JP2002526842A - ディファード・シェーディング（ｄｅｆｅｒｒｅｄｓｈａｄｉｎｇ）を伴うグラフィックス・プロセッサ（ｇｒａｐｈｉｃｓｐｒｏｃｅｓｓｏｒ） - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 遅延シェーディング、タイリングされたフレーム・バッファ、複数ステージの隠面消去処理（図５）、フォング(Phong)・シェーディング（１４０００）、サブピクセル・アンチ・エイリアシング、及びテクスチャ−及びバンプ−マッピング（１２０００）を含む遅延型(deferred)グラフィックス・プロセッサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、コンピューティング・システム（computing system）に関し、一般
的には３次元コンピュータ・グラフィックス（computer graphics）に関し、よ
り特定的には、ディファード・シェーディング（deferred shading）及び向上し
た特性を実行する３次元グラフィックス・プロセッサ（graphics processor）の
ための構造及び方法に関する。

【０００２】 （背景技術） ２．１ ３次元コンピュータ・グラフィックス コンピュータ・グラフィックスは、コンピュータで画像（ピクチャ）を生成す
る技術及び科学である。絵、すなわち画像の生成は、一般的にはレンダリング（
rendering）と呼ばれる。一般的に、３次元（３Ｄ）コンピュータ・グラフィッ
クスでは、あるシーン（scene）でのオブジェクト（object）の表面（又はボリ
ューム）を表すジオメオトリ（geometry）は、フレーム・バッファ（frame buff
er）に記憶されるピクセルに変換され、それから表示装置上に表示される。コン
ピュータ・モニタとして使用されるＣＲＴ等、リアルタイム（real-time）表示
装置は、継続的に画像を繰り返して表示することによって、前記表示をリフレッ
シュする（refresh）。このリフレッシュは通常、列毎に起こり、各列はラスタ
線（raster line）又はスキャン線（scan line）と呼ばれる。この明細書におい
て、ラスタ線は下から上に、番号を付けられるが、上から下に表示される。

【０００３】 ３Ｄアニメーション（3D animation）において、画像のシーケンスが表示され
、３次元空間での動きの錯覚を与える。対話型３Ｄコンピュータ・グラフィック
スは、ユーザに、自らのビュー・ポイント（view point）を変えさせ、又はリア
ルタイムでジオメトリを変更させることで、レンダリング・システムに、新しい
画像をリアルタイムで稼動中に生成するよう要求する。

【０００４】 ３Ｄコンピュータ・グラフィックスにおいて、各レンダリング可能オブジェク
トは通常、自らのローカル・オブジェクト（local object）座標システムを有し
、それゆえに、オブジェクト座標からピクセル表示座標に変換され（又は変形さ
れ）る必要がある。概念上、これは４段階処理：１）オブジェクト座標からワー
ルド座標（world coordinate）への変換（サイズの拡大又は縮小に関するスケー
リング（scaling）を含む）であり、それはシーン全体に関する座標システムで
ある；２）前記シーンのビュー・ポイントに基づいた、ワールド座標からアイ座
標（eye coordinate）への変換；３）アイ座標から透視的な変換されたアイ座標
への変換であり、透視的スケーリング（さらなるオブジェクトは、より小さく現
れる）が実行された場合；及び４）透視的な変換されたアイ座標から、スクリー
ン座標とも呼ばれるピクセル座標への変換である。スクリーン座標は、３次元空
間における点であり、及び後述のとおり、スクリーン精度（すなわちピクセル）
又はオブジェクト精度（高精度数で、通常フローティング・ポイントである）の
いずれかでよい。これらの変換ステップは、変換が起こる前に、適切な変換マト
リックスを予め計算することによって、一つ又は二つのステップに圧縮すること
ができる。一度、ジオメトリがスクリーン座標になると、それは、フレーム・バ
ッファに記憶される（すなわち「ラスタライズされた“rasterized”」）一組の
ピクセル色値に分解される。グロー・シェーディング（Gouraud shading）、フ
ォン・シェーディング（Phong shading）及びテクスチャ・マッピング（texture
mapping）を含むピクセル色値を生成するための多くの技術が使用される。

【０００５】 従来のレンダリング処理の要約は、「３次元コンピュータ・グラフィックスの
基礎（Fundamentals of Three-dimensional Computer Graphics）」、ワット（W
att）著、第５章：レンダリング処理（The Rendering Process）、９７乃至１１
３ページ、マサチューセッツ（Massachusetts）州、レディング（Reading）、ア
ディソン−ウェスリー出版社（Addison-Wesley Publishing Company）、１９８
９年発行、１９９１年増刷、ＩＳＢＮ０−２０１−１５４４２−０（以後、ワッ
ト参照と称する）に、見ることができる。

【０００６】 図１は、３次元オブジェクト、四面体を、その座標軸（Ｘ_obj，Ｙ_obj， Ｚ_obj）とともに示す。３次元オブジェクトは、（Ｘ_eye，Ｙ_eye，Ｚ_eye）に基づ
いて、ビュー・ポイントの座標システムで、変換され、基準化され、及び配置さ
れる。前記オブジェクトは、ビューイング・プレーン（viewing plane）へと投
影され、それによって透視図に修正する。この点において、オブジェクトは、２
次元になったように見える；しかしながら、前記オブジェクトのｚ座標は維持さ
れるので、それらは後に隠れ面除去技術によって使用することができる。前記オ
ブジェクトは最後に、Ｚ_screenが、ページに垂直に交わる、 （Ｘ_screen，Ｙ_screen，Ｚ_screen）に基づいて、スクリーン座標に変換される。
前記オブジェクト上の点は、表示スクリーン内のピクセルの位置（及びそれの小
数部）によって記述される自らのｘ及びｙ座標と、及びビュー・ポイントから、
基準化されたバージョンの距離にＺ座標を有する。

【０００７】 ジオメトリの多くの異なる部分が、同じピクセルに影響を与えうるので、シー
ン・ビューイング・ポイントに最も近い面を表すジオメトリが決定されなければ
ならない。各ピクセルに関して、前記ピクセルの領域によって境界を成す前記ボ
リューム内の可視面は、ピクセル色値を決定する一方で、隠れ面は、前記ピクセ
ルに影響を与えることができない。最も近い不透明面（ジオメトリの辺縁部が、
ピクセル領域と交差する場合は、複数の面）よりも、ビュー・ポイントに近い非
不透明面は、ピクセル色値に影響を与える一方で、すべての他の非不透明面は、
廃棄される。この明細書において、「閉塞した（occluded）」という用語は、他
の非不透明ジオメトリによって隠されたジオメトリを記述するために使用される
。

【０００８】 可視面決定を実行するために、多くの技術が開発され、及びこれらの技術の調
査は：「コンピュータ・グラフィックス：原理と実践（Computer Graphics : Pr
inciples and Practice）」、フォリー（Foley）、ヴァン・ダム（van Dam）、
ファイナー（Feiner）、及びヒューズ（Hughes）著、第１５章：可視面決定（Vi
sible-Surface Determination）、６４９乃至７２０ページ、第２版、マサチュ
ーセッツ州、レディング、アディソン−ウェスリー出版社、１９９０年、１９９
１年訂正増刷、ＩＳＢＮ０−２０１−１２１１０−７（以後、フォリー参照（Fo
ley Reference）と称する）を参照して、ここに採用されている。フォリー参照
において、６５０ページで、「画像精度」及び「オブジェクト精度」という用語
が定義される：「画像精度アルゴリズムは、通常、画像装置の解像度で実行され
、及び各ピクセルにおける可視性を決定する。オブジェクト精度アルゴリズムは
、各オブジェクトが定義される精度で実行され、及び各オブジェクトの可視性を
決定する。」 レンダリング処理が進むにつれて、複数の面が、ピクセルによって境界を定め
られるボリュームと交差するので、ほとんどの従来技術のレンダラ（renderer）
は、一定のスクリーン・ピクセルの色値を何回も計算しなければならない。ピク
セルがレンダリングされる必要がある、平均的回数は、特定のシーンに関しては
、シーンの深度計算複雑性（depth complexity）と呼ばれる。単純なシーンは、
ほぼ１の深度計算複雑性を有する一方で、複雑なシーンは、１０又は２０の深度
計算複雑性を有しうる。シーン・モデル（scene model）がより複雑になると、
レンダラは、常に増加する深度計算複雑性を有するシーンを処理することを要求
されるであろう。このように、ほとんどのレンダー（renders）に関して、シー
ンの深度計算複雑性は、浪費された処理の基準である。例えば、１０の深度計算
複雑性を有するシーンに関して、計算の９０％は、隠れピクセルで浪費される。
この浪費された計算は、単純なＺバッファ技術（後述される）を使用するハード
ウェア・レンダラには典型的であり、それはハードウェアに簡単に組み込むこと
ができるので、一般的に選択される。Ｚバッファ技術よりも複雑な方法は、今ま
で、複雑すぎて、一般的には費用効果的な方法で構築することができなかった。
本発明において示された前記方法及び装置の重要な特性は、ラスタライズされる
前に、ジオメトリの隠れ部分を排除することによって、この浪費された計算を避
ける一方で、費用効果的なハードウェアに組み込むのに十分に単純であることで
ある。

【０００９】 表面上の一点（しばしば、ポリゴンのバーテックス）が、スクリーン座標に変
換される時、前記点は、三つの座標：１）ピクセル単位のｘ座標（一般的に小数
点を含む）；２）ピクセル単位のｙ座標（一般的に小数点を含む）；及び３）ア
イ座標、仮想スクリーンからの距離、又はビューイング・ポイントからの面の相
対距離を維持する他の座標システムのいずれかにおける点のｚ座標を有する。本
明細書において、正のｚ座標値は、ビューイング・ポイントからの「観察方向」
に関して使用され、より小さい値は、ビューイング・ポイントにより近い位置を
示す。

【００１０】 面が一組の平面ポリゴンによって近似される（approximated）時、各ポリゴン
のバーテックスは、スクリーン座標に変換される。ポリゴンにおける又はその上
にある点に関して（バーテックスは除く）、スクリーン座標は、通常は、エッジ
・ウォーキング（edge walking）及びスパン補間（span interpolation）の処理
によって、バーテックスの座標から補間される。このようにｚ座標値は、一般的
に、ジオメトリがレンダリングされると、各ピクセル値（色値とともに）に含ま
れる。 ２．２ 包括的３Ｄグラフィックス・パイプライン（Generic 3D Graphics Pipe
line） 多くのハードウェア・レンダラが開発されており、一例は、：「Ｌｅｏ：費用
効果的３Ｄシェーデド・グラフィックスのためのシステム（Leo: A System for
Cost Effective 3D Shaded Graphics）」ディアリング（Deering）及びネルソン
（Nelson）著、ＳＩＧＧＲＡＰＨ９３会報の１０１乃至１０８ページ、１９９３
年８月１−６日、コンピュータ・グラフィックス会報、年次会議シリーズ、ニュ
ーヨーク、ＡＣＭ ＳＩＧＧＲＡＰＨ、１９９３年出版、ソフトカバーＩＳＢＮ
０−２０１−５８８８９−７及びＣＤ−ＲＯＭ ＩＳＢＮ０−２０１−５６９９
７−３（以後、ディアリング参照と称する）を参照して、ここに採用されている
。ディアリング参照は、それが「真に包括的であり（truly generic）、ほぼす
べての商業用３Ｄグラフィックス・アクセレレータ（3D graphics accelerator
）が、この要約に適合する最高レベルである」として述べている包括的３Ｄグラ
フィックス・パイプライン（すなわち、レンダラ、又はレンダリング・システム
）のダイアグラム（diagram）を含み、このパイプライン・ダイアグラムは、図
２に記載のとおり再現される。そのようなパイプライン・ダイアグラムは、レン
ダリングの処理を運ぶが、特定のハードウェアを記述しない。本明細書は、包括
的３Ｄグラフィックス・パイプラインのステップのいくつかを共有する新しいグ
ラフィックス・パイプラインを示す。包括的３Ｄグラフィックス・パイプライン
における各ステップは、ここでは簡単に説明され、図３に記載の方法の流れのダ
イアグラムにおいても示される。ポリゴンの処理が、本明細書のすべてにおいて
仮定されるが、３Ｄジオメトリを記述するための他の方法が、代わりになること
もできる。説明を簡単にするために、記述された方法におけるポリゴンの種類と
して、三角形が使用される。

【００１１】 図２に記載のとおり、データ入力（ステップ２１２）後、包括的３Ｄグラフィ
ックス・パイプラインのフローティング・ポイント集約的機能の中での第一のス
テップは、変換ステップ（ステップ２１４）であり、それは前述された。変換ス
テップは、方法の流れのダイアグラムの外側のループにおける第一のステップと
して、図３にも記載されており、また、「次のポリゴンを得る（get next polyg
on）」も含む。第二のステップ、クリップ・テスト（clip test）は、少なくと
もビュー・ボリューム（view volume）に部分的に含まれるか見るために、前記
ポリゴンを調べる（時に、錐台系の形状である）（ステップ２１６）。ポリゴン
が、ビュー・ボリュームにない場合、それは放棄される；そうでなければ、処理
が継続する。第三のステップは、面決定であり、ビューイング・ポイントから逸
れた方を向いたポリゴンは放棄される（ステップ２１８）。一般的に、面決定は
、閉じられたボリュームであるオブジェクトにのみ適用される。第四のステップ
は、ライティング計算（lighting computation）であり、一般的に、様々な種類
の複数の光源での、グロー・シェーディング及び／又はテクスチャ・マッピング
に関するセット・アップ（set up）を含むが、フォン・シェーディング又は多く
の他の選択肢の一つに関して設定することもできる（ステップ２２２）。第５の
ステップ、クリッピング（clipping）が、ビュー・ボリュームの外側にあるポリ
ゴンのあらゆる部分を削除するのは、前記部分は、ビューイング・プレーンの四
角の領域内に突出しないからである（ステップ２２４）。一般的に、ポリゴン・
クリッピングは、ポリゴンを、両方がビューイング・プレーンの領域内に突出す
る、二つのより小さいポリゴンに分割することによって、なされる。ポリゴン・
クリッピングは、計算上大変高価である。第六のステップ、透視的分割は、オブ
ジェクトの、ビューイング・プレーンへの突出に関して、透視的修正をする（ス
テップ２２６）。この点において、ポリゴンのバーテックスを表す点は、ステッ
プ７、スクリーン空間変換ステップによって、ピクセル空間座標に変換される（
ステップ２２８）。第八のステップ（ステップ２３０）、増分レンダリングに関
するセット・アップは、様々な始点、終点、及びウェッジ・ウォーキング並びに
スパン補間に必要な増分値を計算する（例えば、ｘ、ｙ、及びｚ座標；ＲＧＢ色
；テクスチャ・マップ空間ｕ及びｖ座標；等）。

【００１２】 描画集約的機能の中で、エッジ・ウォーキング（ステップ２３２）は、以前に
生成されたスパン（同じポリゴンにおいて）からの値を増大させることによって
、表示装置の書くラスタ線に関する水平スパンを増大的に生成し、それによって
ポリゴンの反対のエッジに沿って、垂直に「ウォーキング」する。同様に、スパ
ン補間（ステップ２３４）は、ビューイング・ポイントからのピクセルの距離を
示すｚ座標値を含む、ピクセル値を生成するために、スパンに沿って水平に「ウ
ォーキング」する。最後に、テスティング（Testing）及びブレンディング（Ble
nding）とも称されるｚバッファされたブレンディング（ステップ２３６）は、
最終のピクセル色値を生成する。前記ピクセル値は、色値も含み、それは単純な
グロー・シェーディング（すなわち、バーテックス色値の補間）によって、又は
テクスチャ・マッピング（おそらく、ともにブレンドされた複数のテクスチャ・
マップを使用して）、フォン・シェーディング（すなわち、パー・フラグメント
（per fragment）ライティング）、及び／又はバンプ・マッピング（bump mappi
ng）（補間された面法線を摂動させる）等の、より計算上高価な技術によって、
生成することができる。描画集約的機能が完了した後、二重バッファされたＭＵ
Ｘ出力ルックアップ・テーブル・オペレーション（double-buffered MUX output
look-up table operation）が実行される（ステップ２３８）。この図において
、丸い角を有するブロック（block）は、通常は機能又は処理オペレーションを
表す一方で、尖った角の長方形は、通常は記憶されたデータ又はメモリを表す。

【００１３】 生成されたｚ座標値を、Ｚバッファに記憶された対応する値と比較することに
よって、ｚバッファされたブレンドは、（それが、前記ピクセルの場所に関して
、以前に記憶された値よりも、ビューイング・ポイントに近い場合）それをフレ
ーム・バッファに書き込むことによって、新しいピクセル値を維持するか、又は
新しいピクセル値を放棄する（それがさらに遠い場合）。このステップにおいて
、アンチエイリアシング（antialiasing）方法は、新しいピクセル色を、古いピ
クセル色とブレンドすることができる。ｚバッファされたブレンドは、通常は後
述のとおり、パー・フラグメントのオペレーションのほとんどを含む。

【００１４】 包括的３Ｄグラフィックス・パイプラインは、二重バッファされたフレーム・
バッファを含むので、二重バッファされたＭＵＸも含まれる。出力ルックアップ
・テーブルは、色マップ値を変換するために含まれる。最後に、デジタル−アナ
ログ変換によって、表示装置への入力のためのアナログ信号を作る。

【００１５】 包括的３Ｄグラフィック・パイプラインの主な欠点は、その描画集約的機能が
、固定された数のポリゴンを与えられたピクセル・レベルで、決定的ではないこ
とである。すなわち、固定された数のポリゴンを与えられると、平均的ポリゴン
のサイズが増大するにつれて、より多くのピクセルレベルの計算が必要とされる
。しかしながら、フローティング・ポイント集約的機能は、ポリゴンの数に比例
し、及び平均的なポリゴンのサイズから独立している。それゆえに、フローティ
ング・ポイント集約的機能と、描画集約的機能の間の計算力の量の均衡を保つの
が難しいのは、この均衡が、平均的なポリゴンのサイズに依存するからである。

