JP2002063590A

JP2002063590A - グラフィクスシステム用再循環シェードツリーブレンダ

Info

Publication number: JP2002063590A
Application number: JP2001081892A
Authority: JP
Inventors: Robert A Drebin; エイドレビンロバート; Timothy J Vanhook; ジェイヴァンフックティモシー; Patrick Y Law; ワイローパトリック; Mark M Leather; エムレザーマーク; Matthew Komsthoeft; コムソーフトマシュー
Original assignee: Nintendo Co Ltd
Current assignee: Nintendo Co Ltd
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: AU5785101A; EP1182618A3; US7176919B2; CN1339764A; US7034828B1; EP1182618A2; US20060125825A1; KR20020015973A; JP4731028B2; TWI244050B; CA2355353A1; CA2355353C

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】複雑なシェードツリーを安価でコンパクトな
再循環シェータハードウェアで実現する。【解決手段】ハードウェアでアクセラレートされたプ
ログラマブルなテクスチャブレンダ／シェーダ装置から
なり、マルチステージのカラーおよびアルファを計算す
る。テクスチャ環境サブシステムは、頂点ベースのライ
ティング，テクスチャおよび定数（ラスタライズした）
カラーを結合して、フォギングおよび最終のピクセルブ
レンドの前に、ピクセルカラーを計算する。カラーおよ
びアルファ成分のブレンド演算は、マルチステージにわ
たって再使用する１組のカラー／アルファ結合器（シェ
ーダ）からなる１つのブレンドユニットによって独立し
て行う。すべてのステージで共用する１組の４つの選択
可能な現在カラー入力／出力レジスタがブレンドユニッ
トの出力に設け、計算したカラー結果を一時的にストア
し、ステージ間にパスする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はコンピュータグラフィ
クスに関し、特にたとえば家庭用ビデオゲームプラット
フォームのようなインタラクティブなグラフィクスシス
テムに関する。より特定的には、この発明は、マルチテ
クスチャリングおよび他の効果のためにシェードツリー
を実現する再循環シェーダハードウェアに関する。

【０００２】

【発明の背景および発明の概要】多くの人々はかなりリ
アルな恐竜，エイリアン，生き生きとしたおもちゃおよ
び他の空想的な動物を含む映画をかつて見たことがあ
る。そのようなアニメーションはコンピュータグラフィ
クスによって可能とされた。そのような技術を用いて、
コンピュータグラフィクスのアーティストは、各オブジ
ェクトがどのように見えるべきかや時間の経過とともに
外見上どのように変化すべきかを特定し、コンピュータ
は、そのオブジェクトをモデル化してテレビジョンやコ
ンピュータスクリーンのようなディスプレイに表示す
る。コンピュータは、表示される映像の各部分を、場面
中の各オブジェクトの位置や向き，各オブジェクトを照
らすように見える照明の方向，各オブジェクトの表面テ
クスチャ，および他の要素に正確に基づいて、色付けし
また形作るために必要な多くのタスクを実行する。

【０００３】コンピュータグラフィクスの生成は複雑で
あるので、ここ数年前のコンピュータによって生成され
た３次元（３Ｄ）グラフィクスは、ほとんど高価な特殊
なフライトシミュレータ，ハイエンドグラフィクスワー
クステーションおよびスーパーコンピュータに限られて
いた。大衆は映画や高価なテレビコマーシャルにおいて
これらのコンピュータシステムによって生成された映像
のいくつかを見たが、大部分の人はグラフィクスを生成
しているコンピュータに対して実際に相互作用をさせる
ことはできない。たとえば、Nintendo64（登録商標）や
今や利用可能であるパソコン用の種々の３Ｄグラフィク
スカードのような比較的安価な３Ｄグラフィクスプラッ
トフォームの利用によって、このすべてが変わった。今
や、家庭や会社の比較的安価なコンピュータグラフィク
スシステム上でエキサイティングな３Ｄアニメーション
やシミュレーションに対して相互作用を及ぼすことがで
きる。

【０００４】グラフィクスシステムの設計者が過去に直
面した問題は、グラフィクスシステムにおけるシェーダ
をいかに効率的に実現するかということである。一般的
にいえば、シェーディングはライティング計算を行いか
つそれらからピクセルカラー／不透明性を決定する処理
である。大まかにいうと、共通的に使用できるシェーデ
ィングの３つの主たるタイプがあり、フラット(flat)シ
ェーディング，グロー(Gouraud)シェーディングおよび
フォン(Phong)シェーディングである。これらはポリゴ
ン毎の光計算，頂点毎の光計算およびピクセル毎の光計
算に対応する。広く多様なシェーディングモデルが作ら
れている。すべてのユーザを満足させかつすべてのアプ
リケーションに適合するシェーディングモデルはない。
したがって、プログラマの選択およびシェーディングモ
デルの規格に関する柔軟性を与えるために、いくつかの
設計方法が示唆されている。

【０００５】ＲＬクックによる「シェードツリー(Shade
Tree)」（ＳＩＧＧＲＡＰＨ８４，２２３−２３１頁）
と呼ばれる論文は、クックは、シェードツリーと呼ばれ
るツリー表現としてシェーダが構築される特別な目的の
言語を記述している。一般的にいえば、シェードツリー
はノードのツリーであり、各ノードはそれの子どもから
パラメータを取りそれの親のためのパラメータを生成す
る。たとえば、パラメータは、イルミネーション計算式
の項（たとえば、鏡面ケースまたは表面法線）であって
よい。他のパラメータは大気効果（たとえば、霧）また
は投影を含む。レンダと人間とのインタフェースは、多
様な目的のためにユーザ定義シェーダおよびシステム定
義シェーダを提供するためにシェードツリーを用いる。

【０００６】シェードツリーは非リアルタイムレンダリ
ンググラフィクスシステムにおいて広く用いられている
が、リアルタイムレンダリングのコンテキストにおいて
シェードツリーが提供する柔軟性を持たせようとする
と、問題が生じる。たとえば、家庭用ビデオゲームプラ
ットフォームやパーソナルコンピュータのグラフィクス
カードのような低価格のリアルタイムレンダリングシス
テムにおいてシェードツリーの柔軟性を与えることが強
く要望されている。

【０００７】グラフィクスシステム設計者が直面してい
る他の問題は、１パスマルチテクスチャリングと呼ばれ
る特徴をいかに効率的に提供するかである。基本的に
は、テクスチャリングは表面の特性を効率的にモデリン
グするための技術である。たとえば、レンガ壁において
各個別のレンガやモルタルのジオメトリをモデリングす
るのに代えて、表面上にレンガ壁のイメージを電気的に
「貼り付ける」ことが可能である。そのようなテクスチ
ャリングの能力は、モデリングや処理コストにおける対
応的な増加なしに、イメージの複雑さを非常に大きくす
るために使用され得る。

【０００８】マルチテクスチャリングとして知られてい
るテクスチャリングの拡張は、同じ表面に２つまたはそ
れ以上のテクスチャが付与されるのを許容する。たとえ
ば、外部空間から見た地球のイメージを作る場合を想定
する。この場合、地球を球体としてモデリングし、それ
に２つの異なるテクスチャを付与することができる。第
１のテクスチャは陸地や海のイメージであり、第２のテ
クスチャはそれを覆う雲のイメージであり得る。雲のテ
クスチャイメージを陸地や海のテクスチャイメージに対
して相対的に動かすことによって、非常にリアルでかつ
ダイナミックなテクスチャマッピングされたイメージを
作ることができる。

【０００９】２つまたはそれ以上のテクスチャが同じレ
ンダリングパス中でアクセスされるマルチテクスチャリ
ングをいくつかのグラフィクスアクセラレータがサポー
トしている。たとえば、マイクロソフトのダイレクトＸ
６．０ＳＢＫ（１９９８）；セガル等の「オープンＧＬ
グラフィクスシステム：Ａ規格」（バージョン１．２．
１）（１９９８年３月）（www.OpenGL.org）を参照され
たい。或るＰＣグラフィクスアクセラレータカードは１
パスマルチテクスチャリングを提供する。しかしなが
ら、さらなる改良が可能である。

【００１０】この発明は、マルチテクスチャリングおよ
び多数の他の柔軟性のあるブレンド効果のために使用さ
れ得る、一般化したシェードツリーブレンダを提供す
る。この発明によって提供される１つの局面によれば、
グラフィクスパイプライン中の再循環シェーダハードウ
ェアは多数の独立制御可能なブレンドステージを提供す
るように制御され得る。シェーダハードウェアは種々の
ブレンド演算の結果のための中間記憶を含む。シェーダ
ハードウェアは各ブレンドステージ毎に異なる入力を選
択しかつ異なる演算を行うことができる。したがって、
比較的低価格でかつコンパクトなシェーダハードウェア
が複雑なシェードツリーを任意に実現するために使用さ
れ得る。

【００１１】この発明によって提供される他の局面によ
れば、第１テクスチャマッピング演算の結果が再構成可
能なシェーダに与えられる。このシェーダはその第１テ
クスチャマッピング演算に応答してブレンド演算を実行
する。シェーダは、次いで、再構成され、さらなるテク
スチャ演算の結果を受けるように接続される。再構成さ
れたシェーダはそれの先の結果をさらなるテクスチャ演
算の結果に結合してブレンドした出力を与える。

【００１２】この発明によって提供された別の局面によ
れば、シェーダは任意的に複雑なシェーディングモデル
を実現するために、任意の所望回数再循環される。各再
循環または「ステージ」は、多数の所望のブレンド演算
の任意の１つを持ちかつ多様なカラー，不透明性もしく
はデプスのソースの選択したものをブレンドするように
プログラマブルである。再循環の回数はリアルタイムレ
ンダリングのタイミングの制約を考慮して具体的な実施
例によって制限されるが、妥当な数の再循環ステージ
（たとえば、１５回）が多様な複雑なシェーディングモ
デルを実現するにおいて非常な柔軟性を提供する。

【００１３】この発明によって提供される他の局面によ
れば、再循環シェードツリーピクセルブレンダはステー
ジ当たりの処理時間を最小化するためにハードウェアで
実現される。より詳しくいうと、この発明の好ましい実
施例は、比較的小さいチップ面積の多能なテクスチャ環
境処理サブシステムを提供し、そのサブシステムはハー
ドウェアでアクセラレートされたプログラマブルなテク
スチャシェーダ／ピクセルブレンダを含み、それは計算
したカラー，不透明性および他のデータを多数のサイク
ル／ステージに亘って循環させる。テクスチャ環境サブ
システムは頂点毎のライティング，テクスチャ，ラスタ
ライズしたカラー，不透明性，およびデプスを結合し、
表示のためのピクセルパラメータを形成する。カラー
（たとえば、ＲＧＢ）およびアルファ成分についてのブ
レンダ演算は、テクスチャ環境サブシステム内におい
て、マルチテクスチャおよび他の効果を実現するために
多数の処理ステージに亘って再使用される１組のカラー
／アルファ結合器（シェーダ）のハードウェアを含むブ
レンドユニットによって独立的に処理される。選択可能
な現在のカラー／不透明性入力／出力レジスタが中間結
果をストアするために、すべてのステージについて共用
される。このシェーダハードウェアは各ステージ毎に再
構成され、１レンダリングパスでのマルチテクスチャリ
ングおよび他の効果をサポートする一連の区分可能なブ
レンド／シェーディング演算を提供する。

【００１４】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１５】

【実施例】図１は対話型（インタラクティブ）３Ｄコン
ピュータグラフィクスシステム５０の一例を示す。シス
テム５０は対話型３Ｄビデオゲームをステレオ音声とと
もにプレイするのに用いられ得る。これはまた多様な他
のアプリケーションにも用いられ得る。

【００１６】この実施例において、システム５０は３次
元世界のディジタル表現ないしモデルをインタラクティ
ブにかつリアルタイムに処理することができる。システ
ム５０は、任意の視点から、その世界の一部または全部
を表示することができる。たとえば、システム５０は、
手持ちコントローラ５２ａおよび５２ｂまたは他の入力
デバイスからのリアルタイム入力に応答して、視点をイ
ンタラクティブに変化できる。このことによって、ゲー
ムプレーヤは、その世界内もしくは外の誰かの目を通し
てその世界を見ることができる。システム５０は、リア
ルタイム３Ｄインタラクティブ表示を必要としないアプ
リケーション（たとえば２Ｄ表示の発生やおよび／また
はノンインタラクティブ表示）に使用できるが、高品質
の３Ｄ映像を非常に速く表示する能力は、非常にリアル
でエキサイティングなゲームプレイや他のグラフィクス
インタラクションを創造するのに使用され得る。

【００１７】システム５０を用いてビデオゲームまたは
他のアプリケーションをプレイするために、ユーザはま
ず、主ユニット５４を、カラーテレビ５６または他の表
示装置に、両者の間にケーブル５８を接続することによ
って、接続する。主ユニット５４はカラーテレビ５６を
制御するためのビデオ信号およびオーディオ信号を発生
する。ビデオ信号はテレビジョン画面５９上に表示され
ている映像を制御するものであり、オーディオ信号はテ
レビのステレオスピーカ６１Ｌおよび６１Ｒを通して音
声として再生される。

【００１８】ユーザはまた主ユニット５４を電源につな
ぐ必要がある。この電源は従来のＡＣアダプタ（図示せ
ず）であってよく、そのＡＣアダプタは家庭用の標準的
な壁ソケットに差し込まれ、家庭用電源を、主ユニット
５４を駆動するのに適した低いＤＣ電圧信号に変換す
る。他の実施例ではバッテリが用いられてもよい。

