏｖｙ、視点から遠側面１１７Ａまでの距離をｆ，視点から近側面１１７Ｂまでの距離をｎとすると、視野座標１１１のｍｘ軸上の右視点１１２Ｒ（Ｄ，０，０）からｍｚ軸に対する負の方向に、右視野用として、左側面１１６Ａ、右側面１１６Ｂ、遠側面１１７Ａおよび近側面１１７Ｂによって囲まれる右視野領域１１３Ｒが定義されている。また、視野座標１１１のｍｘ軸上の左視点１１２Ｌ（−Ｄ，０，０）からｍｚ軸に対する負の方向に、左視野用として、左側面１１６Ｃ、右側面１１６Ｄ、遠側面１１７Ａおよび近側面１１７Ｂによって囲まれる左視野領域１１３Ｌが定義されている。
【０１０８】
図４（ａ）は図３に示される右視野領域１１３Ｒを示す模式図であり、図４（ｂ）は図３に示される左視野領域１１３Ｌを示す模式図である。
【０１０９】
図４（ａ）に示されるように、例えば、右視野領域１１３Ｒを用いてクリッピング処理を行った場合、ポリゴン１１４は、左側面１１６Ａ、右側面１１６Ｂ、遠側面１１７Ａおよび近側面１１７Ｂによって囲まれる右視野領域１１３Ｒの外側に位置する。このため、ポリゴン１１４は、ポリゴン１１４を構成する全ての頂点が共通視野領域１１３の外側に存在すると判定され、ポリゴン１１４を構成する全ての頂点座標が破棄される。
【０１１０】
また、ポリゴン１１５は、ポリゴン１１５を構成する全ての頂点が共通視野領域１１３の内側に存在すると判定され、クリッピング処理が行われずに、ポリゴン１１５を構成する全ての頂点に関する頂点座標が透視除算部１０５へ出力される。
【０１１１】
一方、図４（ｂ）に示されるように、左視野画像において、ポリゴン１１４は、左側面１１６Ｃ、右側面１１６Ｄ、遠側面１１７Ａおよび近側面１１７Ｂによって囲まれる左視野領域１１３Ｌの外側に位置する。このため、ポリゴン１１４は、ポリゴン１１４を構成する全ての頂点が共通視野領域１１３の外側に存在すると判定され、ポリゴン１１４を構成する全ての頂点座標が破棄される。
【０１１２】
また、ポリゴン１１５は、左視野領域１１３Ｌの内部と外部にまたがっているため、右側面１１６Ｄよりも外側に位置する部分が切り取られ破棄され、線分と左視野領域１１３Ｌの右側面１１６Ｄとの交点座標に置換され、置換後の頂点座標が透視除算部１０５へ出力される。
【０１１３】
この場合のクリッピング判定は、例えば、下記の式８−1の左視野用の判定式、および、下記の式８−２の右視野用の判定式が用いられる。
【０１１４】
【数９】
2012098947.tif 000011
【０１１５】
このように、左視野領域１１３Ｌと右視野領域１１３Ｒとで異なるクリッピング面を用いてクリッピング処理を行った場合、左視野と右視野とで表示されるポリゴン１１４．１１５が異なってしまう。このため、左視野用のポリゴンリストおよび右視野用のポリゴンリストをそれぞれ作成する必要がある。
【０１１６】
そこで、本実施形態では、図３に示されるように、クリッピング処理部１０４は、右視野領域１１３Ｒおよび左視野領域１１３Ｌから構成される領域、即ち、左側面１１６Ｃ、右側面１１６Ｂ、遠側面１１７Ａ、近側面１１７Ｂで囲まれる共通視野領域１１３を定義し、共通視野領域１１３に対してクリッピング処理を行う。これにより、左視野と右視野とで存在するポリゴン１１４．１１５を一致させることができる。
【０１１７】
共通視野領域１１３に対してクリッピング処理を行った場合、ポリゴン１１４は、ポリゴン１１４を構成する全ての頂点が共通視野領域１１３の外側に存在すると判定されるため、ポリゴン１１４を構成する全ての頂点座標が破棄される。一方、ポリゴン１１５は、ポリゴン１１５を構成する全ての頂点が共通視野領域１１３の内側に存在すると判定されるため、クリッピング処理が行われずに、ポリゴン１１５を構成する全ての頂点に関する頂点座標が透視除算部１０５へ出力される。
【０１１８】
この場合のクリッピング判定は、下記の式９−１、式９−２、式９−３の左右共通の判定式が用いられる。
【０１１９】
【数１０】
2012098947.tif 000012
