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JP4372282B2 - Parametric mapping apparatus and parametric mapping method - Google Patents
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Parametric mapping apparatus and parametric mapping method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ポリゴン(多角形)による3次元コンピュータグラフィックス分野にかかり、ポリゴン表面に各種情報を張り付けるマッピング装置及びマッピング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、3DCG(3 Dimensional Computer Graphics:3次元コンピュータ・グラフィックス)において描画処理(レンダリング)を行う画像処理装置では、テクスチャマッピング・リフレクションマッピング・バンプマッピング・色相マッピング・マルチテクスチャマッピング等、多数の情報をマッピングしたい場合にはそれぞれ直接、透視変換・輪郭沿いの補間・走査線沿いの補間・逆透視変換を経ることでマッピングしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の3DCG描画装置では、マッピングしたい情報(マッピング変数)は精々テクスチャ座標とディフューズ輝度程度のものであった。しかしながら昨今の3DCG描画においてはリフレクションマッピング・バンプマッピング・色相マッピング・マルチテクスチャマッピング等の技術が一般的となり、これらを別々にマッピングしていたらハードウェアやソフトウェア資源が巨大になってしまうという問題点が出てきた。
【0004】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、各種マッピングを行うためのハードウェアやソフトウェア資源の簡単化を図るパラメトリック・マッピング装置およびパラメトリック・マッピング方法を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1記載の発明にかかるパラメトリック・マッピング装置は、マッピング変数を各ピクセル上にマッピングするマッピング装置において、各種マッピング変数の代わりに媒介変数をポリゴンを構成するピクセルに対してマッピングする手段と、当該ポリゴンの各頂点上の前記マッピング変数を用いて表現された、当該ポリゴンを構成する各ピクセル上にマッピングされた前記媒介変数から当該ポリゴンを構成する各ピクセル上にマッピングしたい前記マッピング変数への所定の変換式、を用いることでマッピングを実行する手段を有することを特徴とするものである。
【0006】
請求項2記載の発明にかかるパラメトリック・マッピング装置は、上記請求項1に記載の発明において、前記マッピング変数は、ポリゴンの頂点ごとに与えられた変数であって当該頂点ごとに与えられたデータから当該ポリゴン上の全ピクセルに分布させたい変数であって、前記媒介変数は媒介変数平面を構成するよう2つの変数が存在し、各頂点上の当該媒介変数(u,v)の値と各頂点上のマッピング変数Tとの値の間に1次式
T(u,v)=a+b・u+c・v+d・u・v(a,b,c,dは定数)
の関係が成立し、かつ各頂点上の当該媒介変数の値は媒介変数平面上に表示した場合に直線上に並んだり点上に重なったりして面積ゼロの状態でなくまた辺同士が交差したねじれ図形の状態でないようにあらかじめ選択されていることを特徴とするものである。
【0007】
請求項3記載の発明にかかるパラメトリック・マッピング方法は、マッピング変数を各ピクセル上にマッピングするマッピング方法において、各種マッピング変数の代わりに媒介変数をポリゴンを構成するピクセルに対してマッピングする工程と、当該ポリゴンの各頂点上の前記マッピング変数を用いて表現された、当該ポリゴンを構成する各ピクセル上にマッピングされた前記媒介変数から当該ポリゴンを構成する各ピクセル上にマッピングしたい前記マッピング変数への所定の変換式、を用いることでマッピングを実行する工程を有することを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に示す各実施の形態の特徴は、マッピングを行うために、テクスチャ座標、法線ベクトル、色相、ディフューズ輝度、オパシティ等の各種マッピング変数の代わりにそれら全てを代表する仮想のパラメータである媒介変数をポリゴンを構成するピクセルに対してマッピングし、当該ポリゴンの各頂点上の前記マッピング変数を用いて表現された、当該ポリゴンを構成する各ピクセル上にマッピングされた前記媒介変数から当該ポリゴンを構成する各ピクセル上にマッピングしたい前記マッピング変数への変換式(バイリニア補間式)を用いて、当該ポリゴンを構成する各ピクセル上のテクスチャ座標、法線ベクトル、色相、ディフューズ輝度、オパシティ等のマッピング変数の値を求めるような構成とすることにより、これらマッピング変数を別々にマッピングした場合に比べて媒介変数のみをマッピングするだけで済むためにハードウェアやソフトウェア資源を簡単化できることである。以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【0009】
