JP2005135415A

JP2005135415A - 命令語基盤グラフィック出力加速機能の含まれたグラフィックデコーダ、そのグラフィック出力加速方法及び映像再生装置

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Publication number: JP2005135415A
Application number: JP2004312958A
Authority: JP
Inventors: Hyun-Kwon Chung; 鉉権鄭
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2005-05-26
Also published as: US20050116946A1; CN1612163A; EP1528512A3; EP1528512A2

Abstract

【課題】水平線描写を利用したグラフィック出力加速命令語を利用して二次元グラフィックイメージの出力処理機能を向上させられる命令語基盤グラフィック出力加速機能の含まれたグラフィックデコーダ、そのグラフィック出力加速方法及び映像再生装置を提供する。
【解決手段】グラフィックデータを解釈して単純化された少なくとも１つの加速命令語データに変換して保存する段階と、保存された少なくとも１つの加速命令語データを実行してグラフィックイメージを出力する段階とを含み、各段階は独立的に行われることを特徴とするグラフィック出力を加速する。特に、前記加速命令語データは、グラフィックデータを解釈してポリゴンを生成し、生成されたポリゴンをスキャンコンバージョンした結果得られた少なくとも１つの、グラフィックイメージを画面に早く描くための水平線描写命令語または垂直線描写命令語を含むことが望ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は映像の再生に係り、さらに詳細には命令語基盤グラフィック出力加速機能の含まれた二次元グラフィックデコーダ、そのグラフィック出力加速方法及び映像再生装置に関する。

映像再生装置は画面に表示されるあらゆる映像をピクセルで表示することにより、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ：中央処理装置）に甚だしい演算負担を与える問題点がある。従って、映像再生装置はＣＰＵの演算負担を減らすためにグラフィック出力加速機能を提供するのが一般的である。グラフィック出力加速機能とは、グラフィック出力処理命令語を別途に支援したり、グラフィック出力アダプタ内部にグラフィック出力処理関数をハードウェア回路に組み入れる方式などを利用してＣＰＵの演算負担を減らすことにより、グラフィック出力処理機能を向上させることを意味する。

従来の代表的な二次元または三次元グラフィック出力加速技術は、ＣＰＵの性能を改善して複雑な図形とイメージとを処理する方法を使用する。インテル社から提供するＭＭＸ（マルチメディアエクステンション）技術やＡＭＤ社の３ＤＮｏｗ技術がその例である。ＭＭＸ技術は行列の加算や乗算演算を早く行うために、１つの命令語で複数のレジスタを加えたり掛け合わせたりする機能をＣＰＵ命令語セットに追加してＣＰＵの処理速度を向上させる方式を利用する。このような命令語をＳＩＭＤ（シングルインストラクションマルチプルデータ）といい、図１Ａに示されたように複数のＳＩＭＤ命令語がＣＰＵ命令語セットに含まれる。

グラフィック出力加速機能を提供する他の方法は、主に使われるグラフィック処理機能をグラフィック出力加速のためのハードウェア回路に担当させ、ＣＰＵの演算負担を減らすものである。従来の二次元グラフィック出力加速器チップの内蔵されたゲーム機は二次元グラフィック出力加速のためのハードウェア回路を内蔵している。二次元グラフィック出力加速器チップは出力関数形態にグラフィック出力機能が内蔵されてグラフィック出力処理を担当するので、グラフィックモードでのＣＰＵの作業速度を飛躍的に上げられる。図１Ｂは二次元グラフィック出力加速器チップが含まれた映像再生装置の構造を示す。

しかし、二次元グラフィック出力加速器チップはグラフィックカードの製造企業ごとに支援する加速出力関数、例えば線描写、ポリゴン、四角形描写、ブロック複写などの形態と具現技術が異なる。また、グラフィック出力加速器チップに内蔵されていないグラフィック出力作業、例えば曲線が含まれた図形描写などを行う場合には正しい機能を発揮し難い。しかも、二次元グラフィック加速器チップが支援する解像度と異なるか、あるいは高解像度でツルーカラーを表現しようとする場合にはグラフィック処理速度を上げ難い問題点がある。

グラフィック加速機能を提供するさらに他の方法は、図１Ｃに示されたように、三次元ベクトル演算を処理する三次元グラフィック加速器チップを使用してＣＰＵの三次元立体演算処理及び出力のためのレンダリング処理の負担を減らす方法である。ベクトルグラフィックは画面を構成する最小単位として、円、長方形、三角形、線などの多角形を使用し、これを数式の形態で表現したグラフィックをいい、ポリゴングラフィックともいう。ベクトルグラフィックは曲線やトーンのような繊細な感じを表現するためにレンダリング、シェーディング、テキスチャリングなどのさまざまな特殊効果を使用し、これによるＣＰＵの演算負担を減らすために三次元グラフィック加速器を利用する。

しかし、三次元グラフィック出力加速環境で二次元ベクトルグラフィックを利用する場合、図形を構成する円や曲線の含まれた図形を表現する時に複雑な三次元ベクトルを利用したバーテックス処理が必要である。従って、三次元演算及び、バーテックスを充填するテキスチャイメージのイメージマッピング演算のために高性能のグラフィックプロセッサが要求される。

