DE69730645T2

DE69730645T2 - Datenverarbeitungsverfahren und -gerät

Info

Publication number: DE69730645T2
Application number: DE69730645T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Minato-Ku Oka
Original assignee: Sony Computer Entertainment Inc
Current assignee: Sony Interactive Entertainment Inc
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1997-05-01
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2017-05-02
Also published as: CA2204227A1; EP0806743A2; JPH09305776A; JP3537259B2; CN1103480C; DE69730645D1; MX9703402A; KR100482391B1; EP0806743A3; CN1169003A; US6246418B1; KR970076320A; EP0806743B1; TW336303B; CA2204227C

Description

Diese Erfindung betrifft generell Datenverarbeitungsverfahren und -geräte und insbesondere Bildinformationsverarbeitungstechniken, die beispielsweise vorteilhaft bei einem Graphikcomputer wie beispielsweise einem eine Videoeinrichtung verwendenden Computer, einer Spezialeffekteinrichtung (Effektor) oder einer Videospielmaschine angewendet werden können.
Es ist beim Stand der Technik übliche Praxis, eine Videospielmaschine zu benutzen, bei der eine Haupt-CPU (CPU = central processing unit (Zentraleinheit)) eine Geometrieübertragungsmaschine (geometry transfer engine (GTE)), die ein Berechnungsprozessor zur Ausführung einer geometrischen Verarbeitung wie beispielsweise Koordinatentransformation, perspektivische Transformation bzw. Perspektivtransformation, Abschneiden bzw. Clipping oder Lichtquellenberechnungen ist, aufweist. Die Haupt-CPU definiert ein dreidimensionales Modell als eine Kombination aus Grundeinheitsfiguren wie beispielsweise Dreiecke oder Vierecke (dreidimensionales Modell) zur Erzeugung von Daten zum Umreißen bzw. Strukturieren eines dreidimensionalen Bildes.
Beim Anzeigen beispielsweise eines dreidimensionalen Objekts löst die Haupt-CPU das Objekt in mehrere Einheitsfiguren auf und bewirkt, dass eine GTE eine geometrische Verarbeitung ausführt, um Figurdaten zum Zeichnen jeder Einheitsfigur zu erzeugen. Die Haupt-CPU ist mit einem Hauptbus verbunden und bewirkt, dass die von der GTE erzeugten Figurdaten über den Hauptbus 101 zu einer Graphikverarbeitungseinheit (graphic processing unit (GPU)) übertragen werden.
Beim Empfang der Figurdaten von der Haupt-CPU führt die GPU eine Bildberechnungs- bzw. Renderingverarbeitung zum Schreiben von Pixel-basierten Bilddaten in einen Graphikspeicher von die Farbdaten und die Länge von Scheitelpunkten von in den Figurdaten enthaltenen Figuren spezifizierenden Z-Werten (die Information über den Abstand vom Anfangspunkt entlang der Länge) aus, wobei die Farbe und die Z-Werte aller die Einheitsfigur bildenden Pixel in Rechnung gestellt werden. Die Einheitsfigur wird auf diese Weise in den Graphikspeicher gezeichnet. Außerdem führt die CPU eine Steuerung zum Auslesen der in den Graphikspeicher geschriebenen Bilddaten aus, um die so als Videosignale ausgelesenen Bilddaten über einen Anzeigekontroller wie beispielsweise einen CRT-Kontroller (CRT-controller (CTRC)) als Videosignal zur Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung wie beispielsweise einem Fernsehempfänger, einer Kathodenstrahlröhre (cathode ray tube (CRT)), einem Flüssigkristallmonitor oder ähnlichen Monitor anzuzeigen. Dies ermöglicht, dass der Hintergrund eines Videospiels, Buchstaben bzw. Zeichen bzw. Symbole oder dgl. angezeigt werden.
Indessen sind die Daten der von der GTE unter der Steuerung durch die CPU Geometrie-verarbeiteten Einheitsfiguren Koordinaten im dreidimensionalen Raum der Scheitelpunkte der Einheitsfigur. Deshalb ist das Datenvolumen bezüglich der Größe der Einheitsfigur irrelevant. Andererseits hängt die Zeichengeschwindigkeit bzw. -rate, mit der die Einheitsfigur auf der Pixelbasis im Graphikspeicher gezeichnet wird, von der Größe der Einheitsfigur, das heißt der Zahl von die Einheitsfigur bildenden Pixeln ab. Wenn es folglich eine große Zahl von die Einheitsfigur bildenden Pixeln gibt, ist das Zeichnen der Einheitsfigur zeitraubend, während, wenn die Einheitsfigur aus einer kleineren Zahl von Pixeln gebildet ist, das Zeichnen der Einheitsfigur nicht zeitraubend ist.
Deshalb kommt es bei der kontinuierlichen Verarbeitung mehrerer klein bemessener Einheitsfiguren häufig vor, dass die Figurdaten trotz der Tatsache, dass die GPU die Renderingverarbeitung beendet hat und zur Ausführung der nächsten Verarbeitung bereit ist, nicht rechtzeitig von der Haupt-CPU über den Hauptbus übertragen werden. In anderen Worten, wenn eine große Zahl klein bemessener Einheitsfiguren von der Haupt-CPU über den Hauptbus zur GPU übertragen wird, ist die Übertragungsrate durch den Hauptbus begrenzt, mit dem Resultat, dass es schwierig wird, die Gesamtverarbeitungsgeschwindigkeit der Einrichtung zu verbessern.
Aus Haralick. R. M. Shapiro L. R.: Computer and Robot Vision, Kapitel 9.1, 1992, US 4 975 860 (KITAYA) und GEYMAYER B. ET AL.: ANIMATION USING SATELLITE IMAGERY' EUROGRPHICS, VIENNA, SEPT. 2–6, 1991, no. CONF. 12, 2. September 1991, POST FH; BARTH W., Seiten 437–446, XP000300288 gehen graphische Zeichnungssysteme hervor.
Unter einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Bildinformationsverarbeitungssystem bereit, das aufweist:
Einen ersten Prozessor zur Erzeugung eines Zeichnungsbefehls und von einen ersten Zentrumspunkt aufweisenden Figurdaten und zur Ausgabe des Zeichnungsbefehls und der Figurdaten auf einen Bus, der eine begrenzte Datenübertragungsgeschwindigkeit aufweist,
einen zweiten Prozessor zum Empfang des Zeichnungsbefehls und der Figurdaten über den Bus, zur Erzeugung mehrerer relativ zum ersten Zentrumspunkt positionierter zweiter Zentrumspunkte und zur Erzeugung für jeden der mehreren zweiten Zentrumspunkte weiterer Figurdaten für eine Einheitsfigur, wobei die weiteren Figurdaten mehrere relativ zu einem korrespondierenden der mehreren zweiten Zentrumspunkte positionierte Scheitelpunkte aufweisen, und
einen Graphikprozessor zum Zeichnen jeder der Einheitsfiguren entsprechend den weiteren Figurdaten,
wobei der zweite Prozessor die erzeugten weiteren Figurdaten dem Graphikprozessor direkt ohne Verwendung des Busses zuführt.
Diese Erfindung stellt auch ein Bildinformationsverarbeitungsverfahren bereit, verwendet für ein System, das einen ersten Prozessor zur Erzeugung eines Zeichnungsbefehls und von einen ersten Zentrumspunkt aufweisenden Figurdaten, einen mit dem ersten Prozessor über einen Bus, der eine begrenzte Übertragungsgeschwindigkeit aufweist, verbundenen zweiten Prozessor und einen Graphikprozessor aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
der Zeichnungsbefehl und die Figurdaten, die vom ersten Prozessor erzeugt werden, werden zum zweiten Prozessor über den Bus geführt,
der zweite Prozessor erzeugt mehrere relativ zum ersten Zentrumspunkt entsprechend dem Zeichnungsbefehl positionierte zweite Zentrumspunkte,
der zweite Prozessor erzeugt für jeden der mehreren zweiten Zentrumspunkte weitere Figurdaten für eine Einheitsfigur, wobei die weiteren Figurdaten mehrere relativ zu einem korrespondierenden der mehreren zweiten Zentrumspunkt positionierte Scheitelpunkte enthalten, und
die vom zweiten Prozessor erzeugten weiteren Figurdaten werden vom zweiten Prozessor direkt ohne Verwendung des Busses zum Graphikprozessor geführt, so dass die Einheitsfiguren in einen Graphikspeicher gezeichnet werden.
