DE10053439B4

DE10053439B4 - Grafik-Beschleuniger mit Interpolationsfunktion

Info

Publication number: DE10053439B4
Application number: DE10053439A
Authority: DE
Inventors: Shohei Chiyoda Moriwaki; Yoshifumi Chiyoda Azekawa; Osamu Chiyoda Chiba; Kazuhiro Itami Shimakawa
Original assignee: Renesas Design Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Renesas Design Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2020-10-28
Also published as: DE10053439A1; CA2321370A1; CA2321370C; JP2001195050A; US6819328B1

Abstract

Grafik-Beschleuniger, der Anzeigedaten auf der Grundlage von in einem Bildspeicher (106) gespeicherter Daten erzeugt und aufweist:
eine Speicher-Steuerungseinheit (102), welche eine Vielzahl von Pixeln empfängt, die jeweils drei Arten von Farbinformation RGB haben, eine der drei Arten von Farbinformation in jedem Pixel löscht und Farbinformation der Vielzahl von Pixeln in dem Bildspeicher (106) derart speichert, daß die Farbinformation ein Pixel mit zwei Arten von Farbinformation mit Ausnahme der ersten Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation enthält und ein Pixel mit zwei Arten Farbinformation mit Ausnahme der sich von der ersten Art Farbinformation unterscheidenden zweiten Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation enthält; und
eine Interpolationsprozesseinheit (103), welche durch die Speichersteuerungseinheit gelöschte Farbinformation mit einem Pixel interpoliert, das die gelöschte Farbinformation unter der Vielzahl von in dem Bildspeicher gespeicherten Pixeln enthält, für jedes Pixel der Vielzahl von in dem Bildspeicher (106) gespeicherten Pixeln;
wobei der Grafik-Beschleuniger die Anzeigedaten bereitstellt...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Grafik-Beschleuniger zum Durchführen einer Hochgeschwindigkeit-Bildanzeige.
In 16 wird Bildinformation beschrieben, die in einem herkömmlichen zweidimensionalen Grafik-Beschleuniger verarbeitet wurde. In 16 steht RGB (x,y) für R-Farbinformation, G-Farbinformation und B-Farbinformation an einem Pixelort (x,y).
Der herkömmliche Grafik-Beschleuniger verarbeitet somit R/G/B-Farbinformation von jeweils einigen Bits für jedes der Pixel, welche Grundeinheiten eines anzuzeigenden Schirms bilden. Die R/G/B-Farbinformation jedes Einheitspixels wird in einem externen Bildspeicherbereich vorübergehend gespeichert, von ihm ausgewiesen und als Daten verarbeitet.
In einem 3D-Grafik-Beschleuniger (3D: dreidimensional), der ein Z-Pufferverfahren verwendet, enthält die zu verarbeitende Information Tiefen-Information (Z-Wert) und Transparenz-Information (α-Wert), die für jedes Pixel vergeben wird, sowie Textur (Gefüge), bei der es sich um Musterdaten handelt, die an ein Polygon zu heften bzw. zu kleben sind, usw., zusätzlich zu einer R/G/B-Farbinformation. In ähnlicher Weise wird die Information vorübergehend in einem externen Bildspeicherbereich gespeichert, von ihm ausgelesen und als Daten verarbeitet.
Die Größe eines Schirms (die Anzahl der Pixel) hat neuerdings zugenommen, und die erforderliche Bildspeicher-Kapazität hat ebenfalls weiter zugenommen.
Wenn jedoch bei dem herkömmlichen Grafik-Beschleuniger die Menge der in den Bildspeicher zu speichernden Daten zunimmt, nimmt die Menge der zwischen dem Grafik-Beschleuniger und dem Bildspeicher zu überführenden Daten zu, was sich auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit in ungewünschter Weise auswirkt. Da insbesondere in dem Grafik-Beschleuniger, der dreidimensionale Bilder verarbeiten kann, die erforderliche Bildatenspeicher-Kapazität groß ist und eine beachtliche Menge an Daten verarbeitet werden muß, läßt sich eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Bilderstellungsvorgangs nur schwer erreichen.
Um eine Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit zu erzielen, müssen der Grafik-Beschleuniger und der Bildspeicher in nur einem Chip eingebaut werden, das auf demselben Halbleitersubstrat gebildet ist. Die Zunahme der Bildspeicher-Kapazität behindert eine solche Anforderung.

Aus dem US-Patent 5 786 823 A kann eine Erörterung von Farbsystemen entnommen werden. Insbesondere wird gezeigt, wie ein Farbsystem, das durch drei Farben beschrieben ist, in ein anderes Farbsystem umgewandelt werden kann, das ebenfalls durch drei Werte dargestellt wird.

Aus A. Iwainsky, W. Wilhelmi: Lexikon der Computergrafik und der Bildverarbeitung, Vieweg, 1994, Seiten 48, 93-98 und 187; 248 kann entnommen werden, daß Primärfarben eines Farbsystemes in Luminanz und zwei Buntsignale umgewandelt werden können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Grafik-Beschleuniger bereit zu stellen, der in der Lage ist, Bilddaten mit hoher Geschwindigkeit zu verarbeiten, indem er die Zunahme der Bildspeicher-Kapazität unterdrückt.

Ein Grafik-Beschleuniger gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung erzeugt Anzeigedaten auf der Grundlage von Daten, die in einem Bildspeicher gespeichert sind, und enthält: eine Speichersteuerungseinheit, die eine Vielzahl von Pixeln empfängt mit jeweils drei Arten Farbinformation, wie z.B. RGB, wobei eine von drei Arten der Farbinformation in jedem Pixel gelöscht wird und Farbinformation der Vielzahl von Pixeln in dem Bildspeicher derart gespeichert wird, daß die Farbinformation enthält: ein Pixel mit zwei Arten Farbinformation mit Ausnahme der ersten Art Farbinformation aus den drei Arten der Farbinformation und ein Pixel mit zwei Arten Farbinformation mit Ausnahme der zweiten Art Farbinformation, die sich von der Art Farbinformation aus den drei Arten Farbinformation unterscheidet; und eine Interpolationsprozesseinheit zum Interpolieren von durch die Speichersteuerungseinheit gelöschter Farbinformation mit einem gelöschte Farbinformation enthaltenden Pixel aus der Vielzahl von in dem Bildspeicher gespeicherten Pixeln für jede der Vielzahl von in dem Bildspeicher gespeicherten Pixeln. Der Grafik-Beschleuniger liefert Daten als Ausgabe entsprechend der in dem Bildspeicher gespeicherten Vielzahl von Pixeln und einem Interpolationsergebnis der Interpolationsprozesseinheit.

Gemäß dem zuvor beschriebenen Grafik-Beschleuniger wird eine der Farbinformationen aus drei Arten der Farbinformation gelöscht, und zwei Arten der Farbinformation werden in dem Bildspeicher für jedes Pixel gespeichert. Daraufhin wird gelöschte Farbinformation mit einem Pixel interpoliert, das in dem Bildspeicher abgespeichert ist und gelöschte Farbinformation enthält. Somit kann selbst mit einem größeren Bildschirm die in dem Bildspeicher zu speichernde Information verringert werden. Folglich kann die zwischen dem Bildspeicher und dem Grafik-Beschleuniger zu überführende Datenmenge verringert werden. Somit läßt sich eine schnellere Bildverarbeitung erzielen. Da außerdem die Bildspeicher-Kapazität verringert werden kann, können der Bildspeicher und der Grafik-Beschleuniger in einem einzigen Chip eingebaut werden.

Vorzugsweise speichert die Speichersteuerungseinheit zwei Arten von Farbinformation mit Ausnahme der ersten Art Farbinformation aus den drei Arten Farbinformation in dem Bildspeicher für jedes Pixel aus der Vielzahl von Pixeln, die in einer Richtung geradzahliger Abtastzeilen angeordnet sind, und speichert zwei Arten der Bildinformation mit Ausnahme der zweiten Art Bildinformation aus den drei Arten Bildinformation in dem Bildspeicher für jedes Pixel der Vielzahl an Pixeln, die in einer Richtung ungeradzahliger Abtastzeilen angeordnet sind.

Gemäß dem oben beschriebenen Grafik-Beschleuniger kann die Kapazität des Bildspeichers auf zwei Drittel der Kapazität einer herkömmlichen Vorrichtung verringert werden. Da außerdem der Prozess in der Richtung der Abtastzeile durchgeführt wird, kann der Interpolationsprozess ohne weiteres in einer Hardware verkörpert werden, und man kann einen kompakten Schaltungsaufbau erreichen.

Vorzugsweise speichert die Speichersteuerungseinheit zwei Arten Farbinformation mit Ausnahme der ersten Art Farbinformation aus den drei Arten Farbinformation in dem Bildspeicher für jedes Pixel einer ersten Vielzahl von Pixeln, die als Matrix angeordnet und in der Vielzahl von Pixeln enthalten sind, und speichert zwei Arten Farbinformation mit Ausnahme der zweiten Art Farbinformation aus den drei Arten Farbinformation in dem Bildspeicher für jedes Pixel einer verbleibenden zweiten Vielzahl an Pixeln, die in der Vielzahl an Pixeln enthalten sind.

Gemäß dem oben beschriebenen Grafik-Beschleuniger kann die Bildspeicher-Kapazität auf zwei Drittel der Kapazität einer herkömmlichen Vorrichtung verringert werden.

Vorzugsweise unterteilt die Speichersteuerungseinheit die Vielzahl an Pixeln in eine Vielzahl von Blöcken, löscht die Farbinformation, so daß die Vielzahl der Blöcke jeweils eine erste Art Pixel enthalten, das die erste Art Farbinformation der drei Arten von Farbinformation nicht besitzt, und die Interpolationsprozesseinheit interpoliert die gelöschte Farbinformation eines zu interpolierenden Pixels mit einem Pixel, das die gelöschte Farbinformation besitzt und in demselben Block wie das zu interpolierende Pixel enthalten ist.

