JP2000123190A

JP2000123190A - ３次元描画方法および装置

Info

Publication number: JP2000123190A
Application number: JP29180798A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ando; 健治安藤; Masahiro Goto; 正宏後藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＰＵやシステムバス上の負荷を軽減し、低価
格な計算機装置で高品質な３次元高速描画を実現する。【解決手段】描画処理装置２０４のバスコントローラ２
０５に描画コマンド生成機能を設け、ＣＰＵ２０２から
描画データの書き込みアドレスとデータを転送する。コ
マンド生成機能部は、頂点データと属性データ（色デー
タ、法線データ、テクスチャ座標データなど）を所定関
係のオフセット値で種類別にストアするレジスタを備
え、また描画データの組合せに対応したコマンド生成プ
ログラムの各々を、上記のオフセット値と機械的に対応
付けて格納している。そして、ＣＰＵからデータ書き込
みに対し、データ種類のオフセット値から対応するコマ
ンド生成プログラムのアドレスを指示し、最終的に書き
込みデータの組合せに該当するプログラムを判定なしに
呼び出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元描画処理装
置に関し、特に汎用の計算機システムを用いて高品質な
図形を高速に描画する描画処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＯｐｅｎＧＬ等の汎用の３次元描画ＡＰ
Ｉ（アプリケーション・プログラム・インターフェー
ス）を用いて、照光処理、テクスチャマッピングなどを
施した高品質の３次元図形描画を行うには、３次元図形
を構成する頂点座標データ毎に、色、法線、テクスチャ
座標等の属性データを付加し、３次元座標変換処理をす
ることが必要になる。

【０００３】従来は汎用ＡＰＩを介し、任意の順に設定
される属性データに対して個別にコマンドオペコードを
付加し、システムバスを介して３次元座標変換処理装置
へ転送している。このとき、システムバスの負荷を軽減
するために、転送前にＣＰＵでデータ圧縮を行う場合も
ある。

【０００４】また、特開平９−３０５７９３号には、基
準となる３次元図形を３次元描画処理装置に登録してお
き、この基準図形と表示対象図形の差分値のみをＣＰＵ
から３次元描画処理装置へ転送することで、システムバ
スの負荷を軽減する例が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】３次元描画処理を伴う
情報処理システムはＣＡＤや、バーチャルリアリティシ
ステム（ゲーム機、シミュレータ）等の用途がある。こ
れらのステムを汎用の低価格な計算機システムで実現す
る場合、前述のようにシステムバスまたはＣＰＵに高負
荷が掛って、３次元空間をリアルタイムないし高速に描
画できないため、照光処理、テクスチャマッピングなど
を施した高品質の３次元図形の描画が困難になる。ま
た、特開平９−３０５７９３号の方式では、登録図形の
修正などには有効であるが、未登録の様々の図形描画に
は適用できない。

【０００６】本発明の目的は従来技術の問題点に鑑み、
３次元描画処理装置を備えた低価格の汎用計算機システ
ムを用いながら、ＣＰＵやシステムバスの負荷を軽減
し、高品質な３次元高速描画を可能にし得る３次元描画
方法及び装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、ＣＰＵからシステムバスを介して転送される３次
元図形の描画データに対し、その頂点データ毎に１種類
以上の属性データを付加して座標変換し、フレームメモ
リへの画素書き込みを行う３次元描画装置において、頂
点データ及び属性データを種類別に、かつ所定のマッピ
ングオフセットにより保持するレジスタと、前記描画デ
ータの組合せ毎に前記座標変換を行うコマンド生成プロ
グラムを前記マッピングオフセットに基づいて記憶し、
ＣＰＵから書き込まれた描画データの種類別のマッピン
グオフセットの違いから対応するコマンド生成プログラ
ムを判定無しに呼び出して実行するコマンド生成手段を
備えることを特徴とする。前記レジスタ及び前記コマン
ド生成手段は、たとえばシステムバスコントローラ上に
設けられる。

【０００８】これにより、ＣＰＵとシステムバス上のデ
ータからコマンドオペコードが削減できる。また、バス
コントローラ上または描画装置で実行されるコマンド生
成において、書き込まれる描画データのオフセット値の
論理和から、対応するコマンド生成プログラムのアドレ
スを機械的に求めることができるので、プログラム実行
のためのオーバーヘッドが少なく、コマンド生成処理ひ
いては座標変換処理を高速化できる。