【００１９】ユーザは主ユニット５４を制御するために
手持ちコントローラ５２ａおよび５２ｂを用いる。コン
トロール６０は、たとえば、３Ｄ世界内においてテレビ
５６に表示されているキャラクタが移動すべき方向（上
または下、左または右、近づいてまたは遠ざかって）を
指示するために使用され得る。コントロール６０は、ま
た他のアプリケーションのための入力（たとえばメニュ
ー選択，ポインタ／カーソル制御，その他）を与える。
コントローラ５２は多様な形態をとり得る。この実施例
においては、図示されるコントローラ５２は、各々ジョ
イスティック，押しボタンおよび／または方向スイッチ
のようなコントロール６０を含む。コントローラ５２
は、ケーブルによって、もしくは電磁波（たとえば電波
または赤外線）を介してワイヤレスで、主ユニット５４
に接続され得る。

【００２０】ゲームのようなアプリケーションをプレイ
するために、ユーザはビデオゲームもしくはプレイした
いと思う他のアプリケーションをストアしている適宜の
記憶媒体６２を選択し、その記憶媒体を主ユニット５４
のスロット６４に差し込む。記憶媒体６２は、たとえ
ば、特別にエンコードされおよび／または記号化された
光学的ならびに／もしくは磁気的ディスクであってよ
い。ユーザは主ユニット５４をオンするために電源スイ
ッチ６６を操作し、主ユニットがその記憶媒体６２にス
トアされているソフトウェアに基づいてビデオゲームも
しくは他のアプリケーションを実行し始めるようにす
る。ユーザは主ユニットに入力を与えるためにコントロ
ーラ５２を操作する。たとえば、コントロール６０を操
作することによってゲームもしくは他のアプリケーショ
ンをスタートさせる。他のコントロール６０を動かすこ
とによって、動画キャラクタを異なる方向に移動させ、
または３Ｄ世界におけるユーザの視点を変化させる。記
憶媒体６２にストアされている具体的なソフトウェアに
よって、コントローラ５２上の種々のコントロール６０
は異なる時間で異なる機能を達成することができる。全体システムの例図２はシステム５０の例示的なコンポーネントのブロッ
ク図であり、重要なコンポーネントは、・主プロセサ（ＣＰＵ）１１０，・主メモリ１１２，および・グラフィクス／オーディオプロセサ１１４を含む。

【００２１】この実施例において、主プロセサ１１０
（たとえばＩＢＭパワーＰＣ７５０の改良版）は、手持
ちコントローラ５２（および／または他の入力デバイ
ス）からの入力をグラフィクス／オーディオプロセサ１
１４を通して受ける。主プロセサ１１０はユーザ入力に
インタラクティブに応答し、光ディスクドライブのよう
な大容量記憶媒体アクセス装置１０６を介して、たとえ
ば外部記憶媒体６２から供給されるビデオゲームもしく
は他のプログラムを実行する。一例として、ビデオゲー
ムプレイの状況では、主プロセサ１１０は、多様なイン
タラクティブ制御機能に加えて、衝突検出および動画処
理を実行する。

【００２２】この実施例では、主プロセサ１１０は３Ｄ
グラフィクス／オーディオコマンドを発生し、それらを
グラフィクス／オーディオプロセサ１１４に送る。グラ
フィクス／オーディオプロセサ１１４はこれらのコマン
ドを処理し、ディスプレイ５９上での可視映像を生成
し、ステレオスピーカ６１Ｒおよび６１Ｌもしくは他の
適宜の音声発生デバイス上でのステレオ音声を生成す
る。

【００２３】実施例のシステム５０はビデオエンコーダ
１２０を含み、このビデオエンコーダは、グラフィクス
／オーディオプロセサ１１４からの映像信号を受けて、
その映像信号をコンピュータモニタや家庭用テレビ５６
のような標準的な表示装置上での表示に適したアナログ
および／またはディジタルビデオ信号に変換する。シス
テム１００はまたオーディオコーデック（圧縮器／伸長
器）１２２を含み、このオーディオコーデックはディジ
タル化されたオーディオ信号を圧縮しかつ伸長するとと
もに、必要に応じてディジタルオーディオ信号のフォー
マットとアナログオーディオ信号のフォーマットとの間
で変換を行う。オーディオコーデック１２２はバッファ
１２４を介してオーディオ入力を受けることができ、処
理（たとえば、プロセサが生成したおよび／または大容
量記憶媒体アクセス装置１０６のストリームオーディオ
出力を介して受信した他のオーディオ信号とのミキシン
グ）するために、そのオーディオ入力をグラフィクス／
オーディオプロセサ１１４に与える。この実施例におけ
るグラフィクス／オーディオプロセサ１１４は、オーデ
ィオタスクに利用可能なオーディオメモリ１２６にオー
ディオ関連情報をストアすることができる。グラフィク
ス／オーディオプロセサ１１４は、結果的に得られるオ
ーディオ出力信号を、圧縮およびアナログ信号への変換
のために、オーディオコーデック１２２に与え、したが
ってそのオーディオ出力信号が（たとえばバッファアン
プ１２８Ｌおよび１２８Ｒを介して）スピーカ６１Ｌお
よび６１Ｒによって再生され得る。

【００２４】グラフィクス／オーディオプロセサ１１４
はシステム１００内に存在するであろう種々の付加的な
デバイスと通信する能力を有する。たとえば、パラレル
ディジタルバス１３０は大容量記憶媒体アクセス装置１
０６および／または他のコンポーネントと通信するため
に用いられる。シリアル周辺バス１３２は多様な周辺機
器または、たとえば、・ＰＲＯＭおよび／またはＲＴＣ（リアルタイムクロッ
ク）１３４，・モデム１３６もしくは他のネットワークインタフェー
ス（それはシステム１００を、プログラム命令および／
またはデータがダウンロードもしくはアップロードされ
得るインターネットあるいは他のディジタルネットワー
クのようなテレコミュニケーションネットワーク１３８
に接続する），および・フラッシュメモリ１４０を含む他のデバイスと通信する。別の外部シリアルバス
１４２は、付加的な拡張メモリ１４４（たとえばメモリ
カード）もしくは他のデバイスと通信するために使用さ
れ得る。コネクタが種々のデバイスをバス１３０，１３
２および１４２に接続するために使用され得る。グラフィクス／オーディオプロセサの例図３は実施例のグラフィクス／オーディオプロセサ１１
４を示すブロック図である。或る実施例においては、グ
ラフィクス／オーディオプロセサ１１４はシングルチッ
プＡＳＩＣであってよい。この実施例においては、グラ
フィクス／オーディオプロセサ１１４は、・プロセサインタフェース１５０，・メモリインタフェース／コントローラ１５２，・３Ｄグラフィクスプロセサ１５４，・オーディオディジタル信号プロセサ（ＤＳＰ）１５
６，・オーディオメモリインタフェース１５８，・オーディオインタフェース／ミキサ１６０，・周辺コントローラ１６２，および・表示コントローラ１６４を含む。

【００２５】３Ｄグラフィクスプロセサ１５４はグラフ
ィクス処理タスクを実行する。オーディオディジタル信
号プロセサ１５６はオーディオ処理タスクを実行する。
表示コントローラ１６４は主メモリ１１２からの映像情
報にアクセスし、表示装置１０２上での表示のためにそ
の映像情報をビデオエンコーダ１２０に与える。オーデ
ィオインタフェース／ミキサ１６０はオーディオコーデ
ック１２２をインタフェースし、また異なるソースから
のオーディオ（たとえば、大容量記憶媒体アクセス装置
１０６からのオーディオストリーム，オーディオＤＳＰ
１５６の出力，およびオーディオコーデック１２２を通
して受ける外部オーディオ入力）をミックスすることが
できる。プロセサインタフェース１５０は主プロセサ１
１０およびグラフィクス／オーディオプロセサ１１４の
間のデータおよび制御インタフェースを提供する。

【００２６】メモリインタフェース１５２はグラフィク
ス／オーディオプロセサ１１４とメモリ１１２との間の
データおよび制御インタフェースを提供する。この実施
例においては、主プロセサ１１０は、プロセサインタフ
ェース１５０およびグラフィクス／オーディオプロセサ
１１４の一部であるメモリインタフェース１５２を介し
て、主メモリ１１２にアクセスする。周辺コントローラ
１６２はグラフィクス／オーディオプロセサ１１４と上
で述べた種々の周辺機器との間のデータおよび制御イン
タフェースを提供する。オーディオメモリインタフェー
ス１５８はオーディオメモリ１２６とのインタフェース
を提供する。グラフィクスパイプラインの例図４は図３の３Ｄグラフィクスプロセサ１５４をより詳
細に示すグラフィクス処理システムを示す。この３Ｄグ
ラフィクスプロセサ１５４は、とりわけ、コマンドプロ
セサ２００および３Ｄグラフィクスパイプライン１８０
を含む。主プロセサ１１０はデータストリーム（たとえ
ばグラフィクスコマンドストリームおよび表示リスト）
をコマンドプロセサ２００に通信する。主プロセサ１１
０はメモリレイテンシを最小化するために２レベルキャ
ッシュ１１２を有し、さらにまたグラフィクス／オーデ
ィオプロセサ１１４に向けられたキャッシュされていな
いデータストリームのための書込収集(write-gatherin
g)バッファ１１１を有する。この書込収集バッファ１１
は部分キャッシュラインを全キャッシュラインに集め、
バスの最大使用時に、グラフィクス／オーディオプロセ
サ１１４からのデータを１つのキャッシュラインに送
る。

【００２７】コマンドプロセサ２００は主プロセサ１１
０からの表示コマンドを受け、それらを解剖し、メモリ
コントローラ１５２を介して共用メモリ１１２からのそ
のコマンドを処理するに必要な付加的なデータを入手す
る。コマンドプロセサ２００は、２Ｄおよび／または３
Ｄ処理およびレンダリングのために、頂点コマンドのス
トリームをグラフィクスパイプライン１８０に与える。
グラフィクスパイプライン１８０はこれらのコマンドに
基づいて映像を生成する。結果として得られた映像情報
は、表示コントローラ／ビデオインタフェースユニット
１６４によるアクセスのために主メモリ１２０に転送さ
れ得て、この映像情報は表示装置１５６上にパイプライ
ン１８０のフレームバッファ出力を表示する。

【００２８】図５はグラフィクスプロセサ１５４を用い
て実行される処理を図解的に示すブロック論理フロー図
である。主プロセサ１０は、グラフィクスコマンドスト
リーム２１０，表示リスト２１２および頂点アレイ２１
４を主メモリ１１２にストアし、ポインタをバスインタ
フェース１５０を介してコマンドプロセサ２００に送
る。主プロセサ１１０は主メモリ１１０内に割り付けら
れた１つ以上のグラフィクスＦＩＦＯバッファ２１０に
グラフィクスコマンドをストアする。このコマンドプロ
セサ２００は、・同期／フロー制御および負荷バランス
のためにグラフィクスコマンドを受けかつバッファする
オンチップＦＩＦＯメモリバッファ２１６を介して主メ
モリ１１２からのコマンドストリーム，・オンチップコールＦＩＦＯメモリバッファ２１８を介
して主メモリ１１２からの表示リスト２１２，および・コマンドストリームからおよび／または主メモリ１１
２の頂点アレイ２１４からの頂点アトリビュートを頂点キャッシュ２２０を介して取り込む。

【００２９】コマンドプロセサ２００はコマンド処理動
作２００ａを実行し、そのコマンド処理動作２００ａは
アトリビュート形式を浮動小数点フォーマットに変換
し、結果的に得られた完全頂点ポリゴンデータをレンダ
リング／ラスタライゼーションのためにグラフィクスパ
イプライン１８０に与える。プログラマブルメモリ調停
回路１３０（グラフィクスメモリ要求調停回路：図４）
は、グラフィクスパイプライン１８０，コマンドプロセ
サ２００および表示コントローラ／ビデオインタフェー
スユニット１６４の間での共用主メモリ１１２へのアク
セスを調停する。

【００３０】図４は、グラフィクスパイプライン１８０
が・変換ユニット３００，・セットアップ／ラスタライザ４００，・テクスチャユニット５００，・テクスチャ環境ユニット６００，および・ピクセルエンジン７００を含むことを示す。

【００３１】変換ユニット３００は多様な２Ｄおよび３
Ｄ変換および他の動作３００ａ（図５）を実行する。変
換ユニット３００は変換処理３００ａに用いられるマト
リクスをストアするための１つ以上のマトリクスメモリ
３００ｂを含む。変換ユニット３００は、入来する頂点
毎のジオメトリをオブジェクト空間からスクリーン空間
へ変換し、そして入来するテクスチャ座標を変換しかつ
投影テクスチャ座標（３００ｃ）を計算する。変換ユニ
ット３００はまたポリゴンクリッピング／カリング(cli
pping/culling)３００ｄを実行する。変換ユニット３０
０ｂによってまた達成される照明処理３００ｅが、この
実施例では８つまでの独立した照明について、頂点毎に
照明計算を行う。変換ユニット３００は、エンボス(emb
ossed)タイプのバンプマッピング効果およびポリゴンク
リッピング／カリング動作（３００ｄ）のために、テク
スチャ座標を発生する（３００ｃ）。

【００３２】セットアップ／ラスタライザ４００はセッ
トアップユニットを含み、このセットアップユニット
は、変換ユニット３００からの頂点データを受け、三角
形セットアップ情報を、エッジラスタライゼーション，
テクスチャ座標ラスタライゼーションおよびカラーラス
タライゼーションを実行する１つ以上のラスタライザユ
ニット（４００ｂ）に送る。

