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Dokumentenidentifikation DE60115556T2 24.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001184811
Titel Verfahren und Gerät zur dreidimensionalen Bildverarbeitung und Videospielsystem
Anmelder Konami Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Higashiyama, Makoto, 5-25, Osaka, JP;
Shinkai, Tatsuya, 5-25, Osaka, JP;
Nagayama, Kentaro, 5-25, Osaka, JP
Vertreter Müller-Boré & Partner, Patentanwälte, European Patent Attorneys, 81671 München
DE-Aktenzeichen 60115556
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.08.2001
EP-Aktenzeichen 011197001
EP-Offenlegungsdatum 06.03.2002
EP date of grant 07.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse G06T 15/60(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine dreidimensionale (3D) Bildverarbeitungstechnik eines Anwendens einer spezifischen Bildverarbeitungsverarbeitung, um ein Modell, das in einem simulierten dreidimensionalen (3D) Raum angeordnet ist, auf einem Monitor anzuzeigen, nachdem es gerendert ist, wobei die Technik beispielsweise an Videospielsystemen angewandt ist bzw. wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND BEKANNTER STAND DER TECHNIK

In den letzten Jahren haben sich verschiedene Spielsysteme, in welchen Charaktere bzw. Figuren in einem simulierten 3D-Raum gezeigt sind, der auf einem Monitorschirm generiert bzw. erzeugt wird, verbreitet. Einige dieser Spielsysteme sind bekannt, daß sie Schifahren, Surfen, Motorbootfahren, Snowboarding, Skateboarding usw. simulieren.

Weiterhin wurde, um die Spiele interessanter verglichen mit jenen zu machen, die in Spielsystemen gespielt werden, welche ein Laufen, Gleiten oder eine ähnliche Tätigkeit auf Oberflächen, wie der Bodenoberfläche und Meeresoberfläche simulieren, für derartige simulierte Spielsysteme berücksichtigt bzw. betrachtet, daß ein Charakter veranlaßt wird, von der Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder einer anderen Oberfläche in einem simulierten 3D-Raum auf einer Monitoroberfläche basierend auf einer Wellung der Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder anderen Oberfläche und der Lauf- (oder Gleit-) -Geschwindigkeit des Charakters zu schwimmen bzw. abzuheben. Typische Spiele, die in derartigen Spielsystemen gespielt sind, sind Snowboardspiele und Halfpipespiele, in welchen Sprünge wesentliche Elemente sind.

Wenn ein Schatten des Charakters bzw. der Figur auf die Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder andere Oberfläche in derartigen Spielsystemen geworfen wird, in welchen der Charakter veranlaßt wird, in dem simulierten 3D-Raum zu schwimmen oder zu springen, kann eine bessere Präsenz gegeben werden, wodurch Spielsysteme realisiert werden können, welche Spiele anbieten können, die eine Vielzahl von interessanten und sinnvollen bzw. klugen Aspekten aufweisen.

Bergeron "A General Version of Crow's Shadow Volumes", IEEE Computer Graphics and applications, Vol. 6, Nr. 9 (1. September 1986), Seiten 17–28 zeigt ein Schattenmodell, welches ursprünglich durch Frank Crow 1977 eingeführt wurde, und auch einige Jahre später in "Computer Graphics" (23. Oktober 1990), Addison-Wesley, von Foley und Van Dam präsentiert wurde. Dieses Modell beschreibt, wie Schatten generiert werden können, indem für jedes Objekt ein Schattenvolumen erzeugt wird, welches das Objekt bzw. den Gegenstand von der Lichtquelle blockiert. Dieses Schattenvolumen ist durch einen Satz von unsichtbaren Schattenpolygonen gebunden bzw. begrenzt, wobei drei Seiten eines Schattenpolygons durch eine Silhouettenkante des Gegenstands und den zwei Linien definiert sind, die von der Lichtquelle ausgehen und durch den Kantenendpunkt durchtreten.

EP 1 170 700 A offenbart ein Verfahren eines Generierens bzw. Erzeugens eines Schattenraums eines Ausbildens eines festen Körpers als ein Schatten in einer 3D-Computergraphik, indem ein fester Körper als ein Schattenraum eines Polygons gebildet wird, indem Kopien der entsprechenden Scheitel des Polygons veranlaßt werden, daß sie in der Vektorrichtung der Lichtstrahlen zu der Grenze des Zeichnungsraums verschoben werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER FINDUNG

In Hinblick auf die obige Situation ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Bildverarbeitungsverfahren und eine Vorrichtung zum realistischen und einfachen Ausbilden von Schatten von Charakteren bzw. Figuren, ein lesbares Speichermedium, das ein 3D-Bildverarbeitungsprogramm speichert, und ein Videospielsystem zur Verfügung zu stellen.

Um das obige Ziel zu erreichen, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung zum Ausbilden bzw. Erzeugen eines Schattenmodells eines festen Modells, das durch Polygone gebildet ist, die jeweils Scheitelnormalvektoren aufweisen. Diese dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung umfaßt eine Scheitelsortiereinheit, um die entsprechenden Scheitel der Polygone, die das feste Modell ausbilden, in sichtbare Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer sichtbaren Oberfläche, die in einer Richtung zu einer Lichtquelle schauen, und versteckte Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer versteckten Oberfläche zu sortieren, die in einer Richtung entgegengesetzt zur Lichtquelle schauen bzw. gerichtet sind, Schattenmodell-Bildungseinheit zum Deformieren des festen Modells durch ein Bewegen der Scheitel der versteckten Oberfläche in einer Fortbewegungsrichtung von Strahlen von der Lichtquelle, und einen Schattenmodellgenerierungs-Datenabschnitt, beinhaltend einen Schattenmodell-Generierungsabschnitt, der einen Vergrößerungsdatenabschnitt der versteckten Oberfläche aufweist, welcher Vergrößerungsraten (Bx', By', Bz') für die Scheitel der versteckten Oberfläche speichert, welche darstellen bzw. repräsentieren, wie viele Scheitel der versteckten Oberfläche in dem 3D-Raum vergrößert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schattenmodell-Generierungsmittel das feste bzw. durchgehende Modell durch ein Vergrößern der Scheitel der versteckten Oberfläche von dem Zentrum des festen Modells entsprechend der Vergrößerungsraten deformieren, die in dem Vergrößerungsdatenabschnitt gespeichert sind.

Gemäß dieser Konstruktion kann das Schattenmodell leicht unter Verwendung der Modelldaten des Polygonmodells generiert bzw. erzeugt werden, für welches ein Schatten auszubilden bzw. zu erzeugen ist.

Diese und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen noch ersichtlicher werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist Blockdiagramm, das eine Ausbildung eines Videospielsystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,

2 ist ein Blockdiagramm, das einen wesentlichen Abschnitt einer 3D-Bildverarbeitungsvorrichtung zeigt,

3 ist ein Flußdiagramm, das eine Zusammenfassung einer 3D-Bildverarbeitung zeigt, die zum Anzeigen bzw. Darstellen eines Schattens eines spezifischen Polygonsmodells auf einem Monitor angewandt ist,

4 ist ein Flußdiagram, das ein Schattenmodell-Generierungs- bzw. -Bildungsverfahren zeigt,

5A bis 5D sind Diagramme, die Schattenmodelle eines sphärischen bzw. kugelförmigen Modells als Beispiele zeigen, wobei 5A das sphärische Modell zeigt, für welches Schattenmodelle zu generieren sind, 5B ein Schattenmodell in dem Fall zeigt, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche nicht bewegt sind bzw. werden, um sich zu erstrecken oder ihre Abstände von einem Zentrum des sphärischen Modells verkürzen, 5C ein beispielhaftes Schattenmodell in dem Fall zeigt, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche bewegt werden, um ihre Abstände von dem Zentrum des sphärischen Modells zu reduzieren, und 5D ein exemplarisches bzw. beispielhaftes Schattenmodell. in dem Fall zeigt, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche bewegt werden, um ihre Abstände von dem Zentrum des sphärischen Modells zu erstrecken,

6 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren eines Generierens eines Schattenbilds unter Verwendung eines Schattenmodells zeigt, und

7 und 8 sind Diagramme, die ein Schattenbild eines Snowboards zeigen, das auf die Oberfläche einer Neigung bzw. eines Hangs geworfen ist, wobei das Bild durch Anwenden eines Schablonenmalens an dem Schattenmodell generiert ist, wobei 7 das Schattenmodell des Snowboards zeigt und 8 einen Schatten des Snowboards, der auf die Oberfläche der Neigung geworfen ist, und das Schattenmodell zeigt, das durch die Oberfläche der Neigung abgetrennt bzw. beschnitten ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSBIDLUNGEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausbildung eines Videospielsystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses Spielsystem 1 ist mit einer Hauptspieleinheit, einem Fernsehmonitor (TV) 2 zum Anzeigen von Bildern eines Spiels, einer Verstärkungsschaltung 3 und einem Lautsprecher 4 zum Ausgeben von Toneffekten und dgl. während eines Spiels, und einem Speichermedium 5 versehen, das Spieldaten, umfassend bzw. beinhaltend Spieldaten, Tondaten und Programmdaten speichert. Das Speichermedium 5 kann eine ROM-Kassette, in welcher ein ROM, das die Spieldaten und Programmdaten eines Betriebssystems speichert, in einem Kunststoffgehäuse ist, eine optische Diskette, eine flexible Diskette usw. sein. In Abhängigkeit von der Art des Spielsystems 1 kann ein eingebautes ROM oder dgl. verwendet werden.

