JP2002032779A

JP2002032779A - データ処理装置及びデータ処理方法、並びに記憶媒体

Info

Publication number: JP2002032779A
Application number: JP2000218922A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yamaguchi; 裕司山口; Hitoshi Ishikawa; 仁石川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】メモリ上にあらかじめ格納された演算処理に
必要な２次パラメータの取得に伴う時間を短縮すること
により、高速に演算処理を行う。【解決手段】実際の演算処理を行なう演算処理部を経
由することなく、メモリ部に対してアドレスを直接発行
することで、演算処理に必要な２次パラメータの取得に
伴う時間を短縮して、高速に演算処理を行う。本発明を
画像処理に適用した場合、実際の色計算を行う演算処理
部を経由することなく、テクスチャ座標のパースペクテ
ィブ・コレクション、ＬＯＤの算出を行ない、アドレス
を算出するので、テクスチャ・マップを高速に行なうこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の演算を行な
うデータ処理装置及び方法に係り、特に、あらかじめメ
モリ上に格納された必要なパラメータを取り出してから
演算を行なうデータ処理装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今の技術革新に伴い、各種の計算機シ
ステムが開発・市販され、企業内のオフィスや研究機
関、さらには一般家庭などに、広汎に普及してきてい
る。計算機システムは、一般に、プログラム・コードの
形式で与えられた演算その他のデータ処理を高速に繰り
返し実行することを得意とする。

【０００３】計算機システム上で行なわれる演算処理の
中には、あらかじめメモリ上に格納されたパラメータ・
テーブルから演算に必要なパラメータを取り出して、こ
れを利用して演算を行う場合がある。

【０００４】例えば、いわゆるコンピュータ・グラフィ
ックス処理においては、ピクセル・レベルでの色計算の
品質を向上させるために、テクスチャ・マップや環境マ
ップという手法が採り入れられている。これは、パラメ
ータ・テーブルとして、２次元のテーブル及び６面体の
テーブルを用いることによって実現される。

【０００５】以下、色計算処理の過程でパラメータ・テ
ーブルを参照する手順の概要について説明する。但し、
演算処理に関わるパラメータについて、演算処理部への
与えられ方により、１次パラメータ、２次パラメータと
区別して表記することにする。また、あらかじめメモリ
に格納されたパラメータ・テーブル内のパラメータを２
次パラメータとし、演算処理部に直接与えられるパラメ
ータを１次パラメータと呼ぶことにする。

【０００６】図１０には、パラメータ・テーブルを参照
する従来のデータ処理装置５０の機能構成を図解してい
る。同図に示すように、データ処理装置５０は、演算処
理を行なう演算処理部５１と、演算処理に必要な２次パ
ラメータ・テーブル５２Ａを格納するメモリ部５２とで
構成される。

【０００７】演算処理部５１は、演算処理に関する１次
パラメータをＤ０１から取得して、この１次パラメータ
を基にして演算処理を行ない、求めた演算結果をＤ１０
を介して後段の処理に出力するようになっている。

【０００８】また、演算処理部５１は、Ｄ０１から得ら
れた１次パラメータ以外に、２次パラメータ・テーブル
５２Ａの内容を利用して演算処理を行なうことが可能で
ある。この場合には、演算処理部５１は、必要な２次パ
ラメータのアドレスをＲ１２を介してメモリ部５２に出
力してメモリ要求を発行する。

【０００９】これに対し、メモリ部５２では、メモリ要
求で指定されたアドレスに相当する２次パラメータ・テ
ーブル５２Ａの内容を、Ｄ２１を介して演算処理部５１
に供給する。

【００１０】そして、演算処理部５１は、Ｄ２１経由で
得られた２次パラメータを用いて演算処理を行うことが
できる。

【００１１】図１１には、演算処理部５１において実行
される処理手順をフローチャートの形式で示している。
以下、このフローチャートに従って説明する。

【００１２】まず、演算処理に必要な１次パラメータ
を、Ｄ０１を介して取得する（ステップＳ１）。

【００１３】次いで、Ｄ０１を介して取得した１次パラ
メータから、２次パラメータのアドレスを計算する（ス
テップＳ２）。

【００１４】次いで、演算処理に必要な２次パラメータ
のアドレスを、Ｒ１２を介してメモリ部５２に対して出
力して、指定したアドレスに相当する２次パラメータを
Ｄ２１を介して取得する（ステップＳ３）。

【００１５】ここで、他に必要な２次パラメータがある
か否かをチェックして（ステップＳ４）、まだ必要なパ
ラメータが残っている場合にはステップＳ２に戻って上
記と同様の処理を繰り返し実行する。

【００１６】次いで、取得した１次パラメータ及び２次
パラメータを用いて演算処理を行なう（ステップＳ
５）。

【００１７】そして、演算結果を、Ｄ１０を介して後段
に出力して（ステップＳ６）、本処理ルーチン全体を終
了する。

【００１８】また、図１２には、図１１に示した処理手
順をテクスチャ・マップに適用した場合の例を示してい
る。以下、このフローチャートに従って説明する。

【００１９】まず、描画したいピクセルのカラー値及び
テクスチャ座標値（ｓ，ｔ，ｑ）、テクスチャ座標の画
面上での横方向の変化分（ｄｓｄｘ，ｄｔｄｘ，ｄｑｄ
ｘ）、テクスチャ座標の画面上での縦方向の変化分（ｄ
ｓｄｙ，ｄｔｄｙ，ｄｑｄｙ）を、Ｄ０１を介して取得
する（ステップＳ１１）。