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形態にかかる描画回路100を説明するための機能ブロック図である。図1において、100は描画回路、110はジオメトリプロセッサ、120はポリゴンプロセッサ、121はZバッファ、122はペイントRAM、130はパラメトリック・マッピング装置、131はテクスチャメモリ、132はアトリビュートメモリ、140はフレームプロセッサ、150は2次元表示プロセッサ、ARGBは選択テクスチャカラーデータ、Fdはデータ識別フラグ、Tcはテクスチャカラーを特定するデータ(テクスチャカラーデータ),(Tx,Ty)はテクスチャ座標を特定するデータ(テクスチャ座標データ),DXは表示座標のX方向成分(水平方向成分)を特定するデータを示している。図1を参照すると、本実施の形態の描画回路100は、3DCG(3 Dimensional Computer Graphics:3次元コンピュータ・グラフィックス)描画処理を行うプロセッサであって、ピクセルごとのZ座標(画面上での奥行き情報)を保持し隠面処理に用いるメモリであるZバッファ121と、ジオメトリ変換を実行して3次元形状を表現(モデリング)する表示座標のX方向成分(水平方向成分)を特定するデータDXを生成・出力するジオメトリプロセッサ110と、より手前のピクセルを優先的に選ぶためのデータを保持するペイントRAM122と、Zバッファ121からのピクセルごとのZ座標(奥行き情報)およびペイントRAM122からのより手前のピクセルを優先的に選ぶためのデータを参照して後述するポリゴン50を特定するテクスチャ座標データ(Tx,Ty)、データ識別フラグFd、およびポリゴンデータ(ポリゴン50を特定するデータ)を生成・出力するポリゴンプロセッサ120と、テクスチャ座標データ(Tx,Ty)ごとの色データであるテクスチャカラーデータTcを保持するためにパラメトリック・マッピング装置130に対して外付けされているテクスチャメモリ131と、テクスチャに対する各種付加情報であるアトリビュート(attribute)を特定するデータを保持するアトリビュートメモリ132と、外付けされているテクスチャメモリ131からのテクスチャカラーデータTc、アトリビュートメモリ132からのアトリビュートを特定するデータ、ポリゴンプロセッサ120からのテクスチャ座標データ(Tx,Ty)、およびジオメトリプロセッサ110からの表示座標のX方向成分(水平方向成分)を特定するデータDXを参照してレンダリング処理および色演算処理、環境マッピング処理、色演算処理、鏡面反射処理、オパシティ(不透明度)処理を実行して選択テクスチャカラーデータARGBを生成・出力するパラメトリック・マッピング装置130と、ポリゴンプロセッサ120からのポリゴンデータおよびパラメトリック・マッピング装置130からの選択テクスチャカラーデータARGBを参照して画像合成処理を行う2次元表示用の画像データを生成・出力するフレームプロセッサ140と、フレームプロセッサ140からの2次元表示用の画像データを参照して表示手段(CRT)に2次元画像を表示する2次元表示プロセッサ150を中心にして構成されている。
【0010】
次に図1のパラメトリック・マッピング装置130の動作(パラメトリック・マッピング方法)について説明する。まず、XY平面(表示座標平面)のポリゴン50上にマッピングするパラメータを媒介変数(u,v)とする。マッピング変数T(u,v)としては、テクスチャ座標(Tx,Ty)やポリゴン表面の法線ベクトル、色相、ディフューズ輝度、オパシティ等がある。また、本実施の形態では、補間演算を簡単にするために、頂点A(第1の頂点)の媒介変数(u,v)=(0,0)、頂点B(第2の頂点)の媒介変数(u,v)=(0,1)、頂点C(第3の頂点)の媒介変数(u,v)=(1,1)、頂点D(第4の頂点)の媒介変数(u,v)=(1,0)とするが、これに特に限定されることはなく、媒介変数(u,v)はポリゴン50の頂点A(第1の頂点)、頂点B(第2の頂点)、頂点C(第3の頂点)、頂点D(第4の頂点)における値をuv平面(媒介変数平面)上に表示した場合に、当該uv平面上に表示されている頂点A(第1の頂点)、頂点B(第2の頂点)、頂点C(第3の頂点)、頂点D(第4の頂点)を線分で結んだ図形が直線上に並んだり点上に重なったりして面積ゼロの状態でなくまた辺同士が交差したねじれ図形の状態でないようにあらかじめ選択されていればよい。
【0011】
媒介変数であるuとvの各頂点上での値が決定したのでこれを基に、従来の手法でそれぞれマッピングして、ポリゴン50を構成するすべてのピクセル上での媒介変数(u,v)の値を求める。図2は媒介変数(u,v)をポリゴン50に対してマッピングした状態を示す模式図である。ポリゴン内部の網目のような線は媒介変数平面上での垂直線および水平線(すなわちu=定数およびv=定数)を示している。
【0012】
上記従前の手法でマッピングとは、XY平面(表示座標平面)上の4つの頂点A(第1の頂点)、頂点B(第2の頂点)、頂点C(第3の頂点)、頂点D(第4の頂点)の座標や各種データ(例えば、テクスチャ座標、法線ベクトル、色相、ディフューズ輝度、オパシティなど)を基にピクセル上の1点1点のデータを求める演算を意味している。当該マッピングでの演算とは、透視変換→輪郭沿い補間→走査線沿いの補間→逆透視変換の順で実行される一連の演算を意味している。透視変換とは、マッピングしたいデータの各頂点上のデータをそれぞれ透視変換すること(視点座標系から表示座標系への変換)を意味している。輪郭沿い補間とは、Y座標を走査線毎に変化させていき、左右輪郭上のX座標とZ座標とマッピングしたいデータを求める演算を意味している。走査線沿いの補間とは、X座標を表示ピクセル毎に変化させていき、各ピクセル上のZ座標とマッピングしたいデータを求める演算を意味している。逆透視変換とは、各ピクセル上の表示座標系のデータを視点座標系に逆変換する演算を意味している。
【0013】
