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JP2524099B2 - 3D graphic display device - Google Patents

3D graphic display device

Info

Publication number
JP2524099B2
JP2524099B2 JP19941395A JP19941395A JP2524099B2 JP 2524099 B2 JP2524099 B2 JP 2524099B2 JP 19941395 A JP19941395 A JP 19941395A JP 19941395 A JP19941395 A JP 19941395A JP 2524099 B2 JP2524099 B2 JP 2524099B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display
luminance
pixel
depth value
depth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP19941395A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0855240A (en
Inventor
利久 青島
誠一 金間
猛 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP19941395A priority Critical patent/JP2524099B2/en
Publication of JPH0855240A publication Critical patent/JPH0855240A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2524099B2 publication Critical patent/JP2524099B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、濃淡付けを施した三次
元の図形表示装置に関し、特に光の反射モデルに基づく
物体の濃淡付け表示に好適な輝度制御装置を有する表示
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional graphic display device provided with shading, and more particularly to a display device having a brightness control device suitable for shading display of an object based on a light reflection model.

【0002】[0002]

【従来の技術】三次元図形を二次元の装置に自然な立体
感を付けて表示するため、表示される図形の各点の輝度
を場所により変化させること(シェーディング)は周知
である。輝度を計算するためのモデル式の1つが次の文
献に紹介されている。
2. Description of the Related Art In order to display a three-dimensional figure on a two-dimensional device with a natural stereoscopic effect, it is well known that the brightness of each point of the figure to be displayed is changed depending on the location (shading). One of the model formulas for calculating the brightness is introduced in the following document.

【0003】“ファンダメンタルズ オブ インタラク
ティブ コンピュータ グラフィックス”、アディソン
ウェスリィ パブリッシュ カンパニー(“Fundamen
tals of Interactive Computer Graphics”, Addison W
esely Publishing Company),1982,pp575〜5
78。
"Fundamentals of Interactive Computer Graphics", Addison Wesley Publish Company ("Fundamen
tals of Interactive Computer Graphics ”, Addison W
esely Publishing Company), 1982, pp 575-5
78.

【0004】すなわち、ある画(反射面)上のある点
(反射点)から視点に到着する反射光の強度(輝度)
は、(1)式で表わされる。
That is, the intensity (luminance) of reflected light arriving at a viewpoint from a point (reflection point) on a certain image (reflection surface).
Is represented by equation (1).

【0005】[0005]

【数1】 [Equation 1]

【0006】図2は、式(1)にでてくるいろいろのベ
クトルを図示したものである。ここで、上記諸変数の
内、Ka,Kd,Ks,k,n以外の変数の値は、反射面
上の個々の反射点の位置に依存して変わる。Ka,Kd
s,nは、反射面を形成している物質によって異なる
もので、反射面上の個々の反射点の位置にはよらない。
またKa,Kd,Ks,Ia,Ipは、赤成分(R),緑成
分(G),青成分(B)に分けられ、式(1)は、それ
ぞれの色成分別に成立する。このことは、以下の式につ
いても同じである。
FIG. 2 illustrates various vectors appearing in equation (1). Here, among the various variables, K a, the value of K d, K s, k, other than n variables will vary depending on the position of each reflection point on the reflecting surface. K a , K d ,
K s , n differs depending on the material forming the reflection surface, and does not depend on the position of each reflection point on the reflection surface.
Further, K a , K d , K s , I a , and I p are divided into a red component (R), a green component (G), and a blue component (B), and equation (1) is established for each color component. I do. This is the same for the following equation.

【0007】[0007]

【数2】 [Equation 2]

【0008】ところで、上記(1)式の第3項の内積
(→R・→V)は、光源と視線の中間方向(→Lと→V
の和の向き)の単位ベクトル→Rと→Nの内積(→N・
→H)に置き換えられ、(1)式は次の(3)式に変換
される。
By the way, the inner product (→ R · → V) of the third term in the above equation (1) is calculated in the intermediate direction between the light source and the line of sight (→ L and → V
Unit vector of the direction of the sum of
→ H), and the equation (1) is transformed into the following equation (3).

【0009】[0009]

【数3】 (Equation 3)

【0010】さらに(3)式は次の2つの項の和と考え
ることができる。
Formula (3) can be considered as the sum of the following two terms.

【0011】[0011]

【数4】 [Equation 4]

【0012】[0012]

【数5】 (Equation 5)

【0013】式(4)においてはIaaは周囲光による
拡散反射光成分であり、残りは光源からの光による拡散
反射光成分である。したがってIad′は、全体として拡
散反射光成分を表わす。一方、式(5)のIs′鏡面反
射光成分を示す。しかも、これらの2つの成分は、いず
れも奥行き値(視点と反射点の間の距離)rと、反射面
の単位法線ベクトル→Nの関数である。
[0013] formula (4) is I a K a is the diffusion reflection light component caused by the ambient light, the remainder being diffuse reflected light component by the light from the light source. Therefore, I ad ′ represents the diffuse reflection light component as a whole. On the other hand, the I s ′ specular reflected light component of the equation (5) is shown. Moreover, these two components are both functions of the depth value (distance between the viewpoint and the reflection point) r and the unit normal vector → N of the reflection surface.

【0014】また、上記刊行物pp543,544記載
の技術では、奥行き値rによってのみ各点の輝度Iを変
化させて表示している。
In the technique described in the above-mentioned publication pp543, 544, the brightness I of each point is changed and displayed only by the depth value r.

【0015】また、本願より先に出願され、本願の優先
日後に公開された特願昭59−223922号の図形シ
ェーディング装置では、前記(3)式の奥行き値rを一
定と見なして、次の(6)式によって各反射点の輝度I
を計算して表示することを提案した。
Further, in the figure shading device of Japanese Patent Application No. 59-223922 filed prior to the present application and published after the priority date of the present application, the depth value r in the equation (3) is regarded as constant, and The brightness I of each reflection point is calculated by the equation (6).
It was proposed to calculate and display.

【0016】[0016]

【数6】 (Equation 6)

【0017】ここで C:定数Where C: constant

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】三次元図形を二次元的
に表示する表示装置では、各表示画素ごとに、その表示
画素に対応する三次元図形上の点(反射点)の輝度Iを
計算する必要がある。しかし、その計算に前記(3)式
を用いると、(3)式が乗除算を含むため、この計算
は、非常に時間がかかる。
In a display device for displaying a three-dimensional figure two-dimensionally, a luminance I of a point (reflection point) on the three-dimensional figure corresponding to the display pixel is calculated for each display pixel. There is a need to. However, if the above equation (3) is used for the calculation, the calculation takes a very long time because the equation (3) includes multiplication and division.