【００２０】次いで、Ｄ０１を介して取得したテクスチ
ャ座標とその縦／横方向の変化分から、テクスチャのア
ドレスを計算する（ステップＳ１２）。

【００２１】テクスチャのアドレスの計算に際して、ま
ず、テクスチャ座標（ｓ，ｔ，ｑ）に対してパースペク
ティブ・コレクションを行ない、正規化テクスチャ座標
（ｓ，ｔ）を得る（ステップＳ１２Ａ）。正規化テクス
チャ座標値は、以下の式に従って求めることができる。

【００２２】

【数１】ｓ＝ｓ／ｑｔ＝ｔ／ｑ

【００２３】次いで、ＬＯＤを正規化テクスチャ座標や
その縦方向／横方向の変化分から算出する（ステップＳ
１２Ｂ）。ＬＯＤの求め方には様々な方法が考えられる
が、例えば以下の式により求めることができる。

【００２４】

【数２】ｄｕｄｘ＝（ｄｓｄｘ×ｑ−ｄｑｄｘ×ｓ）／ｑ² ｄｖｄｘ＝（ｄｔｄｘ×ｑ−ｄｑｄｘ×ｔ）／ｑ² ｄｕｄｙ＝（ｄｓｄｙ×ｑ−ｄｑｄｙ×ｓ）／ｑ² ｄｖｄｙ＝（ｄｔｄｙ×ｑ−ｄｑｄｙ×ｔ）／ｑ² ＬＯＤ＝ｌｏｇ₂（ｍａｘ（ｄｕｄｘ，ｄｖｄｘ，ｄｕ
ｄｙ，ｄｖｄｙ））

【００２５】次いで、正規化テクスチャ座標（ｓ，ｔ）
とＬＯＤより、メモリ内アドレスａｄｄｒを求める（ス
テップＳ１２Ｃ）。これは、アドレッシング方法に依存
するが、例えば以下の式のように求めることができる。

【００２６】

【数３】ａｄｄｒ＝ｓ＋ｔ×マップの幅＋ベース・アド
レス（ＬＯＤ）

【００２７】テクスチャのアドレスを計算し終えると、
次いで、Ｒ１２を介してアドレスａｄｄｒをメモリ部５
２に発行して、指定したアドレスに相当するテクスチャ
を、Ｄ２１を介して取得する（ステップＳ１３）。

【００２８】次いで、テクスチャとカラー値とから、描
画カラー値を計算する（ステップＳ１４）。

【００２９】そして、描画カラー値を、Ｄ１０を介して
描画系に出力して（ステップＳ１５）、本処理ルーチン
全体を終了する。

【００３０】また、図１３には、図１１に示した処理フ
ローについての、環境マップの実現方法をフローチャー
トの形式で示している。以下、このフローチャートに従
って説明する。

【００３１】ここで言う環境マップとは、視線の反射ベ
クトルから６面体マップの面番号ｆａｃｅ及びその面内
のテクスチャ座標（ｓ，ｔ）を計算して、該当するテク
スチャを用いて色計算することで、光る物体に環境が映
り込む様子を表現する手法のことである。

【００３２】まず、描画したいピクセルのカラー値及び
視線の反射ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）を、Ｄ０１を
介して取得する（ステップＳ２１）。

【００３３】次いで、Ｄ０１を介して取得した視線の反
射ベクトルから、テクスチャのアドレスを計算する（ス
テップＳ２２）。

【００３４】テクスチャのアドレスの計算に際して、ま
ず、視線の反射ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）から６面
体マップの面番号ｆａｃｅ及びテクスチャ座標（ｓ，
ｔ）を計算する（ステップＳ２２Ａ）。

【００３５】６面体マップの面番号ｆａｃｅ及びテクス
チャ座標（ｓ，ｔ）は、例えば、以下の［数４］に擬似
コード形式で示す手順に従って並べ替えと符号変化を行
った後、［数５］に示す式により算出することができ
る。なお、（ｓ，ｔ）の範囲を−１〜１であったものを
０〜１に変換する処理も下式［数５］で行なっている。

【００３６】

【数４】ｉｆ（｜ｖｘ｜＝ｍａｘ（｜ｖｘ｜，｜ｖｙ｜，｜ｖｚ｜））｛ｖｃ＝ｖｘｉｆ（ｖｃ≧０）｛ｆａｃｅ＝０ｖａ＝ｖｚｖｂ＝ｖｙ｝ｅｌｓｅ｛ｆａｃｅ＝１ｖａ＝ｖｚｖｂ＝−ｖｙ｝｝ｅｌｓｅｉｆ（｜ｖｘ｜＝ｍａｘ（｜ｖｘ｜，｜ｖｙ｜，｜ｖｚ｜））｛ｖｃ＝ｖｙｉｆ（ｖｃ≧０）｛ｆａｃｅ＝２ｖａ＝ｖｚｖｂ＝−ｖｘ｝ｅｌｓｅ｛ｆａｃｅ＝３ｖａ＝−ｖｚｖｂ＝−ｖｘ｝ｅｌｓｅ｛ｖｃ＝ｖｚｉｆ（ｖｃ≧０）｛ｆａｃｅ＝４ｖａ＝−ｖｘｖｂ＝ｖｙ｝ｅｌｓｅ｛ｆａｃｅ＝５ｖａ＝−ｖｘｖｂ＝−ｖｙ｝｝