【００１６】 従来技術のＺバッファは、従来のランダム・アクセス・メモリ（Random Acces
s Memory）（ＲＡＭ又はＤＲＡＭ）、ビデオ・ラム（ＶＲＡＭ）、又は特殊なＤ
ＲＡＭに基づいている。特殊ＤＲＡＭの一例は、「ＦＢＲＡＭ：３Ｄグラフィッ
クスに最適化された、新しい形式のメモリ（FBRAM:A new Form of Memory Optim
ized for 3D Graphics）」、ディアリング（Deering）、シュラップ（Schlapp）
、及びラヴェル（Lavelle）著、ＳＩＧＧＲＡＰＨ９４会報、１６７乃至１７４
ページ、１９９４年７月２４−２９日、コンピュータ・グラフィックス会報、年
次会議シリーズ、ニューヨーク、ＡＣＭ ＳＩＧＧＲＡＰＨ、１９９４年出版、
ソフトカバーＩＳＢＮ０２０１６０７９５６に掲載されている。 ２．３ パイプラン状態 ＯｐｅｎＧＬは、プログラマに、グラフィック画像を作るためにオブジェクト
及びオペレーションを特定させる何百もの機能及びプロシージャを含むグラフィ
ックス・ハードウェアへのソフトウェア・インターフェースである。前記オブジ
ェクト及びオペレーションは、三次元オブジェクトの色画像を作るための適切な
特性を含む。ＯｐｅｎＧＬ（バージョン１．２）のほとんどは、オブジェクトが
、点、線、ポリゴン、又はビット・マップ（bitmap）であっても、前記グラフィ
ックス・ハードウェアが、フレーム・バッファを含むことを仮定し、又は要求し
、及び前記オペレーションが、前記オブジェクト上でのオペレーションでもよい
。ＯｐｅｎＧＬの一般的な特徴（グラフィカル・インターフェースの単なる一例
）は、マーク・シーガル（Mark Segal）及びカート・アクレイ（Kurt Akeley）
編、「ＯｐｅｎＧＬ登録商標グラフィックス・システム：仕様書（バージョン１
．２）」、バージョン１．２、１９９８年３月の参照で説明される；及びここに
は参照のために採用されている。ＯｐｅｎＧＬを参照しているが、本発明は、Ｏ
ｐｅｎＧＬと、又は他の標準あるいは非標準グラフィカル・インターフェースと
互換性があり、又は一致している構造、プロシージャ、又は方法に限定されない
。望ましくは、本発明の構造及び方法は、標準インターフェースの一つのために
準備されたデータ・セットが、変更なく本発明の構造及び方法によって処理され
てもよいように、ＯｐｅｎＧＬ又は他の標準グラフィカル・インターフェースと
一致する方法で実行されてもよい。しかしながら、本発明の構造及び方法は、Ｏ
ｐｅｎＧＬによっては供給されないいくつかの特徴を供給し、及びそのような包
括的な入力／出力が供給される時でも、前記実行は異なる方法で供給される。

【００１７】 「パイプライン状態（pipeline state）」というフレーズは、従来技術におい
ては単一の定義を有しない。例えば、ＯｐｅｎＧＬ仕様書は、状態の項目に関し
て、グラフィックス・レンダリング・マシン又はパイプライン状態の種類並びに
量を、及び前記状態情報を記憶するために必要とされるビット並びにバイトの数
を説明する。ＯｐｅｎＧＬ定義では、パイプライン状態は、例えば、「非バーテ
ックス」情報と同様に、それ自身がバーテックス法線である複数のバーテックス
及び色を含むオブジェクト・バーテックス関連情報を含む傾向にある。

【００１８】 情報が、グラフィックス・レンダラに送られる時、少なくともいくつかのオブ
ジェクト・ジオメトリ情報が、シーンを記述するために供給される。通常は、オ
ブジェクト又は複数のオブジェクトは、バーテックス情報に関して特定され、オ
ブジェクトはモデル化され、定義され、又はそうでなければ、点、線、又は一つ
以上のバーテックスを有するポリゴン（オブジェクト・プリミティブ（object p
rimitives））によって特定される。単純に見ると、バーテックスは、空間にお
ける場所（location）であり、例えば、ある参照起点と比較した三次元空間（ｘ
、ｙ、ｚ）座標によって特定されてもよい。面法線、色、テクスチャ、透明性、
及びバーテックスの特性に関する類似の情報等、他の情報が各バーテックスと関
連する。この情報は、基本的に「パー・バーテックス（"per-vertex"）」情報で
ある。残念なことに、パー・バーテックス情報に対する必要条件としての、入力
情報とバーテックスとの間の１対１の関係は、必ずしも制限的ではない。例えば
、色値は、特定のバーテックスに関するデータ・ストリームにおいて特定されて
もよく、前記色が、連続するバーテックスに関して変更するまで、データ・スト
リームにおいて再特定されない。色値が、明らかに各バーテックスに関する入力
データ・ストリームに含まれていなくても、前記色値は、パー・バーテックス・
データとして特徴づけられてもよい。

【００１９】 テクスチャ・マッピングは、パー・バーテックス情報又はパイプライン状態情
報のいずれとしても考えられる情報又はデータの興味深い例を示す。各オブジェ
クトに関して、一つ以上のテクスチャ・マップが特定され、各テクスチャ・マッ
プは、一つのテクスチャ座標又は複数のテクスチャ座標等、ある方法で識別され
る。テクスチャ座標で指しているテクスチャ・マップが、パイプライン状態の一
部として考えられてもよい一方で、それがパー・バーテックス情報であることが
主張されてもよい。

【００２０】 １対１ベースでの、ジオメトリ・オブジェクト・プリミティブに関連しない、
ライティングの場所並びに強さ、素材設定、反射特性、及びレンダラが動作する
他のすべての規則等、レンダラによって使用される他の情報は、より正確に、パ
イプライン状態と称されてもよい。パー・バーテックス・ベースでは、変化しな
い、又は変化してはならないものは、パイプライン状態だけであると考えられる
かもしれないが、上述の理由から、これは完全に明確な定義ではない。例えば、
レンダリングされるべき一定のオブジェクトに適用されるべき、特定の深度テス
ト（後述の説明を参照）を定義してもよく、例えば、深度テストは、ｚ値が、厳
格に、いくつかのオブジェクトに関して「より大き（"greater-than"）」く、及
び他のオブジェクトに関しては「より大きいか又は等し（"greater-than-or-equ
al-to"）」くなることを要求してもよい。時によって変わるこれらの特定の深度
テストは、そのときのパイプライン状態であると考えられてもよい。

【００２１】 ＯｐｅｎＧＬにおいてレンダラ（パイプライン）状態として考えられるパラメ
ータは、前記参照されたＯｐｅｎＧＬ仕様書（バージョン１．２、１９３乃至２
１７ページ）の第６．２節において確認されている。

【００２２】 基本的に、レンダラによって使用されるデータ又は情報は２種類ある：（１）
パー・バーテックス・データと考えられてもよいプリミティブ・データ、及び（
２）それ以外のすべてであるパイプライン状態データ（又は単にパイプライン状
態）である。この違いは、一定の情報項目を、パイプライン状態又は非パイプラ
イン状態のいずれかとして扱うグラフィックス・レンダラを実行する方法がある
ので、特定の規則としてよりもガイドライン（guideline）として考えられるべ
きである。 ２．４ パー・フラグメント・オペレーション（per-fragment operations） 包括的３Ｄグラフィックス・パイプラインにおいて、「ｚバッファされたブレ
ンド」ステップは、実際には、多くのより小さい「パー・フラグメント」オペレ
ーションのステップを取り入れる。

【００２３】 ＯｐｅｎＧＬ（オープン・グラフィックス・ライブラリ（Open Graphics Libr
ary）及びＤ３Ｄ等、アプリケーション・プログラム・インターフェース（ＡＰ
Ｉｓ（Application Program Interfaces））は、一組のパー・フラグメント・オ
ペレーションを定義する（バージョン１．２ＯｐｅｎＧＬ仕様書の第４章を参照
）。本発明の構造並びに方法と、従来の構造並びにプロシージャとの間の包括的
な類似性及び相違が、簡単に理解できるように、例示的なＯｐｅｎＧＬパー・フ
ラグメント・オペレーションを簡潔に検討する。

【００２４】 ＯｐｅｎＧＬの下で、フレーム・バッファは、一組のピクセルを、二次元アレ
イとして記憶する。フレーム・バッファに記憶された各ピクチャ・エレメント（
picture-element）又はピクセルは、単純に一組のいくつかのビットである。ピ
クセルごとのビット数は、特定のＧＬ実行又はコンテクストによって変化しても
よい。 フレームバッファにおける各ピクセルからの対応するビットは、共にビットプレ
ーン（bitplane）にグループ分けされる；各ビットプレーンは、各ピクセルから
の単一のビットを含む。ビットプレーンは、色、深度、ステンシル（stencil）
、及び蓄積バッファとして称されるいくつかの論理バッファにグループ分けされ
る。色バッファは順に、ＯｐｅｎＧＬ下で左前バッファ（front left buffer）
、右前バッファ（front right buffer）、左後ろバッファ（back left buffer）
、右後ろバッファ（back right buffer）及びいくつかの追加の補助バッファと
称されるものを含む。前方バッファに記憶された値は、表示モニタに通常表示さ
れる値である一方で、後方バッファ及び補助バッファの内容は、不可視であり表
示されない。立体的なコンテクストは、左前及び右前バッファの両方を表示する
一方で、モノスコーピックな（monoscopic）コンテクストは、左前バッファのみ
を表示する。一般的に、色バッファは、同じ数のビットプレーンを有していなけ
ればならないが、コンテクストの特定の実行は、右バッファ、後方バッファ、又
は補助バッファをまったく供給しなくてもよく、実行又はコンテクストは、追加
的に、ステンシル、深度又は蓄積バッファを供給し又は供給しなくてもよい。

【００２５】 ＯｐｅｎＧＬの下で、色バッファは、符号のない整数の色インデックス又はＲ
，Ｇ，Ｂ及び任意で符号のない整数値の数字“Ａ”のいずれかを含む；及び色バ
ッファ、深度バッファ（供給される場合）、ステンシル・バッファ（供給される
場合）、及び蓄積バッファ（供給される場合）の各々におけるビットプレーンの
数は、固定され及びウィンドウ依存である。蓄積バッファが供給される場合、少
なくともＲ，Ｇ及びＢ色コンポーネントごとのビット・プレーンを、色バッファ
と同じだけ有する。 （Ｘ_w，Ｙ_w）のウィンドウ座標でのラステライゼーション（rasterization）に
よって作られたフラグメントは、多くのテスト、パラメータ及び条件に基づいて
、その場所で、フレームバッファにおけるピクセルを変更する。順番に、フラグ
メント及びそれに関連するデータで始まり、フレームバッファへの最終出力スト
リームで終わる、通常実行されるいくつかのテストの中で、特筆すべきは、実行
される順番（及びＡＰＩの中でのいくつかのバリエーション（variation）を有
する）である：１）ピクセル・オーナシップ・テスト；２）シザー（scissor）
・テスト；３）アルファ（alpha）・テスト；４）色テスト；５）ステンシル・
テスト；６）深度テスト；７）ブレンディング；８）ディザリング（dithering
）；及び９）ロジコップ（logicop）である。ＯｐｅｎＧＬが、アルファ・テス
トとステンシル・テストとの間の明確な「色テスト」を供給しないことが、注目
される。ＯｐｅｎＧＬ下でのパー・フラグメント・オペレーションは、すべての
色計算の後に適用される。これらのテスト又はオペレーションの各々は、簡潔に
後述される。 ２．４．１ オーナシップ・テスト ＯｐｅｎＧＬの下で、ピクセル・オーナシップ・テストは、フレームバッファ
における（Ｘ_w，Ｙ_w）という場所でのピクセルが、現在ＧＬコンテクストによっ
て所有されているか決定する。所有されていない場合、ウィンドウ・システムは
、入力フラグメントの運命を決定する。前記フラグメントが放棄され、又は引き
続くパー・フラグメント・オペレーションのあるサブセットが、前記フラグメン
トに適用されることが、可能性のある結果である。このピクセル・オーナシップ
・テストは、ウィンドウ・システムに、適切にＧＬの振舞いを制御させる。

【００２６】 表示スクリーンを有するコンピュータにおいて、一つ又はいくつかの処理が実
行され、及び各処理は、表示スクリーン上にウィンドウを有することが仮定され
る。各処理に関して、関連するウィンドウは、前記処理が書き込み又はレンダリ
ングしたいピクセルを定義する。二つ以上のウィンドウがある場合、一つの処理
に関連するウィンドウは、他の処理に関連するウィンドウの前か、前記ウィンド
ウの後ろか、又は両方のウィンドウが完全に可視でもよい。全体の表示スクリー
ン又はデスクトップに関して、一つのフレーム・バッファしかないので、ピクセ
ル・オーナシップ・テストは、どの処理、及び関連するウィンドウが、前記ピク
セルの各々を所有するか決定することを伴う。特定の処理が、ピクセルを「所有
」しない場合、フレーム・バッファに関連したピクセル・オーナシップ・テスト
に失敗し、及び前記ピクセルは捨てられる。典型的なパラダイム（paradigm）の
下では、ピクセル・オーナシップ・テストは、各処理ごとに実行され、及びフレ
ーム・バッファにおける一定のピクセルの場所に関しては、前記ピクセルは前記
処理の一つに関してピクセル・オーナシップ・テストを通過し、及び他の処理に
関してピクセル・オーナシップ・テストに失敗してもよいことが注目される。さ
らに、一般的には、特定のピクセルが、一つだけの処理に関して、オーナシップ
・テストを通過することができるのは、たった一つ処理が、同時に特定のフレー
ム・バッファピクセルを所有することができるからである。

【００２７】 いくつかのレンダリング体系において、ピクセル・オーナシップ・テストは、
特に関連しなくてもよい。例えば、シーンがオフスクリーン・バッファ（off-sc
reen buffer）にレンダリングされている場合、及び引き続きデスクトップにブ
ロック転送され又はブリットされ（"blitted"）る場合、ピクセル・オーナシッ
プは、実際は関連さえしない。各処理が自動的に、又は必ず、ピクセル・オーナ
シップ・テストを通過するのは（それが実行される場合）、各処理は、そのオフ
スクリーン・バッファを有効に所有し、及び前記バッファの前には何もないから
である。

【００２８】 特定の処理に関して、前記ピクセルが、前記処理によって所有されない場合、
前記場所へピクセル値を書き込む必要はなく、及び前記ピクセルに関するすべて
の連続する処理は無視されてもよい。通常のワークステーションにおいて、スク
リーン上の特定のピクセルに関連するすべてのデータは、ラステライゼーション
の間に読み取られる。ｚバッファ、色値、古い色値、アルファ値、ステンシル・
ビット、等と同様に、フレーム・バッファ・ピクセルを所有する処理のアイデン
ティティ（identity）に関する情報を含む、前記ピクセルを送るあらゆるポリゴ
ンに関するすべての情報が読み取られる。一つの処理が前記ピクセルを所有する
場合、他のダウンストリーム（downstream）処理が実行される（例えば、シザー
・テスト、アルファ・テスト等）。他方で、前記処理がピクセルを所有せず、及
び前記ピクセルに関するオーナシップ・テストに失敗する場合、前記処理は、前
記ピクセルをさらに考慮する必要はなく、前記ピクセルは連続するテストへと省
かれる。 ２．４．２ シザー・テスト ＯｐｅｎＧＬの下で、シザー・テストは、左下（左、下）座標、長方形の幅、
及び長方形の高さに対応する四つの座標値によって定義される、シザー長方形の
中に（Ｘ_w，Ｙ_w）があるか決定する。前記値は、「無効シザー（ｉｎｔ ｌｅｆｔ，ｉｎｔ ｂｏｔｔｏｍ，ｓｉｚｅｉ ｗｉｄｔｈ，ｓｉｚｅｉ ｈｅｉｇｈｔ）」のプロシージャで、ＯｐｅｎＧＬの下、設定される。 及び である場合、シザー・テストは通過する；そうでなければ、シザー・テストは失
敗し、及びテストされる特定のフラグメントは放棄される。様々な初期状態が供
給され、及びエラー条件が監視され、報告される。

【００２９】 単純に見ると、長方形は、オンスクリーン又はオフスクリーンのウィンドウで
もよいウィンドウを定義する。前記ウィンドウは、ｘ−左、ｘ−右、ｙ−上部、
及びｙ−低部座標によって定義される（それが前記点からの点及び高さ及び幅に
関して表現されていても）。このシザー・ウィンドウは、スクリーンを割り当て
られたシザー・ウィンドウに入るポリゴン・フラグメントからのピクセルだけが
変化するという点で、有用である。ポリゴンがシザー・ウィンドウをまたぐ場合
には、シザー・ウィンドウの中にあるピクセルのみが変化してもよい。

【００３０】 ＯｐｅｎＧＬマシンにおけるポリゴンが、パイプラインに下りる時、パイプラ
インは、前記ピクセルのｚ値及び色を決定するために計算する必要があるものす
べてを計算する。一度、ｚ値及び色が決定されると、どの情報がフレーム・バッ
ファに配置されるのか決定するために、前記情報が使用される（それによって、
表示スクリーンに何が表示されるのかを決定する）。

【００３１】 ピクセル・オーナシップ・テストのように、シザー・テストは、出力を変更さ
せるためのフレーム・バッファに実際に到達する前に、ピクセル及び／又はフラ
グメントを廃棄するための手段を供給する。 ２．４．３ アルファ・テスト 色は、四つの値、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、及びアルファ（Ａ）で定義
される。ＲＧＢ値は、各原色からのコントリビューション（contribution）を定
義し、及びアルファは、透明性に関連する。通常、色は３２ビット値であり、各
コンポーネントに８ビットであるが、そのような表現は３２ビットに制限されな
い。アルファ・テストは、一定のピクセルのアルファ値を、アルファ参照値と比
較する。例えば、前記比較が、グレーター・ザン・（greater-than）オペレーシ
ョン、レス・ザン・（less-than）オペレーション等になるように、比較の種類
が特定されてもよい。前記比較が、グレーター・ザン・オペレーションである場
合、ピクセルのアルファ値は、アルファ・テストを通過するためには、参照より
も大きくなければならない。ゆえに、ピクセルのアルファ値が０．９であり、参
照アルファは０．８であり、及び前記比較はグレーター・ザンである場合、前記
ピクセルは、アルファ・テストを通過する。アルファ・テストを通過しないピク
セルは、捨てられるか廃棄される。ＯｐｅｎＧＬ仕様書は、アルファ・テストが
ＯｐｅｎＧＬにおいて実行される方法を説明しており、ここではさらにそれを説
明しない。