一方、従来の家電機器（ＣＥ：コンシューマエレクトロニクス）やインターネット技術と結合されつつインターネットウェブページで表現される二次元ベクトルアニメーションのような強力なグラフィック出力機能を必要とするようになった。しかし、従来のＣＥ、例えばＤＶＤ再生装置のような映像再生装置には８００ＭＩＰＳパンティアム級の高性能ＣＰＵではない１５０ＭＩＰＳ水準のＣＰＵが備わり、グラフィック出力処理性能に制限が伴う。すなわち、テキストや単純なイメージが含まれた制限された範囲のグラフィック表現のみ可能であるだけであり、インターネットウェブページのように二次元ベクトルグラフィックアニメーション機能を具現するのは難しいという問題点があった。

また、従来の二次元グラフィック出力加速技術を利用するにしても、複雑な二次元ベクトル演算及び多様な曲線処理機能をグラフィック出力加速器チップの内部に含めなければならないので、ハードウェア回路設計が複雑である。また、ハードウェア回路にあらゆる二次元曲線の処理機能を含めることは不可能である。なぜなら、ハードウェア回路のサイズ制限、ハードウェア回路と周辺部品価格の上昇、動作発熱及び発熱によるファンの騷音発生などさまざまな問題点が発生するためである。

従って、本発明の技術的課題は前述した問題点を解決するために、命令語基盤グラフィック出力加速機能の含まれた二次元グラフィックデコーダを提供することである。

また、本発明の他の技術的課題はグラフィック出力加速機能を具現する方法を提供することである。

さらに、本発明のさらに他の技術的課題は、命令語基盤グラフィック出力加速機能の含まれた二次元グラフィックデコーダを具備する映像再生装置を提供することである。

前述した技術的課題は本発明により、グラフィック出力を加速する方法において、グラフィックデータを解釈して単純化された少なくとも１つの加速命令語データに変換して保存する段階と、保存された少なくとも１つの加速命令語データを実行してグラフィックイメージを出力する段階とを含み、各段階は独立的に行われることを特徴とする方法により達成される。

前記加速命令語データは、グラフィックデータを解釈してポリゴンを生成し、生成されたポリゴンをスキャンコンバージョンした結果得られた少なくとも１つの、グラフィックイメージを画面に早く描くための水平線描写命令語または垂直線描写命令語を含むことが望ましい。

前記変換して保存する段階は、多様なグラフィックデータを解釈するために別途のソフトウェアを介して行われることが望ましく、前記変換して保存する段階は、変換された少なくとも１つの加速命令語を所定のメモリ領域に保存することが望ましい。

また、前記グラフィックイメージを出力する段階は、グラフィックイメージの出力速度を上げるために別途のハードウェア回路を介して行われることが望ましい。

前記加速命令語データは、ピクセルを描く命令語、１色相で水平線を描く命令語、ビットマップイメージパターンが適用された水平線を描く命令語、線形グラジエントイメージパターンが適用された水平線を描く命令語、ラジアルグラジエントイメージパターンが適用された水平線を描く命令語、以前に実行した水平線描写命令語の垂直座標または水平座標を増減し、以前命令語を所定の水平線の座標まで反復する命令語、水平線を描く命令語に適用されるフィラデータであり、ビットマップイメージやグラジエントパターンのサイズや位置を調整するアフィン変換命令語、水平線に描かれるピクセルの色を変換するための色変換命令語、異なるアドレスの加速命令語データ位置に分岐し、当該アドレスの加速命令語を実行する分岐命令語、グラフィックイメージとブレンドされて出力される動映像の出力位置及びレイヤを指定する命令語、グラフィックイメージとブレンドされて出力される動映像領域を除外した背景領域の色相及びビデオ信号のない状態である時の動映像領域の色相を指定する命令語のうち少なくとも一つを含むことが望ましい。

一方、本発明の他の分野によれば前述した技術的課題は、外部チャンネルを介して判読されたグラフィックデータをデコーディングして単純化された少なくとも１つの加速命令語データに変換して所定のメモリ領域に保存する加速命令語変換部と、保存された少なくとも１つの加速命令語データを実行してグラフィックイメージを出力する加速命令語処理部とを含み、加速命令語変換部及び加速命令語処理部は所定のメモリ領域を利用してそれぞれ独立的に動作することを特徴とするグラフィックデコーダにより達成される。

前記加速命令語変換部は、グラフィックデータを解釈してポリゴンを生成し、グラフィックデータを生成されたポリゴンのスキャンコンバージョン結果得られた少なくとも１つの加速命令語データに変換し、所定のメモリ領域に保存し、加速命令語データは、グラフィックイメージを画面に早く描くための水平線描写命令語または垂直線描写命令語を含むことが望ましい。

また、前記加速命令語変換部は、多様なグラフィックデータを解釈するために別途のソフトウェアで具現されることが望ましい。

前記加速命令語処理部は、グラフィックイメージの出力速度を上げるために別途のハードウェア回路で具現されることが望ましい。

前記外部チャンネルは、再生装置から分離の容易な分離型貯蔵媒体、再生装置に内蔵された貯蔵媒体、またはネットワーク媒体を含むことが望ましい。

一方、本発明の他の分野によれば前述した技術的課題は、前述したグラフィックデコーダを含むことを特徴とする再生装置により達成される。

また、前記再生装置はグラフィックデコーダを介して出力されたグラフィックイメージと、外部チャンネルから読み込んだＡＶ（オーディオビジュアル）データをデコーディングして出力した動映像をオーバレイして１つの映像を出力することが望ましい。