【００３７】

【数５】ｓ＝（ｖａ／ｖｃ＋１）／２ｔ＝（ｖｂ／ｖｃ＋１）／２

【００３８】次いで、テクスチャ座標（ｓ，ｔ）と面番
号ｆａｃｅより、メモリ内アドレスａｄｄｒを求める
（ステップＳ２２Ｂ）。これは、アドレッシング方法に
依存するが、例えば以下の式のように求めることができ
る。

【００３９】

【数６】ａｄｄｒ＝ｓ＋ｔ×マップの幅＋ベース・アド
レス（ｆａｃｅ）

【００４０】テクスチャのアドレスを計算し終えると、
次いで、Ｒ１２を介してアドレスａｄｄｒをメモリ部５
２に発行して、指定したアドレスに相当するテクスチャ
をＤ２１を介して取得する（ステップＳ２３）。

【００４１】次いで、テクスチャとカラー値とから、描
画カラー値を計算する（ステップＳ２４）。

【００４２】そして、描画カラー値をＤ１０を介して描
画系に出力して（ステップＳ２５）、本処理ルーチン全
体を終了する。

【００４３】上述したように、演算処理に必要な２次パ
ラメータをメモリから取得して、これにより計算を行う
ということは、計算機システム上での演算処理、とりわ
けコンピュータ・グラフィックスにおけるマッピング処
理においては一般的である。

【００４４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような２次パ
ラメータをメモリから取得するという従来方式におけ
る、演算処理に要する時間（クロック数）について考え
てみる。

【００４５】図１１に示したような処理手順において、
各ステップ毎に要する時間をそれぞれＴ１，Ｔ２，Ｔ
３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６とおく。すると演算処理全体に要
する時間は、当然、（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋
Ｔ６）となる。図１４には、図１１に示した処理フロー
の各ステップに要する時間を模式的に図解している。

【００４６】ここで、Ｔ３と言う処理時間には、メモリ
・アクセス時のレイテンシ（メモリ要求してから結果が
出力されるまでの遅延時間）が含まれている。メモリ・
アクセスは一般に時間がかかるため、結果として演算処
理のレイテンシ及びスループットの両方が増大してしま
う。

【００４７】このようなメモリのレイテンシを隠す方法
の１つとしてパイプライン制御を挙げることができる。
パイプライン制御とは、一連の演算処理を、独立に実行
可能なより細かいステージに分割して、それぞれのステ
ージは異なるデータに関する演算を同時に行なえること
を利用して、各データの演算処理を並列に（オーバーラ
ップさせて）行なうものである。図９には、パイプライ
ン制御の仕組みを模式的に示している。

【００４８】しかしながら、このようなパイプライン制
御を行なうためには、図１０に示した演算処理部５１は
レイテンシを隠せるだけのステージを備えていなければ
ならない。すなわち、図９に示す例では、メモリ部５２
への２次パラメータ読み出しの要求を発行してから、メ
モリ部５２から２次パラメータを読み込めるまでの間
に、何らかの動作できる処理ステージを挿入して、スト
ールが発生しないようにしなければならない。

【００４９】一方、機能的な問題として、最近特に画像
処理の技術分野においては、演算処理は用途に応じて多
様化してきている。これは、描画品質の向上の要求が高
まることによって、色計算方法が唯一ではなくなり、表
現したい内容に応じて異なる色計算方法を適用したい場
合が多くなってきていることにも依拠する。

【００５０】このため、演算処理部１を、すべてハード
ワイヤードに構成するのではなく、プログラム・コード
等のソフトウェアにより柔軟に処理手順をカスタマイズ
できることが好ましくなってきている。

【００５１】演算処理部１における処理手順をプログラ
ム・コードによって実装する場合、上述したようなメモ
リ部５２からの２次パラメータの読み込みも、当然プロ
グラムにより記述しなければならない。

【００５２】ところが、このような場合、メモリ部５２
に対して２次パラメータ読み出し要求を発行してから、
メモリ部５２より２次パラメータを読み込めるようにな
るまでの間、何らかの動作できる処理ステージを挿入す
ることが著しく困難になってしまう。

【００５３】ソフトウェア的に命令を並べ替えてストー
ルが発生しにくくするようにすることは、技術的には可
能であるが、プログラム作成上多大な労力を要するの
で、結果としてコスト増大を招来する。

【００５４】また、そもそも２次パラメータを取得でき
ない限り、演算処理をほとんど行えないことも多い。こ
のような場合には、挿入すべき処理ステージが存在しな
いことになる。

【００５５】本発明は、上述したような技術的課題を鑑
みたものであり、その目的は、あらかじめメモリ上に格
納された必要なパラメータを取り出してから演算を好適
に行なうことができる、優れたデータ処理装置及び方法
を提供することにある。

【００５６】本発明の更なる目的は、メモリ上にあらか
じめ格納された演算処理に必要な２次パラメータの取得
に伴う時間を短縮することにより、高速に演算処理を行
うことができる、優れたデータ処理装置及び方法、並び
に、画像処理装置及び方法を提供することにある。