【００３２】 アルファ・テストは、パー・フラグメント・オペレーションであり、すべての
フラグメント色付け計算及びライティング並びにシェーディング・オペレーショ
ンが完了した後に、行われる。これらのパー・フラグメントオペレーションの各
々は、従来のｚバッファ・ブレンディング・オペレーションの一部として考えら
れてもよい。 ２．４．４ 色テスト 色テストは、ピクセル・アルファ（Ａ）値と参照値との間のマグニチュード又
は論理的比較を実行するよりも、Ｒ，Ｇ又はＢ色コンポーネントの一つ又はその
組み合わせと参照値との間のマグニチュード又は論理的比較を実行する点を除き
、上述のアルファ・テストと類似している。比較テストは、例えば、グレーター
・ザン、レス・ザン、イコール・トゥ（equal-to）、グレーター・ザン・オア・
イコール・トゥ（greater-than-or-equal-to）、「グレーター・ザンｃ₁、レス
・ザンｃ₂」でもよく、ｃ₁及びｃ₂は、ソアな（sore）予め決められた参照値等
である。例えば、ピクセルＲ値が、最小値と最大値の間にある場合のみ、色テス
トが通過されるように、参照最小Ｒ値、及び参照最大Ｒ値を特定してもよい。色
テストは、例えば、青スクリーン機能を供給するために有用かもしれない。比較
テストは、単一の色コンポーネント上で又は色コンポーネントの組み合わせ上で
実行されてもよい。さらに、アルファ・テストに関して、各コンポーネントに一
つの値があるが、色テストに関しては、各コンポーネントにつき有効な二つの値
、最大値及び最小値がある。 ２．４．５ ステンシル・テスト ＯｐｅｎＧＬの下で、ステンシル・テストは、場所（Ｘ_w，Ｙ_w）におけるステ
ンシル・バッファに記憶された値と、参照値との間の比較の結果に基づいて、フ
ラグメントを条件付きで廃棄する。参照値が、ステンシル・バッファにおける、
マスクされ、記憶された値より小さく、小さいか又は等しく、等しく、より大き
いか又は等しく、より大きいか、又は等しくない場合にはいつも、ステンシル・
テストが決して通過しないように、いくつかのステンシル比較機能が許可される
。ＯｐｅｎＧＬの下では、ステンシル・テストが失敗する場合、入力フラグメン
トは廃棄される。参照値及び比較値は、複数のビット、通常は、２５６の異なる
値が表示されるように８ビットを有することができる。オブジェクトが、フレー
ム・バッファにレンダリングされる時、ステンシル・ビットを有するタグ（tag
）も、フレーム・バッファに書き込まれる。これらのステンシル・ビットは、パ
イプライン状態の一部である。実行するべきステンシル・テストの種類は、ジオ
メトリがレンダリングされる時に、特定することができる。

【００３３】 ステンシル・ビットは、様々なフィルタリング、マスキング、又はステンシリ
ング・オペレーションを実行するために使用される。例えば、特定のフラグメン
トが、最後にフレーム・バッファにおける特定のピクセルに影響を与えてる場合
、ステンシル・ビットは、ピクセル情報とともに、フレーム・バッファに書き込
まれることができる。 ２．４．６ 深度バッファ・テスト ＯｐｅｎＧＬの下で、深度バッファ・テストは、深度比較が失敗した場合、入
力フラグメントを廃棄する。前記比較は、ＯｐｅｎＧＬシンボリック（symbolic
）定数ＤＥＰＴＨ＿ＴＥＳＴを使用する包括的イネーブル（Enable）及びディス
エーブル（Disable）コマンドによって、可能にされ又は不能にされる。深度テ
ストが不能にされる時、深度比較及びそれに続く深度バッファ値への可能な更新
が回避され、及びフラグメントは次のオペレーションに渡される。ステンシル・
ビットも関与しており、テストが回避された場合でも変更される。ステンシル値
は、深度バッファ・テストが通過した場合に変更される。深度テストが可能にさ
れる場合、深度比較が起こり、深度バッファ及びステンシル値が引き続き変更さ
れてもよい。深度テストがＯｐｅｎＧＬにおいて実行される方法は、ＯｐｅｎＧ
Ｌ仕様書の１４５ページにおいて、より詳細に説明されている。

【００３４】 深度比較が実行され、そこで可能な結果は以下のとおりである：深度バッファ
・テストは、入力フラグメントのＺ_w値が、入力フラグメントの（ｘ_w，ｙ_w）座
標によって与えられる場所において記憶された深度値より、小さいか、小さいか
又は等しいか、等しいか、より大きいか、より大きいか又は等しいか、又は等し
くない場合、常に、決して通過しない。深度バッファ・テストが失敗する場合、
入力フラグメントは廃棄される。フラグメントの（ｘ_w，ｙ_w）座標におけるステ
ンシル値は、深度バッファ・テストの失敗に対して現在有効である関数に従って
、更新される。そうでなければ、フラグメントは、次のオペレーションへと続き
、フラグメントの（ｘ_w，ｙ_w）の場所における深度バッファの値は、フラグメン
トのｚ_w値に設定される。この場合において、ステンシル値は、深度バッファ・
テストの成功に関して現在有効である関数に従って、更新される。必要なＯｐｅ
ｎＧＬ状態は、値が８の整数と、及び深度バッファリングが可能にされるのか不
能にされるのかを示す単一のビットである。 ２．４．７ ブレンディング（Blending） ＯｐｅｎＧＬの下で、ブレンディングは、入力フラグメントのＲ，Ｇ，Ｂ及び
Ａ値を、入力フラグメント（ｘ_w，ｙ_w）の場所において、フレームバッファに記
憶されたＲ，Ｇ，Ｂ，及びＡ値と結合させる。

【００３５】 このブレンディングは、通常は入力フラグメントのアルファ値（Ａ）及び、対
応するフレーム・バッファに記憶されたピクセルのそれに依存する。次の検討に
おいて、Ｃｓは、入力フラグメントに関するソース色（source color）であり、
Ｃｄは対応するフレームバッファの場所におけるデスティネーション色（destin
ation color）であり、及びＣｃは、ＧＬ状態におけるコンスタント色（constan
t color）である。これらの色の個別のＲＧＢＡコンポーネントは、それぞれｓ
、ｄ及びｃの添字によって表示される。

【００３６】 ブレンディングは、基本的には、フレームバッファにおける色及びフラグメン
トにおける色を取り、及びそれらを混ぜる。ブレンディングが達成される方法、
すなわち特定のブレンディング関数は、ソースとデスティネーションの両方に関
して、様々な代替から選択されてもよい。

【００３７】 ブレンディングは、ＯｐｅｎＧＬ仕様書の１４６乃至１４９ページに説明され
ており、ここに参照のために採用されている。様々なブレンド方程式が、Ｏｐｅ
ｎＧＬの下、利用可能である。例えば、ソース色（Ｃｓ）とソース付加要素４つ
（Ｓ）の積を、デスティネーション色（Ｃｄ）とデスティネーション付加要素（
Ｄ）４つの積に加えることによって、すなわちＣ＝Ｃ_sＳ＋Ｃ_dＤによって、ブレ
ンド結果（Ｃ）が得られる、加法的タイプのブレンドが利用可能である。代替的
に、ブレンド方程式は、減法（Ｃ＝Ｃ_sＳ−Ｃ_dＤ）、逆の減法（Ｃ＝Ｃ_dＤ−Ｃ_s Ｓ）、最小関数（Ｃ＝ｍｉｎ（Ｃ_s，Ｃ_d））、最大関数（Ｃ＝ｍａｘ（Ｃ_s，Ｃ_d ））でもよい。ＯｐｅｎＧＬの下、ブレンディング方程式は、各色コンポーネン
ト及びそれの対応する付加係数に関して、個別に評価される。４つのＲ，Ｇ，Ｂ
，Ａコンポーネントの各々は、それぞれの付加要素を有する。

【００３８】 ブレンディング・テスト（又はブレンディング方程式）は、パイプライン状態
の一部であり、及び潜在的にすべてのポリゴンに対して変化することができるが
、より一般的には、作られたオブジェクト又はいくつかのポリゴンに対してのみ
変化するであろう。

【００３９】 通常、ブレンディングが、ピクセル・オーナシップ・テスト及びステンシル・
テスト等、他のテストが通過した場合のみ、実行されるのは、検討中のピクセル
又はフラグメントが、出力に効果を有するであろう、又は有しうることが明白だ
からである。 ２．４．８ ディザリング ＯｐｅｎＧＬの下で、ディザリングは、二つの色値又はインデックスの間で選
択する。ＲＧＢＡモードにおいて、バイナリ・ポイントの左に、ｍビットを有す
る固定点値としての色コンポーネントのいずれかの値を検討し、ｍはフレームバ
ッファにおける前記コンポーネントに割り当てられたビットの数である；そのよ
うな各値をｃと称する。各ｃに関して、ディザリングは、ｃ１∈｛ｍａｘ｛０，
［ｃ］−１，［ｃ］｝になるように、値ｃ１を選択する。この選択は、ピクセル
のｘ_w及びｙ_w座標に依存してもよい。色インデックス・モードにおいて、同じ規
則が適用され、ｃは単一の色インデックスである。ｃの値は、コンポーネント又
はインデックスのいずれかに関して、フレームバッファにおいて表示可能な最大
値よりも大きくてはならない。

【００４０】 多くのディザリング・アルゴリズムが可能であるが、あらゆるアルゴリズムに
よって生成されたディザリングされた値は、通常は、入力値及びフラグメントの
ｘ並びにｙウィンドウ座標にのみ依存しなければならない。ディザリングが不能
にされる時、各色コンポーネントは、対応するフレームバッファ・コンポーネン
トにあるのと同じだけのビットを有する固定点値に切り捨てられ、色インデック
スは、フレームバッファの色インデックス部分において表示可能な最も近い整数
に四捨五入される。

【００４１】 ディザリングのＯｐｅｎＧＬ仕様は、ＯｐｅｎＧＬ仕様書、特に１４９乃至１
５０ページにおいて、より完全に説明されており、それは参照のためにここに採
用されている。 ２．４．９ ロジコップ（Logicop） ＯｐｅｎＧＬの下で、入力フラグメントの色又はインデックス値と、対応する
場所におけるフレーム・バッファに記憶された色又はインデックス値との間に適
用される、最終の論理的オペレーションがある。論理的オペレーションの結果は
、フラグメントの（ｘ，ｙ）座標でのフレームバッファにおける値と入れ替わる
。例えば、：ｃｌｅａｒ，ｓｅｔ，ａｎｄ，ｎｏｏｐ，ｘｏｒ，ｏｒ，ｎｏｒ，
ｎａｎｄ，ｉｎｖｅｒｔ，ｃｏｐｙ，ｉｎｖｅｒｔｅｄ ａｎｄ， ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ，ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｒ，ｒｅｖｅｒｓｅ ａｎｄ，ｉ
ｎｖｅｒｔｅｄ ｃｏｐｙ，及びｉｎｖｅｒｔｅｄ ｏｒを含む、様々な論理的
オペレーションが、ソース（ｓ）とデスティネーション（ｄ）の間で実行されて
もよい。ロジコップの議論及び対応するオペレーションは、 ＯｐｅｎＧＬロジコップ実行の追加の詳細と同様に、ＯｐｅｎＧＬ仕様書の１５
０乃至１５１ページにおいて説明されている。論理的オペレーションは、書き込
みのために選択される各色インデックス・バッファに関して、又は書き込みのた
めに選択される各色バッファの各赤、緑、青及びアルファ値に関して、独立して
実行される。要求される状態は、論理的オペレーションを示す整数と、及び論理
的オペレーションが可能にされたか又は不能にされたかを示す２ビットである。
２．５ アンチエイリアシング（Antialiasing） 本明細書において、ピクセルは、表示装置の最小の、個別に制御可能なエレメ
ントのことである。しかし、画像は離散ピクセルへと量子化されるので、空間的
なエイリアスが起こる。通常のエイリアスの人為的な結果は、直線又はエッジが
、ピクセルの列を対角線に断つ時に起こる「階段（staircase）」効果である。

【００４２】 いくつかのレンダリング・システムは、ピクセルをサブピクセルに分割するこ
とによって、エイリアス効果を低減させ、各サブピクセルは、個別に色付けする
ことができる。画像が表示されるべき時は、各ピクセル内のすべてのサブピクセ
ルに関する色は、前記ピクセルに関する平均的な色を形成するためにブレンドさ
れる。ピクセルごとに１６までのサブピクセルを使用するレンダラは、「リアリ
ティ・エンジン・グラフィックス（Reality Engine Graphics）」、アクリー（A
keley）、ＳＩＧＧＲＡＰＨ９３会報の１０９乃至１１６ページ、１９９３年８
月１−６日、コンピュータ・グラフィックス会報、年次会議シリーズ、ニューヨ
ーク、ＡＣＭ ＳＩＧＧＲＡＰＨ、１９９３年出版、ソフトカバーＩＳＢＮ０−
２０１−５８８８９−７及びＣＤ−ＲＯＭ ＩＳＢＮ０−２０１−５６９９７−
３に記載されている（以後、アクリー参照と称する）。

【００４３】 他の従来技術のアンチエイリアシング方法は、ブレンディングを実行するため
に使用されるＡバッファであり（この技術も、アクリー参照に含まれる）、及び
「Ａバッファ、アンチエイリアスされた隠れ面方法（Antialiased Hidden Surfa
ce Method）」、Ｌ．カーペンタ（L.Carpenter）著、ＳＩＧＧＲＡＰＨ１９８４
会議会報、１０３乃至１０８ページに記述されている（以後、カーペンタ参照と
称する）。Ａバッファは、レンダリングされたポリゴンによって、ピクセルのパ
ーセント・カバレージ（percent coverage）を追跡することによって、エイリア
スを低減させるアンチエイリアシング技術である。この技術の主な欠点は、受け
入れ可能なアンチエイリアスされたポリゴンを得るために、各ピクセルにおいて
前から後ろへ（又は後ろから前へ）ポリゴンをソートする（sort）必要性である
。 ２．６ コンテント・アドレッサブル・メモリ（Content Addressable Memories
） ほとんどのコンテント・アドレッサブル・メモリ（ＣＡＭ）は、入力ベクトル
（input vector）とＣＡＭに記憶されたデータ・ワード（data words）の各々と
の間で、ビット対ビットの同等性テストを実行する。この種類のＣＡＭは、すべ
てのワードにおける対応するビットが、同等性テストに影響を与えないようにす
るために、ビット位置のマスキング（masking）をしばしば供給する。多くのク
ロック・サイクルがタスク（task）をするよう要求されるので、同等性テストを
するＣＡＭにおけるマグニチュードの比較を実行することは、非効率的である。
ＣＡＭは、いくつかのコンピュータにおける仮想メモリ・システム内におけるト
ランスレーション・ルックアサイド・バッファ（translation look-aside buffe
r）において現在使用されている。ＣＡＭはまた、高速コンピュータ・ネットワ
ークにおいてアドレスを適合するためにも使用される。

【００４４】 マグニチュード比較ＣＡＭ（Magnitude Comparison CAM）（ＭＣＣＡＭ）は、
ここでは、記憶されたデータが数として扱われるＣＡＭとして定義され、及び演
算マグニチュード比較（すなわち、レスザン、グレーター・ザン、レス・ザン・
オア・イコール・トゥ、等）が、並行してデータ上で実行される。これは、記憶
されたデータを厳格に、数としてではなく、ビット・ベクトルとして扱う通常の
ＣＡＭと反対である。ＭＣＣＡＭ特許は、ここに参照として含まれており、アメ
リカ合衆国特許第４，９９６，６６６号、ジェローム・Ｆ．ドュルック・ジュニ
ア（Jerome F. Duluk Jr.）の「完全な並行マグニチュード比較ができるコンテ
ント・アドレッサブル・メモリ・システム（Content-Addressable Memory Syste
m Capable of Fully Parallel Magnitude Comparisons）」、１９９１年２月２
６日付与（以後、ドュルック特許と称する）である。特定的に参照されるドュル
ック特許の中の構造は、「ドュルック特許」という接頭語を含む（例えば、「ド
ュルック特許ＭＣＣＡＭビット・サーキット」）。

【００４５】 ＭＣＣＡＭの基本的な内部構造は、ワードに編成された一組のメモリ・ビット
であり、各ワードは、記憶されたデータと入力データとの間の一つ以上の演算マ
グニチュード比較を実行することができる。通常は、ＭＣＣＡＭに関して、数の
ベクトルが、並行して一列のワードに適用される時、すべてのワードにおけるす
べての演算比較は並行して起こる。そのような並行探索比較オペレーションは、
記憶されたデータの「クエリ（query）」と称される。

【００４６】 ここに記載された発明は、クロック・サイクルごとにすべてのクエリの結果を
出力し、及び追加の出力を形成するために、これらの出力クエリ結果ビットを論
理的に「オアする（or）」能力を含む、様々な特性を加えることによって、ＭＣ
ＣＡＭの機能を増補する。 （発明の開示） 本発明の特徴の概観−トップ・レベル・サマリ（Top Level Summary） コンピュータ・グラフィックスは、コンピュータでピクチャ（picture）や画
像を生成する技術及び科学である。このピクチャ生成は一般的にレンダリングと
称される。例えば、３次元アニメーション（animation）における動きの外観は
、画像のシーケンス（sequence）を表示することによって達成される。対話式３
次元（３Ｄ）コンピュータ・グラフィックスは、ユーザに、自らのビューポイン
トを変え、又はリアルタイムでジオメトリを変えさせ、それによって、レンダリ
ング・システムが、リアルタイムで稼動中の新しい画像を生成することを要求す
る。それゆえに、高品質の画像とともに、色におけるリアル・タイム・パフォー
マンスは、次第に重要になっている。

【００４７】 本発明は、新しいグラフィックス・プロセッサ及び方法のためのものであり、
専用サブシステム、サブプロセッサ、装置、アーキテクチャ（architecture）、
及び対応するプロシージャを含む、多くのサブストラクチャを含む。本発明の実
施形態は、ディファード・シェーディング、タイルド・フレーム・バッファ（ti
led frame buffer）、及び複数段階隠れ面除去処理の一つ以上を、他の構造及び
／又はプロシージャと同様に、含んでもよい。本明細書において、このグラフィ
ックス・プロセッサは、以後ＤＳＧＰ（ディファード・シェーディング・グラフ
ィックス・プロセッサ（Deferred Shading Graphics Processor））又はＤＳＧ
Ｐパイプラインと称されるが、パイプラインと称されることもある。