【0019】また、奥行き値rによってのみ輝度変化を
与える表示技術では、同一の奥行き値rを有する異なる
面が同一の輝度を有し、表示図形によっては立体値が十
分ではない。
Further, in the display technique in which the brightness is changed only by the depth value r, different surfaces having the same depth value r have the same brightness, and the three-dimensional value is not sufficient depending on the displayed figure.

【0020】また奥行き値rを一定と見なした前記
(6)式の表示装置のように、反射面の方向のみの輝度
変化では、表示する複数の図形の画が同一方向に存在す
るときや、光源・視点の方向と同一角度を成していると
きは、それらの図形は同一の輝度で表示されるので、そ
れらの図形が隣接している場合、それらの図形の境界が
識別できなくなり、立体感がそこなわれる場合がある。
Further, as in the display device of the above-mentioned formula (6) in which the depth value r is assumed to be constant, when the luminance changes only in the direction of the reflecting surface, when the pictures of a plurality of figures to be displayed exist in the same direction, However, when they are at the same angle as the direction of the light source / viewpoint, those figures are displayed with the same brightness, so if those figures are adjacent, the boundaries of those figures cannot be identified, The three-dimensional effect may be lost.

【0021】また、表示装置の用途によって奥行き値r
の違いによる輝度変化を強くしたい場合と、反射面の方
向→Nの違いによる輝度変化を強くしたい場合がある。
しかし、従来の技術ではこのようなことはできなかっ
た。
The depth value r depends on the use of the display device.
There is a case where it is desired to increase the luminance change due to the difference between the two, and a case where it is desired to increase the luminance change due to the difference of the direction of the reflection surface → N.
However, such a technique cannot be performed by the conventional technique.

【0022】本発明の目的は、各表示画素位置に表示さ
れる三次元図形上の点(反射点)の輝度Iを、その反射
点での反射面の法線方向(以下単に表示画素の方向と呼
ぶ)と、その反射点の奥行き値(以下単に表示画素の奥
行き値と呼ぶ)の両方に依存して変化させることがで
き、その輝度Iの決定を高速に行い得る表示装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to determine the luminance I of a point (reflection point) on a three-dimensional figure displayed at each display pixel position by using the normal direction of the reflection surface at the reflection point (hereinafter simply referred to as the direction of the display pixel). And a depth value of the reflection point (hereinafter simply referred to as a depth value of the display pixel), and a display device capable of determining the luminance I at a high speed. It is in.

【0023】さらに、本発明の他の目的は、奥行き値r
による輝度変化と表示画素の方向→Nによる輝度変化の
割合を適宜変更可能な装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a depth value r
It is an object of the present invention to provide a device capable of appropriately changing the ratio of the luminance change due to the display pixel direction and the luminance change due to the display pixel direction → N.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明では、式(3)を
次のように変形する。
In the present invention, the equation (3) is modified as follows.

【0025】[0025]

【数7】I=Ir+IN …(7) 但しI = I r + I N (7) where

【0026】[0026]

【数8】 (Equation 8)

【0027】[0027]

【数9】 [Equation 9]

【0028】式(8)は、式(3)のIaa以外の部分
の2つの内積(→N・→L),(→N・→H)の値をそ
れぞれ定数C1,C2で近似したものである。ここで、K
1,Ka,Ksは表示すべき図形の反射面の材質によりあ
らかじめ定められる量である。したがって、同一面内の
複数の表示画素に関しては、奥行き値rのみによってI
rが変化する。
[0028] Equation (8), equation (3) two inner product of a portion other than I a K a of (→ N · → L), respectively constants C 1 and the value of (→ N · → H), C 2 This is an approximation. Where K
1 , K a , and K s are quantities determined in advance by the material of the reflection surface of the figure to be displayed. Therefore, for a plurality of display pixels in the same plane, I
r changes.

【0029】一方、式(9)は、式(3)の奥行き値r
を一定値C4とみなすことにより得られる。ここで、
d,Kaは表示すべき図形の反射面の材質によりあらか
じめ定められる量である。したがって式(9)は、図形
の画の材質が定まれば、2つの内積(→N・→L),
(→N・→H)に依存する。
On the other hand, equation (9) is the depth value r of equation (3).
Is regarded as a constant value C 4 . here,
K d and K a are predetermined amounts depending on the material of the reflection surface of the graphic to be displayed. Therefore, equation (9) shows that if the material of the picture of a figure is determined, two inner products (→ N · → L),
Depends on (→ N ・ → H).

【0030】ところで、式(8),(9)において、K
1,K2は、Ir,INの相対比率を決めるための数値であ
る。式(8)と式(9)の加算である式(7)により輝
度Iを算出した場合その値は、式(3)により算出した
値と異なる。しかし、実際の図形表示装置においては、
輝度Iの緻密な値が問題となるのではなく、むしろ輝度
Iが、表示画素に対する奥行き値r,画素の方向→N、
画の材質によりどのように変化するかである。従って式
(7)により得られた輝度で図形を表示しても、それら
の輝度の分布は何等不自然なものではない。
By the way, in equations (8) and (9), K
1, K 2 is a numerical value for determining the I r, the relative proportions of I N. When the luminance I is calculated by Expression (7), which is the addition of Expression (8) and Expression (9), the value is different from the value calculated by Expression (3). However, in an actual graphic display device,
The precise value of the luminance I does not matter, but rather the luminance I is determined by the depth value r with respect to the display pixel, the pixel direction → N,
It depends on the material of the image. Therefore, even if a graphic is displayed with the luminance obtained by equation (7), the distribution of the luminance is not unnatural at all.

【0031】しかも、Ir,INは、rと→Nの一方のみ
に依存しているため、その算出が容易である。さらに、
式(8),(9)のK1,K2の比率を適宜定めることに
より、奥行き値による輝度変化と、画素の方向による輝
度変化の割合を、任意に変更することが可能になる。こ
のことは表示目的によっては有用である。
Further, since I r and I N depend only on one of r and → N, their calculations are easy. further,
By appropriately determining the ratio of K 1 and K 2 in Expressions (8) and (9), it is possible to arbitrarily change the ratio of the luminance change depending on the depth value and the luminance change depending on the pixel direction. This is useful for some display purposes.