【０１２０】
このように、上記の式９−１、式９−２、式９−３を用いて共通視野領域１１３に対してクリッピング判定を行い、判定結果に基づいて下記のクリッピング処理を行うことにより、左視野と右視野とで存在するポリゴン１１４．１１５を一致させることができる。これにより、クリッピング後のポリゴン１１４・１１５の頂点座標を共有することが可能となる。
【０１２１】
次に、透視除算部１０５は、ポリゴンを構成する投影座標における頂点座標に対して透視除算を行い正規座標に変換する。具体的には、透視除算部１０５は、下記の式１０−１Ｒ、式１０−１Ｌ、式１０−２、式１０−３により透視除算を行う。そして、透視除算部１０５は、透視除算後の正規座標をビューポート変換部１０６に出力する。
【０１２２】
【数１１】
2012098947.tif 000013
【０１２３】
ビューポート変換部１０６は、ポリゴンを構成する頂点座標のビューポート変換処理を行い、透視除算後の正規座標から実際の表示装置の解像度に合わせたビットマップに対応したスクリーン座標への座標変換を行う。具体的には、ビューポート変換部１０６は、下記の式１１−１Ｒ、式１１−１Ｌ、式１１−２、式１１−３により正規座標からスクリーン座標への座標変換を行う。
【０１２４】
【数１２】
2012098947.tif 000014
【０１２５】
ここで、式１１−１Ｒ、式１１−１Ｌ、式１１−２、式１１−３における「ｄｉｓｐｌａｙ＿ｗｉｄｔｈ」、「ｄｉｓｐｌａｙ＿ｈｅｉｇｈｔ」および「ｄｉｓｐｌａｙ＿ｄｅｐｔｈ」は、それぞれ、表示装置の解像度に合わせたビットマップ画像の水平方向、垂直方向のピクセル数およびデプスバッファの最大値（デプスバッファメモリのビット数により定まる）である。
【０１２６】
そして、ポリゴンリスト出力部１０７は、ポリゴンを構成する頂点のうち、最大のｙ座標値および最小のｙ座標値を算出し、最大ｙ座標値をインデックスとする左右共通のポリゴンリストを生成する。そして、ポリゴンリスト出力部１０７は、ポリゴンの最小ｙ座標値、ポリゴン属性およびポリゴンを構成する頂点座標と共に、ポリゴンリストメモリ１１に出力して書き込む。このとき、ポリゴンリスト出力部１０７は、ポリゴンの頂点座標のうち、左視野用の頂点座標におけるx座標をＸＬ、右視野用の頂点座標におけるｘ座標をＸＲとしてポリゴンリストメモリ１１に出力する。
【０１２７】
次に、ピクセル演算手段１２Ｌ・１２Ｒは、ポリゴンリストメモリ１１からポリゴンリストを読み取り、それぞれ、右視野用および左視野用のピクセルごとの画像データを生成する。
【０１２８】
以下では、右視野用のピクセル演算手段１２Ｒの処理について具体的に説明するが、左視野用のピクセル演算手段１２Ｌの処理についても、右視野用のピクセル演算手段１２Ｒの処理の場合と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【０１２９】
ポリゴンリスト入力部１２０Ｒは、ポリゴンリストメモリ１１からポリゴンリストを読み取り、表示すべきスキャンライン上に存在するポリゴンを検索してポリゴンエッジ計算部２２１に出力する。
【０１３０】
ポリゴンエッジ計算部１２１Ｒは、ポリゴンリスト入力部１２０Ｒによって検索されたスキャンラインとポリゴンを構成する左右のエッジの線分との交点の座標および光源色を、その線分の両端に位置する頂点の座標および頂点の光源色から補間により算出する。
【０１３１】
ピクセル処理部１２２Ｒは、スキャンライン上のエッジ間の各ピクセルの頂点色とデプス値Ｚとを計算し、デプス値メモリ１２３Ｒにより陰面消去処理を行いながら、ピクセルメモリ１３Ｌにピクセルごとの画像データを書き込む。
【０１３２】
このようにして右視野用のピクセルメモリ１３Ｌおよび右視野用のピクセルメモリ１３Ｒに記憶されたピクセルごとの画像データは、表示画面上に画像表示される。
【０１３３】