【０００９】本発明の３次元描画装置の作用を説明す
る。ＣＰＵからシステムバスを介して前記レジスタに書
き込まれる描画データは、データの種類別にマッピング
アドレスが異なり、種類別のオフセット値が所定関係に
定められる。また、前記描画データの全ての組合せにつ
いて、各々のコマンド生成プログラムを前記所定関係に
機械的に従ったアドレスに格納している。これにより、
ＣＰＵから書き込まれる属性データの種類と組合せに応
じ、該当するコマンド生成プログラムを判定なしに自動
選択できる。

【００１０】例えば、前記属性データが法線データ
（Ｎ）、テクスチャ座標データ（Ｔ）、色データ（Ｃ）
の３種類（ｎ＝３）を含むとき、頂点データ（Ｖ）のマ
ッピングアドレスを基点として、各属性のオフセット値
は数２で定義される所定関係となる。

【００１１】

【数２】オフセット値＝２のｎ乗×１種類のバイト数 …（１）ここで、ｎ＝０〜２である。たとえば、属性データＮ，
Ｔ，Ｃの順にｎ＝０，ｎ＝１，ｎ＝２とし、バイト数を
１６とすると、法線データのオフセット値＝２⁰×１６
＝１６、テクスチャ座標データのオフセット値＝２¹×
１６＝３２、色データのオフセット値＝２²×１６＝６
４となる。

【００１２】一方、コマンド生成プログラムの格納位置
は、Ｖコマンド＝０ｘ００００としてオフセット順
に、ＮＶコマンド＝０ｘ００１０、ＴＶコマンド＝
０ｘ００２０、ＣＶコマンド＝０ｘ００４０に基本配
置する。また、との間にＮＴＶコマンド＝０ｘ００
３０、の後にＣＮＶコマンド＝０ｘ００５０、ＣＴＶ
コマンド＝０ｘ００６０、ＣＮＴＶコマンド＝０ｘ００
７０を配置すると、属性データが３種類の場合の全ての
組合せに対応する８個のプログラムが、各属性のオフセ
ット値との関係で機械的に配置できる。

【００１３】したがって、ＣＰＵからの書き込みデータ
の種類に応じて次々とオフセット値の論理和をとれば、
最終的に呼出すプログラムの格納位置が機械的に、無条
件に決定でき、ハード構成による高速処理も実現でき
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例を説明す
る。図２は、本発明の一実施例による情報処理システム
の汎用構成を示す。ＣＰＵ２０２は、メモリ２０３に格
納されたプログラムを実行し、メモリ２０３に格納され
た３次元図形の座標データを参照・更新しながら、描画
処理装置２０４に対する描画処理命令の発行や３次元図
形の座標データの転送を、システムバス２０１経由で行
なう。

【００１５】描画処理装置２０４は受け取った３次元デ
ータに対し、グラフィックスコマンド生成機能付きバス
コントローラ２０５は通常のバス制御のほかに、ジオメ
トリ処理部２０６の処理コマンドを生成する。このコマ
ンドに従い、ジオメトリ処理部２０６は３次元座標系か
ら２次元座標系への座標変換及び輝度計算を施した後、
レンダリング処理部２０７へ座標変換結果を転送する。
レンダリング処理部２０７は受け取った２次元座標系上
に展開された図形の頂点データからスパン画素の算出を
行い、１画素単位でＺ比較、フィルタリング処理を行っ
た後、フレームメモリへの画素書き込みを行う。フレー
ムメモリに保持された値はディジタル・アナログ変換器
２０８で周期的にアナログ信号に変換され、最終的にデ
ィスプレイ２０９に表示される。

【００１６】図３は、一実施例によるグラフィックスコ
マンド生成機能付きバスコントローラの構成を示すブロ
ック図である。グラフィックスコマンド生成機能付きバ
スコントローラ２０５は、入出力干渉バッファとしての
データ入力ＦＩＦＯ３０１及びコマンド出力ＦＩＦＯ３
０３、グラフィックスコマンド生成処理ブロック３０
２、頂点属性レジスタ群３０４、コマンド生成テーブル
参照レジスタ３０９、コマンド生成テーブル３１０で構
成されている。