Bei einem Bildinformationsverarbeitungsverfahren und -gerät gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden von einer Ausgabeeinrichtung über einen voreingestellten Bus übertragene Figurdaten empfangen, und werden Figurdaten zum Zeichnen mehrerer Einheitsfiguren von den einzelnen Figurdaten erzeugt und zur Zeichnungseinrichtung gesendet, um dadurch eine Erhöhung der Gesamtverarbeitungsgeschwindigkeit des ganzen Systems zu ermöglichen.
Folglich kann die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen lang existierenden Bedarf nach einer verbesserten Datenverarbeitung bei erhöhter Verarbeitungsgeschwindigkeit befriedigen.
Die Erfindung wird nun mittels eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen durchgängig gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und in denen:
1 ein Blockschaltbild ist, das eine bekannte Videospielmaschine darstellt;
2 eine Draufsicht ist, welche die Struktur einer die vorliegende Erfindung verkörpernden Videospielmaschine zeigt;
3 eine Vorderansicht der Videospielmaschine nach 2 ist;
4 eine Seitenansicht der Videospielmaschine nach 2 ist;
5 eine Draufsicht ist, die eine CD-ROM zeigt;
6 ein Systemblockschaltbild für eine die Erfindung aufweisende Spielmaschine ist;
7 ein Flussdiagramm zur Darstellung der Verarbeitung eines wie in 6 gezeigten programmierten Präprozessors (programmed pre-processor (PPP)) ist;
8A und 8B eine durch Zufallszahlen erzeugte Einheitsfigur darstellt;
9 eine durch Teilung der Einheitsfigur in einem zweidimensionalen Raum erzeugte Einheitsfigur zeigt;
10 eine durch Teilung der Einheitsfigur in einem dreidimensionalen Raum erzeugte Einheitsfigur zeigt; und
11 einen Schirm-Clip darstellt.
Ein typisches Beispiel einer Videospielmaschine des Standes der Technik ist in der 1 gezeigt, wobei eine Haupt-Zentraleinheit (Haupt-CPU) 111 eine Geometrieübertragungsmaschine (GTE) umfasst, die ein Berechnungsprozessor zur Ausführung einer geometrischen Verarbeitung wie beispielsweise Koordinatentransformation, Perspektivtransformation, Clipping oder Lichtquellenberechnungen ist. Die Haupt-CPU 111 definiert ein dreidimensionales Modell als eine Kombination von Grundeinheitsfiguren wie beispielsweise Dreiecken oder Vierecken (dreidimensionales Modell) zur Erzeugung von Daten zum Umreißen bzw. Strukturieren eines dreidimensionalen Bildes.
Beim Anzeigen beispielsweise eines dreidimensionalen Objekts löst die Haupt-CPU 111 das Objekt in mehrere Einheitsfiguren auf und veranlasst eine GTE 117 dazu, eine Geometrieverarbeitung auszuführen, um Figurdaten zum Zeichnen jeder Einheitsfigur zu erzeugen. Die Haupt-CPU 111 ist mit einem Hauptbus 101 verbunden und bewirkt, dass die von der GTE 117 erzeugten Figurdaten über den Hauptbus 101 zu einer Graphikverarbeitungseinheit (GPU) 115 übertragen werden.
Beim Empfang der Figurdaten von der Haupt-CPU 111 führt die GPU 115 eine Graphikberechnungs- bzw. Renderingverarbeitung zum Schreiben von Pixel-basierten Bilddaten in einen Graphikspeicher 118 von die Figurdaten und die Länge von Scheitelpunkten von in den Figurdaten enthaltenen Einheitsfiguren spezifizierenden Z-Werten (die Information bezüglich des Abstands vom Anfangspunkt entlang der Länge) aus, wobei die Farbe und die Z-Werte aller die Einheitsfigur bildenden Pixel in Rechnung gestellt werden. Die Einheitsfigur wird auf diese Weise in den Graphikspeicher gezeichnet. Zusätzlich führt die CPU 111 eine Steuerung zum Auslesen der in den Graphikspeicher 118 geschriebenen Bilddaten aus, um die so als Videosignale ausgelesenen Bilddaten über einen Anzeigekontroller wie beispielsweise einen CRT-Kontroller (CRTC) als Videosignal zur Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung wie beispielsweise einem Fernsehempfänger, einer Kathodenstrahlröhre (CRT), einem Flüssigkristallmonitor oder ähnlichen Monitor zuzuführen. Dies ermöglicht es, dass der Hintergrund eines Videospiels, Buchstaben bzw. Zeichen bzw. Symbole oder dgl. angezeigt werden.
Indessen sind die Daten der von der GTE 117 unter der Steuerung der CPU 111 geometrieverarbeiteten Daten der Einheitsfiguren Koordinaten im dreidimensionalen Raum der Scheitelpunkte der Einheitsfiguren. Deshalb ist das Datenvolumen bezüglich der Größe der Einheitsfigur irrelevant. Andererseits hängt die Zeichnungsrate, mit der die Einheitsfigur auf der Pixelbasis in den Graphikspeicher 118 gespeichert wird, von der Größe der Einheitsfigur, das heißt der Zahl von die Einheitsfigur bildenden Pixel ab. Wenn es folglich eine große Zahl von die Einheitsfigur bildenden Pixeln gibt, ist das Zeichnen der Einheitsfigur zeitraubend, während wenn die Einheitsfigur von einer kleineren Zahl von Pixeln gebildet ist, das Zeichnen der Einheitsfigur nicht zeitraubend ist.
Deshalb tritt bei der kontinuierlichen Verarbeitung mehrerer klein bemessener Einheitsfiguren häufig auf, dass die Figurdaten trotz der Tatsache, dass die GPU 115 die Ränderringsverarbeitung beendet hat und zur Ausführung der nächsten Verarbeitung bereit ist, nicht rechtzeitig von der Haupt-CPU 111 über den Hauptbus übertragen werden. In anderen Worten, wenn die große Zahl von klein bemessenen Einheitsfiguren von der Haupt-CPU 111 über den Hauptbus 101 zur GPU 115 übertragen wird, ist die Übertragungsrate durch den Hauptbus 101 begrenzt, mit dem Resultat, dass es schwierig wird, die Gesamtverarbeitungsgeschwindigkeit der Einrichtung zu verbessern.
Bezugnehmend nun insbesondere auf die 2-4 der Zeichnungen ist eine die Erfindung verkörpernde Videospielmaschine aus einem Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine, einer Betätigungseinheit 17, die einen mit dem Hauptkörperabschnitt der Maschine 2 verbundenen, im Wesentlichen tetragonalförmigen Verbindungsanschlussabschnitt 26 aufweist, und einer Aufzeichnungseinrichtung 38, die ähnlich mit dem Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine verbunden ist, aufgebaut.
Der Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine ist im Wesentlichen viereckig bzw. tetragonalförmig und ist an einem Mittelabschnitt von ihm mit einer Plattenladeeinheit 3 zum Laden eines Aufzeichnungsmediums für ein Spiel darauf, auf dem Programme oder Daten zum Spielen des Spiels aufgezeichnet sind, versehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist auf der Plattenladeeinheit 3 eine beispielsweise in 5 gezeigte CD-ROM 51 entfernbar befestigt. Das Aufzeichnungsmedium für ein Spiel ist jedoch nicht auf eine Platte beschränkt.
Auf der linken Seite der Spielladeeinheit 3 sind ein beim Rücksetzen des Spiels betätigter Rücksetzschalter 4 und ein beim Ein- oder Ausschalten der Energiequelle betätigter Energiequellenschalter 5 befestigt. Auf der rechten Seite der Spielladeeinheit 3 ist ein zum Öffnen/Schließen der Plattenladeeinheit 3 betätigter Plattenbetätigungsschalter 6 befestigt. Auf der Vorderseite des Hauptkörperabschnitts 2 der Maschine sind Anschluss- bzw. Verbindungseinheiten 7A, 7B befestigt, mit denen die Betätigungseinheit 17 und die Aufzeichnungseinrichtung 38 als ein Satz verbunden werden können. Wenn die Verbindungseinheiten 7A, 7B zum Verbinden der zwei Sätze aus den Betätigungseinheiten 17 und den Aufzeichnungseinrichtungen 38 befestigt sind, so ist es möglich, eine zum Verbinden von mehr als zwei Sätzen aus den Betätigungseinheiten 17 und den Aufzeichnungseinrichtungen 38 notwendige Anzahl der Verbindungseinheiten vorzusehen.
