CN1076496C

CN1076496C - 单色三角形显示装置

Info

Publication number: CN1076496C
Application number: CN95101409A
Authority: CN
Inventors: 邓永佳
Original assignee: United Microelectronics Corp
Current assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 2001-12-19
Anticipated expiration: 2015-01-20
Also published as: CN1128382A

Abstract

一种单色三角形显示装置，包括至少一单色三角形处理单元、一共同控制器与一时序产生器。其是将三角形参数储存于存储器装置中，经共同控制器定位读取其值，与时序产生器送出的水平与垂直扫描信号做比较后，以共同控制器产生的程序信号决定一单色三角形处理单元进行三角形处理工作。单色三角形处理单元依据三角形参数进行色码信号输出控制，其并以深度检测方式使输出更具深浅关系。

Description

单色三角形显示装置

本发明是关于显示装置，特别是关于一种单色三角形显示装置。

显示装置是用以将影像信号做某种程度的处理，例如进行地址编码等程序，再藉数字模拟转换器转换影像信号后送至屏幕输出。

有鉴于一般显示装置仅将影像信号稍加处理，几乎以直接方式输出于屏幕上，与其显示内容的复杂程度几乎无关系。于是，所有对于显示立体图形处理的工作就完全依赖电脑系统本身配合软件程序来执行。如此一来，不仅使系统的运算单元工作负荷量沉重，还会造成影像信号输出效率降低，导致图形显示效能不佳，而成为提高电脑系统影像处理能力的瓶颈。

事实上，输出在屏幕上的影像画面内容主要是由各种颜色的多边形组成，藉由不同颜色的几何图形变化组合即可产生活泼生动的画面。而各种多边形中最基本的形状是三角形，亦即，经由若干适当选择的三角形将可组合成所需的多边形。

因此，本发明的主要目的是提出一种三角形显示装置，用以产生三角形于屏幕上，减少电脑系统运算单元的工作量，提高图形显示的效率。

本发明提供一种单色三角形显示装置，适用于具备存储器装置和数字模拟转换器的显示系统中；所述显示系统是将三角形参数储存于所述存储器装置内，藉所述单色三角形显示装置读取所述三角形参数加以处理后，将其中的色码送至所述数字模拟转换器输出；其特征在于，包括：

一时序产生器，产生水平扫描信号与垂直扫描信号；

一共同控制器，耦合所述时序产生器和所述存储器装置，依据所述水平扫描信号和垂直扫描信号产生地址信号，以定址所述存储器装置，读取所述三角形参数；所述共同控制器并产生程序信号，以定义三角形处理程序；所述共同控制器包括：

一状态控制器，耦合所述时序产生器与所述单色三角形处理单元，接受所述水平扫描信号，并产生程序信号；

一地址产生器，耦合所述状态控制器、存储器装置与所述单色三角形处理单元，受所述状态控制器控制以产生连续地址，读取所述存储器装置内的所述三角形参数，并将所述地址储存于所述单色三角形处理单元的所述指标寄存器内；

一垂直检测器，耦合所述存储器装置、所述时序产生器以及所述状态控制器，以于检测出所述垂直扫描信号即将在次一水平扫描线中显示三角形时，请求所述状态控制器送出程序信号；

一参数产生器，耦合所述地址产生器、所述存储器装置与所述单色三角形处理单元，以将所述三角形参数值送至所述单色三角形处理单元的所述寄存器；

至少一单色三角形处理单元，耦合所述共同控制器、所述时序产生器以及所述数字模拟转换器；所述单色三角形处理单元是受所述共同控制器的程序信号控制，依据所述时序产生器的水平扫描信号与所述三角形参数的比较结果，提供所述色码至所述数字模拟转换器输出，以显示三角形；所述单色三角形处理单元包括：