各ピクセル上に媒介変数(u,v)がマッピングされたのでこれを基に、以下の変換式
T(u,v)=a+b・u+c・v+d・u・v(バイリニア補間式1)
を用いて各ピクセル上での各マッピング変数の値を求めることができる。
なお、係数a、b、c、dのそれぞれは、
頂点A(第1の頂点)のマッピング変数T(0,0)の値=T0、
頂点B(第2の頂点)のマッピング変数T(0,1)の値=T1、
頂点C(第3の頂点)のマッピング変数T(1,1)の値=T2、
頂点D(第4の頂点)のマッピング変数T(1,0)の値=T3、
のとき、
係数a=T0、
係数b=T3−T0、
係数c=T1−T0
係数d=T0−T3−T1+T2
である。
はバイリニア補間の原理を示した模式図であり、各頂点上でのマッピング変数の値と各ピクセル上での媒介変数の値から上記バイリニア補間式1で各ピクセル上でのマッピング変数の値を求めることができることを示している。
【0014】
以上説明したように実施の形態1によれば以下に掲げる効果を奏する。ポリゴン50を構成する各ピクセル上にテクスチャ座標、法線ベクトル、色相、ディフューズ輝度、オパシティ等の各種マッピング変数を別々にマッピングした場合に比べて、当該マッピング変数の代わりにそれら全てを代表する仮想のパラメータである媒介変数のみをマッピングし、媒介変数からマッピング変数への変換式を用いてマッピングを実行することができるようになるため、ハードウェアやソフトウェア資源を簡単化できることである。
【0015】
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2を図面に基づいて詳細に説明する。マッピング変数T(u,v)としては、テクスチャ座標(Tx,Ty)やポリゴン表面の法線ベクトル、色相、ディフューズ輝度、オパシティ等がある。本実施の形態では、ポリゴン50が三角形状の場合、補間演算を簡単にするために、XY平面(表示座標平面)上の三角形状のポリゴン50の頂点A(第1の頂点)、頂点B(第2の頂点)、頂点C(第3の頂点)で、頂点A(第1の頂点)の媒介変数(u,v)=(0,0)、頂点B(第2の頂点)の媒介変数(u,v)=(0,1)、頂点C(第3の頂点)の媒介変数(u,v)=(1,0)というように、二等辺三角形に正規化するが、これに特に限定されることはなく、媒介変数(u,v)はポリゴン50の頂点A(第1の頂点)、頂点B(第2の頂点)、頂点C(第3の頂点)における値をuv平面(媒介変数平面)上に表示した場合に、当該uv平面上に表示されている頂点A(第1の頂点)、頂点B(第2の頂点)、頂点C(第3の頂点)を線分で結んだ図形が直線上に並んだり点上に重なったりして面積ゼロの状態でないようにあらかじめ選択されていればよい。
【0016】
次に、ポリゴン50が四角形状の場合(実施の形態1)と同様に従前の手法でマッピングしてポリゴン50を構成する全てのピクセル上の媒介変数(u,v)を求める。図は媒介変数(u,v)をポリゴン50に対してマッピングした状態を示す模式図である。ポリゴン内部の網目のような線は媒介変数平面上での垂直線および水平線(すなわちu=定数およびv=定数)を示している。その後、当該媒介変数(u,v)からポリゴン50を構成する各ピクセル上のマッピングすべきマッピング変数T(u,v)を求める。
【0017】
すなわち、変換式として以下のバイリニア補間式2を用いて、ポリゴン50を構成するすべてのピクセル上の媒介変数(u,v)からマッピング変数T(u,v)への補間演算を実行する。
【0018】
T(u,v)=a+b・u+c・v…(バイリニア補間式2),
なお、係数a,b,cのそれぞれは、頂点A(第1の頂点)のマッピング変数T(0,0)の値=T0、頂点B(第2の頂点)のマッピング変数T(0,1)の値=T1、頂点C(第3の頂点)のマッピング変数T(1,0)の値=T2から、
係数a=T0、
係数b=T2−T0、
係数c=T1−T0、
として求めることができ、実施の形態1と比較して簡略化できる。
図5は三角形状の場合のバイリニア補間の原理を示した模式図であり、各頂点上でのマッピング変数の値と各ピクセル上での媒介変数の値から上記バイリニア補間式2で各ピクセル上でのマッピング変数の値を求めることができることを示している。
【0019】
以上説明したように実施の形態2によれば、以下に掲げる効果を奏する。まず第1の効果は、ポリゴン50を構成する各ピクセル上に
テクスチャ座標、法線ベクトル、色相、ディフューズ輝度、オパシティ等の各種マッピング変数を別々にマッピングした場合に比べて、当該マッピング変数の代わりにそれら全てを代表する仮想のパラメータである媒介変数のみをマッピングし、媒介変数からマッピング変数への変換式を用いてマッピングを実行することができるようになるため、ハードウェアやソフトウェア資源を簡単化できることである。そして第2の効果は、ポリゴン50を構成する各ピクセル上のテクスチャ座標、ポリゴン表面の法線ベクトル、色相、ディフューズ輝度、オパシティ等のマッピングを行う際の演算量をポリゴン50が四角形状の場合よりも削減できることである。
【0020】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。また、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【0021】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。ポリゴン50を構成する各ピクセル上にテクスチャ座標、法線ベクトル、色相、ディフューズ輝度、オパシティ等の各種マッピング変数を別々にマッピングした場合に比べて、当該マッピング変数の代わりにそれら全てを代表する仮想のパラメータである媒介変数のみをマッピングし、媒介変数からマッピング変数への変換式を用いてマッピングを実行することができるようになるため、ハードウェアやソフトウェア資源を簡単化できることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態にかかる描画回路を説明するための機能ブロック図である。