Die Verbindungseinheiten 7A, 7B sind, wie in den 3 und 4 gezeigt, in zwei Ebenen ausgebildet. Die obere Ebene weist eine mit der Aufzeichnungseinrichtung 38 verbundene Aufzeichnungseinsetzeinheit 8 auf, während die untere Ebene eine mit dem Verbindungsanschluss 26 der Betätigungseinheit 17 verbundene Verbindungsanschluss-Einsetzeinheit 12 aufweist.
Die Einsetzöffnung der Aufzeichnungseinsetzeinheit 8 ist von einer in Querrichtung langgestreckten rechteckigen Form. Die unteren Seitenecken der Einsetzöffnung sind ausgeprägter gerundet als ihre oberen Seitenecken, um zu verhindern, dass die Aufzeichnungseinrichtung 38 in der verkehrten Position eingesetzt wird. Die Aufzeichnungseinsetzeinheit 8 ist auch mit einem Verschluss 9 versehen, um Verbindungsanschlüsse (nicht gezeigt) zum Sicherstellen einer internen elektrischen Verbindung zu schützen.
Der Verschluss 9 ist in einem solchen Zustand befestigt, in welchem er unter der Kraft einer als eine Torsionsspulenfeder ausgebildeten Feder ständig zur Außenseite vorgespannt ist. Deshalb wird beim Einsetzen der Aufzeichnungseinrichtung 38 der Verschluss 9 an einer Einsetzvorderseite der Aufzeichnungseinrichtung 38 nach hinten geöffnet. Beim Herausziehen der Aufzeichnungseinrichtung wird der Verschluss 9 unter der Vorspannung der Feder zurückgesetzt und automatisch in den geschlossenen Zustand zum Schutz des internen Verbindungsanschlusses gegen Staub und Schmutz und externen Stoß eingestellt.
Bezugnehmend wiederum auf die 3 und 4 weist die Verbindungsanschluss-Einsetzeinheit 12 eine Einsetzöffnung einer in Querrichtung langgestreckten rechteckigen Form auf. Die unterseitigen Ecken der Einsetzöffnung sind zum Schutz des Verbindungsabschlusses 26 der Betätigungseinheit 17 gegen ein Einsetzen in der verkehrten Position auffallender gerundet als ihre oberseitigen Ecken. Außerdem ist die Einsetzöffnung von der Einsetzöffnung der Aufzeichnungseinsetzeinheit 8 im Profil verschieden, um zu verhindern, dass die Aufzeichnungseinrichtung in sie eingesetzt wird. Auf diese Weise sind die Einsetzöffnungen für die Aufzeichnungseinrichtung 38 und die Betätigungseinheit 17 in der Größe und im Profil zueinander unterschiedlich, um ein fehlerhaftes Einsetzen zu verhindern.
Wie in der 2 gezeigt, ist die Betätigungseinheit 17 so konfiguriert, dass sie zwischen den inneren Handflächen beider Hände gehalten wird, so dass die fünf Finger beider Hände frei beweglich sind. Die Betätigungseinheit 17 ist aus einem ersten und zweiten gerundeten Betätigungs- bzw. Operationsabschnitt 18, 19, die miteinander verbunden und in der Links-und-Rechts-Richtung symmetrisch geformt sind, einem ersten und zweiten quadratisch geformten Halterungsabschnitt 20, 21, die vom ersten und zweiten gerundeten Operationsabschnitt 18, 19 vorspringend ausgebildet sind, einem Auswählschalter 22 und einem Startschalter 23, die in mittig verengten Abschnitten des ersten und zweiten gerundeten Operationsabschnitts 18, 19 vorgesehen sind, einem dritten und vierten Betätigungs- bzw. Operationsabschnitt 24, 25 die auf den Vorderseiten des ersten und zweiten Operationsabschnitts 18, 19 vorspringend ausgebildet sind, und einem Verbindungsanschlussabschnitt 26, der über ein Kabel 27 mit dem Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine verbunden ist, aufgebaut. Das Kabel 27 kann jedoch fortgelassen sein, wenn die ganze Struktur entsprechend konfiguriert ist.
Der Verbindungsabschnitt 26 ist am distalen Ende des zum elektrischen Verbinden mit dem Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine ausgebildeten Kabels 27 befestigt. Der Verbindungsanschlussabschnitt 26 weist einen Greifabschnitt 26A auf, dessen seitliche Flächen zu rutschsichernden Wirkungen beispielsweise durch Rändelung aufgeraut sind. Der Greifabschnitt des Verbindungsanschlussabschnitts 26 ist als ein sogenannter teleskopischer Abschnitt ausgebildet und seine Größe, das heißt die Breite W und die Länge L, ist gleich der eines Griffes 38A der später erläuterten Aufzeichnungseinrichtung 38.
In der Aufzeichnungseinrichtung 38 ist ein nichtflüchtiger Speicher wie beispielsweise ein Flash-Speicher enthalten. Die Aufzeichnungseinrichtung 38 weist den Griff 38A (4) auf, der ähnlich zum Griff des Verbindungsanschlusses 26 konfiguriert ist, so dass die Aufzeichnungseinrichtung leicht an den Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine montiert oder von ihm abmontiert werden kann. Die Aufzeichnungseinrichtung 38 ist so ausgebildet, dass, wenn das Spiel vorübergehend unterbrochen wird, der gültige Zustand des Spiels in der Aufzeichnungseinrichtung gespeichert wird. Auf diese Weise werden beim erneuten Starten des Spiels Daten von der Aufzeichnungseinrichtung 38 ausgelesen, so dass das Spiel von dem mit dem gespeicherten Zustand korrespondierenden Zustand, das heißt vom hängenden Zustand, neu gestartet werden kann.
Wenn das Spiel von der vorstehend beschriebenen Videospielmaschine gespielt wird, verbindet der Benutzer die Betätigungseinheit 17 mit dem Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine und, falls notwendig, wird auch die Aufzeichnungseinrichtung 38 mit dem Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine verbunden. Außerdem betätigt der Benutzer den Plattenbetätigungsschalter 6 zum Setzen der CD-ROM 51 als das Aufzeichnungsmedium für Spiel auf die Plattenladeeinheit 3. Der Benutzer betätigt auch den Energiequellenschalter 5 zum Einschalten der Energiequelle des Hauptkörperabschnitts 2 der Maschine. Da der Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine nun das Bild und die Sprache für das Spiel wiedergibt, betätigt der Benutzer die Betätigungseinheit 17 zum Spielen des Spiels.
Das in 6 gezeigte ganze elektrische System teilt viele der Komponenten und Grundfunktionen mit den in 1 gezeigten, was durch die gleichen Bezugszeichen angedeutet ist. Das heißt, der vorliegende Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine ist grundsätzlich in der gleichen Weise wie die Videospielmaschine der 1 konfiguriert, mit der Ausnahme, dass ein programmierbarer Präprozessor (PPP) 120 zwischen dem Hauptbus 101 und der GPU 115 neu vorgesehen ist, um die Praxis der vorliegenden Erfindung zu fördern.
Der Hauptkörperabschnitt 2 der Maschine weist zum Austausch von Daten zwischen jeweiligen Subsystemblöcken zwei Typen von Bussen auf, das heißt einen Hauptbus 101 und einen Subbus 102. Der Hauptbus 101 und der Subbus 102 sind durch einen Buskontroller 116 miteinander verbunden.
Mit dem Hauptbus 101 sind zusätzlich zum Buskontroller 116 eine aus beispielsweise einem Mikroprozessor bestehende Haupt-CPU 111 (Ausgabeeinrichtung), ein aus beispielsweise einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (random access memory (RAM)) bestehender Hauptspeicher 112, ein Haupt-DMAC (main direct memory access controller (Haupt-Direktspeicherzugriffskontroller )) 113, ein MPEG-Decodierer (MDEC) 114 (MPEG = Moving Picture Experts Group), eine GPU (Zeichnungseinheit) 115 und ein PPP (programmierter Präprozessor) als eine Erzeugungseinrichtung 120 verbunden.