以上のように、本実施形態に係る画像データ生成装置１は、入力されたシーンデータおよび左右視点間の距離を用いて当該シーンデータに描画されたポリゴン１１４・１１５の各頂点座標の座標変換を行い、座標変換後の各頂点座標を含むポリゴンリストを作成するジオメトリ演算手段１０と、ポリゴンリストを用いてレンダリング処理を行い、左視野用および右視野用のピクセルごとの画像データを生成するピクセル演算手段１２Ｒ・１２Ｌとを備えた両眼視差方式の立体視画像データを生成する画像データ生成装置１において、ジオメトリ演算手段１０は、ポリゴン１１４・１１５の各頂点座標に対して、左視野用または右視野用の何れか一方のマトリクス演算を行うことによって一方視野用の座標変換を行い、座標変換された一方視野用の頂点座標におけるｘ座標値に左右視点間の距離２×Ｄを加減することによって他方視野用の座標変換を行うマトリクス演算部１０２、マトリクス演算部１０２によって座標変換されたポリゴン１１４・１１５の各頂点座標に対して、左視野領域１１３Ｌおよび右視野領域１１３Ｒから構成される左右共通の共通視野領域１１３を用いてクリッピング処理を行うクリッピング処理部１０４とを備えている。
【０１３４】
このため、従来のように、ポリゴン１１４・１１５の各頂点座標に対して、左視野用および右視野用のマトリクス演算をそれぞれ独立して行うことによって座標変換を行う構成と比較して、ジオメトリ演算手段１０の処理量を低減させることができる。
【０１３５】
また、左視野用のクリッピング処理および右視野用共通クリッピング処理を共通して行うことができるため、ジオメトリ演算手段１０の処理量を低減させることができる。
【０１３６】
さらに、左右の視線方向を平行として処理し、また、左視野画像と右視野画像とで存在するポリゴンを一致させることで、ジオメトリ演算手段１０における左右視野画像の大部分の処理を共通化して、ポリゴンリストを共有することが可能となる。
【０１３７】
従って、本実施形態によれば、立体視画像データ生成時の消費電力を低減可能な画像データ生成装置および画像データ生成装置１を実現することができる。
【０１３８】
〔第２の実施形態〕
本発明に係る画像データ生成装置の第２の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、第１の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１３９】
（２−１）画像データ生成装置の構成
まず、図５を参照して、本実施形態にかかる画像データ生成装置の構成ついて説明する。図５は、本実施形態に係る画像データ生成装置１ａの要部構成の一例を示すブロック図である。図５に示されるように、画像データ生成装置１ａは、ポリゴンリストメモリ１１とピクセル演算手段１２Ｌ・１２Ｒとの間にＸＬ＝ＸＲ判定部（座標判定部）１４を備えている。さらに、画像データ生成装置１ａは、ピクセル演算手段１２Ｌがデータ選択部１２４・１２５を備えている点で第１の実施形態で説明した画像データ生成装置１と異なる。
【０１４０】
ＸＬ＝ＸＲ判定部１４は、ポリゴンリストメモリ１１から読み出したポリゴンリストにおけるポリゴンの左視野用および右視野用の各頂点座標におけるx座標の値が一致しているか否かを判定するものである。そして、ＸＬ＝ＸＲ判定部１４は、左視野用および右視野用の各頂点座標におけるx座標の値が一致していると判定した場合、ピクセル演算手段１２Ｒのみに対してポリゴンの各頂点座標を出力する。一方、ＸＬ＝ＸＲ判定部１４は、左視野用および右視野用の各頂点座標におけるx座標の値が一致していないと判定した場合、ピクセル演算手段１２Ｌおよびピクセル演算手段１２Ｒに対してポリゴンの各頂点座標を出力する。
【０１４１】
データ選択部１２４・１２５は、ピクセル処理部１２２Ｒにより生成される右視野用の画像データを取得し、取得した右視野用の画像データからＸＬ＝ＸＲ判定部１４による判定の対象となったポリゴンの画像データを選択する。そして、データ選択部１２４は、選択した画像データをデプス値メモリ１２３Ｌに出力し、データ選択部１２５は、選択した画像データをピクセルメモリ１３Ｒに出力する。
