CN1270276C - 加速二维图形数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种加速图形数据的方法和装置，可以降低图形数据处理的计算复杂度。加速二维图形数据的方法包括：接收与被处理图形窗口的宽度相关的信息；从存储图形窗口的像素数据的存储器读出像素数据；接收与两个像素数据域相关的信息，这两个像素数据域是根据图形窗口的宽度信息从存储器区域划分的，一个像素数据域用突发模式处理，另一个像素数据域以字节为单位处理；对划分出的各像素数据域分别执行预定的图形处理。

Description

加速二维图形数据的方法和装置

本申请要求2003年1月20日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第2003-3663号的优先权，该申请引用与此以资参考。

技术领域

本发明涉及一种处理图形数据的方法和装置，特别涉及一种二维(two-dimensional，2D)图形加速的方法和装置，这种方法和装置能降低图形数据处理的计算复杂度。

背景技术

视窗操作系统中使用多种方法中的一种处理图形数据。有多种类型的视窗操作系统，但Windows CE更常用在个人数字助理(personal digital assistant，PDA)或小型计算机中。Windows CE版本4.0和最近的版本4.1(WinCE.NET)是视窗嵌入式操作系统的一部分。当WinCE.NET处理二维(2D)图形数据时，图形设备驱动器从WinCE接收光栅操作代码，按光栅操作代码的指示处理2D图形数据。2D图形加速器被设计用来以硬件处理光栅操作代码，这些代码通常由软件无效率地处理。光栅操作代码中定义的图形处理也可以在除WinCE外的视窗操作系统中执行。

当处理2D图形数据时，图形数据用数据的每像素比特(bpp)数表示。例如，图形数据可以按1bpp、4bpp、8bpp、16bpp、24bpp或32bpp表示。这里，1bpp指的是一个数据像素用1比特表示，一个像素最多有两种不同颜色，黑色和白色。也就是说，1bpp的图形数据只能表示成黑白的。同样地，4bpp指的是一个数据像素用4比特表示，一个像素最多有16种不同颜色，而8bpp指的是一个数据像素用8比特表示，一个像素最多有256种不同颜色。通常，图形处理器使用8bpp或更多比特的彩色图形数据，与光栅操作代码一起传输的图形数据在例如WinCE的视窗操作系统中以字节为单位排列。因此，在连续的8bpp或更多bpp的像素情况下，当对这些像素执行光栅操作时，对存储这些像素的存储器进行寻址是复杂的。比如，当对按字节排列的像素数据执行负SRCCOPY光栅操作时，需要多个非常复杂的控制操作对存储这些像素数据的存储器区域进行寻址。

发明内容

本发明提供一种加速二维(2D)图形数据的方法和装置，其中，按比特排列的图形数据被划分成两个域：一个域以字节为单位处理；另一个域用突发模式处理。

根据本发明的一个方面，提供了一种加速二维(2D)图形数据的方法，这种方法包括：依照待被处理的图形窗口的相关信息把存储像素数据的存储器区域分成两个像素数据域，一个像素数据域用突发模式处理，另一个像素数据域以字节为单位处理；对这分开的两个像素数据域分别执行预定的图形处理。

根据本发明的另一方面，提供了一种加速2D图形数据的方法，包括：接收关于待被处理的图形窗口的宽度信息；从存储该图形窗口的像素数据的存储器读取像素数据；接收两个像素数据域的相关信息，这两个数据域是根据该图形窗口的宽度信息从存储器区域划分出来的，一个像素数据域用突发模式处理，另一个像素数据域以字节为单位处理；对这分开的两个像素数据域分别执行预定的图形处理。

根据本发明的再一方面，提供了一种加速2D图形数据的装置，包括：软件设备驱动器，其接收与待被处理图形窗口的宽度和像素数据的位置相关的信息，并且把该图形窗口的像素数据分成两个像素数据域，一个像素数据域用突发模式处理，另一个像素数据域以字节为单位处理；窗口划分信息接收单元，其接收该窗口划分的相关信息，然后根据划分信息，从存储该图形窗口的像素数据的存储器接收划分的各像素数据域；图形处理执行单元，其对划分的各像素数据域执行预定的图形处理。