Mit dem Subbus 102 sind zusätzlich zum Buskontroller 116 die GPU 115, beispielsweise eine ähnlich zur Haupt-CPU 111 konfigurierte CPU 121, ein ähnlich zum Hauptspeicher 121 konfigurierter Subspeicher 122, ein Sub-DMAC 123, ein Nurlesespeicher (ROM) 124, in welchem ein Betriebs- bzw.
Operationssystem oder dgl. gespeichert ist, ein Tonverarbeitungssystem (SPU) 125, eine Asynchronübertragungsmodus-Kommunikationseinheit bzw. ATM-Einheit 126 (ATM = asynchronous transmission mode (asynchroner Übertragungsmodus)), eine subsidiäre Speichereinrichtung 127 und eine Schnittstelle (I/F) 128 für eine Eingabeeinrichtung verbunden.
Der Hauptbus 101 ist für Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation ausgebildet, während der Subbus 102 für Niedriggeschwindigkeitsdatenkommunikation ausgebildet ist. Das heißt, der Subbus 102 wird für Daten benutzt, die zum Sichern einer Hochgeschwindigkeitsoperation auf dem Hauptbus 101 mit einer niedrigen Geschwindigkeit ausgetauscht werden können.
Der Hauptbus 101 kann vom Subbus 102 getrennt werden, während der Subbus 102 unter der Steuerung durch den Buskontroller 116 mit dem Hauptbus 101 verbunden werden kann. Wenn der Hauptbus 101 und der Subbus 102 voneinander getrennt sind, kann vom Hauptbus 101 nur auf die mit dem Hauptbus 101 verbundenen Einrichtungen zugegriffen werden, während vom Subbus 102 nur auf die mit dem Subbus 102 verbundenen Einrichtungen zugegriffen werden kann. Wenn jedoch der Subbus 102 mit dem Hauptbus 101 verbunden ist, kann vom Hauptbus 101 oder vom Subbus 102 auf alle Einrichtungen zugegriffen werden. Indessen ist in einem Anfangszustand wie beispielsweise unmittelbar nach dem Einschalten der Energiequelle des Systems der Buskontroller 116 im offenen Zustand (das heißt, der Hauptbus 101 bleibt mit dem Subbus 102 verbunden).
Die Haupt-CPU 111 ist zum Ausführen verschiedener Verarbeitungsoperationen entsprechend einem im Hauptspeicher 112 gespeicherten Programm ausgebildet. Wenn das System gestartet wird, liest die Haupt-CPU 111 über den Buskontroller 116 ein Urladeprogramm aus dem mit dem Subbus 102 verbundenen ROM 124 aus und führt das ausgelesene Programm aus. Dies veranlasst die Haupt-CPU 111, das Anwendungsprogramm, hier das Urladeprogramm, und notwendige Daten in den Hauptspeicher 112 oder in den Subspeicher 122 von der subsidiären Speichereinrichtung 127 zu laden. Die Haupt-CPU 111 führt somit das in den Hauptspeicher 112 geladene Programm aus.
Die Haupt-CPU 111 weist, wie vorstehend erläutert, die GTE 117 auf. Diese GTE 117 weist ein parallel arbeitendes Subsystem zur parallelen Ausführung mehrerer Verarbeitungsoperationen auf und führt eine Geometrieverarbeitung wie beispielsweise eine Koordinatentransformation, Lichtquellenberechnungen, Matrixoperationen oder Vektoroperationen mit einer schnellen Geschwindigkeit bzw. Rate in Reaktion auf Anforderungen von der Haupt-CPU 111 auf. Die GTE 117 führt so eine mit den Anforderungen von der Haupt-CPU 111 korrespondierende Verarbeitung (Geometrieverarbeitung) zur Erzeugung von Figurdaten der Einheitsfiguren aus, um die Figurdaten der Haupt-CPU 111 zuzuführen. Beim Empfang der Figurdaten von der GTE 117 erzeugt die Haupt-CPU 111 ein in den Figurdaten enthaltenes Paket und überträgt das Paket über den Hauptbus 111 zur GPU 115 oder zum PPP 120.
Indessen weist die Haupt-CPU 111 einen Cache-Speicher 119 auf, und die Haupt-CPU 111 hat anstelle zum Hauptspeicher 112 Zugriff auf diesen Cache-Speicher 119, um die Verarbeitung zu beschleunigen.
Der Haupt-DMAC 113 führt bezüglich den mit dem Hauptbus 101 verbundenen Einrichtungen eine DMA-Übertragungssteuerung aus. Wenn der Buskontroller 16 im offenen Zustand ist, führt der Haupt-DMAC 113 auch eine Steuerung bezüglich der mit dem Subbus 102 verbundenen Einrichtungen aus. Der MDEC 114 ist eine Eingabe/Ausgabe- bzw. I/O-Einrichtung, die mit der Haupt-CPU 111 parallel arbeiten kann und zum Arbeiten als eine Bildexpandierungseinrichtung konfiguriert ist. Das heißt, der MDEC 114 ist zum Decodieren der codierten und komprimierten Bewegtbilddaten konfiguriert.
Die GPU 115 ist zum Arbeiten als ein Renderingprozessor konfiguriert. Das heißt, die GPU 115 ist zum Ausführen einer Renderingverarbeitung des Empfangs eines von der Haupt-CPU 111, dem Haupt-DMAC 113 oder vom PPP 120 übertragenen Pakets und zum Schreiben von mit der Einheitsfigur im Graphikspeicher 118 korrespondierenden Bilddaten auf der Basis der als Figurdaten im Paket angeordneten Z-Werte zum Spezifizieren von Farbdaten und der Länge der Scheitelpunkte der Einheitsfigur konfiguriert. Die GPU 115 ist auch zum Auslesen von in den Graphikspeicher 118 geschriebenen Bilddaten zum Ausgeben der so ausgelesenen Bilddaten als Videosignale konfiguriert. Die GPU 115 ist auch zum Empfang von Paketen von den mit dem Subbus 102 verbundenen Einrichtungen, wenn Notwendigkeit zur Ausführung einer Bildbearbeitung bzw. eines Renderings entsprechend in den Paketen angeordneten Figurdaten besteht, konfiguriert.
Der Graphikspeicher 118 besteht aus beispielsweise einem DRAM zum vorübergehenden Speichern von Bilddaten, die von der GPU 115 zugeführt werden. Der Graphikspeicher weist auch die Eigenschaft auf, dass auf ihn mit schneller Geschwindigkeit bzw. Rate auf der Seitenbasis zugegriffen werden kann, aber auf ihn auf die Seiten nur mit einer extrem verzögerten Rate zugegriffen werden kann. Indessen weist der Graphikspeicher 118 einen zum Speichern von Bilddaten für zwei Rahmen ausreichenden Bereich auf, so dass Bilddaten von einem der Bereiche ausgelesen werden können, während in den anderen Bereich Bilddaten geschrieben werden.
Der PPP 120 empfängt ein von der Haupt-CPU 101 oder vom Haupt-DMAC 113 übertragenes Paket und erzeugt Figurdaten zum Zeichnen mehrerer Einheitsfiguren von den im Paket angeordneten einzigen Figurdaten, um die Figurdaten zu paketieren und das resultierende Paket der GPU 115 zuzuführen.
Die Sub-CPU 121 liest und führt das im Subspeicher 122 gespeicherte Programm aus, um verschiedene Verarbeitungsoperationen auszuführen. Ähnlich zum Hauptspeicher 112 ist der Subspeicher 122 zum Speichern von Programmen oder notwendigen Daten ausgebildet. Der Sub-DMAC 123 ist zur Steuerung einer DMA-Übertragung für die mit dem Subbus 102 verbundenen Einrichtungen ausgebildet. Der Sub-DMAC 123 ist zum Gewinnen von Busrechten nur, wenn der Buskontroller 116 im geschlossenen Zustand ist, das heißt wenn der Hauptbus 101 vom Subbus 102 getrennt ist, ausgebildet. Wie früher erläutert, hält der ROM 124 das Urladeprogramms und das Operationssystem auf Speicher. Indessen hält der ROM 124 außerdem sowohl das Programm für die Haupt-CPU 111 als auch das Programm für die Sub-CPU 121 auf Speicher. Der ROM 124 ist von niedriger Zugriffsgeschwindigkeit und ist folglich mit dem Subbus 102 verbunden.