【００１７】図４は、コマンド生成テーブルの構成と生
成処理ルーチンの一例を示す説明図である。コマンド生
成テーブル３１０には、ジオメトリ処理部２０６の８種
類のコマンドに対応した８個の処理ルーチンと、それら
の実行アドレスを格納したテーブル４０１が設けてあ
る。テーブル４０１上のアドレス０ｘ００００は、マッ
ピング空間の先頭アドレスからのオフセット値を示し、
データ設定エリアが０ｘ００００〜０ｘ００７０まで存
在し、それ以降にコマンド設定エリアが存在する。

【００１８】ＣＰＵ２０２がアドレス空間にデータの設
定を行うと、システムバス２０１とＦＯＦＯ３０１を介
して、グラフィックスコマンド生成処理３０２へデータ
設定アドレスと設定データが順番に転送される。データ
設定アドレスはコマンド生成テーブル参照レジスタ３０
９へ、設定データは頂点属性レジスタ群３０４へ格納さ
れる。コマンド生成処理ブロック３０２は、ＣＰＵ２０
２からの書き込みのアドレスを判定し、１６種類中の何
れか１つのコマンド生成ルーチンを呼び出して目的のコ
マンド、つまり、ジオメトリ処理部２０６へ転送するジ
オメトリ処理コマンドを生成する。

【００１９】コマンド生成テーブル３１０に格納されて
いるジオメトリ処理部２０６のコマンド生成処理ルーチ
ンは、頂点データ（Ｖ）に対する法線データ（Ｎ）、テ
クスチャ座標データ（Ｔ）、色データ（Ｃ）の３つの属
性データとの種々の組合せからなる、ジオメトリ処理コ
マンドを生成する。

【００２０】ジオメトリ処理コマンドの種類には、頂点
データの処理を行わせるＶコマンド、属性として法線デ
ータを付加した頂点データの処理を行わせるＮＶコマン
ド、属性としてテクスチャ座標データを付加した頂点デ
ータの処理を行わせるＴＶコマンド、法線データとテク
スチャ座標データを付加した頂点データの処理を行わせ
るＮＴＶコマンド、属性として色データを付加した頂点
データの処理を行わせるＣＶコマンド、色データと法線
データを付加した頂点データの処理を行わせるＣＮＶコ
マンド、色データとテクスチャ座標データを付加した頂
点データの処理を行わせるＣＴＶコマンド、色データと
法線データとテクスチャ座標データを付加した頂点デー
タの処理を行わせるＣＮＴＶコマンドの８種類がある。

【００２１】図４の処理４０２は、ＣＮＴＶコマンドの
生成処理ルーチンを示し、色レジスタ３０５、法線レジ
スタ３０６、テクスチャ座標レジスタ３０７及び頂点レ
ジスタ３０８の値を読み出し（ｓ４０２−１）、ＣＮＴ
Ｖコマンドを生成し（ｓ４０２−２）、生成したＣＮＴ
ＶコマンドをＦＩＦＯ３０３へ出力する（ｓ４０２−
３）。

【００２２】図５に、ＣＮＴＶコマンドのフォーマット
の一例を示す。図示のＣＮＴＶコマンドは５６バイトの
サイズで、ＣＮＴＶオペコード、色データのＲ，Ｇ，
Ｂ、法線データのＮＸ，ＮＹ，ＮＺ、テクスチャ座標デ
ータのＳ，Ｔ、頂点座標データＸ，Ｙ，Ｚからなる。

【００２３】図６は、グラフィックコマンド生成機能付
きバスコントローラのアドレス空間のメモリマップを示
す。アドレス空間６０１はＣＰＵ２０２から見たもの
で、マッピングトップアドレスはＴＯＰ６０２である。
ＴＯＰ６０２にオフセット値０ｘ００００を加算した値
が、コマンド生成テーブル３１０の先頭アドレスと対応
する。

【００２４】バスコントローラ２０５内の頂点属性レジ
スタ群３０４は、頂点レジスタ３０５が０ｘ００００〜
０ｘ０００Ｃの空間にマッピングされ、４バイト毎に３
次元座標値Ｘ，Ｙ，Ｚが対応する。法線レジスタ３０７
は０ｘ００１０〜０ｘ００１Ｃの空間にマッピングさ
れ、４バイト毎に３次元法線ベクトル値ＮＸ，ＮＹ，Ｎ
Ｚが対応する。テクスチャ座標レジスタ３０８は０ｘ０
０２０〜０ｘ００２８の空間にマッピングされ、４バイ
ト毎に２次元テクスチャ座標値Ｓ，Ｔが対応する。色レ
ジスタ３０６は０ｘ００４０〜０ｘ００４Ｃの空間にマ
ッピングされ、４バイト毎にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の値が対応する。