【００４８】 本発明は、ＤＳＧＰパイプラインの多くの実施形態を含む。本発明の実施形態
は、フォン・シェーディング、サブピクセル・アンチエイリアシング、及びハー
ドウェアにおけるテクスチャ並びにバンプ・マッピングを、高性能３Ｄグラフィ
ックスに供給するよう設計されている。ＤＳＧＰパイプラインは、性能を犠牲に
することなく、これらの洗練された特性を供給する。

【００４９】 ＤＳＧＰパイプラインは、例えば、可能なインターフェースの選択肢の中でも
、アドバンスド・グラフィックス・ポート（ＡＧＰ（Advanced Graphics Port）
）及び／又はＰＣＩバス・インターフェース（bus interface）に限定されない
が、それらを含む、様々な可能なインターフェースを介して、コンピュータに接
続することができる。ＶＧＡ及びビデオ出力も通常は含まれる。本発明の実施形
態は、ＯｐｅｎＧＬ及びＤｉｒｅｃｔ３Ｄ ＡＰＩの両方をサポートする。Ｏｐ
ｅｎＧＬグラフィックス・システム：仕様書（バージョン１．２）（The OpenGL
Graphics System: A Specification (Version 1.2)）」、マーク・シーガル（M
ark Segal）及びカート・アクリー（Kurt Akeley）著、ジョン・リーチ（Jon Le
ech）編、という題名のＯｐｅｎＧＬ仕様書が、参照のために含まれる。

【００５０】 ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプラインのいくつかの
例示的な実施形態又はバージョンが、ここに記載されている。 ３．１ ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプラインのバー
ジョン ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプラインのいくつかの
バージョン又は実施形態が、ここに記載されており、及び特性の様々な組み合わ
せを有する実施形態が実行されてもよい。さらに、本発明の特性は、他の特性か
ら独立して、実行されてもよい。上述の重要な特性のほとんどは、ＤＳＧＰパイ
プラインのすべてのバージョンに適用することができる。 ３．１．１ タイル（tiles）、スタンプ（stamps）、サンプル（samples）、及
びフラグメント（fragments） ３Ｄグラフィックス・プリミティブの各フレーム（シーン又はユーザ・フレー
ムとも称される）は、表示スクリーン上で、３Ｄウィンドウへとレンダリングさ
れる。ウィンドウは、ピクセルの四角形グリッド（rectangular grid）を含み、
及び前記ウィンドウは、タイルに分割される（以後、タイルは、１６×１６ピク
セルと仮定されるが、どのようなサイズでもよい）。タイルが使用されない場合
、ウィンドウは、一つのタイルであると考えられる。各タイルはさらに、スタン
プに分割される（以後、スタンプは２×２ピクセルであると仮定され、それによ
って１タイルにつき６４スタンプを生むが、スタンプは、一つのタイルの中でど
のようなサイズでもよい）。各ピクセルは、一つ以上のサンプルを含み、各サン
プルは、それ自身の色値及びｚ値を有する（以後、ピクセルは、４つのサンプル
を含むと仮定されるが、どのような数が使用されてもよい）。フラグメントは、
特定のピクセル内のプリミティブによって覆われたサンプルの集まりである。「
フラグメント」という用語は、特定のプリミティブ及び特定のピクセル内の可視
サンプルの集まりを記述するためにも使用される。 ３．１．２ ディファード・シェーディング 通常のＺバッファ・レンダリングにおいて、レンダラは、各プリミティブの各
ピクセルに関して、色値（ＲＧＢ又はＲＧＢＡ）及びｚ値を計算し、新しいピク
セルのｚ値を、Ｚバッファにおける現在のｚ値と比較する。ｚ値比較が、新しい
ピクセルが、フレーム・バッファにおける現存するピクセルの「前に」あること
を示す場合、新しいピクセルは、古いものを上書きする；そうでなければ、新し
いピクセルは、捨てられる。

【００５１】 Ｚバッファ・レンダリングはよく作動し、また複雑なハードウェアを必要とし
ない。しかしながら、シーンが多くの隠れ面を含む場合、それは通常、多くの浪
費された処理努力という結果を生む。複雑なシーンでは、前記レンダラは、最終
ピクチャにおいて可視であるピクセルの１０倍又は２０倍のピクセルに関する色
値を計算してもよい。これは、―フォン・シェーディング又はテクスチャ・マッ
ピング等―パー・ピクセル・オペレーションの計算コストが、１０倍又は２０倍
にされることを意味する。１ピクセルあたりの面の数は、全体のフレームに平均
化されており、前記フレームの深度計算複雑性とよばれる。従来のｚバッファー
ド・レンダラにおいて、前記深度計算複雑性は、特定のフレームをレンダリング
する時の、前記レンダラの非効率性の基準となる。 ディファード・シェーディングを実行するパイプラインにおいて、隠れ面除去
（ＨＳＲ）は、あらゆるピクセル・カラリングが行われる前に完了される。ディ
ファード・シェーディング・パイプラインの目的は、最終画像（すなわち、正確
なＨＳＲ）に現れるプリミティブのみに関して、ピクセル色を生成することであ
る。ディファード・シェーディングは、一般的に、ＨＳＲが開始することができ
る前に、プリミティブが蓄積されることを要求する。不透明なピリミティブだけ
を有するフレームに関して、前記ＨＳＲ処理は、すべてのピクセル内の各サンプ
ルおいて、単一の可視プリミティブを決定する。一つのサンプルに対し、可視プ
リミティブが一度決定されると、前記サンプル場所におけるプリミティブの色が
決定される。さらなる効率が、パー・サンプル色を計算するよりもむしろ、同じ
ピクセル内の全てのサンプルに関して、単一のパー・ピクセル色を決定すること
によって達成されうる。

【００５２】 プリミティブの少なくともアルファ・ブレンディング（以前に参照された ＯｐｅｎＧＬ仕様書に定義されたとおり）を有するフレームに関して（通常、透
明性による）、２つ以上のプリミティブによって色付けられるいくつかのサンプ
ルがある。これは、前記ＨＳＲ処理が，サンプルごとの一組の可視プリミティブ
を決定しなければならないことを意味している。

【００５３】 ＯｐｅｎＧＬ等、いくつかのＡＰＩにおいて、前記ＨＳＲ処理は、プリミティ
ブを廃棄できる他のオペレーション（すなわち、深度テスト以外のオペレーショ
ンによる）によって複雑にされうる。これらの他のオペレーションは、：ピクセ
ル・オーナシップ・テスト、シザー・テスト、アルファ・テスト、色テスト、及
びステンシル・テスト（本明細書の別のところで記載されたとおり）を含む。こ
れらのオペレーションのいくつかは、その色に基づいてプリミティブを廃棄し（
アルファ・テスト等）、それは、前記ＨＳＲ処理の後まで、ディファード・シェ
ーディング・パイプラインにおいては決定されない（これは、アルファ値が、し
ばしば、テクスチャリング処理によって生成され、ピクセル・フラグメント・カ
ラリングに含まれるからである）。例えば、通常は、より離れたプリミティブ（
一般的により大きいｚ値で）を不明瞭にするプリミティブは、アルファ・テスト
によって廃棄されることができ、それにより、それが前記のより離れたプリミテ
ィブを不明瞭にしないようにする。アルファ・テストを考慮しないＨＳＲは、前
記のより離れたプリミティブを誤って廃棄するかもしれない。それゆえに、ディ
ファード・シェーディングとアルファ・テストとの間に（同様に、色テストとス
テンシル・テストとの間にも）矛盾があるかもしれない；すなわち、ピィクセル
・カラリングは隠れ面除去の後まで延期されるが、隠れ面除去はピクセル色に依
存することができる。この問題に対する簡単な解決方法は次のものを含む：１）
アルファ・テスト、色テスト、及びステンシル・テスト等、ＡＰＩから非深度依
存テストを取り除くことであるが、この潜在的な解決方法は、現存するプログラ
ムが、前記ディファード・シェーディング・パイプライン上で、適切に実行する
こと妨げるかもしれない；及び２）必要とされる時のみ、前記ＨＳＲ処理に、あ
る色の生成をさせることであるが、この潜在的な解決方法は、データ・フローを
かなり複雑にするであろう。それゆえ 、これらの選択のどちらも魅力がない。
３番目の選択肢は、保存性（conservative）隠れ面除去（ＣＨＳＲ）と呼ばれ、
本発明の構造及び方法によって供給される、重要な革新の一つである。ＣＨＳＲ
は本明細書の連続した節において詳細に記述されている。

【００５４】 多くのＡＰＩにおける他の複雑性は、前記深度テストを変える能力である。３
Ｄレンダリングについての標準的な考え方は、可視のオブジェクトが不明瞭なオ
ブジェクト（すなわち、より少ないｚ値で）よりも近いことを仮定し、及びこれ
は、レス・ザン深度テストによって達成される（すなわち、そのｚ値が他のジオ
メトリより少ないならば、オブジェクトは可視である）。しかしながら、ほとん
どのＡＰＩは、グレーター・ザン、レス・ザン、グレーター・ザン・オア・イコ
ール・トゥ、イコール、レス・ザン・オア・イコール・トゥ、レス・ザン、ノッ
ト・イコール、及び代数的、マグニチュード、並びに論理的関係等、他の深度テ
ストをサポートする。これは、本質的に可視であるものに関する「規則を変える
」。この複雑性は 、一つのＡＰＩが、フレーム内の深度テストを、アプリケー
ション・プログラムに変えさせることによって合成される。異なるジオメトリは
、可視性に関して徹底的に異なる規則に従ってもよい。それゆえに、異なるレン
ダリング規則を有するプリミティブのタイム・オーダが、考慮されなければなら
ない。例えば、図４に記載の実施形態において、３つのプリミティブが、それら
の個別の深度テストとともに示されている。（ｚ次元のみが図に示されているの
で、これは一つのサンプルに対する事例と考えられてもよい。）それらがＡ，Ｂ
，それからＣのオーダでレンダリングされる場合、プリミティブＢは最終の可視
面であろう。しかしながら、前記プリミティブがＣ，ＢそれからＡのオーダでレ
ンダリングされる場合、プリミティブＡが最終の可視面であろう。これは、ディ
ファード・シェーディング・パイプラインがどのようにプリミティブのタイム・
オーダリングを維持しなければならないか、及び正しいパイプライン状態（例え
ば深度テスト）が各プリミティブと関連されなければならないかを示している。
３．１．３ ディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン、第
一の実施形態（バージョン１） 従来の３Ｄグラフィック・パイプラインは、図２に記載される。図４と相対的
に、本発明の３Ｄディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン
・バージョン１（以下、ＤＳＧＰｖ１と称する）の第一の実施形態を記載する。
本発明パイプライン（図４）は、描画集約的機能２３１を、（１）パイプライン
状態及び各プリミティブを記述しているプリミティブ・データを記憶するための
シーン・メモリ（scene memory）２５０であって、図においてはシーン・メモリ
と称される；（２）正確な隠れ面除去処理２５１；（３）フラグメント・カラリ
ング処理２５２；及び（４）ブレンディング処理２５３に置き換えることにより
、包括的な従来のパイプライン（図２）から得られたことがわかるであろう。

【００５５】 シーン・メモリ２５０は、それらの属性に沿って、一つのフレームに対する前
記プリミティブ・データを記憶し、及び前記フレーム全体の、パイプライン状態
の様々な設定を記憶する。プリミティブ・データはバーテックス座標、テクスチ
ャ座標、バーテックス色、バーテックス法線、等（the like）を含む。ＤＳＧ
Ｐｖ１において、プリミティブ・データは、増分レンダリングに関するセットア
ップによって生成されたデータを含み、それは空間、色、及びエッジ微分（edge
derivatives）を含む。

【００５６】 フレームにおけるすべてのプリミティブが、フローティング・ポイント集約的
機能２１３によって処理され、及びシーン・メモリ２５０に記憶された時、ＨＳ
Ｒ処理が始まる。前記シーン・メモリ２５０は、二重にバッファされ、それによ
り、フローティング・ポイント集約的機能が次のフレームで計算を実行する間、
前記ＨＳＲ処理に、一つのフレーム上で計算をさせる。前記シーン・メモリはま
た三重にもバッファされうる。前記シーン・メモリはまた、前記ＨＳＲ処理に関
するスクラッチパッドでもあり、前記ＨＳＲ処理に関する中間結果を記憶し、す
べてのプリミティブが前記シーン・メモリに記憶される前に、前記ＨＳＲ処理に
始動させる。

【００５７】 前記シーン・メモリにおいて、あらゆるプリミティブは、前記プリミティブが
パイプラインに入力された時に有効であったパイプライン状態情報に関連する。
前記パイプライン状態と各プリミティブとを関連させる最も簡単な方法は、各プ
リミティブ内の全体のパイプライン状態を含むことである。しかしながら、パイ
プライン状態の多くは、ほとんどのプリミティブの間で（特に、プリミティブが
同じオブジェクトにある時）変化しないので、これは、大量の冗長な情報を導入
するであろう。前記シーン・メモリに情報を記憶するための好ましい方法は、個
別のリストを保存することである：パイプライン状態設定に対して一つのリスト
、及びプリミティブに対して一つのリストである。さらに、前記パイプライン状
態情報は多数のサブリストに分割され、各サブリストへの追加は、サブリストの
部分が変わる時のみに生じる。プリミティブを記憶するための好ましい方法は、
前記プリミティブを再生するための接続情報とともに、一連のバーテックスを記
憶することによって行われる。プリミティブを記憶するための、この好ましい方
法は、さもなければ、ポリゴン・メッシュ（polygon mesh）及びライン・ストリ
ップ（line strip）において生じるであろう冗長なバーテックスを取り除く。

【００５８】 隠れ面除去が行われるＤＳＧＰｖ１における唯一の場所であるので、ＤＳＧＰ
ｖ１に関して記述された前記ＨＳＲ処理は、正確な隠れ面除去（ＥＨＳＲ）であ
ることが求められる。正確な隠れ面除去（ＥＨＳＲ）処理２５１は、どのプリミ
ティブが前記フレーム・バッファにおけるピクセルの最終の色に影響を与えるか
を精密に決定する。この処理はパイプライン状態における変化を表しており、そ
れは前記処理にさまざまな複雑性を導入する。これらの複雑化のほとんどは、上
述のとおり、パー・フラグメント・オペレーション（オーナシップ・テスト、シ
ザー・テスト、アルファ・テスト等）に起因する。正確な隠れ面除去が必要とさ
れないように、後述のとおり、これらの複雑性は、革新的な保存性隠れ面除去（
ＣＨＳＲ）処理によって解決される。

【００５９】 前記フラグメント・カラリング処理は、ピクセル内の各サンプル又は各グルー
プのサンプルに関する色を生成する。これは：グロー・シェーディング、テクス
チャ・マッピング、フォン・シェーディング、及びピクセル色を生成するための
様々な他の技術を含みうる。この処理は、プリミティブのサブセクションに関す
る色を、効率良く生成できなければならないので、エッジド・ウォーク（edged
walk）２３２及びスパン補間２３４とは異なる。すなわち、一つのプリミティブ
は、部分的に可視でもよく、それゆえに、色は、そのピクセルのいくつかのみに
関して生成される必要があり、及びエッジ・ウォーク及びスパン補間は、全体の
プリミティブが色付けされなければならないことを仮定している。さらに、前記
ＨＳＲ処理は、一つのプリミティブの多数の可視サブセクションを生成してもよ
く、これらは他のプリミティブの可視サブセクションの間に、早めに点在しても
よい。それゆえに、前記フラグメント・カラリング処理２５２は、プリミティブ
・エッジ又はｘ軸もしくはｙ軸に沿って、増分計算をする必要無く、プリミティ
ブ内の任意の場所で、色値を生成することができるであろう。

【００６０】 本発明の実施形態の前記ブレンディング処理２５３は、ピクセルごとに単一の
色を生成するため、前記フラグメントの色を結合させる。従来のｚバッファド・
ブレンド処理２３６に対して、このブレンディング処理２５３は、正確な隠れ面
除去処理２５１が、どのプリミティブが各サンプルにおいて可視であるかをすで
に決めているので、ｚバッファ・オペレーションを含まない。前記ブレンディン
ッグ処理２５３は、各サンプルに関して個別の色値を維持してもよく、又はサン
プル色は、全体のピクセルに関する単一の色を作るためにブレンドされてもよい
。個別の色値がサンプルごとに維持され、前記フレーム・バッファ２４０に個別
に記憶される場合、最終のピクセルの色は、データが、デジタル−アナログ・コ
ンバータ２４２へ送られると、スキャン・アウト処理の間、サンプル色から生成
される。 ３．１．４ ディファード・シェーディング・グラッフィック・パイプライン、
第２の実施形態（バージョン２） ＤＳＧＰｖ１に関して上述されたとおり、前記シーン・メモリ２５０は：（１
）プリミティブ・データ；及び（２）パイプライン状態を記憶する。図５に記載
の、ディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン２６０（バー
ジョン２）（ＤＳＧＰｖ２）の第２の実施形態において、このシーン・メモリ２
５０は二つの部分：空間メモリ２６１部分及びポリゴン・メモリ２６２部分に分
割される。データの分割は、単なるプリミティブ・データとパイプライン状態デ
ータへの分割ではない。