Die SPU 125 ist zum Empfang eines von der Sub-CPU 121 oder dem Sub-DMAC 123 übertragenen Pakets zum Auslesen der vom Tonspeicher 129 entsprechend dem im Paket angeordneten Tonbefehl konfiguriert. Die SPU 125 ist zum Zuführen und Ausgeben der ausgelesenen Sprachdaten an einen nicht gezeigten Lautsprecher konfiguriert. Die ATM-Kommunikationseinheit 126 ist zur Steuerung der Kommunikation über ein nicht gezeigtes öffentliches Netzwerk (ATM-Kommunikation) konfiguriert. Dies ermöglicht es dem Benutzer der Videospielmaschine, das Videospiel mit einem Benutzer einer anderen Videospielmaschine direkt oder durch mit dem Benutzer der anderen Videospielmaschine über eine voreingestellte Zentralstation Daten ausgetauscht habend zu spielen.
Die subsidiäre Speichereinrichtung 127 ist zur Wiedergabe der in der CD-ROM 51 (2 und 5) gespeicherten Information (Programme und Daten) in beispielsweise einem Plattenantrieb konfiguriert. Die subsidiäre Speichereinrichtung 127 ist auch zur Aufzeichnung oder zum Auslesen von Daten für die Aufzeichnungseinrichtung 38 (2) konfiguriert. Die Schnittstelle I/F für die Eingabeeinrichtung 128 ist eine Schnittstelle zum Annehmen einer Eingabe von außen, beispielsweise eines mit einer Betätigung der Betätigungseinheit 17 als ein Steuerkissen bzw. -pad (2) korrespondierenden Signals oder eines Bildes oder von Sprache, das bzw. die von einer anderen Einrichtung wiedergegeben wird, und ist zur Ausgabe eines mit der Eingabe von außen korrespondierenden Signals über den Subbus 102 konfiguriert. Der Tonspeicher 129 hält die Sprachdaten in Speicherung.
Bei dem vorstehend beschriebenen Hauptkörperabschnitt der Spielmaschine 102 wird das Urladeprogramm vom ROM 124 in die Haupt-CPU 111 ausgelesen und beim Einschalten bzw. Hochfahren des Systems zum Auslesen des Programms und von Daten von der in die subsidiäre Speichereinrichtung 127 gesetzten CD-ROM 51 ausgeführt, um im Hauptspeicher 112 und Subspeicher 121 entwickelt zu werden. Das auf dem Hauptspeicher 112 und Subspeicher 121 entwickelte Programm wird in der Haupt-CPU 111 oder in der Sub-CPU 121 zur Wiedergabe des Bildes und der Sprache des Spiels ausgeführt.
In der Haupt-CPU 111 werden Einheitsfigurdaten zum Zeichnen einer ein dreidimensionales Bild darstellenden Einheitsfigur entsprechend den im Hauptspeicher 112 gespeicherten Daten erzeugt. Diese Einheitsfigurdaten werden paketiert und über den Hauptbus 101 zur GPU 115 oder den PPP 120 gesendet.
Beim Empfang eines Pakets von der Haupt-CPU 111 entpaketisiert der PPP 120 beim Schritt S1 im Flussdiagramm der 7 zuerst das Paket, um die mit einer darin angeordneten Einheitsfigur korrespondierenden Figurdaten auszugeben. Der PPP 120 erzeugt außerdem beim Schritt S2 Figurdaten, die mit mehreren Einheitsfiguren aus den alleinigen Figurdaten korrespondieren, um eine Koordinatentransformation oder eine Perspektivtransformation bezüglich der erzeugten Figurdaten auszuführen, wenn Notwendigkeit besteht. Der PPP 120 paketiert die so erhaltenen mehreren Figurdaten und sendet das Paket beim Schritt S3 zur GPU 115.
Die GPU 115 empfängt das Paket von der Haupt-CPU 101 oder dem PPP 120 und führt eine Renderingverarbeitung entsprechend den im Paket angeordneten Figurdaten zum Schreiben der Bilddaten in den Graphikspeicher 118 aus. Die GPU 115 liest vorher geschriebene Bilddaten aus dem Graphikspeicher 118 aus und gibt die Bilddaten als Videosignale aus. Dies zeigt ein Bild des Spiels an.
Andererseits erzeugt die Sub-CPU 121 einen Tonbefehl zum Instruieren einer Spracherzeugung entsprechend Daten, die im Subspeicher 122 gespeichert sind. Dieser Tonbefehl wird paketiert und über den Subbus 102 zur SPU 125 gesendet. Die SPU 125 liest und gibt Sprachdaten vom Tonspeicher 129 entsprechend dem Tonbefehl von der Sub-CPU 121 aus. Dies gibt die Hintergrundmusik (background music (BM)) oder die andere Sprache für das Spiel aus.
Unter Bezugnahme auf die 8A, 8B bis 11 wird die Verarbeitung durch den PPP 120 weiter erläutert. Die Haupt-CPU 111 ist zur Übertragung eines Pakets über den Hauptbus 101 zum PPP 120 konfiguriert. Das Paket enthält die Koordinaten eines voreingestellten Zentrumspunkts 0 (x0, y0, z0) in einem dreidimensionalen Raum als Figurdaten und einen Befehl zum Instruieren, mehrere Dreiecke um den Zentrumspunkt 0 herum zu zeichnen. Beim Empfang des Pakets erzeugt der PPP 120, wie in 8A gezeigt, einen Punkt 0' bei einem Punkt, der in einem zufälligen Abstand in einer zufälligen Richtung vom Zentrumspunkt 0 räumlich getrennt angeordnet ist. Dieser Punkt 0' erweist sich als das Zentrum der Einheitsfigur, die hier ein Dreieck ist. Das heißt, der PPP 120 erzeugt drei Zufallszahlen ox, oy und oz, und der Punkt 0' ist ein durch die Koordinate (x0 + ox, y0 + oy, z0 + oz) dargestellter Punkt.
Außerdem erzeugt der PPP 120 drei Punkte A, B und C als Scheitelpunkte der Einheitsfigur bei Punkten, deren jeder, wie in 8A gezeigt, in einem zufälligen Abstand in einer zufälligen Richtung vom Punkt 0' räumlich getrennt angeordnet ist. Das heißt, der PPP 120 erzeugt neun Zufallszahlen rx0, rx1, rx2, ry0, ry1, ry2, rz0, rz1, rz2. Diese durch die Koordinaten (x0 + ox + rx0, y0 + oy + ry0, z0 + oz + rz0), (x0 + ox + rx1, y0 + oy + ry1, z0 + oz + rz1), (x0 + ox + rx2, y0 + oy + ry2, z0 + oz + rz2) dargestellten Punkte sind die Punkte A, B bzw. C.
Der PPP 120 wiederholt die vorstehende Verarbeitung zur Erzeugung von Figurdaten zum Zeichnen von wie in 8B gezeigten mehreren Einheitsfiguren um den Zentrumspunkt 0 herum.
Wenn die Koordinaten im dreidimensionalen Raum dieser Eck- bzw. Scheitelpunkte A bis C einer mit den erzeugten Figurdaten korrespondierenden Einheitsfigur gleich (X0, Y0, Z0) bis (X2, Y2, Z2) sind, führt der PPP 120 eine Koordinatentransformation der Koordinaten entsprechend beispielsweise den folgenden Gleichungen SXk = R11Xk + R12Yk + R13Zk + TRX SYk = R21Xk + R22Yk + R23Zk + TRY SZk = R31Xk + R32Yk + R33Zk + TRZ (1)aus, wobei k = 0, 1, 2 gilt. Rij bezeichnet Elemente einer Reihe i und einer Spalte j einer voreingestellten Drehmatrix R, und (TRX, TRY, TRZ) bezeichnen Translationsvektoren.
Nach dem Finden der Koordinaten (SXk, SYk, SZk) im dreidimensionalen Raum nach der Koordinatentransformation führt der PPP 120 eine Perspektivtransformation bezüglich der Koordinaten (SXk, SYk, SZk) entsprechend den folgenden Gleichungen SSXk = SXk (h/SZk) SSYk = SYk(h/SZk) (2)zur Transformation in Koordinaten (SSXk, SSYk) in einem zweidimensionalen Raum aus.