【0032】本発明の三次元図形表示装置は、表示手段
と、該表示手段の表示画面を構成する複数の画素の内、
表示すべき三次元図形を二次元平面に投影して得られる
二次元図形に含まれる表示画素の各々について、各表示
画素の表示位置X,Y、当該表示位置に対応した三次元
図形上の奥行き値、及び三次元図形の各面の法線方向に
依存して定まる輝度コードを出力する画素発生手段と、
該画素発生手段から出力された奥行き値を各々の表示位
置に対応して記憶保持する奥行きバッファと、該画素発
生手段から出力された方向に依存する輝度コードを各々
の表示位置に対応して記憶保持するフレームバッファ
と、奥行きバッファからの奥行き値と、該フレームバッ
ファからの輝度コードを参照アドレスとして入力し、各
々の表示位置のカラー情報に変換するカラールックアッ
プテーブルと、該カラールックアップテーブルの出力を
アナログの輝度信号に変換するDA変換器とから構成さ
れ、該DA変換器により出力された輝度信号に応じて該
表示手段に表示する。
According to the three-dimensional graphic display device of the present invention, a display means and a plurality of pixels constituting a display screen of the display means are provided.
For each display pixel included in the two-dimensional figure obtained by projecting the three-dimensional figure to be displayed on the two-dimensional plane, the display positions X and Y of each display pixel and the depth on the three-dimensional figure corresponding to the display position Pixel generating means for outputting a value and a luminance code determined depending on the normal direction of each surface of the three-dimensional figure;
A depth buffer which stores and holds the depth value output from the pixel generating means in correspondence with each display position, and a luminance code which depends on the direction output from the pixel generating means in correspondence with each display position A frame buffer to be held, a depth value from the depth buffer, and a luminance code from the frame buffer are inputted as reference addresses, and a color lookup table for converting into color information of each display position, and a color lookup table of the color lookup table. And a DA converter that converts the output into an analog luminance signal, and displays on the display means according to the luminance signal output by the DA converter.

【0033】[0033]

【作用】本発明の装置は、第1の手段で、表示図形の個
々の画素の奥行き値と、画素の法線方向と、画面上の表
示位置を出力し、第2の手段は、第1の手段の出力であ
る奥行き値に対応する輝度を出力し、第3の手段は、第
1の手段の出力である画素の法線方向に対応する輝度を
出力し、第4の手段は、第2,第3の手段の出力である
輝度信号から、表示画素をもつ表示手段へ行るべき信号
を合成する。第2,第3の輝度出力の手段があらかじ
め、設定したテーブルの参照によって求められること、
奥行き値により変化する輝度と、画素の方向により変化
する輝度の合成が、第4の手段において、両者の輝度信
号の加算または、奥行き値に対応して画素の方向により
変化する輝度信号のゲインを調整することにより、高速
に輝度制御が行える。
In the apparatus of the present invention, the first means outputs the depth value of each pixel of the display figure, the normal direction of the pixel, and the display position on the screen, and the second means outputs the first value. The means outputs the luminance corresponding to the depth value, the third means outputs the luminance corresponding to the normal direction of the pixel, which is the output of the first means, and the fourth means outputs the luminance. The signals to be sent to the display means having the display pixels are synthesized from the luminance signals output from the second and third means. The second and third luminance output means are obtained by referring to a table set in advance,
In the fourth means, the luminance that changes depending on the depth value and the luminance that changes depending on the pixel direction are combined to obtain the sum of the luminance signals of the two or the gain of the luminance signal that changes depending on the direction of the pixel corresponding to the depth value. By adjusting, brightness control can be performed at high speed.

【0034】[0034]

【実施例】図1は、本発明の第1の実施例の全体装置構
成である。
FIG. 1 shows the overall arrangement of a first embodiment of the present invention.

【0035】座標変換プロセッサ20は、ホストプロセ
ッサ10から同時に表示すべき複数の図形の各々に関す
る表示データと視点の位置データを受け取って、表示を
行うための視覚的変換や拡大・縮小のための変換等の座
標変換を行う。ここで表示データは、各図形の各頂点に
おける座標値と単位法線ベクトルをもつ三次元のポリラ
イン(線分列)データもしくは三次元のポリゴン(画図
形)データと各図形の材質番号からなる。ここで座標値
は、座標変換プロセッサ20における視覚的変換によ
り、XとY座標値は画面に投影された値であり、Z座標
値は、視点から三次元図形の投影面である画面に垂直な
方向に測った図形までの距離である。一般に図形と投影
面(画面)の距離に比べ、図形と視点の距離が十分長け
れば、Z座標と前記モデル式の奥行き値rは同じ値と近
似できる。
The coordinate conversion processor 20 receives display data and viewpoint position data relating to each of a plurality of figures to be displayed simultaneously from the host processor 10 and performs visual conversion for display and conversion for enlargement / reduction. And so on. Here, the display data includes three-dimensional polyline (line segment sequence) data or three-dimensional polygon (picture figure) data having coordinate values at each vertex of each figure and a unit normal vector, and a material number of each figure. Here, the coordinate values are the X and Y coordinate values projected on the screen by visual conversion in the coordinate conversion processor 20, and the Z coordinate values are perpendicular to the screen which is the projection surface of the three-dimensional figure from the viewpoint. It is the distance to the figure measured in the direction. In general, if the distance between the figure and the viewpoint is sufficiently longer than the distance between the figure and the projection plane (screen), the Z coordinate and the depth value r of the model equation can be approximated to the same value.

【0036】画素発生プロセッサ30は、各図形ごとに
順次以下の処理を行う。すなわち、レジスタ43に処理
中の図形の材質番号Mをセットする。次に前記座標変換
後の表示データからその図形を表示するに必要な複数の
表示画素の位置を決定する。各表示画素の位置(X,
Y,Z)は、各図形の各頂点の値から補間法により求め
る。前記の通り、Z座標は奥行き値rとして利用され
る。
The pixel generation processor 30 sequentially performs the following processing for each figure. That is, the material number M of the figure being processed is set in the register 43. Next, the positions of a plurality of display pixels required to display the figure are determined from the display data after the coordinate conversion. The position of each display pixel (X,
Y, Z) are obtained by interpolation from the values of the vertices of each figure. As described above, the Z coordinate is used as the depth value r.