Gemäß dem oben beschriebenen Grafik-Beschleuniger wird die Vielzahl der Pixel in Blöcke unterteilt und eine von drei Arten Farbinformation wird für ein Pixel gelöscht und eine andere Art von drei Arten Farbinformation wird für ein anders Pixel in jedem Block gelöscht, und die sich ergebende Farbinformation wird in dem Bildspeicher gespeichert. Die Interpolation wird blockweise durchgeführt. Somit kann die Bildspeicher-Kapazität auf zwei Drittel der Kapazität einer herkömmlichen Vorrichtung verringert werden.

Vorzugsweise löscht die Speichersteuerungseinheit eine Farbinformation derart, daß die Vielzahl auszugebender Pixel eine erste Art Pixel enthält, die keine B-Farbinformation unter den drei Arten Farbinformation besitzt, und eine zweite Art Pixel enthält, die keine R-Farbinformation unter den drei Arten Farbinformation besitzt, und eine dritte Art Pixel enthält, die keine G-Farbinformation under den drei Arten Farbinformation besitzt.

Gemäß dem oben beschriebenen Grafik-Beschleuniger, wird die R-Farbinformation für ein Pixel gelöscht, während die G-Farbinformation für ein anderes Pixel gelöscht wird und die B-Farbinformation für ein wiederum anderes Pixel gelöscht wird. Somit kann die Bildspeicher-Kapazität auf zwei Drittel der Kapazität der herkömmlichen Vorrichtung verringert werden.

Vorzugsweise enthält jedes Pixel der in den Bildspeicher geschriebenen Vielzahl von Pixeln dieselbe Farbinformation. Insbesondere enthält jedes Pixel der Vielzahl an Pixeln, die in den Bildspeicher geschrieben werden, G-Farbinformation.

Gemäß dem oben beschriebenen Grafik-Beschleuniger kann ein Anzeigeergebnis, das einem Originalbild ähnlich ist, erzielt werden, wenn die G-Farbinformation nicht gelöscht wird.

Insbesondere ist die Vielzahl der Pixel in dem Bildspeicher derart angeordnet, daß eine erste Zeile, in der alle Pixel in der Abtastrichtung des Bildschirms angeordnet sind, die erste Art der Pixel sind, eine zweite Zeile, die neben der ersten Zeile ist und in der alle Pixel in der Abtastrichtung des Bildschirms angeordnet sind, die zweite Art der Pixel ist, und eine dritte Zeile, die neben der zweiten Zeile ist und in der alle Pixel in der Abtastrichtung des Bildschirms angeordnet sind, die dritte Art der Pixel ist, und die Pixel wiederholt angeordnet sind.

Gemäß dem oben beschriebenen Grafik-Beschleuniger wird die erste Farbinformation von den drei Arten der Farbinformation bezüglich der Pixel in (3N+1)-ten Abtastzeilen gelöscht, wird die zweite Farbinformation von drei Arten der Farbinformation bezüglich der Pixel in (3N+2)-ten Abtastzeilen gelöscht und wird die Farbinformation von den drei Arten der Farbinformation bezüglich der (3N+3)-ten Abtastzeilen gelöscht. Somit kann die Bildspeicher-Kapazität auf zwei Drittel der Kapazität einer herkömmlichen Vorrichtung verringert werden. Da der Prozess in der Richtung einer Abtastzeile durchgeführt wird, kann der Interpolationsprozess außerdem ohne weiteres in einer Hardware verkörpert werden, und man kann einen kompakten Schaltungsaufbau erzielen.

Ein Grafik-Beschleuniger gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung erzeugt Anzeigedaten auf der Grundlage von Daten, die in einem Bildspeicher gespeichert sind und enthält eine Speichersteuerungseinheit zum Empfangen einer Vielzahl von Pixeln, die jeweils Farbinformation und Z-Wert-Information zur Kennzeichnung von Tiefe besitzen, zum Unterteilen der Vielzahl an Pixeln in eine Vielzahl von Blöcken, Aktualisieren der gemeinsamen Z-Wert-Information und Speichern der sich ergebenden Information in dem Bildspeicher auf der Basis jedes Blocks, Vergleichen der Z-Wert-Information eines Pixels und der gemeinsamen Z-Wert-Information, die in dem Bildspeicher auf der Basis jedes Blocks gespeichert wird, und Aktualisieren der Farbinformation des Pixels und Speichern der erhaltenen Information in dem Bildspeicher gemäß eines Prozesses zum Entfernen einer versteckten Oberfläche, sowie eine Schaltung zum Bereitstellen der Anzeigedaten als eine Ausgabe unter Verwendung der Vielzahl von in dem Bildspeicher gespeicherten Pixeln.

Vorzugsweise enthält jedes Pixel der Vielzahl von Pixeln, die als Eingabe zugeführt werden sollen, α-Wert-Information zur Kennzeichnung der Transparenz. Die Speicher-Steuerungseinheit aktualisiert gemeinsame α-Wert-Information und speichert die erhaltene Information in dem Bildspeicher an jeder Blockbasis, vergleicht die Z-Wert-Information des Pixels und der gemeinsamen Z-Wert-Information, die in dem Bildspeicher gespeichert ist, aktualisiert Farbinformation des Pixels gemäß dem Prozess zum Entfernen der versteckten Oberfläche und einem α-Mischprozess auf der Grundlage des in dem Bildspeicher gespeicherten gemeinsamen α-Werts und speichert die erhaltene Information in dem Bildspeicher.

Insbesondere enthält der Bildspeicher einen Z-Puffer zum Speichern von Z-Wert-Information, die gemeinsam an jeder Blockbasis vorhanden ist, und einen Bildpuffer (Vollbild-Puffer) zum Speichern von Farbinformation jedes Pixels der Vielzahl von Pixeln und α-Wert-Information, die an jeder Blockbasis gemeinsam ist.

Gemäß dem oben beschriebenen Grafik-Beschleuniger ist die Vielzahl der Pixel in Blöcke unterteilt, und jede Tiefeninformation Z und Transparenzinformation α werden durch Pixel in jedem Block geteilt. Somit können die Bildspeicher-Kapazität des Z-Puffers und des Bildpuffers verglichen mit einer herkömmlichen Vorgehensweise signifikant verringert werden, bei der Tiefeninformation Z und Transparenzinformation α für jedes Pixel gespeichert werden. Somit kann eine schnellere Bildverarbeitung erzielt werden. Da die Verringerung der Bildspeicher-Kapazität gestattet wird, können außerdem der Bildspeicher und der Grafik-Beschleuniger in einem einzigen Chip eingebaut werden.