【００２５】ここで、アドレス空間６０１における属性
レジスタのマッピング規則と、コマンド生成テーブル３
１０内のテーブル４０１の作成規則について説明する。
まず、法線レジスタ３０７、テクスチャ座標レジスタ３
０８及び色レジスタ３０６の３つの属性レジスタのオフ
セット値は「２のｎ乗×１６」とする。ｎの値は「属性
レジスタの数−１」の整数となる。ここでは、ｎ＝０〜
２となるので、頂点レジスタのオフセット値を０ｘ００
００として、属性レジスタのオフセット値は数３の関係
となる。

【００２６】

【数３】法線レジスタオフセット値＝０ｘ００１０＝２
⁰×１６＝１６（ｎ＝０）テクスチャ座標レジスタオフセット値＝０ｘ００２０＝
２¹×１６＝３２（ｎ＝１）色レレジスタオフセット値＝０ｘ００４０＝２²×１６
＝６４（ｎ＝２）また、属性レジスタのオフセット値から、テーブル４０
１上でのコマンド生成処理実行アドレス格納位置は数４
の関係となる。

【００２７】

【数４】Ｖコマンド生成処理実行アドレス格納位置（頂
点レジスタのオフセット値）＝０ｘ００００ＮＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置（法線レジ
スタのオフセット値）＝０ｘ００１０ＴＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置（テクスチ
ャ座標レジスタのオフセット値）＝０ｘ００２０ＮＴＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝（法線
レジスタのオフセット値＋テクスチャ座標レジスタのオ
フセット値）＝０ｘ００３０ＣＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置（色レジス
タのオフセット値）＝０ｘ００４０ＣＮＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝（色レ
ジスタのオフセット値＋法線レジスタのオフセット値）
＝０ｘ００５０ＣＴＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝（色レ
ジスタのオフセット値＋テクスチャ座標レジスタのオフ
セット値）＝０ｘ００６０ＣＮＴＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝（色
レジスタのオフセット値＋法線レジスタのオフセット値
＋テクスチャ座標レジスタのオフセット値）＝０ｘ００
７０グラフィックコマンド生成処理ブロック３０２は、ＣＰ
Ｕ２０２からデータ書き込みアドレスとそのデータを受
け取ると、属性レジスタのオフセット値とコマンド生成
処理実行アドレス格納位置の間の上記した規則性に従
い、以下のようにコマンド生成処理を行ない、出力ＦＩ
ＦＯ３０３へ転送する。

【００２８】図１は、グラフィックコマンド生成処理ブ
ロックの一実施例による処理フローを示す。ＣＰＵ２０
２からアドレスとそのデータを受け取ると、まず、アド
レスから色レジスタへの書き込みか判定し（ｓ１０
１）、ＹＥＳであれば色レジスタへ色データをストアす
る（ｓ１０２）。つまり、ＣＰＵ２０２からアドレス空
間６０１のオフセット＋０ｘ００４０〜０ｘ００４Ｃ間
に色データＲ，Ｇ，Ｂの書き込みが発生した場合、色レ
ジスタ３０６へ色データを格納する。そして、コマンド
生成テーブル参照レジスタ３０９の設定値（初期値：０
ｘ００００）と、受け取ったアドレスのオフセット値：
０ｘ００４０との論理和を求め、コマンド生成テーブル
参照レジスタ３０９を更新し（ｓ１０３）、処理を終了
する。

【００２９】ｓ１０１の判定がＮＯのとき、テクスチャ
座標レジスタへの書き込みか判定し（ｓ１０４）、ＹＥ
Ｓであればテクスチャ座標レジスタ３０８へデータＳ，
Ｔをストアし（ｓ１０５）、コマンド生成テーブル参照
レジスタ３０９の設定値と受け取ったアドレスのオフセ
ット値：０ｘ００２０との論理和を求め、レジスタ３０
９を更新し（ｓ１０６）、処理を終了する。

【００３０】ｓ１０４の判定がＮＯのとき、法線レジス
タへの書き込みか判定し（ｓ１０７）、ＹＥＳであれば
法線レジスタ３０７へ法線ベクトルデータＮＸ，ＮＹ，
ＮＺをストアし（ｓ１０８）、コマンド生成テーブル参
照レジスタ３０９の設定値と受け取ったアドレスのオフ
セット値：０ｘ００１０との論理和を求め、レジスタ３
０９を更新し（ｓ１０９）、処理を終了する。