【0037】奥行きバッファ74は、表示画面上の表示
画素ごとに、そこに表示されてある図形上の点の奥行き
値を記憶する領域を有する。
The depth buffer 74 has, for each display pixel on the display screen, an area for storing a depth value of a point on the figure displayed thereon.

【0038】同様に、フレームバッファ71〜73は、
表示画面上の表示画素ごとに、そこに表示されてある図
形上の点の輝度Iの赤成分IR,緑成分IG,青成分IB
をそれぞれ記憶する領域を有する。
Similarly, the frame buffers 71 to 73 are
For each display pixel on the display screen, the red component I R , the green component I G , and the blue component I B of the luminance I of the point on the figure displayed there are
Has an area for storing each.

【0039】上記画素発生プロセッサ30は、上記決定
された一つの表示画素について、上記奥行き値バッファ
74、フレームバッファ71〜73内の対応する記憶領
域のアドレスとして表示画素のX,Y座標をこれらのバ
ッファに出力する。ここでバッファ71〜74の各記憶
領域は、表示画面上の画素に対応して設けられている。
表示画面上の座標(X,Y)と、記憶領域のアドレス
(X,Y)は1対1に対応している。
The pixel generation processor 30 calculates the X and Y coordinates of the display pixel as the address of the corresponding storage area in the depth value buffer 74 and the frame buffers 71 to 73 for the one determined display pixel. Output to buffer. Here, each storage area of the buffers 71 to 74 is provided corresponding to a pixel on the display screen.
The coordinates (X, Y) on the display screen and the address (X, Y) of the storage area have a one-to-one correspondence.

【0040】奥行きバッファ74には、現行処理中の表
示画素に対して発生した奥行き値r(Z座標)を送出
し、内部計算回路41には、反射面の単位法線ベクトル
→N、光源方向単位ベクトルΣを送出し、内積計算回路
42には、反射面の単位法線ベクトル→N、光源・視線
中間方向単位ベクトル→Hを送出し、奥行きバッファ7
4、フレームバッファ71〜73に、上記処理中の表示
画素に対するアドレスおよび書き込み許可信号WEを選
出する。奥行きバッファ74には発生された奥行き値r
が書き込まれ、フレームバッファ71〜73には、以下
のようにして算出される輝度IのR,G,B成分IR
G,IMが書かれる。
The depth buffer 74 sends the depth value r (Z coordinate) generated for the currently processed display pixel, and the internal calculation circuit 41 outputs the unit normal vector of the reflecting surface → N, the light source direction. The unit vector Σ is transmitted, the unit normal vector → N of the reflecting surface, the light source / line of sight intermediate direction unit vector → H are transmitted to the inner product calculating circuit 42, and the depth buffer 7
4. The address and write enable signal WE for the display pixel being processed are selected for the frame buffers 71 to 73. The depth value r generated in the depth buffer 74
Is written into the frame buffers 71 to 73, and the R, G, and B components I R of the brightness I calculated as follows are calculated.
I G and I M are written.

【0041】内積計算回路41,42は、それぞれ画素
発生プロセッサ30から出力された、表示画素の法線ベ
クトル→Nと光源方向単位ベクトル→L、および→Nと
光源・視線中間方向単位ベクトル→Hを入力として、そ
れぞれ内積(→N・→L),(→N・→H)を計算す
る。プロセッサ41と42の出力は、レジスタ43内の
材質番号Mと合成され、輝度テーブル51〜56に対す
る読出しアドレスとして使用される。
The inner product calculation circuits 41 and 42 output the normal vector of the display pixel → N and the unit vector of the light source direction → L, and → N and the unit vector of the light source / gaze intermediate direction → H output from the pixel generation processor 30, respectively. , And calculate the inner products (→ N · → L) and (→ N · → H), respectively. The outputs of the processors 41 and 42 are combined with the material number M in the register 43 and used as a read address for the luminance tables 51 to 56.

【0042】輝度テーブル57〜59には、奥行き値r
と図形の面の材質に依存して定まる輝度成分を、R,
G,B成分別にそれぞれあらかじめ記憶してある。すな
わち、式(8)により定まる輝度IrのR,G,B成分
ra,IrG,IrBをあらかじめある材質について奥行き
値rをかえて算出する。この計算を材質をかえて行う。
こうして得られたデータを、R,G,B成分別にそれぞ
れテーブル57〜59内の、材質番号と奥行き値rに依
存して定まる記憶位置に順次記憶する。したがって、レ
ジスタ43内の材質番号Mおよび画素発生プロセッサ3
0から出力される奥行き値rが組み合わさって、読み出
しアドレスとしてこれらの輝度テーブル57〜59がア
クセスされると、それぞれから輝度成分IrR,IrG,I
rNがそれぞれ加算器64〜66に出力される。
The luminance tables 57 to 59 have depth values r.
And the luminance component, which depends on the surface material of the figure,
It is stored in advance for each of the G and B components. That is, the R, G, and B components I ra , I rG , and I rB of the brightness I r determined by the equation (8) are calculated by changing the depth value r for a certain material in advance. This calculation is performed by changing the material.
The data obtained in this way is sequentially stored in the storage positions determined depending on the material number and the depth value r in the tables 57 to 59 for each of the R, G, and B components. Therefore, the material number M in the register 43 and the pixel generation processor 3
When the depth values r output from 0 are combined and these luminance tables 57 to 59 are accessed as read addresses, the luminance components I rR , I rG , and I are respectively accessed.
rN is output to the adders 64-66, respectively.

【0043】一方、輝度テーブル51〜56には、表示
画素の方向→Nと反射面の材質に依存して定まる輝度成
分をあらかじめ記憶してある。すなわち、式(9)は更
に2つの量の和と考えることができる。
On the other hand, the luminance tables 51 to 56 previously store luminance components which are determined depending on the direction of the display pixel → N and the material of the reflection surface. That is, equation (9) can be further considered as the sum of two quantities.