Die bisher genannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Gesichtspunkte sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch klarer aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung, wobei:
1 ein Schaubild ist, das in groben Zügen den Aufbau eines Grafik-Beschleunigers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Konzept-Schaubild ist für die Beschreibung eines Speicherungsschemas gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3A bis 3F Entwurfsdiagramme sind zum Beschreiben der in einem Bildpuffer 106 zu speichernden Information gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ein Schaubild ist, das den Aufbau eines speziellen Beispiels eines Grafik-Beschleunigers 100 zeigt;
5 ein Flußdiagramm ist, das eine spezifische Verarbeitungsprozedur in einer Interpolationsprozesseinheit 114 zeigt;
6 ein Entwurfsdiagramm ist zum Beschreiben eines Datenspeicherungsschemas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7A bis 7F Entwurfsdiagramme sind zum Beschreiben von in einem Bildpuffer 106 zu speichernder Information gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 ein Entwurfsdiagramm ist zum Beschreiben eines Datenspeicherungsschemas gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9A bis 9D Entwurfsdiagramme sind zum Beschreiben von in einem Bildpuffer 106 zu speichernder Information gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 ein Flußdiagramm ist, das ein Beispiel einer spezifischen Verarbeitungsprozedur in der Interpolationsprozesseinheit 114 zeigt;
11 ein Entwurfsdiagramm ist zum Beschreiben von Pixelinformation, die in dem Bildpuffer 106 gespeichert werden soll, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 ein Diagramm ist, das den Aufbau eines Grafik-Beschleunigers 200 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
13A bis 13C Entwurfsdiagramme sind zum Beschreiben von Information, die in dem Bildpuffer und dem Z-Puffer gespeichert werden soll;
14 ein Entwurfsdiagramm ist zum Beschreiben eines Speicherungsschemas gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 ein Entwurfsdiagramm ist zum Beschreiben von Information, die in dem Bildpuffer 106 und dem Z-Puffer 206 gespeichert werden soll gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
16 ein Entwursdiagramm ist, das Bildinformation zeigt, die in dem herkömmlichen zweidimensionalen Grafik-Beschleuniger verarbeitet werden soll.
Es folgt nun weiter unten die ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung werden dasselbe oder ein entsprechendes Element mit demselben Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
Erstes Ausführungsbeispiel
Anhand von 1 wird ein Grafik-Beschleuniger gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Grafik-Beschleuniger 100 enthält eine bilderzeugende Datendecodiereinheit 101, eine Bildspeicher-Steuerungseinheit 102, eine Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 103 und eine Bildschirmanzeige-Steuerungseinheit 104. Der Grafik-Beschleuniger 100 ist in einem PC-Rechner, einem Heimspiel-Programm oder dergleichen eingebaut, verarbeitet bilderzeugende Daten, die von einer externen Zentraleinheit (CPU) und dergleichen übertragen werden, und gibt Anzeigedaten als Ausgabe an eine Anzeigevorrichtung 105 ab.
Die bilderzeugende Datendecodiereinheit 101 empfängt einen Befehl zum Durchführen eines Bilderzeugungsprozesses (z.B. Zeichnen der Linie/Zeichen des Rechtecks) und decodiert die bilderzeugenden Daten zu einem Bild.
Die Bildspeicher-Steuerungseinheit 102 führt eine Steuerung durch, um die Ausgabe einer bilderzeugenden Datendecodiereinheit 101 in einen Bildpuffer 106 zu schreiben und in dem Bildpuffer 106 gespeicherte Information zu lesen.
Die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 103 bewirkt die Wiederherstellung (Interpolation) von Farbinformation gemäß einem Speicherungsschema und erzeugt Bildschirmdaten auf der Grundlage von Daten, die aus dem Bildpuffer 106 gelesen werden.
Die Bildschirmanzeige-Steuerungseinheit 104 führt Prozesse, wie z.B. eine Digital/Analog-Wandlung, an der Ausgabe der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 103 durch, um eine Anzeige bei einer entsprechenden Anzeigevorrichtung 105 zu bewirken, und gibt das Ergebnis an die Anzeigevorrichtung 105 aus.
Anschließend wird nun das Datenspeicherungsschema und das Datendecodier-(Interpolier)-Schema zu/von dem Bildpuffer 106 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hier wird eine Beschreibung der ein Pixel bildenden drei Arten von Farbinformation R/G/B gegeben.
Das Speicherungsschema gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird anhand von 2 beschrieben. In 2 stellt das Zeichen P(x,y) ein Pixel auf einer Koordinate (x,y) auf einem Bildschirm 1 dar. In dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind bei dem Bildschirm 1, der aus einer Vielzahl von Pixeln P(x,y) besteht, die wie in 2 angeordnet sind, die Pixel in Gruppen ungerader Abtastzeilen (schraffierter Abschnitt) und gerader Abtastzeilen (nicht-schraffierter Abschnitt) quer zur Richtung der y-Achse unterteilt (Richtung der Abtastzeile). Die Pixel P(0,0), P(1,0), ..., gehören zu der ungeraden Abtastzeilen-Gruppe GR1, während die Pixel P(0,1), P(1,1), ..., zu der geraden Abtastzeilen-Gruppe GR2 gehören.
In 3 wird Information beschrieben, die für jede dieser Gruppen in dem Bildpuffer 106 gespeichert werden sollen. In 3A bis 3F stellt das Zeichen F(x,y) einen Speicherbereich in dem dem Pixel P(x,y) zugeordneten Bildpuffer 106 dar. Das Zeichen R(x,y), das Zeichen G(x,y) und das Zeichen B(x,y) stellen jeweils die R-Farbinformation, die G-Farbinformation und die B-Farbinformation des Pixels P(x,y) dar.
In dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich die in dem Bildpuffer 106 zu speichernde Farbinformation ungerader Abtastzeilen (3A, 3B, 3E und 3F) von der gerader Abtastzeilen (3C und 3D).
So werden z.B. von der R/G/B-Farbinformation die G-Farbinformation und die B-Farbinformation gespeichert, und die R-Farbinformation wird bezüglich eines Pixels in einer ungeraden Abtastzeile nicht gespeichert. Dann werden bezüglich eines Pixels in einer geraden Abtastzeile die R-Farbinformation und die G-Farbinformation gespeichert, und die B-Farbinformation wird nicht gespeichert.
Es wird nun das Daten-Interpolationsschema in der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 103 beschrieben. Bei der Anzeige von Bildern werden drei Arten von Farbinformation R/G/B benötigt. Daher wird in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf ein in der ungeraden Abtastzeile (geraden Abtastzeile) angeordnetes Pixel immer dann, wenn entsprechende Farbinformation aus dem Bildpuffer ausgelesen werden soll, Farbinformation, die nicht gespeichert worden ist, mit Farbinformation eines Pixels in einer benachbarten geraden Abtastzeile (ungeraden Abtastzeile) interpoliert. Hier wird die Farbinformation zwischen dem Pixel in der ungeraden Abtastzeile und dem Pixel in der geraden Abtastzeile geteilt, die sich nebeneinander befinden.
So wurden z.B. bezüglich des Pixels P(1,0) in einer ungeraden Abtastzeile die G-Farbinformation G(1,0) und die B-Farbinformation B(1,0) in dem Speicherbereich F(1,0) des Bildpuffers 106 gespeichert, während die R-Farbinformation nicht gespeichert wurde. Somit wird die R-Farbinformation einer benachbarten geraden Abtastzeile, wie z.B. R(1,1) des Pixels P(1,1) als R-Farbinformation des Pixels P(1,0) behandelt und für die Interpolation verwendet. Bezüglich des Pixels P(1,1) in einer geraden Abtastzeile wurden die R-Farbinformation R(1,1) und die G-Farbinformation G(1,1) in dem Speicherbereich F(1,1) des Bildpuffers 106 gespeichert, während die B-Farbinformation nicht gespeichert wurde. Somit wird die B-Farbinformation einer benachbarten ungeraden Abtastzeile, wie z.B. B(1,2) des Pixels P(1,2) als B-Farbinformation des Pixels P(1,1) behandelt und für die Interpolation verwendet.
Ein spezielles Beispiel eines Grafik-Beschleunigers 100, der eine deratige Operation erzielt, wird anhand von 4 beschrieben. Der in 4 beschriebene Grafik-Beschleuniger enthält eine bilderzeugende Befehlsdecodier-Prozesseinheit 110, die bilderzeugende Daten zum Decodieren eines Befehls empfängt, eine Farbinformation-Löschprozesseinheit 112, die in dem Bildpuffer 106 nicht zu speichernde Farbinformation von bilderzeugenden Daten gemäß dem oben beschriebenen Speicherungsschema löscht, eine Bildspeicher-Steuerungseinheit 102, eine Interpolationsprozesseinheit 114 und eine Bildschirmanzeige-Steuerungseinheit 104. Die bilderzeugende Befehlsdecodier-Prozesseinheit 110 und die Farbinformation-Löschprozesseinheit 112 sind in der bilderzeugenden Datendecodiereinheit 101 enthalten. Die Interpolationsprozesseinheit 114 ist in der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 103 enthalten.
Ein Beispiel einer spezifischen Verarbeitungsprozedur in der Interpolationsprozesseinheit 114 ist in 5 gezeigt. Bei Schritt S1-1 wird Pixelinformation (Bildinformation) aus dem Bildpuffer 106 ausgelesen. Gespeicherte Information kann entlang der Richtung der Abtastzeile (Raster-Richtung) der Anzeigevorrichtung 105 ausgelesen werden, auf der die Anzeige gezeigt werden soll, oder es kann gespeicherte Information entsprechend zweier benachbarter Pixel in der Längsrichtung kann ausgelesen werden, oder aber gespeicherte Information kann Block für Block ausgelesen werden.
Bei Schritt S1-2 wird entschieden, ob ein zu interpolierendes Pixel in einer ungeraden Abtastzeile oder einer geraden Abtastzeile angeordnet ist. Wenn das Pixel in einer ungeraden Abtastzeile angeordnet ist, schreitet der Prozess zu Schritt S1-3 fort, und es werden die entsprechende B-Farbinformation (Schritt S1-3) und die G-Farbinformation (Schritt S1-4) von der ausgelesenen Pixelinformation gewonnen. Desweiteren wird die Interpolation mit der R-Farbinformation eines Pixels in einer benachbarten geraden Abtastzeile (Schritt S1-5) durchgeführt. Bei Schritt S1-6 werden die gewonnene R-, G- und B-Farbinformation in die Bildschirmanzeige-Steuerungseinheit 104 ausgegeben.