一程序控制器，耦合所述共同控制器，用以接受所述程序信号；

一指标寄存器，耦合所述共同控制器，用以寄存所述三角形参数的地址；

一第一寄存器，耦合所述共同控制器，用以储存三角形参数中的第一参数；

一第二寄存器，耦合所述共同控制器，用以储存三角形参数中的第二参数；

一第一比较器，耦合所述第一寄存器与所述时序产生器，用以比较所述水平扫描信号与所述第一参数；

一第二比较器，耦合所述第二寄存器与该时序产生器，用以比较所述水平扫描信号与所述第二参数；

一第三寄存器，耦合所述共同控制器，用以储存所述三角形参数中的色码；以及

一三态缓冲器，接受所述第一比较器与所述第二比较器的控制，选择所述第三寄存器内储存的所述色码输出至所述数字模拟转换器。

本发明提供一种单色三角形显示装置，包括至少一单色三角形处理单元、一共同控制器与一时序产生器。其是将三角形参数储存于存储器装置中，经共同控制器定址读取其值，与时序产生器送出的水平与垂直扫描信号做比较后，以共同控制器产生的程序信号决定一单色三角形处理单元进行三角形处理工作。单色三角形处理单元依据三角形参数进行色码信号输出控制，其并以深度检测方式使输出更具深浅关系。经上述单色三角形显示装置的处理，可大幅提高立体图形显示的效率，并可免除对系统中央处理单元的性能要求。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，特举一最佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图简要说明：

图1定义本发明一最佳实施例的三角形各部分元素。

图2是本发明一最佳实施例的三角形参数地址关系图。

图3是本发明一最佳实施例的电路方框图。

图4是图3一最佳实施例的共同控制器电路图。

图5是图3一最佳实施例的单色三角形处理单元。

图6是图5一最佳实施例的深度检测器电路图。

首先，请参照图1，其示意依照本发明所显示的三角形ABC各部元素的定义。其中，

Xa为三角形的顶点A的横座标；

Ya、Yb和Yc为三角形三个顶点A、B与C的纵座标；

X₁为三角形左边界横座标；

X₂为三角形右边界横座标；以及

Mab、Mbc和Mac分别为三角形三边斜率的倒数。

因此，自三角形顶点(Xa，Ya)往下的每一条水平线，其落于三角形内的区域，亦即，为X₁和X₂界定的区域，满足下列关系：

Ya＋0：X₁＝Xa，X₂＝Xa

第一条水平线Ya＋1：X₁＝Xa＋Mab＝X＇¹ ₁＋Mab；

X₂＝Xa＋Mac＝X＇₂＋Mac；

第二条水平线Ya＋2：X₁＝(Xa＋Mab)＋Mab＝X＇₁＋Mab；

X₂＝(Xa＋Mac)＋Mac＝X＇₂＋Mac；

第三条水平线Ya＋3：X₁＝[(Xa＋Mab)＋Mab]＋Mab＝X＇₁＋Mab；

X₂＝[(Xa＋Mac)＋Mac]＋Mac＝X＇₂＋Mac；

即每一条水平线落于三角形范围内的区域，其两端点X₁和X₂分别是上一条水平线两端点横座标值加上其边线斜率的倒数值。

而当水平线落到顶点B之下，左端点X₁则改以Mbc进行累加，一直到顶点C为止。

本发明是依据上述原理于屏幕上输出三角形。三角形本身另以层次码Z和色码CC两个数据作为显示的参数。其参数数据结构于存储器内的地址关系，请参照图2。

依照本发明一最佳实施的三角形显示装置整体结构如图3所示。其中，复数个单色三角形处理单元11、13和15等，接受共同控制器21的控制，以作数据传输，及层次码Z的控制，而将图形数据经数字模拟转换器27转换成色彩信号输出。其间另有一时序产生器25提供各个单色三角形处理单元二组信号HPC和VPC，其分别为扫描线水平和垂直参考位置，即水平扫描信号和垂直扫描信号。至于三角形的参数，是储存在存储器装置，如存储器(ROM或SRAM)23中，经共同控制器21提供至各单色三角形处理单元。其储存的方式，如图2所示的参数数据结构。