【0044】[0044]

【数10】 IM=Iad+Is …(10) 但し(10) I M = I ad + I s (10)

【0045】[0045]

【数11】 [Equation 11]

【0046】[0046]

【数12】 (Equation 12)

【0047】式(11)の輝度Iadは、周囲光による反
射光成分と拡散反射光成分とからなる。式(12)の輝
度Isは、鏡面反射光成分のみからなる。あらかじめ、
式(11)で定まる輝度IadのR,G,B成分IadR
adG,IadBを図形の画のある材質について、内積値
(→N・→L)の値をかえて算出し、さらに同じ計算を
材質をかえて行う。こうして得た結果をそれぞれ輝度テ
ーブル51〜53の、材質番号と内積値(→N・→L)
に依存して定まる記憶位置に記憶しておく。
The luminance I ad in the equation (11) includes a reflected light component due to ambient light and a diffuse reflected light component. Luminance I s of formula (12) is composed of only the specular reflection light component. in advance,
R, G, and B components I adR of the luminance I ad determined by Expression (11),
I adG and I adB are calculated by changing the value of the inner product value (→ N · → L) for a material with a graphic image, and the same calculation is performed by changing the material. The results obtained in this way are expressed by the material numbers and inner product values (→ N · → L) in the luminance tables 51 to 53, respectively.
Is stored in a storage location determined depending on

【0048】一方、式(12)にて定まる輝度Is
R,G,B成分についても同様に材質および内積値(→
N・→H)をかえてあらかじめ計算したものを記憶して
おく。
Meanwhile, R in intensity I s determined by equation (12), G, likewise the material and the inner product value also B component (→
N.fwdarw.H) and store the calculated value in advance.

【0049】したがって、内積計算回路41からの出力
(→N・→L)とレジスタ43内の材質番号Mとが組み
合わさって、テーブル51〜52に供給されると、これ
らのテーブルから、対応する輝度IadR,IadG,IadB
がそれぞれ加算器64〜66に出力される。
Therefore, when the output (→ N · → L) from the inner product calculation circuit 41 and the material number M in the register 43 are combined and supplied to the tables 51 to 52, the corresponding table is obtained from these tables. Luminance I adR , I adG , I adB
Are output to adders 64-66, respectively.

【0050】同様に、内積計算回路42の出力(→N・
→H)とレジスト43内の材質番号Mとが組合わさって
アドレスとしてテーブル54〜56に供給されると、こ
れらのテーブルから、対応する輝度IsR,IsG,IsB
それぞれ加算器64〜66に出力される。
Similarly, the output of the inner product calculating circuit 42 (→ N ·
→ H) and the material number M in the resist 43 are combined and supplied to the tables 54 to 56 as addresses, from these tables, the corresponding luminances I sR , I sG , and I sB are added to the adders 64 to 56 , respectively. It is output to 66.

【0051】こうして、加算器64〜66では、式
(8),(11),(12)で加算された輝度Ir,I
ad,IsのR,G,B成分について加算を行い、最終的
な輝度IのR,G,B成分IR,IG,IBをフレームバ
ッファ71〜73にそれぞれ選出する。これらのバッフ
ァは、画素発生プロセッサ30から出力されたアドレス
(X,Y)と書き込み許可信号WEに応答して、加算器
64〜66の出力IR,IG,IBをそれぞれ記憶する。
Thus, the adders 64-66 add the luminances I r , I r added by the equations (8), (11) and (12).
ad, performs addition for R, G, B components of I s, R a final luminance I, G, B component I R, I G, selects respectively the I B in the frame buffer 71 to 73. These buffers are address output from the pixel generator processor 30 (X, Y) and in response to the write enable signal WE, and stores the output I R of the adder 64 to 66, I G, the I B, respectively.

【0052】こうして、一つの画素について輝度データ
の生成およびフレームバッファ71〜73への書込みが
終了する。
Thus, the generation of the luminance data and the writing to the frame buffers 71 to 73 for one pixel are completed.

【0053】以下、同じ処理が、他の表示画素にについ
て行われる。
Hereinafter, the same processing is performed for other display pixels.

【0054】フレームバッファ71〜73の内容は、ラ
スタスキャンされ、それぞれ84,85,86のDA変
換器によってアナログの映像信号に変換されてCRTデ
ィスプレイ90の輝度を制御する。
The contents of the frame buffers 71 to 73 are raster-scanned and converted into analog video signals by DA converters 84, 85 and 86, respectively, to control the brightness of the CRT display 90.

【0055】なお、以上の奥行きバッファ74、フレー
ムバッファ71〜73内のデータの書き込みは、いわゆ
る図面に対するデータのときは行われない。すなわち、
画素発生プロセッサ30は、奥行きバッファ74への奥
行き値rの書き込み前に、その書き込み位置にすでに記
憶された奥行き値rsを読み出す。この値roは、他の図
形上のある点に対する奥行き値である。画素プロセッサ
30は、その奥行き値roと、今、画素発生プロセッサ
30で発生した奥行き値rを比較し、前者が後者より小
さいとき、画素発生プロセッサ30は、書き込み許可信
号WEをバッファ70〜74には送出しない。つまり、
奥行きバッファ74、フレームバッファ71〜73につ
いて前述した書き換えをしない。このように、奥行きバ
ッファ74から読み出されたデータroが、画素発生プ
ロセッサ30で発生した奥行き値rより小さいときは、
画素発生プロセッサ30が表示しようとしている図形よ
り手前に別の図形が存在している場合であり、この場
合、後者を表示しない(いわゆる図面消去する)ため
に、今処理中の表示画素については、上記バッファ7
4,71〜73の変更は行なわない。
The above-mentioned writing of data in the depth buffer 74 and the frame buffers 71 to 73 is not performed for so-called drawing data. That is,
Pixel generating processor 30, before writing the depth r of the depth buffer 74, reads out the previously stored depth value r s to the write position. This value ro is a depth value for a certain point on another graphic. The pixel processor 30 compares the depth value r o with the depth value r generated by the pixel generation processor 30, and when the former is smaller than the latter, the pixel generation processor 30 sends the write enable signal WE to the buffers 70 to 74. Not sent to. That is,
The above-described rewriting is not performed on the depth buffer 74 and the frame buffers 71 to 73. Thus, when data r o read from the depth buffer 74 is smaller than the depth value r generated by the pixel generator processor 30,
This is the case where another graphic exists before the graphic to be displayed by the pixel generation processor 30. In this case, in order to not display the latter (so-called drawing erasure), for the display pixel currently being processed, Buffer 7
No changes are made to 4, 71 to 73.