Wenn bei Schritt S1-2 entschieden wird, daß das zu interpolierende Pixel in einer geraden Abtastzeile angeordnet ist, schreitet der Prozess zu Schritt S1-7 fort, und es werden die entsprechende R-Farbinformation (Schritt S1-7) und die G-Farbinformation (Schritt S1-8) von der ausgelesenen Pixelinformation gewonnen. Desweiteren wird die Interpolation mit der B-Farbinformation eines Pixels in einer benachbarten ungeraden Abtastzeile (Schritt S1-9) durchgeführt. Bei Schritt S1-6 werden die erhaltene R-, G- und B-Farbinformation in die Bildschirmanzeige-Steuerungseinheit 104 ausgegeben. Nach Beendigung des Schritts S1-6 schreitet der Prozess zu Schritt S1-10 fort, und die Position des zu interpolierenden Pixels wird aktualisiert.
Hier wird nun die gespeicherte Information des Pixels P(1,1) für das P(1,0) verwendet. Mit anderen Worten werden in dem oben beschriebenen Fall Daten einer benachbarten Abtastzeile so verwendet, wie es bei der Interpolation von nicht gespeicherter Farbinformation der Fall ist. Der Interpolationsprozess ist nicht hierauf begrenzt. So können z.B. für die Interpolation der B-Farbinformation des Pixels P(1,1) die Interpolationsdaten als ein Mittelwert der B-Farbinformation der benachbarten Pixel P(0,0), P(2,0), P(0,2), P(2,2) gewonnen werden.
Die Kombination von in dem Bildpuffer 106 zu speichernder Farbe ist nicht auf die oben beschriebene begrenzt. Jegliche Farbinformation kann gelöscht werden.
Wenn die Reproduzierbarkeit der Farbe betrachtet wird, wird außerdem die G-Farbinformation durch Pixel nicht geteilt, und die G-Farbinformation wird (in einem zugeordneten Bildpuffer) für jedes Pixel gespeichert.
Dies liegt daran, daß die Qualität der Anzeige stark beeinträchtigt wird, wenn die G-Farbinformation unter den Pixeln aufgeteilt wird. Die G-Farbinformation hat eine große Auswirkung auf eine Luminanzkomponente (Y-Komponente) der angezeigten Farbe, und das Auge des Menschen ist für die Änderung der Luminanzkomponente empfindlicher als für die Farbdifferenzinformation (V-Information und U-Information).
Die weiter unten gezeigten Ausdrücke (1)–(3) zeigen die beachtliche Auswirkung der G-Farbinformation auf die Luminanzkomponente der Farbe. Die Ausdrücke (1)–(3) dienen der Durchführung einer Farbraum-Umwandlung von RGB zu YUV. Y = 0,229 × R – 0,587 × G + 0,114 × B ... (1) V = Cb = –0,1687 × R – 0,3313 × G + 0,500 × B ... (2) U = Cr = 0,500 × R – 0,4187 × G – 0,0813 × B ... (3)
In demobigen Ausdruck, der die Luminanzinformation Y darstellt, ist der Faktor des Glieds, das der G-Komponente entspricht (0,587) größer als der Faktor der R- oder B- Komponente. So wird bewiesen, daß die G-Komponente eine große Auswirkung auf die Luminanzinformation hat.
Somit wird die G-Farbkomponente vor. den Pixeln nicht geteilt (gehört ihnen nicht gemeinsam an), und die R- oder B-Komponete ist eine gemeinsame. Somit wird das Anzeigeergebnis ähnlich wie bei dem ursprünglichen Bild.
Gemäß diesem Prozess werden zwei Arten von Farbinformation in dem Bildpuffer 106 für jedes aller Pixel auf dem Bildschirm gespeichert. Daher kann die erforderliche Kapazität des Bildpuffers auf zwei Drittel von derjenigen des herkömmlichen Grafik-Beschleunigers verringert werden, der R/G/B-Farbinformation für jedes Pixel speichert, und zwar ohne eine signifikante Verschlechterung der Qualität der Anzeige. Somit kann die Menge der zu/von dem Bildpuffer 106 zu überführenden Daten verringert werden. Somit kann ein noch schnellerer Datenprozess erzielt werden. Wenn der Bildpuffer 106 auf dem Substrat angeschlossen wird, kann die Zahl der Kontaktstifte und Verbindungen verringert werden.
Obwohl in der Zeichnung der Bildpuffer 106 in einem anderen Bereich als demjenigen des Grafik-Beschleunigers 100 angeordnet ist, können diese auf demselben Halbleitersubstrat gebildet werden.
Obwohl in der obigen Beschreibung der Grafik-Beschleuniger zum Verarbeiten der zweidimensionalen Bilddaten beschrieben wurde, kann auch ein Grafik-Beschleuniger verwendet werden, der zum Verarbeiten dreidimensionaler Bilddaten und zum Verarbeiten von Transparenzinformation α und Tiefeninformation Z zusätzlich zu der R/G/B-Farbinformation in der Lage ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Es wird nun ein Datenspeicherungsschema in einem Grafik-Beschleuniger gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine matrixartige Gruppenunterteilung durchgeführt, wie in 6 gezeigt (der Begriff "Matrix" enthält hier ein Schachbrettmuster). Genauer gesagt gehören zueinander benachbarte Pixel unterschiedlichen Gruppen an. Wenn z.B. das Pixel (1,1) zu der einen Gruppe GR1 (schraffiert) gehört, gehören die Pixel P(1,0), P(0,1), P(2,1) und P(1,2) neben dem Pixel P(1,1) zu einer anderen Gruppe GR2 (nichtschraffiert).
Anhand von 7A bis 7F wird nun in den Bildpuffer 106 gespeicherte Information für jede dieser Gruppen beschrieben. In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Kombinantion der in dem Bildpuffer 106 zu speichernden Farbinformation für jede Gruppe geändert, wie in 7A-7F gezeigt.
So werden z.B. bezüglich der Pixel (P(0,0), P(1,1), P(2,0), ...), die der Gruppe GR1 angehören, die G-Farbinformation und B-Farbinformation aus der R/G/B-Farbinformation gespeichert, und die R-Farbinformation wird nicht gespeichert. Bezüglich der Pixel (P(0,1), P(1,0), P(2,1) ...), die der Gruppe GR2 angehören, werden die R-Farbinformation und die G-Farbinformation gespeichert, und die B-Farbinformation wird nicht gespeichert.
Es wird nun das Dateninterpolationsschema in der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 103 des zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird bezüglich der Pixel, die der Gruppe GR1 (GR2) angehören die Farbinformation, die nicht gespeichert wurde, durch Farbinformation eines Pixels interpoliert, das der Gruppe GR2 (GR1) angehört, wenn die entsprechende Pixelinformation aus dem Bildspeicher ausgelesen wird. Hier wird die Interpolation der Farbinformation durchgeführt, wobei Farbinformation benachbarter Pixel verwendet wird.
Bezüglich des Pixels P(1,1), das zur Gruppe GR1 gehört, wurden z.B. die G-Farbinformation G(1,1) und die B-Farbinformation B(1,1) in dem Bildpuffer 106 gespeichert, während die R-Farbinformation nicht gespeichert wurde. Somit wird R-Farbinformation eines Pixels, das der Gruppe GR2 angehört, z.B. R-Farbinformation R(1,0) des Pixels P(1,0), als R-Farbinformation des Pixels P(1,1) behandelt und wird für die Interpolation verwendet.
Durch Ersetzen der ungeraden Abtastzeile und der geraden Abtastzeile in dem Flußdiagramm von 5 durch die Gruppe G1 bzw. G2 kann ein spezifischer Interpolationsprozess gezeigt werden.
In dem oben beschriebenen Beispiel wird Farbinformation eines benachbarten Pixels in einer seitlichen Richtung zur Interpolation von nicht gespeicherter Farbinformation verwendet. Der Interpolationsprozess ist nicht hierauf beschränkt. So kann z.B. ein Mittelwert der Farbinformation der rechts und links des betreffenden Pixels angeordneten Pixel verwendet werden. In diesem Fall kann dieselbe Wirkung erzielt werden.
Zusätzlich kann ein Mittelwert der B-Farbinformation B(0,0) des Pixels P(0,0) und der B-Farbinformation B(0,2) des Pixels P(0,2) für die Interpolation der B-Farbinformation des Pixels P(0,1) verwendet werden. Mit anderen Worten kann ein Mittelwert der Information benachbarter Pixel, die sich oberhalb und unterhalb des betreffenden Pixels befinden, verwendet werden. Dieselbe Wirkung kann auch in diesem Fall erzielt werden.
Außerdem können für die Interpolation der R-Farbinformation des Pixels P(1,1) der Mittelwert der R-Farbinformation der Pixel P(1,0), P(0,1), P(1,2), P(2,1) verwendet werden. Mit anderen Worten kann ein Mittelwert der Information benachbarter Pixel verwendet werden, die sich oberhalb, unterhalb, rechts und links des betreffenden Pixels befinden. Dieselbe Auswirkung kann wiederum auf diese Art erzielt werden.
Die Kombination von in dem Bildpuffer 106 zu speichernder Farben ist nicht auf die oben beschriebenen beschränkt, und es kann eine beliebige Farbinformation gelöscht werden.
Durch diesen Prozess werden zwei Arten von Farbinformation in dem Bildpuffer 106 für jedes der gesamten Pixel auf dem Bildschirm gespeichert. Somit kann die erforderliche Kapazität des Bildpuffer auf zwei Drittel derjenigen des herkömmlichen Grafik-Beschleunigers verringert werden, der R/G/B-Farbinformation für jedes Pixel speichert, und zwar ohne eine signifikante Verschlechterung der Qualität der Anzeige.
Somit kann die Menge der zu/von dem Bildpuffer 106 zu überführenden Daten verringert werden. Somit kann eine noch schnellere Datenverarbeitung bzw ein noch schnellerer Datenprozess erzielt werden. Außerdem kann der Bildpuffer 106 in demselben Halbleitersubstrat als ein einziger Chip ausgebildet werden.
In der obigen Beschreibung wird der Grafik-Beschleuniger zur Verarbeitung zweidimensionaler Bilddaten beschrieben. Der beschriebene Prozess kann auch auf einen Grafik-Beschleuniger angewendet werden, der zur dreidimensionalen Datenverarbeitung und einer Verarbeitung von Transparenzinformation α und Tiefeninformation Z zusätzlich zur R/G/B-Farbinformation in der Lage ist.
Drittes Ausführungsbeispiel
Es wird nun das Datenspeicherungsschema in einem Grafik-Beschleuniger gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Schirm 1 in rechteckförmige Blöcke, wie in 8 gezeigt, als Einheit der gemeinsamen Farbinformation bzw. Farbinformation-Verteilung unterteilt.
In 8 beträgt die Größe eines Blocks zwei Pixel mal zwei Pixel. Die Pixel P(0,0), P(1,0), P(0,1), P(1,1) gehören zu einem Block, und die Pixel P(2,0), P(3,0), P(2,1), P(3,1) gehören zu einem anderen Block.
In 9A bis 9D wird in dem Bildpuffer 106 zu speichernde Information für jeden dieser Blöcke beschrieben. In dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Vielzahl der Pixel in einem Block in eine Vielzahl von Gruppen unterteilt, wie in 9A bis 9D gezeigt, und die Kombination der in dem Bildpuffer 106 zu speichernden Farbinformation wird von Gruppe zu Gruppe verändert.
So werden z.B. die R-Farbinformation R(0,0) und G-Farbinformation G(0,0) für das Pixel P(0,0) gespeichert, und die R-Farbinformation R(1,1), die G-Farbinformation G(1,1) werden für das Pixel P(1,1) gespeichert, und die B-Farbinformation wird von der zu speichernden Information (Gruppe GR1) ausgeschlossen. Andererseits werden die G-Farbinformation G(1,0) und die B-Farbinformation B(1,0) für das Pixel P(1,0) gespeichert, und die G-Farbinformation G(0,1) und die B-Farbinformation B(0,1) werden für das Pixel P(0,1) gespeichert, und die R-Farbinformation wird von der zu speichernden Information (Gruppe GR21 ausgeschlossen.