Die Hauptspieleinheit ist derart konstruiert, daß Busse 7, enthaltend Adreßbusse, Datenbusse und Steuer- bzw. Regelbusse mit einer CPU 6 verbunden sind; ein RAM 8, Interfaceschaltungen 9, 10, ein Signalprozessor 11, ein Bildprozessor 12 und Interfaceschaltungen 13, 14 sind mit den Bussen 7 verbunden; eine Steuer- bzw. Regeleinheit bzw. ein Controller 16 ist mit der Interfaceschaltung 10 über eine Betriebsinformations-Interfaceschaltung 15 verbunden; ein Digital-zu-Analog-(D/A)-Wandler 17 ist mit der Interfaceschaltung 13 verbunden; und ein D/A-Wandler 18 ist mit der Interfaceschaltung 14 verbunden.

Eine Speichereinheit 19 ist durch das RAM 8 die Interfaceschaltung 9 und das Speichermedium 5 konstruiert; eine Steuer- bzw. Regeleinheit 20 zum Steuern bzw. Regeln des Fortschritts des Spiels ist durch die CPU 6, den Signalprozessor 11 und den Bildprozessor 12 konstruiert; eine Betätigungs- bzw. Betriebseingabeeinheit 21 ist durch die Interfaceschaltung 10, die Betriebsinformations-Interfaceschaltung 15 und die Steuer- bzw. Regeleinheit 16 konstruiert; eine Bildanzeigeeinheit 22 ist durch den TV-Monitor 2, die Interfaceschaltung 13 und den D/A-Wandler 17 konstruiert; und eine Tonausgabeeinheit 23 ist durch die Verstärkungsschaltung 3, den Lautsprecher 4, die Interfaceschaltung 14 und den D/A-Wandler 18 konstruiert.

Der Signalprozessor 11 führt hauptsächlich eine Berechnung von Positionen von Charakteren bzw. Figuren in einem simulierten 3D-Raum, eine Berechnung zum Transformieren einer Position in dem simulierten 3D-Raum zu der einen in einem zweidimensionalen (2D) Raum, eine Lichtquellenberechnung und ein Lesen und eine Kombination von verschiedenen Tondaten durch.

Der Bildprozessor 12 positioniert Polygone, die ein Bild ausbilden, das in einem Anzeigebereich des RAM 8 auszubilden sind, und führt ein Rendern bzw. Wiedergeben, wie ein Texturkartenzeichnen bzw. -abbilden an diesen Polygonen basierend auf dem Berechnungsergebnis des Signalprozessors 11 aus.

Die Steuer- bzw. Regelschaltung 16 ist mit verschiedenen Knöpfen zum Wählen von Spielinhalten, Instruieren des Starts des Spiels und Instruieren von Tätigkeiten, Richtung usw. zu einem Hauptcharakter verbunden.

Die Art des Spielsystems 1 differiert in Abhängigkeit von seiner Anwendung. Spezifisch sind der TV-Monitor 2, die Verstärkungsschaltung 3 und der Lautsprecher 4 gesondert von der Hauptspieleinheit in dem Fall, daß das Spielsystem 1 für eine Heimverwendung konstruiert ist, während alle Elemente, die in 1 gezeigt sind, als eine Einheit in einem Gehäuse in dem Fall enthalten sind, daß das Spielsystem 1 zur Geschäftsverwendung konstruiert ist.

In dem Fall, daß das Spielsystem 1 mit einem Personal Computer oder einer Arbeitsstation als einem Kern konstruiert ist, entspricht der TV-Monitor 2 einer Computeranzeige, der Bildprozessor 12 entspricht Teilen der Spielprogrammdaten, die in dem Speichermedium 5 oder einer Hardware auf einer Zusatzkarte gespeichert sind, die an einem Zusatzschlitz des Computers montiert bzw. befestigt ist, und die Interfaceschaltungen 9, 10, 13, 14, die D/A-Wandler 17, 18 und die Betriebsinformations-Interfaceschaltung 15 entsprechen Hardware auf der Zusatzkarte, die an dem Erweiterungs- bzw. Zusatzschlitz des Computers befestigt ist. Weiterhin entspricht das RAM 8 einem Hauptspeicher des Computers oder den entsprechenden Bereichen eines Zusatzspeichers.

Ein Fall, wo das Spielsystem 1 zur Heimverwendung konstruiert ist, ist unten beschrieben. Zuerst wird die Betätigung des Spielsystems 1 kurz beschrieben. Wenn ein Leistungsschalter (nicht gezeigt) eingeschaltet wird, um das Videospielsystem 1 zu aktivieren, liest die CPU 6 Bilddaten, Tondaten und Spielprogrammdaten von dem Speichermedium 5 in Übereinstimmung mit dem Betriebssystem, das in dem Speichermedium 5 gespeichert ist. Alle oder ein Teil der gelesenen Bilddaten, Tondaten und Spielprogrammdaten sind in dem RAM 8 gespeichert.

Danach wird das Spiel durch die CPU 6 in Übereinstimmung mit den Spielprogrammdaten, die in dem RAM 8 gespeichert sind, und den Inhalten von Instruktionen bzw. Anweisungen fortgeführt, die durch einen Spielteilnehmer über die Steuer- bzw. Regeleinheit 16 gegeben sind. Mit anderen Worten werden Befehle als Aufgaben zum Ausbilden von Bildern und Ausgeben von Tönen geeignet in Übereinstimmung mit Inhalten von Instruktionen generiert bzw. erzeugt, die durch den Spielteilnehmer über die Steuer- bzw. Regeleinheit 16 gegeben sind.

Der Signalprozessor 11 führt eine Berechnung von Positionen von Charakteren bzw. Figuren in dem 3D-Raum (selbstverständlich gilt dasselbe für den 2D-Raum), eine Lichtquellenberechnung, ein Lesen und eine Kombination von verschiedenen Tondaten in Übereinstimmung mit diesen Befehlen aus.

Nachfolgend schreibt der Bildprozessor 12 die Bilddaten, die in dem Anzeige- bzw. Displaybereich des RAM 8 auszubilden sind, basierend auf dem Berechnungsergebnis des Signalprozessors 11. Die Bilddaten, die in dem RAM 8 geschrieben sind, werden über die Interfaceschaltung 13 dem D/A-Wandler 17 zugeführt, welcher dann die Bilddaten zu dem TV-Monitor 2 zuführt, um sie als ein Bild auf dem Schirm des TV-Monitors 2 anzuzeigen, nachdem sie in ein analoges Videosignal umgewandelt sind.

Andererseits werden die Tondaten, die vom Signalprozessor 11 ausgegeben werden, über die Interfaceschaltung 14 dem D/A-Wandler 18 zugeführt, welcher sie wiederum in ein analoges Tonsignal (über ein Filter oder dgl.) umwandelt. Das konvertierte bzw. umgewandelte Signal wird als ein Spielton von dem Lautsprecher 4 als ein Ton bzw. Sound generierendes Mittel über die Verstärkungsschaltung 3 ausgegeben. Die Spieltöne beziehen sich auf BGMs, verschiedene Toneffekte, Präsentationstöne, Stimmen usw.

2 ist ein Blockdiagramm, das einen wesentlichen Abschnitt einer 3D-Bildverarbeitungsvorrichtung zeigt. Das RAM 8 ist mit einem Polygondatenabschnitt 80 zum Speichern von Koordinaten von Scheiteln der entsprechenden Polygone, Normalen bzw. Normalvektoren der entsprechenden Scheitel, Normalvektoren von Oberflächen der Polygone und ähnlichen Daten, einem Lichtquellenvektordatenabschnitt 81 zum Speichern von Daten auf einem Vektor, der eine Fortbewegungs- bzw. Ausbreitungsrichtung von Strahlen von einer Lichtquelle darstellt bzw. repräsentiert, einem Kamerasichtvektordatenabschnitt 82 zum Speichern von Daten auf einem Vektor, der eine Betrachtungs- bzw. Sichtrichtung einer virtuellen Kamera darstellt, einen Schattenmodellgenerierungs-Datenabschnitt 83 zum Speichern von Daten, die verwendet werden, um Schattenmodelle (Schattenvolumina) zu generieren bzw. zu erzeugen, einem Rahmenpuffer 8a zum Speichern eines Bilds, das durch Anwenden eines Renders an einem Polygonmodell erhalten wird, das in dem simulierten 3D-Raum angeordnet ist, einem Schablonenpuffer 8b zum Speichern eines Schattenbilds, das durch ein Anwenden eines Schablonenbildens an einem Schattenmodell erhalten ist, und einem Z-Wert-Datenabschnitt 8c zum Speichern von Abständen Z zwischen dem Betrachtungs- bzw. Gesichtspunkt der virtuellen Kamera und den Polygonen entsprechend den entsprechenden Bildpunkten bzw. Pixeln in dem simulierten 3D-Raum versehen. Hier wird angenommen, daß die Normalvektoren der entsprechenden Scheitel und Oberflächen der Polygone, der Lichtquellenvektor und der Sichtvektor der Kamera alle normalisiert sind.