一方、本発明の他の分野によれば前述した技術的課題は、前述したグラフィック出力を加速する方法をコンピュータ上で行うためのプログラムを記録した記録媒体により達成される。

本発明によれば、命令語基盤の二次元グラフィックデコーダまたはこれを含む映像再生装置は水平線描写を利用したグラフィック出力加速命令語を利用して二次元グラフィックイメージの出力を加速化することにより、向上された出力フレームレートで二次元グラフィックイメージを提供でき、デコーディングされた動映像と共にブレンドしてインタラクティブコンテンツを提供できる。特に、従来の基本図形描写関数の機能を利用したグラフィック加速器に比べ、相対的に構造の簡単な水平線描写より構成されたグラフィック出力加速命令語を基盤に二次元グラフィックデータをデコーディングすることにより、二次元グラフィック出力加速器のハードウェア回路具現方法が単純化されて設計費用が少なくなり、ハードウェア回路のサイズを縮められて価格対性能比が良くなる長所を提供する。
さらに、低速のＣＰＵを有した映像再生装置やコンピュータで支援されるような速い出力と多様な曲線表現とが含まれている二次元グラフィックアニメーションを提供できる。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例に対して詳細に説明する。

本発明による命令語基盤グラフィック出力加速機能の含まれた二次元グラフィックデコーダは、外部チャンネルから入力されたグラフィックデータを解釈し、グラフィック出力加速命令語に変換してこれを保存するグラフィックデータプレゼンテーションエンジンと、保存された命令語を介してグラフィックを画面に出力する二次元グラフィック出力加速命令語処理器とを含む。特に、二次元グラフィック出力加速命令語処理器はグラフィック出力処理性能を向上させるためにハードウェア回路で具現することが望ましい。また、グラフィック出力加速命令語は水平線描写命令語で具現されることが望ましい。これにより、命令語基盤グラフィック出力加速機能を具現でき、グラフィック出力処理性能が向上する。さらに、外部チャンネルから水平線描写命令語を直ちに入力されてグラフィックデータプレゼンテーションエンジンによる変換をなくして二次元グラフィック出力加速命令語処理器に入力して実行する方法を提供することもある。

図２は、本発明の望ましい実施例による命令語基盤グラフィック出力加速機能の含まれた二次元グラフィックデコーダが備わった映像再生装置のブロック図である。

図２を参照するに、本発明による映像再生装置１は、読込み部２１０，２１２、入力制御部２１３、メモリ２２０，２２２及び２２４、ＡＶデコーダ２４０、二次元グラフィックデコーダ２００、フレームバッファメモリ２６０及びＤＡコンバータ２７０を含む。

読込み部２１０，２１２は外部チャンネルからＡＶデータまたはグラフィックデータを読み込む。外部チャンネルはＡＶデータやグラフィックデータのような映像データを判読する媒体を指し、光ディスクのような記録媒体またはインターネットのようなネットワーク媒体を含む。ＡＶデータはＭＰＥＧ（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）などの標準によって圧縮符号化された動映像データをいう。グラフィックデータはＨＴＭＬのようなマークアップ文書、ＪＰＥＧ（ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）ファイルやＰＮＧ（ＰｏｒｔａｂｌｅＮｅｔｗｏｒｋＧｒａｐｈｉｃｓ）ファイルのようなイメージファイル、マクロメディア社のＦｌａｓｈファイル、Ｊａｖａ（登録商標）、フォントデータのようにグラフィックデータを生成できるあらゆるアプリケーションリソースを通称する。入力制御部２１４はＡＶデータまたはグラフィックデータを別途に備えた各メモリにロードする。ＡＶデータとグラフィックデータとが１つのファイルに多重化されているならば、これを逆多重化する機能が含まれうる。

メモリ２２０，２２２及び２２４は、第１メモリ２２０、第２メモリ２２２及び第３メモリ２２４を含む。第１メモリ２２０はバッファメモリであり、読込み部２１０，２１２及び入力制御部２１４により外部チャンネルから判読されたＡＶデータを保存する。第２メモリ２２２は外部チャンネルから判読されたグラフィックデータを保存する。第３メモリ２２４は後述する二次元グラフィックデコーダ２００が使用するメモリであり、グラフィックデータを変換したグラフィック出力加速命令語及びフィラデータが保存される。第１メモリ２２０、第２メモリ２２２及び第３メモリ２２４は設計者の意図により、それぞれ別途のメモリに具現されるか、または統合された１つのメモリ内にアドレスを分けて使用するように具現されうる。

ＡＶデコーダ２４０は、第１メモリ２２０に保存されたＡＶデータをデコーディングして動映像を出力する。

二次元グラフィックデコーダ２００は、グラフィックデータプレゼンテーションエンジン２５０及び二次元グラフィック出力加速命令語処理器２５２を含む。グラフィックデータプレゼンテーションエンジン２５０は読み込まれたグラフィックデータを解釈し、グラフィック出力加速命令語とフィラデータとに変換して第３メモリ２２４に保存する。グラフィックプレゼンテーションエンジンは多様な形態のグラフィックデータを柔軟に解釈できるようにＣＰＵで実行されるソフトウェアで具現されることが望ましい。以下、「プレゼンテーションエンジン」と略称する。二次元グラフィック出力加速命令語処理部２５２は第３メモリ２２４に保存されたグラフィック出力加速命令語及びフィラデータを実行して二次元グラフィックを出力する。二次元グラフィック出力加速命令語処理部２５２は単純化されたグラフィック出力加速命令語とフィラデータとを早く実行するためにハードウェア回路で具現されることが望ましい。以下、「出力加速命令語処理器」と略称する。