【００３３】テクスチャユニット５００は、オンチップ
テクスチャメモリ（ＴＭＥＭ）５０２を含んでもよく、
たとえば、・主メモリ１１２からのテクスチャ５０４の抽出、・たとえばマルチテクスチャ処理，ポストキャッシュテ
クスチャ伸長，テクスチャフィルタリング，エンボシン
グ，投影テクスチャの使用を通しての陰影付け，および
アルファトランスパーレンシおよびデプスを用いるＢＬ
ＩＴを含むテクスチャ処理（５００ａ）、・バンプマッピング，偽(pseudo)テクスチャおよびテク
スチャタイル(tiling)効果（５００ｂ）のためのテクス
チャ座標置換を計算するバンプマップ処理、および・間接テクスチャ処理（５００ｃ）を含むテクスチャリングに関連する種々のタスクを実行
する。

【００３４】ブロック５００ａ，５００ｂおよび５００
ｃの動作に関する詳細について、実施例のグラフィクス
パイプライン回路および通常のかつ間接テクスチャルッ
クアップ動作を行う方法の詳細な説明が同時係属中の
「グラフィクスシステムにおける直接および間接テクス
チャ処理方法および装置」、特願２００１−４２６６７
に開示されていて、ここでは、参照によってその記述を
取り入れる。

【００３５】グラフィクスパイプラインの好ましい実施
例の装置において、テクスチャユニット５００は、１つ
のテクスチャアドレス座標／データ処理ユニットを用い
る「再循環」テクスチャパイプライン構成を使用して実
現され、テクスチャアドレス座標／データ処理ユニット
は、論理的直接および間接テクスチャ座標データの処理
をインタリーブし、１つのテクスチャ抽出ユニットから
の抽出した間接テクスチャルックアップデータをテクス
チャアドレス座標／データ処理ユニットへ再循環して戻
すためのテクスチャルックアップデータフィードバック
経路（５００ｄ）を提供する。

【００３６】テクスチャユニット５００は、テクスチャ
環境処理（６００ａ）のために、テクスチャ環境ユニッ
ト６００へフィルタリングしたテクスチャ値を出力す
る。テクスチャ環境ユニット６００は、ポリゴンとテク
スチャカラー／アルファ／デプスをブレンドするととも
に、逆レンジベース(reverse range based)のフォグ効
果を達成するためにテクスチャフォギング処理（６００
ｂ）を行うことができる。テクスチャ環境ユニット６０
０は、たとえば、カラー／アルファ変調，エンボシン
グ，詳細テクスチャリング，テクスチャスワッピング，
クランプ，およびデプスブレンドに基づく多様な他の環
境関連機能を行うためにマルチステージを提供し得る。

【００３７】図５に示すように、実施例におけるテクス
チャ環境ユニット６００ａは再循環シェーダ６０２を含
む。この実施例における再循環シェーダ６０２はハード
ウェアベースの汎用ブレンダを含み、そのブレンダは多
数の選択した入力間でブレンドしかつブレンドした結果
を後続のブレンド演算においてさらにブレンドするため
に保持し得る。この実施例の再循環シェーダ６０２は多
数の異なるブレンド演算を実現できる再使用可能なブレ
ンド論理回路を含む。この実施例において、再循環シェ
ーダ６０２は多数の異なる個別の先行ブレンド結果を保
持し、これらの先にブレンドした結果の任意のものと新
たに与えられた値とをブレンドし得る。このことによっ
て、再循環シェーダ６０２は、連続再循環ステージを通
して、任意のシェードツリーを実現することができる。
たとえば、クックの「シェードツリー」、ＳＩＧＧＲＡ
ＰＨＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、２２３−２３１頁（１９
８４年７月）を参照されたい。再循環シェーダ６０２が
実現できるシェードツリーの複雑さは、或るレンダリン
グパス内において再循環シェーダ６０２が再循環し得る
合計回数によって制限される。この実施例においては、
再循環シェーダ６０２は１５までの再循環ステージを提
供し得るが、異なる実施例では異なる再循環ステージ数
を提供する。

【００３８】テクスチャ環境ユニット６００がブレンド
したカラー／アルファ／ｚ出力を発生すると、ピクセル
エンジン７００はデプス（ｚ）比較（７００ａ）および
フレームバッファピクセルブレンド（７００ｂ）を行
う。この実施例において、ピクセルエンジン７００は内
蔵（オンチップ）フレームバッファメモリ７０２へデー
タをストアする。グラフィクスパイプライン１８０は、
フレームバッファおよび／またはテクスチャ情報を局所
的にストアするために、１つまたはそれ以上の内蔵ＤＲ
ＡＭメモリを含む。ｚ比較７００ａは、現在有効なモー
ドに依存して、グラフィクスパイプライン１８０におけ
る早い段階のステージで行われる（たとえば、ｚ比較
は、もしアルファブレンドが要求されていないならば、
より早期に行われる）。ピクセルエンジン７００は、表
示／ビデオインタフェースユニット１６４によるアクセ
スのために、オンチップフレームバッファ７０２を周期
的に主メモリ１１２へ書き込むコピー動作７００ｃを含
む。このコピー動作はまた、動的なテクスチャ合成効果
のために、内蔵フレームバッファ７０２の内容を主メモ
リ１１２のテクスチャへコピーするために使用され得
る。エイリアス補正および他のフィルタリングがコピー
アウト動作中に行われ得る。グラフィクスパイプライン
１８０のフレームバッファ出力（これは最終的には主メ
モリ１１２にストアされる）は、各フレーム毎に、表示
／ビデオインタフェースユニット１６４によって読み出
される。表示コントローラ／ビデオインタフェース１６
４は表示装置１０２上での表示のために、ディジタルＲ
ＧＢピクセル値を与える。再循環シェーダの例図６は再循環シェーダ回路の実施例の高位ブロック図を
示し、図７は図６の再循環シェーダを用いて実現され得
るシェーダパイプラインの例の論理図を示す。図６に示
すように、再循環シェーダ６０２は多数の異なる入力を
受け、それの入力にフィードバックされ得る出力を生成
する。

【００３９】より詳細いうと、この実施例の再循環シェ
ーダ６０２は以下の形式の入力の任意の間で選択する。

【００４０】・ラスタライズしたカラー／アルファ・テクスチャカラー／アルファ・計算したカラー／アルファ・その他実施例において、ラスタライズしたカラー／アルファは
ラスタライザ４００によって提供される。たとえば、ラ
スタライズしたカラー／アルファは、変換ユニット３０
０によって頂点ベースで行われるライティング計算に基
づいてラスタライザ４００によって決定されたグローシ
ェーディングされたピクセルである。テクスチャカラー
／アルファはテクスチャユニット５００によって行われ
た直接または間接テクスチャマッピング演算の結果であ
り得る。再循環シェーダ６０２は、プログラマブルなブ
レンド演算に基づくこれらの値および／または定数の任
意のものあるいはすべてをブレンドして、それの出力に
計算したカラー／アルファ値を与える。この計算したカ
ラー／アルファ値は後続のブレンド演算における使用の
ために再循環シェーダ６０２への入力としてフィードバ
ックされ得る。

【００４１】再循環シェーダ６０２の各々独立的に制御
される再循環が「ステージ」と呼ばれる。実施例におい
て、再循環シェーダ６０２はＡＳＩＣ中の高速ハードウ
ェアロジックによって実現される。多数の独立制御論理
ステージを提供する高速ハードウェアロジックの機能の
再循環によって、ハードウェアの複雑さや必要な集積回
路不動産を減じながら、任意の所望数のシェーディング
／ブレンドステージが許容される柔軟性を提供する。実
施例における再循環シェーダ６０２の各ステージはカラ
ー（ＲＧＢ）およびアルファ（透明性）のために独立し
たブレンド演算を計算する。実施例におけるブレンド計
算は次のような多数の異なる演算から主プロセサ１１０
上で動作するアプリケーションによってプログラムされ
得る。

【００４２】・変調(modulate) ・変調２ｘ(modulate2x) ・変調４ｘ(modulate4x) ・加算(add) ・加算符号(add sigh) ・加算符号２ｘ(add sigh2x) ・減算(subtract) ・加算平滑(add smooth) ・ブレンド拡散アルファ(blend diffuse alpha) ・ブレンドテクスチャアルファ(blend texture alpha) ・ブレンド要素アルファ(blend factor alpha) ・ブレンド現在アルファ(blend current alpha) ・ブレンドテクスチャアルファ予乗算(blend texture a
lpha pre-maltiplied) ・変調アルファおよび加算カラー(modulate alpha and
color) ・変調カラーおよび加算アルファ(modulate color and
alpha) ・変調逆アルファおよび加算カラー(modulate inverse
alpha and color) ・変調逆カラーおよび加算アルファ(modulate inverse
color and alpha) ・鏡面カラーおよびテクスチャ(specular color and te
xture)（多ステージ）・エンボス(embossing)（多ステージ）・詳細テクスチャ(detail texture)（多ステージ）・その他図７は再循環シェーダ６０２によって提供され得る再循
環シェーディングパイプラインの例を示す。この論理パ
イプラインは多数の順次のブレンドステージを提供し、
その各々のステージは計算したカラー／アルファをテク
スチャカラー／アルファおよび／またはラスタライズし
たカラー／アルファとブレンドする。この実施例におい
て、ブレンド演算の１６までの異なるステージが、補間
テクスチャおよびラスタカラー／アルファを受ける各ス
テージに設けられる。ラスタライザ４００（図５参照）
のプログラムが、８つのテクスチャ座標セットの１つお
よび８つの物理的テクスチャ５０４の１つを特定して再
循環シェーダ６０２によって提供されるテクスチャ補間
のために使用する。ラスタライザ４００はまた、或る再
循環シェーダ６０２のステージのために２つのラスタラ
イズしたカラーのどれが使用されるかを制御する。再循環シェーダ回路の例図８はテクスチャ環境ユニット６００において使用する
に適した再循環シェーダ６０２の具体的回路のブロック
図を示す。図示する実施例において、再循環シェーダ６
０２は、ブレンド演算器６５８によって演算されるべき
種々の異なる入力（たとえば、テクスチャカラー／アル
ファ，ラスタライズしたカラー／アルファ，および先の
ブレンド演算の結果）の中から選択するための多数の入
力マルチプレクサ６５６を含む。ブレンド演算器６５８
の結果はこの実施例における４つの中間レジスタ６６０
のいずれか１つにストアされる。これらのレジスタ６６
０のいずれか１つは、次いで、後続のブレンドステージ
におけるさらなるブレンド演算のために入力マルチプレ
クサ６５６によって選択され得る。

【００４３】実施例において、再循環シェーダ６０２は
各ブレンドステージ毎に、カラー成分演算および別のア
ルファ成分演算を行う。或るステージについていえば、
ブロック６５８によって行われる演算はカラー成分およ
びアルファ成分について異なる。カラー成分およびアル
ファ成分の演算は主プロセサ１１０上で動くアプリケー
ションによって独立して制御できる。再循環ステージ毎
に独立したカラーおよびアルファ演算制御を与えるこの
能力によって、再循環シェーダ６０２は、処理速度に関
して追加的なコストなしに、任意の複雑なアルファ（透
明性）ツリーの演算を行うことができる。再循環シェー
ダ６０２の最終ステージによって生成されたアルファ
は、アルファ比較ブロック６６２へ入力される。このア
ルファ比較演算６６２の結果は、たとえば、内蔵フレー
ムバッファ７０２へのカラーおよび／またはｚの書込を
条件付きでマスクするために使用され得る。

【００４４】この実施例において、最終ブレンドステー
ジの最終ブレンド出力はカラー出力および／またはアル
ファ閾値６６２のためにレジスタ６６０（４）にストア
される。ｚテクスチャ経路がまたｚテクスチャリングの
ために設けられる。同時係属中の「Ｚテクスチャリン
グ」（特願２００１− ）を参照されたい。
ここでは、その記述を参照によって取り入れる。入力マルチプレクサ構成の例図９は再循環シェーダの入力マルチプレクサ構成６５６
の例を示す。図９に示すように、４つのマルチプレクサ
６５６ａ−６５６ｄの各々のものは次のものを含む多数
の異なるカラー入力の１つを選択する。

【００４５】・レジスタ６６０（１）の内容・レジスタ６６０（２）の内容・レジスタ６６０（３）の内容・レジスタ６６０（４）の内容・テクスチャカラー・テクスチャアルファ・定数（レジスタ）カラー・定数（レジスタ）アルファ・ラスタライズしたカラー・ラスタライズしたアルファ・わずかの有用な固定定数・プログラマブルな定数・他のテクスチャカラーチャネルへコピーされたテクス
チャカラー成分（この特徴はドット積，輝度計算および
カラー空間変換に有用である）・他の入力マルチプレクサ６５６への入力制御は各再循環シェーダ
ステージ毎に独立して特定される。マルチプレクサ６５
６の出力は、この実施例においては、８ビットの未符号
化(unsigned)値または１０ビットの符号化(signed)値で
あり、他の具体例が異なる精度を提供することができ
る。ブレンド計算／演算の例図１０はブレンド／シェーディング演算器６５８の例を
示す。この実施例においては、再循環シェーダ６０２
は、各ステージ毎に、数２で一般化される計算を行う。