【図2】 媒介変数を四角形状のポリゴンに対してマッピングした状態を示す模式図である。
【図3】 四角形状の場合のバイリニア補間の原理を示した模式図である。
【図4】 媒介変数を三角形状のポリゴンに対してマッピングした状態を示す模式図である。
【図5】 三角形状の場合にバイリニア補間の原理を示した模式図である。
【符号の説明】
100 描画回路
110 ジオメトリプロセッサ
120 ポリゴンプロセッサ
121 Zバッファ
122 ペイントRAM
130 パラメトリック・マッピング装置
131 テクスチャメモリ
132 アトリビュートメモリ
140 フレームプロセッサ
150 2次元表示プロセッサ
50 ポリゴン
A,B,C,D 頂点
ARGB 選択テクスチャカラーデータ
Fd データ識別フラグ
Tx テクスチャ座標データのX方向成分(水平方向成分)
Ty テクスチャ座標データのY方向成分(垂直方向成分)
DX 表示座標のX方向成分(水平方向成分)のデータ
u,v 媒介変数
T マッピング変数
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a field of three-dimensional computer graphics using polygons (polygons), and relates to a mapping apparatus and mapping method for attaching various information to a polygon surface.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image processing apparatus that performs rendering processing (rendering) in 3DCG (3 Dimensional Computer Graphics) 3D information such as texture mapping, reflection mapping, bump mapping, hue mapping, multi-texture mapping, etc. When mapping is desired, the mapping is performed directly through perspective transformation, interpolation along the contour, interpolation along the scanning line, and inverse perspective transformation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional 3DCG drawing apparatus, information (mapping variable) to be mapped is at most about texture coordinates and diffuse luminance. However, in recent 3DCG drawing, techniques such as reflection mapping, bump mapping, hue mapping, and multi-texture mapping become common, and if these are mapped separately, the hardware and software resources become enormous. It came out.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a parametric mapping apparatus and a parametric mapping method for simplifying hardware and software resources for performing various mappings. To do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The parametric mapping device according to claim 1 of the present invention is a mapping device for mapping mapping variables onto each pixel, and means for mapping a parameter to a pixel constituting a polygon instead of various mapping variables. To the mapping variable to be mapped onto each pixel constituting the polygon from the parameter mapped on each pixel constituting the polygon expressed using the mapping variable on each vertex of the polygon. It is characterized by having means for executing mapping by using a predetermined conversion formula.