フレームバッファ２６０は、ＡＶデコーダ２４０から出力される動映像と二次元グラフィックデコーダ２００から出力される二次元グラフィックイメージとを保存する。動映像と二次元グラフィックイメージとはブレンドされ、ブレンドされたデジタル信号はＤＡコンバータ２７０を介してアナログ信号に変換されて画面にディスプレイされる。これにより、ＤＶＤやＤＴＶのような映像再生装置は動映像と共に関連した二次元グラフィックイメージを１つの画面に共にディスプレイするインタラクティブコンテンツを提供できる。

もし、従来の二次元グラフィック出力加速器を使用する場合ならば、前述したグラフィックデータ、例えばマークアップ文書に含まれたテキストやテーブル情報を解釈し、線や四角形、円など二次元グラフィック出力加速器が処理できる出力関数に変換させなければならない。また、ＪＰＥＧファイルまたはＰＮＧファイルを解釈してビットマップを出力する関数を含めなければならない。その他フラッシュファイルやＪａｖａ（登録商標）の曲線、直線、またはポリゴンのような多角形及び曲線処理機能も含めなければならない。これにより、従来の二次元グラフィック出力加速器のハードウェア構造は複雑になる。

しかし、本発明による二次元グラフィックデコーダ２００は後述する水平線描写命令語をグラフィック出力加速命令語に使用し、さらに単純にグラフィック出力加速機能を具現できる。以下、本発明による二次元グラフィックデコーダ２００についてさらに詳細に述べる。

図３は、本発明の望ましい実施例によって命令語基盤グラフィック出力加速機能を利用した映像再生過程を説明した図である。二次元グラフィックデコーダ２００は外部チャンネルから読み込んだグラフィックデータ３２２を解釈し、グラフィック出力加速命令語及びフィラデータ３２４に変換して第３メモリに保存する。また、保存されたグラフィック出力加速命令語とフィラデータとを判読して二次元グラフィックイメージを出力する。以下、第３メモリに保存されるグラフィック出力加速命令語とフィラデータ３２４とを通称して「出力加速命令語データ」と略称する。画面２８０にはＡＶデコーダ２４０を介してデコーディングされた動映像と二次元グラフィックデコーダ２００を介して解釈された二次元グラフィックイメージとが共に表示される。

さらに具体的に、プレゼンテーションエンジン２５０はグラフィックデータ３２２を解釈してグラフィック出力加速命令語データ３２４を生成して第３メモリに保存し、描く画面に関わるグラフィック出力加速命令語データが完成されれば、当該画面を表示するためにページセットアップ（ＰＡＧＥ
ＳＥＴＵＰ）信号を出力加速命令語処理部２５２に送る。ページセットアップ信号を受けた出力加速命令語処理部２５２は第３メモリから保存されたグラフィック出力加速命令語データ３２４を読み込み、これを解釈して実行する。グラフィック出力加速命令語データを実行して作られたグラフィックイメージは動映像とブレンドされてフレームバッファに保存される。保存された二次元グラフィックイメージと動映像とは１つの画面にオーバレイされてディスプレイされる。

図４は、図２に示された二次元グラフィック出力加速命令語処理部の構造を詳細に説明するための図である。出力加速命令語処理部２５２はページ出力のためのラッチ部４１０、グラフィック命令語デコーダ４２０及びレンダリング回路４３０を含む。

ラッチ部４１０は、ページ出力状態を読んで活性化されたページを選択する。グラフィック命令語デコーダ４２０は、第３メモリから前述のプレゼンテーションエンジン２５０が保存したグラフィック出力加速命令語データを読み込んで解釈し、選択されたグラフィック出力加速命令語をレンダリング回路４３０で実行する。レンダリング回路４３０から出力されたグラフィックイメージはフレームバッファ２６０に動映像と共にブレンドされて保存され、フレームバッファに保存された二次元グラフィックイメージと動映像とは１つの画面にオーバレイされてディスプレイされる。

さらに具体的に、図２，図３及び図５を参照するに、プレゼンテーションエンジン２５０はページセットアップのために、グラフィックデータを解釈して生成したグラフィック出力加速命令語データ３２４を第３メモリ２２４に保存する。グラフィックデータをグラフィック出力加速命令語データに変換する詳細な過程は後述する。また、プレゼンテーションエンジン２５０は出力加速命令語処理部２５２を介してフレームバッファメモリに出力しようとする二次元グラフィックページの出力状態を知っているために、ページ状態レジスタＰＡＧＥ＿ＳＴＡＴＵＳ＿１またはＰＡＧＥ＿ＳＴＡＴＵＳ＿２を読む。もし、読んだページの状態がビジーならば、当該ページは出力加速命令語処理部２５２により画面に出力中である状態なので、ページ状態がアイドルである他のページを選択する。また、グラフィック命令語を指示するレジスタＰＡＧＥ＿ＩＰ＿ＰＴＲ＿１またはＰＡＧＥ＿ＩＰ＿ＰＴＲ＿２の値で、第３メモリ内での選択されたページのグラフィック出力加速命令語データの開始アドレスを設定する。次に、出力加速命令語処理器２５２に当該ページを画面に出力させるために、選択されたページをページディスプレイレジスタＰＡＧＥ＿ＤＩＳＰＬＡＹ値に設定する。このような一連の過程を「ページセットアップ過程」と略称する。