【0056】以上から明らかな通り、本実施例では、輝
度テーブル51〜59に輝度Iの算出に必要なデータを
記憶してあるので、輝度の算出を高速に行いうる。さら
に各輝度テーブル内のデータは、奥行き値r、内積(→
N,→L),(→N,→H)のいずれか一つと画の材質
にのみ依存するので、式(3)のように奥行き値rと内
積値(→N,→L),(→N,→H)のすべてに依存し
て求める場合に比べて必要とするデータ量が少ない。さ
らに、これらのテーブルに記憶するデータは、式
(8),(9)に示される係数K1,K2を変更すること
により、奥行き値rに依存する輝度Ir,あるいは内積
(→N・→L),(→N・→H)に依存する輝度IN
相対比率を容易に変更できる。
As is clear from the above, in this embodiment, since the data necessary for calculating the luminance I is stored in the luminance tables 51 to 59, the calculation of the luminance can be performed at high speed. Further, the data in each luminance table includes a depth value r, an inner product (→
N, → L) or (→ N, → H) and only the material of the image, so that the depth value r and the inner product values (→ N, → L), (→ N, → H). Further, the data stored in these tables is obtained by changing the coefficients K 1 and K 2 shown in Expressions (8) and (9) to obtain the luminance I r depending on the depth value r or the inner product (→ N · → L), can be easily changed relative ratio of the luminance I N that depends on (→ N · → H).

【0057】図3は、本発明の第2の実施例を示す。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.

【0058】ホストプロセッサ10、座標変換プロセッ
サ20、画素発生プロセッサ30、内積計算回路41と
42、レジスタ43、奥行きバッファ74、DA変換器
84〜86、CRTディスプレイ90は、前記図1の実
施例と同じである。図3では、新たに材質番号M、内積
値(→N・→L),(→N・→H)をそれぞれ記憶する
ための、CRTディスプレイ90の表示画素の各々に対
応した記憶領域を有するフレームバッファ75〜77が
新たに設けられている。内積計算回路41,42により
図1と同じように、図形を表示するための画素ごとに、
内積値(→N・→L),(→N・→H)が計算される。
これらの回路の出力およびレジスタ43内の材質番号M
は、両素発生プロセッサ30から出力されるアドレス
(X,Y)と書き込み許可信号にしたがい、フレームバ
ッファ75〜77に書き込まれる。これらのフレームバ
ッファ75〜77および奥行きバッファ74は、CRT
ディスプレイ90からのアドレス200に同期して読み
出される。
The host processor 10, the coordinate conversion processor 20, the pixel generation processor 30, the inner product calculation circuits 41 and 42, the register 43, the depth buffer 74, the DA converters 84 to 86, and the CRT display 90 are the same as those in the embodiment of FIG. Is the same. In FIG. 3, a frame having a storage area corresponding to each of the display pixels of the CRT display 90 for newly storing the material number M and the inner product values (→ N · → L) and (→ N · → H), respectively. Buffers 75 to 77 are newly provided. As shown in FIG. 1, the inner product calculation circuits 41 and 42 provide, for each pixel for displaying a figure,
The inner product values (→ N · → L) and (→ N · → H) are calculated.
The outputs of these circuits and the material number M in the register 43
Is written to the frame buffers 75 to 77 according to the address (X, Y) output from the amphibian generation processor 30 and the write enable signal. These frame buffers 75 to 77 and depth buffer 74
It is read in synchronization with the address 200 from the display 90.

【0059】カラールックアップテーブル83は、図1
の輝度テーブル57,58,59に保持された輝度デー
タIrR,IrG,IrBまとめて、奥行き値rと材質番号M
の組合せに対応した記憶位置にあらかじめ記憶してい
る。
The color lookup table 83 is shown in FIG.
Luminance data I rR held in brightness table 57, 58 and 59 of, I rG, collectively I rB, the depth r and the material number M
Are stored in advance in storage locations corresponding to the combinations of.

【0060】カラールックアップテーブル81は、図1
の輝度テーブル51,52,53に保持された輝度デー
タIadR,IadG,IadBをまとめて、材質番号Mと内積
値(→N・→L)の組合せに対応した記憶位置にあらか
じめ記憶している。
The color lookup table 81 is shown in FIG.
The brightness data I adR , I adG , and I adB held in the brightness tables 51, 52, and 53 are collectively stored in advance in a storage position corresponding to the combination of the material number M and the inner product value (→ N · → L). ing.

【0061】カラールックアップテーブル82は、図1
の輝度テーブル54,55,56にそれぞれ保持された
輝度データIsR,IsG,IsBをまとめて、材質番号Mと
内積値(→N・→H)の組合せに対応した記憶位置にあ
らかじめ記憶している。前述のように、奥行きバッファ
77、フレームバッファ75〜77がCRTディスプレ
イ90の走査に同期してアクセスされると、CRTディ
スプレイの走査位置にある画素に対する奥行き値r、材
質番号M、内積値(→N・→L),(→N・→H)が前
記のバッファより読み出され、カラールックアップテー
ブル83には、読み出された奥行き値rと材質番号Mと
がアドレスとして供給され、対応する輝度データIrR
rG,IrBがそれぞれ加算器101,102,103へ
読み出される。同様に、読み出された材質番号Mと内積
値(→N・→L)がカラールックアップテーブル81に
アドレスとして供給され、そこから輝度データIadG
adR,IadBが読み出され、それぞれ加算器101,1
02,103へ送られる。同様に、カラールックアップ
テーブル82には、読み出された材質番号Mおよび内積
値(→N・→H)がアドレスとして入力され、輝度デー
タIsR,IsG,IsBが読み出され、それぞれ加算器10
1,102,103へ読み出される。加算器101,1
02,103はそれぞれに入力された輝度データを加算
して、R,G,Bに関する最終的な輝度データIR
G,IBを生成してCRTディスプレイに送出する。
The color look-up table 82 is shown in FIG.
The brightness data I sR , I sG , and I sB held in the brightness tables 54, 55 , and 56 are collectively stored in a storage position corresponding to the combination of the material number M and the inner product value (→ N · → H). are doing. As described above, when the depth buffer 77 and the frame buffers 75 to 77 are accessed in synchronization with the scanning of the CRT display 90, the depth value r, the material number M, the inner product value (→ N.fwdarw.L) and (.fwdarw.N.fwdarw.H) are read from the buffer, and the read depth value r and the material number M are supplied as addresses to the color lookup table 83 and correspond to them. Luminance data I rR ,
I rG and I rB are read to the adders 101, 102 and 103, respectively. Similarly, the read material number M and the inner product value (→ N · → L) are supplied to the color lookup table 81 as an address, from which the luminance data I adG ,
I adR and I adB are read out and are added to the adders 101 and 1 respectively.
It is sent to 02, 103. Similarly, the read material number M and the inner product value (→ N · → H) are input to the color lookup table 82 as addresses, and the brightness data I sR , I sG , and I sB are read out, respectively. Adder 10
1, 102 and 103. Adders 101, 1
02 and 103 add the input luminance data to obtain final luminance data I R ,
I G, and sends to the CRT display to generate I B.