[0006]
The parametric mapping device according to a second aspect of the present invention is the parametric mapping device according to the first aspect, wherein the mapping variable is a variable given for each vertex of the polygon and is obtained from data given for each vertex. There are two variables to be distributed to all the pixels on the polygon, and the parametric variable has a parametric plane, and the parametric (u, v) value on each vertex and each vertex Between the values of the mapping variable T above, the linear expression T (u, v) = a + b · u + c · v + d · u · v (a, b, c, d are constants)
And the values of the parametric variables on each vertex are arranged on a straight line or overlapped on a point when they are displayed on the parametric plane, so that the sides cross each other instead of being in a zero area state. It is characterized by being pre-selected so as not to be in a twisted figure state.
[0007]
A parametric mapping method according to the invention of claim 3 is a mapping method for mapping mapping variables onto each pixel, wherein a parameter is mapped to pixels constituting a polygon instead of various mapping variables; Predetermined to the mapping variable to be mapped onto each pixel constituting the polygon from the parametric variable mapped onto each pixel constituting the polygon expressed using the mapping variable on each vertex of the polygon It has the process of performing mapping by using a conversion formula.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The feature of each embodiment described below is that, in order to perform mapping, instead of various mapping variables such as texture coordinates, normal vectors, hues, diffuse luminance, and opacity, a mediation that is a virtual parameter representing them all. The variable is mapped to the pixels constituting the polygon, and the polygon is constructed from the parameter variable mapped on each pixel constituting the polygon, expressed using the mapping variable on each vertex of the polygon. Mapping variables such as texture coordinates, normal vector, hue, diffuse luminance, and opacity on each pixel constituting the polygon using a conversion formula (bilinear interpolation formula) to the mapping variable to be mapped on each pixel. By constructing such that the value of Is the ability to simplify hardware and software resources to only have mapping only parametric compared with the case of mapping the number separately. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram for explaining a drawing circuit 100 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 100 is a drawing circuit, 110 is a geometry processor, 120 is a polygon processor, 121 is a Z buffer, 122 is a paint RAM, 130 is a parametric mapping device, 131 is a texture memory, 132 is an attribute memory, and 140 is a frame processor. , 150 is a two-dimensional display processor, ARGB is selected texture color data, Fd is a data identification flag, Tc is data specifying a texture color (texture color data), and (Tx, Ty) is data specifying texture coordinates (texture coordinates) Data) and DX indicate data for specifying the X-direction component (horizontal direction component) of the display coordinates. Referring to FIG. 1, a drawing circuit 100 according to the present embodiment is a processor that performs 3DCG (3 Dimensional Computer Graphics) drawing processing, and each pixel has a Z coordinate (depth on the screen). Z buffer 121 that is a memory that holds information) and is used for hidden surface processing, and data DX that specifies the X-direction component (horizontal direction component) of the display coordinates that express (model) the three-dimensional shape by executing geometry transformation the geometry processor 110 generates and outputs, a paint RAM122 to retain data in the order to choose preferentially more before the pixel, more forward from the Z-coordinate (depth information) and paints RAM122 per pixel from the Z buffer 121 See data for preferential selection of pixels A polygon processor 120 that generates and outputs texture coordinate data (Tx, Ty) for specifying the polygon 50 (to be described later), a data identification flag Fd, and polygon data (data for specifying the polygon 50), and texture coordinate data (Tx, Ty). ) To specify the texture memory 131 externally attached to the parametric mapping device 130 in order to hold the texture color data Tc, which is color data, and data specifying attributes (attributes) as various additional information for the texture. Attribute memory 132 to be held, texture color data Tc from the externally attached texture memory 131, data specifying the attribute from the attribute memory 132, text from the polygon processor 120 Rendering and color calculation processing, environment mapping processing, color calculation processing, mirror surface with reference to coordinate data (Tx, Ty) and data DX specifying the X direction component (horizontal direction component) of display coordinates from geometry processor 110 A parametric mapping device 130 that generates and outputs selected texture color data ARGB by executing reflection processing and opacity processing, polygon data from the polygon processor 120, and selected texture color data ARGB from the parametric mapping device 130 A frame processor 140 that generates and outputs image data for two-dimensional display that performs image composition processing with reference to the image, and two-dimensionally displays the image data for two-dimensional display from the frame processor 140 to the display means (CRT). 2D image display The display processor 150 is mainly configured.