Es wird nun ein Dateninterpolationsschema in der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wenn in dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechende Pixelinformation aus dem Bildpuffer ausgelesen werden soll, wird Farbinformation, die nicht gespeichert worden ist, durch Farbinformation eines Pixels interpoliert, das zu einer anderen Gruppe in demselben Block gehört.
Ein Interpolationsprozess für die Pixel P(0,0), P(1,0), P(0,1) und P(1,1), die zu einem ersten Block gehören, wird nun beispielhaft beschrieben. Bezüglich des Pixels P(0,0) wird ein Mittelwert der B-Farbinformation B(1,0) des Pixels P(1,0) und B-Farbinformation B(0,1) des Pixels P(0,1) berechnet. Der Mittelwert wird als die B-Farbinformation des Pixels P(0,0) angesehen. Der Mittelwert kann aber auch als B-Farbinformation des Pixels P(1,1) verwendet werden.
Bezüglich des Pixels P(1,0) wird ein Mittelwert der R-Farbinformation R(0,0) des Pixels P(0,0) und der R-Farbinformation R(1,1) von P(1,1) berechnet. Der Mittelwert wird als R-Farbinformation des Pixels P(1,0) betrachtet. Der Wert kann aber auch als R-Farbinformation des Pixels P(0,1) verwendet werden.
Dies ist der Betrieb in dem Block, der die Einheit der Farb-Teilung ist. Die Blockdefinition (Rechteck), Speicherung von Pixelinformation und der Interpolationsprozess der Farbinformation werden an allen Pixeln durchgeführt.
Ein Beispiel eines spezifischen Prozesses in der Interpolationsprozesseinheit 114 ist in 10 gezeigt. In 10 wird Pixelinformation (Farbinformation) in dem Bildpuffer 106 bei Schritt S2-1 ausgewiesen. Bei Schritt S2-2 wird entschieden, ob ein zu interpolierendes Pixel der Gruppe GR1 oder der Gruppe GR2 angehört. Wenn das Pixel der Gruppe GR2 angehört, schreitet der Prozess zu Schritt S2-3 fort, und die entsprechende B-Farbinformation (Schritt S2-3) und G-Farbinformation (Schritt S2-4) werden von der ausgelesenen Pixelinformation gewonnen. Desweiteren wird die Interpolation mit der R-Farbinformation eines Pixels in der Gruppe GR1 in demselben Block (Schritt S2-5) durchgeführt. Bei Schritt S2-6 wird die erhaltene R-, G- und B-Farbinformation in die Bildschirmanzeige-Steuerungseinheit 104 ausgegeben.
Wenn bei Schritt S2-2 entschieden wird, das ein zu interpolierendes Pixel der Gruppe GR1 angehört, schreitet der Prozessschritt S2-7 fort, und die entsprechende R-Farbinformation (Schritt S2-7) und G-Farbinformation (Schritt S2-8) werden aus der ausgelesenen Pixelinformation gewonnen. Desweiteren wird die Interpolation mit der B-Farbinformation eines Pixels in Gruppe GR2 in demselben Block durchgeführt (Schritt S2-9). Bei Schritt S2-6 wird die gewonnene R-, G- und B-Farbinformation in die Bildschirmanzeige-Steuerungseinheit 104 ausgegeben. Nach Beendigung der Schritte S2-6 schreitet der Prozess zu Schritt S2-10 fort, und die Position des zu interpolierenden Pixels wird aktualisiert.
Da durch diesen Prozess zwei Arten von Farbinformation für jedes der gesamten Pixel auf dem Bildschirm gespeichert werden, kann die erforderliche Kapazität des Bildpuffer auf zwei Drittel von derjenigen des herkömmlichen Grafik-Beschleunigers verringert werden, der R/G/B-Farbinformation für jedes Pixel speichert, wobei keine signifikante Verschlechterung der Anzeigequalität entsteht.
Beim oben beschriebenen Beispiel besteht die Einheit der Farbteilung aus zwei Pixeln mal zwei Pixeln. Dieses Beispiel ist nicht einschränkend aufzufassen. Die Größe des Blockes mit gemeinsamer Farbe ist veränderlich (variabel) und kann geändert werden. Außerdem ist die Kombination der Farben nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt.
Die Beschreibung wurde zwar für den Grafik-Beschleuniger zur Verarbeitung zweidimensionaler Bilddaten vorgelegt, doch läßt sich der oben beschriebene Prozess auf einen dreidimensionalen Grafik-Beschleuniger anwenden, der auch Transparenzinformation α und Tiefeninformation Z zusätzlich zur R/G/B-Farbinformation verarbeiten kann.
Viertes Ausführungsbeispiel
Ein Datenspeicherungsschema eines Grafik-Beschleunigers gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. In dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Bildschirm 1 entlang der Richtung der y-Achse (Richtung der Abtastzeile) unterteilt in eine erste Art Gruppe, die aus (3N+1)-ten Zeilen besteht, eine zweite Art Gruppe, die aus (3N+2)-ten Zeilen besteht, und eine dritte Art Gruppe, die aus (3N+3)-ten Zeilen besteht (N = 0, 1, 2, ...).
Die beiden Arten Farbinformation der drei Arten Farbinformation R/G/B, die das Pixel bilden, werden in einem entsprechenden Bildpuffer für Pixel gespeichert und gehören jeder Gruppe an. Die Kombination der zu speichernden Farbinformation wird hier von Gruppe zu Gruppe unterschiedlich gemacht.
In 11 wird ein Speicherungsschema der Pixelinformation in dem Bildspeicher gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 11 stellt FGR1 einen Bildpufferbereich dar, bei dem Pixelinformation bezüglich der auf einer ersten Abtastzeile (Gruppe GR1) angeordneten Pixel gespeichert wird, stellt FGR2 einen Bildpufferbereich dar, bei dem Pixelinformation bezüglich der auf einer zweiten Abtastzeile (Gruppe GR2) angeordneten Pixel gespeichert wird, und stellt FGR3 einen Bildpufferbereich dar, bei dem Pixelinformation bezüglich der auf einer dritten Abtastzeile (Gruppe GR3) angeordneten Pixel gespeichert ist.
RG(x,y) stellt R/G-Farbinformation des Pixels P(x,y) dar, BR(x,y) stellt B/R-Farbinforamtion des Pixels P(x,y) dar, und GB(x,y) stellt G/B-Farbinformation des Pixels P(x,y) dar.
Wie in 11 gezeigt, wird bezüglich Pixeln auf der ersten Abtastzeile R/G-Farbinformation in dem Bildpufferbereich FGR1 gespeichert, und B-Farbinformation wird von der zu speichernden Information ausgeschlossen. Bezüglich Pixeln auf der zweiten Abtastzeile wird B/R-Farbinformation in dem Bildpufferbereich FBR2 gespeichert, und G-Farbinformation wird von der zu speichernden Information ausgeschlossen. Bezüglich Pixeln auf der dritten Abtastzeile wird G/B-Farbinformation in dem Bildpufferspeicher FGR3 gespeichert, und R-Farbinformation wird von der zu speichernden Information ausgeschlossen.
Ähnlich wird bezüglich Pixeln auf der (3N+1)-ten Abtastzeile (N = 1, 2, ...) R/G-Farbinformation gespeichert, und B-Farbinformation wird von der zu speichernden Information ausgeschlossen. Bezüglich Pixeln auf der (3N+2)-ten Abtastzeile wird B/R-Farbinformation gespeichert, und G-Farbinformation wird von der zu speichernden Information ausgeschlossen. Bezüglich Pixeln auf der (3N+3)-ten Abtastzeile wird G/B-Farbinformation gespeichert, und R-Farbinformation wird aus der zu speichernden Information ausgeschlossen.
Es wird nun ein Interpolationsschema für Daten beschrieben, die für ein Pixel bei der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 103 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht gespeichert wurden. Die Farbinformation, die nicht gespeichert wurde, wird durch Farbinformation eines Pixels interpoliert, das zu einer anderen benachbarten Gruppe gehört, und in dem Bildpuffer 106 gespeichert.
So wird z.B. bezüglich des Pixels P(0,0) die Interpolation mit B-Farbinformation des Pixels P(0,1) durchgeführt, das der Gruppe GR2 angehört. Bezüblich des Pixels P(0,1) wird die Interpolation mit G-Farbinformation des Pixels P(0,2) durchgeführt, das der Gruppe GR3 angehört.
Derselbe Prozess wird wiederholt. Da durch diesen Prozess zwei Arten von Farbinformation für jedes der gesamten Pixel auf dem Bildschirm gespeichert werden, kann die erforderliche Kapazität des Bildpuffers auf zwei Drittel derjenigen des herkömmlichen Grafik-Beschleunigers verringert werden, der R/G/B-Farbinformation für jedes Pixel speichert.
Bei dem hier vorliegenden vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird Farbinformation aufgeteilt bzw. gemeinsam behandelt, und die Interpolation wird auf der Basis einer Abtastzeile durchgeführt, wie im ersten Ausführungsbeispiel weiter oben beschrieben. Dieselbe Wirkung kann erzielt werden, wenn Pixel in dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel in Gruppen auf der Grundlage einer Kombination von Farben unterteilt werden.
Obwohl im vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Beschreibung für den zweidimensionalen Grafik-Beschleuniger dargelegt wurde, kann ein dreidimensionaler Grafik-Beschleuniger verwendet werden, der Transparenzinformation α und Tiefeninformation Z zusätzlich zur R/G/B-Farbinformation verarbeitet.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Speicherungsschema und ein Interpolationsschema von Bildinformation in einem dreidimensionalen Grafik-Beschleuniger, der den Prozess zur Entfernung einer verdeckten Fläche sowie das Z-Pufferverfahren verwendet.
In 12 wird ein Aufbau des dreidimensionalen Grafik-Beschleunigers auf der Grundlage des Z-Pufferverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 12 enthält ein Grafik-Beschleuniger 200 eine Koordinatenwandlung-Prozesseinheit 201, die eine geometrische Operation durchführt, um Scheiteldaten eines Polygons in eine Bildschirmkoordinate umzuwandeln, die eine Koordinate auf dem Schirm zeigt und einen Lichtquellenprozess durchführt, eine Polygon-Bilderzeugungseinheit 202, die eine Grenze des Polygons aufgrund der Scheiteldaten des Polygons bestimmt und ein Bild aus in dem Polygon enthaltenen Pixeln erzeugt, eine Speicherinformation-Löschprozesseinheit 203, zum Löschen von α-Wert-Information, welche die Transparenz des Pixels darstellt (im folgenden als Transparenzinformation α bezeichnet), und Z-Wert-Information, welche Tiefeninformation eines Gegenstands darstellt (im folgenden als Tiefeninformation Z bezeichnet), einen Bildspeicher 106 zum Speichern von R/G/B-Farbinformation und Transparenzinformation α jedes Pixels, einen Z-Puffer 206 zum Speichern von Tiefeninformation Z jedes Pixels, das einen Bildschirm bildet, eine Bildspeicher-Steuerungseinheit 204 zum Durchführen einer Schreiboperation oder einer Leseoperation eines Bildpuffers 106 und eines Z-Puffers 206, eine Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 205 zum Bilden von Bildschirmdaten auf der Grundlage ausgelesener Information von dem Bildpuffer 106 und dem Z-Puffer 206, sowie eine Bildschirmanzeige-Steuerungseinheit 104 zum Durchführen einer Steuerung zum Anzeigen von Bildschirmdaten auf der Anzeigevorrichtung 105.