【００６１】 ＤＳＧＰｖ２において、ＨＳＲに必要な前記パイプライン状態データの部分は
、空間メモリ２６１に記憶される一方で、残りはポリゴン・メモリ２６２に記憶
される。ＨＳＲに必要なパイプライン状態の例は（例えば、前記の ＯｐｅｎＧＬ仕様書に定義されているとおり）ＤｅｐｔｈＦｕｎｃ、 ＤｅｐｔｈＭａｓｋ、ＳｔｅｎｃｉｌＥｎａｂｌｅ等を含む。ＨＳＲに必要でな
いパイプライン状態の例は：ＢｌｅｎｄＥｑｕａｔｉｏｎ、 ＢｌｅｎｄＦｕｎｃ、点描パターン等を含む。特定のブレンディング機能の選択
又は識別が（例えば、Ｒ＝Ｒ_SＡ_S＋Ｒ₀（１−Ａ_S）を選択すること）、ＨＳＲに
関して必要とされない一方で、前記ＨＳＲ処理は、前記プリミティブが、ブレン
ディングを受けるかを表さなければならず、それは、前記プリミティブが、ジオ
メトリに優先して、完全に遮断することができないものとして扱われることを、
一般的に意味している。同様に、前記ＨＳＲ処理は、前記プリミティブがシザー
・テスト、アルファ・テスト、色テスト、ステンシル・テスト、及び他のパー・
フラグメント・オペレーションを受けるかを表さなければならない。 プリミティブ・データもまた分割される。ＨＳＲに必要なプリミティブ・デー
タの部分は空間メモリ２６１に記憶され、及び前記プリミティブ・データの残り
はポリゴン・メモリ２６２に記憶される。ＨＳＲに必要なプリミティブ・データ
の部分は、バーテックスの場所及び空間微分（すなわち、エッジに関するδｚ／
δｘ、δｚ／δｙ、ｄｘ／ｄｙ等）を含む。ＨＳＲに必要でないプリミティブ・
データの部分は、バーテックス色、テクスチャ座標、色微分（color derivative
s）等を含む。パー・フラグメント・ライティング（per-fragment lighting）が
前記パイプラインにおいて実行される場合、全体のライティング方程式は、すべ
てのフラグメントに適用される。しかし、ディファード・シェーディング・パイ
プラインにおいて、可視のフラグメントのみが、ライティング計算を必要とする
。この場合、前記ポリゴン・メモリもまた、バーテックス法線、バーテックス・
アイ座標、バーテックス面接線、バーテックス従法線、これら全ての属性の空間
微分、及び他のパー・プリミティブ・ライティング情報を含んでもよい。

【００６２】 前記ＨＳＲ処理の間、特に前記ＨＳＲがパー・タイル・ベースで行われる場合
、プリミティブの空間属性は繰り返しアクセスされる。前記シーン・メモリ２５
０を、空間メモリ２６１及びポリゴン・メモリ２６２に分割することは総メモリ
帯域幅を低減させる効果を有する。

【００６３】 増分レンダリング２３０に関するセットアップからの出力は、前記空間データ
分離処理２６３に入力され、それは、ＨＳＲに必要なすべてのデータを、空間メ
モリ２６１に記憶し、前記データの残りはポリゴン・メモリ２６２に記憶する。
前記ＥＨＳＲ処理２６４は、プリミティブ空間データ（例えば、バーテックス・
スクリーン座標、空間微分等）及びＨＳＲ（パー・フラグメント・テスティング
・オペレーションのすべての制御ビットを含む）に必要なパイプライン状態の部
分を受信する。

【００６４】 可視フラグメントが前記ＥＨＳＲ２６４から出力される時、データ適合処理２
６５は、前記バーテックス状態及びパイプライン状態を可視フラグメントに適合
させ、及びタイル情報はタイル・バッファ２６６に記憶される。前記パイプライ
ンの余りは、ピクセルへ／からのサンプル変換２６７、読み取り及び前記フレー
ム・バッファヘの書き込み、二重バッファＭＵＸ出力ルックアップ、及び前記フ
レームに記憶されたデータの、実際のアナログ表示装置信号値へのデジタル−ア
ナログ（Ｄ／Ａ）変換を含む、前記スキャン・アウト処理に、主に関連する。 ３．１．５ ディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン、第
３の実施形態（バージョン３） 図６に記載された、前記ディファード・シェーディング・グラフィクス・パイ
プライン（バージョン３）（ＤＳＧＰｖ３）の第３の実施形態において、前記シ
ーン・メモリ２５０はさらに二つの部分（空間メモリ２６１及びポリゴン・メモ
リ２６２）に分割され、さらに増分レンダリング２３０に関するセットアップは
、データ分離の後、及び正確な隠れ面除去の前に起こる空間セットアップによっ
て置き換えられる。前記パイプラインの構造及び処理の残りは、第一の実施形態
に関して前述されたものから変化していない。 ３．１．６ ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプライン、
第４の実施形態（バージョン４） 図７に記載の、前記ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプ
ライン（バージョン４）（ＤＳＧＰｖ４）の第４の実施形態において、第３の実
施形態（図６）の正確な隠れ面除去は、保存性隠れ面除去の構造及びプロシージ
ャによって置き替えられ、及びダウンストリーム・ｚバッファード・ブレンド（
down-stream z-buffered blend）は前記ブレンディング・プロシージャと入れ替
わる。 ３．１．７ ディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン、第
５の実施形態（バージョン５） 図８に記載の、前記ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプ
ライン（バージョン５）（ＤＳＧＰｖ５）の第５実施形態において、正確な隠れ
面除去は第３の実施形態として使用されるが、タイリングが追加され、及びタイ
ル・ソーティング・プロシージャ（tile sorting procedure）がデータ分割の後
に追加され、及び前記読み取りは、空間セットアップの前に、タイルによる。さ
らに、最初の３つの実施形態のポリゴン・メモリは、状態メモリと置き換えられ
る。 ３．１．８ ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプライン、
第６の実施形態（バージョン６） 図９に記載の、ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプライ
ン（バージョン６）（ＤＳＧＰｖ６）の第６の実施形態において、第５の実施形
態（図８）に記載の正確な隠れ面除去は、保存性隠れ面除去に置き換えられ、及
び第５の実施形態のダウンストリーム・ブレンディングは、ｚバッファード・ブ
レンデイング（テスティング及びブレンディング（Testing & Blending））に置
き換えられる。いくつかの特徴を示すと、二つの部分を有するシーン・メモリ、
プリミティブ・データ分割又は分離、空間セットアップ、タイリング及びパー・
タイル処理、保存性隠れ面除去、及びｚバッファード・ブレンディング（テステ
ィング及びブレンディング）を含む、本発明の構造及び方法により供給される有
益な特徴のいくつかを採用するので、この第６の実施形態は好まれる。 ３．１．９ 他の可能な実施形態（バージョン） 本発明のグラフィックス・パイプラインのいくつかの例示的な実施形態が記載
され、及び図４乃至９に関して記述され、ここで供給される説明の観点から、当
業者は、本発明の構造とプロシージャが、本発明の他の実施形態を供給するため
に、異なる組み合わせ及び置換によって実行されてもよく、また本発明が、ここ
で明確に識別された特定の組み合わせに限定されないことを、容易に理解するで
あろう。

【００６５】 ３．２ 重要な革新の概観 前記パイプラインはプリミティブをレンダリングし、及び本発明は、１）三角
形、２）線 、及び３）点を含む一組のレンダリング可能なプリミティブに関し
て記述されている。３つ以上のバーテックスを有するポリゴンは前記ジオメトリ
・ブロックにおいて三角形に分割されるが、前記ＤＳＧＰパイプラインは、多角
四辺形又はより多くの辺を有するポリゴンをレンダリングするため、簡単に変更
され得る。それゆえに、前記パイプラインは、一度三角形に分割されると、あら
ゆるポリゴンをレンダリングすることができるので、本発明のレンダラは、効果
的にあらゆるポリゴン・プリミティブをレンダリングする。 一定のプリミティブが影響を与えるかもしれない表示スクリーン上で３Ｄウィ
ンドウのどの部分かを識別するため、前記パイプラインは、描画されている前記
３Ｄウィンドウを、「タイル及びスタンプ」と呼ばれる一連のより小さな領域へ
分割する。前記パイプラインは、ディファード・シェーディングを実行し、そこ
では、ピクセル色は、隠れ面除去の後まで決定されない。マグニチュード比較コ
ンテント・アドレッサブル・メモリ（ＭＣＣＡＭ）の使用は、前記パイプライン
に、隠れジオメトリ・カリング（culling）を効果的に実行させる。 ３．２．１ 保存性ディファード・シェーディング 本発明によって供給される中心的な考え又は発明の概念の一つは、保存性隠れ
面除去（ＣＨＳＲ）に関する。前記ＣＨＳＲは、タイム・オーダで各プリミティ
ブを処理し、及びプリミティブが接触する各サンプルに関して、深度テスト及び
アルファ・テスト等、様々なＡＰＩ状態変数に基づいて、保存性決定がなされる
。前記ＣＨＳＲ処理の重要な特徴の一つは、アルファ・テスト、色テスト、及び
ステンシル・テスト等、ＡＰＩからの非深度依存テストが、前記ＤＳＧＰパイプ
ラインによって実行され得るとしても、色計算は、隠れ面除去の間は、実行され
る必要がないことである。

【００６６】 前記ＣＨＳＲ処理は、サンプルごとの有限状態装置（finite state machine）
（ＦＳＭ）とみなされ得る。以後、各パー・サンプルＦＳＭはサンプル有限状態
装置（ＳＦＳＭ）と呼ばれる。各ＳＦＳＭは、（１）ｚ座標情報；（２）プリミ
ティブ情報（前記サンプル又はピクセルにおけるプリミティブの色を生成するた
めに必要とされるあらゆる情報）；及び（３）一つ以上のサンプル状態ビット（
例えば、これらのビットは、ｚ値又は複数のｚ値が正確であること又は保存力が
あることを指定することができる）を含むパーサンプル・データを維持する。サ
ンプルごとの複数のｚ値が容易に使用される一方で、サンプルごとの複数の組の
プリミティブ情報は高価であろう。以後、前記ＳＦＳＭは、一つのプリミティブ
に関するプリミティブ情報を維持すると仮定される。次の節で記述されたとおり
、前記ＳＦＳＭはまた透明性情報を維持してもよく、それは、ソートされた透明
性に関して使用される。 ３．２．２ ＣＨＳＲ及びアルファ・テスト アルファ・テストを取り扱う前記ＣＨＳＲの例として、図１０乃至１４、特に
図１１の図を検討する。このダイアグラム（diagram）は、特定のサンプルに関
して、異なるＺ座標の場所において、６つのプリミティブのレンダリング（プリ
ミティブＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦ）を示しており、（「深度クリア」及びレ
ス・ザン（less-than）に設定された「深度テスト」で始まる）次の順序でレン
ダリングされる：プリミティブＡ、Ｂ、及びＣ（「アルファ・テスト」は不能）
；プリミティブＤ（「アルファ・テスト」は可能）；及びプリミティブ Ｅ及び
Ｆ（「アルファ・テスト」は不能）。Ｚ_A＞Ｚ_C＞Ｚ_B＞Ｚ_E＞Ｚ_D＞Ｚ_Fであり、プ
リミティブＡは、最大Ｚ座標距離であることが、前記図からわかる。また、アル
ファ・テストは、プリミティブＤに関して可能にされるが、他のプリミティブの
各々に関しては、不能にされることも注目される。

【００６７】 前記ＣＨＳＲ処理は、サンプル有限状態装置（ＳＦＳＭ）であると考えられて
もよいことが、ＣＨＳＲについての以前の記述から想起される。 アルファ・テ
ストを伴う保存性隠れ面除去処理の下で、これら６つのプリミティブを、レンダ
リングするためのステップは以下のとおりである： ステップ１：深度クリアは、各サンプル有限状態装置（ＳＦＳＭ）において、
次のような結果をもたらす：１）ｚ値は最大値に初期化される；２）プリミティ
ブ情報クリアされる；及び３）サンプル状態ビットは、前記ｚ値が正確であるこ
とを示すように設定される。

【００６８】 ステップ２：プリミティブＡが、ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリミ
ティブは維持され（すなわち、それは可視表面に関する現在の最適な推測である
）、及びこれは、前記ＳＦＳＭに：１）近（near）ｚ値として前記ｚ値Ｚ_Aを；
２）色プリミティブＡに必要なプリミティブ情報；及び３）前記ｚ値（Ｚ_A）は
正確なものとしてラベル付けされることを、記憶させる。

【００６９】 ステップ３：プリミティブＢが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは維持され（そのｚ値は、プリミティブＡのそれより小さい）、及びこ
れは、ＳＦＳＭに：1)「近」ｚ値としてのｚ値Ｚ_B（Ｚ_Aは廃棄される）；２）色
プリミティブＢに必要とされるプリミティブ情報（プリミティブＡの情報は廃棄
される）；及び３）ｚ値（Ｚ_B）は、正確なものとしてラベル付けされることを
、記憶させる。

【００７０】 ステップ４：プリミティブＣが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは廃棄され（すなわち、それは可視表面、プリミティブＢに関する現在
の最善の推測によって、不明瞭にされる）、及び前記ＳＦＳＭデータは変更され
ない。

【００７１】 ステップ５：プリミティブＤ（アルファ・テストを可能にさせる）は、前記Ｓ
ＦＳＭによって処理される時、前記プリミティブの可視性は、それがプリミティ
ブＢにより近いので、及びそのアルファ値は、前記ＳＦＳＭが動作する時点で不
明なので、決定されることができない。どのプリミティブが、最終的に可視（プ
リミティブＢ又はプリミティブＤのどちらか一方）となるかに関して、決定され
ることができないので、（その色を生成させるために）プリミティブＢは前記パ
イプラインに送られ、及びプリミティブＤは維持される。以後、これはプリミテ
ィブＢの「初期ディスパッチ（early dispatch）」と呼ばれる。プリミティブＤ
の処理が完了する時、前記ＳＦＳＭは：１）「近」ｚ値はＺ_Dであり、及び「遠
」ｚ値はＺ_Bであること；２）色プリミティブＤに必要とされるプリミティブ情
報（プリミティブＢの情報は、初期ディスパッチを受けた）、及び３）ｚ値は保
存可能としてラベル付けされる（なぜなら、近、及び遠の両方が、維持されてい
るので）ことを記憶する。この状態で、ＳＦＳＭは、Ｚ_Dより近い一つのジオメ
トリが、以前のジオメトリを不明瞭にすること、Ｚ_Bより遠いジオメトリは不明
瞭にされること、及びＺ_DとＺ_Bとの間のジオメトリは不確定になり、可視である
と見なされなければならない（従って、保存的推定がなされる）ことを決定でき
る。ＳＦＳＭが保存状態にあり、それが有効なプリミティブ情報を含む時、前記
ＳＦＳＭ方法は、記憶されたプリミティブ情報の深度値を、近深度値と見なす。

【００７２】 ステップ６：プリミティブＥ（アルファ・テストを不能にする）は、前記ＳＦ
ＳＭに処理される時、前記プリミティブの可視性は、前記近及び遠ｚ値の間（す
なわち、Ｚ_DとＺ_Bとの間）にあるので、決定されることができない。しかしなが
ら、プリミティブＥは、結果的に、正しいタイム・オーダから外れて、前記Ｚバ
ッファド・ブレンド（好ましい実施形態におけるピクセル・ブロックの部分とし
て後述されている）に届くプリミティブ生むかもしれないので、この時点では前
記パイプラインへ送られない。それゆえに、プリミティブＤは、タイム・オーダ
リングを保存するため、前記パイプラインヘ送られる。プリミティブＥの処理が
完了した時、前記ＳＦＳＭは：１）前記「近」ｚ値はＺ_Dであり、及び前記「遠
」ｚ値はＺ_Bであること（これらは変化しておらず、及びＺ_Eは維持されていない
ことに注目）；２）色プリミティブＥ（プリミティブＤの情報は、初期ディスパ
ッチを受けている）に必要とされるプリミティブ情報；及び３）前記ｚ値は、（
近及び遠の両方が維持されているので）保存可能としてラベル付けされることを
、記憶する。

【００７３】 ステップ７：プリミティブＦがＳＦＳＭによって処理される時、前記プリミテ
ィブは維持され（そのｚ値は、近ｚ値のそれより小さい）、及びこれは、前記Ｓ
ＦＳＭに：１）前記「近」ｚ値としての前記ｚ値、Ｚ_F（Ｚ_D及びＺ_Bは廃棄され
る）；２）色プリミティブＦに必要とされるプリミティブ情報（プリミティブＥ
の情報は廃棄される）；及び３）前記ｚ値（Ｚ_F）は正確なものとしてラベル付
けされることを、記憶させる。

【００７４】 ステップ８：前記タイルに触れるすべてのジオメトリが処理された時（又は、
タイルがない場合には、前記フレームにおけるすべてのジオメトリが処理された
時）、あらゆる有効なプリミティブ情報が、前記パイプラインヘ送られる。この
場合、プリミティブＦの情報が送られる。これはエンド・オブ・タイル（end-of
-tile）（又はエンド・オブ・フレーム（end-of-frame））ディスパッチであり
、初期ディスパッチではない。

【００７５】 この例示的なＣＨＳＲ処理を要約すると、プリミティブＡ乃至プリミティブＦ
が処理され、プリミティブＢ、Ｄ、及びＦが前記パイプラインに送られた。パイ
プラインＢ、Ｄ、及びＦの可視性を分解するために、（好ましい実施形態でのピ
クセル・ブロックにおける）ｚバッファド・ブレンドは、前記パイプラインの終
わり近くに含まれる。この例では、前記色プリミティブＦだけが前記サンプルに
使用される。 ３．２．２．１ ＣＨＳＲ及びステンシル・テスト 前記ＣＨＳＲ処理の好ましい実施形態において、すべてのステンシル・オペレ
ーションは、前記パイプラインの終わり近くで行われ（ｚバッファード・ブレン
ドにおいては、好ましい実施形態でのピクセル・ブロックと呼ばれる）、それゆ
えに、ステンシル値は、前記フレーム・バッファに維持されるので、それらは前
記ＣＳＨＲ方法に対して有効ではない。前記ＣＨＳＲ処理における使用のため、
前記フレーム・バッファから、前記ステンシル値が送信されることが可能である
一方、これは、一般的に処理能力を下げる長い待ち時間パス（latency path）を
必要とするであろう。ＯｐｅｎＧＬ等のＡＰＩにおいて、前記ステンシル・テス
トがアルファ・テストの後に実行され、及びアルファ・テストの結果は前記ＣＨ
ＳＲ処理に知らされないので、ステンシル値は、ＣＨＳＲ処理内に正確に維持す
ることができず、それは、前記ステンシル・テストヘの入力が正確にモデル化さ
れないことを意味する。さらに、レンダラは多くのフレームに対してステンシル
値を維持し（一般的に、各フレームの開始においてクリアされる深度値とは対照
的に）、及びこれらのステンシル値は、前記フレーム・バッファに記憶される。
このことすべてによって、前記ＣＨＳＲ処理は、ステンシル・オペレーションの
処理への従来のアプローチを利用する。プリミティブが、前記フレーム・バッフ
ァにおけるステンシル値に影響を与えることができる場合、ステンシル・オペレ
ーションは、前記深度テスト（ＯｐｅｎＧＬ仕様書を参照）の前に起こるので、
前記プリミティブは常に前記パイプラインに送られる（以下、これは「Ｃｕｌｌ
ＦｌｕｓｈＯｖｅｒｌａｐ」と呼ばれ、及びカル・ブロックにおける信号Ｃｕｌ
ｌＦｌｕｓｈＯｖｅｒｌａｐの主張によって示される）。ＣｕｌｌＦｌｕｓｈＯ
ｖｅｒｌａｐの条件は、前記ＳＦＳＭを、それの最も保存力のある状態に設定す
る。