Der Polygondatenabschnitt 80 umfaßt bzw. enthält einen Modelldatenabschnitt 801 zum Speichern von Daten von Modellen, für welche Schattenmodelle zu generieren sind. Der Schattenmodellgenerierungs-Datenabschnitt 83 enthält einen Parallelbewegungsgrößen-Datenabschnitt 831, der eine Größe bzw. ein Ausmaß darstellt, um welche(s) das Modell, für welches ein Schattenmodell zu generieren ist, parallel zu einer Anzeigeposition bewegt ist bzw, wird, um dieses Modell in dem simulierten 3D-Raum anzuordnen, einen Rotationsgrößendatenabschnitt 832, der eine Größe einer Rotation des Modells darstellt, einen Vergrößerungsdatenabschnitt 833, der eine Vergrößerung (Vergrößerung/Reduktion) des Modells darstellt, einen Parallelbewegungs-Datenabschnitt 834 der versteckten Oberfläche, der darstellt, um wieviel ein Satz von Scheiteln der entsprechenden Polygone (hier als "Scheitel der versteckten Oberfläche" bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird ein Satz von Scheiteln der Polygone, auf welche Strahlen von der Lichtquelle projiziert werden, als "Scheitel einer sichtbaren Oberfläche" bezeichnet), auf welche Strahlen von der Lichtquelle nicht projiziert werden, parallel in einer Richtung des Lichtquellenvektors bewegt werden sollten, und einen Vergrößerungsdatenabschnitt 835 der versteckten Oberfläche, der darstellt, wie stark Scheitel der versteckten Oberflächen basierend auf dem Zentrum des Modells vergrößert werden.

Der Signalprozessor 11 enthält eine ein Schattenmodell generierende Vorrichtung 111 zum Generieren von Schattenmodellen in einem Verfahren, das später zu beschreiben ist. Der Bildprozessor 12 enthält eine Schablonen bildende Vorrichtung 121 zum Generieren eines Schattenbilds aus bzw. von dem Schattenmodell in einem Verfahren, das Schablonenbilden genannt wird, eine Abbildungsvorrichtung 122 zum Schreiben eines Bilds, das durch ein Anwenden eines Renderns an einem Polygonmodell, das in dem simulierten 3D-Raum angeordnet ist, in dem Rahmenpuffer 8a erhalten ist, und Schreiben eines Schattenbilds in dem Schablonenpuffer 8b, und eine kombinierende Vorrichtung 123 zum Lesen und Kombinieren des Bilds, das in den Rahmenpuffer 8a geschrieben ist, und desjenigen, das in den Schablonenpuffer 8b geschrieben ist, und Schreiben eines kombinierten Bilds in den Rahmenpuffer 8a.

3 ist ein Flußdiagramm, das eine Zusammenfassung einer 3D-Bild-Verarbeitung zeigt, die angewandt wird, um ein Polygonmodell, das in dem simulierten 3D-Raum angeordnet ist, auf dem Monitor 2 anzuzeigen, nachdem ein Rendern daran angewandt wurde, und um einen Schatten eines spezifischen Polygonmodells auf dem Monitor anzuzeigen.

Zuerst wird ein Schattenmodell eines Polygonmodells, von welchem gewünscht ist, daß es mit einem Schatten angezeigt wird, durch die Schattenmodell-Generierungsvorrichtung 111 generiert bzw. erzeugt (Schritt ST1). Dann wird ein Schablonenbilden an dem Schattenmodell durch die schablonenbildende Vorrichtung 121 angewandt, um ein Schattenbild zu generieren (Schritt ST3). Das generierte Schattenbild wird in den Schablonenpuffer 8b durch die Abbildungsvorrichtung 122 geschrieben (Schritt ST5). Nachfolgend wird ein Rendern an allen Polygonmodellen mit Ausnahme des Schattenmodells angewandt, das in dem simulierten 3D-Raum liegt bzw. angeordnet ist, um ein Bild des gesamten Modells mit der Ausnahme des Schattenmodells zu erhalten (Schritt ST7). Dieses Bild des gesamten Modells mit der Ausnahme des Schattenmodells wird in den Rahmenpuffer 8a durch die Abbildungsvorrichtung 122 geschrieben (Schritt ST9). Das in den Rahmenpuffer 8a geschriebene Bild und das eine, das in den Schablonenpuffer 8b geschrieben ist, werden gelesen und durch die Kombiniervorrichtung 123 kombiniert und das kombinierte Bild wird in den Rahmenpuffer 8a geschrieben (Schritt ST11).

Ein Polygonmodell, das in der folgenden Beschreibung verwendet ist bzw. wird, hat Scheitelnormalvektordaten entsprechend den jeweiligen Scheiteln der Polygone, die das Modell ausbilden, und Oberflächennormalvektordaten, die den jeweiligen Oberflächen der Polygone entsprechen, die das Modell ausbilden.

Hier wird ein Verfahren zum Transformieren von Koordinaten der Scheitel des Modells, wobei das Verfahren verwendet wird, um das Polygonmodell in dem simulierten 3D-Raum anzuordnen und um das Schattenmodell zu generieren, beschrieben. Eine Koordinatentransformation der entsprechenden Scheitel des Polygons wird durch eine Vergrößerung, eine Rotationsgröße und eine Parallelbewegungsgröße des Modells spezifiziert. Mit anderen Worten wird eine Tätigkeit, die in Gleichung (1) gezeigt ist, ausgeführt, um anfängliche bzw. ursprüngliche Koordinaten eines spezifischen Scheitels von (x,y,z) in (x',y',z') zu transformieren.

Hier ist Mat eine 4 × 4 Matrix. In dem Fall, daß das Modell um Bx in einer X-Achsenrichtung, By in einer Y-Achsenrichtung vergrößert wird und Bz in einer Z-Achsenrichtung vergrößert wird, kann Smat (Vergrößerungsmatrix), die in Gleichung (2) gezeigt ist, als Mat von Gleichung (1) verwendet werden.

Weiterhin kann in dem Fall, daß das Modell um Rx (Radian) in einer X-Achsrichtung, Ry (Radian) in einer Y-Achsrichtung und Rz (Radian) in einer Z-Achsrichtung gedreht wird, RMat (Rotationsmatrix), die in Gleichung (3) gezeigt ist, als Mat von Gleichung (1) verwendet werden.

Hier,

Sr = sin(Rx), Cr = cos(Rx),

Sp = sin(Ry), Cp = cos(Ry),

Sh = sin(Rz), Ch = cos(Rz).

Es ist notwendig, gleichzeitig die Normalvektoren der Scheitel (oder Oberflächen) der Polygone in dem Fall eines Rotierens der Modells zu rotieren bzw. zu drehen. Weiterhin kann in dem Fall, daß das Modell parallel um Tx in einer X-Achsrichtung, Ty in einer Y-Achsrichtung und Tz (Radian) in einer Z-Achsrichtung bewegt wird, TMat (Parallelbewegungsmatrix), die in Gleichung (4) gezeigt ist, als Mat von Gleichung (1) verwendet werden.

In dem Fall, daß die obigen drei Arten von Transformationen gleichzeitig ausgeführt wird, kann TRSMat, die in Gleichung (5) gezeigt ist, welche ein Produkt von TMat, RMat und SMat ist, als Mat von Gleichung (1) verwendet werden.

4 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren eines Generierens des Schattenmodells zeigt. Hier wird ein Fall, wo die Scheitel der versteckten Oberfläche des Schattenmodells nicht bewegt werden, um Flächen bzw. Bereiche der versteckten Oberflächen zu vergrößern oder zu verringern, beschrieben. Zuerst sind bzw. werden die Scheitelnormalvektoren, wenn das Polygon, für welches der Schatten zu erzeugen ist, in dem simulierten 3D-Raum angeordnet ist, durch Multiplizieren der Scheitelnormalvektoren dieses Polygons mit der Rotationsmatrix erhalten (Schritt ST13).

Nachfolgend wird ein inneres Produkt des Scheitelnormalvektors, der in Schritt ST13 erhalten ist, und des Lichtquellenvektors für jeden Scheitel des Polygonmodells berechnet, für welches der Schatten zu generieren ist (Schritt ST15), und es wird unterschieden, ob das erhaltene Innenprodukt größer als "0" ist (Schritt ST17).

Wenn das innere Produkt kleiner als "0" ist, ist dieser Scheitel ein Scheitel, auf welchen Strahlen von der Lichtquelle projiziert werden, und der Scheitel kann in dem simulierten 3D-Raum angeordnet werden durch ein Multiplizieren des Scheitelnormalvektors mit der Matrix TRSMat (die als lokale Matrix der sichtbaren Oberfläche bezeichnet ist), die in Gleichung (5) gezeigt ist (Schritt ST19). Mit anderen Worten sind die Scheitel der sichtbaren Oberfläche in denselben Positionen angeordnet, wenn das Polygon, für welches ein Scheitel zu erzeugen ist, in dem simulierten 3D-Raum angeordnet ist.