一方、出力加速命令語処理部２５２に含まれたラッチ部４１０は、前述のようにプレゼンテーションエンジン２５０により設定されたレジスタ値を読んで出力するページを選択し、選択されたページに当該するグラフィック出力加速命令語データを第３メモリから読み込む。出力加速命令語処理部２５２に含まれたグラフィック命令語デコーダ４２０は、読み込んだグラフィック出力加速命令語データを解釈し、このうち選択されたグラフィック出力加速命令語をレンダリング回路４３０を介して実行する。レンダリング回路４３０から出力されたグラフィックイメージはフレームバッファメモリ２６０で動映像とブレンドされて保存され、保存されたグラフィックイメージと動映像とはオーバレイされて画面にディスプレイされる。

図５は、二次元グラフィックデコーダのページセットアップ過程を説明した図である。

図４で述べた説明を基にページセットアップ過程を整理すれば次の通りである。すなわち、プレゼンテーションエンジン２５０は、（１）ページ状態レジスタＰＡＧＥ＿ＳＴＡＴＵＳ＿１を読み、（２）アイドル状態であるページのグラフィック命令語を指示するレジスタＰＡＧＥ＿ＩＰ＿ＰＴＲ＿１を設定し、（３）選択されたページを出力ページとして知らせるページディスプレイレジスタＰＡＧＥ＿ＤＩＳＰＬＡＹを設定する。ページセットアップ過程を介し、プレゼンテーションエンジン２５０は二次元グラフィックを描く準備を全て完了する。その後には、出力加速命令語処理部２５２が第３メモリに保存されたグラフィック出力加速命令語データを解釈して二次元グラフィックを描く。

図６は、ページセットアップ過程を介してグラフィック出力を加速化する過程を示す図である。プレゼンテーションエンジン２５０及び出力加速命令語処理部２５２は２つのページ制御レジスタを交代で利用してフレームバッファにグラフィックデータを出力できる。すなわち、プレゼンテーションエンジン２５０はアイドル状態であるページに対してグラフィック出力加速命令語データを第３メモリ２６０のページ＃１６６２及びページ＃２６６４に代わる代わるあらかじめ保存して準備しておき、出力加速命令語処理部２５２はページ＃１６６２及びページ＃２６６４に準備されたグラフィック出力加速命令語データを代わる代わる実行してグラフィック処理性能を向上させられる。また、ページフリッピング方式のグラフィックアニメーションを動作させられ、このようなフリッピングページは２以上の複数のページ（トリプルフリッピングページ）方式でも拡張されられる。

特に、考慮すべき事項が多くて複雑な論理構造を有するプレゼンテーションエンジン２５０の場合、多数の曲線またはポリゴンの出力などを支援するためにソフトウェアを介して具現することが望ましい。柔軟性あるグラフィック出力加速命令語の組合わせを生成して保存するためである。一方、処理時間が長くかかる出力加速命令語処理部２５２はハードウェアで回路に具現することが望ましい。このように第３メモリを利用し、出力されるグラフィックの出力加速命令語データをあらかじめ準備して保存する段階（後述するポリゴン生成とスキャンコンバージョン過程）と、第３メモリから保存されたグラフィック出力加速命令語データを読んで二次元グラフィックをレンダリングする段階（後述するピクセルレンダリング過程）を分離して独立的に構成することにより、複数個のフレームを有するグラフィックアニメーションの出力時に発生するボトルネック現象を減らせる。

また、本発明はページ単位でグラフィック出力加速命令語を実行させる場合を基に説明した。しかし、これは単に一実施例に過ぎず、二次元グラフィックデコーダ２００の設計方式により、ポリゴンが生成された後で直ちにグラフィック出力加速命令語に変換して実行させる場合のように、客体単位でグラフィック出力加速命令語を実行させるなどの多様な方法に変形して具現できる。

以下では、前述した二次元グラフィックデコーダ２００により実行されるグラフィック出力加速命令語について詳細に述べる。図７は本発明による二次元グラフィックデコーダで使われるグラフィック出力加速命令語の構造の一例を示す図である。本発明の一実施例によるグラフィック出力加速命令語は６４ビットの命令語構造を有する。このような命令語は多様なポリゴンデータを出力するための命令語より構成されることが望ましい。

具体的には、グラフィック出力加速命令語は命令語識別子ＣＭＤを含み、パレメータとしてポリゴンの垂直位置Ｙ、水平開始位置ＳＴＸ、水平終了位置ＥＤＸ、グラフィックの描写及びフィラデータ情報ＦＰＴＲなどを含むことが望ましい。実行しようとする命令語の種類によって前述したパレメータは変形されて使われうる。グラフィック出力加速命令語の具体的な例は図１０で詳述する。

図８は、ポリゴンデータで表現される二次元ベクトルグラフィックの一例を表示した図である。多様なポリゴンデータが表示されている。（Ａ）は三角形を、（Ｂ）は円を表示する。従来のグラフィック加速器によれば、三角形は、（ｘ，ｙ）座標を利用した移動命令ｍｏｖｅｔｏ、線引き命令ｌｉｎｅｔｏ、水平線引き命令ｈｌｉｎｅｔｏ、垂直線引き命令ｖｌｉｎｅｔｏを利用して表現できる。また、円は（ｘ，ｙ）座標を利用した移動命令ｍｏｖｅｔｏや中間経由点を表示した曲線引き命令ｃｕｒｖｅｔｏなどを利用して表示できる。すなわち、従来にはグラフィックデータをいくつか基本図形に分類して基本図形描写関数機能、例えば移動命令、線引き命令、水平線引き命令などをグラフィック出力加速器回路に追加して二次元グラフィックを早く描くグラフィック出力加速処理方式を使用した。