【００５７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を参
酌してなされたものであり、その第１の側面は、演算処
理を行なう演算処理部と、演算に必要なパラメータを格
納するメモリ部と、演算に必要なパラメータの読み出し
要求を前記メモリ部に対して発行する読み出し要求部と
を備え、前記読み出し要求部は、前記演算処理部が必要
なパラメータの読み出し要求を前記メモリ部に対して発
行し、前記メモリ部は該読み出し要求に応答して要求さ
れたパラメータを前記演算処理部に出力する、ことを特
徴とするデータ処理装置である。

【００５８】ここで、前記読み出し要求部は、前記演算
処理部が必要とするパラメータのアドレスが事前に分か
る場合のみ前記メモリ部に対する読み出し要求を発行す
るようにしてもよい。

【００５９】また、前記演算処理部は演算処理の途中結
果を前記読み出し要求部に出力するとともに、前記読み
出し要求部は該演算処理の途中結果を基に前記メモリ部
に対してパラメータの読み出し要求を発行するようにし
てもよい。

【００６０】また、本発明の第１の側面に係るデータ処
理装置は、演算処理部及び／又は読み出し要求部を複数
備えていてもよい。また、演算処理部及び／又は読み出
し要求部の少なくとも一部をプログラム・コードに従っ
て処理動作をプログラム可能に構成してもよい。

【００６１】また、前記演算処理部がピクセルに対する
色計算を行うようにして、データ処理装置を画像処理装
置に適用するようにしてもよい。

【００６２】また、前記読み出し要求部は、テクスチャ
座標に対するパースペクティブ・コレクション、ＬＯＤ
（Level Of Detail）の算出、並びに２次元マップ内の
アドレスの算出により、前記メモリ部に対する２次元マ
ップの参照を高速で行なうようにしてもよい。

【００６３】また、前記読み出し要求部は、６面体の面
番号の算出、テクスチャ座標の算出、並びに６面体マッ
プ内アドレスの算出により、前記メモリ部に対する６面
体マップの参照を高速で行なうようにしてもよい。

【００６４】また、本発明の第２の側面は、演算に必要
なパラメータをメモリから読み出して所定の演算処理を
行なうデータ処理方法であって、演算処理に必要なパラ
メータの読み出し要求を前記メモリに対して発行する読
み出し要求ステップと、該読み出し要求に応答して前記
メモリから読み出されたパラメータを用いて演算処理を
行なう演算処理ステップと、を具備することを特徴とす
るデータ処理方法である。

【００６５】ここで、前記読み出し要求ステップでは、
演算処理に必要なパラメータのアドレスが事前に分かる
場合のみ前記メモリに対する読み出し要求を発行するよ
うにしてもよい。

【００６６】また、前記読み出し要求では、前記演算処
理ステップにおける演算処理の途中結果を基に前記メモ
リに対するパラメータの読み出し要求を発行するように
してもよい。

【００６７】また、前記読み出し要求ステップでは、テ
クスチャ座標に対するパースペクティブ・コレクショ
ン、ＬＯＤ（Level Of Detail）の算出、並びに２次元
マップ内のアドレスの算出により、前記メモリ部に対す
る２次元マップの参照を高速で行なうようにしてもよ
い。

【００６８】また、前記読み出し要求ステップでは、６
面体の面番号の算出、テクスチャ座標の算出、並びに６
面体マップ内アドレスの算出により、前記メモリ部に対
する６面体マップの参照を高速で行なうようにしてもよ
い。

【００６９】また、本発明の第３の側面は、演算に必要
なパラメータをメモリから読み出して所定の演算処理を
行なうデータ処理をコンピュータ・システム上で実行す
るように記述されたコンピュータ・ソフトウェアをコン
ピュータ可読形式で物理的に格納した記憶媒体であっ
て、前記コンピュータ・ソフトウェアは、演算処理に必
要なパラメータの読み出し要求を前記メモリに対して発
行する読み出し要求ステップと、該読み出し要求に応答
して前記メモリから読み出されたパラメータを用いて演
算処理を行なう演算処理ステップと、を具備することを
特徴とする記憶媒体である。

【００７０】本発明の第３の側面に係る記憶媒体は、例
えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎用性の
コンピュータ・システムに対して、コンピュータ・ソフ
トウェアをコンピュータ可読な形式で物理的に提供する
媒体である。このような媒体は、例えば、ＣＤ（Compac
t Disc）やＦＤ（Floppy Disc）、ＭＯ（Magneto-Optic
al disc）などの着脱自在で可搬性の記憶媒体である。
あるいは、ネットワーク（ネットワークは無線、有線の
区別を問わない）などの伝送媒体などを経由してコンピ
ュータ・ソフトウェアを特定のコンピュータ・システム
にコンピュータ可読形式で提供することも技術的に可能
である。

【００７１】このような記憶媒体は、コンピュータ・シ
ステム上で所定のコンピュータ・ソフトウェアの機能を
実現するための、コンピュータ・ソフトウェアと記憶媒
体との構造上又は機能上の協働的関係を定義したもので
ある。換言すれば、本発明の第３の側面に係る記憶媒体
を介して所定のコンピュータ・ソフトウェアをコンピュ
ータ・システムにインストールすることによって、コン
ピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発
明の第１及び第２の各側面に係るデータ処理装置及び方
法と同様の作用効果を得ることができる。