Wenn das innere Produkt größer als "0" ist, ist dieser Scheitel andererseits ein Scheitel, auf welchen kein Strahl von der Lichtquelle projiziert ist bzw. wird, und der Scheitel kann in dem simulierten 3D-Raum durch ein Multiplizieren des Scheitelnormalvektors mit der Matrix TRSMat' angeordnet werden (die als lokale Matrix der versteckten Oberfläche bezeichnet ist), die in Gleichung (6) gezeigt ist (Schritt ST21).

Hier,

Tx' = Tx + k × Lx

Ty' = Ty + k × Ly

Tz' = Tz + k × Lz.

wo (Lx, Ly, Lz) ein Lichtquellenvektor ist und k eine Konstante ist, die einen Abstand des Scheitels der versteckten Oberfläche entlang der Fortbewegungs- bzw. Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle darstellt, wobei der Abstand in dem Parallelbewegungs-Datenabschnitt 834 der versteckten Oberfläche gespeichert ist. Mit anderen Worten sind die Scheitel der versteckten Oberfläche an Positionen angeordnet, welche erreicht werden, indem sie parallel um den Abstand k entlang der Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle von ihren Positionen bewegt werden, wenn das Polygon, für welches ein Schatten zu erzeugen ist, in dem simulierten 3D-Raum angeordnet ist.

Das Schattenmodell enthält sichtbare Oberflächenscheitel bzw. Scheitel der sichtbaren Oberfläche, die in dem simulierten 3D-Raum in Schritt ST20 angeordnet sind, und Scheitel der versteckten Oberfläche, die darin in Schritt ST21 angeordnet sind.

Andererseits kann eine Matrix TRSMat'', die in Gleichung (7) gezeigt ist, statt der Matrix TRSMat', die in Schritt ST21 verwendet ist, in dem Fall verwendet werden, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche bewegt werden, um die Flächen der versteckten Oberflächen zu reduzieren oder zu vergrößern.

Hier,

Bx' = Bx × BBx

By' = By × BBy

Bz' = Bz × BBz

wo BBx, BBy, BBz in dem Vergrößerungs-Datenabschnitt 835 der versteckten Oberfläche gespeichert sind und Vergrößerungen darstellen, bei welchen die versteckte Oberfläche in X-Achsen-, Y-Achsen- bzw. Z-Achsenrichtung vergrößert wird.

5A bis 5D sind Diagramme, die Schattenmodelle eines sphärischen bzw. kugelförmigen Polygons M0 als Beispiele zeigen. In 5A bis 5D sind Scheitel, die in schwachpunktierten Polygonen inkludiert bzw. enthalten sind, Scheitel (M01, M11, M21, M31) einer sichtbaren Oberfläche und verbleibende Scheitel sind Scheitel (M02, M12, M22, M32) einer versteckten Oberfläche. Koordinatenachsen sind nahe zu 5D gezeigt.

5A zeigt das sphärische Polygonmodell M0, für welches ein Schattenmodell zu generieren ist. Parallele Strahlen fallen auf das Polygon M0 in einer Richtung eines gezeigten Lichtquellenvektors V1 ein, d.h. von rechts nach links (negative Richtung entlang der X-Achse). Normalvektoren V2 an den entsprechenden Scheiteln sind radial nach außen von dem Zentrum des sphärischen Polygons M0 schauend bzw. gerichtet. Es kann gesehen werden, daß, wenn ein inneres Produkt des Normalvektors V2 an dem Scheitel und des Lichtquellenvektors V1 positiv ist, d.h. eine X-Komponente des Normalvektors V2 an dem Scheitel in derselben Richtung wie der Lichtquellenvektor V1 schaut, dieser Scheitel ein Scheitel M02 einer versteckten Oberfläche ist.

5B zeigt ein Schattenmodell M1 in dem Fall, daß die Scheitel M02 der versteckten Oberfläche nicht bewegt werden, um die Flächen der versteckten Oberflächen zu vergrößern oder zu reduzieren. Das Schattenmodell M1 wird generiert, indem die Scheitel M02 der versteckten Oberfläche parallel zu der Richtung des Lichtquellenvektors V1 bewegt werden, d.h. in der negativen Richtung der X-Achse. Wenn ein derartiges Schattenmodell M1 verwendet wird, wird ein Schatten einer bestimmten Größe unabhängig von einem Abstand zwischen einer Projektionsoberfläche des Schattens und dem Modell M0 in dem simulierten 3D-Raum erzeugt, wenn dieser Abstand gleich oder kleiner als ein spezifizierter Wert ist. Somit ist das Schattenmodell M1, das nur durch ein paralleles Bewegen der Scheitel der versteckten Oberfläche generiert ist, zum Darstellen eines Schattens geeignet, der erzeugt wird, wenn Strahlen von den Lichtquellen parallele Strahlen wie in diesem Beispiel sind.

5C zeigt ein Beispiel eines Schattenmodells M2 in dem Fall, daß die Scheitel M02 der versteckten Oberfläche bewegt werden, um die Flächen der versteckten Oberflächen zu reduzieren. Das Schattenmodell M2 wird durch ein Bewegen der Scheitel M02 der versteckten Oberfläche von 5A parallel zu der Richtung des Lichtquellenvektors V1 generiert, d.h. in der negativen Richtung der X-Achse, während die Flächen der versteckten Oberflächen entlang der Y-Achse und Z-Achse in bezug auf ein Zentrum 0 des Polygons M0 reduziert werden. Wenn ein derartiges Schattenmodell M2 verwendet wird, wird die Größe des Schattens, der zu erzeugen ist, kleiner, wenn bzw. da ein Abstand zwischen einer Projektionsoberfläche des Schattens und dem Modell M0 in dem simulierten 3D-Raum größer wird, wenn dieser Abstand gleich oder kleiner als ein bestimmter Wert ist. Somit ist das Schattenmodell M2, das durch eine Abstandsreduktion und Parallelbewegungen der Scheitel der versteckten Oberfläche generiert ist, geeignet, um einen Schatten darzustellen, der erzeugt wird, wenn die Lichtquelle eine Oberflächenlichtquelle oder eine Linienlichtquelle ist.

5D zeigt ein Beispiel eines Schattenmodells M3 in dem Fall, daß die Scheitel M02 der versteckten Oberfläche bewegt werden, um die Flächen der versteckten Oberflächen zu vergrößern. Das Schattenmodell M3 wird generiert, indem die Scheitel M02 der versteckten Oberfläche von 5A parallel zu der Richtung des Lichtquellenvektors V1 bewegt werden, d.h. in der negativen Richtung der X-Achse, während die Flächen der versteckten Oberflächen entlang der Y-Achse und der Z-Achse in bezug auf das Zentrum O des Polygons M0 vergrößert werden. Wenn ein derartiges Schattenmodell M3 verwendet wird, wird die Größe eines Schattens, der zu erzeugen ist, größer, da bzw. wenn ein Abstand zwischen einer Projektionsoberfläche des Schattens und dem Modell M0 in dem simulierten 3D-Raum größer wird, wenn der Abstand gleich oder kleiner als ein spezifizierter Wert ist. Somit ist das Schattenmodell M3, das durch eine Abstanderstreckung und Parallelbewegungen der Scheitel der versteckten Oberfläche generiert ist, geeignet, um einen Schatten darzustellen, der erzeugt wird, wenn die Lichtquelle eine Punktlichtquelle ist.

6 ist ein Flußdiagramm, das einen Vorgang einer Verarbeitung zeigt, das Schablonenbilden genannt ist, um ein Schattenbild unter Verwendung eines Schattenmodells zu erzeugen. Zuerst wird ein Rendern angewandt, indem alle Polygonmodelle, enthaltend das Schattenmodell in dem simulierten 3D-Raum angeordnet werden (Schritt ST25). Durch diese Verarbeitung werden RGB-Werte der Modelle, die Bildpunkt für Bildpunkt bzw. pixelweise auf dem Schirm angezeigt sind, beispielsweise in 8 Bits (0 bis 255) in dem Schablonenpuffer 8b geschrieben. Weiterhin sind die Abstände Z von dem Betrachtungs- bzw. Gesichtspunkt der virtuellen Kamera zu dem Modell, das in den entsprechenden Bildpunkten angezeigt bzw. dargestellt ist, in dem Z-Wert-Datenabschnitt 8c eingeschrieben.

Nachfolgend werden alle RGB-Werte in einem Speicher des Schablonenpuffers 8b auf 128 initialisiert (welches weiße Farbe darstellt) (Schritt ST27). Dann wird ein inneres Produkt des Normalvektors von jeder Oberfläche des Schattenmodells und des Sichtvektors der Kamera berechnet (Schritt ST29) und es wird entschieden bzw. unterschieden, ob das berechnete innere Produkt größer als "0" ist (Schritt ST31).

Die Oberfläche eines inneren Produkts größer als "0" ist eine Oberfläche (nach vorne schauendes Polygon), deren Normalvektor in einer Richtung entgegengesetzt von dem Betrachtungs- bzw. Sichtpunkt der Kamera schaut bzw. gerichtet ist, und beispielsweise "1" von den RGB-Werten der Bildpunkte in dem Speicher des Schablonenpuffers 8b abgezogen, der dieser Oberfläche entspricht (Schritt ST33). Die Oberfläche, die ein inneres Produkt gleich oder kleiner als "0" aufweist, ist eine Oberfläche (nach rückwärts schauendes bzw. gerichtetes Polygon), deren Normalvektor in einer Richtung zu dem Gesichtspunkt der Kamera schaut, und "1" wird zu den RGB-Werten der Bildpunkte in dem Speicher des Schablonenpuffers 8b entsprechend dieser Oberfläche hinzugezählt bzw. addiert (Schritt ST35).