共同控制器21的结构，请参照图4。其中，状态控制器31控制整个电路的处理程序。状态控制器31与时序产生器25连接，接受其水平扫描信号HPC，以循序送出程序信号至各个单色三角形处理单元。地址产生器35则连接状态控制器31、存储器23和单色三角形处理单元。地址产生器35受状态控制器31控制，定址于存储器23，以读取储存在存储器23内的三角形参数，即如图2所示三角形的各参数。垂直检测器33与存储器23、时序产生器25以及状态控制器相连接，垂直检测器33是用来检测垂直扫描信号VPC所代表的位置，其与三角形的参数中关于顶点的垂直位置，亦即前述的Ya互相比较，若具有Ya＝VPC＋1的关系，表示下一条水平扫描线即要开始显示出三角形，此时便要求状态控制器31送出程序信号，依此信号的指示，可选择一三角形处理单元来负责此即将显示的三角形的各种处理工作。而三角形边界产生器37则连接存储器装置23、状态控制器31和各个单色三角形处理单元，用以产生依上述程序信号选择的单色三角形处理单元所需的参数，包括三角形的左、右边界值。

上述垂直检测器33实则一比较器，分别以垂直扫描信号VPC和存储器装置23的输出参数D为其两输入信号，而将比较器产生的结果，即当Ya＝VPC＋1时，送出到状态控制器31。至于参数产生器37，即三角形边界产生器实则为一累加器，其包括有寄存器38和加法器39。寄存器38连接各个单色三角形处理单元，用以储存三角形的参数ID。加法器39耦合寄存器38和存储器23，取二者的值做加法处理，以修正左、右边界值，形成三角形。三态缓冲器36a和36b则连接存储器装置23与三角形边界产生器37，并接受状态控制器31的控制，以于适时选择适当的参数送到特定的单色三角形处理单元。

在本发明中负责三角形处理工作的单色三角形处理单元，其一最佳实施例如图5所示。其中，程序控制器41与共同控制器21中的状态控制器31连接，接受程序信号，做为此一单色三角形处理单元目前工作状态的识别记号。指标寄存器42则与共同控制器21内的地址产生器35连接，用来储存目前处理程序中使用的三角形参数，其在存储器23内的地址值。寄存器43、45以及47分别自共同控制器中的参数产生器37取得三角形的左、右边界值和色码值，予以寄存。比较器44和比较器46于是分别取寄存器43和45的参数值与来自时序产生器25的水平扫描信号HPC做比较。于是，当水平扫描信号HPC所代表的水平位置落于三角形的左、右边界之间，亦即，对左边界参数X，和右边界参数X2而言，具有HPC≥X₁和HPC≤X₂的关系时，两个比较器44和46的输出将控制深度检测器50再控制三态缓冲器48将储存在寄存器47内的色码信号输出至数字模拟转换器27，转换成红、绿、蓝三色信号。

为了使显示出来的三角形具有深浅层次关系，单色三角形处理单元内可配置一深度检测器50。寄存器49从存储器23取得层次参数储存，提供深度检测器50做层次比较参考依据。深度检测器50互相串连于各个单色三角形处理单元间，依据同一水平及垂直位置的层次码作比较，以最浅的层次码所在的处理单元输出色码至数字模拟转换器27，以达成深浅的效果。

深度检测器50的最佳实施例，请参照图6。其中，自寄存器49取得的层次码Zb与来自另一深度比较器的层次码Zi在比较器52进行深度比较后，配合比较器44、46的结果形成的致能信号EN，经与门56以控制多工器54从Zb和Zi两层次码中择一输出至次一深度检测器，其信号以ZO表示。图6中的标号gi也是表示来自一深度比较器的一层次码，其与层次码Zi相同，用以确保EN启动深度检测器中最浅者。于是，当Zb较Zi浅，且EN为启动信息时，ZO＝Zb；否则，ZO＝Zi。并且，经由或门58和与门59所形成的逻辑组合的控制，唯有此一Zb为所有具有EN启动的深度检测器中最浅者，才会使输出信号out为启动信息，使色码经三态缓冲器48输出。