【００３１】ｓ１０７の判定がＮＯのとき、頂点レジス
タへの書き込みか判定し（ｓ１１０）、ＹＥＳであれば
頂点レジスタ３０５へ頂点座標Ｘ，Ｙ，Ｚをストアし
（ｓ１１１）、コマンド生成テーブル参照レジスタ３０
９に設定されているアドレスを参照し、テーブル４０１
を介してコマンド生成テーブル３１０のコマンド生成処
理ルーチンを呼出し、生成処理を実行する（ｓ１１
２）。呼び出されたコマンド生成処理ルーチンは対応す
るジオメトリ処理コマンドを生成し、出力ＦＩＦＯ３０
３へ出力する。この後、コマンド生成テーブル参照レジ
スタ３０９に０ｘ００００を初期状態にリセットし（ｓ
１１３）、処理を終了する。

【００３２】次に、テクスチャマッピングによる高品質
な３次元図形を描画する場合の手順を説明する。ＣＰＵ
２０２はバスコントローラ２０５のアドレス空間６０１
へ、テクスチャ座標データ、色データ、法線デー
タ、頂点座標データの順に書き込み、上記〜の書
き込みを頂点数分だけ繰り返し、図５のＣＮＴＶコマン
ド５０１を生成し、出力ＦＩＦＯ３０３を介して、ジオ
メトリ処理部２０６へ転送する。

【００３３】図７、図８の（ａ）〜（ｄ）に、ＣＮＴＶ
コマンドが生成されるまでの実行アドレスの遷移状況を
示す。（ａ）は初期状態で、書き込みが発生以前のコマ
ンド生成テーブル参照レジスタの設定値＝０ｘ００００
と、この設定値によるテーブル４０１上の参照先を示
し、Ｖコマンド生成処理実行アドレスの格納位置を指し
ている。

【００３４】（ｂ）は、テクスチャ座標レジスタへの
書き込みが行われた場合で、生成処理ブロック３０２は
テクスチャ座標データをレジスタ３０８に格納した後、
コマンド生成テーブル参照レジスタの設定値を、現在値
０ｘ００００とテクスチャ座標レジスタ３０８のマッピ
ングオフセット値＝０ｘ００２０の論理和から、０ｘ０
０２０に更新する。この結果、テーブル４０１上の参照
先はＴＶコマンド生成処理実行アドレスの格納位置を指
している。

【００３５】（ｃ）は、色レジスタへの書き込みが行
われた場合で、現在値０ｘ００２０と色レジスタ３０６
のマッピングオフセット値＝０ｘ００４０の論理和か
ら、設定値を０ｘ００６０に更新し、テーブル４０１上
の参照先はＣＴＶコマンド生成処理実行アドレスの格納
位置を指している。

【００３６】（ｄ）は、法線レジスタへの書き込みが
行われた場合で、現在値０ｘ００６０と法線レジスタ３
０７のマッピングオフセット値＝０ｘ００１０の論理和
から、設定値を０ｘ００７０に更新し、テーブル４０１
上の参照先はＣＮＴＶコマンド生成処理実行アドレスの
格納位置を指している。

【００３７】最後に、頂点座標データの書き込みが行
われると、処理ブロック３０２はデータを頂点レジスタ
３０５に格納した後、参照レジスタ３０９の設定値＝０
ｘ００７０からテーブル４０１を介して、ＣＮＴＶコマ
ンド処理ルーチン４０２を実行する。

【００３８】上述の例はＣＰＵ２０２の書き込みが、テ
クスチャ座標データ、色データ、法線データ、頂点座標
データの順に行われた場合であるが、データの書き込み
順序は任意である。たとえば、色データ、法線デー
タ、テクスチャ座標データ、頂点座標データの順に
書き込まれた場合、レジスタ３０９の設定値は０ｘ００
００⇒０ｘ００４０⇒０ｘ００５０⇒０ｘ００７０に遷
移し、これによるテーブル４０１上の参照先はＶコマン
ド生成処理実行アドレス⇒ＣＶコマンド生成処理実行ア
ドレス⇒ＣＮＶコマンド生成処理実行アドレス⇒ＣＮＴ
Ｖコマンド生成処理実行アドレスと遷移し、同様の結果
となる。属性データが無い、または１〜２の場合にも、
頂点データが書き込まれた時点の設定アドレスで、対応
するコマンド生成処理ルーチンが呼び出される。