[0010]
Next, the operation (parametric mapping method) of the parametric mapping apparatus 130 in FIG. 1 will be described. First, parameters that are mapped onto the polygon 50 on the XY plane (display coordinate plane) are set as parameters (u, v). Mapping variables T (u, v) include texture coordinates (Tx, Ty), normal vector of polygon surface, hue, diffuse luminance, opacity, and the like. Further, in the present embodiment, in order to simplify the interpolation calculation, the parameter of the vertex A (first vertex) parameter (u, v) = (0, 0) and the vertex B (second vertex) are mediated. Variable (u, v) = (0, 1), parametric variable (u, v) = (1, 1) of vertex C (third vertex), parametric variable (u, v) of vertex D (fourth vertex) v) = (1, 0), but there is no particular limitation, and the parametric variables (u, v) are the vertex A (first vertex) and vertex B (second vertex) of the polygon 50. , When the values at the vertex C (third vertex) and the vertex D (fourth vertex) are displayed on the uv plane (parametric variable plane), the vertex A (first Vertex), Vertex B (Second Vertex), Vertex C (Third Vertex), Vertex D (Fourth Vertex) are connected by line segments. Zero Only it needs to be pre-selected to also joined along their edges rather than state is not in a state of twisted figure crossed.
[0011]
Since the values on the vertices of u and v, which are parametric variables, have been determined, the parametric variables (u, v) on all the pixels constituting the polygon 50 are mapped by the conventional method based on this value. Find the value of. FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which the parameter (u, v) is mapped to the polygon 50. Lines such as meshes inside the polygon indicate vertical and horizontal lines on the parametric plane (ie, u = constant and v = constant).
[0012]
The mapping in the above-mentioned conventional method means that four vertices A (first vertex), vertex B (second vertex), vertex C (third vertex), vertex D (on the XY plane (display coordinate plane) It means an operation for obtaining point-by-point data on a pixel based on the coordinates of the fourth vertex) and various data (for example, texture coordinates, normal vector, hue, diffuse luminance, opacity, etc.). The calculation in the mapping means a series of calculations executed in the order of perspective transformation → interpolation along the contour → interpolation along the scanning line → reverse perspective transformation. The perspective transformation means that the data on each vertex of the data to be mapped is perspective transformed (conversion from the viewpoint coordinate system to the display coordinate system). The interpolation along the contour means an operation for changing the Y coordinate for each scanning line and obtaining data to be mapped to the X coordinate and the Z coordinate on the left and right contours. Interpolation along the scanning line means an operation for changing the X coordinate for each display pixel and obtaining data to be mapped to the Z coordinate on each pixel. Inverse perspective transformation means an operation for inversely transforming display coordinate system data on each pixel into a viewpoint coordinate system.
[0013]
Since the parametric variable (u, v) is mapped on each pixel, the following conversion equation T (u, v) = a + b · u + c · v + d · u · v (bilinear interpolation equation 1)
Can be used to determine the value of each mapping variable on each pixel.
Each of the coefficients a, b, c, d is
Value of mapping variable T (0,0) of vertex A (first vertex) = T0,
The value of the mapping variable T (0,1) of the vertex B (second vertex) = T1,
The value of the mapping variable T (1,1) of the vertex C (third vertex) = T2,
The value of the mapping variable T (1, 0) of the vertex D (fourth vertex) = T3,
When,
Coefficient a = T0,
Coefficient b = T3−T0,
Coefficient c = T1-T0 ,
Coefficient d = T0−T3−T1 + T2
It is.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the principle of bilinear interpolation. From the value of the mapping variable on each vertex and the value of the parameter on each pixel, the value of the mapping variable on each pixel by the above bilinear interpolation formula 1. It can be obtained.
[0014]
As described above, the first embodiment has the following effects. Compared to the case where various mapping variables such as texture coordinates, normal vectors, hue, diffuse luminance, and opacity are mapped separately on each pixel constituting the polygon 50, a virtual representing all of them instead of the mapping variable. It is possible to simplify the hardware and software resources by mapping only the parameter that is the parameter of the parameter and performing the mapping by using the conversion formula from the parameter to the mapping variable.
[0015]
Embodiment 2. FIG.