Die Tiefeninformation Z wird für den Prozess zum Entfernen der verdeckten Fläche verwendet, und die Transparenzinformation α wird für den α-Mischprozess verwendet.
Um den Betrieb der Speicherinformation-Löschprozesseinheit 203 in dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen, sind 13A bis 13C gezeigt, um eine Art der Speicherung eines Pixels 2 zu beschreiben, das den Bildschirm 1 in dem Bildpuffer und den Z-Puffer in dem herkömmlichen dreidimensionalen Grafik-Beschleuniger bildet.
13A ist eine Ansicht eines Kugelgegenstands 16 und eines Korngegenstands 17, die in einem dreidiemensionalen Raum vorhanden sind und von oben (x-z-Koordinaten) betrachtet werden, deren Beziehung gezeigt ist. Die Bezugsziffer 16A entspricht dem Kugelgegenstand und die Bezugsziffer 17A entspricht dem Korngegenstand. In 13A ist der Kugelgegenstand 16 so gezeigt, daß er sich hinter dem Korngegenstand 17 befindet.
13B ist eine Ansicht eines Kugelgegenstands 16 und eines Korngegenstands 17, die in dem dreidimensionalen Raum vorhanden sind und von vorne (x-y-Koordinaten) betrachtet werden, wobei deren Beziehung gezeigt ist. Die Bezugsziffer 16B entspricht dem Kugelgegenstand 16, und die Bezugsziffer 17B entspricht dem Korngegenstand 17. Da in 13B sich der Kugelgegenstand 16 hinter dem Korngegenstand 17 befindet, kann ein Teil des Gegenstands 16B nicht gesehen werden, weil er durch den Gegenstand 17B verdeckt ist.
Da außerdem ein Scheitel des Korngegenstands 17, der eine verdeckte Fläche ist, von vorne (x-y-Koordinaten) nicht gesehen werden kann, ist der Scheitel als Bild nicht gezeigt.
Der Bildschirm 1 für die Anzeige dieser Gegenstände ist als Matrix des Pixels 2 angeordnet. Außerdem besteht das Pixel 2 aus R/G/B-Farbinformation, aus Transparenzinformation α sowie aus Tiefeninformation Z, die jeweils durch eine Vielzahl von Bits dargestellt werden.
13C ist ein Diagramm, das den Speicherinhalt des Bildpuffers und des Z-Puffers in dem herkömmlichen Grafik-Beschleuniger zeigt. In 13C werden R/G/B-Farbinformation und Transparenzinformation α, die das Pixel 2 bilden, in einem spezifischen Bereich F1 in dem Bildpuffer gespeichert, der einer Position der Koordinate auf dem Bildschirm zugeordnet ist, und Tiefeninformation Z wird in einem spezifischen Bereich F2 in dem Z-Puffer gespeichert, der der Position einer Koordinate auf dem Bildschirm zugeordnet ist.
Da bei dem herkömmlichen Schema diese Daten für jedes den Bildschirm bildenden Pixels in den Bildpuffer und den Z-Puffer geschrieben und aus ihnen ausgelesen werden, wird eine große Menge an Bildspeicher benötigt, und die Begrenzung der Fähigkeit zur Datenüberführung zwischen dem Bildpuffer, dem Z-Puffer und dem dreidimensionalen Grafik-Beschleuniger wird zu einem Engpaß für die Verbesserung der Leistungsfähigkeit.
Daher wurde das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt, um diesen Problem zu lösen, und die Transparenzinformation α und die Tiefeninformation Z des Gegenstands werden durch eine Gruppe geteilt bzw. von ihr gemeinsam verarbeitet, die aus einer Vielzahl von Pixeln besteht. Dadurch wird die für den Bildpuffer 106 und den Z-Puffer 206 benötigte Bildspeicher-Kapazität verringert, und die zwischen Grafik-Beschleuniger 200 und dem Bildpuffer 106 und dem Z-Puffer 206 zu überführende Datenmenge wird verringert, wodurch der Engpaß für die Verbesserung der Leistungsfähigkeit beseitigt wird.
Wie in 14 gezeigt, ist die Anordnung der den Bildschirm 1 bildenden Pixel in rechteckförmige Gruppen GR1, GR2, GR3 und GR4 unterteilt, die jeweils dieselbe Anzahl der Vielzahl von Pixeln enthalten.
Die Größe jeder der Gruppen GR1, GR2, GR3 und GR4, die die Vielzahl der Pixel enthalten, ist zwei Pixel mal zwei Pixel in 14, doch ist die Größe der Gruppe (die Anzahl der Pixel) nicht hierauf beschränkt.
So gehören z.B. die Pixel P(0,0), P(1,0), P(0,1) und P(1,1) zu einer Gruppe GR1, und die Pixel P(2,0), P(3,0), P(2,1) und P(3,1) gehören zu einer anderen Gruppe GR2.
Für die Beschreibung der Funktionsweise des fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Inhalt des Bildpuffer 106 und des Z-Puffers 206 für die Pixel P(0,0), P(1,0), P(0,1) und P(1,1), welche die Gruppe GR1 bilden, in 15 gezeigt.
In 15 stellt FGR1 einen spezifischen Bereich im Bildspeicher 106 dar, der aus einem Bereich F(0,0) zum Speichern der R/G/B-Farbinformation des Pixels P(0,0), einem Bereich F(1,0) zum Speichern der R/G/B-Farbinformation des Pixels P(1,0), einm Bereich F(0,1) zum Speichern der R/G/B-Farbinformation des Pixels P(0,1), einem Bereich F(1,1) zum Speichern der R/G/B-Farbinformation des Pixels P(1,1) und einem Bereich AGR1 zum Speichern gemeinsamer Transparenzinformation α (GR1) für Pixel, die zur Gruppe GR1 gehören, besteht.
ZGR1 stellt einen spezifischen Bereich im Z-Puffer 206 dar zum Speichern gemeinsamer Tiefeninformation Z (GR1) für die Pixel P(0,0), P(1,0), P(0,1), P(1,1), die die Gruppe GR1 bilden.
Ein Prozess zum Schreiben in den Bildpuffer 106 und den Z-Puffer 206 durch die Speicherinformation-Löschprozesseinheit 203 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird weiter unten beschrieben.
Als Beispiel wird ein Prozess beschrieben, bei dem die Transparenzinformation α(0,0) des Pixels P(0,0) als gemeinsame Transparenzinformatione α(GR1) der Gruppe GR1 verwendet wird, und die Tiefeninformation Z(0,0) des Pixels P(0,0) als gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) der Gruppe GR1 verwendet wird.
Bezüglich des Pixels P(0,0) wird gemeinsame Tiefeninformation Z (GR1) der Gruppe GR1, die im Bereich ZGR1 im Z-Puffer 206 gespeichert ist, mit Tiefeninformation Z(0,0) eines neuen Pixels P(0,0) verglichen. Wenn infolge des Vergleichs bestimmt wird, daß sich das neue Pixel P(0,0) vorne oder in derselben Tiefe wie die gemeinsame Tiefe befindet, werden R/G/B-Farbinformation und Transparenzinformation berechnet auf der Grundlage von in dem Speicherbereich F(0,0) gespeicherter R/G/B-Farbinformation, in dem Speicherbereich AGR1 gespeicherter gemeinsamer Transparenzinformation α (GR1), R/G/B-Farbinformation des neuen Pixels P(0,0) und Transparenzinformation α(0,0) des neuen Pixels P(0,0), und die Information wird in den Bereich F(0,0) bzw. den Bereich AGR1 des Bildpuffer 106 geschrieben. Anschließend wird die Tiefeninformation Z(0,0) des Pixels P(0,0) in dem Bereich ZGR1 des Z-Puffers 206 als gemeinsame Tiefeninformation Z (GR1) der Gruppe GR1 geschrieben.
Wenn infolge eines Vergleichs zwischen der gemeinsamen Tiefeninformation Z(GR1), die in dem Bereich ZGR1 des Z-Puffers 206 gespeichert ist, und der Tiefeninformation Z(0,0) des neuen Pixels P(0,0) bestimmt wird, daß das neue Pixel P(0,0) sich hinter der gemeinsamen Tiefe befindet, wird der oben beschriebene Prozess nicht durchgeführt und die Werte im Bereich F(0,0) des Bildpuffers 106 und AGR1 gespeichert, und die im Bereich ZGR1 des Z-Puffers 206 gespeicherten Werte werden unverändert beibehalten.
Bezüglich des Pixels P(1,0) wird ein Vergleich der gemeinsamen Tiefeninformation Z(GR1) der im Z-Puffer 206 gespeicherten Gruppe GR1 und der Tiefeninformation Z(1,0) des neuen Pixels P(1,0) durchgeführt. Wenn infolge eines Vergleichs bestimmt wird, daß das neue Pixel P(1,0) sich vorne oder in derselben Tiefe wie die gemeinsame Tiefe befindet, wird R/G/B-Farbinformation berechnet auf der Grundlage von in dem Speicherbereich F(1,0) gespeicherter R/G/B-Farbinformation, in dem Speicherbereich AGR1 gespeicherter gemeinsamer Transparenzinformation α(GR1), auf der Grundlage von R/G/B-Farbinformation des neuen Pixels P(1,0) und Transparenzinformation α(1,0) des neuen Pixels P(1,0), und die R/G/B-Farbinformation wird in den Bereich F(1,0) des Bildpuffers 106 geschrieben.
Die gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) und die gemeinsame Transparenzinformation α(GR1) der Gruppe GR1 werden hier nicht aktualisiert, und die Werte im Bildpuffer 106 und im Z-Puffer 206 werden unverändert verwendet.
Bezüglich des Pixels P(0,1) wird ein Vergleich der gemeinsamen Tiefeninformation Z(GR1) der im Z-Puffer 206 gespeicherten Gruppe GR1 und der Tiefeninformation Z(0,1) des neuen Pixels P(0,1) durchgeführt. Wenn infolge eines Vergleichs bestimmt wird, daß sich das Pixel P(0,1) vorne oder in derselben Tiefe wie die gemeinsame Tiefe befindet, wird R/G/B-Farbinformation berechnet auf der Grundlage von in dem Speicherbereich F(0,1) gespeicherter R/G/B-Farbinformation, in dem Speicherbereich AGR1 gespeicherter gemeinsamer Transparenzinformation α(GR1), R/G/B-Farbinformation des neuen Pixels P((0,1) und Transparenzinformation α(0,1) des neuen Pixels P(0,1), und die R/G/B-Farbinformation wird in den Bereich F(0,1) des Bildpuffers 106 geschrieben.
Die gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) und die gemeinsame Transparenzinformation α(GR1) der Gruppe GR1 werden hier nicht aktualisiert, und die Werte im Bildpuffer 106 und im Z-Puffer 206 werden unverändert verwendet.
Bezüglich des Pixels P(1,1) wird ein Vergleich der gemeinsamen Tiefeninformation Z(GR1) der im Z-Puffer 206 gespeicherten Gruppe GR1 und der Tiefeninformation Z(1,1) des neuen Pixel P(1,1) durchgeführt. Wenn infolge eines Vergleichs bestimmt wird, daß sich das neue Pixel P(1,1) vorne oder in derselben Tiefe wie die gemeinsame Tiefe befindet, wird R/G/B-Farbinformation berechnet auf der Grundlage von in dem Speicherbereich F(1,1) gespeicherter R/G/B-Farbinformation, in dem Speicherbereich AGR1 gespeicherter gemeinsamer Transparenzinformation α(GR1), R/G/B-Farbinformation des neuen Pixel P(1,1) und Transparenzinformation α(1,1) des neuen Pixels P(1,1), und die R/G/B-Farbinformation wird in den Bereich F(1,1) des Bildpuffers 106 geschrieben.
Die gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) und die gemeinsame Transparenzinformation α(GR1) der Gruppe GR1 werden hier nicht aktualisiert, und die Werte im Bildpuffer 106 im Z-Puffer 206 werden unverändert verwendet.