根据本发明的又一方面，提供了一种计算机可读的记录介质，它记录在计算机中执行这个方法的程序。

附图说明

通过结合参考附图详细描述优选实施例，本发明的以上和另外的方面和优势会更清楚：

图1表示宽度为7个像素的图形窗口的示例，表明在存储器中存储的图形数据的形式；

图2A和2B表示在存储器中存储的8比特每像素(bpp)的图形数据和16bpp的图形数据；

图3是一个表，表示常见的光栅操作代码的示例；

图4表示一些光栅操作的结果；

图5表示用SRCCOPY光栅操作传输一块的比特数据的示例；

图6A表示正SRCCOPY光栅操作；

图6B表示负SRCCOPY光栅操作；

图7表示一存储器结构，在此存储器中执行负SRCCOPY光栅操作使存储在源位置的数据拷贝到目的位置；

图8说明执行该负SRCCOPY光栅操作的过程；

图9说明划分源位图窗口的宽度的方法；；

图10是表示根据本发明的一个优选实施例加速图形数据的方法的流程图；和

图11是根据本发明的一个优选实施例加速图形数据的装置的方框图。

具体实施方式

图1图示说明宽度为7个像素的图形窗口的例子，说明一种在存储器中存储图形数据的方法。如图2A和2B所示，包含图形数据的图形窗口的形式取决于图形数据每像素的比特(bpp)的数目。

图2A和2B分别地图示说明在存储器中存储的8bpp和16bpp图形数据的形式。为匹配ARM处理器的32比特结构，图形加速硬件的总线被配制成32比特。因此，图形加速硬件以32比特为单位处理数据。如果图1中所示的宽度为7个像素的图形窗口的图形数据用8bpp表示，如图2A所示8比特图形数据210的7个像素被相继存储在32比特结构的存储器中，32比特的存储器的最后一个字节没有被图形数据210占用。为了有效使用存储器，这最后一个字节也必须被数据占用。因此，图形窗口第2行的图形数据220的7个像素接着被相继存储在存储器中。如果图形数据以16bpp表示，如图2B所示，16比特图形数据230的7个像素被相继存储在32比特结构的存储器中，最后两个字节没有被数据占用。同样，如图2B所示，为了有效使用存储器，图1中的图形窗口第2行的图形数据240的7个像素接着被相继存储在存储器中。

图3是一个表，表示了常见的光栅操作代码。光栅操作代码定义了对图形数据的处理，亦即，关于源位图、目的位图和模式如何彼此结合用以在屏幕上显示图形数据。有256种光栅操作代码。诸如SRCCOPY、NOTSRCCOPY、SRCPAINT、SRCAND和SRCINVERT的在光栅操作代码中定义的图形数据处理的结果将参照图4加以解释。

图4表示不同的光栅操作的执行结果。在图4中，SRCCOPY430表示把源位图410直接拷贝到目的位图420的操作。NOTSRCCOPY 440表示对由SRCCOPY 430得到的结果反转的操作。SRCPAINT 450表示一次显示源位图410和目的位图420的操作。SRCAND 460是显示源位图410和目的位图420的重叠部分的操作。SRCINVERT 470表示对由SRCAND 460得到的结果反转的操作。在传输一块的比特数据期间使用这些光栅操作的情况将参照图5说明。

图5表示用SRCCOPY光栅操作传输一块的比特数据。参照图5，BitBIt是这样一种函数，它执行从源设备环境(DC)到目的DC的一对一的数据拷贝。当使用SRCCOPY光栅操作执行BitBIt函数时，采用图5所示的指令语法。SRCCOPY光栅操作分成两种类型，它们将参照图6A和6B加以更详细地解释。

图6A表示正SRCCOPY光栅操作。SRCCOPY操作是把存储在源DC的像素数据直接拷贝到目的DC，以便在屏幕上显示像素数据。根据图形数据从源DC到目的DC拷贝时沿着的方向，SRCCOPY分成正的类型和负的类型。参照图6A，源610的左上角与目的620的右下角重叠。因此，在正SRCCOPY光栅操作过程中，存储在源610的像素数据从源610的最上边一行向左，也就是沿箭头605的方向，被相继拷贝到目的620沿箭头615的方向上。在这种情况下，在拷贝操作过程中没有图形数据的丢失。

图6B表示负SRCCOPY光栅操作。参照图6B，源630的右下角与目的640的左上角重叠。让我们假定，按照前面叙述的正SRCCOPY光栅操作所指示的那样，存储在源630的图形数据被拷贝到目的640。也就是说，存储在源630的像素数据从源630的最上边一行沿箭头625的方向被相继拷贝到目的640沿箭头635的方向上。但是，在这种情况下，源630的像素数据已经写在源630和目的640的重叠区域650，因此删除了源630的重叠部分650中的图形数据。