一方、本発明ではさらに多様な図形描写処理を行うために、図９のようにプレゼンテーションエンジン２５０でポリゴンデータをスキャンコンバージョンした後で作られる水平線描写命令に基づいてグラフィック出力加速命令語を生成する方式を使用する。

図９は、図８に示された二次元ベクトルグラフィックをスキャンコンバージョンした結果を示す図である。図９に示されたように、三角形ポリゴンをスキャンコンバージョンして求めた複数本の水平線の垂直位置Ｙ、水平開始位置ＳＴＸ、水平終了位置ＥＤＸ、水平線フィラデータ情報ＦＰＴＲなどが決定されれば、当該ポリゴンを描写できる。フィラデータの特性により、中が充填されたポリゴンを描くこともできる。これは図８で述べた従来の基本図形描写関数を利用した加速方式より相対的にはるかに簡単に構成された命令語だけでも複雑な図形を早く描写できるという長所を提供する。

図１０は、本発明によるグラフィック出力加速命令語の一例を表示した図である。本発明によるグラフィック出力加速命令語（すなわち、水平線描写命令語）３２４には次のようなものが含まれうる。１つの色相からなるピクセル描写命令Ｐｌｏｔ、１つの色相からなるソリッド線描写命令ＳｏｌｉｌｄＬ、タイルドビットマップ線描写命令ＴｉｌｅｄＬ、クリップビットマップ線描写命令ＣｌｉｐｐｅｄＬ、線形グラジエント線描写命令ＬｉｎｅａｒＧＬ、ラジアルグラジエント線描写命令ＲａｄｉａｌＧＬなどがそれである。

また、水平線を描く命令語の補助命令語で直ちに以前に実行した水平線描写命令語の水平座標を、開始点ＳＴＸと終了点ＥＤＸとを増減してＹの水平座標になるまで反復する命令語Ｒｅｐｅａｔ、水平線を描く命令語に適用されるビットマップイメージやグラジエントパターンにアフィン変換値Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３や位置ＴＸ，ＴＹを設定するアフィン変換命令語、描いた水平線の色変換Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７のためのカラー変換Ｃｏｌｏｒ
Ｔｒａｎｓｌａｔｅ命令語がそれである。

さらに、命令語の解釈と実行とを制御する命令であり、指定されたアドレスの位置に分岐して水平線描写命令語を実行する分岐命令語Ｌｉｎｋと命令実行を中断する終了命令語Ｅｎｄ及び一定期間命令の実行を遅延する実行遅延命令語Ｎｏｐがそれである。

また、二次元ＡＶ映像と合成されるために使われるビデオ出力制御命令語のＡＶデータの出力映像の位置、サイズ及びレイヤを指定する命令語ＶｉｄｅｏＰｌａｃｅと、ビデオ画面領域を除外した背景の色相及びビデオ信号のない状態である時のビデオ画面領域の色相を指定する命令語ＳｅｔＣｏｌｏｒとがそれである。

前述したグラフィック加速命令語とそのパレメータとの関係に関わる一実施例が図１０に示されている。すなわち、Ｙはポリゴン垂直位置を、ＳＴＸは水平開始位置を、ＥＤＸは水平終了位置を示し、ＦＰＴＲはグラフィックの描写及びフィラデータ指示情報を示す。特に、ＦＰＴＲはビットマップデータ、グラジエントパターン、色相指示情報及びさまざまな補助データを有するデータ構造のアドレスを指示する。従って、複雑な命令語の実行を単純化させられる。補助データにはビットマップのサイズ、ビットマップデータの色相カラーテーブル、アフィン変換値、カラー変換値などが含まれる。

もちろん、図１０に示された水平線描写に構成されたグラフィック出力加速命令語３２４は多様な形態に変形して具現されうる。例えば、図９のように水平方向にスキャンコンバージョンして水平線描写に構成された命令語を使用する代わりに、垂直方向にスキャンコンバージョンして垂直線描写に構成された命令語を使用するように具現することもできる。

さらに具体的に、図１１Ａはグラフィック出力加速命令語とフィラデータ３２４の一例を示す図であり、図１１Ｂは図１１Ａに示されたグラフィック出力加速命令語とフィラデータとを実行した時に表示されるグラフィックイメージを示す図である。

図１１Ａを参照するに、あるポリゴンを表現するために、まず図１０で述べたソリッド線描写ＳｏｌｉｄＬ命令が行われる。垂直位置０から始まり、水平開始位置０から水平終了位置１００まで１０１ピクセルに当該するソリッド線を描く。この時、ソリッド線描写命令のＦＰＴＲパレメータが指示する２０００Ｈアドレスのフィラデータを適用する。すなわち、透明度１００％の赤色で１０１個のピクセルを充填する。次に、反復命令語Ｒｅｐｅａｔにより垂直位置が１００になるまで同じ動作、すなわちソリッド線描写命令を反復して行う。第三に、再びソリッド線描写命令により、垂直位置０に対して水平開始位置５０及び水平終了位置５０まで１ピクセルに当該する線を描く。この時、ＦＰＴＲパレメータが指示する２００４Ｈアドレスのフィラデータが適用され、透明度１００％の青色で１個のピクセルを充填する。第四に、反復命令によりソリッド線描写命令を垂直位置５０になるまで反復する。第五の命令により垂直位置５０から１００になるまでソリッド線描写命令を反復して終了する。図１１Ａに示された命令語セットをいずれも実行した結果が図１１Ｂに示されている。