【００３９】さらに、属性レジスタのマッピング順序が
上述の例（図６）とは異なる場合にも本発明は有効であ
る。図９に、他の実施例によるバスコントローラのアド
レス空間と、それに対応したコマンド生成処理実行アド
レスのアドレステーブルを示す。

【００４０】同図（ａ）のアドレス空間６０１では、頂
点レジスタ３０５が０ｘ００００〜０ｘ０００Ｃの空間
に、色レジスタ３０６が０ｘ００１０〜０ｘ００１Ｃの
空間に、法線レジスタ３０７が０ｘ００２０〜０ｘ００
２Ｃの空間に、テクスチャ座標レジスタ３０８が０ｘ０
０４０〜０ｘ００４８の空間に、それぞれマッピングさ
れている。ここでも、３つの属性レジスタのオフセット
値は「２のｎ乗×１６」の所定関係となる。

【００４１】これに対し、同図（ｂ）のアドレステーブ
ル４０１では、コマンド生成処理実行アドレス格納位置
は数５の関係となる。

【００４２】

【数５】Ｖコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝０
ｘ００００ＣＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝０ｘ００
１０ＮＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝０ｘ００
２０ＣＮＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝０ｘ０
０３０ＴＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝０ｘ００
４０ＣＴＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝０ｘ０
０５０ＮＴＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝０ｘ０
０６０ＣＮＴＶコマンド生成処理実行アドレス格納位置＝０ｘ
００７０このように、各属性レジスタのマッピングオフセット値
を基に、各コマンド生成処理の実行アドレスをテーブル
４０１で設定することで、上述の実施例の場合と同様
に、ＣＰＵから書き込まれた任意の順序と組合せに対応
したコマンド生成ルーチンが、判定無しに一義に決定で
き、呼出すことができる。

【００４３】図１０は、本実施例によるＣＮＴＶコマン
ド生成時のデータフローを示す。ＣＰＵ２０２からシス
テムバス２０１を経由してグラフィックスコマンド生成
機能付きバスコントローラ２０５へ転送されるデータ量
は、合計４４バイトとなる。なお、データの順序は任意
である。また、コントローラ２０５からジオメトリ処理
部２０６へ転送されるデータ量は、図示のデータ順序に
ＣＮＴＶオペコードの８バイトが追加され、合計６２バ
イトとなる。

【００４４】一方、図１１は従来例によるＣＮＴＶコマ
ンド生成時のデータフローを示す。ＣＰＵ２０２が色コ
マンド、法線コマンド、テクスチャ座標コマンド及び頂
点座標コマンドを生成し、各々に８バイトのオペコード
を含む合計８８バイトのＣＮＴＶコマンドが、システム
バス２０１及び従来のバスコントローラを経由して、ジ
オメトリ処理部２０６へ転送される。

【００４５】従って、システムバス２０１上を流れるデ
ータ量を比較すると、本実施例による場合は従来のデー
タ量の１／２になる。すなわち、ＣＰＵとシステムバス
の負荷を大幅に低減できるので、汎用の安価な計算機シ
ステムを用いて、テクスチャマッピングを施した高品質
の３次元図形が高速描画できる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、３次元図形の頂点及び
属性値を保持するレジスタと、３次元座標変換処理装置
のコマンド生成するプログラムをシステムバスコントロ
ーラ上ないし描画装置側に備え、３次元座標変換処理
（ジオメトリ処理）のためのコマンドを生成するので、
ＣＰＵやシステムバスのデータ量を低減でき、汎用計算
機システムを用いてのテクスチャマッピングなど、高品
質の３次元図形の描画装置が安価に実現できる効果があ
る。

【００４７】また、先頭の頂点レジスタの以降に格納さ
れる各属性レジスタのマッピングオフセット値を一定関
係に定め、かつ、各属性レジスタのオフセット値に基づ
いて対応するコマンド生成プログラムの実行アドレスを
定めているので、書き込みデータの任意の順序と組合せ
に対応するコマンド生成プログラムの呼出しを判定無し
に機械的に決定でき、コマンド生成とそれによる座標変
換を高速化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるグラフィックスコマン
ド生成処理ブロックの処理フロー図。