【００４６】

【数２】

【００４７】実施例の計算ブロック６６４における引数
(arguments)Ａ，Ｂ，ＣおよびＤは次のものから選ばれ
る。

【００４８】・４つのカラーレジスタ・ラスタライズしたカラー（拡散または鏡面）・テクスチャ・上のカラーのアルファ成分または定義された定数・固定の定数・プログラマブルな定数計算ブロック６６４はこの実施例においては値Ａ，Ｂお
よびＣで演算する。計算ブロック６６４の出力はオプシ
ョンとしての否定ブロック６６６を通してパスされ、加
算器６６８によって「Ｄ」マルチプレクサ６５６（ｄ）
の出力および随意的なバイアス値と加算される。結果と
して得られた合計値は、出力および／または後続のさら
なるブレンドのために、レジスタ６６０（１），６６０
（２），６６０（３），６６０（４）のいずれか１つに
ストアされる前に、スケーラブロック６７０によってス
ケーリングされ、クランプブロック６７２によってクラ
ンプされる。

【００４９】実施例において、スケーラブロック６７０
は０．５，１，２または４によってスケーリングし得る
が、他の実施例では他のスケーリング値を用いてもよ
い。クランプブロック６７２は多数の異なるクランプモ
デルをサポートする。実施例においては、入力値Ａ，
Ｂ，Ｃは１つの具体例においては未符号化の８ビット値
であり、入力値Ｄは符号化１０ビット値であり、クラン
プブロック６７２の出力は符号化１０ビット値であり得
る。

【００５０】図１１は再循環シェーダ６０２のより詳細
な回路を示す。この実施例において、計算ブロック６６
４は、ハードウェア乗算器６６４ｂ，６６４ｃ；「１−
ｆ」補数ブロック６６４ａ；および加算器６６４ｄによ
って実現される。この実施例において、乗算器６６４ｂ
はＢ入力およびＣ入力を乗算し、その結果的に得られた
積を加算器６６４の一方入力に与える。他の乗算器６６
４ｃはＡ入力を値（１−Ｃ）によって乗算し、その結果
的に得られた積を加算器６６４ｄの他方入力に与える。
このハードウェアはブロック６６４によって計算される
ように図１０に示される式を計算する。加算器６６４に
よって得られた結果的な積は符号反転ブロック６６６へ
出力される。

【００５１】図１１に示す実施例では、付加的な比較器
６７４が設けられ、マルチプレクサ６５６の出力Ａおよ
びＤを、マルチプレクサ６５６の出力Ｃおよびゼロ値
（マルチプレクサ６７６を介して）の間で選択するため
に使用される比較の結果と比較する。付加的なマルチプ
レクサ６７８がデータ経路に設けられ、符号演算器６６
６の出力とマルチプレクサ６７６の出力（すなわち、比
較演算の結果）との間で選択する。そのような比較は、
１つの再循環ステージでブレンド計算および比較結果演
算をすべて行うことによって再循環ステージを節約する
ことができる。実施例におけるこの比較器６７４は８ビ
ット，１６ビットまたは２４ビットの比較を与えるよう
に１つ、２つもしくは３つのチャネルを同時に比較する
ことができる。

【００５２】図１１に示す実施例では、スケーリング演
算６７０は次のようなスケール値でのスケーリングを与
える。

【００５３】・０．５・１・２・４実施例では、異なるスケーリングブロック６７０ａ，６
７０ｂ，６７０ｃ，６７０ｄがクランプブロック６７２
へ与えるためにマルチプレクサ６７０ｅによって選択さ
れる。

【００５４】図１１に示す実施例では、マルチプレクサ
６５６への入力は、オプションとして、ブロック６６４
による計算の前に、「カラースワップ」ブロック６８０
を通してパスされる。カラースワップブロック６８０は
各カラー成分（Ｒ，Ｇ，またはＢ）を他の２つのカラー
成分へブロードキャストするために使用される。図１
２，図１３を参照されたい。この特徴は、たとえば、ド
ット積，輝度計算およびカラー空間変換のために使用さ
れ得る。

【００５５】図１１に示す実施例は固定的なあるいはプ
ログラマブルな定数のためのサポートを含む。１つの実
施例において、定数選択が、複数の固定的に定義された
値を用いるかあるいは複数のプログラマブルなカラーレ
ジスタ値を用いるかを特定する定数選択レジスタによっ
て決定された任意の定数値を選択するために使用され
る。そのようなプログラマブルな定数および固定定数
は、ブレンド演算における柔軟性を与える。他の実施例
では、代わって、少数の固定定数（たとえば、１．０）
が使用される。

【００５６】図１１のデータ経路はたとえば、ダイレク
トＸ６．０または７．０のＤ３Ｄによって特定されるよ
うな異なるブレンド演算のために設定され得る。たとえ
ば、以下の７つのパラメータが再循環シェーダ６０２の
ブレンドステージをプログラムするために使用される。

【００５７】・引数Ａ・引数Ｂ・引数Ｃ・引数Ｄ・減算・バイアス・シフト数３および数４はブレンド演算の例である。

【００５８】SelectArg

【００５９】

【数３】

【００６０】Modulate, Modulate2x, Modulate4x

【００６１】

【数４】

【００６２】引数ＢおよびＣの成分は一緒に乗算され
る。２または４のスケール値が数５で示すブライトニン
グ(blightening)のために使用され得る。

【００６３】

【数５】

【００６４】Add 引数の成分が数６のように一緒に加算される。

【００６５】

【数６】

【００６６】AddSigned,AddSigned2X 引数の成分が−０．５のバイアスに加算され、−０．５
から０．５までの値の有効範囲を作る。結果はブライト
ニングのために２によって乗算される。

【００６７】

【数７】

【００６８】Subtract 第２の引数の成分が第１の引数から減算される。

【００６９】

【数８】

【００７０】AddSmooth バイアス加算演算はグロー，フォグその他のために数学
的には正しい。しかしながら、それは突然飽和して輪郭
加工を生じさせる。よりよく見えるが、わずかに数学的
には正しくない方法は積を減算することである。

【００７１】

【数９】

【００７２】BlendDiffuseAlpha, BlendTextureAlpha,
BlendFactorAlpha, BlendCurrentAlpha 直線ブレンドが、頂点から補間されたアルファ（Ｃ＝ラ
スタライズしたアルファ），現在のテクスチャからのア
ルファ（Ｃ＝テクスチャアルファ），定数アルファ（Ｃ
＝定数アルファ），および／または現在のカラーのアル
ファ（Ｃ＝計算したアルファ）からのアルファを用いて
行われる。

【００７３】

【数１０】

【００７４】BlendTextureAlphaPM 予め乗算したアルファを用いる直線ブレンド

【００７５】

【数１１】

【００７６】ModulateAlpha_AddColor 第２の引数は第１のアルファによって変調され、その結
果は第１の引数に加算される。

【００７７】

【数１２】

【００７８】ModulateColor_AddAlpha 引数が変調され、そして第１の引数のアルファが次いで
加算される。

【００７９】

【数１３】

【００８０】ModulateInvAlpha_AddColor ModulateAlpha_AddColorと同様であるが、第１の引数の
アルファの反転を用いる。

【００８１】

【数１４】

【００８２】ModulateInvColor_AddAlpha ModulateColor_AddAlphaと同様であるが、第１のカラー
の反転を用いる。

【００８３】

【数１５】

【００８４】ModulateInvColor_AddAlpha ModulateColor_AddAlphaと同様であるが、第１のカラー
の反転を用いる。

【００８５】

【数１６】

【００８６】SpecularColor and Texture 上の演算に加えて、より複雑化したブレンドが多数のス
テージを用いることによって達成され得る。たとえば

【００８７】

【数１７】最終カラー＝鏡面テクスチャ＊鏡面カラー＋
拡散テクスチャ＋拡散カラー DiffuseColor それは２つのステージを用いて実現され得る。

【００８８】

【数１８】

【００８９】Embossing この例は埋め込みのためである。

【００９０】

【数１９】最終カラー＝（拡散カラー＋定数＊（法線１
−法線２））＊材質テクスチャ Texture ３つのステージを用いて実現され得る。

【００９１】

【数２０】

【００９２】DetailTexture この例は詳細テクスチャリングのためのものであり、差
分テクスチャは０．５のバイアスを有する。

【００９３】

【数２１】最終カラー＝基本テクスチャ＋（差分テクス
チャＡ−０．５）＋（差分テクスチャＢ＝０．５）次のようにして実現され得る。

【００９４】

【数２２】

【００９５】実施例において、クランプブロック６７２
は表１に示すクランプモデルのどれかを提供する。

【００９６】

【表１】

【００９７】アルファ関数サポート実施例の再循環シェーダは異なるアルファ値関数をサポ
ートしている。実施例において、アルファ比較演算は再
循環ステージの一部ではなく、再循環が完了した後に行
われることに留意されたい。図１１参照。実施例におい
て、アルファ関数は、次の演算のどれか１つを用いてソ
ースアルファを基準アルファと比較する。

【００９８】・常に(alwayss) ・決して(never) ・等しくない(not equal) ・等しい(equal) ・少し(less) ・大きいか等しい(greater than or equal) ・小さいか等しい(less than or equal) ・大きい(greater than) ２つの関数は次のものを用いて実施例において結合され
る。

【００９９】・ＡＮＤ・ＯＲ・ＸＯＲ・ＸＮＯＲピクセルクォードラプレットにおける有効なピクセルの
すべてがアルファテストに失敗したとすると、クォード
ラプレットは捨てられ、フレームバッファ７０２が更新
されることはない。次のものは実現できる例である。

【０１００】例１

【０１０１】

【数２３】

【０１０２】例２

【０１０３】

【数２４】

【０１０４】再循環シェーダ６０２のアルファの機能
（たとえば、非再循環アルファ比較との結合）がシェー
ドツリーに類似する透明ツリーを提供する。特に、再循
環シェーダ６０２のアルファ機能は、Ｍのアルファ入力
上のＮの論理アルファ演算を行うために使用され得て、
ＮおよびＭはいずれも整数である。アルファ比較とアル
ファ論理演算との結合は、漫画の線画のような写真写実
的ではない効果を提供する。同時係属中の「グラフィク
スシステムにおいて非写真的線画を提供するための方法
および装置」、特願２００１− を参照され
たい。ここでは、それを参照することによってその記述
を取り入れる。Ｚテクスチャリングの例シェーダ６０２は、テクスチャマッピングを用いてスク
リーンｚ値を変更することによって、デプス付のスプラ
イトをサポートする。能動化されると、シェーダ６０２
は、基準ｚと２つのスロープ(slopes)に代えて、クォー
ドラプレット毎に４つのｚ値をピクセルエンジン７００
へ送る。各ｚ値は、ｚテクセルをクォードラプレットの
基準ｚに加算することによってもしくは基準ｚをｚテク
セルによって置換することによって得られる。同時係属
中の先に述べたｚテクスチャリングの出願を参照された
い。

【０１０５】図１４はシェーダ６０２を含むテクスチャ
環境ユニット６００のブロック図を示す。テクスチャ環
境ユニット６００は、この実施例においては、コマンド
部６９４およびシェーダ６０２に加えて、フォグ演算器
６９０およびフォグブレンダ演算器６９２を含む。ブロ
ック６９０および６９２の動作に関する詳細について
は、同時係属中の「グラフィクスシステムにおいて改良
されたフォグ効果を提供するための方法および装置」、
特願２００１− を参照されたい。ここで
は、参照によってそれの記述を取り入れる。

【０１０６】図１５はフォグ演算のより詳細なブロック
図を示す。マルチテクスチャリングのための再循環シェーダの使用
の例図１６はマルチテクスチャリングのために再循環シェー
ダ６０２がどのようにして使用され得るかを示す。この
実施例においては、再循環テクスチャユニット５００
は、或る表面に対応する一連のテクスチャマッピング出
力を提示することができる。たとえば、同じプリミティ
ブ表面上に８つまでの異なるテクスチャをマッピングす
ることができる。再循環テクスチャユニット５００は、
対応する一連のテクスチャマッピング出力を作成する直
接（および間接）テクスチャリング演算を提供すること
ができる。実施例においては、再循環シェーダ６０２
は、それが利用可能になったとき各マッピングされたテ
クスチャ出力を受け、そのマッピングされたテクスチャ
出力を変換ユニット３００によって行われるライティン
グ演算から抽出されたプリミティブ表面カラー／アルフ
ァ情報および／または他の先に作成されたテクスチャマ
ッピングとブレンドする。再循環シェーダ６０２はパイ
プライン態様でそのブレンダ演算を行い、それによって
再循環シェーダは、テクスチャユニットがさらなるテク
スチャ出力をその順次に従って発生している間、テクス
チャユニット５００によって先に発生されたテクスチャ
出力をブレンドする。

【０１０７】実施例において、再循環シェーダは、再循
環テクスチャユニット５００によって与えられる付加的
な情報とのさらなるブレンドのために、中間ブレンド結
果を保持する。再循環テクスチャユニット５００が一連
のテクスチャマッピング出力において最後のテクスチャ
マッピング出力を発生した直後に、再循環シェーダ６０
２は対応する最終ブレンド演算を行い、そのブレンド結
果をデプスバッファリング，フレームバッファ７０２の
内容との最終カラーブレンドおよび表示のために、フォ
グブロック６００ｂを介して出力する。