図１２Ａないし図１２Ｅは、本発明によるグラフィック出力加速命令語の水平線描写命令語を具現したコードの一例である。

図１２ＡのＳｏｌｉｌｄＬ（）関数は１色相からなるソリッド線描写命令語の説明コードである。図１２ＢのＴｉｌｅｄＬ（）関数はタイルドビットマップ線描写命令語の説明コードであり、図１２ＣのＣｌｉｐｐｅｄＬ（）関数はクリップビットマップ線描写命令語の説明コードである。また、図１２ＤのＬｉｎｅａｒＧＬ（）関数は線形グラジエント線描写命令語の説明コードであり、図１２ＥのＲａｄｉａｌＧＬ（）関数はラジアルグラジエント線描写命令語の説明コードである。

図１３Ａないし図１３Ｃは、本発明によるフィラデータの一例を示す図である。図１３Ａはソリッド充填の一例であり、図１３Ｂは順次色が変化するグラジエント充填の一例であり、図１３Ｃは画面を同じイメージで反復して充填するビットマップ充填とクリップ充填の一例である。

図１４は本発明の応用例であり、本発明による二次元グラフィックとＡＶデータとがデコーディングされた動映像をブレンドして１画面に表示した例を示す。ＭＰＥＧで圧縮符号化されたＡＶデータがデコーディングされて出力された動映像１４０１と、グラフィック加速命令語を基盤にした二次元グラフィックデコーダ２００により出力されたグラフィックイメージ１４０２とがブレンドされて１画面に表示されている。このように、本発明によるＤＶＤやＤＴＶのような映像再生装置は動映像と共に関連した二次元グラフィックイメージを共にディスプレイするインタラクティブコンテンツを提供されうる。特に、高速アニメーションを含む二次元グラフィックが提供されうる。また、第３メモリに保存されるグラフィック出力加速命令語を利用し、プレゼンテーションエンジン２５０と出力加速命令語処理部２５２の機能がそれぞれ分離されて独立的に動作する。これにより、グラフィック出力時にレンダリング過程に必要なＣＰＵの負担を減らせ、グラフィック出力性能が向上する。

本発明によるＡＶデータやグラフィックデータのような映像データを保存する外部チャンネルとしては、ハードディスクドライブのような映像再生装置に内蔵された貯蔵媒体と、光ディスクまたはメモリカードのような着脱容易な分離型貯蔵媒体とが含まれる。光ディスクの場合、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、Ｂｌｕｒａｙ−Ｄｉｓｃなどが含まれ、今後開発される光ディスクが含まれうる。また、インターネットのようにネットワークを介してコンテンツを提供するネットワーク媒体が含まれる。

また、本発明の映像再生装置は１つの集積回路で具現され、各機能ブロックがいくつかのシステムに分れて具現され、ネットワークに連結された分散システムで具現されることもある。

本発明はまた、コンピュータ可読記録媒体にコンピュータ可読コードとして具現されうる。コンピュータ可読記録媒体はコンピュータシステムによって判読されうるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータ可読記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピディスク、光ディスクなどがあり、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）の形態で具現されるものを含む。また、コンピュータ可読記録媒体はネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータ可読コードに保存されて実行されうる。

以上の説明は本発明の一実施例に過ぎず、本発明が属する技術分野で当業者は本発明の本質的特性から外れない範囲で変形された形態で具現できるであろう。従って、本発明の範囲は前述した実施例に限定されずに特許請求範囲に記載された内容と同等な範囲内にある多様な実施形態が含まれると解釈されるものである。

本発明の、水平線または垂直線描写命令語基盤のグラフィック出力加速機能が含まれた二次元グラフィックデコーダ、及び水平線または垂直線描写命令語を利用してグラフィック出力を加速する方法、並びに前述の二次元グラフィックデコーダを具備した映像再生装置は、例えば映像再生関連分野に効果的に適用可能である。