【０１４２】
（２−２）画像データ生成装置の処理
次に、本実施形態にかかる画像データ生成装置１ａの処理ついて説明する。なお、ジオメトリ演算手段１０における処理は、第１の実施形態と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【０１４３】
ＸＬ＝ＸＲ判定部１４は、ポリゴンリストメモリ１１から読み出し、読み出したポリゴンリストにおけるポリゴンの左視野用および右視野用の各頂点座標におけるx座標の値が一致しているか否かを判定する。
【０１４４】
ここで、第１の実施形態で説明したようにポリゴンリストメモリ１１に記憶されたポリゴンリストには、左視野用および右視野用のポリゴンの各頂点座標におけるx座標は、それぞれＸＬ、ＸＲとして出力されている。また、透視除算部１０５における透視除算処理に用いられる上記の式１０−１Ｒ、式１０−１Ｌ、並びに、ビューポート変換部１０６におけるビューポート変換に用いられる上記の式１１−１Ｒおよび式１−１Ｌに着目すると、物体座標における左右視点間の距離の１／２であるＤの値が、視点からの距離ｓｗよりも十分小さい場合、ビューポート変換後の左右それぞれの頂点座標におけるx座標値であるＸＬおよびＸＲは差は限りなく小さいくなり、左右の視差がほぼ０と見做すことができる。
【０１４５】
左右の視差が０である場合、即ち、ＸＲ＝ＸＬである場合、ポリゴンを構成する全ての頂点座標は同一であるため、ＸＲ＝ＸＬであるポリゴンに対しては、左視野用および右視野用のポリゴンの各頂点座標を共通化することが可能である。
【０１４６】
そこで、ＸＬ＝ＸＲ判定部１４は、ＸＬ＝ＸＲであると判定した場合、ピクセル演算手段１２Ｒに対してポリゴンの各頂点座標を出力して、ピクセル演算手段１２Ｒにレンダリング処理を行わせる。一方、ＸＬ＝ＸＲ判定部１４は、ピクセル演算手段１２Ｌに対してポリゴンの各頂点座標を出力せず、ピクセル演算手段１２Ｌにおけるレンダリング処理を停止させる。
【０１４７】
そして、ピクセル演算手段１２Ｒにおけるレンダリング処理で生成された右視野用の画像データは、ピクセル処理部１２２Ｒからピクセルメモリ１３Ｒおよびデプス値メモリ１２３Ｒに出力されるとともに、データ選択部１２４・１２５に出力される。
【０１４８】
ピクセル処理部１２２Ｒから右視野用の画像データを取得したデータ選択部１２４・１２５は、取得した右視野用の画像データからＸＬ＝ＸＲ判定部１４による判定の対象となったポリゴンの画像データを選択し、データ選択部１２５は、デプス値メモリ１２３Ｌを用いて陰面消去を行いながら選択した画像データを右視野用の画像データとしてピクセルメモリ１３Ｌに出力する。
【０１４９】
一方、ＸＬ＝ＸＲ判定部１４は、ＸＬ≠ＸＲであると判定した場合、左視野用および右視野用のポリゴンの各頂点座標を共通化することができない。このため、ＸＬ＝ＸＲ判定部１４は、ピクセル演算手段１２Ｒおよびピクセル演算手段１２Ｒに対してポリゴンの各頂点座標を出力し、ピクセル演算手段１２Ｒおよびピクセル演算手段１２Ｒによって、左視野用および右視野用の画像データがそれぞれ生成される。
【０１５０】
以上のように、本実施形態に係る画像データ生成装置１ａは、ポリゴンリストを取得してポリゴンの左視野用および右視野用の各頂点座標が一致しているか否かを判定するＸＬ＝ＸＲ判定部１４を備える。ＸＬ＝ＸＲ判定部１４はポリゴンの左視野用および右視野用の各頂点座標が一致していると判定した場合、ピクセル演算手段１２Ｌ・１２Ｒにおける判定の対象となったポリゴンの左視野用および右視野用の何れか一方のレンダリング処理を停止させ、ピクセル演算手段１２Ｌ（１２Ｒ）は、判定の対象となったポリゴンの左視野用または右視野用のピクセルごとの画像データを左右視野共通の画像データとして生成する。
【０１５１】