Der PPP 120 führt eine Koordinatentransformation oder Perspektivtransformation bei allen der mehreren um den Zentrumspunkt 0 herum gezeichneten Einheitsfiguren, hier Dreiecke, entsprechend den Gleichungen (1) oder (2) aus. Der PPP 120 paketiert die resultierenden Koordinaten (SSXk, SSYk) im zweidimensionalen Raum und leitet das Paket zur GPU 115. In diesem Fall führt die GPU 115 ein Rendering entsprechend den Koordinaten (SSXk, SSYk) in dem vom PPP 120 beschafften zweidimensionalen Raum aus.
Bisher wird die vorstehend beschriebene Verarbeitung im PPP 120 in der CPU 111 ausgeführt, so dass mit einer großen Zahl von wie in 8B gezeigten klein bemessenen Figureinheiten korrespondierende Figurdaten über den Hauptbus 101 zur GPU 115 übertragen werden. Das Resultat ist, dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit des ganzen Systems durch den Hauptbus 101 beschränkt ist. Bei einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können, da nur die mit dem alleinigen Zentrumspunkt 0 korrespondierenden Figurdaten von der CPU 111 über den Hauptbus 101 übertragen werden, die Figurdaten sofort übertragen werden (das heißt, die Bandbreite kann reduziert werden). Da außerdem die GPU 115 ein Rendering bezüglich der klein bemessenen Einheitsfigur ausführt, kann die Verarbeitung schnell ausgeführt werden, was zu einer erhöhten Verarbeitungsgeschwindigkeit des ganzen Systems führt.
Außerdem führt der PPP 120 den Teil der Verarbeitung aus, der bisher von der CPU 111 ausgeführt wurde, was sofort die andernfalls der CPU 111 auferlegte Last erleichtert und so die Verarbeitungsgeschwindigkeit des ganzen Systems verbessert. Da es für den Hauptspeicher 112 nicht notwendig ist, alle der mit der großen Zahl der wie in 8B gezeigten Einheitsfiguren korrespondierenden Figurdaten zu speichern, kann die Speicherkapazität des Hauptspeichers 112 im Vergleich zu dem Fall, bei dem alle Figurdaten gespeichert werden, reduziert werden.
Die vorstehend beschriebene Technik des Zeichnens einer Figur ist besonders effektiv bei der Darstellung der Art und Weise einer Explosion einer Einheitsfigur.
Bei der vorstehenden Erläuterung werden um einen Punkt als Zentrum herum gestreute Einheitsfiguren gezeichnet. Es ist jedoch möglich, um eine voreingestellte Referenzfigur wie beispielsweise ein Segment einer Linie, ein Dreieck oder ein Viereck herum gestreute Einheitsfiguren zu zeichnen. Auch werden bei der vorstehenden Erläuterung mehrere Dreiecke um einen Zentrumspunkt herum gezeichnet. Jedoch sind die auf diese Weise gezeichneten Einheitsfiguren nicht auf Dreiecke beschränkt, sondern können auch Punkte, gerade Linien (Liniensegmente) oder Vierecke sein.
Wenn mit einer Einheitsfigur im zweidimensionalen Raum, hier einem wie in 9 gezeigten Viereck ABCD korrespondierende Bilddaten in einen den Graphikspeicher 118 in der GPU 115 bildenden DRAM geschrieben werden und das Schreiben quer über eine Seitengrenze des DRAM ausgeführt wird, wird ein Zugriff auf den DRAM zeitraubend und dadurch die Beschleunigung der Verarbeitung blockiert.
Deshalb wird im Hinblick auf eine Beschleunigung der Verarbeitung, wenn beim Zeichnen des in 9 gezeigten Vierecks ABCD im zweidimensionalen Raum die durch mit 1 bis 6 nummerierten, sich parallel zur Querrichtung des Schirms erstreckenden sechs horizontalen Liniensegmente (horizontale Linien 1 bis 6) und mit 1 bis 7 nummerierten, sich parallel zur vertikalen Richtung des Schirms erstreckenden sieben vertikalen Liniensegmente (vertikale Linien 1 bis 7) definierten Bereiche, deren jeder mit einer einzelnen Seite des DRAM korrespondiert, vorzugsweise die mit in jede Seite geschriebenen Bilddaten korrespondierende Figur als eine Einheit verarbeitet.
Die Haupt-CPU 111 ist zur Übertragung eines Pakets, das aus mehreren Einheitsfiguren im dreidimensionalen Raum bestehende Figurdaten enthält, über den Hauptbus 101 zum PPP 120 konfiguriert. Wenn der PPP 120 sollte ein solches Paket, in welchem ein Schreiben der aus der Transformation in die Einheitsfigur im zweidimensionalen Raum resultierenden Bilddaten, wie in 9 gezeigt, über die Seitengrenze des DRAM stattfindet, empfangen sollte, transformiert der PPP 120 die Scheitelpunkte im dreidimensionalen Raum der als Figurdaten n im Paket angeordneten Einheitsfigur durch eine Koordinatentransformation oder Perspektivtransformation entsprechend den Gleichungen (1) oder (2). Der PPP 120 ist zur Erzeugung von mit mehreren Figureinheiten, die beim Teilen des in 9 gezeigten Vierecks ABCD im zweidimensionalen Raum (zweidimensionale Ebene) in Form eines mit einer einzelnen Seite des DRAM als Einheit korrespondierenden Bereichs erhalten werden, konfiguriert.
Wenn nun die Koordinaten der vier Scheitelpunkte A bis D des Vierecks ABCD im zweidimensionalen Raum, die nach der Perspektivtransformation erhalten werden, mit (SSX0, SSY0) bis (SSX3, SSY3) bezeichnet werden, die horizontalen Linien 1 bis 6 durch die Gleichungen y = a + bm mit m = 0, 1, 2, 3, 4, 5 bezeichnet werden, und die vertikalen Linien 1 bis 7 durch die Gleichungen x = c + dn mit n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 bezeichnet werden, löst der PPP 120 die simultanen Gleichungen der Gleichungen (3) und (4) (SSX0 – SSX1)(y – SSY0) – (SSY0 – SSY1)(y – SSX0) y = a + bm (3) (SSX0 – SSX1)(y – SSY0) = (SSY0 – SSY1)(y – SSX0) x = c + dn (4)für verschiedene Werte von m oder n, um Schnittpunkte des Liniensegments AB mit den horizontalen Linien 1 bis 6 oder den vertikalen Linien 1 bis 7 zu finden.
Der PPP 120 formuliert auch ähnliche simultane Gleichungen für die Liniensegmente BC, CD und DA, um ihre Schnittpunkte mit den horizontalen Linien 1 bis 6 oder den vertikalen Linien 1 bis 7 zu ermitteln. Im vorliegenden Fall löst der PPP 52 (= 4(6 + 7)) simultane Gleichungen.
Nach dem Finden der Schnittpunkte der Liniensegmente AB, BC, CD und DA mit den horizontalen Linien 1 bis 6 oder den vertikalen Linien 1 bis 7, beispielsweise der Punkte P oder T in 9, teilt der PPP 120, zusätzlich zu diesen Schnittpunkten, das Viereck ABCD in Form einer Seite des DRAM als eine Einheit auf der Basis der so ermittelten Schnittpunkte und der Schnittpunkte der horizontalen Linien 1 bis 6 mit den vertikalen Linien 1 bis 7. Dies erzeugt mit einer großen Zahl von klein bemessenen Figureinheiten korrespondierende Figurdaten.
Folglich teilt der PPP 120 das Viereck ABCD in mehrere Figureinheiten, die so bemessen sind, dass sie wie beispielsweise das in 9 gezeigte Sechseck APQRST in eine Seite des DARM zu schreiben sind, und paketiert mit der Figureinheit korrespondierende Figurdaten, um die mit der Figureinheit korrespondierenden Figurdaten zur GPU 115 zu übertragen. In diesem Fall führt die GPU 115 eine Renderingverarbeitung auf der Basis einer in einer vom PPP 120 zugeführten einzelnen DRAM-Seite aus.