従来のグラフィック出力加速技術を説明する参考図である。従来のグラフィック出力加速技術を説明する参考図である。従来のグラフィック出力加速技術を説明する参考図である。本発明の望ましい実施例による命令語基盤グラフィック出力加速機能が含まれた二次元グラフィックデコーダが備わった映像再生装置のブロック図である。本発明の望ましい実施例によって命令語基盤グラフィック出力加速機能を利用した映像再生過程を説明した図である。図２に示された二次元グラフィック出力加速命令語処理器の構造を詳細に説明するための図である。二次元グラフィックデコーダのページセットアップ過程を説明した図である。ページセットアップ過程を介してグラフィック出力を加速化する過程を示す図である。本発明による二次元グラフィックデコーダで使われるグラフィック出力加速命令語の構造の一例を示す図である。ポリゴンデータで表現される二次元ベクトルグラフィックの一例を表示した図である。図８に示された二次元ベクトルグラフィックをスキャンコンバージョンした結果を示す図である。本発明によるグラフィック出力加速命令語の一例を表示した図である。グラフィック出力加速命令語とフィラデータの一例を示す図である。図１１Ａに示されたグラフィック出力加速命令語とフィラデータとを実行した時に表示されるグラフィックイメージを示す図である。本発明によるグラフィック出力加速命令語の水平線描写命令語を具現したコードの一例である。本発明によるグラフィック出力加速命令語の水平線描写命令語を具現したコードの一例である。本発明によるグラフィック出力加速命令語の水平線描写命令語を具現したコードの一例である。本発明によるグラフィック出力加速命令語の水平線描写命令語を具現したコードの一例である。本発明によるグラフィック出力加速命令語の水平線描写命令語を具現したコードの一例である。本発明によるフィラデータの一例を示す図である。本発明によるフィラデータの一例を示す図である。本発明によるフィラデータの一例を示す図である。本発明の応用例として、本発明による二次元グラフィックとＡＶデータとがデコーディングされた動映像をブレンドして１画面に表示した例を示す。

符号の説明

１映像再生装置
２００二次元グラフィックデコーダ
２４０ＡＶデコーダ
２４２ＡＶデータデコーディング部
２４４スケーリング部
２５０プレゼンテーションエンジン
２５２出力加速命令語処理器
２８０画面
３２０ＡＶデータ
３２２グラフィックデータ
３２４グラフィック出力加速命令語及びフィラデータ

Claims

グラフィック出力を加速する方法において、
グラフィックデータを解釈して単純化された少なくとも１つの加速命令語データに変換して保存する段階と、
保存された少なくとも１つの加速命令語データを実行してグラフィックイメージを出力する段階とを含み、
前記各段階は独立的に行われることを特徴とする方法。
前記加速命令語データは、前記グラフィックデータを解釈してポリゴンを生成し、生成されたポリゴンをスキャンコンバージョンした結果得られた少なくとも１つの、前記グラフィックイメージを画面に早く描くための水平線描写命令語または垂直線描写命令語を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記変換して保存する段階は、多様な前記グラフィックデータを解釈するために別途のソフトウェアを介して行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記変換して保存する段階は、変換された少なくとも１つの前記加速命令語を所定のメモリ領域に保存することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記グラフィックイメージを出力する段階は、前記グラフィックイメージの出力速度を上げるために別途のハードウェア回路を介して行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記加速命令語データは、ピクセルを描く命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、１色相で水平線を描く命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、ビットマップイメージパターンが適用された水平線を描く命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、線形グラジエントイメージパターンが適用された水平線を描く命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、ラジアルグラジエントイメージパターンが適用された水平線を描く命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、以前に実行した水平線描写命令語の垂直座標または水平座標を増減し、以前命令語を所定の水平線の座標まで反復する命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、水平線を描く命令語に適用されるフィラデータであり、ビットマップイメージやグラジエントパターンのサイズや位置を調整するアフィン変換命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、水平線に描かれるピクセルの色を変換するための色変換命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、異なるアドレスの前記加速命令語データ位置に分岐し、当該アドレスの前記加速命令語を実行する分岐命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、前記グラフィックイメージとブレンドされて出力される動映像の出力位置及びレイヤを指定する命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記加速命令語データは、前記グラフィックイメージとブレンドされて出力される動映像領域を除外した背景領域の色相及びビデオ信号のない状態である時の動映像領域の色相を指定する命令語を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
外部チャンネルを介して判読されたグラフィックデータをデコーディングして単純化された少なくとも１つの加速命令語データに変換して所定のメモリ領域に保存する加速命令語変換部と、
保存された少なくとも１つの加速命令語データを実行してグラフィックイメージを出力する加速命令語処理部とを含み、
前記加速命令語変換部及び前記加速命令語処理部は前記所定のメモリ領域を利用してそれぞれ独立的に動作することを特徴とするグラフィックデコーダ。
前記加速命令語変換部は、前記グラフィックデータを解釈してポリゴンを生成し、前記グラフィックデータを生成されたポリゴンのスキャンコンバージョン結果得られた少なくとも１つの加速命令語データに変換し、前記所定のメモリ領域に保存し、
前記加速命令語データは、前記グラフィックイメージを画面に早く描くための水平線描写命令語または垂直線描写命令語を含むことを特徴とする請求項１７に記載のグラフィックデコーダ。
前記加速命令語変換部は、多様な前記グラフィックデータを解釈するために別途のソフトウェアで具現されることを特徴とする請求項１７に記載のグラフィックデコーダ。
前記加速命令語処理部は、前記グラフィックイメージの出力速度を上げるために別途のハードウェア回路で具現されることを特徴とする請求項１７に記載のグラフィックデコーダ。
前記外部チャンネルは、再生装置から分離の容易な分離型貯蔵媒体、再生装置に内蔵された貯蔵媒体、またはネットワーク媒体を含むことを特徴とする請求項１７に記載のグラフィックデコーダ。
請求項１７に記載のグラフィックデコーダを含むことを特徴とする再生装置。
前記グラフィックデコーダを介して出力されたグラフィックイメージと、前記外部チャンネルから読み込んだＡＶデータをデコーディングして出力した動映像をオーバレイして１つの映像を出力することを特徴とする請求項２２に記載の再生装置。
請求項１に記載の前記グラフィック出力を加速する方法をコンピュータ上で行うためのプログラムを記録した記録媒体。