Nachfolgend wird 128 von allen RGB-Werten in dem Speicher des Schablonenpuffers 8b subtrahiert (Schritt ST37). Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn das Ergebnis der Subtraktion ein negativer Wert ist, dieser negative Wert durch "0" ersetzt. Dann wird ein Schatten in den Bildpunkten erzeugt, deren RGB-Werte in dem Speicher des Schablonenpuffers 8b "1" oder größer ist (Schritt ST39).

Ein Schattenbild wird von dem Schattenmodell durch das obige Verarbeiten ausgebildet. Obwohl "1" in der obigen Berechnung hinzugezählt oder subtrahiert wird, kann jede ganze Zahl zwischen 1 und 127 verwendet werden.

Wie oben beschrieben, sind die Bildpunkte, in welchen ein Schatten erzeugt wird, jene, die das nach vorne schauende Polygon aufweisen, und kein rückwärts schauendes Polygon in denselben Bildpunktpositionen aufweisen. Da das Schattenmodell ein Polygonmodell zum Abschneiden eines geschlossenen Raums ist, wird hier kein Schatten ausgebildet, wenn es keine Projektionsoberfläche des Schattens gibt. Der Schatten wird auch nicht in dem Fall erzeugt, daß die Projektionsoberfläche des Schattens in einer Richtung entgegengesetzt von dem Gesichtspunkt der Kamera schaut.

7 und 8 sind Diagramme, die ein Schattenbild eines Snowboards zeigen, das auf die Oberfläche einer Neigung bzw. eines Hangs geworfen wird, wobei das Bild durch ein Anwenden eines Schablonenbildens auf einem Schattenmodell erhalten ist. 7 zeigt ein Schattenmodell M40 eines Snowboards M4 in dem Fall des Bewegens der Scheitel der versteckten Oberfläche, um Flächen von versteckten Oberflächen zu reduzieren.

8 ist ein Diagramm, das einen Schatten M5 eines Snowboards M4, der auf eine Oberfläche M6 einer Neigung geworfen wird, und ein Schattenmodell M41 zeigt, das durch die Neigungsoberfläche M6 weggeschnitten ist. Es kann gesehen werden, daß das Schattenmodell M41, das durch die Neigungsoberfläche M6 weggeschnitten ist, (a) eine Mehrzahl von nach vorne schauenden Polygonen M411, M413, und (b) eine Mehrzahl von rückwärts schauenden Polygonen M412 aufweist. Die Mehrzahl von nach vorne schauenden Polygonen enthält jene Polygone, die einen Abschnitt einer Seitenoberfläche, welche von dem Gesichtspunkt der Kamera gesehen werden, und eine obere Oberfläche des Schattenmodells M41 ausbilden, die auch von dem Gesichtspunkt der Kamera gesehen werden kann. Spezifischer enthält die Mehrzahl von nach vorne schauenden Polygonen jene Polygone, M411a, M411b, M411c, M411d, M411e, M411f, M411g und M411h, und jene Polygone, die die obere Oberfläche ausbilden, M413a, M413b, M413c, M413d, M413e, M413f, M413g, M413h, M413i und M413j. Der Schatten M5 wird durch Bildpunkte entsprechend jenen Bildpunkten, die nach vorne schauende Polygone ausbilden (M411a + M411b + M411c + M411d + M411e + M411f + M411g + M411h + M413a + M413b + M413c + M413d + M413e + M413f + M413g + M413h + M413i + M413j) minus jener Bildpunkte erzeugt, die nach rückwärts schauende Polygone ausbilden (M412a + M412b + M412c + M412d + M412e + M412f + M412g + M412h + M412i + M412j + M412k + M412l). Mit anderen Worten ist der Schatten M5 = Summierung von Bildpunkte entsprechend Polygonen &Sgr;M411 und &Sgr;M413 – Summierung der Bildpunkte entsprechend Polygonen &Sgr;M412. Wo &Sgr;M411 bedeutet M411a + M411b + M411c + M411d + M411e + M411f + M411g + M411h. Wo &Sgr;M412 bedeutet M412a + M412b + M412c + M412d + M412e + M412f + M412g + M412h + M412i + M12j + M412k + M412l. Wo &Sgr;M413 bedeutet M413a, + M413b + M413c + M413d + M413e + M413f + M413g + M413h + M413i + M413j.

Die vorliegende Erfindung kann wie folgt ausgebildet bzw. verkörpert sein.

  • (A) Obwohl es nur ein Polygonmodell gibt, für welches ein Schatten in der vorhergehenden Ausbildung zu erzeugen ist, können Schattenbilder in demselben Verfahren bzw. Vorgang auch in dem Fall ausgebildet werden, wo zwei oder mehr Polygonmodelle vorliegen, für welche Schatten auszubilden sind. Es ist jedoch notwendig, eine Fläche bzw. einen Bereich des Schablonenpuffers 8b für die Anzahl der Polygone zu sichern, für welche die Schatten zu erzeugen sind. Je mehr Polygonmodelle, für welche Schatten zu erzeugen sind, desto realistischere Bilder können hergestellt bzw. gemacht werden.
  • (B) Obwohl das Polygon, für welches ein Schatten zu erzeugen ist, einen Oberflächenormalvektor und Scheitelnormalvektoren in der vorhergehenden Ausbildung aufweist, kann es nur einen von diesen aufweisen. Eine Kapazität des Modelldatenabschnitts 801 kann reduziert werden, indem wenigstens einer dieser Vektoren angenommen bzw. angewandt wird. Vektoren (Oberflächennormalvektoren oder Scheitelnormalvektoren), die nicht durch das Polygonmodell besessen sind, für welches ein Schatten zu erzeugen ist, können durch das folgende Verfahren berechnet werden.

    Der Scheitelnormalvektor des Polygons kann durch Addieren und Mitteln der Normalvektoren der Oberflächen des Polygonmodells berechnet werden, das diesem Scheitel benachbart ist. Der Oberflächennormalvektor des Polygons kann durch ein Addieren und Mitteln der Normalvektoren der entsprechenden Scheitel des Polygons berechnet werden.
  • (C) Obwohl für den Scheitel, von welchem ein inneres Produkt des Normalvektors und des Lichtquellenvektors "0" ist, beurteilt wird, daß er ein Scheitel der sichtbaren Oberfläche in der vorhergehenden Ausbildung, kann abgeschätzt bzw. beurteilt werden, daß er ein Scheitel einer versteckten Oberfläche ist. In dieser Ausbildung wird die Anzahl von Scheiteln erhöht werden, die als Scheitel der versteckten Oberfläche beurteilt werden, mit dem Ergebnis, daß ein Schattenmodell generiert wird, das eine unterschiedliche Form bzw. Gestalt aufweist. Weiterhin können Schattenmodelle verschiedener Formen generiert werden, indem die Richtungen der Scheitelnormalvektoren des Polygonmodells verändert werden, für welches ein Schatten anzuzeigen ist.
  • (D) Obwohl die Scheitel der versteckten Oberfläche bewegt werden, um die Flächen bzw. Bereiche der versteckten Oberflächen in bezug auf das Zentrum des Modells in dem Fall eines Generierens bzw. Erzeugens des Schattenmodells in der vorhergehenden Ausbildung zu vergrößern oder zu reduzieren, können sie so in bezug auf einen beliebigen Punkt, wie beispielsweise einen Punkt bewegt werden, der entfernt von dem Zentrum des Modells um einem bestimmten Abstand zu der Lichtquelle angeordnet ist. Weiterhin kann, obwohl die Vergrößerung der versteckten Oberflächen auf einen gemeinsamen Wert für alle Scheitel der versteckten Oberfläche in der vorhergehenden Ausbildung festgelegt ist, eine Vergrößerung so festgelegt werden, um einige versteckte Oberflächen zu vergrößern, während die anderen verkleinert werden. Weiterhin kann, obwohl die Scheitel der versteckten Oberfläche durch eine Vergrößerung und Parallelbewegungen beim Erzeugen des Schattenmodells in der vorhergehenden Ausbildung bewegt wurden, ein Verfahren angewandt werden, gemäß welchem Koordinaten für jeden Scheitel der versteckten Oberfläche in dem simulierten 3D-Raum festgelegt bzw. eingestellt werden. In diesen Ausbildungen kann ein gewünschtes Schattenbild erhalten werden, wenn Vergrößerungsbedingungen, wie der Referenz- bzw. Bezugspunkt, die Vergrößerung und die Koordinaten der Scheitel entsprechend einem Zustand einer Oberfläche bestimmt werden, auf welche ein Schatten zu werfen ist.
  • (E) Obwohl die Modelldaten und andere Daten in dem RAM 8 in der vorhergehenden Ausbildung gespeichert sind, können sie von dem Speichermedium 5 zu dem RAM 8 entsprechend dem Fortschritt des Spiels transferiert werden. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß eine notwendige Kapazität des RAM 8 reduziert werden kann.
  • (F) Obwohl die RGB-Werte in 8 Bits in der vorhergehenden Ausbildung ausgedrückt sind, können sie in einer gewünschten Anzahl von Bits ausgedrückt werden. Je mehr Bits, desto feinere Farbtöne können ausgedrückt werden.