Da bisher die Verarbeitung durch den PPP 120 wie vorstehend beschrieben von der CPU 111 ausgeführt wird, werden mit einer großen Zahl von wie in 9 gezeigten klein bemessenen Figureinheiten korrespondierende Figurdaten über den Hauptbus 101 zur GPU 115 übertragen, wenn es gewünscht wird, die Zugriffsgeschwindigkeit zum Graphikspeicher 118 zu erhöhen. Infolgedessen ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit des ganzen Systems durch den Hauptbus 101 beschränkt. Da jedoch die von der CPU 111 über den Hauptbus 101 übertragenen Einheitsfigurdaten diejenigen sind, die mit dem alleinigen groß bemessenen Viereck ABCD korrespondieren, können Einheitsfigurdaten sofort übertragen werden. Außerdem kann in der GPU 115, da die Renderingverarbeitung für eine klein bemessene Einheitsfigur von der GPU 115 ausgeführt wird und das Schreiben der mit der alleinigen Einheitsfigur korrespondierenden Bilddaten nicht über die DRAM-Seitengrenze hinaus ausgeführt wird, die Verarbeitung beschleunigt und folglich die Verarbeitungsgeschwindigkeit des ganzen Systems erhöht werden.
Da der PPP 120 die Verarbeitung, soweit sie von der Haupt-CPU 111 ausgeführt wird, mit der CPU 111 teilt, kann die der CPU 111 auferlegte Last entsprechend verringert werden.
Wenn als Nächstes beim Anzeigen der Einheitsfigur auf einem Schirm die Einheitsfigur aus dem Schirm heraustritt, tendiert der herausgetretene Abschnitt dazu, die Anzeige zu beeinflussen. Dieser herausgetretene Abschnitt muss schirmabgeschnitten bzw. -geclippt werden.
Die Haupt-CPU 111 ist zur Übertragung eines Pakets, das Figurdaten im dreidimensionalen Raum der Einheitsfigur, die schirmabgeclippt werden müssen, enthält, über den Hauptbus 101 zum PPP 120 konfiguriert. Beim Empfang eines solchen Pakets teilt der PPP 120 die mit den im Paket angeordneten Figurdaten korrespondierende Einheitsfigur in mehrere Einheitsfiguren im dreidimensionalen Raum. Dies erzeugt mit mehreren Einheitsfiguren korrespondierende Figurdaten.
In dieser Hinsicht teilt der PPP 120 beim Empfang von beispielsweise in 10 gezeigten Koordinaten (x0, y0, z0) bis (x3, y3, z3) der Scheitelpunkte A, B, C und D im dreidimensionalen Raum als Figurdaten intern die Koordinaten der Scheitelpunkte durch 8 × 8, um 64 klein bemessene Einheitsfiguren wie beispielsweise die Rechtecke APQR entsprechend den folgenden Gleichungen Xij = ((8 – i)(8 – j)x0 + (8 – i)jx1 + i(8 – j)x3 + ijx2)/64 Yij = ((8 – i)(8 – j)y0 + (8 – i)jy1 + i(8 – j)y3 + ijy2)/64 Zij = ((8 – i)(8 – j)z0 + (8 – i)jz1 + i(8 – j)z3 + ijz2)/64 (5)zu erzeugen, wobei i und j ganze Zahlen von 0 bis 8 sind.
Der PPP 120 berechnet Koordinaten (Xij, Yij, Zij) für die Scheitelpunkte dieser 64 Einheitsfiguren.
Der PPP 120 transformiert die so gefundenen Scheitelpunkte (Xij, Yij, Zij) im dreidimensionalen Raum durch eine Koordinatentransformation oder Perspektivtransformation entsprechend den Gleichungen (1) oder (2), um mehrere klein bemessene Einheitsfiguren im zweidimensionalen Raum zu erzeugen. Diese Einheitsfiguren werden durch interne 8 × 8-Teilung des Vierecks ABCD zum Bilden von 64 Einheitsfiguren, gefolgt von einer Koordinatentransformation und Perspektivtransformation in dieser Reihenfolge, erhalten. Der PPP 120 paketiert dann die Koordinaten (SSXij, SSYij) als Figurdaten und überträgt das resultierende Paket zur GPU 115. In diesem Fall führt die GPU 115 ein Rendering nur bei Figurdaten aus, die mit den 64 Einheitsfiguren vom PPP 120 korrespondieren und Abschnitte enthalten, die wie in 11 schattiert gezeigt im Schirmrahmen angezeigt werden. Dies verhindert ein überflüssiges Zeichnen von Bildern für nicht auf dem Schirm angezeigte Bildabschnitte.
Da bisher die Verarbeitung durch PPP 120 von der CPU 111 ausgeführt wird, werden mit der großen Zahl von in 10 gezeigten, klein bemessenen Figureinheiten korrespondierende Figurdaten über den Hauptbus 101 zur GPU 115 übertragen. Dies führt zu einer Beschränkung der Verarbeitungsgeschwindigkeit der ganzen Einrichtung durch den Hauptbus 101. Da jedoch die von der CPU 111 über den Hauptbus 101 übertragenen Einheitsfigurdaten mit denen des alleinigen groß bemessenen Vierecks ABCD korrespondieren, können die Einheitsfigurdaten sofort übertragen werden. Da die GPU 115 ein Rendering bei den klein bemessenen Einheitsfiguren ausführt, kann die Verarbeitung beschleunigt werden, was zur verbesserten Verarbeitungsgeschwindigkeit des ganzen Systems führt.
Da der PPP 120 wieder die üblicherweise von der Haupt-CPU 111 ausgeführte Verarbeitung mit der CPU 111 teilt, kann die der CPU 111 auferlegte Last entsprechend verringert werden.
Wenn die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf den Fall einer Anwendung auf eine Videospielmaschine erläutert worden ist, so kann die vorliegende Erfindung auch bei einem Effektor zum Geben eines Spezialeffekts einem Bild oder einer Einrichtung für Computergraphikverarbeitung wie beispielsweise CAD angewendet werden.
Indessen ist das Verfahren zur Erzeugung mehrerer Einheitsfiguren nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren beschränkt.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Paket von der Haupt-CPU 111 zum PPP 120 übertragen. Wenn jedoch die zu zeichnende Einheitsfigur nicht vom PPP 120 verarbeitet werden muss, so, wie beispielsweise wenn die zu zeichnenden Einheitsfiguren klein bemessen und wenige in der Zahl sind, überträgt die Haupt-CPU 111 das mit der Einheitsfigur korrespondierende Paket ohne Übertragung des Pakets zum PPP 120 direkt zur GPU 115. In einem solchen Fall werden Bilder wie herkömmlich gezeichnet.
Folglich befriedigt die vorliegende Erfindung ein lange existierendes Bedürfnis nach einer verbesserten Datenverarbeitung bei erhöhter Verarbeitungsgeschwindigkeit.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass, wenn besondere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, verschiedene Modifikationen ohne Verlassen des in den beigefügten Ansprüchen definierten Schutzbereichs der Erfindung gemacht werden können. Demgemäss ist nicht beabsichtigt, dass die Erfindung, außer durch die beigefügten Ansprüche, eingeschränkt wird.

Claims

Bildinformationsverarbeitungssystem, aufweisend: einen ersten Prozessor (111) zur Erzeugung eines Zeichnungsbefehls und von einen ersten Zentrumspunkt aufweisenden Figurdaten und zur Ausgabe des Zeichnungsbefehls und der Figurdaten auf einen Bus (101), der eine begrenzte Datenübertragungsgeschwindigkeit aufweist, einen zweiten Prozessor (120) zum Empfang des Zeichnungsbefehls und der Figurdaten über den Bus, zur Erzeugung mehrerer relativ zum ersten Zentrumspunkt positionierter zweiter Zentrumspunkte und zur Erzeugung für jeden der mehreren zweiten Zentrumspunkte weiterer Figurdaten für eine Einheitsfigur, wobei die weiteren Figurdaten mehrere relativ zu einem korrespondierenden der mehreren zweiten Zentrumspunkte positionierte Scheitelpunkte aufweisen, und einen Grafikprozessor (115) zum Zeichnen jeder der Einheitsfiguren entsprechend den weiteren Figurdaten, wobei der zweite Prozessor (120) die erzeugten weiteren Figurdaten dem Grafikprozessor direkt ohne Verwendung des Busses (101) zuführt.