据此，为解决这个问题，源630中的像素数据必须从源630的最下边一行由右向左，也就是沿箭头645的方向，相继拷贝到目的640沿箭头655的方向上，从而防止了图形数据的丢失。换言之，源630中存储的像素数据按照与记录时的顺序相反的顺序拷贝到目的640上。总之，为解决这个问题，使用负SRCCOPY光栅操作，其中，自源630从最末记录的像素数据开始以相反的顺序读出像素数据。

但是，通常，需要很复杂的控制操作采用加速图形数据的硬件来对包含像素数据的存储器区域进行寻址，以便对按字节排列的图形数据执行负SRCCOPY光栅操作，因而降低了加速图形数据的速度。硬件中使用的总线被配置成以字(word)为单位，而不是以字节为单位，每个字包括4个字节。因此，需要更多的控制操作去对每个像素数据以字节为单位处理总线，从而不可能用突发模式传输图形数据，而突发模式是硬件处理图形数据的优势，因此降低了数据处理的效率。

图7说明一个存储器结构，在此存储器中执行负SRCCOPY光栅操作使存储在一个源位置的数据拷贝到一个目的位置。参照图7，像素数据在存储器中按字节排列。采用以32比特的字为单位处理数据的图形加速硬件去读取和处理存储器中的像素数据是没有效率的。

图8说明执行该负SRCCOPY光栅操作的过程。参照图8，软件设备驱动器把像素数据窗口沿着窗口的长度划分成3个像素数据域810、820和830，其中，在该窗口执行SRCCOPY操作。也就是说，处理像素数据以匹配硬件缓冲器的大小。具体地说，像素数据域810是待用突发模式处理的域，像素数据域820和830是待以字节为单位处理的域。从而，使用容量比窗口线宽小的缓冲器，相比较其大小等效于窗口最大线宽的缓冲器，几乎可以得到同样的效果。也就是说，根据本发明，当不用大容量的存储器，而用小容量存储器执行SRCCOPY光栅操作时，可能得到相同的效果。总之，线缓冲器的大小不必超过窗口的最大线宽，并且最好是在SRCCOPY光栅操作期间使用小的缓冲器划分窗口的线宽，以便降低处理的延迟时间，同时得到相同的效果。例如，在使用800×600液晶显示(LCD)的个人数字助理(PDA)情况下，窗口的最大宽度包含800个像素。因此，选择其大小小于800个像素的线缓冲器，并把窗口沿长度方向划分成两个或三个部分的做法是有效率的。

如上所述，根据本发明，像素数据可以被分成用突发方式即刻处理的一部分和以字节为单位处理的部分。

图9说明沿长度方向划分源位图窗口的方法。参照图9，该源位图窗口被划分成n1、n2、n3三个部分，这里假定硬件缓冲器的大小是n(n1、n2、n3≤n)。如图9所示，划分源位图窗口的比例应考虑缓冲器的大小决定。如果要处理的图像的线宽是长的，则待用突发模式处理的划分的源位图窗口越大，得到的效果越好。图9的方法适用于其它光栅操作，其中包括负SRCCOPY光栅操作。

图10是一个流程图，表示根据本发明的一个优选实施例加速图形数据的方法。参照图10，在步骤1010中，图形加速硬件从软件设备驱动器接收关于要处理的图形窗口的宽度的信息。宽度信息包括关于图形窗口的位置和线宽的信息。步骤1010之后，在步骤1020中，像素数据从存储该图形窗口的像素数据的存储器中读出。然后，在步骤1030中，从软件设备驱动器，图形加速硬件接收一部分要用突发模式处理的像素数据和另外几部分要以字节为单位处理的像素数据，这些部分的划分是考虑图形窗口的线宽做出的。然后，在步骤1040中，图形加速硬件对划分的各部分的像素数据执行图形处理，比如光栅操作。

这里，划分像素数据使其比存储图形窗口的像素数据的缓冲器大小小，像素数据按字节为单位排列。像素数据可以用8bpp、16bpp或24bpp表示。而且，本发明的优选实施例中提到的光栅操作的执行正如WinCE操作系统提供的光栅操作代码中定义的一样。

图11是根据本发明的一个优选实施例加速图形数据的装置的方框图。参照图11，该装置包括软件设备驱动器1110、窗口划分信息接收单元1120和图形操作执行单元1130。

软件设备驱动器1110接收关于待处理的图形窗口的宽度和像素数据的位置的信息。接着，考虑到图形窗口的宽度，软件设备驱动器把存储器中存储的像素数据分成两部分：一个部分用突发模式处理；另一个部分以字节为单位处理。这里，这两个部分的每一个都比其中存储图形窗口的像素数据的缓冲器大小小。