【０１０８】図１７は図６に示す再循環シェーダ６０２
を用いるマルチテクスチャリングプロセスの例を示す。
図１７に示す非制限の例においては、変換ユニット３０
０はテクスチャ座標データを発生する（ブロック１００
２）。そして、システム５０は、次いで発生したテクス
チャ座標データを特定のテクスチャマップと関連付け、
テクスチャユニット５００は対応するテクセル（テクス
チャデータ）をテクスチャマップから抽出する（ブロッ
ク１００４）。なお、再循環シェーダ６０２は所定のブ
レンド／シェーディング演算を行うように構成され、抽
出したテクスチャデータはブレンドのために再循環シェ
ーダ６０２へ与えられる（ブロック１００８）。再循環
シェーダ６０２は抽出したテクスチャデータをいくつか
の他の入力および／または保持している先の結果とブレ
ンドする（ブロック１０１０）。たとえば、再循環シェ
ーダ６０２は抽出したテクスチャデータを、頂点ベース
でのポリゴン上に行われたグローシェーディング演算に
対応する、ライティングブロック３００ｅによって発生
されたカラーまたは不透明値でブレンドする。ブレンド
演算１０１０は、或る場合には、抽出したテクスチャデ
ータを先に抽出したテクスチャデータでブレンドするよ
うに演算する。ブレンド演算１０１０は、時々、その抽
出したテクスチャデータ上での変換を行い、もしくは、
後続のブレンド演算のために再循環シェーダ６０２内の
記憶装置のために抽出したテクスチャデータをそのまま
パスするように動作する。

【０１０９】再循環シェーダ６０２はブレンド演算１０
１０の出力を中間結果として一時的にストアする（ブロ
ック１０１２）。次いで、追加テクスチャデータセット
を抽出しかつブレンドするために、全プロセスが任意の
回数再循環される。実施例においては、再循環シェーダ
６０２はテクスチャユニット５００がブロック１００４
および１００８を実行して追加的なテクスチャマッピン
グを抽出すると同時に、ブロック１０１０および１０１
２を実行する。

【０１１０】図１８は再循環シェーダを用いたマルチテ
クスチャリングパイプラインの例を示す。図１８は、再
循環シェーダ６０２が再循環するそれぞれのときに、再
循環シェーダ６０２が、新たなデータセットを先のブレ
ンド演算によって与えられる任意のまたはすべてのブレ
ンド結果でブレンドすることができる追加的でかつ独立
制御されるブレンドステージを提供する。

【０１１１】好ましい実施例のシステム５０はリアルタ
イムレンダリングシステムであるので、再循環テクスチ
ャユニット５００が再循環し得る回数はイメージフレー
ム間の時間（たとえば、１秒の１／３０または１／６
０）に関連して各再循環に要する時間量によって制限さ
れる。１つの実施例では、再循環テクスチャユニット５
００が１レンダリングパスで実行可能な再循環の合計数
は、たぶん８である。しかしながら、異なる実施例では
異なる再循環数を与えるようにしてもよい。この実施例
において、再循環シェーダ６０２はテクスチャユニット
５００が再循環し得るほぼ２倍の回数再循環できる。再
循環シェーダ６０２によって与えられる追加的な再循環
は、たとえばフォグ，ｚテクスチャリング，環境マッピ
ング，エンボシング，詳細テクスチャリングおよび他の
イメージ効果を含む多数の増強されたイメージ効果を行
うために使用され得る。再循環シェーダ６０２へのテク
スチャ入力は、好ましくは、テクスチャユニット５００
が利用可能なテクスチャを作らないステージ中はゼロ(n
ull)にセットされる。

【０１１２】図１９は、マルチテクスチャリング演算を
提供するために再循環シェーダ６０２を制御するための
制御ステップの例を示す。この具体例においては、主プ
ロセサは、点灯されるべきおよび／または変換ユニット
３００によって変換されるべき多数の異なる頂点２１４
を特定する。変換ユニット３００はテクスチャユニット
５００へ与えるために適宜のテクスチャ座標を発生し、
ラスタライザ４００はライティング計算に基づいて頂点
をラスタライズする。そのようにして発生されたテクス
チャ座標は多数のテクスチャマッピング５０４に基づく
一連のテクスチャマッピング動作において使用され得
る。これらのテクスチャマッピングの結果はマルチテク
スチャブレンドを提供するために、多数の順次の再循環
シェーダ６０２のステージに順次的に与えられる。レジスタインタフェースの例図２０はレジスタの内容の詳細な定義の例である。以下
の表は図２０に示す種々のレジスタの一層詳細な説明を
示すものである。

【０１１３】

【表２】

【０１１４】

【表３】

【０１１５】

【表４】

【０１１６】

【表５】

【０１１７】

【表６】

【０１１８】

【表７】

【０１１９】

【表８】

【０１２０】

【表９】

【０１２１】以下は実施例のアプリケーションのプログ
ラミングインタフェースコールの例である。 GXSetTevOp 説明：これはテクスチャ環境ユニットの初期プログラム
を簡単に作るために設計された便利な関数である。この
マクロは、なじみのあるテクスチャ結合関数を実現する
ために、予め定義した引数とともに、GXSetTevColorIn,
GXSetTevColorOp, GXSetTevAlphaIn,およびGXSetTevAl
phaOpをコールする。

【０１２２】連続する組の再循環シェーダステージをイ
ネーブルするために、アプリケーションはGXSetNumTevS
tages関数をコールする。

【０１２３】次表１０において、Ｃｖはステージのため
の出力カラーであり、Ｃｒは先のステージの出力カラー
であり、そしてＣｔテクスチャカラーである。Ａｖはス
テージのための出力アルファであり、Ａｒは先のステー
ジの出力アルファであり、そしてＡｔはテクスチャアル
ファである。特別な場合、最初の再循環シェーダステー
ジでは、先行するステージがないので、ラスタライズし
たカラー（GX_CC_RASC）がＣｒとして使用され、ラスタ
ライズしたアルファ（GX_CA_RASA）がＡｒとして使用さ
れる。

【０１２４】

【表１０】

【０１２５】引数：ｉｄ＝ステージｉｄ，ｍｏｄｅ＝予
め定義したカラー結合モデル使用例：void GXSetTevOp( GXTevStageID id, GXTevMod
e mode );GXTevStageID 以下の値を列挙する。

【０１２６】

【表１１】

【０１２７】説明：テクスチャ環境（再循環シェーダ）
ステージの名称 GXTevMode 次の値を列挙する。

【０１２８】

【表１２】

【０１２９】説明：テクスチャ環境制御を設定する。 GXSetNumTevStages 説明：この関数は、多数の連続するテクスチャ環境（再
循環シェーダ）ステージをイネーブルする。フォギング
およびブレンド前の出力ピクセルカラーは、最後のステ
ージからの結果である。最後の再循環ステージはレジス
タGX_TEVPREVへ書き込まなければならない（GXSetTevCo
lorOpおよび GXSetTevAlphaOp参照）。少なくとも１つ
の再循環ステージがイネーブルされる。もし、Ｚテクス
チャがイネーブルされると、Ｚテクスチャは最後のステ
ージでルックアップされる（GXSetZTexture参照）。

【０１３０】ライティングカラー，テクスチャ座標およ
びテクスチャマップの再循環シェーダステージとの関連
はGXSetTevOrderを用いて設定される。テクスチャ座標
の利用可能な数はGXSetNumTexGensを用いて設定され
る。利用可能なカラーチャネルの数はGXSetNumChansを
用いて設定される。

【０１３１】GXInitはnStagesをデフォルトとして１に
設定する。

【０１３２】引数：nStages アクティブな再循環シェーダステージの数。最小値は１
で最大値は１６である。

【０１３３】使用例：void GXSetNumTevStages(u8nStag
es); GXSetTevColorIn 説明：この関数はテクスチャ環境（再循環シェーダ）の
カラー結合ユニットの入力オペランドを設定する。入力
オペランドａ，ｂおよびｃはＲＧＢカラーであり、各成
分は未符号化８ビット（０≦ａ，ｂ，ｃ≦２５５）であ
る。ｄ入力オペランドはＲＧＢカラーであり、各成分は
符号化１０ビット入力（−１０２４≦ｄ≦１０２３）で
ある。

【０１３４】入力オペランドがアルファ値（GX_CC_A0,
GX_CC_A1, GX_CC_A2, GX_CC_APREV,GX_CC_TEXA, GX_CC_
RASA）の場合、アルファ値は３つのカラーチャネル（Ｒ
＝Ａ，Ｇ＝Ａ，Ｂ＝Ａ）にまたがって折り返される。

【０１３５】この再循環シェーダステージによって実現
される関数は関数GXSetTevColorOpを用いて設定され
る。

【０１３６】このステージの出力はデフォルトによって
レジスタGX_TEVPREV（GXInitを参照）に向けられるが、
GXSetTevColorOpによって明示的に設定されてもよい。

【０１３７】再循環シェーダステージの出力をストアす
るために使用されるレジスタはまた、入力GX_CC_C0, GX
_CC_C1, GX_CC_C2, GX_CC_CPREVとして使用され得る。G
XSetTevColorまたはGXSetTevColorS10を用いてこれらの
レジスタに一定のカラー値をプログラムすることもでき
る。

【０１３８】各レジスタは未符号化８ビット数もしくは
符号化１０ビット数を成分（ＲＧＢ）毎にストアするこ
とができる。符号化１０ビット数が入力ａ，ｂまたはｃ
のために選択されると、その数は８ビットに切り縮めら
れる。その数を変換するために特別な試みはなく、単純
に最上位ビットが捨てられる。

【０１３９】入力オペランドGX_CC_RASCおよびGX_CC_RA
SAは、頂点毎のライティング計算の結果である。入力オ
ペランドGX_CC_TEXCおよびGX_CC_TEXAはこのステージの
ためのテクスチャ入力である。テクスチャカラー入力GX
_CC_TEXCは、オペランドGX_TC_TEXRRR, GX_TC_TEXGGGま
たは GX_TC_TEXBBBを設定することによる入力より前に
スワップされたカラー成分を有する。再循環シェーダス
テージ毎にスワップオペランドのいずれかを選択するこ
とができる。この実施例においては、同じステージでGX
_TC_TEXRRRおよびGX_TC_GGGの両方を用いることはでき
ない。

【０１４０】GXSetTevOrderはシェーダステージを具体
的なカラーおよびテクスチャに関連付ける。

【０１４１】引数

【０１４２】

【表１３】

【０１４３】使用例：

【０１４４】

【表１４】

【０１４５】GXSetTevAlphaIn 説明：この関数はテクスチャ環境（再循環シェーダ）の
アルファ結合ユニットの１つのステージのための入力オ
ペランドを設定する。入力オペランドａ，ｂおよびｃは
未符号化８ビット入力（０≦ａ，ｂ，ｃ≦２５５）であ
る。ｄ入力オペランドは符号化１０ビット入力（−１０
２４≦ｄ≦１０２３）である。

【０１４６】各シェーダステージは数２５を実現する。

【０１４７】

【数２５】

【０１４８】op,biasおよびscaleによって記述される演
算はGXSetTevAlphaOp関数を使用してプログラマブルで
ある。

【０１４９】このステージの出力はデフォルトによって
レジスタGX_TEVPASS（GXInitを参照）に向けられるが、
GXSetTevAlphaOpによって明示的に設定されてもよい。
結果は、GXSetTevClampModeによって設定されたクラン
プモードに基づいて、２つの範囲、０〜２５５もしくは
−１０２４〜１０２３にクランプされ得る。入力ａ，ｂ
またはｃが符号化１０ビット数（先の再循環シェーダス
テージの結果もしくは入力定数）である場合、下位８ビ
ットだけが使用される。この数を変換する特別な方法は
なく、単純に上位ビットが捨てられる。

【０１５０】再循環シェーダステージの出力をストアす
るために使用されるレジスタはまた入力GX_CA_A0, GX_C
A_A1, GX_CA_A2, GX_CA_APREVとして使用され得る。GXS
etTevColorまたはGXSetTevColorS10を用いてこれらのレ
ジスタに一定のアルファ値をプログラムすることもでき
る。

【０１５１】入力オペランドGX_CA_RASAは頂点毎のライ
ティング計算の結果である。入力オペランドGX_CA_TEXA
はこのステージのためのテクスチャアルファ入力であ
る。GXSetTevOrderを用いてこれらの入力に対応してカ
ラーおよびテクスチャを選択することができる。

【０１５２】引数

【０１５３】

【表１５】

【０１５４】使用例：

【０１５５】

【表１６】

【０１５６】GXSetTevColorOp 説明：この関数はテクスチャ環境（再循環シェーダ）ユ
ニットのこのステージのためのカラー結合器関数のため
にop,scale,biasおよびクランプ演算を設定する。この
関数はまた出力レジスタout_regを特定し、それはカラ
ー結合関数の結果を保持する。カラー結合関数は、数２
６で与えられる。

【０１５７】

【数２６】

【０１５８】入力パラメータａ，ｂ，ｃおよびｄはGXSe
tTevColorIn関数を用いて選択される。これらのＡ，Ｂ
およびＣ入力は未符号化８ビット入力（０≦ａ，ｂ，ｃ
≦２５５）である。ｄ入力は符号化１０ビット入力（−
１０２４≦ｄ≦１０２３）である。結果out_regはまた
符号化１０ビットの結果であり得て、クランプイネーブ
ルおよび現在のクランプモードに依存する（GXSetTevCl
ampModeを参照）。

【０１５９】再循環シェーダ出力レジスタはすべての再
循環シェーダステージで共用される。再循環シェーダ出
力レジスタはまた定数カラー入力として使用され、その
ために具体的な式を実現するときに衝突が起きないよう
に入力および出力レジスタを注意深く割り付ける必要が
ある。アプリケーションは、直前のアクティブな再循環
シェーダステージにおけるGX_TEVPREVに出力しなければ
ならない。