【００７２】

【作用】本発明によれば、実際の演算処理を行なう演算
処理部を経由することなく、メモリ部に対してアドレス
を直接発行することで、演算処理に必要な２次パラメー
タの取得に伴う時間を短縮して、高速に演算処理を行う
ことができる。

【００７３】また、本発明を画像処理に適用した場合、
実際の色計算を行う演算処理部を経由することなく、テ
クスチャ座標のパースペクティブ・コレクション、ＬＯ
Ｄの算出を行ない、アドレスを算出するので、テクスチ
ャ・マップを高速に行なうことができる。

【００７４】また、本発明を画像処理に適用した場合、
実際の色計算を行う演算処理部を経由することなく、６
面体マップの面番号及びテクスチャ座標の算出を行な
い、アドレスを算出するので、環境マップを高速に行な
うことができる。

【００７５】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。

【００７６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を詳解する。

【００７７】図１には、本発明の実施に供されるデータ
処理装置１０の機能構成を模式的に示している。同図に
示すように、データ処理装置１０は、演算処理部１と、
メモリ部２と、読み出し要求部３とで構成される。

【００７８】読み出し要求部３は、２次パラメータのア
ドレスを計算するために必要な１次パラメータをＤ０３
経由で取得して、この１次パラメータを基にしてアドレ
スを算出して、算出したアドレスをＲ３２経由でメモリ
部２に発行する。

【００７９】メモリ部２は、指定されたアドレスに相当
する２次パラメータの内容を、Ｄ２１を介して演算処理
部１に出力する。

【００８０】演算処理部１は、Ｄ２１を介して入力され
た２次パラメータを用いて演算処理を行ない、演算結果
をＤ１０を介して後段に出力する。

【００８１】勿論、演算処理部１は、２次パラメータの
アドレス計算に必要というのではない、そのまま演算処
理に利用される１次パラメータを、Ｄ０１経由で取得し
て演算処理を行なうことも可能である。

【００８２】また、演算処理部１は、演算処理の途中
に、演算の途中結果をＤ１３を介して読み出し要求部３
に出力することによって、メモリ部２への２次パラメー
タを要求することもできる。

【００８３】図２には、読み出し要求部３において実行
される処理手順をフローチャートの形式で示している。
以下、このフローチャートに従って、読み出し要求部３
の動作について説明する。

【００８４】まず、演算処理に必要な２次パラメータの
アドレスを計算するための１次パラメータを、Ｄ０３を
介して取得する（ステップＳ３１）。

【００８５】次いで、Ｄ０３を介して取得した１次パラ
メータから、２次パラメータのアドレスを計算する（ス
テップＳ３２）。

【００８６】次いで、必要なアドレスを、Ｒ３２を介し
てメモリ部２に発行する（ステップＳ３３）。

【００８７】そして、演算処理のために必要な２次パラ
メータが他にもあるか否かを判別する（ステップＳ３
４）。必要な２次パラメータが他にもあるならば、ステ
ップＳ３１に戻って、上述と同様の処理を繰り返し実行
する。また、なければ、本処理ルーチン全体を終了す
る。

【００８８】また、図３には、演算処理部１において実
行される処理手順をフローチャートの形式で示してい
る。但し、同図中において、説明の便宜上、Ｄ０１を介
したメモリ・アクセスとは関係しない１次パラメータの
取得や、Ｄ１３を介して演算処理部１より発行される２
次パラメータの読み出し要求などの処理ステップについ
ては省略している。以下、このフローチャートに従っ
て、演算処理部１の動作について説明する。

【００８９】まず、演算処理に必要な２次パラメータ
を、Ｄ２１を介して取得する（ステップＳ４１）。

【００９０】演算処理に必要な２次パラメータが他にも
存在するならば、ステップＳ４１に戻る（ステップＳ４
２）。

【００９１】次いで、取得した２次パラメータを用いて
演算処理を行なう（ステップＳ４３）。

【００９２】次いで、演算結果を、Ｄ１０を介して後段
の描画系に出力し（ステップＳ４４）、ステップＳ４１
に戻って、上述と同様の処理を繰り返し実行する。

【００９３】図４には、図３に示した処理フローの各ス
テップに要する時間を模式的に示している。各ステップ
Ｓ４１〜Ｓ４４に要する時間をそれぞれＴ１１，Ｔ１
２，Ｔ１３，Ｔ１４とおくと、演算処理全体に要する時
間は（Ｔ１１＋Ｔ１２＋Ｔ１３＋Ｔ１４）となる。

【００９４】図１４に示したタイム・チャートでは、メ
モリ・アクセスに要するレイテンシがそのまま演算処理
時間に影響を及ぼしていた（前述）。これに対し、本実
施例すなわち図４に示すタイム・チャートの場合、演算
処理部１の処理とは独立にメモリ部２への読み出し要求
が発行されるので、メモリ・アクセスに要するレイテン
シを、演算処理から隠蔽することができる。

【００９５】本実施例では、読み出し要求部３は、固定
的な処理内容が多くなるので、ハードウェアで実装する
ことが有効となる場合が多い。また、１つのデータ処理
装置１０内に複数個の読み出し要求部３を装備しても有
効である。さらに、複数ある読み出し要求部３のうちの
一部をプログラム可能とすることで、より柔軟なデータ
処理を行うことが可能となる。