【００７６】 もう一つの可能性として、前記ステンシル参照値（ＯｐｅｎＧＬ仕様書を参照
）が変更され、及び前記ステンシル・テストが前記フレーム・バッファにおける
ステンシル値に基づいでサンプル値を廃棄するように可能にされ、及び構成され
る場合、前記ＳＦＳＭにおけるすべての有効なプリミティブ情報が、前記パイプ
ラインに送られ（以下、これは「ＣｕｌｌＦｌｕｓｈＡｌｌ」と呼ばれ、及びカ
ル・ブロックにおけるＣｕｌｌＦｌｕｓｈＡｌｌの信号の主張よって示される）
、及び前記ｚ値がそれらの最大値に設定される。前記ステンシル参照値を変更す
ることは、前記ｚバッファード・ブレンド（又はピクセル・ブロック）における
「可視性規則（visibility rule）」を有効に変えるので、この「フラッシング
（flushing）」が必要とされる。

【００７７】 ステンシル・テスト（ＯｐｅｎＧＬ仕様書を参照）を扱う前記ＣＨＳＲ処理の
一つの例として、図１２に記載の図を検討する。それには、４つの特定サンプル
（対応するＳＦＳＭを有し、ＳＦＳＭ０乃至ＳＦＳＭ３にラベル付けされる）を
網羅する２つのプリミティブ（プリミティブＡ及びＣ）、及び前記４つのサンプ
ルのうちの２つを網羅する追加のプリミティブ（プリミティブＢ）を有する。前
記３つのプリミティブは次の順序でレンダリングされる（深度クリアで始まり、
及び深度テストはレス・ザン（less-than）に設定される）：プリミティブＡ（
ステンシル・テストは不能）；プリミティブＢ（ステンシル・テストは可能、及
びＳｔｅｎｃｉｌＯｐは「ＲＥＰＬＡＣＥ」に設定される。ＯｐｅｎＧＬ仕様書
を参照）；及びプリミティブＣ（ステンシル・テストは不能）である。そのステ
ップは以下のとおりである。

【００７８】 ステップ１：前記深度クリアは、この例における４つのＳＦＳＭの各々におい
て、次のことを生じさせる：１）ｚ値が最大値に初期化される；２）プリミティ
ブ情報はクリアされる；及び３）サンプル状態ビットは、前記ｚ値が正しいこと
を示すように設定される。 ステップ２：プリミティブＡが各ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリミ
ティブは維持され（すなわち、可視表面に関する最近の最善の推量になる）、こ
れは前記４つのＳＦＳＭに：１）前記近ｚ値としての、それらの対応するｚ値（
それぞれ、Ｚ_A0，Ｚ_A1，Ｚ_A2，又はＺ_A3）；２）色プリミティブＡに必要なプリ
ミティブ情報；及び３）各ＳＦＳＭにおける前記ｚ値は、正確なものとしてラベ
ル付けされることを記憶させる。

【００７９】 ステップ３：プリミティブＢが前記ＳＦＳＭによって処理される時、サンプル
１及び２のみが影響され、ＳＦＳＭ０及びＳＦＳＭ３は影響を受けないようにさ
れ、及びＳＦＳＭ１及びＳＦＳＭ２は、次のように更新される：１）前記遠ｚ値
は最大値に設定され、前記近ｚ値は最小値に設定される；２）プリミティブＡ及
びＢに関するプリミティブ情報は、前記パイプラインに送られる；及び３）サン
プル状態ビットは、前記ｚ値が保存可能であることを示すように設定される。

【００８０】 ステップ４：プリミティブＣが各ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリミ
ティブは維持されるが、前記ＳＦＳＭが、同じ方法ですべてのプリミティブを処
理するとは限らない。ＳＦＳＭ０及びＳＦＳＭ３において、前記状態は次のよう
に更新される：１）Ｚ_C0及びＺ_C3は前記「近」ｚ値となる（Ｚ_A0及び Ｚ_A3は廃棄される）；２）色プリミティブＣに必要なプリミティブ情報（プリミ
ティブＡの情報は廃棄される）；及び３）ｚ値は正確なものとしてラベル付けさ
れる。ＳＦＳＭ１及びＳＦＳＭ２において、前記状態は、次のように更新される
：１）Ｚ_C1及びＺ_C2は、前記「遠」ｚ値になる（前記近ｚ値は維持される）；２
）色プリミティブＣに必要なプリミティブ情報；及び３）前記ｚ値は保存可能と
してラベル付けされたままである。 このＣＨＳＲの実例を要約すると、プリミティブＡ乃至Ｃは、処理されており
、すべてのプリミティブは前記パイプラインに送られたが、すべてのサンプルに
おいてではない。前記可視性を分解するために、（前記好ましい実施形態におけ
るピクセル・ブロックにおける）ｚバッファード・ブレンドは前記パイプライン
の終わり近くに含まれる。ＣｕｌｌＦｌｕｓｈＯｖｅｒｌａｐが、他のものに影
響をうけさせない間に、選択されたサンプルをフラッシュ（flush）することを
説明するために、この例において多くのサンプルが示された。 ３．２．２．２．ＣＨＳＲ及びアルファ・ブレンディング アルファ・ブレンディングは、２つのプリミティブの色を一色に結合させるため
に使用される。しかしながら、前記プリミティブは、ｚ値の更新に関する深度テ
ストを受ける。

【００８１】 アルファ・ブレンディングを扱う前記ＣＨＳＲの一例として、図１３を検討す
る。それは特定のサンプルに関する４つのプリミティブ（プリミティブＡ、Ｂ、
Ｃ、及びＤ）を有し、以下の順番でレンダリングされる（深度クリアで始まり、
及び深度テストはレス・ザン（less-than）に設定される）：プリミティブＡ（
アルファ・ブレンディングは不能）；プリミティブＢ及びＣ（アルファ・ブレン
ディングは可能）；及びプリミティブＤ（アルファ・ブレンディングは不能）で
ある。そのステップは以下のとおりである： ステップ１：前記深度クリアは、各ＣＨＳＲ ＳＦＳＭにおいて、以下のもの
をもたらす：１）ｚ値は最大値に初期化される；２）プリミティブ情報はクリア
される；及び３）サンプル状態ビットは、ｚ値が正確であることを示すように設
定される。

【００８２】 ステップ２：プリミティブＡが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは維持され（すなわち、それは可視表面に対する現在の最善の推測にな
る）、及びこれは前記ＳＦＳＭに、１）前記「近」ｚ値としての前記ｚ値 Ｚ_{A 、}；２）色プリミティブＡに必要なプリミティブ情報；及び３）前記ｚ値は正
確なものとしてラベル付けされる、ことを記憶させる。

【００８３】 ステップ３：プリミティブＢが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは維持され（そのＺ値はプリミティブＡのそれより小さいからである）
、及びこれは前記ＳＦＳＭに：１）前記「近」ｚ値としての前記ｚ値Ｚ_B（Ｚ_Aは
廃棄される）；２）色プリミティブＢに必要とされるプリミティブ情報（プリミ
ティブＡの情報はパイプラインに送られる）；及び３）前記ｚ値（Ｚ_B）は正確
なものとしてラベル付けされる、ことを記憶させる。レンダリング処理のこの時
点で、プリミティブＢの色は、プリミティブＡとブレンドされなければならない
ので、プリミティブＡはパイプラインに送られる。これは、それらがパイプライ
ンに送られるときに、プリミティブのタイム・オーダを保存する。

【００８４】 ステップ４：プリミティブＣが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは廃棄される（すなわち、前記可視表面、プリミティブＢに関する現在
の最善の推測によって不明瞭にされる）、及び前記ＳＦＳＭデータは変更されな
い。プリミティブＢ及びＣが透明な面としてレンダリングされる必要がある場合
、プリミティブＣは、プリミティブＢによって隠される。これは、プリミティブ
Ｂがレンダリングされている間、前記深度マスクを止めることによって達成され
る。透明性ブレンディングが正確であることに関して、前記面は、前から後ろ、
又は後ろから前のどちらかの順番でブレンドされる 深度マスクが不能にされる場合（ＯｐｅｎＧＬの仕様書を参照）、深度バッフ
ァへの書き込み（すなわち、ｚ値をセーブすること）は実行されない；しかしな
がら、深度テストはまだ実行される。この例において、前記深度マスクがプリミ
ティブＢに関して不能である場合、前記値Ｚ_Bは、前記ＳＦＳＭにセーブされな
い。続いて、プリミティブＣは、そのｚ値がＺ_Aと比較されるので、可視である
と考えられる。

【００８５】 本例、ＣＨＳＲ処理を要約すると、プリミティブＡ乃至Ｄは処理されており、
すべてのプリミティブは前記パイプラインに送られるが、すべてのサンプルにお
いてではない。前記可視性を分解するために、（好ましい実施形態におけるピク
セル・ブロックにおける）ｚバッファード・ブレンドは、前記パイプラインの終
わり近くに含まれる。ＣｕｌｌＦｌｕｓｈＯｖｅｒｌａｐが、他のものに影響を
受けさせない間に、選択されたサンプルをフラッシュ（flush）することを説明
するために、この例において、多くのサンプルが示された。 ３．２．２．３ ＣＨＳＲ及びグレーター・ザン深度テスト 前記保存性隠れ面除去プロシージャの実行は、ＯｐｅｎＧＬ等、他の標準ＡＰ
Ｉとの互換性を有利に維持する。多くのＡＰＩにおける一つの複雑性は、深度テ
ストを変更する能力であることが想起される。３Ｄレンダリングの標準的な考え
方は、可視オブジェクトが不明瞭なオブジェクトより近いことを仮定しており、
及びこれは“レス・ザン（less-than）”深度テストを選択することによって達
成される（すなわち、そのｚ値が他のジオメトリ“より小さい”場合、オブジェ
クトは可視である）ことが想起される。しかしながら、ほとんどのＡＰＩは：グ
レーター・ザン、レス・ザン、グレーター・ザン・オア・イコール・トゥ、イコ
ール、レス・ザン・オア・イコール・トゥ、レス・ザン、ノット・イコール等、
代数的、大きさ、及び論理的関係等、他の深度テストをサポートし、それはフレ
ーム内において変化してもよいことも想起される。これは、本来ダイナミックに
可視のもの関する「規則を変更し」、結果として、異なるレンダリング規則を有
するプリミティブのタイム・オーダが考慮されなければならない。

【００８６】 本発明の保存性隠れ面除去の場合において、異なる又は追加のプロシージャは
、“グレーター・ザン”深度テストが使用される時に、他の標準ＡＰＩとの互換
性を維持するため、後述の理由から有利に実行される。通常の当業者は、深度テ
ストが、グレーター・ザン・オア・イコール・トゥ、又はそうでなければ、記述
された例外を生むであろう他の機能的関係である場合、有利に使用されてもよい
ことも理解するであろう。

【００８７】 従来の非ディファード・シェーダ（non-deffered shader）によって、すべて
のジオメトリ項目に関する一連の規則を実行し、及び最終のレンダリングされた
結果を調べることが、さらに注目される。比較すると、本発明のディファード・
シェーダの実施形態において、前記の従来のパラダイムは破壊される。本発明の
構造及び方法は、すべてのジオメトリの内側のすべてのピクセルに関するすべて
の色を作成又は生成する必要なく、フレーム・バッファにおける最終値に実際に
影響を与えるのは、どのジオメトリかを予想し又は予測する。原則として、前記
ジオメトリの空間的位置が調べられ、特定のサンプルに関して、ｚバッファにお
ける最終の色に影響を与え、それからその色のみを生成する一つのジオメトリ項
目に関して、決定がなされる。 ３．２．２．４ 前記ＣＨＳＲ処理に関するさらなる考察 サンプルは平行して処理され、及び一般的にスタンプ内のすべてのピクセルに
おけるすべてのサンプルは、平行して処理される。従って、一つのスタンプがク
ロック・サイクルごとに処理されることができる場合（及び、スタンプごとに４
つのピクセル、及びピクセルごとに４つのサンプルがある）、１６のサンプルが
クロック・サイクルごとに処理される。一つの「スタンプ」が、ピクセルの数及
び一度に処理されたサンプルを定義する。このパー・スタンプ処理が通常パイプ
ラインを通され、（以前のプリミティブからの）同じスタンプが完成する前に（
すなわち、壊れたスタンプ処理が扱われないかぎり）、再度スタンプが処理され
る必要がある場合、パイプライン・ストール（pipeline stalls）がインジェク
トされる。

【００８８】 必要とされる初期ディスパッチがない場合、エンド・オブ・タイル・ディスパ
ッチ（end−of−tile dispatches）のみが必要とされる。これは、一つのタイ
ルにおけるすべてのジオメトリが不透明で、及びステンシル・テスト又はオペレ
ーションがなく、可視となりうるアルファ・テストされたプリミティブがない場
合である。

【００８９】 各ＳＦＳＭにおけるプリミティブ情報は、すべてのプリミティブ情報が記憶さ
れるメモリヘのポインタによって置き換えられる。好ましい実施形態において後
述されるとおり、色ポインタは、ポリゴン・メモリにおけるプリミティブの情報
を示すために使用される。

【００９０】 代替として、前記遠ｚ値のみが維持され（前記近ｚ値は維持されない）、それ
によって、データ記憶を低減させるが、前記サンプル状態ビットに、プリミティ
ブＦの後に「保存」のままにするよう要求し、及びプリミティブＥが、プリミテ
ィブＦの前にあるか、後ろにあるかは不明であるため、プリミティブＥを前記パ
イプラインへ送信させる。

【００９１】 近ｚ値及び遠ｚ値の両方を維持することの代替として、前記遠ｚ値のみが維持
され、それによって、データ記憶を低減させるが、サンプル状態ビットに、それ
らが「正確である」としてラベル付けされた時には、「保存」のままであること
を要求し、かつ追加のサンプルに、前記パイプラインヘ送らせる。上述の第一の
ＣＨＳＲの例（アルファ・テストを含むもの）において、前記サンプル状態ビッ
トは、プリミティブＦの後、“保存”のままであり、かつプリミティブＥは、前
記近ｚ値の欠如のためにプリミティブＦの前にあるか、後ろにあるか不明である
ので、プリミティブＥは前記パイプラインに送られる。

【００９２】 スタンプを処理することは、スタンプごとのベースで、簡単にＳＦＳＭに並行
して動作させるよりも、大きな効率性を有する。スタンプはまた、パイプライン
に伝送されるデータ・パケットの数を減らすためにも使用される。すなわち、ス
タンプ内の一つのサンプルが送られる時（初期ディスパッチ又はエンド・オブ・
タイル・ディスパッチ）、同じスタンプ及び同じプリミティブ内の他のサンプル
も送られる（そのようなジョイント・ディスパッチ（joint dispatch）は、以
下、可視スタンプ・ポーション（Visible Stamp Portion）又はＶＳＰと呼ばれ
る）。上述の第二のＣＨＳＲの例（ステンシル・テストを含むもの）において、
４つのサンプルすべてが同じスタンプにある場合、サンプル１及び２の初期ディ
スパッチは、サンプル０及び３の初期ディスパッチを起こす。このことが、より
多くのサンプルをパイプラインに送らせ、及び色計算の量を増加させているよう
に見せる一方で、それは（一般的に）最終的な増加ではなく、むしろ色計算にお
ける最終的な減少を起こす。これは、ピクセル内における空間的コヒーレンス（
すなわち、同じピクセル内のサンプルは、ともに可視であるか、又はともに隠さ
れている傾向にある）、及びアルファ・テスト、色テスト、ステンシル・テスト
、及び／又はアルファ・ブレンディングを有するポリゴンのエッジが、他の空間
的にコヒーレントなスタンプを潜在的に分割する傾向によるものである。すなわ
ち、計算ロードをそれほど増加させないときに、追加のサンプルをパイプライン
に送ることは、送られる必要のあるＶＳＰの総数を減らすことによって、十分に
相殺される。上述の第二のＣＨＳＲの例において、すべてのサンプルが同じスタ
ンプの中にある場合、同じ数のＶＳＰが生成されるであろう。

【００９３】 アルファ・テストの場合、プリミティブに関するアルファ値が、バーテックス
におけるアルファ値からのみ（テクスチャリング等、他の場所からではない）生
じる場合、簡単にされたアルファ・テストが全体のプリミティブに関して行われ
ることができる。すなわち、バーテックス処理ブロック（後の節においてＧＥＯ
と呼ばれる）は、いつバーテックス・アルファ値の補間が、アルファ・テストを
通過し、及び前記プリミティブに関しては、アルファ・テストを不能にすること
を保証されるか、決定することができる。

【００９４】 フレームは深度クリアで始まらない場合、（ＳＦＳＭそれらの最も保存性のあ
る状態に設定される（近ｚ値は最小であり、遠ｚ値は最大である）。

【００９５】 好ましい実施形態において、ＣＨＳＲ処理は、カル・ブロックにおいて実行さ
れる。 ３．２．３ パイプライン状態情報を含む、タイルによるハードウェア・ソーテ
ィング 本発明の構造及び方法において、タイム・オーダが各タイル内に保存され、パ
イプライン状態情報のタイム・オーダの保存を含むことが注目される。クリアな
パケットも使用される。本発明の実施形態において、ソーティングは、ハードウ
ェアにおいて実行され、及びＲＡＭＢＵＳメモリは、有効に一つのバーテックス
のデュアロクト記憶を可能にする。ソートされた透明性モードに関して、保証さ
れた不透明ジオメトリ（すなわち、より遠いジオメトリを不明瞭にすることで知
られるジオメトリ）が、第一のパス（pass）におけるソート・メモリから読み取
られる。次のパスにおいて、前記ジオメトリの残りは、各連続のパスにおいて一
度読み取られる。好ましい実施形態において、タイル・ソーティング方法は、ソ
ート・ブロックにおいて実行される。

【００９６】 すべてのバーテックス及び関連モード・パケット又は状態情報パケットは、タ
イム・オーダ線形リストとして記憶される。プリミティブによって接触される各
タイルに関して、ポインタは、前記プリミティブを完成させる前記線形リストに
おけるバーテックスに加えられる。例えば、三角形プリミティブは、３バーテッ
クスによって定義され、及びポインタは、前記三角形プリミティブを完成させる
ために、前記線形リストにおける（第三の）バーテックスに加えられるであろう
。第三のバーテックスよりも、第一のバーテックスを使用する他の体系は、代替
的に実行されてもよい。