In Summe bzw. zusammenfassend bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung zum Generieren bzw. Erzeugen eines Schattenmodells eines festen Modells, das durch Polygone ausgebildet ist, die jeweils Scheitelnormalvektoren aufweisen. Die 3D Bildverarbeitungsvorrichtung umfaßt Scheitelsortiermittel zum Sortieren der entsprechenden Scheitel der Polygone, die das feste Modell ausbilden, in sichtbare Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer sichtbaren Oberfläche, die in einer Richtung zu einer Lichtquelle schauen bzw. gerichtet sind, und versteckte Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer versteckten Oberfläche, die in einer Richtung entgegengesetzt von der Lichtquelle schauen, und Schattenmodell-Generierungsmittel zum Deformieren bzw. Verformen des festen bzw. durchgehenden Modells durch ein Bewegen der Scheitel der versteckten Oberfläche in einer Ausbreitungsrichtung von Strahlen von der Lichtquelle. Gemäß dieser Konstruktion kann das Schattenmodell leicht unter Verwendung der Modelldaten des Polygonmodells generiert werden, für welches ein Schatten auszubilden bzw. zu erzeugen ist.

Die Scheitelsortiermittel können konfiguriert sein, um die Scheitel in Scheitel einer sichtbaren Oberfläche und Scheitel einer versteckten Oberfläche basierend darauf zu sortieren, ob ein inneres Produkt eines Normalvektors von jedem Scheitel von jedem Polygon und eines Lichtquellenvektors, der die Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle darstellt, ein positiver oder negativer Wert ist. Gemäß dieser Konstruktion können die Scheitel der sichtbaren Oberfläche und die Scheitel der versteckten Oberfläche leicht aussortiert werden, indem die inneren Produkte der Vektoren berechnet werden.

Die Schattenmodell-Generierungsmittel können konfiguriert werden, um spezifizierte bzw. bestimmte Scheitel parallel zu der Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle zu bewegen. Gemäß dieser Konstruktion werden Schatten einer spezifischen Größe unabhängig von einer Änderung in dem Abstand erzeugt, um welchen die Charaktere bzw. Figuren der Modelle, für welche die Schatten erzeugt werden, von der Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder anderen Oberfläche schwimmen bzw. abheben. Da sich derartige Schatten in einer Weise ähnlich zu jenen verhalten, die tatsächlich ausgebildet werden, wenn die Lichtquelle eine Lichtquelle zum Emittieren von parallelen Strahlen, wie Sonnenstrahlen, ist, können realistische und leistungsfähige Bilder ausgebildet werden.

Die Schattenmodell-Generierungsmittel können konfiguriert sein bzw. werden, um Abstände zwischen den bestimmten Scheiteln derart zu verschmälern, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche des Schattenmodells, das die Scheitel der sichtbaren Oberfläche aufweist, eine Form bzw. Gestalt definieren, die in einer Bewegungsrichtung geneigt bzw. verjüngt ist. Entsprechend dieser Konstruktion werden Schatten, die auf die Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder eine andere Oberfläche geworfen werden, kleiner, wenn die Abstände, um welche die Charaktere der Modelle, für welche die Schatten erzeugt werden, von der Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder anderen Oberfläche schwimmen bzw. abheben, ansteigen. Da sich derartige Schatten in einer Weise ähnlich zu jenen verhalten, die tatsächlich erzeugt werden, wenn die Lichtquelle eine stabförmige Lichtquelle oder eine Oberflächenlichtquelle ist, können realistische und leistungsfähige Bilder ausgebildet werden.

Die Schattenmodell-Generierungsmittel können konfiguriert sein, um Abstände zwischen den spezifizierten Scheiteln derart aufzuweiten, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche des Schattenmodells, das die Scheitel der sichtbaren Oberfläche aufweist, eine Form definieren, die in einer Bewegungsrichtung geschwollen bzw. vergrößert ist. Gemäß dieser Konstruktion werden Schatten, die auf die Bodenoberfläche, Meeresoberfläche und eine andere Oberfläche geworfen werden, größer, wenn die Abstände, um welche die Charaktere der Modelle, für welche die Schatten ausgebildet sind bzw. werden, von der Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder anderen Oberfläche schwimmen bzw. abheben, ansteigen. Da sich derartige Schatten in einer Weise ähnlich zu jenen verhalten, die tatsächlich erzeugt werden, wenn die Lichtquelle eine Punktlichtquelle ist, können realistische und leistungsfähige Bilder ausgebildet werden.

Die oben erwähnte 3D Bildverarbeitungsvorrichtung kann weiterhin ein Schattenerzeugungsmittel zum Sortieren der Polygone, die das Schattenmodell ausbildet, in nach vorne schauende bzw. gerichtete Polygone, die in einer Richtung zu einem Betrachtungs- bzw. Gesichtspunkt einer virtuellen Kamera schauen bzw. gerichtet sind, und nach rückwärts schauende Polygone, die in einer Richtung entgegengesetzt von dem Blickpunkt der virtuellen Kamera schauen, und Ausbilden eines Schattenbilds in Bildpunkte bzw. Pixel umfassen, welche Bildpunkte entsprechend den nach vorne schauenden Polygonen minus Bildpunkten entsprechend den nach rückwärts schauenden Polygonen sind. Gemäß dieser Konstruktion kann ein Schatten leicht durch ein Anwenden einer Technik, die ein Schablonenbilden genannt wird, an dem Schattenmodell ausgebildet werden.

Die oben erwähnte 3D Bildverarbeitungsvorrichtung kann weiterhin Schattenausbildungsmittel zum Ausbilden bzw. Erzeugen eines Schattenbilds des festen Modells unter Verwendung des Schattenmodells, erste Speichermittel zum Speichern des erzeugten Schattenbilds des festen Modells, zweite Speichermittel zum Anwenden eines Renderns an dem Polygonmodell mit Ausnahme des Schattenmodells und Speichern des so erzeugten Bilds, und Kombinationsmittel zum Lesen und Kombinieren des Bilds, das in den ersten Speichermitteln gespeichert ist, und des einen, das in den zweiten Speichermitteln ist, umfassen. Gemäß dieser Konstruktion kann das Schattenmodell leicht unter Verwendung der Modelldaten des Polygonmodells generiert werden, für welche ein Schatten auszubilden ist, und dieser Schatten kann realistisch und leicht ausgebildet bzw. erzeugt werden. Weiterhin kann ein Gesamtbild, welches den Schatten des festen Modells enthält, erhalten werden, indem das Schattenbild des festen Modells, das in den ersten Speichermitteln gespeichert ist, und das Bild verschieden von dem Schattenmodell kombiniert werden, das in dem zweiten Speicher gespeichert ist.

Das feste Modell kann ein Charakter bzw. eine Figur sein, der bzw. die in Höhenrichtung in einem simulierten 3D-Raum bewegbar ist. Gemäß dieser Konstruktion kann, da ein Schatten erzeugt wird, um einer Bewegung des Charakters entlang einer Höhenrichtung zu folgen, die Bewegung des Charakters in den realistischen und leistungsfähigen Bildern ausgedrückt werden.

Eine weitere Form der folgenden Ausbildung bezieht sich auf ein lesbares Speichermedium, das ein 3D Bildverarbeitungsprogramm zum Generieren eines Schattenmodells eines festen Modells speichert, das durch Polygone ausgebildet ist, die jeweils Normalvektoren aufweisen, wobei das Programm die Schritte umfaßt: ein Scheitelsortierverarbeiten zum Sortieren der entsprechenden Scheitel der Polygone, die das feste Modell ausbilden, in Scheitel einer sichtbaren Oberfläche, die in einer Richtung zu einer Lichtquelle gerichtet sind, und Scheitel einer versteckten Oberfläche, die in einer Richtung entgegengesetzt von der Lichtquelle schauen, und ein Schattenmodell-Generierungsverarbeiten zum Deformieren des festen Modells durch ein Bewegen der Scheitel der versteckten Oberfläche in einer Ausbreitungsrichtung von Strahlen von der Lichtquelle. Gemäß diesem Programm kann das Schattenmodell leicht generiert werden, indem die Modelldaten des Polygonmodells verwendet werden, für welches ein Schatten zu erzeugen ist.

Das Scheitelsortierverarbeiten kann ausgeführt werden, um die Scheitel in die Scheitel der sichtbaren Oberfläche und die Scheitel der versteckten Oberfläche basierend darauf zu sortieren, ob ein inneres Produkt eines Normalvektors von jedem Scheitel von jedem Polygon und eines Lichtquellenvektors, der die Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle darstellt bzw. repräsentiert, ein positiver oder negativer Wert ist. Gemäß diesem Programm können die Scheitel der sichtbaren Oberfläche und die Scheitel der versteckten Oberfläche leicht durch ein Berechnen der inneren Produkte der Vektoren aussortiert werden.