【００９６】ここで、本発明を画像処理に適用した場合
を例にとると、演算処理部１についても、フォギング、
アルファブレンドなどの処理は比較的汎用的に用いられ
るので、演算処理部１をハードウェアで実装することが
有効である。このような場合、１つのデータ処理装置１
０内に複数の演算処理部１を装備するとともに、その一
部についてハードウェアで構成するようにすれば、より
高速な演算処理を行うことができる。

【００９７】図５には、本実施例に係るデータ処理装置
１０を適用した画像処理装置（図示しない）によりテク
スチャ・マップを行う場合に、読み出し要求部３が実行
する処理手順をフローチャートの形式で示している。以
下、このフローチャートに従って、読み出し要求部３の
動作について説明する。

【００９８】まず、テクスチャ座標（ｓ，ｔ，ｑ）、テ
クスチャ座標の画面上での横方向の変化分（ｄｓｄｘ，
ｄｔｄｘ，ｄｑｄｘ）、テクスチャ座標の画面上での縦
方向の変化分（ｄｓｄｙ，ｄｔｄｙ，ｄｑｄｙ）を、Ｄ
０１を介して取得する（ステップＳ５１）。

【００９９】次いで、Ｄ０１を介して取得したテクスチ
ャ座標とその縦／横方向の変化分から、テクスチャのア
ドレスを計算する（ステップＳ５２）。

【０１００】テクスチャのアドレス計算に際し、まず、
テクスチャ座標（ｓ，ｔ，ｑ）に対してパースペクティ
ブ・コレクションを行ない、正規化テクスチャ座標
（ｓ，ｔ）を得る（ステップＳ５２Ａ）。正規化テクス
チャ座標の座標値は、以下の式により求めることができ
る。

【０１０１】

【数７】ｓ＝ｓ／ｑｔ＝ｔ／ｑ

【０１０２】次いで、ＬＯＤを正規化テクスチャ座標や
その縦方向／横方向の変化分から算出する（ステップＳ
５２Ｂ）。

【０１０３】ＬＯＤの求め方には様々な方法が考えられ
るが、例えば以下の式により求めることができる。

【０１０４】

【数８】ｄｕｄｘ＝（ｄｓｄｘ×ｑ−ｄｑｄｘ×ｓ）／ｑ² ｄｖｄｘ＝（ｄｔｄｘ×ｑ−ｄｑｄｘ×ｔ）／ｑ² ｄｕｄｙ＝（ｄｓｄｙ×ｑ−ｄｑｄｙ×ｓ）／ｑ² ｄｖｄｙ＝（ｄｔｄｙ×ｑ−ｄｑｄｙ×ｔ）／ｑ² ＬＯＤ＝ｌｏｇ₂（ｍａｘ（ｄｕｄｘ，ｄｖｄｘ，ｄｕ
ｄｙ，ｄｖｄｙ））

【０１０５】次いで、正規化テクスチャ座標（ｓ，ｔ）
とＬＯＤより、メモリ内アドレスａｄｄｒを求める（ス
テップＳ５２Ｃ）。これは、アドレッシング方法に依存
するが、例えば以下の式のように求めることができる。

【０１０６】

【数９】ａｄｄｒ＝ｓ＋ｔ×マップの幅＋ベース・アド
レス（ＬＯＤ）

【０１０７】そして、Ｒ１２を介してアドレスａｄｄｒ
をメモリ部２に対して発行する（ステップＳ５３）。

【０１０８】また、図６には、本実施例に係るデータ処
理装置１０を適用した画像処理装置（図示しない）によ
りテクスチャ・マップを行う場合に、演算処理部１が実
行する処理手順をフローチャートの形式で示している。
以下、このフローチャートを参照しながら、演算処理部
１の動作について説明する。

【０１０９】まず、カラー値をＤ０１から取得する（ス
テップＳ６１）。

【０１１０】次いで、テクスチャをＤ２１から取得する
（ステップＳ６２）。

【０１１１】次いで、テクスチャとカラー値とから描画
カラー値を計算する（ステップＳ６３）。

【０１１２】そして、算出した描画カラー値を、Ｄ１０
を介して描画系に出力する（ステップＳ６４）。

【０１１３】また、図７には、本実施例に係るデータ処
理装置１０を適用した画像処理装置（図示しない）によ
り環境マップを行う場合に、読み出し要求部３が実行す
る処理手順をフローチャートの形式で示している。以
下、このフローチャートに従って、読み出し要求部３の
動作について説明する。

【０１１４】まず、視線の反射ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，
ｖｚ）を、Ｄ０１を介して取得する（ステップＳ７
１）。

【０１１５】次いで、Ｄ０１を介して取得した視線の反
射ベクトルから、テクスチャのアドレスを計算する（ス
テップＳ７２）。

【０１１６】テクスチャのアドレス計算に際し、まず、
視線の反射ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）から６面体マ
ップの面番号ｆａｃｅ及びテクスチャ座標（ｓ，ｔ）を
計算する（ステップＳ７２Ａ）。

【０１１７】６面体マップの面番号ｆａｃｅ及びテクス
チャ座標（ｓ，ｔ）の計算は、例えば、以下の［数１
０］に擬似コード形式で示す手順に従って並べ替えと符
号変化を行った後、［数１１］に示す式により算出する
ことができる。なお、（ｓ，ｔ）の範囲を−１〜１であ
ったものを０〜１に変換する処理も下式［数１１］で行
なっている。