Anschließend wird derselbe Prozess an jeder der Gruppen GR2, GR3, ... durchgeführt, und der Prozess zur Entfernung der verdeckten Fläche unter Verwendung des Z-Pufferverfahrens wird für alle Pixel auf dem Bildschirm durchgeführt.
Der beschriebene Schreibprozess zum Erzielen des Prozesses zum Entfernen der verdeckten Linien mit dem Z-Pufferverfahren ist nur ein Beispiel, und ein anderer Schreibprozess kann ebenfalls verwendet werden.
So kann z.B. anstelle der Tiefeninformation Z(0,0) des Pixels P(0,0) Tiefeninformation Z(1,0) des Pixels P(1,0), Tiefeninformation Z(0,1) des Pixels P(0,1) oder Tiefeninformation Z(1,1) des Pixels P(1,1) als gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) der Gruppe GR1 verwendet werden.
Zusammen mit dem Prozess zum Entfernen der verdeckten Fläche kann zusätzlich ein nicht gezeigter Aktualisierungsprozess in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen zur Tiefeninformation Z und Transparenzinformation α durchgeführt werden.
So können z.B. als gemeinsame Transparenzinformation α(GR1) für die Pixel in der Gruppe GR1 die Transparenzinformation α(0,0) des Pixels P(0,0), die Transparenzinformation α(0,1) des Pixels P(0,1), die Transparenzinformation α(1,0) des
Pixels P(1,0), und die Transparenzinformation α(1,1) des Pixels P(1,1) verwendet werden. Außerdem können als gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) für die Pixel in der Gruppe GR1 die Tiefeninformation Z(0,0) des Pixels P(0,0), die Tiefeninformation Z(0,1) des Pixels P(0,1), die Tiefeninformation Z(1,0) des Pixels P(1,0), und die Tiefeninformation Z(1,1) des Pixels P(1,1) verwendet werden. Im folgenden wird nun der Prozess beschrieben.
Bezüglich des Pixels P(0,0) wird in dem Z-Puffer 206 gespeicherte gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) mit Tiefeninformation Z(0,0) des Pixels P(0,0) verglichen. Wenn infolge eines Vergleichs bestimmt wird, daß sich das neue Pixel P(0,0) vorne oder in derselben Tiefe wie die gemeinsame Tiefe befindet, werden die R/G/B-Farbinformation und Transparenzinformation berechnet auf der Grundlage von in dem Speicherbereich F(0,0) gespeicherter R/G/B-Farbinformation, in dem Speicherbereich AGR1 gespeicherter gemeinsamer Transparenzinformation α(GR1), R/G/B-Farbinformation des neuen Pixels P(0,0) und Transparenzinformation α(0,0) des neuen Pixels P(0,0), und diese Information wird in den Bereich F(0,0) und den Bereich AGR1 im Bildpuffer 106 geschrieben. Dann wird Tiefeninformation Z(0,0) des Pixels P(0,0) in den Bereich ZGR1 des Z-Puffers 206 als gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) der Gruppe GR1 geschrieben.
Wenn infolge eines Vergleichs zwischen der in dem Z-Puffer 206 gespeicherten gemeinsamen Tiefeninformation Z(GR1) und der Tiefeninformation Z(0,0) des neuen Pixels P(0,0) entschieden wird, daß sich das neue Pixel P(0,0) hinter der gemeinsamen Tiefe befindet, werden diese Prozesse nicht durchgeführt, und die im Bereich F(0,0) und AGR1 im Bildpuffer 106 gespeicherten Werte sowie die im Bereich ZGR1 im Z-Puffer 206 gespeicherten Werte werden unverändert beibehalten.
Bezüglich des Pixels P(1,0) wird die im Z-Puffer 206 gespeicherte gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) mit der Tiefeninformation Z(1,0) des Pixels P(1,0) verglichen. Wenn infolge eines Vergleichs bestimmt wird, daß sich das neue Pixel P(1,0) vorne oder in derselben Tiefe wie die gemeinsame Tiefe befindet, werden R/G/B-Farbinformation und Transparenzinformation berechnet auf der Grundlage von in dem Bereich F(1,0) gespeicherter R/G/B-Farbinformation, in dem Speicherbereich AGR1 gespeicherter gemeinsamer Transparenzinformation α(GR1), R/G/B-Farbinformation des neuen Pixels P(1,0) und Transparenzinformation α(1,0) des neuen Pixels P(1,0), und diese Informationen werden in den Bereich F(1,0) und den Bereich AGR1 im Bildpuffer 106 geschrieben. Daraufhin wird die Tiefeninformation Z(1,0) des Pixels P(1,0) in den Bereich ZGR1 des Z-Puffers 206 als gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) der Gruppe GR1 geschrieben.
Wenn infolge eines Vergleichs zwischen der in dem Z-Puffer 206 gespeicherten gemeinsamen Tiefeninformation Z(GR1) und der Tiefeninformation Z(1,0) des neuen Pixels P(1,0) bestimmt wird, daß sich das neue Pixel P(1,0) hinter der gemeinsamen Tiefe befindet, werden diese Prozesse nicht durchgeführt, und die im Bereich F(1,0) und AGR1 im Bildpuffer 106 gespeicherten Werte sowie die im Bereich ZGR1 im Z-Puffer 206 gespeicherten Werte werden unverändert beibehalten.
Bezüglich des Pixels P(0,1) wird die in dem Z-Puffer 206 gespeicherte gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) mit der Tiefeninformation Z(0,1) des Pixels P(0,1) verglichen. Wenn infolge eines Vergleichs bestimmt wird, daß sich das neue Pixel P(0,1) vorne oder in derselben Tiefe wie die gemeinsame Tiefe befindet, werden die R/G/B-Farbinformation und Transparenzinformation berechnet auf Grundlage von in dem Speicherbereich F(0,1) gespeicherter R/G/B-Farbinformation, in dem Speicherbereich AGR1 gespeicherter gemeinsamer Transparentinformation α(GR1), R/G/B-Farbinformation des neuen Pixels P(0,1) und Transparentinformation α(0,1) des neuen Pixels P(0,1), und diese Information wird in den Bereich F(0,1) und den Bereich ARG1 im Bildpuffer 106 geschrieben. Anschließend wird die Tiefeninformation Z(0,1) des Pixels P(0,1) in den Bereich ZGR1 des Z-Puffers 206 als gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) der Gruppe GR1 geschrieben.
Wenn infolge eines Vergleichs zwischen der im Z-Puffer 206 gespeicherten gemeinsamen Tiefeninformation Z (GR1) und der Tiefeninformation Z(0,1) des neuen Pixels P(0,1) bestimmt wird, daß sich das neue Pixel P(0,1) hinter der gemeinsamen Tiefe befindet, werden diese Prozesse nicht durchgeführt, und die im Bereich F(0,1) und AGR1 im Bildpuffer 106 gespeicherten Werte sowie die im Bereich ZGR1 im Z-Puffer 206 gespeicherten Werte werden unverändert bei behalten.
Bezüglich des Pixels P(1,1) wird die im Z-Puffer 206 gespeicherte Tiefeninformation Z(GR1) mit der Tiefeninformation Z(1,1) des Pixels P(1,1) verglichen. Wenn infolge eines Vergleichs bestimmt wird, daß sich das neue Pixel P(1,1) vorne oder in derselben Tiefe wie die gemeinsame Tiefe befindet, werden R/G/B-Farbinformation und Transparentinformation berechnet auf der Grundlage von in dem Speicherbereich F(1,1) gespeicherter R/G/B-Farbinformation, in dem Speicherbereich AGR1 gespeicherter gemeinsamer Transparenzinformation α(GR1), R/G/B-Farbinformation des neuen Pixels P(1,1) und Transparenzinformation α(1,1) des neuen Pixels P(1,1), und diese Information wird in den Bereich F(1,1) und Bereich AGR1 im Bildpuffer 106 geschrieben. Anschließend wird Tiefeninformation Z(1,1) des Pixels P(1,1) in den Bereich ZGR1 des Z-Puffers 206 als gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) der Gruppe GR1 geschrieben.
Wenn infolge eines Vergleichs zwischen der in dem Z-Puffer 206 gespeicherten gemeinsamen Tiefeninformation Z(GR1) und der Tiefeninformation Z(1,1) des neuen Pixels P(1,1) bestimmt wird, daß sich das neue Pixel P(1,1) hinter der gemeinsamen Tiefe befindet, werden diese Prozesse nicht durchgeführt, und die im Bereich F(1,1) und AGR1 im Bildpuffer 106 gespeicherten Werte sowie die im Bereich ZGR1 im Z-Puffer 206 gespeicherten Werte werden unverändert beibehalten.
Daraufhin wird derselbe Prozess auf jede der Gruppen GR2, GR3, ... angewendet, und der Prozess zur Entfernung der verdeckten Fläche unter Verwendung Z-Pufferverfahrens wird für alle Pixel auf dem Bildschirm durchgeführt.
Man bevorzugt es hier nicht, einen Mittelwert der Tiefeninformation Z einer Vielzahl von Pixeln als gemeinsame Tiefeninformation Z(GR1) der Gruppe GR1 zu verwenden.
Dies ist so, weil jede Gruppe, die eine Einheit der Pixelunterteilung ist, nicht immer in dem Polygon enthalten ist. Man nehme z.B. an, daß ein mittlerer Wert der Tiefeninformation Z(0,0) und Z(1,1) für die Berechnung der gemeinsamen Tiefeninformation Z(GR1) verwendet wird. Wenn die Koordinate eines Scheitels des Polygons auf das Pixel P(1,1) fällt, muß die neueste Tiefeninformation am Pixel P(0,0) einen Mittelwert der Tiefeninformation Z finden, wobei diese Vorgehensweise im grunde dann notwendig ist, wenn die Position des Scheitels des Polygons nicht bekannt ist.
Es wird nun eine Art des Lesens von Daten von dem Bildpuffer 106 und dem Z-Puffer 206 sowie ein Prozess in der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 205 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 205 liest Pixeldaten entsprechend einer Abtastzeile von dem Bildpuffer 106 durch eine Bildschirmspeicher-Steuerungseinheit 204.
Man nehme an, daß die Anzahl der Pixel in der Richtung x in den Bildschirm n ist. Wenn die Pixeldaten, die die erste Abtastzeile in dem Bildschirm bilden, gelesen werden sollen, wird in dem Bildpuffer 106 gespeicherte R/G/B-Farbinformation der Pixel P(0,0), P(1,0), P(2,0), ..., P(n-1,0) ausgelesen, und in dem Bereich FGR1 gespeicherte gemeinsame Transparenzinformation α(GR1), ..., und im Bereich ZGR1 gespeicherte Tiefeninformation Z(GR1), ... werden nicht ausgelesen.
Dies ist so, weil diese Werte Zwischendaten enthalten, die verwendet werden, um das in zwei Dimensionen gezeigte Bild eines Bildschirms zu erzeugen.
Durch den oben beschriebenen Prozess kann die Menge der zwischen dem Bildpuffer 106 und dem Z-Puffer 206 und der Bildspeicher-Steuerungseinheit 204 oder dem Grafik-Beschleuniger 200 zu überführenden Daten verringert werden. Somit kann eine noch schnellere Datenverarbeitung erzielt werden.
In diesem Beispiel wird die R/G/B-Farbinformation für alle Pixel gespeichert. Doch es wird noch eine weitere Verringerung der Pixel-Speicherkapazität durch das Teilen bzw. gemeinsame Verarbeiten der R/G/B-Farbinformation in der rechteckförmigen Gruppe gestattet, wie in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel gezeigt.
Die vorliegende Erfindung wurde zwar ausführlich beschrieben und veranschaulicht, doch dient dies lediglich zur Veranschaulichung und als Beispiel und ist in keinerlei Weise einschränkend aufzufassen, sind doch der Gedanken und der Umfang der vorliegenden Erfindung lediglich durch den Wortlaut der beigefügten Ansprüche begrenzt.