【0062】このように図3は図1の回路と実質的に同
一結果を得ることができる。
Thus, FIG. 3 can obtain substantially the same result as the circuit of FIG.

【0063】図4は、本発明の他の実施例である。図4
において、10,20,30,41,74,75,84
〜86,90は図3のものと同一である。図4では、図
3のフレームバッファ76,77,カラールックアップ
テーブル82、加算器101〜103が省略されてい
る。フレームバッファ77の省略に伴い、カラールック
アップテーブル81,83にはそれぞれ、内積値(→N
・→L)および奥行き値rのみがそれぞれアドレスとし
て与えられる。本実施例では、同時に表示すべき図形が
複数あっても、それらの材質が同一と想定している。図
4で、図3のフレームバッファ77が省略されているの
はこの理由による。図4で重要なことは、内積値(→N
・→H)を保持するフレームバッファ76(図3)を省
略するかわりに、カラールックアップテーブル81の記
憶内容を、図2の場合と変えてあることである。式(1
2)で示される鏡面反射光成分は、内積(→N・→H)
が1に近い、即ち単位法線ベクトル→Nと光源・視線中
間方向単位ベクトル→Hのなす角α(図2)が0ないし
0に近い範囲内でのみ有意な値となる。ここで、光源方
向ベクトル→Lと→Nのなす角をβ、→Lと→Hのなす
角をδとすると、α=δ−βとして表わされる。またc
osα=(→N・→H),cosβ(→N・→L)であ
る。従って、光源および視点の位置を固定すれば、δが
一定となるので、βに近いある範囲の(→N・→L)に
対してのみ、(→N・→H)に比例する鏡面反射成分が
有意な値となる。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. FIG.
, 10, 20, 30, 41, 74, 75, 84
86, 90 are the same as those in FIG. 4, the frame buffers 76 and 77, the color lookup table 82, and the adders 101 to 103 of FIG. 3 are omitted. With the omission of the frame buffer 77, the inner product value (→ N) is stored in the color lookup tables 81 and 83, respectively.
... → L) and only the depth value r are given as addresses. In the present embodiment, it is assumed that even if there are a plurality of figures to be displayed at the same time, their materials are the same. In FIG. 4, the frame buffer 77 of FIG. 3 is omitted for this reason. What is important in FIG. 4 is that the inner product value (→ N
Instead of omitting the frame buffer 76 (FIG. 3) for holding (.fwdarw.H), the stored contents of the color look-up table 81 are different from those of FIG. Expression (1
The specular reflected light component shown in 2) is the inner product (→ N · → H)
Is close to 1, that is, only when the angle α (FIG. 2) formed by the unit normal vector → N and the unit vector of the light source / line-of-sight intermediate direction → H is within a range of 0 to 0. Here, if the angle formed by the light source direction vectors → L and → N is β and the angle formed by → L and → H is δ, then α = δ-β. Also c
osα = (→ N · → H) and cosβ (→ N · → L). Therefore, if the positions of the light source and the viewpoint are fixed, δ becomes constant. Therefore, only for a certain range (→ N · → L) close to β, the specular reflection component proportional to (→ N · → H) is generated. Is a significant value.

【0064】以上の理由により図4のカラールックアッ
プテーブル81には、あらかじめ、ある範囲内にある内
積値(→N・→L)に対して、式(12)の値を式(1
1)に加算した値Iadsを記憶しておく。これにより、
図3の76,82が存在したときと同様な鏡面反射光成
分を反映した輝度データが得られる。
For the above reasons, the color look-up table 81 of FIG. 4 previously stores the value of the equation (12) with the equation (1) for the inner product value (→ N · → L) within a certain range.
The value I ads added to 1) is stored. This allows
Brightness data reflecting the same specular reflected light component as when there are 76 and 82 in FIG. 3 is obtained.

【0065】図4のカラールックアップテーブル83に
は、図3のカラールックアップテーブル83のデータの
うち、1つの材質番号に対する輝度が、奥行き値rに対
応する位置に記憶されている。
In the color look-up table 83 of FIG. 4, the luminance for one material number of the data of the color look-up table 83 of FIG. 3 is stored at the position corresponding to the depth value r.

【0066】図4の装置で、もし異なる材質の図形を表
示しようとするときは、カラールックアップテーブル8
1と83の内容を、それぞれ対応する材質の輝度に変更
することによって実現することが可能である。
In the apparatus shown in FIG. 4, if a graphic of a different material is to be displayed, a color look-up table 8 is used.
This can be realized by changing the contents of 1 and 83 to the brightness of the corresponding material.

【0067】図4においてカラールックアップテーブル
81の出力IadsR,IadsG,IadsBおよび83の出力I
rR,IrG,IrBは、このようにして得られた輝度データ
R,G,B成分を示す。
In FIG. 4, the outputs I adsR , I adsG , I adsB of the color look-up table 81 and the outputs I
rR, I rG, I rB represents this way the luminance data R obtained, G, and B components.

【0068】図4において重要な他の1つは、カラール
ックアップテーブル81,83の出力を加算する加算器
が用いられず、かわりにカラールックアップテーブル8
1の出力IadsR,IadsG,IadsBをそれぞれ84,8
5,86のDA変換器によってアナログの映像信号に変
換し、さらにそれらの映像信号を増幅する映像増幅器9
1〜93の利得をカラールックアップテーブル83の出
力IrR,IrG,IrBの値に応じて増大せしめることであ
る。
Another important point in FIG. 4 is that an adder for adding the outputs of the color look-up tables 81 and 83 is not used, and instead the color look-up table 8 is used.
The outputs I adsR , I adsG , and I adsB of 1 are respectively 84 ,
The video amplifier 9 converts the video signal into an analog video signal by the 5,86 DA converter and further amplifies the video signal.
Output I rR of the gain of 1-93 color look-up table 83, I rG, is that allowed to increase in response to the value of I rB.