【０１１８】

【数１０】ｉｆ（｜ｖｘ｜＝ｍａｘ（｜ｖｘ｜，｜ｖｙ｜，｜ｖｚ｜））｛ｖｃ＝ｖｘｉｆ（ｖｃ≧０）｛ｆａｃｅ＝０ｖａ＝ｖｚｖｂ＝ｖｙ｝ｅｌｓｅ｛ｆａｃｅ＝１ｖａ＝ｖｚｖｂ＝−ｖｙ｝｝ｅｌｓｅｉｆ（｜ｖｘ｜＝ｍａｘ（｜ｖｘ｜，｜ｖｙ｜，｜ｖｚ｜））｛ｖｃ＝ｖｙｉｆ（ｖｃ≧０）｛ｆａｃｅ＝２ｖａ＝ｖｚｖｂ＝−ｖｘ｝ｅｌｓｅ｛ｆａｃｅ＝３ｖａ＝−ｖｚｖｂ＝−ｖｘ｝ｅｌｓｅ｛ｖｃ＝ｖｚｉｆ（ｖｃ≧０）｛ｆａｃｅ＝４ｖａ＝−ｖｘｖｂ＝ｖｙ｝ｅｌｓｅ｛ｆａｃｅ＝５ｖａ＝−ｖｘｖｂ＝−ｖｙ｝｝

【０１１９】

【数１１】ｓ＝（ｖａ／ｖｃ＋１）／２ｔ＝（ｖｂ／ｖｃ＋１）／２

【０１２０】次いで、テクスチャ座標テクスチャ座標
（ｓ，ｔ）と面番号ｆａｃｅより、メモリ内アドレスａ
ｄｄｒを求める（ステップＳ７２Ｂ）。これは、アドレ
ッシング方法に依存するが、例えば以下の式のように求
めることができる。

【０１２１】

【数１２】ａｄｄｒ＝ｓ＋ｔ×マップの幅＋ベース・ア
ドレス（ｆａｃｅ）

【０１２２】次いで、算出したアドレスを、Ｒ１２を介
してメモリ部２に対して出力する（ステップＳ７３）。

【０１２３】また、図８には、本実施例に係るデータ処
理装置１０を適用した画像処理装置（図示しない）によ
り環境マップを行う場合に、演算処理部１が実行する処
理手順をフローチャートの形式で示している。以下、こ
のフローチャートに従って、演算処理部１の動作につい
て説明する。

【０１２４】まず、カラー値をＤ０１から取得する（ス
テップＳ８１）。

【０１２５】次いで、テクスチャをＤ２１から取得する
（ステップＳ８２）。

【０１２６】次いで、テクスチャとカラー値とから描画
カラー値を計算する（ステップＳ８３）。

【０１２７】そして、算出した描画カラー値を、Ｄ１０
を介して描画系に出力する（ステップＳ８４）。

【０１２８】［追補］以上、特定の実施例を参照しなが
ら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や
代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示とい
う形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈
されるべきではない。本発明の要旨を判断するために
は、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきで
ある。

【０１２９】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
あらかじめメモリ上に格納された必要なパラメータを取
り出してから演算を好適に行なうことができる、優れた
データ処理装置及び方法を提供することができる。

【０１３０】また、本発明によれば、メモリ上にあらか
じめ格納された演算処理に必要な２次パラメータの取得
に伴う時間を短縮することにより、高速に演算処理を行
うことができる、優れたデータ処理装置及び方法、並び
に、画像処理装置及び方法を提供することができる。

【０１３１】本発明によれば、実際の演算処理を行なう
演算処理部を経由することなく、メモリ部に対してアド
レスを直接発行することで、演算処理に必要な２次パラ
メータの取得に伴う時間を短縮して、高速に演算処理を
行うことができる。

【０１３２】また、本発明を画像処理に適用した場合、
実際の色計算を行う演算処理部を経由することなく、テ
クスチャ座標のパースペクティブ・コレクション、ＬＯ
Ｄの算出を行ない、アドレスを算出するので、テクスチ
ャ・マップを高速に行なうことができる。

【０１３３】また、本発明を画像処理に適用した場合、
実際の色計算を行う演算処理部を経由することなく、６
面体マップの面番号及びテクスチャ座標のの算出を行な
い、アドレスを算出するので、環境マップを高速に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に供されるデータ処理装置１０の
機能構成を模式的に示した図である。

【図２】読み出し要求部３において実行される処理手順
を示したフローチャートである。

【図３】演算処理部１において実行される処理手順を示
したフローチャートである。

【図４】図３に示した処理フローの各ステップに要する
時間を模式的に示したタイム・チャートである。

【図５】本実施例に係るデータ処理装置１０を適用した
画像処理装置によりテクスチャ・マップを行う場合に、
読み出し要求部３が実行する処理手順を示したフローチ
ャートである。

【図６】６本実施例に係るデータ処理装置１０を適用し
た画像処理装置によりテクスチャ・マップを行う場合
に、演算処理部１が実行する処理手順を示したフローチ
ャートである。

【図７】本実施例に係るデータ処理装置１０を適用した
画像処理装置により環境マップを行う場合に、読み出し
要求部３が実行する処理手順を示したフローチャートで
ある。