窗口划分信息接收单元1120从软件设备驱动器1110接收与图形窗口的划分相关的信息，并且根据划分信息，从其中存储像素数据的存储器接收划分出的各部分的像素数据。这里，像素数据以字节为单位排列，用每个像素的数个比特表示，举例来说，8bpp、16bpp或24bpp，这与图形加速硬件处理数据用的单位不一致。

图形操作执行单元1130对划分出的各部分的像素数据执行图形处理。根据本实施例，图形操作执行单元1130接收WinCE操作系统提供的光栅操作代码，按该光栅操作代码的定义对像素数据执行多个光栅操作。

本发明可以用计算机可读介质上的计算机可读代码体现。这里，计算机可读介质可能是任何能够存储计算机系统可读数据的记录装置，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、小型光盘只读存储器(CD-ROM)、软盘和光数据存储设备等等。此外，举例来说，计算机可读介质可能是通过互联网传输数据的载波。计算机可读的记录介质可以被分散地安装在与网络相连的计算机系统上，并在分布式计算环境下作为计算机可读代码储存和执行。

尽管本发明是参照其多个优选实施例来具体描述的，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种修改。

如以上所描述，在根据本发明的加速二维图形数据的方法和装置中，图形数据被划分成以字节为单位处理的部分和用突发模式处理的部分，划分的各部分的图形数据由图形加速硬件分别处理，从而提高了处理的效率。特别是，当被处理的图形窗口的宽度是大尺度的时候，也就是说，当有大量的数据要用突发模式处理的时候，该方法和装置能够提高处理图形数据的速度。

Claims (18)

1、一种加速二维(2D)图形数据的方法，方法包括：

基于被处理窗口的相关信息，把存储像素数据的存储器区域划分成两个像素数据域，一个像素数据域用突发模式处理，另一个像素数据域以字节为单位处理；和

对划分出的两个像素数据域分别执行预定的图形处理。

2、如权利要求1所述的方法，其中在划分存储器区域的时候，各像素数据域的大小比存储图形窗口的像素数据的存储器区域宽度小。

3、如权利要求1所述的方法，其中存储在存储器区域的像素数据是以字节为单位排列的。

4、如权利要求1所述的方法，其中存储在存储器区域的像素数据用8bpp，16bpp或24bpp表示。

5、如权利要求1所述的方法，其中在图形处理期间，对图形窗口的像素数据执行光栅操作。

6、如权利要求5所述的方法，其中，通过接收WinCE操作系统提供的光栅操作代码执行该光栅操作。

7、如权利要求6所述的方法，其中光栅操作代码是一个正SRCCOPY或负SRCCOPY光栅操作代码。

8、如权利要求1所述的方法，还包括：

接收与待被处理的图形窗口的宽度相关的信息；

从存储图形窗口的像素数据的存储器读出像素数据；和

接收与两个像素数据域相关的信息，这两个像素数据域是根据图形窗口的宽度信息从存储器区域划分的。

9、如权利要求8所述的方法，其中存储在存储器的像素数据是以字节为单位排列的。

10、如权利要求8所述的方法，其中在图形处理期间，对图形窗口中的像素数据执行一个光栅操作。

11、如权利要求10所述的方法，其中，通过接收WinCE操作系统提供的光栅操作代码执行该光栅操作。

12、一种加速2D图形数据的装置，包括：

软件设备驱动器，其接收关于待处理的图形窗口的宽度和像素数据位置的信息，并把图形窗口中的像素数据分成两个像素数据域，一个像素数据域用突发模式处理，另一个像素数据域以字节为单位处理；

窗口划分信息接收单元，其接收与图形窗口的划分相关的信息，然后根据划分信息，从存储图形窗口的像素数据的存储器接收划分出的各像素数据域；和

图形操作执行单元，其对划分出的各像素数据域执行预定的图形处理。

13、如权利要求12所述的装置，其中软件设备驱动器把图形窗口中的像素数据划分成两个像素数据域，这两个像素数据域的大小比存储图形窗口的像素数据的存储器容量小。

14、如权利要求12所述的装置，其中像素数据以字节为单位排列和存储。

15、如权利要求12所述的装置，其中像素数据用8bpp、16bpp或24bpp表示。

16、如权利要求12所述的装置，其中在进行预定的图形处理期间，对图形窗口的像素数据执行光栅操作。

17、如权利要求16所述的装置，其中，通过接收WinCE操作系统提供的光栅操作代码执行该光栅操作。

18、如权利要求17所述的装置，其中光栅操作代码是一个正SRCCOPY或负SRCCOPY光栅操作代码。

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