【０１６０】関数GXSetTevOpは予め定義した式の名称に
基づいて、GXSetTevColorInおよびGXSetTevColorOpのパ
ラメータを設定するより簡単な方法を提供する。GXSetT
evOpおよびGXSetTevColorIn/GXSetTevColorOpの使用を
混合してはならない。

【０１６１】GXSetTevOpは出力レジスタの使用について
いくつかの前提を作り、すなわち、GX_TEVPREVは常に出
力レジスタであり、先の再循環シェーダステージの結果
を次の再循環シェーダステージへパスするために使用さ
れる。

【０１６２】引数

【０１６３】

【表１７】

【０１６４】使用例：

【０１６５】

【表１８】

【０１６６】GXSetTevAlphaOp 説明：この関数はテクスチャ環境（再循環シェーダ）ユ
ニットのこのステージのためのアルファ結合器関数のた
めのop,scale,biasおよびクランプ演算を設定する。こ
の関数はまた、レジスタout_regを特定し、それはアル
ファ結合器関数の結果を保持する。アルファ結合器関数
は数２７で与えられる。

【０１６７】

【数２７】

【０１６８】入力パラメータａ，ｂ，ｃおよびｄはGXSe
tTevAlphaInを用いて設定される。このａ，ｂおよびｃ
入力は未符号化８ビット入力（０≦ａ，ｂ，ｃ≦２５
５）である。ｄ入力は符号化１０ビット入力（−１０２
４≦ｄ≦１０２３）である。結果out_regは符号化１０
ビットの結果であり、クランプイネーブルおよび現在の
クランプモードに依存する（GXSetTevClampModeを参
照）。

【０１６９】GXSetTevStagesを使用して連続する数の再
循環シェーダステージをイネーブルしなければならな
い。直前のアクティブな再循環シェーダステージはその
出力をレジスタGX_TEVPREVに書き込む。

【０１７０】引数

【０１７１】

【表１９】

【０１７２】使用例：

【０１７３】

【表２０】

【０１７４】GXSetTevColor 説明：この関数はテクスチャ環境（再循環シェーダ）ユ
ニットにおいて定数カラーレジスタの１つを設定するた
めに使用される。これらのレジスタはすべての再循環シ
ェーダステージについて利用可能である。これらのレジ
スタの少なくとも１つが、マルチテクスチャ構成におい
て、１つの再循環シェーダステージの出力を次にパスす
るために使用される。アプリケーションは、レジスタの
使用において衝突が生じないようにこれらのレジスタを
割り付ける責任がある。

【０１７５】この関数は未符号化８ビットカラーであ
る。符号化１０ビットカラーを使用するために、GXSetT
exColorS10を使用する。

【０１７６】

【表２１】

【０１７７】GXSetTevColorS10 説明：この関数は、テクスチャ環境（再循環シェーダ）
ユニットにおいて定数カラーレジスタの１つを設定する
ために使用される。これらのレジスタはすべての再循環
シェーダステージについて利用可能である。これらのレ
ジスタの少なくとも１つは、マルチテクスチャ構成にお
いて、１つの再循環シェーダステージの出力を次へパス
するために使用される。アプリケーションは、これらの
レジスタの使用において衝突が生じないようにこれらの
レジスタを割り付ける責任がある。

【０１７８】この関数はカラー成分を符号化１０ビット
数にすることができる。未符号化８ビットカラーを設定
するために、GXSetTevColorが使用される。

【０１７９】

【表２２】

【０１８０】GXSetTevClampMode 説明この関数はテクスチャ環境（再循環シェーダ）ユニット
においてこのステージのためのクランプモードを設定す
る。このモードはアルファおよびカラー結合器の両方の
ために使用される。このモードはGXSetTevColorOpおよ
び GXSetTevAlphaOpによって設定されるクランプ制御が
表２３に示すように如何に解釈されるかを果たす。Ｒは
ＴＥＶステージの結果カラーである。

【０１８１】GXInitはモードをGX_TC_LINERに設定す
る。

【０１８２】

【表２３】

【０１８３】

【表２４】

【０１８４】

【表２５】

【０１８５】GXSetAlphaCompare 説明：この関数は、直前のアクティブなテクスチャ環境
（再循環シェーダ）ステージからのアルファ出力を用い
るアルファ比較関数のためのパラメータを設定する。ア
クティブな再循環シェーダステージの数はGXSetTevStag
esを使用して特定される。

【０１８６】出力アルファはブレンド式（GXSetBlendMo
deを参照）において使用され、ソースおよび宛先（フレ
ームバッファ）ピクセルがどのように結合されるかを制
御する。

【０１８７】アルファ比較演算は数２８で与えられる。

【０１８８】

【数２８】

【０１８９】ここで、alpha_srcは直前のアクティブな
再循環シェーダステージからのアルファである。一例と
して、次のような式を実現できる。

【０１９０】

【数２９】

【０１９１】または

【０１９２】

【数３０】

【０１９３】Ｚ比較はテクスチャリングの前または後の
いずれかで生じる（GXSetZCompLocを参照）。Ｚ比較が
テクスチャリングの前に生じた場合、ＺはＺテストに基
づいてのみ書き込まれる。カラーは、Ｚテストおよびア
ルファテストを通過したときに書き込まれる。

【０１９４】Ｚ比較がテクスチャリングの後に生じる場
合、Ｚテストおよびアルファテストを通過したときに、
カラーおよびＺが書き込まれる。正しくＺバッファを行
う必要がある形状切断(cutout shapes)（ビルボードツ
リーのような）をするためにテクスチャを用いるとき、
パイプラインをテクスチャリングの後にＺバッファをす
るように構成しなければならない。

【０１９５】

【表２６】

【０１９６】

【表２７】

【０１９７】GXSetTevOrder 説明：この関数はこのテクスチャ環境（再循環シェー
ダ）ステージへの入力として利用可能なテクスチャおよ
びラスタライズしたカラーを特定する。テクスチャ座標
coordはGXSetTexCoordGen関数を用いて入力アトリビュ
ートから発生され、GXLoadTexObjによって先にロードさ
れたテクスチャマップをルックアップするために使用さ
れる。このステージのためにラスタライズするカラーが
また特定される。カラーは、GXSetChanCtrl関数によっ
て制御される頂点毎のライティングの結果である。

【０１９８】この関数は再循環シェーダステージをイネ
ーブルしないということに注意されたい。連続する数の
再循環シェーダステージをイネーブルするためには、ス
テージGX_TEVSTAGE0をスタートし、GXSetNumTevStages
関数を用いる。

【０１９９】各再循環シェーダステージの動作は独立し
ている。カラー演算はGXSetTevColorInおよびGXSetTevC
olorOpによって制御される。アルファ演算はGXSetTevAl
phaInおよびGXSetTevAlphaOpによって制御される。すべ
てのアクティブな再循環シェーダステージのために利用
可能なテクスチャ座標の数はGXSetNumTexGensを用いて
設定される。すべてのアクティブな再循環シェーダステ
ージのために利用可能なカラーチャネルの数はGXSetNum
Chansを使用して設定される。アクティブな再循環シェ
ーダステージはテクスチャ座標やカラーを参照すること
なく生成される。

【０２００】GXSetTevOrderを用いることによって、１
つのテクスチャ座標を、テクスチャが同じサイズである
限り、多くのテクスチャにブロードキャストすることが
できる。

【０２０１】

【表２８】

【０２０２】任意の再循環シェーダステージにおいて任
意に生成されたテクスチャ座標を使用することができ
る。

【０２０３】

【表２９】

【０２０４】テクスチャが再循環シェーダステージにお
いて使用されていなければ、coordおよびmapをNULLに設
定する。

【０２０５】

【表３０】

【０２０６】再循環シェーダステージにおいてカラーが
用いられないとき、colorをNULLに設定する。

【０２０７】

【表３１】

【０２０８】GXSetTevOrderは関数コールにおいてテク
スチャマップのサイズに従ってGXSetTexCoordGenによっ
て作られた規格化テクスチャ座標をスケーリングする。
そのために、テクスチャ座標は、マップが同じサイズで
あるときにのみマルチテクスチャマップへブロードキャ
ストされる。或る場合においては、或るスケール値を有
するテクスチャ座標を発生したいなら、テクスチャルッ
クアップをディスエーブルする（このことによって間接
バンプマッピングのためのテクスチャ座標を発生す
る）。GX_TEXMAP_DISABLEフラグを使用して達成され
る。 GXSetTevOrder(GX#TEVSTAGE1, GX#TEXCOORD0, GX#TEXMA
P3| GX#TEXMAP#DISABLE, GX#COLOR#NULL); これはGX#TEXMAP3を用いるスケーリングGX#TEXCOORD0で
GX#TEXMAP3のルックアップをディスエーブルする。

【０２０９】GXInitはデフォルトの再循環シェーダ順を
記述する。

【０２１０】

【表３２】

【０２１１】

【表３３】

【０２１２】例：このページはテクスチャ環境（ＴＥ
Ｖ）設定のいくつかの例を示す。

【０２１３】ラスタライズしたカラーたとえば、頂点カラーを有するポリゴンたとえば、頂点ライティングこの構成は、PASSCLR演算を用いることによってラスタ
ライズしたカラーチャネルを直接パスする。テクスチャ
は用いられない。

【０２１４】

【表３４】

【０２１５】１つのテクスチャたとえば、単純なテクスチャマッピングこの構成はテクスチャカラーを直接表示することによっ
て使用される。ラスタライズしたカラーは用いられな
い。

【０２１６】

【表３５】

【０２１７】ラスタライズしたカラーで変調された１つ
のテクスチャたとえば、発光材料テクスチャこの構成はMODULATE演算を用いる。

【０２１８】

【表３６】

【０２１９】ラスタライズしたカラー上にオーバレイさ
れた１つのテクスチャたとえば、拡散光表面上のハイライトマップたとえば、光表面上の投影陰影マップこの構成はDECAL演算を用いる。テクスチャはブレンド
のために使用されるアルファ値を含まなければならな
い。

【０２２０】

【表３７】

【０２２１】定数カラーこの構成はライティングユニットまたは任意のテクスチ
ャからの出力を用いる。

【０２２２】

【表３８】

【０２２３】２つのラスタライズしたカラーの加算たとえば、拡散光カラー＋鏡面光カラーテクスチャを用いない。第１のステージはPASSCLRを用
いることによって第１のラスタライズしたカラーをパス
する。第２のステージは詳細な設定が必要な２つのカラ
ーを加算する。

【０２２４】

【表３９】

【０２２５】ラスタライズしたカラーとアルファとの加
算たとえば、拡散光カラー＋アルファチャネルで処理した
鏡面光カラーもし鏡面カラーが白色についてのみ許容されているなら
ば、ＴＥＶステージ上の各ＲＧＢ成分へブロードキャス
トされる鏡面光カラーのためにアルファチャネルを使用
してもよい。それは１つのステージだけが必要なので、
２つのチャネルを使用するより良好なフィルレート(fil
l-rate)を得ることができる。この方法は、アルファが
他の目的で予約されていなければ使用できる。

【０２２６】

【表４０】

【０２２７】互換性のある他の実施例上述のシステム５０は上で述べた家庭用ビデオゲームコ
ンソールの構成以外としても実現できる。たとえば、或
るものは、システム５０をエミュレートする異なる構成
を有するプラットフォームもしくはそれと同等のものに
おいて、システム５０のために書かれたグラフィクスア
プリケーションや他のソフトウェアを実行させることが
できる。もし、他のプラットフォームがシステム５０の
いくつかのもしくはすべてのハードウェアおよびソフト
ウェアリソースをエミュレートしシミュレートしおよび
／または提供することができれば、その他のプラットフ
ォームはそのソフトウェアを成功裏に実行することがで
きる。

【０２２８】一例として、エミュレータがシステム５０
のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成（プラ
ットフォーム）とは異なるハードウェアおよび／または
ソフトウェア構成（プラットフォーム）を提供できる。
そのエミュレータシステムは、それのためにアプリケー
ションソフトウェアが書かれているシステムのいくつか
のもしくはすべてのハードウェアおよび／またはソフト
ウェアコンポーネンツをエミュレートしもしくはシミュ
レートするソフトウェアおよび／またはハードウェアコ
ンポーネンツを含む。たとえば、エミュレータシステム
はパソコンのような汎用ディジタルコンピュータを含
み、それはシステム５０のハードウェアおよび／または
ファームウェアをシミュレートするソフトウェアエミュ
レータプログラムを実行する。上述のオーディオシステ
ムのＤＳＰ処理がパソコンによってエミュレートされ得
る。

【０２２９】或る汎用ディジタルコンピュータ（たとえ
ばＩＢＭやマッキントッシュのパソコンおよびそれらの
同等物）は、ダイレクトＸ(DirectX)または他の標準的
な３ＤグラフィクスコマンドＡＰＩｓに従った３Ｄグラ
フィクスパイプラインを提供する３Ｄグラフィクスカー
ドを備える。それらはまた、音声コマンドの標準的なセ
ットに基づいて高品質のステレオ音声を提供するステレ
オ音声カードを備える。エミュレータソフトウェアを実
行するそのようなマルチメディアのハードウェアを備え
るパソコンは、システム５０のグラフィクスおよび音声
性能とほぼ等しい十分な性能を有する。エミュレータソ
フトウェアはパソコンプラットフォーム上のハードウェ
アリソースを制御して、それのためにゲームプログラマ
がゲームソフトウェアを書いた家庭用ビデオゲームコン
ソールプラットフォームの処理，３Ｄグラフィクス，音
声，周辺および他の能力をシミュレートする。