【0069】この結果、CRTディスプレイ90に出力
される映像信号の輝度は、カラールックアップテーブル
81,83の出力の両方に依存する。従って、奥行き値
r、内値積(→N・→L)および(→N・→H)に依存
することになる。
As a result, the luminance of the video signal output to the CRT display 90 depends on both the outputs of the color lookup tables 81 and 83. Therefore, it depends on the depth value r, the inner product (→ N · → L) and (→ N · → H).

【0070】なお、この場合、映像信号の輝度は、図
1、図3の場合のように、奥行き値rに依存する輝度I
r(式(8))と、ベクトル→Nに依存する輝度I
N(式(9))の積に依存することになるが、図4の場
合も、図1または図3の場合に得られる表示画面に近い
画面が得られる。
In this case, the luminance of the video signal is the luminance I depending on the depth value r as in the case of FIGS.
r (equation (8)) and the luminance I depending on the vector → N
Although it depends on the product of N (formula (9)), in the case of FIG. 4 as well, a screen similar to the display screen obtained in the case of FIG. 1 or 3 is obtained.

【0071】図4の場合、図3におけるフレームバッフ
ァ76および加算器101〜103が省略でき、それだ
け回路が簡単である。とくに、図3の加算器101〜1
03は、そこにおける信号遅延時間を十分小さくしなけ
ればならないが、図4では、このような回路が不要であ
ることは、実用上のメリットが大きい。
In the case of FIG. 4, the frame buffer 76 and the adders 101 to 103 in FIG. 3 can be omitted, and the circuit is accordingly simpler. In particular, the adders 101 to 1 shown in FIG.
In FIG. 3, the signal delay time must be made sufficiently small, but in FIG. 4, the elimination of such a circuit has a great practical advantage.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明によれば、三次元図形の表示装置
において、各表示画素の方向と奥行き値による輝度の変
化を任意の割合で制御できるので、表示的に応じた図形
の立体的な表示が可能である。
According to the present invention, in a three-dimensional graphic display device, a change in luminance depending on the direction and the depth value of each display pixel can be controlled at an arbitrary ratio. Display is possible.

【0073】また表示画素の一連の方向や奥行き値に対
して、あらかじめ輝度を計算した結果を輝度テーブルに
設定し、参照・加算する方式であるので、光の反射モデ
ルを表示画素ごとに逐一演算する場合に比べ、表示処理
が大幅に高速化し、更に表示画素の方向と奥行き値の双
方に関して変化する輝度の表示制御を高速に行える。
In addition, since a result of previously calculating brightness is set in a brightness table for a series of directions and depth values of display pixels and is referred to and added, a light reflection model is calculated for each display pixel. As compared with the case of performing the display processing, the display processing is remarkably speeded up, and the display control of the luminance that changes in both the direction and the depth value of the display pixel can be performed at high speed.

【0074】また奥行き値による輝度制御を映像増幅器
のゲイン調整で可能とする手段によれば、ハードウェア
の追加が少なくて済み、かつ表示速度を下げることがな
い利点がある。
According to the means for enabling the brightness control based on the depth value by adjusting the gain of the video amplifier, there is an advantage that the addition of hardware is small and the display speed is not reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による表示システムの第1の実施例のブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a display system according to the present invention.

【図2】三次元図形(物体)の反射強度を算出するのに
用いる種々のベクトルを示す図。
FIG. 2 is a diagram showing various vectors used to calculate the reflection intensity of a three-dimensional figure (object).

【図3】本発明による表示システムの第2の実施例のブ
ロック図。
FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the display system according to the present invention.

【図4】本発明による表示システムの第3の実施例のブ
ロック図。
FIG. 4 is a block diagram of a third embodiment of the display system according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30…画素発生プロセッサ、41,42…内積計算回
路、51,59…輝度テーブル、71〜73,75〜7
9…フレームバッファ、74…奥行きバッファ、81〜
83…カラールックアップテーブル、64〜66,10
1〜103…加算器。
30: pixel generation processor, 41, 42: inner product calculation circuit, 51, 59: luminance table, 71 to 73, 75 to 7
9: frame buffer, 74: depth buffer, 81 to
83: color look-up table, 64-66,10
1 to 103... Adders.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−217461(JP,A) 特開 昭61−272872(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-217461 (JP, A) JP-A-61-272872 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】表示手段と、 該表示手段の表示画面を構成する複数の画素の内、表示
すべき三次元図形を二次元平面に投影して得られる二次
元図形に含まれる表示画素の各々について、各表示画素
の表示位置X,Y、当該表示位置に対応した三次元図形
上の奥行き値、及び三次元図形の各面の法線方向に依存
して定まる輝度コードを出力する画素発生手段と、 該画素発生手段から出力された奥行き値を各々の表示位
置に対応して記憶保持する奥行きバッファと、 該画素発生手段から出力された方向に依存する輝度コー
ドを各々の表示位置に対応して記憶保持するフレームバ
ッファと、 奥行きバッファからの奥行き値と、該フレームバッファ
からの輝度コードを参照アドレスとして入力し、各々の
表示位置のカラー情報に変換するカラールックアップテ
ーブルと、 該カラールックアップテーブルの出力をアナログの輝度
信号に変換するDA変換器とを備え、 該DA変換器により出力された輝度信号に応じて該表示
手段に表示することを特徴とする三次元図形表示装置。
1. A display means and each of display pixels included in a two-dimensional figure obtained by projecting a three-dimensional figure to be displayed on a two-dimensional plane among a plurality of pixels constituting a display screen of the display means. With respect to the display position X, Y of each display pixel, the depth value on the three-dimensional graphic corresponding to the display position, and the luminance code determined depending on the normal direction of each surface of the three-dimensional graphic. A depth buffer that stores and holds the depth value output from the pixel generating means in correspondence with each display position, and the direction dependent luminance code output from the pixel generating means in correspondence with each display position. A color look-up in which a frame buffer that is stored and stored, a depth value from the depth buffer, and a luminance code from the frame buffer are input as reference addresses and converted into color information at each display position. An up table and a DA converter for converting the output of the color look-up table into an analog luminance signal, and displaying on the display means according to the luminance signal output by the DA converter. Three-dimensional graphic display device.
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