【図２】本発明の一実施例による３次元図形描画システ
ムの構成を示すブロック図。

【図３】グラフィックスコマンド生成機能付きバスコン
トローラの構成を示すブロック図。

【図４】コマンド生成テーブルのアドレスと処理ルーチ
ンの一例を示す説明図。

【図５】ＣＮＴＶコマンドのデータ構成を示す説明図。

【図６】グラフィックスコマンド生成機能付きバスコン
トローラのアドレス空間を示す説明図。

【図７】書き込みデータに応じて、コマンド生成プログ
ラムの実行アドレスの指示の遷移を示す説明図。

【図８】図７の続きの実行アドレスの指示の遷移を示す
説明図。

【図９】他の実施例によるバスコントローラのアドレス
空間と、コマンド生成テーブルにおける各プログラムの
実行アドレスを示す説明図。

【図１０】本実施例の３次元図形描画システムのデータ
フローを示す説明図。

【図１１】従来方式による３次元図形描画システムのデ
ータフローを示す説明図。

【符号の説明】

２０１…システムバス、２０２…ＣＰＵ、２０３…メモ
リ、２０４…描画処理装置、２０５…グラフィックスコ
マンド生成機能付きバスコントローラ、２０６…ジオメ
トリ処理部、２０７…レンダリング処理部、２０８…デ
ジタル／アナログ変換器、２０９…ディスプレイ、３０
１…データ入力ＦＩＦＯ、３０２…グラフィックスコマ
ンド生成処理ブロック、３０３…コマンド出力ＦＩＦ
Ｏ、３０５…頂点レジスタ、３０６…色レジスタ、３０
７…法線レジスタ、３０８…テクスチャ座標レジスタ、
３０９…コマンド生成テーブル参照レジスタ、３１０…
コマンド生成テーブル、４０１…アドレステーブル、４
０２…ＣＮＴＶコマンド処理プログラム、６０１…アド
レス空間。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＰＵからシステムバスを介して転送さ
れる３次元図形の描画データに対し、その頂点データ毎
に１種類以上の属性データを付加して座標変換（ジオメ
トリ処理）し、フレームメモリへの画素書き込みを行う
３次元描画方法において、ＣＰＵからシステムバスを介して書き込まれる描画デー
タの種類別にマッピングアドレスを所定関係により異な
らせ、かつ前記描画データの全ての組合せのコマンド生
成プログラムの各々を前記所定関係に基づくアドレスに
格納しておき、ＣＰＵから書き込まれる属性データの種類と組合せに応
じて、それらのオフセット値から機械的に定まるアドレ
スにより、対応するコマンド生成プログラムを呼出して
書き込まれた描画データの座標変換を行うことを特徴と
する３次元描画方法。
【請求項２】請求項１において、前記属性データに法線データ（Ｎ）、テクスチャ座標デ
ータ（Ｔ）、色データ（Ｃ）の３種類（ｎ＝３）を含む
とき、頂点データ（Ｖ）のマッピングアドレスを基点と
して、各属性データのマッピングアドレスの前記所定関
係を数１で定義されるオフセット値により定め、かつ、
種類別のオフセット値に基づいて対応するコマンド生成
プログラムのアドレスを設定することを特徴とする３次
元描画方法。【数１】オフセット値＝２のｎ乗×１種類のバイト数 …（１）ここで、ｎ＝０〜２（たとえば、ｎ＝０：Ｎ，ｎ＝１：
Ｔ，ｎ＝２：Ｃ）。
【請求項３】ＣＰＵからシステムバスを介して転送さ
れる３次元図形の描画データに対し、その頂点データ毎
に１種類以上の属性データを付加して座標変換し、フレ
ームメモリへの画素書き込みを行う３次元描画装置にお
いて、頂点データ及び属性データを所定のマッピングオ
フセットにより種類別に保持するレジスタと、前記描画
データの組合せ毎に前記座標変換を行うコマンド生成プ
ログラムを前記マッピングオフセットに基づいて記憶
し、ＣＰＵから書き込まれた描画データの種類別のマッ
ピングオフセットから対応するコマンド生成プログラム
を機械的に呼び出して実行するコマンド生成手段を備え
ることを特徴とする３次元描画装置。
【請求項４】請求項３において、前記レジスタ及び前記コマンド生成手段は、システムバ
スコントローラ上に設けられることを特徴とする３次元
描画装置。