【０２３０】図２１はホストプラットフォーム１２０
１，エミュレータコンポーネント１３０３および記憶媒
体６２上のゲームソフトウェア実行可能バイナリ映像を
用いる全体のエミュレーション処理を図解する。ホスト
１２０１は、たとえばパソコン，ビデオゲームコンソー
ルあるいは十分な計算力を有する任意の他のプラットフ
ォームのような汎用または特定目的ディジタル計算装置
である。エミュレータ１３０３はそのホストプラットフ
ォーム１２０１上で走るソフトウェアおよび／またはハ
ードウェアであり、記憶媒体６２からのコマンド，デー
タおよび他の情報のそのホスト１２０１によって実行可
能な形態へのリアルタイム変換を行う。たとえば、エミ
ュレータ１３０３は記憶媒体６２からシステム５０によ
って実行されるように意図された「ソース」であるバイ
ナリ映像プログラム命令を取り込み、これらのプログラ
ム命令をホスト１２０１によって実行されもしくは処理
され得るターゲットとなる形態に変換する。

【０２３１】一例として、ソフトウェアがＩＢＭパワー
ＰＣまたは他の特定のプロセサを用いるプラットフォー
ム上での実行のために書かれかつホスト１２０１が異な
る（たとえばインテル）プロセサを用いるパソコンであ
る場合、エミュレータ１２０３は記憶媒体１３０５から
の１つのもしくは一連のバイナリ映像プログラム命令を
取り込み、これらのプログラム命令を１つまたはそれ以
上の同等のインテルのバイナリ映像プログラム命令に変
換する。エミュレータ１２０３はまたグラフィクス／オ
ーディオプロセサ１１４によって処理されるように意図
されたグラフィクスコマンドおよびオーディオコマンド
を取り込みかつ／あるいは生成し、そしてホスト１２０
１上で利用可能なハードウェアおよび／またはソフトウ
ェアグラフィクス／オーディオ処理リソースによって処
理され得る形態にこれらのコマンドを変換する。一例と
して、エミュレータ１３０３はホスト１２０１の特別な
グラフィクスおよび／または音声ハードウェア（たとえ
ば標準的なダイレクトＸ，オープンＧＬおよび／または
音声ＡＰＩｓ）によって処理され得るコマンドにこれら
のコマンドを変換する。

【０２３２】上で述べたビデオゲームシステムのいくつ
かのもしくはすべての特徴を与えるために用いられるエ
ミュレータ１３０３は、また、エミュレータを使ってゲ
ームを走らせている種々のオプションおよびスクリーン
モードの選択を簡単化しもしくは自動化するグラフィッ
クユーザインタフェース（ＧＵＩ）を備える。一例にお
いて、そのようなエミュレータ１３０３はさらにそのソ
フトウェアが本来的に目的とされたホストプラットフォ
ームに比べてより増強された機能性を含むこともでき
る。

【０２３３】図２２はエミュレータ１３０３で用いるに
適したエミュレーションホストシステム１２０１を図解
的に示す。このシステム１２０１は処理ユニット１２０
３およびシステムメモリ１２０５を含む。システムバス
１２０７がシステムメモリ１２０５を含む種々のシステ
ムコンポーネンツを処理ユニット１２０３に結合する。
システムバス１２０７は多様なバスアーキテクチャのい
ずれかを用いるメモリバスもしくはメモリコントロー
ラ，周辺バスおよびローカルバスを含むいくつかのタイ
プのバス構造の任意のものである。システムメモリ１２
０７はＲＯＭ１２５２およびＲＡＭ１２５４を含む。起
動中においてのようにパソコンシステム１２０１中のエ
レメント（要素）間に情報を伝送する手助けをする基本
ルーチンを含む基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）１
２５６がＲＯＭ１２５２中にストアされる。システム１
２０１はさらに種々のドライブおよび関連のコンピュー
タ読出可能な媒体を含む。ハードディスクドライブ１２
０９が（典型的には固定の）磁気ハードディスク１２１
１から読み出しそれへ書き込む。付加的な（たぶんオプ
ションとしての）磁気ディスクドライブ１２１３が着脱
可能な「フロッピィ」または他の磁気ディスク１２５１
から読み出しかつそれへ書き込む。光ディスクドライブ
１２１７はＣＤ−ＲＯＭあるいは他の光学媒体のような
着脱自在な光ディスク１２１９から読み出しかつそれへ
書き込む。ハードディスクドライブ１２０９および光デ
ィスクドライブ１２１７は、ハードディスクドライブイ
ンタフェース１２２１および光ディスクドライブインタ
フェース１２２５によって、システムバス１２０７にそ
れぞれ接続される。これらのドライブおよびその関連す
るコンピュータ読出可能な媒体は、パソコンシステム１
２０１のためのコンピュータ読出可能な命令，データ構
造，プログラムモジュール，ゲームプログラムおよび他
のデータの不揮発性の記憶媒体を提供する。他の構成で
は、コンピュータによってアクセス可能なデータをスト
アすることができる他のタイプのコンピュータ読出可能
な媒体（たとえば磁気カセット，フラッシュメモリカー
ド，ディジタルビデオディスク，ベルヌーイカートリッ
ジ，ＲＡＭ，ＲＯＭあるいはその他のもの）がまた使用
できる。

【０２３４】エミュレータ１３０３を含む多数のプログ
ラムモジュールがハードディスク１２１１，着脱可能な
磁気ディスク１２１５，光ディスク１２１９および／ま
たはシステムメモリ１２０５のＲＯＭ１２５２および／
またはＲＡＭ１２５４にストアされ得る。このようなプ
ログラムモジュールはグラフィクス／音声ＡＰＩｓ，１
つ以上のアプリケーションプログラム，他のプログラム
モジュール，プログラムデータおよびゲームデータを提
供するオペレーティングシステム（ＯＳ）を含む。ユー
ザは、キーボード１２２７，ポインティングデバイス１
２２９，マイクロフォン，ジョイスティック，ゲームコ
ントローラ，衛星アンテナ(satellite dish)，スキャナ
あるいはその他のもののような入力デバイスを通して、
パソコンシステム１２０１にコマンドおよび情報を入力
することができる。これらのそして他の入力デバイス
は、システムバス１２０７に結合されたシリアルポート
インタフェース１２３１を通して処理ユニット１２０３
に接続され得るが、パラレルポート，ゲームポートファ
イヤワイヤバス(Fire Wire)もしくはユニバーサルシリ
アルバス（ＵＳＢ）のような他のインタフェースによっ
て接続されてもよい。モニタまたは他のタイプの表示デ
バイスがまたビデオアダプタ１２３５のようなインタフ
ェースを介してシステムバス１２０７に接続される。

【０２３５】システム１２０１はモデム１１５４または
インターネットのようなネットワーク１１５２を通して
の通信を確立するための他のネットワークインタフェー
ス手段を含む。内部もしくは外付けであってよいモデム
１１５４はシリアルポートインタフェース１２３１を介
してシステムバス１２３に接続される。システム１２０
１がローカルエリアネットワーク１１５８を介して遠隔
コンピュータ装置１１５０（たとえば他のシステム１２
０１）と通信するのを許容するために、ネットワークイ
ンタフェース１１５６がまた設けられてもよい（もしく
はそのような通信はダイヤルアップもしくは他の通信手
段のようなワイドエリアネットワーク１１５２もしくは
他の通信経路を介してもよい）。システム１２０１はプ
リンタのような周辺出力装置および他の標準的な周辺装
置を含む。

【０２３６】一例では、ビデオアダプタ１２３５は、マ
イクロソフト(Microsoft)のダイレクトＸ７．０、また
は他のバージョンのような標準的な３Ｄグラフィクスア
プリケーションプログラマインタフェースに基づいて発
行された３Ｄグラフィクスコマンドに応答して、高速の
３Ｄグラフィクスレンダリングを提供する３Ｄグラフィ
クスパイプラインチップセットを含んでもよい。１組の
スピーカ１２３７はまた、バス１２０７によって与えら
れる音声コマンドに基づいて高品質ステレオ音声を生成
するハードウェアおよび埋め込みソフトウェアを提供す
る従来の「音声カード」のような音声生成インタフェー
スを介して、システムバス１２０７に接続される。これ
らのハードウェア能力によって記憶媒体１３０５中にス
トアされているソフトウェアを再生するためにシステム
１２０１に十分なグラフィクスおよび音声の速度性能を
与えることができる。

【０２３７】上で言及したすべての書類が参照によって
ここに取り入れられる。

【０２３８】最も現実的かつ好ましい実施例であると現
在考えられているものに関連してこの発明が説明された
が、この発明は開示された実施例に限定されるものでは
なく、逆に、特許請求の範囲内に含まれる種々の変形例
や等価的な構成をカバーするように意図されていること
を理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はインタラクティブコンピュータグラフィ
クスシステムの実施例を示す全体図である。