このため、左右の視差が０であり立体視の効果がないポリゴンに対しても、それぞれ独立したレンダリング処理を左視野用のピクセル演算手段および右視野用のピクセル演算手段によって行う従来の構成と比較して、不要な消費電力の発生を抑制してピクセル演算手段１２Ｌ・１２Ｒの処理量を低減させることができる。
【０１５２】
従って、本実施形態によれば、立体視画像データ生成時の消費電力を低減可能な画像データ生成装置および画像データ生成装置１ａを実現することができる。
【０１５３】
なお、本実施形態では、ＸＬ＝ＸＲ判定部１４はＸＬ＝ＸＲであると判定した場合、左視野用のピクセル演算手段１２Ｌにおけるレンダリング処理を停止し、右視野用のピクセル演算手段１２Ｒにおいてレンダリング処理を行う構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、ＸＬ＝ＸＲ判定部１４はＸＬ＝ＸＲであると判定した場合、右視野用のピクセル演算手段１２Ｒにおけるレンダリング処理を停止し、左視野用のピクセル演算手段１２Ｌにおいてレンダリング処理を行う構成も可能であることは明らかである。
【０１５４】
〔第３の実施形態〕
本発明に係る画像データ生成装置の第３の実施形態について、図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記第１および第２の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１５５】
（３−１）画像データ生成装置の構成
図６は、本実施形態に係る画像データ生成装置１ｂの要部構成の一例を示すブロック図である。図６に示されるように、画像データ生成装置１ｂは、ＸＬ＝ＸＲ判定部１４に代えて立体視フラグ判定部１５を備えている点で第２の実施形態で説明した画像データ生成装置１ａと異なる。
【０１５６】
立体視フラグ判定部１５は、ポリゴンリストメモリ１１から読み出したポリゴンリストにおけるポリゴンに立体視フラグが付加されているか否かを判定する。ここで、立体視フラグとは、特定のポリゴンの視差を強調し立体視を効果的に行うために、立体視フラグを行うポリゴンと立体視を行わないポリゴンとを識別するためのフラグである。立体視フラグは、シーンデータに描画されたポリゴン情報に必要に応じて付加されており、本実施形態では、立体視フラグが付加されたポリゴンについて立体視を行う構成としている。
【０１５７】
立体視フラグ判定部１５は、ポリゴンに立体視フラグが付加されていると判定した場合、ピクセル演算手段１２Ｌおよびピクセル演算手段１２Ｒに対してポリゴンの各頂点座標を出力する。
【０１５８】
一方、立体視フラグ判定部１５は、ポリゴンに立体視フラグが付加されていないと判定した場合、ピクセル演算手段１２Ｒのみに対してポリゴンの各頂点座標を出力する。
【０１５９】
（３−２）画像データ生成装置の処理
次に、本実施形態にかかる画像データ生成装置１ｂの処理ついて説明する。なお、ジオメトリ演算手段１０における処理は、第１の実施形態と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【０１６０】
立体視フラグ判定部１５は、ポリゴンリストメモリ１１から読み出したポリゴンリストにおけるポリゴンに立体視フラグが付加されているか否かを判定する。
【０１６１】
ここで、ポリゴンに立体視フラグが付加されていない場合、即ち、当該ポリゴンについて立体視を行わない場合、左右の視差は０であるため、ポリゴンを構成する全ての頂点座標は同一である。このため、立体視を行わないポリゴンについては左視野用および右視野用のポリゴンの各頂点座標を共通化することが可能である。
【０１６２】
そこで、立体視フラグ判定部１５は、ポリゴンに立体視フラグが付加されていないと判定した場合、ピクセル演算手段１２Ｒに対してポリゴンの各頂点座標を出力して、ピクセル演算手段１２Ｒにレンダリング処理を行わせる。一方、立体視フラグ判定部１５は、ピクセル演算手段１２Ｌに対してポリゴンの各頂点座標を出力せず、ピクセル演算手段１２Ｌにおけるレンダリング処理を停止させる。