Das Schattenmodell-Generierungsverarbeiten kann ausgeführt werden, um spezifizierte Scheitel parallel zu der Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle zu bewegen. Gemäß diesem Programm werden Schatten einer spezifizierten Größe unabhängig von einer Änderung in dem Abstand ausgebildet bzw. erzeugt, um welchen die Charaktere bzw. Figuren der Modelle, für welche die Schatten erzeugt werden, von der Bodenoberfläche, Seeoberfläche oder einer anderen Oberfläche schwimmen bzw. abheben. Da sich derartige Schatten in einer Weise ähnlich zu jenen verhalten, die tatsächlich erzeugt werden, wenn die Lichtquelle eine Lichtquelle zum Emittieren von parallelen Strahlen, wie Sonnenstrahlen, ist, können realistische und leistungsfähige Bilder ausgebildet werden.

Das Schattenmodell-Generierungsverarbeiten kann ausgeführt werden, um Abstände zwischen den spezifizierten Scheiteln derart zu verschmälern, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche des Schattenmodells, das die Scheitel der sichtbaren Oberfläche aufweist, eine Form definieren, die in einer Bewegungsrichtung geneigt bzw. verjüngt ist. Entsprechend diesem Programm werden Schatten, die auf die Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder andere Oberfläche geworfen werden, kleiner, wenn die Abstände, um welche die Charaktere der Modelle, für welche die Schatten erzeugt sind bzw. werden, von der Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder anderen Oberfläche schwimmen, ansteigen. Da sich derartige Schatten in einer Weise ähnlich zu jenen verhalten, die tatsächlich erzeugt werden, wenn die Lichtquelle eine stabförmige Lichtquelle oder eine Oberflächenlichtquelle ist, können realistische und leistungsfähige Bilder ausgebildet werden.

Das Schattenmodell-Generierungsverarbeiten kann durchgeführt werden, um Abstände zwischen den spezifizierten Scheitel derart aufzuweiten bzw. zu vergrößern, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche des Schattenmodells, das die Scheitel der sichtbaren Oberfläche aufweist, eine Form definieren, die in einer Bewegungsrichtung vergrößert ist. Gemäß diesem Programm werden Schatten, die auf die Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder andere Oberfläche geworfen werden größer, wenn bzw. da die Abstände, um welche die Charaktere der Modelle, für welche die Schatten erzeugt werden, von der Bodenoberfläche, Meeresoberfläche oder anderen Oberfläche schwimmen, ansteigen. Da sich derartige Schatten in einer Weise ähnlich zu jenen verhalten, die tatsächlich erzeugt werden, wenn die Lichtquelle eine punktförmige Lichtquelle ist, können realistische und leistungsfähige Bilder ausgebildet werden.

Das Programm kann weiterhin einen Schritt eines Schattenerzeugungsbearbeitens umfassen, um die Polygone, die das Schattenmodell ausbilden, in nach vorne schauende Polygone, die in einer Richtung zu einem Betrachtungs- bzw. Gesichtspunkt der Kamera schauen bzw. gerichtet sind, und nach rückwärts schauende Polygone zu sortieren, die in einer Richtung entgegengesetzt von dem Gesichtspunkt der virtuellen Kamera schauen, und um ein Schattenbild in Bildpunkten auszubilden, welche Bildpunkte, die den nach vorne schauenden Polygonen entsprechen, minus Bildpunkten sind, die den nach rückwärts schauenden bzw. gerichteten Polygonen entsprechen. Mit diesem lesbaren Speichermedium kann ein Schatten leicht erzeugt werden, indem eine Technik, die Schablonenbilden genannt wird, auf das Schattenmodell angewandt wird.

Das Programm kann weiterhin die Schritte eines Schattenerzeugungsverarbeitens zum Erzeugen eines Schattenbilds des festen Modells unter Verwendung des Schattenmodells, und eines Kombinierverarbeitens zum Speichern des erzeugten Schattenbilds des festen Modells und eines Bilds, das durch ein Anwenden eines Renderns an den Polygonmodellen mit Ausnahme des Schattenmodells angewandt bzw. erzeugt wird, und zum Lesen und Kombinieren der zwei gespeicherten Bilder umfassen. Mit diesem lesbaren Speicher kann das Schattenmodell leicht unter Verwendung der Modelldaten des Polygonmodells generiert werden, für welches ein Schatten zu erzeugen ist, und dieser Schatten kann realistisch und leicht ausgebildet bzw. erzeugt werden. Weiterhin kann ein Gesamtbild, das den Schatten des festen Modells beschreibt, durch ein Kombinieren des Schattenbilds des festen Modells, das in den ersten Speichermitteln gespeichert ist, und des Bilds verschieden von dem Schattenbild erhalten werden, das in den zweiten Speichermitteln gespeichert ist.

In dem oben erwähnten lesbaren Programm kann das feste Modell ein Charakter bzw. eine Figur sein, der bzw. die in Höhenrichtung in dem simulierten 3D-Raum bewegbar ist. Mit diesem lesbaren Speichermedium kann, da ein Schatten ausgebildet bzw. erzeugt wird, der einer Bewegung des Charakters entlang einer Höhenrichtung folgt, die Bewegung des Charakters in den realistischen und leistungsfähigen Bildern ausgedrückt werden.

Weiterhin bezieht sich eine weitere Form der vorliegenden Erfindung auf ein 3D Bildverarbeitungsverfahren zum Generieren bzw. Erzeugen eines Schattenmodells eines festen Modells, das durch Polygone ausgebildet wird, die jeweils Scheitelnormalvektoren aufweisen. Das Verfahren umfaßt die Schritte: Sortieren der entsprechenden Scheitel der Polygone, die das feste Modell ausbilden, in Scheitel einer sichtbaren Oberfläche, die in einer Richtung zu einer Lichtquelle schauen, und Scheitel einer versteckten Oberfläche, die in einer Richtung entgegengesetzt von der Lichtquelle schauen, und Deformieren bzw. Verformen des festen Modells durch ein Bewegen der Scheitel der versteckten Oberfläche in einer Ausbreitungsrichtung von Strahlen von der Lichtquelle.

Gemäß diesem Verfahren kann das Schattenmodell leicht unter Verwendung von Modelldaten des Polygonmodells generiert werden, für welches ein Schatten zu erzeugen ist.

Darüber hinaus bezieht sich eine weitere Form der vorliegenden Erfindung auf ein Videospielsystem, welches irgendeines der zuvor erwähnten 3D Bildverarbeitungsvorrichtung, Bildanzeigemittel zum Anzeigen von Bildern, Programmspeichermittel, welche Spielprogrammdaten speichern, und extern betätigbare Betriebsmittel umfaßt, wobei die 3D Bildverarbeitungsvorrichtung Bilder auf den Bildanzeigemitteln in Übereinstimmung mit den Spielprogrammdaten anzeigt bzw. darstellt. Das Videospielsystem, das eine derartige Konstruktion aufweist, kann realistisch und einfach Schattenbilder erzeugen.

Da die Erfindung in mehreren Formen ausgeführt bzw. verkörpert werden kann, ist die vorliegende Ausbildung illustrativ und nicht einschränkend, da der Rahmen der Erfindung durch die beiliegenden Ansprüche eher als durch die diesen vorhergehende Beschreibung definiert ist.


Anspruch[de]
  1. Dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung zum Generieren bzw. Erzeugen eines Schattenmodells eines festen Modells, das durch Polygone ausgebildet ist, die jeweils Scheitelnormalvektoren aufweisen, umfassend:

    Scheitelsortiermittel zum Sortieren der entsprechenden Scheitel der Polygone, die das feste Modell ausbilden, in sichtbare Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer sichtbaren Oberfläche bzw. Fläche, die in einer Richtung zu einer Lichtquelle schauen bzw. gerichtet sind, und versteckte Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer versteckten Oberfläche bzw. Fläche, die in einer Richtung entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend von der Lichtquelle schauen bzw. gerichtet sind,

    Scheitelmodell-Generierungsmittel (111) zum Deformieren bzw. Verformen des festen bzw. durchgehenden Modells durch ein Bewegen der Scheitel der versteckten Oberfläche in einer Ausbreitungsrichtung von Strahlen von der Lichtquelle und