【図８】本実施例に係るデータ処理装置１０を適用した
画像処理装置により環境マップを行う場合に、演算処理
部１が実行する処理手順を示したフローチャートであ
る。

【図９】パイプライン制御の仕組みを模式的に示した図
である。

【図１０】パラメータ・テーブルを参照するデータ処理
装置５０（従来例）の機能構成を示した図である。

【図１１】演算処理部５１において実行される処理手順
を示したフローチャートである。

【図１２】図１１に示した処理手順をテクスチャ・マッ
プに適用した場合の例を示した図である。

【図１３】図１１に示した処理フローについての、環境
マップの実現方法を示したフローチャートである。

【図１４】図１１に示した処理フローの各ステップに要
する時間を模式的に示したタイム・チャートである。

【符号の説明】

１…演算処理部２…メモリ部３…読み出し要求部１０…データ処理装置（本実施例）５０…データ処理装置（従来例）５１…演算処理部５２…メモリ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B047 AB04 EA01 EB12 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB13 CB16 CC01 CD14 CE17 CH20 5B080 CA09 GA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】演算処理を行なう演算処理部と、演算に必要なパラメータを格納するメモリ部と、演算に必要なパラメータの読み出し要求を前記メモリ部
に対して発行する読み出し要求部とを備え、前記読み出し要求部は前記演算処理部が必要なパラメー
タの読み出し要求を前記メモリ部に対して発行し、前記
メモリ部は該読み出し要求に応答して要求されたパラメ
ータを前記演算処理部に出力する、ことを特徴とするデ
ータ処理装置。
【請求項２】前記読み出し要求部は、前記演算処理部が
必要とするパラメータのアドレスが事前に分かる場合の
み前記メモリ部に対する読み出し要求を発行することを
特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】前記演算処理部は演算処理の途中結果を前
記読み出し要求部に出力し、前記読み出し要求部は該演算処理の途中結果を基に前記
メモリ部に対してパラメータの読み出し要求を発行す
る、ことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項４】演算処理部及び／又は読み出し要求部を複
数備えたことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理
装置。
【請求項５】演算処理部及び／又は読み出し要求部の少
なくとも一部をプログラム・コードに従って処理動作を
プログラム可能に構成したことを特徴とする請求項１に
記載のデータ処理装置。
【請求項６】前記演算処理部は、ピクセルに対する色計
算を行うことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理
装置。
【請求項７】前記読み出し要求部は、テクスチャ座標に
対するパースペクティブ・コレクション、ＬＯＤ（Leve
l Of Detail）の算出、並びに２次元マップ内のアドレ
スの算出により、前記メモリ部に対する２次元マップの
参照を行なうことを特徴とする請求項１に記載のデータ
処理装置。
【請求項８】前記読み出し要求部は、６面体の面番号の
算出、テクスチャ座標の算出、並びに６面体マップ内ア
ドレスの算出により、前記メモリ部に対する６面体マッ
プの参照を行なうことを特徴とする請求項１に記載のデ
ータ処理装置。
【請求項９】演算に必要なパラメータをメモリから読み
出して所定の演算処理を行なうデータ処理方法であっ
て、演算処理に必要なパラメータの読み出し要求を前記メモ
リに対して発行する読み出し要求ステップと、該読み出し要求に応答して前記メモリから読み出された
パラメータを用いて演算処理を行なう演算処理ステップ
と、を具備することを特徴とするデータ処理方法。
【請求項１０】前記読み出し要求ステップでは、演算処
理に必要なパラメータのアドレスが事前に分かる場合の
み前記メモリに対する読み出し要求を発行することを特
徴とする請求項９に記載のデータ処理方法。
【請求項１１】前記読み出し要求では、前記演算処理ス
テップにおける演算処理の途中結果を基に前記メモリに
対するパラメータの読み出し要求を発行することを特徴
とする請求項９に記載のデータ処理方法。
【請求項１２】前記演算処理ステップではピクセルに対
する色計算を行なうことを特徴とする請求項９に記載の
データ処理方法。
【請求項１３】前記読み出し要求ステップでは、テクス
チャ座標に対するパースペクティブ・コレクション、Ｌ
ＯＤ（Level Of Detail）の算出、並びに２次元マップ
内のアドレスの算出により、前記メモリ部に対する２次
元マップの参照を行なうことを特徴とする請求項９に記
載のデータ処理方法。
【請求項１４】前記読み出し要求ステップでは、６面体
の面番号の算出、テクスチャ座標の算出、並びに６面体
マップ内アドレスの算出により、前記メモリ部に対する
６面体マップの参照を行なうことを特徴とする請求項９
に記載のデータ処理方法。
【請求項１５】演算に必要なパラメータをメモリから読
み出して所定の演算処理を行なうデータ処理をコンピュ
ータ・システム上で実行するように記述されたコンピュ
ータ・ソフトウェアをコンピュータ可読形式で物理的に
格納した記憶媒体であって、前記コンピュータ・ソフト
ウェアは、演算処理に必要なパラメータの読み出し要求を前記メモ
リに対して発行する読み出し要求ステップと、該読み出し要求に応答して前記メモリから読み出された
パラメータを用いて演算処理を行なう演算処理ステップ
と、を具備することを特徴とする記憶媒体。