【００９７】 基本的に、ポインタは、プリミティブにおける他のバーテックスを見つけるた
めの十分な情報とともに、前記プリミティブにおけるバーテックスの一つを指す
ために使用される。これらのプリミティブを読み取る時間には、プリミティブ全
体が、バーテックス及びポインタから再構築されうる。各タイルは、バーテック
スを指し、及び前記リストからの前記プリミティブの再生を可能にするポインタ
のリストである。このアプローチによって、すべてのプリミティブを記憶するこ
とが可能になり、一つのバーテックスを他のプリミティブを共有し、さらに各バ
ーテックスを一度記憶するだけのものも可能になる。

【００９８】 本発明のプロシージャの一つの実施形態において、タイルごとに一つのリスト
が維持される。リストにはプリミティブを記憶しないが、代わりに、リストは、
前記プリミティブへのポインタを記憶する。これらのポインタは、実際には前記
プリミティブの一つを指し、及びそれは前記プリミティブにおけるバーテックス
の一つへのポインタであり、及び前記ポインタは、同じプリミティブにおける他
のバーテックスを探すために十分な情報も含む。このソーティング構造は、三つ
の記憶構造、データ記憶装置、タイル・ポインタ記憶装置、及びモード・ポイン
タ記憶装置を具備する構造を使用して、ハードウェアにおいて有効に実行される
。一定のタイルに関しては、処理されている特定のタイルに接触するプリミティ
ブのタイム・オーダ・シーケンスを再生するが、前記タイルに接触しないプリミ
ティブを無視することが、目的である。以前に前記モードを引き出し、それらを
個別に記憶したが、ここでは、前記モード・パケットを、正しい場所で、このプ
リミティブの流れに導入したい。さらに、前記モード・パケットは、前記プリミ
ティブを処理するために必要であり、それは一つ以上のタイルをかぶせるので、
単に、前記モード・パケットを一つのステージにおいて引き出し、それからそれ
を他のステージにおいて再導入するだけでは十分ではないことが注目される。そ
れゆえに、前記モード・パケットは、適切な時に、関連するタイルのすべてと再
度、関連付けされなければならない。

【００９９】 一つの単純なアプローチは、モード・パケットへのポインタを、すべてのタイ
ル・リストに書き込むことであろう。このリストの連続した読み取りの間、モー
ド・パケット・アドレスにアクセスし、及び適切なモード・データを読み取るこ
とが簡単であろう。しかしながら、このアプローチは、すべての前記タイルへの
ポインタを書き込むことに関連するコストのために、不利である。本発明のプロ
シージャにおいて、各タイルの処理中、適切なタイル・ポインタ・リストからの
エントリを読み取り、及び前記バーテックスに関するモード・データを読み取っ
ており（フェッチしており）及びそれを送った場合、データ記憶装置からバーテ
ックスを単に検索し、それをパイプラインに送信する；しかしながら、前記モー
ド・データが、タイル・ポインタ・リストにおいて、検索された最終のバーテッ
クスと、次のシーケンシャル・バーテックスとの間で変化していた場合でも、バ
ーテックスが到着する時に、適切なモード・データが入手可能になるように、前
記モード・データは、データ記憶装置からフェッチされ、次のバーテックスが送
られる前に、パイプラインに送られる。前記モード・ポインタ・リストにおける
エントリは、どのバーテックスで前記モードが変化するかを識別することが注目
される。一つの実施形態において、前記モード・ポインタにおけるエントリは、
前記モード・データが関連する第一のバーテックスを記憶するが、しかしながら
、前記モード・データが適用される最終バーテックスの記憶等、代替的なプロシ
ージャが、不変の規則に従う限り、使用されうる。 ３．２．４ ＤＳＧＰオペレーションの二つのモード ＤＳＧＰは、二つの個別のモードで動作することができる：１）タイム・オー
ダ・モード（Time Order Mode）、及び２）ソーテッド・トランスペアレンシー
・モード（Sorted Transparency Mode）である。タイム・オーダ・モードは上述
されており、及び特定のタイル内に、同じ時制のシーケンスのプリミティブを保
存するように設計される。ソーテッド・トランスペアレンシー・モードは、すぐ
後述される。好ましい実施形態において、パイプライン・オペレーティング・モ
ードの制御は、ソート・ブロックで実行される。

【０１００】 ソート・ブロックは、モード・エクストラクション装置（ＭＥＸ）とセットア
ップ（ＳＴＰ）装置との間のパイプラインに配置される。ソート・ブロックは、
第一に、ディスプレイ・ウィンドウに散りばめられたジオメトリを取るために、
及びそれをタイルにソートするために、動作する。ソート・ブロックはまた、ソ
ート・メモリを管理し、それはあるモード情報とともに、ラステライズされる前
に、シーン全体からすべてのジオメトリを記憶する。ソート・メモリは、バーテ
ックス及びモードの二重バッファされたリストを具備する。一つのページは、シ
ーンのジオメトリを集める（バーテックスごと及びモードごと）一方で、他のペ
ージは、そのジオメトリ（プリミティブごと及びモードごと）を、残りのパイプ
ラインに送っている。

【０１０１】 ソート・メモリにおけるページが書き込まれている時、バーテックス及びモー
ドは、それらがソート・ブロックによって受信されると、ソート・メモリへと順
番に書き込まれる。ページが、ソート・メモリから読み取られる時、前記読み取
りは、タイルごとのベースで行われ、及び前記読み取り処理は、二つのモード：
（１）タイム・オーダ・モード、及び（２）ソーテッド・トランスペアレンシー
・モードで動作する。 ３．２．５ タイム・オーダード・モード（Time-Ordered Mode） タイム・オーダード・モードにおいて、バーテックス及びモードのタイム・オ
ーダは、各タイル内に保存され、一つのタイルは、水平及び垂直に区切られたデ
ィスプレイ・ウィンドウの一部である。保存されたタイム・オーダによって、一
定のタイルに関して、バーテックス及びモードは、それらが書き込まれたのと同
じオーダで、読み取られる。 ３．２．６ ソーテッド・トランスペアレンシー・モード（Sorted Transparenc
y Mode） ソーテッド・トランスペアレンシー・モードにおいて、各タイルの読み取りは
、複数のパスに分割され、第一のパスにおいて、保証された不透明ジオメトリは
、ソート・ブロックから出力され、及び連続したパスでは、潜在的に透明なジオ
メトリは、ソート・ブロックから出力される。各ソーテッド・トランスペアレン
シー・モードパス内で、タイム・オーダリングが保存され、及びモード・デート
（mode date）は、その正しいタイム・オーダの場所に挿入される。ソーテッド
・トランスペアレンシー・モードは、後ろから前へ、又は前から後ろへの順番で
実行されてもよい。好ましい実施形態において、ソーテッド・トランスペアレン
シー方法は、ソート・ブロック及びカル・ブロックによって、共同して実行され
る。 ３．２．７ 複数ステップの隠れ面除去 従来、隠れ面は、「正確な」隠れ面除去プロシージャか、又はｚバッファを使
用して除去される。本発明の構造及び方法の一つの実施形態において、２ステッ
プ・アプローチが実行され、（１）「保存性」隠れ面除去は、（２）ｚバッファ
・ベースのプロシージャが続く。異なる実施形態において、３ステップ・アプロ
ーチ：（１）特定の空間的カル・プロシージャ、（２）保存性隠れ面除去、及び
（３）ｚバッファが実行される。保存性隠れ面除去（conservative hidden surf
ace removal）（ＣＨＳＲ）の様々な実施形態は、すでに本開示の他の部分で説
明された。 ３．２．８ パイプライン状態保存及びキャッシング 各バーテックスは、色ポインタを含み、及びバーテックスが受け取られると、
前記色ポインタを含む前記バーテックスは、ソート・メモリ・データ記憶装置に
記憶される。色ポインタは、バーテックス・データの色部分を含むポリゴン・メ
モリ・バーテックス記憶装置におけるある場所へのポインタである。素材ライテ
ィング・モード（Material-Lighting-Mode）（ＭＬＭ）ポインタ・セットは、ス
トリップ（strip）又は（fan）のいずれかのバーテックスのすべてに関連する。
ＭＬＭは、後述のとおり、６の主なポインタに加え、２つの他のポインタを含む
。前記６の主なポインタの各々は、ポリゴン・メモリ状態記憶装置へのアドレス
を具備し、それはパイプラインにおいて変化した状態のすべて、例えば、テクス
チャ、ピクセル、ライティング等における変化のすべての逐次記憶装置であり、
将来のいつかに必要性が生じる時に、ＭＬＭポインタを探索し、及びポリゴン・
メモリ状態記憶装置に戻り、及びその時存在した状態を見つけることによって、
バーテックスと関連するＭＬＭポインタから、バーテックス（又は一つ以上のバ
ーテックスから形成されるオブジェクト）をレンダリングするために必要とされ
る状態を再生することができる。

【０１０２】 モード・エクストラクション・ブロック（ＭＥＸ）は、時制的にオーダされた
状態変化データを集め、前記状態をポリゴン・メモリに記憶し、及びそれがソー
ト・メモリに渡すバーテックス・データへの適切なポインタを添付する、ジオメ
トリとソートとの間の論理的ブロックである。通常のＯｐｅｎＧＬパイプライン
において、及びソート・ブロックまでの本発明のパイプラインの実施形態におい
て、ジオメトリ及び状態データは、それがパイプラインに送られた順番で処理さ
れる。素材タイプ、ライティング、テクスチャ、モード及び点描に関する状態変
化は、それらに続くプリミティブに影響を与える。例えば、各新しいオブジェク
トは、前記オブジェクトに関する素材パラメータを設定するために、状態変化に
よって先行されるであろう。

【０１０３】 本発明のパイプラインにおいて、他方では、フラグメントは、カル・ブロック
の後に、タイル・オーダでパイプラインに送られる。モード・インジェクション
・ブロックは、タイム・オーダの代わりに、空間的（タイル）オーダでデータを
処理するパイプラインの部分における状態をどのように保存するのか、明らかに
する。ジオメトリ・データに加えて、データ・エクストラクション・ブロックは
、モード・データ（ｃｕｌｌ＿ｍｏｄｅ）のサブセットを、カルによる使用のた
めに、パイプラインに送る。Ｃｕｌｌ＿ｍｏｄｅパケットは、ジオメトリ・ブロ
ックで生成される。モード・エクストラクション・ブロックは、ジオメトリ・パ
ケットにおける適切な色ポインタを挿入する。

【０１０４】 パイプライン状態は、以下のように、記憶装置を最小限にするために、いくつ
かのカテゴリ（category）に分けられる：（１）空間的パイプライン状態は、す
べてのバーテックスを変えるソートに向けられたデータを含む；（２） Ｃｕｌｌ＿ｍｏｄｅ状態は、頻繁には変わらない（ソートを介して）カルに向け
られたデータを含む；（３）色は、すべてのバーテックスを変えるポリゴン・メ
モリに向けられたデータを含む；（４）素材は、各オブジェクトに関して変化す
るデータを含む；（５）テクスチャＡは、テクスチャ０及び１に関するテクスチ
ャ・ブロックに関する第一の組の状態を含む；（６）テクスチャＢは、テクスチ
ャ２乃至７に関するテクスチャ・ブロックに関する第二の組の状態を含む；（７
）モードは、ほどんと変化しないデータを含む；（８）ライトは、フォンに関す
るデータを含む；（９）点描は、ポリゴン点描パターンに関するデータを含む。
素材、テクスチャ、モード、ライト、及び点描データは、集合的に（素材、ライ
ト、及びモードに関する）ＭＬＭデータと称される。状態保存に関するＭＬＭポ
インタに特に関心が持たれる。

【０１０５】 状態変化情報は、プリミティブ（空間的及び色パケット）が現れるまで、ＭＥ
Ｘに蓄積される。その時、最後のプリミティブ以来、変化したＭＬＭデータは、
ポリゴン・メモリに書き込まれる。色データも、ＭＬＭデータへの適切なポイン
タとともに、ポリゴン・メモリに書き込まれる。空間的データは、ポリゴン・メ
モリへのポインタ（色ポインタ）とともに、ソートに送られる。色及びＭＬＭデ
ータは、すべてポリゴン・メモリに記憶される。これらのレコードに関する空間
の割り当ては、性能を向上させるために、マイクロ・アーキテクチャ定義におい
て最適化されうる。

【０１０６】 これらのレコードのすべては、ポインタを介してアクセスされる。ソート・メ
モリにおける各プリミティブ・エントリは、ポリゴン・メモリにおける対応する
色エントリへの色ポインタを含む。色ポインタは、点、線又は三角形を構築し、
及びＭＬＭポインタを配置することができるようにする色アドレス、色オフセッ
ト、及び色タイプを含む。色アドレスは、プリミティブにおける最終バーテック
スを指す。バーテックスは、順番に記憶されるので、一つのプリミティブにおけ
るバーテックスは、三角形ファンの場合を除いて、隣接する。色オフセットは、
色アドレスから、このバーテックス・リストに関する第一のデュアロクト（dual
oct）に指し戻す。（点リスト、線ストリップ、三角形ストリップ、又は三角形
ファンを、バーテックス・リストとして参照する。）この第一のデュアロクトは
、バーテックス・リストにおける前記点、線、ストリップ、又はファンに関する
ＭＬＭデータへのポインタを含む。バーテックス・リストにおける、それに続く
デュアロクトは、色データ・エントリを含む。三角形ファンに関して、三角形の
三つのバーテックスは、色アドレス、（色アドレス−１）、及び（色アドレス−
色オフセット＋１）にある。これは、ポインタがソート・メモリに記憶されたの
とまったくの同じ方法ではないことが注目される。

【０１０７】 状態は、経時的変化をするエンティティであり、及びＭＥＸは、状態が、バー
テックス又はバーテックスの組に関して再生されることができるように、状態に
おける変化を蓄積する。ＭＩＪブロックは、ダウンストリームのバーテックスと
状態を適合させることを担う。バーテックスがＭＥＸに入り、及び一定のインジ
ケータ・ビット（indicator bits）が設定される時はいつも、パイプライン状態
情報のサブセットがセーブされる必要がある。完全な状態は、状態への蓄積的な
変化から生成されることができるので、変化した状態のみが記憶され、すべてが
記憶されるのではない。素材、テクスチャＡ、テクスチャＢ、モード、ライト、
及び点描に関する６のＭＬＭポインタは、個別の状態情報への最近の変化が記憶
されるアドレス場所を識別する。これらの状態の一つにおける各変化は、メモリ
に記憶された、順番にオーダされた状態記憶装置リストの最後で、追加のエント
リによって識別される。有効に、すべての状態変化が記憶され、及び時間におけ
るある点（又はバーテックスの受信）に対応する特定の状態が必要とされる時、
前記状態は、前記ポインタから再構築される。

【０１０８】 セーブされるモードのこのパケットは、モード・パケットと称されるが、前記
フレーズ（phrase）は、レンダリングの前に、ＭＩＪによって検索され又は再構
築されるより大きなセットのモード・データと同様に、記憶されるモード・デー
タ変化を参照するために使用される。

【０１０９】 特に、全体の状態は、比較的小さな色ポインタに維持される情報から再生され
ることができることが注目される。

【０１１０】 ポリゴン・メモリ・バーテックス記憶装置は、色部分のみを記憶する。ポリゴ
ン・メモリは、隠れ面除去に必要とされないパイプライン状態の部分を記憶し、
及び隠れ面除去には必要とされないバーテックス・データの部分（主に、色を作
るために必要とされる項目）も記憶する。 ３．２．９ テクセル再使用検出及びタイル・ベースド処理 本発明の構造及び方法は、テクスチャ・マップの複数の層（解像度）のトリリ
ニア・マッピング（trilinear mapping）を有効に利用してもよい。

【０１１１】 テクスチャ・マップは、ＡＧＰインターフェースを使用して、ホスト・コンピ
ュータのメモリからロードされた単一バッファされたメモリを通常具備してもよ
いテクスチャ・メモリに記憶される。例示的な実施形態において、単一のポリゴ
ンは、４つまでのテクスチャを使用することができる。テクスチャは、ミップ・
マップされる。すなわち、各テクスチャは、異なるレベルのディテール又は解像
度で、一連のテクスチャ・マップを具備し、各マップは、アイ・ポイントからの
一定の距離におけるテクスチャの外観を表してもよい。一定のピクセル・フラグ
メントに関するテクスチャ値を生成するために、テクスチャ・ブロックは、正し
いレベルのディテールに近似するために、テクスチャ・マップからトリリニア補
間を実行する。テクスチャ・ブロックは、異方向補間等、他の補間方法を代替的
に実行することができる。

【０１１２】 テクスチャ・ブロックは、パー・フラグメント・ベースで、フォン・ブロック
に、補間されたテクスチャ値を（通常は、ＲＧＢＡ色値として）供給する。バン
プ・マップは、特殊なテクスチャ・マップを表す。色の代わりに、バンプ・マッ
プの各テクセルは、高さフィールド勾配を含む。

【０１１３】 複数層は、ＭＩＰ層であり、及び補間は、ＭＩＰ層の中及び層の間である。第
一の補間は、各層の中であり、二つの隣接する層の間を補間し、一方は要求され
るよりも大きな解像度を有し、他方は、要求されるよりも小さな解像度を有する
ので、それは最適な解像度を生成するために、３次元で実行される。

【０１１４】 本発明のパイプラインは、前記構造及びオペレーションが従来のキャッシュと
異なるので、テクスチャ・キャッシュ、実際にはテクスチャされた再使用レジス
タを含むテクスチャ・メモリを含む。ホストはまた、テクスチャのための記憶装
置を含み、それは通常大変大きくてもよいが、テクスチャをレンダリングするた
めに、それは、テクスチャ・メモリとも称されるテクスチャ・キャッシュへとロ
ードされなければならない。Ｓ及びＴは、各ＶＳＰに関連する。トリリニアＭＩ
Ｐマッピングを実行するために、必ず８のサンプルをブレンドするので、本発明
の構造は、並行して動作する、一組の８のコンテント・アドレッサブル（メモリ
）キャッシュを供給する。一つの実施形態において、前記キャッシュ識別子は、
コンテント・アドレッサブル・タグの一つであり、それが、前記キャッシュのタ
グ部分と、及び前記キャッシュのデータ部分が、前記タグ又はインデックスから
別個に配置されている理由である。従来、タグ及びデータは、前記タグのクエリ
が前記データを与えるように、共に配置される。本発明の構造及び方法において
、前記タグ及びデータは分割され、及びインデックスは、パイプラインに送られ
る。