上述单色三角形处理单元的处理程序，即其程序信号SC的状态，通常可划分为若干阶段，使状态控制器31有所依循，做最佳判断选择适用的处理单元进行三角形处理工作。例如，在本发明最佳实施例中，共有四种程序状态，包括

SC＝0：表示单色三角形处理单元为待机状态；

SC＝1：表示单色三角形处理单元刚被设定一参数指标地址，且在即将来到的水平消隐周期内，会把三角形参数写入各个寄存器中，例如，寄存器43和45写入X₁和X₂、寄存器47中写入CC(色码)以及寄存器49中写入Zb(层次码)；

SC＝2：表示单色三角形处理单元所处理的三角形在Ya和Yb之间，在水平消隐周期内其X₁和X₂须分别加上Mab和Mac；以及

SC＝3：表示单色三角形处理单元所处理的三角形在Yb和Yc之间，在水平消隐周期内其X₁和X₂须分别加上Mbc和Mac。

藉由上述单色三角形显示装置的运作，随着时序产生器25发出的水平扫描信号送至各个单色三角形处理单元与共同控制器，将使储存于存储器(ROM或RAM)内的三角形参数经由适当的程序处理，输出至数字模拟转换器。

因此，本发明的单色三角形显示装置藉由简易的硬件结构，以及单纯的三角形参数，可以使原本需要消耗大量中央处理单元处理时间的画面信号直接由显示装置产生，不但提高了效率，亦不需仰赖较强处理能力的电脑系统，其皆能有效提高图形显示的品质。

虽然本发明已以一最佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，作的些许更动与润饰均不脱离本发明的构思和范围，因此本发明保护范围当视本发明的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1、一种单色三角形显示装置，适用于具备存储器装置和数字模拟转换器的显示系统中；所述显示系统是将三角形参数储存于所述存储器装置内，藉所述单色三角形显示装置读取所述三角形参数加以处理后，将其中的色码送至所述数字模拟转换器输出；其特征在于，包括：

一时序产生器，产生水平扫描信号与垂直扫描信号；

一指标寄存器，耦合所述共同控制器，用以寄存所述三角形参数的地址：

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述第一参数与所述第二参数分别是待显示的三角形在与所述水平扫描信号同一水平线上的左边界与右边界；所述第一比较器与所述第二比较器是用以决定所述水平扫描信号是否落在所述待显示的三角形内，以控制所述三态缓冲器送出适当的色码信号。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述单色三角形处理单元更包括一深度检测器，耦合于所述比较器和所述三态缓冲器之间，以及一第四寄存器，耦合于所述共同控制器与所述深度检测器之间，用以储存所述三角形参数中的层次码；所述单色三角形处理单元的所述深度检测器是互相串连，于相同的水平扫描位置与垂直扫描位置取其各自的所述层次码比较深度，以控制所述三态缓冲器产生适当色码输出。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，所述深度检测器包括：

一比较器，取所述第四寄存器的层次码与一输入的层次码比较深度；

一多工器，受所述比较器控制，于所述层次码中，择一较浅者输出；以及

一逻辑门组合，受所述比较器控制，于所述第四寄存器的层次码为所述层次码中最浅者，控制所述三态缓冲器输出所述第三寄存器的色码。

5、如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述垂直检测器是一比较器，将所述垂直扫描信号与所述三角形参数中三角形顶点垂直位置参数相互比较，于所述垂直扫描信号所代表的位置较所述顶点垂直位置高一水平行时，输出信号请求所述状态控制器产生程序信号。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述参数产生器包括：

至少一寄存器，耦合所述单色三角形处理单元的所述寄存器，以储存所述参数；以及

一加法器，耦合所述寄存器与所述存储器装置，用以修正所述参数值而将适当参数送至所述单色三角形处理单元。