System nach Anspruch 1, wobei der erste Zentrumspunkt und jeder der mehreren zweiten Zentrumspunkte dreidimensionale Koordinatendaten aufweisen.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Prozessor (120) die mehreren zweiten Zentrumspunkte erzeugt, damit jeder der mehreren zweiten Zentrumspunkte eine zufällige Distanz in einer zufälligen Richtung relativ zum ersten Zentrumspunkt räumlich beabstandet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Prozessor (120) die mehreren Scheitelpunkte erzeugt, damit jeder der mehreren Scheitelpunkte eine zufällige Distanz in einer zufälligen Richtung relativ zum korrespondierenden der mehreren zweiten Punkte räumlich beabstandet ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Prozessor (111) ein Hauptprozessor ist und der zweite Prozessor ein Vorprozessor (120) ist.
System nach Anspruch 4, wobei der zweite Prozessor die mehreren zweiten Zentrumspunkte erzeugt, damit die Einheitsfiguren den Zentrumspunkt umgeben.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grafikprozessor (115) einen zugeordneten Grafikspeicher (118) aufweist, und der zweite Prozessor (120) betreibbar ist zum Erzeugen mehrerer mit einer jeweiligen Anzahl von Einheitsfiguren korrespondierenden Einheitsfigurkoordinaten und zum Zuführen der mehreren Einheitsfigurkoordinaten zum Schreiben in den Grafikspeicher, und der Grafikprozessor betreibbar ist zum Berechnen für Einheitsfiguren entsprechend den mehreren Einheitsfigurkoordinaten und dadurch Erzeugen eines aus den mehreren Einheitsfiguren, die um den Zentrumspunkt herum positioniert sind, zusammengesetzten Bildes.
System nach Anspruch 7, wobei der Grafikspeicher (118) Seitegrenzen aufweist, entsprechend denen vom Grafikprozessor auf Daten zugegriffen wird, und wenn eine gewünschte Figur wenigstens eine der Seitegrenzen kreuzt, der zweite Prozessor betreibbar ist zum Teilen der gewünschten Figur in mehrere Einheitsfiguren derart, dass keine der mehreren Einheitsfiguren irgendeine der Seitegrenzen kreuzt.
System nach Anspruch 7, wobei, wenn eine gewünschte Figur eine Größe, die eine Anzeigegröße eines Schirms überschreitet, aufweist, der zweite Prozessor (120) betreibbar ist zum Teilen der gewünschten Figur in mehrere Einheitsfiguren und zum Erzeugen der mehreren Einheitsfigurkoordinaten zum Schreiben in den Grafikspeicher, so dass sie vom Grafikprozessor lesbar sind, und der Grafikprozessor betreibbar ist zum Wählen wenigstens einer Einheitsfigur aus den durch Teilen der gewünschten Figur erzeugten Einheitsfiguren, wobei jede der wenigstens einen Einheitsfigur einen Überlappungsabschnitt mit dem Schirm aufweist, und zum Berechnen nur für die gewählte wenigstens eine Einheitsfigur.
System nach Anspruch 7, wobei der Grafikprozessor (115) mit dem Bus (101) verbunden ist, der erste Prozessor (111) betreibbar ist zum Bestimmen, ob oder nicht der Zeichnungsbefehl und Figurdaten eine vorbestimmte Bedingung erfüllen, und, wenn der Zeichnungsbefehl und Figurdaten die vorbestimmte Bedingung erfüllen, der erste Prozessor betreibbar ist zum direkten Ausgeben des Zeichnungsbefehls und der Figurdaten an den Grafikprozessor über den Bus.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Prozessor (111) betreibbar ist zum Erzeugen eines Datenpakets, wobei der Zeichnungsbefehl und die Figurdaten in dem Datenpaket enthalten sind.
Bildinformationsverarbeitungsverfahren, verwendet für ein System, das einen ersten Prozessor zur Erzeugung eines Zeichnungsbefehls und von einen ersten Zentrumspunkt aufweisenden Figurdaten, einen mit dem ersten Prozessor über einen Bus, der eine begrenzte Übertragungsgeschwindigkeit aufweist, ver bundenen zweiten Prozessor und einen Grafikprozessor aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: der Zeichnungsbefehl und die Figurdaten, die vom ersten Prozessor erzeugt werden, werden zum zweiten Prozessor über den Bus geführt, der zweite Prozessor erzeugt mehrere relativ zum ersten Zentrumspunkt entsprechend dem Zeichnungsbefehl positionierte zweite Zentrumspunkte, der zweite Prozessor erzeugt für jeden der mehreren zweiten Zentrumspunkte weitere Figurdaten für eine Einheitsfigur, wobei die weiteren Figurdaten mehrere relativ zu einem korrespondierenden der mehreren zweiten Zentrumspunkte positionierte Scheitelpunkte enthalten, und die vom zweiten Prozessor erzeugten weiteren Figurdaten werden vom zweiten Prozessor direkt ohne Verwendung des Busses zum Grafikprozessor geführt, so dass die Einheitsfiguren in einen Grafikspeicher gezeichnet werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste Zentrumspunkt und jeder der mehreren zweiten Zentrumspunkte dreidimensionale Koordinatendaten aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die mehreren zweiten Zentrumspunkte vom zweiten Prozessor erzeugt werden, damit jeder der mehreren zweiten Zentrumspunkte eine zufällige Distanz in einer zufällige Richtung relativ zum ersten Zentrumspunkt räumlich beabstandet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Figurdaten vom zweiten Prozessor erzeugt werden, damit jeder der mehreren Scheitelpunkte eine zufällige Distanz in einer zufälligen Richtung relativ zum korrespondierenden der mehreren zweiten Zentrumspunkte räumlich beabstandet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, verwendet für ein System, in welchem der erste Prozessor ein Hauptprozessor und der zweite Prozessor ein Vorprozessor ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, außerdem aufweisend den Schritt: der zweite Prozessor koordinatentransformiert, nachdem die mehreren Scheitelpunkte erzeugt sind, die Einheitsfiguren in einen mehrfachdimensionalen Raum.
Verfahren nach Anspruch 17, außerdem aufweisend den Schritt: der zweite Prozessor perspektivtransformiert, nachdem die Koordinatentransformation ausgeführt ist, die Einheitsfiguren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, verwendet für ein System, in welchem der Grafikspeicher Seitegrenzen, entsprechend denen vom Grafikprozessor auf Daten zugegriffen wird, aufweist, wobei das Verfahren den Schritt aufweist: wenn eine gewünschte Figur wenigstens eine der Seitegrenzen kreuzt, teilt der zweite Prozessor die gewünschte Figur in mehrere Einheitsfiguren derart, dass keine der mehreren Einheitsfiguren irgendeine der Seitegrenzen kreuzt.
Verfahren nach Anspruch 18 aufweisend die Schritte: wenn eine gewünschte Figur eine Größe aufweist, die eine Anzeigegröße eines Schirms überschreitet, teilt der zweite Prozessor die gewünschte Figur in mehrere Einheitsfiguren und erzeugt mehrere Einheitsfigurkoordinaten zum Schreiben in den Grafikspeicher, so dass sie vom Grafikprozessor lesbar sind und instruiert den Grafikprozessor, die Einheitsfiguren jeweils in den Grafikprozessor zu zeichnen, und der Grafikprozessor wählt wenigstens eine Einheitsfigur aus den durch Teilen der gewünschten Figur erzeugten Einheitsfiguren, wobei jede der wenigstens einen Einheitsfigur einen Überlappungsabschnitt mit dem Schirm aufweist, und berechnet nur für die gewählte wenigstens eine Einheitsfigur.
Verfahren nach Anspruch 18, verwendet für ein System, in welchem der Grafikprozessor mit dem Bus verbunden ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: der erste Prozessor bestimmt, ob oder nicht der Zeichnungsbefehl und die Figurdaten eine vorbestimmte Bedingung erfüllen, und, wenn der Zeichnungsbefehl und die Figurdaten die vorbestimmte Bedingung erfüllen, gibt der erste Prozessor sie direkt an den Grafikprozessor über den Bus aus.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, verwendet für ein System, in welchem der erste Prozessor betreibbar ist zum Erzeugen eines Datenpakets, wobei der Zeichnungsbefehl und die Figurdaten in dem Datenpaket enthalten sind.