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Mapping variables T (u, v) include texture coordinates (Tx, Ty), normal vector of polygon surface, hue, diffuse luminance, opacity, and the like. In the present embodiment, when the polygon 50 is triangular, in order to simplify the interpolation calculation, the vertex A (first vertex) and vertex B (of the triangular polygon 50 on the XY plane (display coordinate plane)) Second vertex), vertex C (third vertex), vertex A (first vertex) parameter (u, v) = (0, 0), vertex B (second vertex) parameter (U, v) = (0,1), parametric variable (u, v) = (1,0) of vertex C (third vertex) is normalized to an isosceles triangle, The parameters (u, v) are not limited, and the values at the vertex A (first vertex), the vertex B (second vertex), and the vertex C (third vertex) of the polygon 50 are represented by the uv plane ( When displayed on the parametric variable plane), the vertex A (first vertex), vertex B (second vertex), vertex C ( 3 vertices) the figure connecting with line segments only need to be pre-selected to be not zero state area or overlapped on a point Dari aligned on a straight line.
[0016]
Next, as in the case where the polygon 50 has a quadrangular shape (the first embodiment), mapping is performed by the conventional method to obtain the parametric variables (u, v) on all the pixels constituting the polygon 50. FIG. 4 is a schematic diagram showing a state where the parametric variable (u, v) is mapped to the polygon 50. Lines such as meshes inside the polygon indicate vertical and horizontal lines on the parametric plane (ie, u = constant and v = constant). Thereafter, a mapping variable T (u, v) to be mapped on each pixel constituting the polygon 50 is obtained from the parameter (u, v).
[0017]
That is, the following bilinear interpolation equation 2 is used as a conversion equation to perform an interpolation operation from the parameter (u, v) on all the pixels constituting the polygon 50 to the mapping variable T (u, v).
[0018]
T (u, v) = a + b · u + c · v (bilinear interpolation formula 2),
Each of the coefficients a, b, and c is the value of the mapping variable T (0, 0) of the vertex A (first vertex) = T0 and the mapping variable T (0, 1) of the vertex B (second vertex). ) Value = T1, and the value of the mapping variable T (1,0) of the vertex C (third vertex) = T2,
Coefficient a = T0,
Coefficient b = T2−T0,
Coefficient c = T1-T0,
And can be simplified as compared with the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the principle of bilinear interpolation in the case of a triangle shape. The bilinear interpolation formula 2 is used to calculate the value of the mapping variable on each vertex and the value of the parameter on each pixel on each pixel. This indicates that the value of the mapping variable can be obtained.
[0019]
As described above, the second embodiment has the following effects. First, the first effect is that instead of mapping various mapping variables such as texture coordinates, normal vectors, hue, diffuse luminance, and opacity on each pixel constituting the polygon 50, the mapping variable is replaced with the mapping effect. It is possible to map only parametric variables, which are virtual parameters representing all of them, and execute mapping using transformation formulas from parametric variables to mapping variables, simplifying hardware and software resources. It can be done. The second effect is that when the polygon 50 has a square shape, the amount of calculation when mapping the texture coordinates on each pixel constituting the polygon 50, the normal vector of the polygon surface, the hue, the diffuse luminance, the opacity, and the like is performed. It can be reduced more.
[0020]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is obvious that the embodiments can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to a suitable number, position, shape, and the like for carrying out the present invention. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same component.
[0021]
【The invention's effect】
Since this invention is comprised as mentioned above, there exists an effect hung up below. Compared to the case where various mapping variables such as texture coordinates, normal vectors, hue, diffuse luminance, and opacity are mapped separately on each pixel constituting the polygon 50, a virtual representing all of them instead of the mapping variable. It is possible to simplify the hardware and software resources by mapping only the parameter that is the parameter of the parameter and performing the mapping by using the conversion formula from the parameter to the mapping variable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram for explaining a drawing circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a parametric variable is mapped to a quadrangular polygon.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the principle of bilinear interpolation in the case of a quadrangular shape.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a parameter is mapped to a triangular polygon.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the principle of bilinear interpolation in the case of a triangular shape.