【図２】図２は図１実施例のコンピュータグラフィクス
システムのブロック図である。

【図３】図３は図２に示す実施例のグラフィクス／オー
ディオプロセサのブロック図である。

【図４】図４は図３に示す実施例の３Ｄグラフィクスプ
ロセサのブロック図である。

【図５】図４のグラフィクス／オーディオプロセサの例
示的な論理フロー図である。

【図６】図６は実施例の再使用可能な再循環シェーダを
示す。

【図７】図７は再循環シェーダを用いて実現された実施
例のシェーディングパイプラインを示す。

【図８】図８は実施例の再循環シェーダのブロック図を
示す。

【図９】実施例の再循環シェーダの入力マルチプレクサ
を示す。

【図１０】図１０は実施例の再循環シェーダの動作ブロ
ック図を示す。

【図１１】図１１は実施例の再循環シェーダの回路を示
す。

【図１２】図１２は実施例のカラースワップの特徴を図
解する。

【図１３】図１３は実施例のカラースワップの特徴を図
解する。

【図１４】図１４は実施例のテクスチャ環境ユニットを
示す。

【図１５】図１５は実施例のフォグ計算ユニットを示
す。

【図１６】図１６はマルチテクスチャのために再循環シ
ェーダがどのようにして使用され得るかの例を示す。

【図１７】図１７は再循環シェーダを用いる実施例のマ
ルチテクスチャリングプロセスを示す。

【図１８】図１８は再循環シェーダを用いる実施例のマ
ルチテクスチャパイプラインを示す。

【図１９】図１９は実施例のマルチテクスチャパイプラ
イン制御を示す。

【図２０】図２０は実施例のテクスチャ環境ユニットの
制御レジスタを示す。

【図２１】図２１は別の互換性のある実施例を示す。

【図２２】図２２は別の互換性のある実施例を示す。

【符号の説明】５０ …インタラクティブ３Ｄコンピュータグラフィク
スシステム１１０ …主プロセサ１１２ …主メモリ１１４ …グラフィクス／オーディオプロセサ１８０ …グラフィクスパイプライン５００ …テクスチャユニット６００ …テクスチャ環境ユニット６０２ …再循環シェーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者パトリックワイローアメリカ合衆国カリフォルニア州ミルピタスジャクリンサークル 19 (72)発明者マークエムレザーアメリカ合衆国カリフォルニア州サラトガウッドサイドドライブ 12187 (72)発明者マシューコムソーフトアメリカ合衆国カリフォルニア州サンタクララ＃28 コルテスドライブ 2601 Ｆターム(参考） 2C001 BC05 BC06 BC08 CA02 CA04 CB01 CB03 CB08 CC01 CC08 5B057 AA20 CA01 CA08 CA13 CA17 CB01 CB08 CB13 CB16 CC04 CE17 CH05 CH08 5B080 CA04 FA02 FA03 FA17 GA15 GA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】選択した入力をブレンドして計算したカラ
ーまたは不透明出力を与え、そのカラーまたは出力が後
続のブレンド演算のための入力として使用するためにフ
ィードバックされるハードウェアシェーダを備える、グ
ラフィクスパイプライン。
【請求項２】シェーダの出力はｎのブレンドステージを
提供するように再循環され得る、請求項１記載のパイプ
ライン。
【請求項３】前記シェーダ出力の再循環によってシェー
ドツリー形式の結合演算を可能にする、請求項１記載の
パイプライン。
【請求項４】前記シェーダは同一のブレンド演算ステー
ジにおいてカラーブレンド演算およびアルファブレンド
演算の両方を提供する、請求項１記載のパイプライン。
【請求項５】シェーダに結合された再循環テクスチャユ
ニットをさらに備え、再循環テクスチャユニットがシェ
ーダによるブレンドのためのさらなるテクスチャ出力を
提供するために別のテクスチャマッピング動作を行って
いる間、前記シェーダは再循環テクスチャユニットによ
って先に与えられたテクスチャ出力をブレンドする、請
求項１記載のパイプライン。
【請求項６】シェーダはプログラマブルなクランパを含
む、請求項１記載のパイプライン。
【請求項７】シェーダはプログラマブルなスケーラを含
む、請求項１記載のパイプライン。
【請求項８】シェーダは比較器を含む、請求項１記載の
パイプライン。
【請求項９】シェーダはプログラマブルなカラースワッ
プを含む、請求項１記載のパイプライン。
【請求項１０】シェーダの出力は複数の後続ブレンド演
算のための入力として利用可能とされる、請求項１記載
のパイプライン。
【請求項１１】シェーダは同一ブレンド演算ステージ中
にカラーブレンド演算とアルファブレンド演算とを行う
別々のブレンド回路を含む、請求項１記載のパイプライ
ン。
【請求項１２】シェーダは前記シェーダの入力へ出力を
与えるフィードバック機構を含む、請求項１記載のパイ
プライン。
【請求項１３】前記フィードバック機構はブレンド演算
からの出力を保持するための１つまたはそれ以上の記憶
バッファを含み、前記バッファの少なくとも１つは前記
シェーダの入力へ接続された出力を有する、請求項１２
記載のパイプライン。
【請求項１４】グラフィクスシステムにおけるマルチテ
クスチャリング方法であって、 (a) 結合されかつテクスチャリングされた成分出力を与
えるために、成分結合装置を通して、テクスチャマッピ
ングデータをパスし、 (b) その成分結合装置を再構成し、そして (c) 結合されかつマルチテクスチャリングされた成分出
力を与えるために再構成された同じ成分結合装置を通し
て前記結合されかつテクスチャリングされた成分出力を
パスする、方法。
【請求項１５】前記ステップ(b) および(c) は複数回繰
り返される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】成分結合装置はテクスチャカラー結合器
を含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】成分結合装置はアルファ結合器を含む、
請求項１４記載の方法。
【請求項１８】マルチテクスチャリングされたポリゴン
を提供する方法であって、 (a) 第１テクスチャマッピングデータを発生し、 (b) 第１テクスチャマッピングデータに対応する第１出
力を与えるために第１テクスチャマッピングデータを結
合器ハードウェアを通してパスし、 (c) 第２テクスチャマッピングデータを発生し、そして (d) 第１および第２テクスチャマッピングデータに対応
する第２出力を与えるために結合器ハードウェアを通し
て第２テクスチャマッピングデータおよび第１出力をパ
スする、方法。
【請求項１９】ステップ(b) はブレンドステージ中に行
われ、ステップ(d) はそのブレンドステージより後の別
のブレンドステージ中に行われる、請求項１８記載の方
法。
【請求項２０】結合器ハードウェアはテクスチャマッピ
ングデータのブレンドの１０以上の連続ステージを提供
する、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】少なくとも１つのテクスチャマッピング
ユニットおよび結合器回路を含むテクスチャ環境ユニッ
トを備えるグラフィクスレンダリングパイプラインにお
いて、イメージ中に表示された表面へマルチテクスチャを付与
するマルチステージを提供するために結合器回路を再使
用するようにしたことを特徴とする、方法。
【請求項２２】再使用ステップでは、第１ブレンドサイ
クル／ステージ中に第１テクセルカラーを結合するため
に結合器回路を使用し、同じ結合器回路を第１サイクル
／ステージとは異なる第２ブレンドサイクル／ステージ
を用いて第２テクセルカラーを結合するために使用し、
第１および第２サイクル／ステージは１つのイメージフ
レームを発生するための期間内に行われる、請求項２１
記載の方法。
【請求項２３】第１および第２サイクル／ステージは連
続的である、請求項２１記載の方法。
【請求項２４】結合器回路は独立のカラー結合器回路と
アルファ結合器回路とを含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２５】結合器回路は数１を計算する【数１】ただし、Ａ，Ｂ，ＣおよびＤは４つの現在のカラーレジ
スタ，ラスタライズしたカラー，テクスチャ，アルファ
成分が選択され、０または１である、請求項２１記載の
方法。
【請求項２６】関連のメモリにストアされているポリゴ
ン頂点データおよびテクスチャデータに少なくとも部分
的に応答してイメージをレンダリングしかつ表示する処
理パイプライン、および前記レンダリングされかつ表示
されたイメージの表面へ１つまたはそれ以上の異なるテ
クスチャおよび／またはテクスチャ特性に対応するテク
スチャデータを選択的にマッピングするためのマルチテ
クスチャ処理サブシステムを備えるグラフィクスシステ
ムにおいて、前記マルチテクスチャ処理サブシステムは、パイプライ
ン内に構成され、テクスチャ，ラスタライズしたカラー
および／またはアルファ成分データを結合して、計算し
たカラーを生成するかつその計算したカラーのパイプラ
イン中への再導入を可能にするフィードバック構成を有
するカラー／アルファ成分ブレンドユニットを含み、マ
ルチテクスチャリングの処理はブレンドユニットの繰り
返しの使用／再使用によって達成されることを特徴とす
る、グラフィクスシステム。
【請求項２７】ブレンドユニットは少なくとも１つの乗
算器と加算器とを含み、ブレンド演算を行うために４つ
までの入力引数を受け入れるように構成される、請求項
２６記載のグラフィクスシステム。
【請求項２８】関連のメモリにストアされているポリゴ
ン頂点データおよびテクスチャデータに少なくとも部分
的に応答してイメージをレンダリングしかつ表示する処
理パイプライン、および前記レンダリングされかつ表示
されたイメージの表面へ１つまたはそれ以上の異なるテ
クスチャおよび／またはテクスチャ特性に対応するテク
スチャデータを選択的にマッピングするためのマルチテ
クスチャ処理サブシステムを備えるグラフィクスシステ
ムにおいて、前記マルチテクスチャ処理サブシステムは、パイプライ
ン内に構成され、所定の処理ステージ中に入力テクスチ
ャ，カラーおよび／またはアルファデータを処理してテ
クスチャおよび／またはカラーもしくはアルファデータ
のブレンドおよび／またはミキシングを達成するテクス
チャ環境ユニットを含み、前記テクスチャ環境ユニット
は、選択した一時的処理ステージ中に動作可能なフィー
ドバック機構を有するカラー／アルファデータブレンド
ユニットを含み、現在の処理ステージの出力が後続の処
理ステージへの入力として利用可能とされることを特徴
とする、グラフィクスシステム。
【請求項２９】ブレンドユニットは、後続の一時的な処
理ステージへの入力として現在の処理ステージの出力を
利用可能にするために、少なくとも１つの記憶レジスタ
に接続される、請求項２８記載のグラフィクスシステ
ム。
【請求項３０】テクスチャ環境ユニットは１６までの連
続的な一時的処理ステージを含む、請求項２８記載のグ
ラフィクスシステム。
【請求項３１】フィードバック機構は複数の記憶レジス
タを含む、請求項２８記載のグラフィクスシステム。
【請求項３２】ブレンドユニットは少なくとも１つの乗
算器と加算器とを含み、ブレンド演算を行うために４つ
までの入力引数を受け入れるように構成される、請求項
２８記載のグラフィクスシステム。
【請求項３３】関連のメモリにストアされているポリゴ
ン頂点データおよびテクスチャデータに少なくとも部分
的に応答してイメージをレンダリングしかつ表示する処
理パイプライン、および前記レンダリングされかつ表示
されたイメージの表面へ１つまたはそれ以上の異なるテ
クスチャおよび／またはテクスチャ特性に対応するテク
スチャデータを選択的にマッピングするためのマルチテ
クスチャ処理サブシステムを備えるグラフィクスシステ
ムにおいて、前記マルチテクスチャ処理サブシステムは、パイプライ
ン内に構成され、入力テクスチャおよびラスタライズし
たカラーデータを処理して所定の一時的処理サイクル／
ステージ中に入力テクスチャおよびラスタライズしたカ
ラーデータ上で独立した数学的なブレンド演算を行い、
前記テクスチャ環境ユニットは選択した一時的処理サイ
クル／ステージ中に動作されるフィードバック機構を含
み、現在の一時的処理サイクル／ステージの出力が後続
の一時的処理サイクル／ステージへの入力として利用可
能とされることを特徴とする、グラフィクスシステム。
【請求項３４】入力テクスチャおよびラスタライズした
カラーデータは、ＲＧＢおよびアルファデータを含む、
請求項３３記載のグラフィクスシステム。
【請求項３５】テクスチャ環境ユニットの一時的処理サ
イクル／ステージの出力は後続のテクスチャ環境ユニッ
トの一時的処理ステージへの入力として利用可能とされ
る、請求項３３記載のグラフィクスシステム。
【請求項３６】テクスチャ環境ユニットは１６までの連
続的な一時的処理ステージを含む、請求項３３記載のグ
ラフィクスシステム。
【請求項３７】テクスチャ環境ユニットは少なくとも１
つの乗算器と加算器とを有するブレンドユニットを含
む、請求項３３記載のグラフィクスシステム。
【請求項３８】ブレンドユニットはブレンド演算を行う
ために４つまでの入力引数を受け入れるように構成され
る、請求項３３記載のグラフィクスシステム。
【請求項３９】関連のメモリにストアされているポリゴ
ン頂点データおよびテクスチャデータに少なくとも部分
的に応答してイメージをレンダリングしかつ表示する処
理パイプライン、前記レンダリングされかつ表示された
イメージの表面へ１つまたはそれ以上の異なるテクスチ
ャおよび／またはテクスチャ特性に対応するテクスチャ
データを選択的にマッピングするためのマルチテクスチ
ャ処理サブシステムを備えるグラフィクスシステム、お
よび入力テクスチャおよびラスタライズしたカラーデー
タを処理して入力テクスチャおよびラスタライズされた
カラーデータ上で独立した数学的なブレンド演算を提供
するテクスチャ環境ユニットを備えるグラフィクスシス
テムにおいて、 (a) 第１テクスチャ環境ユニット一時的処理サイクル／
ステージ中に第１組のテクスチャおよびラスタライズし
たカラーデータ上でブレンド演算を実行し、そして(b)
第１一時的処理サイクル／ステージの出力を後続のテク
スチャ環境ユニット一時的処理サイクル／ステージへの
入力として与える、マルチテクスチャを処理する方法。
【請求項４０】１６までの連続テクスチャ環境一時的処
理ステージからの出力が後続のテクスチャ環境ユニット
一時的処理サイクル／ステージへの入力として与えられ
る、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】入力テクスチャおよびラスタライズした
カラーデータはＲＧＢおよびアルファデータを含む、請
求項３９記載の方法。
【請求項４２】現在の処理ステージの出力は複数の後続
の処理ステージへの入力として利用可能とされる、請求
項２８記載のグラフィクスシステム。
【請求項４３】１つまたはそれ以上の異なるテクスチャ
および／またはテクスチャ特性に対応するテクスチャデ
ータを選択的にサンプリングするマルチテクスチャ処理
サブシステム、および前記マルチテクスチャ処理サブシ
ステムからの第１テクスチャデータサンプルおよび後続
テクスチャデータサンプルを受けるシェーディング／ブ
レンド演算を行い、第１テクスチャデータサンプルを用
いて行われたシェーディング／ブレンド演算からの出力
を後続テクスチャデータサンプルとその第１テクスチャ
データサンプル上で行われたシェーディング／ブレンド
演算からの出力とを用いてシェーディング／ブレンド演
算を行うためにその入力として再循環させる、ハードウ
ェアシェーダを備える、グラフィクスシステム。
【請求項４４】ハードウェアシェーダにマルチテクスチ
ャのサンプルを順次与えるマルチテクスチャ処理サブシ
ステムを含み、シェーダはマルチテクスチャ処理サブシ
ステムのテクスチャサンプル出力上でブレンド／シェー
ディング演算を行い、さらにブレンド／シェーディング
演算の結果的な出力を後続のテクスチャサンプル出力と
ともにその結果的な出力の後続のブレンド／シェーディ
ング演算を行うために再循環させる、グラフィクスパイ
プライン。
【請求項４５】ポリゴン頂点データおよびテクスチャデ
ータに少なくとも部分的に応答してイメージをレンダリ
ングしかつ表示するグラフィクス処理パイプラインであ
って、１つのテクスチャアドレス座標／データ処理ユニット，
１つのテクスチャ抽出ユニット，およびテクスチャ抽出
ユニットから選択して抽出したテクスチャルックアップ
データをテクスチャアドレス座標／データ処理ユニット
へ再循環して戻すためのテクスチャルックアップデータ
フィードバック経路を有する再循環テクスチャパイプラ
イン装置、およびテクスチャ抽出ユニットの出力を受け
るように接続されたハードウェアシェーダと、選択して
ブレンドしたカラーまたは不透明出力データを再循環さ
せるためにハードウェアシェーダの出力からシェーダの
入力へのフィードバック経路とを有する再循環シェード
ツリーアルファ／カラーブレンダ装置を備え、再循環装置は選択したシェーダ入力をブレンドして後続
のブレンド演算のためのシェーダへの入力として使用す
るためにフィードバックされる出力を提供する、グラフ
ィクス処理パイプライン。
【請求項４６】１つのテクスチャアドレス座標／データ
処理ユニットは論理的直接および間接テクスチャ座標デ
ータの処理をインタリーブする、請求項４５記載のパイ
プライン。
【請求項４７】グラフィクスシステムにおけるマルチテ
クスチャ処理サブシステムであって、１つのテクスチャアドレス座標／データ処理ユニット，
１つのテクスチャ抽出ユニット，および１つのテクスチ
ャ抽出ユニットからの抽出した間接テクスチャルックア
ップデータをテクスチャアドレス座標／データ処理ユニ
ットへ再循環して戻すテクスチャルックアップデータフ
ィードバック経路を有するテクスチャリング装置、およ
びテクスチャ抽出ユニットの出力を受けるように接続さ
れた再循環ハードウェアシェーダを備え、シェーダは選択して受信した出力をブレンドして計算し
たカラーまたは不透明出力を与え、それは後続のブレン
ド演算のためのシェーダへの入力として使用するために
選択的にフィードバックされる、グラフィクスシステ
ム。
【請求項４８】１つのテクスチャアドレス座標／データ
処理ユニットは論理的直接および間接テクスチャ座標デ
ータの処理をインタリーブする、請求項４７記載のグラ
フィクスシステム。