Claims

Grafik-Beschleuniger, der Anzeigedaten auf der Grundlage von in einem Bildspeicher (106) gespeicherter Daten erzeugt und aufweist: eine Speicher-Steuerungseinheit (102), welche eine Vielzahl von Pixeln empfängt, die jeweils drei Arten von Farbinformation RGB haben, eine der drei Arten von Farbinformation in jedem Pixel löscht und Farbinformation der Vielzahl von Pixeln in dem Bildspeicher (106) derart speichert, daß die Farbinformation ein Pixel mit zwei Arten von Farbinformation mit Ausnahme der ersten Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation enthält und ein Pixel mit zwei Arten Farbinformation mit Ausnahme der sich von der ersten Art Farbinformation unterscheidenden zweiten Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation enthält; und eine Interpolationsprozesseinheit (103), welche durch die Speichersteuerungseinheit gelöschte Farbinformation mit einem Pixel interpoliert, das die gelöschte Farbinformation unter der Vielzahl von in dem Bildspeicher gespeicherten Pixeln enthält, für jedes Pixel der Vielzahl von in dem Bildspeicher (106) gespeicherten Pixeln; wobei der Grafik-Beschleuniger die Anzeigedaten bereitstellt als Ausgabe gemäß der Vielzahl an Pixeln, die in dem Bildspeicher (106) gespeichert sind, und einem Interpolationsergebnis der Interpolationsprozesseinheit.
Grafik-Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher-Steuerungseinheit (102) zwei Arten von Farbinformation mit Ausnahme der ersten Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation in dem Bildspeicher (106) für jede der Vielzahl von Pixeln, die in einer Richtung der geraden Abtastzeilen angeordnet sind, speichert und zwei Arten Farbinformation mit Ausnahme der zweiten Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation in dem Bildspeicher für jedes der Vielzahl an Pixeln, die in einer Richtung der ungeraden Abtastzeile angeordnet sind, speichert.
Grafik-Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher-Steuerungseinheit (102) zwei Arten Farbinformation mit Ausnahme der ersten Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation in dem Bildspeicher für jedes der Vielzahl an Pixeln, die als Matrix angeordnet und in der Vielzahl von Pixeln angeordnet sind, speichert und zwei Arten Farbinformation mit Ausnahme der zweiten Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation in dem Bildspeicher (106) für jedes einer verbleibenden zweiten Vielzahl von Pixeln, die in der Vielzahl von Pixeln enthalten sind, speichert.
Grafik-Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher-Steuerungseinheit (102) die Vielzahl von Pixeln in eine Vielzahl von Blöcken unterteilt, die Farbinformation derart löscht, daß die Vielzahl von Blöcken jeweils eine erste Art Pixel ohne die erste Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation und eine zweite Art Pixel mit der zweiten Art Farbinformation der drei Arten Farbinformation enthalten; und wobei die Interpolationsprozesseinheit die gelöschte Farbinformation eines zu interpolierenden Pixels mit einem Pixel interpoliert, welches die gelöschte Farbinformation besitzt und in demselben Block wie das zu interpolierende Pixel enthalten ist.
Grafik-Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher-Steuerungseinheit (102) Farbinformation derart löscht, daß die Vielzahl der auszugebenden Pixel eine erste Art Pixel ohne die B-Farbinformation der drei Arten Farbinformation und eine zweite Art Pixel ohne die R-Farbinformation der drei Arten Farbinformation und eine dritte Art Pixel ohne die G-Farbinformation der drei Arten von Farbinformation enthalten.
Grafik-Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der in den Bildspeicher (106) geschriebenen Pixel der Vielzahl von Pixeln dieselbe Farbinformation enthält.
Grafik-Beschleuniger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der in den Bildspeicher (106) geschriebenen Pixel der Vielzahl von Pixeln die G-Farbinformation enthält.
Grafik-Beschleuniger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Pixel in dem Bildspeicher derart angeordnet sind, daß eine erste Zeile, in der alle Pixel in der Abtastrichtung des Bildschirms angeordnet sind, die erste Art Pixel sind, eine zweite Zeile, die neben der ersten Zeile liegt und in der alle Pixel in der Abtastrichtung des Bildschirms angeordnet sind, die zweite Art Pixel sind, und eine dritte Zeile, die neben der zweiten Zeile ist und in der alle Pixel in der Abtastrichtung des Bildschirms angeordnet sind, die dritte Art Pixel sind und sich wiederholend angeordnet sind.
Grafik-Beschleuniger, der Anzeigedaten auf der Grundlage von in einem Bildspeicher (106, 206) gespeicherter Daten erzeugt und aufweist: eine Speicher-Steuerungseinheit (204), die eine Vielzahl von Pixeln empfängt, die jeweils Farbinformation und Z-Wert Information zur Kennzeichnung von Tiefe besitzen, die Vielzahl der Pixel in eine Vielzahl von Blöcken unterteilt, die gemeinsame bzw. geteilte Z-Wert Information aktualisiert und die erhaltene Information in dem Bildspeicher (106, 206) auf der Basis jedes Blocks speichert, die Z-Wert Information eines Pixels und die gemeinsame Z-Wert Information, die in dem Bildspeicher (106, 206) auf der Basis jedes Blocks gespeichert ist, vergleicht und Farbinformation des Pixels aktualisiert und die gewonnene Information in dem Bildspeicher (106, 206) entsprechend einem Prozess zur Entfernung der verdeckten Fläche speichert; und eine Schaltung (205), welche die Anzeigedaten als Ausgabe bereitstellt, wobei die Vielzahl der in dem Bildspeicher (106, 206) gespeicherten Pixel verwendet wird.
Grafik-Beschleuniger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Vielzahl von Pixeln, die als Eingabe bereitgestellt werden sollen, weiterhin α-Wert-Information zur Kennzeichnung von Transparenz enthält, und die Speicher-Steuerungseinheit (204) die gemeinsame α-Wert-Information aktualisiert und die erhaltene Information in dem Bildspeicher (106, 206) auf der Basis jedes Blocks speichert, die Z-Wert-Information des Pixels und der in dem Bildspeicher (106, 206) gespeicherten Z-Wert Information vergleicht, die Farbinformation des Pixels aktualisiert gemäß dem Prozess zum Entfernen der verdeckten Fläche und einem α-Mischprozess auf der Grundlage des in dem Bildspeicher (106, 206) gespeicherten gemeinsamen α-Werts, und die erhaltene Information in dem Bildspeicher (106, 206) speichert.
Grafik-Beschleuniger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildspeicher (106, 206) aufweist: einen Z-Puffer (206) zum Speichern von Z-Wert-Information, die auf der Basis jedes Blocks geteilt wird bzw. gemeinsam verarbeitet wird; und einen Bildpuffer (106) zum Speichern von Farbinformation für jedes Pixel der Vielzahl von Pixeln und α-Wert- Information, die auf der Basis jedes der Blöcke geteilt wird bzw. gemeinsam verarbeitet wird.