[Explanation of symbols]
100 Drawing Circuit 110 Geometry Processor 120 Polygon Processor 121 Z Buffer 122 Paint RAM
130 Parametric mapping device 131 Texture memory 132 Attribute memory 140 Frame processor 150 Two-dimensional display processor 50 Polygon A, B, C, D Vertex ARGB Selected texture color data Fd Data identification flag Tx X direction component (horizontal direction component) of texture coordinate data )
Ty Y-direction component of texture coordinate data (vertical direction component)
DX Data of X direction component (horizontal direction component) of display coordinates u, v Parameter T Mapping variable

Claims (4)

マッピング変数を各ピクセル上にマッピングするマッピング装置において、
各種マッピング変数の代わりに、前記各種マッピング変数を代表する仮想のパラメータである媒介変数をポリゴンを構成するピクセルそれぞれに対してマッピングする手段と、
各種マッピング変数のうち、前記ピクセル上にマッピングしたいマッピング変数の、当該ポリゴンの各頂点上の値を算出する手段と、
算出された前記各頂点上の値に基づいて決定される所定の変換式を用いて、当該ピクセル上にマッピングされた前記媒介変数から、当該ピクセル上での当該マッピング変数の値を算出し、マッピングを実行する手段と、を有する
ことを特徴とするパラメトリック・マッピング装置。
In a mapping device that maps mapping variables onto each pixel,
Instead of various mapping variables, the parametric is a virtual parameter representative of the various mapping variables, and means for mapping for each pixel constituting the polygon,
Means for calculating a value on each vertex of the polygon of a mapping variable to be mapped onto the pixel among various mapping variables ;
Using the predetermined transformation formula determined based on the calculated value on each vertex, the value of the mapping variable on the pixel is calculated from the parameter mapped on the pixel, and mapping is performed. parametric mapping apparatus characterized by having a means for executing the.
前記ポリゴンは四角形であって、
前記媒介変数は媒介変数平面を構成するよう2つの変数が存在し、
かつ前記各頂点上の前記媒介変数(u,v)の値は、媒介変数平面上に表示した場合に直線上に並んだり点上に重なったりした面積ゼロの状態とはならず、また辺同士が交差したねじれ図形の状態でないようにあらかじめ選択され、
前記マッピング変数T(u,v)を算出する前記所定の変換式は、下記式(1)
T(u,v)=a+b・u+c・v+d・u・v ・・・・(1)
(但し、a,b,c,dは定数)
により表されることを特徴とする請求項1に記載のパラメトリック・マッピング装置。
The polygon is a rectangle,
There are two variables in the parametric variable to form a parametric plane,
The values of the parametric variables (u, v) on the vertices are not in a zero area state where they are arranged on a straight line or overlapped on a point when displayed on the parametric variable plane. Are pre-selected so that they are not in a crossed twisted shape state,
The predetermined conversion equation for calculating the mapping variable T (u, v) is the following equation (1):
T (u, v) = a + b · u + c · v + d · u · v (1)
(However, a, b, c and d are constants)
The parametric mapping apparatus according to claim 1, wherein the parametric mapping apparatus is represented by:
算出された前記ポリゴンの頂点のマッピング変数の値を、それぞれT0、T1、T2、T3とする場合、上記式(1)において、a=T0、b=T3−T0、c=T1−T0、かつ、d=T0−T3−T1+T2、の関係が成立することを特徴とする請求項2に記載のパラメトリック・マッピング装置。When the calculated values of the mapping variables of the vertexes of the polygon are T0, T1, T2, and T3, respectively, in the above equation (1), a = T0, b = T3-T0, c = T1-T0, and The parametric mapping apparatus according to claim 2, wherein a relationship of d = T0−T3−T1 + T2 is established. マッピング変数を各ピクセル上にマッピングするマッピング方法において、
マッピング装置が、各種マッピング変数の代わりに、前記各種マッピング変数を代表する仮想のパラメータである媒介変数をポリゴンを構成するピクセルそれぞれに対してマッピングする工程と、
前記マッピング装置が、各種マッピング変数のうち、前記ピクセル上にマッピングしたいマッピング変数の、当該ポリゴンの各頂点上の値を算出する工程と、
前記マッピング装置が、算出された前記各頂点上の値に基づいて決定される所定の変換式を用いて、当該ピクセル上にマッピングされた前記媒介変数から当該ピクセル上での当該記マッピング変数の値を算出してマッピングを実行する工程と、を有する
ことを特徴とするパラメトリック・マッピング方法
In a mapping method that maps a mapping variable onto each pixel,
Mapping device, instead of the various mappings variables, the parametric is a virtual parameter representative of the various mapping variables, a step of mapping for each pixel constituting the polygon,
The mapping device calculates a value on each vertex of the polygon of a mapping variable to be mapped onto the pixel among various mapping variables ;
The mapping device using a predetermined conversion formula determined based the calculated the value on each vertex, from the mapped the parametric on those 該Pi Kuseru, the Symbol mapping on the pixel parametric mapping method characterized by comprising the step of performing a mapping by calculating the value of the variable, the.
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