    einen Schattenmodellgenerierungs-Datenabschnitt (8), beinhaltend einen Schattenmodell-Generierungsabschnitt, der einen Vergrößerungsdatenabschnitt (835) der versteckten Oberfläche aufweist, welcher Vergrößerungsraten (Bx', By', Bz') für die Scheitel der versteckten Oberfläche speichert, welche darstellen, wie stark Scheitel der versteckten Oberfläche in dem 3D-Raum vergrößert sind,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Schattenmodell-Generierungsmittel (111) das feste bzw. durchgehende Modell durch ein Vergrößern der Scheitel der versteckten Oberfläche von dem Zentrum des festen Modells entsprechend der Vergrößerungsraten deformieren, die in dem Vergrößerungsdatenabschnitt (835) gespeichert sind.
  2. Dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Scheitelsortiermittel die Scheitel in die Scheitel der sichtbaren Oberfläche und Scheitel der versteckten Oberfläche basierend darauf sortieren, ob ein inneres Produkt eines Normalvektors von jedem Scheitel von jedem Polygon und eines Lichtquellenvektors, der die Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle repräsentiert, ein positiver oder negativer Wert ist.
  3. Dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schattenmodell-Generierungsmittel (111) bestimmte Scheitel parallel zu der Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle bewegen.
  4. Dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schattenmodell-Generierungsmittel (111) Abstände zwischen den bestimmten Scheiteln derart verschmälern, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche des Schattenmodells, die die Scheitel der sichtbaren Oberfläche aufweisen, eine Form definieren, die in einer Bewegungsrichtung geneigt bzw. verjüngt ist.
  5. Dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schattenmodell-Generierungsmittel (111) Abstände zwischen den bestimmten Scheiteln derart aufweiten, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche des Schattenmodells, das die Scheitel der sichtbaren Oberfläche aufweist, eine Form definieren, die in einer Bewegungsrichtung vergrößert bzw. aufgeweitet ist.
  6. Dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiters umfassend Schattenausbildungsmittel zum Sortieren der Polygone, die das Schattenmodell ausbilden, in nach vorne schauende Polygone, die in einer Richtung zu einem Betrachtungs- bzw. Gesichtspunkt einer virtuellen Kamera schauen bzw. gerichtet sind, und nach rückwärts schauende Polygone, die in einer Richtung entgegengesetzt von dem Gesichtspunkt der virtuellen Kamera schauen bzw. gerichtet sind, und Erzeugen eines Schattenbilds in Bildpunkte bzw. Pixel, welche Bildpunkte entsprechend den nach vorne schauenden Polygonen abzüglich Bildpunkten sind, die den nach rückwärts schauenden Polygonen entsprechen.
  7. Dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiters umfassend:

    Schattenausbildungsmittel zum Ausbilden bzw. Erzeugen eines Schattenbilds des festen Modells unter Verwendung des Schattenmodells,

    erste Speichermittel zum Speichern des ausgebildeten Schattenbilds des festen Modells,

    zweite Speichermittel zum Anwenden eines Renderings bzw. einer Wiedergabe an den Polygonmodellen bzw. auf die Polygonmodelle unter Ausnahme des Schattenmodells und Speichern des so erzeugten Bilds, und

    Kombiniermittel zum Lesen und Kombinieren des Bilds, das in den ersten Speichermitteln gespeichert ist, und des einen, das in den zweiten Speichermitteln gespeichert ist.
  8. Dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das feste Modell ein Charakter bzw. eine Figur ist, der (die) in Höhenrichtung in einem simulierten dreidimensionalen Raum bewegbar ist.
  9. Lesbares Speichermedium, das ein dreidimensionales Bildbearbeitungsprogramm speichert, zum Generieren bzw. Erzeugen eines Schattenmodells eines festen Modells, das aus Polygonen gebildet ist, die jeweils Scheitelnormalvektoren aufweisen, wobei das Programm die Schritte umfaßt:

    Scheitelsortierverarbeiten zum Sortieren der entsprechenden Scheitel der Polygone, die das feste Modell ausbilden, in sichtbare Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer sichtbaren Oberfläche bzw. Fläche, die in einer Richtung zu einer Lichtquelle schauen bzw. gerichtet sind, und versteckte Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer versteckten Oberfläche bzw. Fläche, die in einer Richtung entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend von der Lichtquelle schauen bzw. gerichtet sind,

    Schattenmodell-Generierungsbearbeiten zum Deformieren bzw. Verformen des festen Modells durch ein Bewegen der Scheitel der versteckten Oberfläche in einer Ausbreitungsrichtung von Strahlen von der Lichtquelle und

    Speichern von Vergrößerungsraten (Bx', By', Bz') für die Scheitel der versteckten Oberfläche, welche darstellen, wie stark Scheitel der versteckten Oberfläche in dem 3D-Raum vergrößert sind, in einem Vergrößerungsdatenabschnitt (835) der versteckten Oberfläche eines Schattenmodell-Generierungsabschnitts, der in einem Schattenmodell-Generierungsdatenabschnitt (8) inkludiert bzw. beinhaltet ist,

    dadurch gekennzeichnet, daß das Schattenmodell-Generierungsbearbeiten das feste Modell durch ein Vergrößern der Scheitel der versteckten Oberfläche von dem Zentrum des durchgezogenen bzw. festen Modells entsprechend den Vergrößerungsraten deformiert, die in dem Vergrößerungsdatenabschnitt (835) gespeichert sind.
  10. Lesbares Speichermedium nach Anspruch 9, wobei das Scheitelsortierbearbeiten durchgeführt wird, um die Scheitel in die Scheitel der sichtbaren Oberfläche und die Scheitel der versteckten Oberfläche basierend darauf zu sortieren, ob ein inneres Produkt eines Normalvektors von jedem Scheitel von jedem Polygon und eines Lichtquellenvektors, welcher die Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle repräsentiert, ein positiver oder negativer Wert ist.
  11. Lesbares Speichermedium nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Schattenmodell-Generierungsbearbeiten durchgeführt wird, um spezifizierte bzw. bestimmte Scheitel parallel mit der Ausbreitungsrichtung der Strahlen von der Lichtquelle zu bewegen.
  12. Lesbares Speichermedium nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Schattenmodell-Generierungsbearbeiten durchgeführt wird, um Distanzen bzw. Abstände zwischen den bestimmten Scheiteln derart zu verschmälern, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche des Schattenmodells, das die Scheitel der sichtbaren Oberfläche aufweist, eine Form definieren, die in einer Bewegungsrichtung geneigt bzw. verjüngt ist.
  13. Lesbares Speichermedium nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Schattenmodell-Generierungsbearbeiten durchgeführt wird, um Abstände zwischen den bestimmten Scheiteln derart aufzuweiten, daß die Scheitel der versteckten Oberfläche des Schattenmodells, das die Scheitel der sichtbaren Oberfläche aufweist, eine Form definieren, die in einer Bewegungsrichtung aufgeweitet bzw. gequollen ist.
  14. Lesbares Speichermedium nach Anspruch 9 oder 13, wobei das Programm weiters ein Schattenausbildungsbearbeiten zum Sortieren der Polygone, die das Schattenmodell ausbilden, in nach vorne schauende Polygone, die in einer Richtung zu einem Gesichtspunkt einer virtuellen Kamera schauen bzw. gerichtet sind, und nach rückwärts schauende Polygone, die in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Gesichtspunkt der virtuellen Kamera schauen, und Ausbilden eines Schattenbilds in Bildpunkten umfaßt, welche Bildpunkte bzw. Pixel entsprechend den nach vorne schauenden Polygonen abzüglich Bildpunkten entsprechend den nach rückwärts schauenden Polygonen sind.
  15. Lesbares Speichermedium nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Programm weiters ein Schattenausbildungsbearbeiten zum Ausbilden bzw. Erzeugen eines Schattenbilds des festen Modells unter Verwendung des Schattenmodells und ein Kombinierbearbeiten zum Speichern des erzeugten Schattenbilds des festen Modells und eines Bilds, das durch ein Anwenden eines Renderings auf die Polygonmodelle mit der Ausnahme des Schattenmodells erzeugt wird, und Lesen und Kombinieren der zwei gespeicherten Bilder umfaßt.
  16. Lesbares Speichermedium nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das feste Modell ein Charakter bzw. eine Figur ist, der bzw. die in Höhenrichtung in dem simulierten dreidimensionalen Raum bewegbar ist.
  17. Dreidimensionales Bildbearbeitungsverfahren zum Generieren bzw. Erzeugen eines Schattenmodells eines festen Modells, das durch Polygone geformt bzw. gebildet wird, die jeweils Scheitelnormalvektoren aufweisen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

    Sortieren der entsprechenden Scheitel der Polygone, die das feste Modell ausbilden, in sichtbare Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer sichtbaren Oberfläche bzw. Fläche, die in einer Richtung zu einer Lichtquelle schauen bzw. gerichtet sind, und versteckte Oberflächenscheitel bzw. Scheitel einer versteckten Oberfläche bzw. Fläche, die in einer Richtung entgegengesetzt zu der Lichtquelle schauen bzw. gerichtet sind,

    Deformieren bzw. Verformen des festen Modells durch ein Bewegen der Scheitel der versteckten Oberfläche in einer Ausbreitungsrichtung von Strahlen von der Lichtquelle, und

    Bereitstellen von Schattenmodell-Generierungsdaten, beinhaltend einen Vergrößerungsdatenabschnitt der versteckten Oberfläche, welcher Vergrößerungsraten (Bx', By', Bz') für die Scheitel der versteckten Oberfläche speichert, welche darstellen, wie stark Scheitel der versteckten Oberfläche im 3D-Raum vergrößert werden bzw. sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformieren ein Deformieren des festen Modells durch ein Vergrößern der Scheitel der versteckten Oberfläche von dem Zentrum des festen Modells gemäß den Vergrößerungsraten umfaßt, die in dem Vergrößerungsdatenabschnitt gespeichert sind.
  18. Videospielsystem, umfassend:

    eine dreidimensionale Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

    Bildanzeigemittel zum Anzeigen von Bildern,

    Programmspeichermittel, die Spielprogrammdaten speichern, und

    extern betätigbare Betätigungs- bzw. Betriebsmittel,

    wobei die dreidimensionale Bildbearbeitungsvorrichtung Bilder auf den Bildanzeigemitteln in Übereinstimmung mit den Spielprogrammdaten anzeigt bzw. darstellt.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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