【０１６３】
そして、ピクセル演算手段１２Ｒにおけるレンダリング処理で生成された右視野用の画像データは、ピクセル処理部１２２Ｒからピクセルメモリ１３Ｒおよびデプス値メモリ１２３Ｒに出力されるとともに、データ選択部１２４・１２５に出力される。
【０１６４】
ピクセル処理部１２２Ｒから右視野用の画像データを取得したデータ選択部１２４・１２５は、取得した右視野用の画像データから立体視フラグ判定部１５による判定の対象となったポリゴンの画像データを選択し、データ選択部１２５は、デプス値メモリ１２３Ｌを用いて陰面消去を行いながら選択した画像データを右視野用の画像データとしてピクセルメモリ１３Ｌに出力する。
【０１６５】
一方、立体視フラグ判定部１５は、ポリゴンに立体視フラグが付加されていると判定した場合、ポリゴンの立体視を行うために、ピクセル演算手段１２Ｌおよびピクセル演算手段１２Ｒに対してポリゴンの各頂点座標を出力する。そして、ピクセル演算手段１２Ｒおよびピクセル演算手段１２Ｒによって、左視野用および右視野用の画像データがそれぞれ生成される。
【０１６６】
以上のように、本実施形態に係る画像データ生成装置１ｂは、ポリゴンリストを取得してポリゴンごとに付加された立体視フラグの有無を判定する立体視フラグ判定部１５を備え、立体視フラグ判定部１５は、ポリゴンごとに付加された立体視フラグの有無に基づいて当該ポリゴンの立体視を行うか否かを識別し、ポリゴンの立体視を行わないと識別した場合、ピクセル演算手段１２Ｌ・１２Ｒにおける判定の対象となったポリゴンの左視野用および右視野用の何れか一方のレンダリング処理を停止させる。そして、ピクセル演算手段１２Ｌ（１２Ｒ）は、判定の対象となったポリゴンの左視野用または右視野用のピクセルごとの画像データを左右視野共通の画像データとして生成する。
【０１６７】
このため、ピクセル演算手段１２Ｌ・１２Ｒの処理量を低減させることができるため、立体視画像データ生成時の消費電力を低減することができる。さらに、特定の表示対象物のみの立体視画像データを適宜選択して生成することで、効果的な立体表示が可能となる。
【０１６８】
従って、本実施形態によれば、立体視画像データ生成時の消費電力を低減可能な画像データ生成装置および画像データ生成装置１ｂを実現することができる。
【０１６９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
本発明は、両眼視差方式による３次元コンピュータグラフィックスを用いた立体表示を行うモバイル機器などに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１７１】
１    画像データ生成装置
１ａ  画像データ生成装置
１ｂ  画像データ生成装置
１０    ジオメトリ演算手段
１１    ポリゴンリストメモリ
１２Ｌ  ピクセル演算手段
１２Ｒ  ピクセル演算手段
１３Ｌ  ピクセルメモリ
１３Ｒ  ピクセルメモリ
１４    ＸＬ＝ＸＲ判定部（座標判定部）
１５    立体視フラグ判定部
１０２    マトリクス演算部（座標変換部）
１０３    原点色計算部（座標変換部）
１０４    クリッピング処理部
１１３    共通視野領域（共通クリッピング領域）
１１３Ｌ  左視野領域（左視野用のクリッピング領域）
１１３Ｒ  右視野領域（右視野用のクリッピング領域）
１１４    ポリゴン（表示対象物）
１１５    ポリゴン（表示対象物）
【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】
2012098947.tif 000021
【図８】
2012098947.tif 000022
【図９】
2012098947.tif 000023
【図１０】
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