【０１１５】 前記データ及びタグは、異なるブロックに記憶され、及びコンテント・アドレ
ッサブル・ルックアップは、アドレスのルックアップ又はクエリであり、及びそ
れ自身における前記アドレスに記憶された「データ」並びに異なるブロックに記
憶される実際のデータを参照するインデックスでもある。前記インデックスによ
って参照されたデータが、決定されることができるように、前記インデックスは
決定され、及びパイプラインに送られる。すなわち、前記タグは一つの場所にあ
り、前記テクスチャ・データは第二の場所にあり、及び前記インデックスは、前
記二つの記憶装置構造の間にリンクを供給する。

【０１１６】 本発明の一つの実施形態において、テクセル再使用検出レジスタ（Texel Reus
e Detection Register）（ＴＲＤＲ）は、複数の関連メモリを具備し、それは通
常テクセル・インターポレータ（texel interpolator）と同じ集積回路上に配置
される。好ましい実施形態において、テクセル再使用検出方法は、テクスチャ・
ブロックにおいて実行される。

【０１１７】 従来の３Ｄグラフィックス・パイプラインにおいて、空間上のある方向のオブ
ジェクトがレンダリングされる。前記オブジェクトは、その上にテクスチャ・マ
ップを有し、及び多くの三角形プリミティブによって表示される。ソフトウェア
で実行されるプロシージャは、特定のオブジェクト・テクスチャを、ＤＲＡＭに
ロードするように、ハードウェアに命令する。前記特定のオブジェクトに共通で
あり、同じテクスチャ・マップを有する三角形のすべては、前記装置に送り込ま
れ、及び特定のオブジェクトを表示するために必要な色付きピクセルのすべてを
生成するために、テクスチャ補間が実行される。前記オブジェクトが色付けされ
た時、ＤＲＡＭにおけるテクスチャ・マップは、前記オブジェクトがレンダリン
グされたので、破壊されうる。（おそらく異なる方向又は場所にある）複数の同
一のオブジェクト等、同じテクスチャ・マップを有する一つ以上のオブジェクト
がある場合、そのタイプのオブジェクトのすべては、ＤＲＡＭにおけるテクスチ
ャ・マップが廃棄される前に、望ましくはテクスチャされてもよい。異なるジオ
メトリが送り込まれてもよいが、同じテクスチャ・マップは、すべてに関して使
用されることができ、それによって、ホスト・メモリからテクスチャ・マップを
繰り返し検索し、それを一時的に一つ以上のパイプライン構造に配置する必要を
排除する。

【０１１８】 より複雑な従来の体系において、一つ以上のテクスチャ・マップが検索され、
及びメモリに記憶されてもよく、例えば、二つ又はいくつかのマップが、利用可
能なメモリ、テクスチャ・マップのサイズ、複数のテクスチャ・マップを記憶し
または維持する必要性、及び管理体系の複雑性によって、記憶されてもよい。こ
れら従来のテクスチャ・マッピング体系、空間的オブジェクトのコヒーレンス（
coherence）の各々は、第一の重要性を有する。少なくとも単一のオブジェクト
全体に関して、及び通常は同じテクスチャ・マップを使用するオブジェクトのグ
ループに関して、前記オブジェクトを形成する三角形のすべては、ともに処理さ
れる。フレーズ空間コヒーレンシー（coherency）は、前記オブジェクトからの
三角形が空間で接続され、それゆえに空間的にコヒーレント（coherent）である
ので、そのような体系に適用される。

【０１１９】 本発明のディファード・シェーダ構造及び方法において、このタイプの空間的
オブジェクト・コヒーレンスからのかなりの利益に、必ずしも依存し又はそれを
引き出さない。本発明のディファード・シェーダの実施形態は、代わりにタイル
上で動作する。全体のタイルに対する空間的オブジェクト・コヒーレンスが、通
常は存在しないように、一定のタイルは、オブジェクト全体、複数のオブジェク
ト、いくつかの全体のオブジェクト、又はいくつかのオブジェクトの部分を有す
る。

【０１２０】 本発明の構造及び方法は、ディファード・シェーダに向けられているので、従
来の概念は完全に壊れる。タイルが、偶然に全体のオブジェクトを有する場合で
も、通常は異なるバックグラウンドがあり、及び前記タイルが、ある程度の空間
的コヒーレンシーをサポートする場合でも、本発明のカル・ブロック及びカル・
プロシージャは、通常完全に混乱し及び空間的にインコヒーレント（incoherent
）なオーダでＶＳＰを生成し及び送信する。その結果、パイプライン及びテクス
チャ・ブロックは、有効に、リアルタイムで稼動中のテクスチャ・マップを変え
ることができ、及び受信されたオブジェクト・プリミティブ（例えば三角形）に
要求されるテクスチャに応答する。たった今受信された特定のオブジェクト・プ
リミティブ（例えば単一の三角形）を処理するために、及び次の異なるオブジェ
クト・プリミティブが、異なるテクスチャ・マップを必要とする時に、前記テク
スチャを廃棄するために、ホストからテクスチャ・マップを繰り返し検索するた
めの要求は、控えめに言っても問題があり、迅速なオペレーションを妨害するで
あろう。

【０１２１】 本発明の構造及び方法において、かなり大きいメモリがカード上にサポートさ
れる。一つの実施形態において、１２８メガバイトが供給されるが、それ以上又
はそれ以下のメガバイトが供給されてもよい。例えば、ユーザの必要性、メモリ
のためのカード上で利用可能なリアル・エステート（real estate）、及び利用
可能なメモリの密度によって、３４Ｍｂ、６４Ｍｂ、２５６Ｍｂ、５１２Ｍｂ、
又はさらに多くが供給されてもよい。

【０１２２】 すべての可視フラグメントに関して８テクセルを読み取り、それらを使用し、
及び次のフラグメントのための８テクセルが検索され及び記憶されることができ
るように、それらを廃棄するよりもむしろ、本発明の構造及び方法は、それらが
再度必要とされる妥当な可能性がある時に、それらを記憶し及び再使用する。

【０１２３】 可視フラグメントが受信されるたびに、８テクセルを読み取り及び廃棄するこ
とは、実用的でない。それよりも、タイル空間を進む場合には、同じテクスチャ
・マップが連続するピクセルに必要とされない一方で、同じテクスチャ・マップ
が、前記タイルのある領域においてクラスタにされた（clustered）いくつかの
ピクセルに必要とされ、ゆえに、第一の使用の後、いくつかの処理ステップのみ
を必要とするように、前記タイル内のピクセル・グリッド（通常は、長方形タイ
ル・ピクセル・グリッドにおける連続した列に沿って処理される）が来るので、
これらのテクセルを再使用することが望ましい。望ましくは、本発明は、繰り返
し読み取られたテクセルを使用するので、それを必要とし、それを読み取り、及
び特定のテクスチャ・マップを要求する一つのフラグメントを見た可能性が十分
であり、同じタイルにいる間に、後のある時間帯に、可能性が十分であることを
知っている時、同じテクスチャを必要とする同じオブジェクトからの、他のフラ
グメントに遭遇するであろう。それゆえに、このキャッシュにそれらのものをセ
ーブし、それから稼動中に、必要とするものをキャッシュ（テクスチャ再使用レ
ジスタ）から探索する。キャッシュ・ミス（cache miss）がある場合、例えば、
フラグメント及びテクスチャ・マップが初めて遭遇した場合、前記テクスチャ・
マップは検索され、及びキャッシュに記憶される。

【０１２４】 テクスチャ・マップ検索待ち時間は、他の問題ではあるが、ファースト・イン
・ファースト・アウト（First-In-First-Out）（ＦＩＦＯ）データ構造の使用及
び予見的又は予言的な検索プロシージャの使用を通して扱われる。ＦＩＦＯは大
きく、ＣＡＭと関連して動作する。項目が必要とされる時、それがすでに記憶さ
れたかについて決定がなされ、及びデジグネータ（designator）も、キャッシュ
・ミスがある場合に、情報を検索し及びそれを記憶するために、比較的遅いメモ
リに出ることができるように、ＦＩＦＯに配置される。いずれの場合も、データ
がキャッシュにあり、又はそれがホスト・メモリから検索された場合、装置メモ
リに（また、新しく検索された場合には、キャッシュにも）配置される。

【０１２５】 効果的に、（実際の使用の前に）一度テクスチャへの必要性が識別されると、
前記データは、必要とされる前に検索され及び再関連付けされることができるよ
うに、前記検索が処理を遅らせないように、一種の遅延（delay）として動作す
る。ＦＩＦＯ待ち行列は、常に予報し及び先を見るように、パイプラインにおけ
るスラック（slack）を供給し、及び取り上げる。ＦＩＦＯを調べることによっ
て、読み取りが実行される時に、それが使用のために準備できているように、非
キャッシュ・テクスチャが識別され、ホスト・メモリから検索され、キャッシュ
及び特別な装置メモリに配置されることができる。

【０１２６】 予見的及び予言的な検索を供給するＦＩＦＯ及び他の構造が、パー・オブジェ
クト処理において通常使用される空間的オブジェクト・コヒーレンスが、我々の
パー・タイル処理において失われる時に起こる問題を避ける意味で、供給される
。本発明の構造及び方法は、オブジェクト内で、空間的コヒーレンスを利用する
ことも注目され、一つのオブジェクトにおけるすべてのピクセルが、順番に処理
される場合に、本発明は、一時的及び空間的コヒーレンスがあるという事実を利
用する。 ３．２．１０ パケット化データ転送プロトコル 本発明の構造及び方法は、ブロックからブロックへ、パケットで（データ及び
制御等の）情報を有効に転送する。このパケット化された通信を、パケット化デ
ータ転送と称し、及び前記パケット化されたデータのフォーマット及び／又は内
容を、パケット化データ転送プロトコル（packetized data transfer protocol
）（ＰＤＴＰ）と称する。前記プロトコルは、ヘッダ部分とデータ部分を含む。

【０１２７】 ＰＤＴＰの一つの利点は、データのすべてが、ブロックからブロックへ、一つ
のバスを通して送ることができ、それによって異なるデータ・タイプのための個
別のバスに対する必要性を軽減することである。ＰＤＴＰの他の利点は、情報を
パケット化することが、オーダリングを維持することに関して支援することであ
り、それは、適切なレンダリングに重要なことである。レンダリングは、パイプ
ライン状態等における変化に敏感であり、タイム・オーダ・シーケンス（time o
rder sequence）を維持することは一般的に重要であり、例えば、ＭＩＪキャッ
シュに関しては、パイプラインを下るパケットの流れの管理は、特に重要である
ことが想起される。

【０１２８】 バスは、効果的な順番のリンクであり、パケットは、あるタイム・オーダで順
番に到着するので、パケットの転送は、順番である。例えば、「フィル・パケッ
ト（fill packet）」がブロックで到着する場合、それは前記ブロックのＦＩＦ
Ｏに入り、及びＶＳＰが到着する場合は、それも前記ブロックのＦＩＦＯに入る
。各プロセッサ・プロックは、その入力に到着するパケットを待ち、及びパケッ
トが到着すると、どのアクションを取るべきか決定するために、パケット・ヘッ
ダを見る。前記アクションは、前記パケットを前記出力に送ること（すなわち、
他のアクション又は処理をすることなく、それを渡す）か、又はそれに関して何
かをすることでもよい。パケット化データ構造及び前記パケット化データ構造の
み及びバス、ＦＩＦＯ又は他のバッファ又はレジスタ体系と関連した使用は、３
Ｄグラフィックス・システムよりも広いアプリケーションを有し、及び複数の機
能的又は処理ブロック又は装置が、相互接続され及び互いに通信する、あらゆる
パイプライン構造に適用されてもよい。パケット化転送の使用は特に、シーケン
シャル又はタイム・オーダの維持が重要である場合に有効である。

【０１２９】 ＰＤＴＰの一つの実施形態において、各パケットは、パケット識別子又はＩＤ
及び他の情報を有する。多くの、様々な種類のパケットがあり、すべての異なる
パケット・タイプは、標準長を有し、及びパケットの種類を識別するヘッダを含
む。異なるパケットは、異なる形式及び様々な長さを有するが、各特定のパケッ
ト・タイプは、標準長を有する。

【０１３０】 効果的に、各ブロックは、入力においてＦＩＦＯを含み、及び前記パケットは
、ＦＩＦＯを通過して流れ、関連する情報は、ブロックごとにＦＩＦＯに蓄積さ
れる。前記パケットは、前記ブロック機能に関連する情報が引き出されるように
、他の又は前記ブロックのすべてを流れ続ける。

【０１３１】 本発明の構造及び方法の一つの実施形態において、ＦＩＦＯ内の記憶セル又は
レジスタは、小さなパケットが、たった一つのＦＩＦＯを要求し、より大きいパ
ケットは、多数のレジスタ、例えば２，３，５，１０，２０，５０又はそれ以上
のレジスタを要求してもよいように、予め決められた幅を有する。可変パケット
長及び単一のパケットが、いくつかのＦＩＦＯ記憶装置レジスタを消費するかも
しれない可能性は、パケットの第一の部分がパケットの種類を識別し、及び直接
又は間接的に、パケットの種類を知ることによって、パケットのサイズ及びそれ
が消費するＦＩＦＯエントリの数を識別するので、問題を提示しない。本発明の
構造及び方法は、本明細書の他の節において説明される数多くのパケット・タイ
プを供給し及びサポートする。 ３．２．１１ フラグメント・カラリング フラグメント・カラリングは、２次元表示空間に関して実行され、及び例えば
、三角形プリミティブの三つのバーテックスから、表示されたピクセルのサンプ
ル化された座標への色の補間を伴う。基本的に、フラグメント・カラリングは、
前記三つのバーテックスの間に空間的に配置された場所に関する色を決定するた
めに、三つのフラグメント・バーテックスにおける色に、補間機能を適用するこ
とを伴う。通常、しかし任意に、補間を実行することに関して、透視的正確さ（
perspective correctness）を考慮するであろう。補間係数は、透視的正確係数
と同様にキャッシュされる。 ３．２．１２ 法線の補間 様々な折衷案が、面法線、特に３Ｄグラフックス環境における他の面法線の間
に補間される面法線の計算と関連して、今までに受け入れられてきた。前記折衷
案は通常、計算の簡単さ又は効率に対して正確性を引き換えにしてきた。理想的
には、面法線は、角度的に補間され、前記補間が基づく面法線の角度における実
際の角度差に基づく。実際に、そのような角度計算は、３Ｄグラフィックス・ア
プリケーションには適していない。

【０１３２】 それゆえに、より典型的には、面法線は、二つの入力法線の線形補間に基づい
て補間される。質レンダリングを低く和らげるために、合成面法線の線形補間は
、十分な正確性を供給してもよい；しかしながら、２次元補間の例を検討すると
、一つのベクトル（面法線）が、例えば、他のベクトルだが、前記第一のベクト
ルへの比較可能な角度変更があるより大きなマグニチュードを有する時、その結
果のベクトルは、前記二つのベクトルの間の比較可能な角度差に関わらず、より
大きなマグニチュード・ベクトルによって、過剰に影響を受けるであろう。これ
は、異論を招くエラーを生じるかもしれず、例えば、ある面シェーディング又は
ライティング計算は、異常な結果を招き、及び出力シーンを損ねるかもしれない
。

【０１３３】 これらの問題のいくつかは、線形補間が、正規化された組のベクトルで実行さ
れる場合でも、最小化される一方で、いくつかのＡＰＩは、例えば３座標補間、
個別のｘ、ｙ及びｚ補間及び他の体系を含む、非正規化ベクトル及び様々な補間
体系をサポートするので、これは常に実践的であるわけではない。

【０１３４】 本発明の構造及び方法において、前記マグニチュードは、方向又は角度からは
別個に補間される。補間されたマグニチュードが計算され、それから同じサイズ
の方向ベクトルが計算される。別個に補間されたマグニチュード及び方向は、再
結合され、前記方向は正規化される。

【０１３５】 理想的な角度補間は、最大の正確性を供給する一方で、しかしながら、前記補
間は、球体の表面上の３点及び様々な大円計算に関与する。この種の数学的複雑
性は、リアルタイムの迅速なパイプライン処理には適していない。単一ステップ
の線形補間は、ずっと簡単であるが、よりエラーに敏感である。これらのプロシ
ージャの各々と比較して、本発明の面法線補間プロシージャは、従来の線形補間
よりも大きな正確性を有し、及び従来の角度補間よりも低い計算複雑性を有する
。 ３．２．１３ 空間的セットアップ 本発明の好ましい実施形態において、空間的セットアップは、セットアップ・
ブロック（ＳＴＰ）で実行される。セットアップ（ＳＴＰ）・ブロックは、ソー
ト（ＳＲＴ）・ブロックから一連のパケットを受け取る。これらのパケットは、
レンダリングされるべきプリミティブに関する空間的情報を有する。ＳＴＰブロ
ックの出力は、カル（ＣＵＬ）・ブロックに進む。ＳＲＴから受け取られるプリ
ミティブは、三角形、線三角形、線、点線、及び点で埋められる。これらのプリ
ミティブの各々は、エイリアス又はアンチ・エイリアス・モードでレンダリング
されうる。ＳＲＴブロックは、プリミティブをタイル・オーダでＳＴＰ（及び他
のパイプライン・ステージ・ダウンストリーム）に送る。各タイル内で、前記デ
ータはタイム・オーダ又はソートされた透明性オーダで編成される。ＣＵＬブロ
ックは、タイル・オーダで（実際には、ＳＴＰがＳＲＴからプリミティブを受け
取るオーダで）ＳＴＰブロックからデータを受け取り、及びレンダリングされた
画像に決してコントリビュート（contribute）しないプリミティブの部分をカル
・アウト（cull out）する。これは２つの段階で達成される。第一の段階で、そ
の内容が一定の値よりも大きい長方形メモリ・アレイにおける前記エレメントの
検出を可能にする。第二の段階は、サンプルごとの内容比較をすることによって
、この探索を改良する。ＳＴＰブロックは、ＣＵＬブロックによる処理のために
、入力プリミティブを準備する。ＳＴＰは、第一段階のカルのために前記タイル
を交差するプリミティブの部分に関して、タイト（tight）な文字枠（bounding
box）及び最小深度値Ｚｍｉｎを生成し、それは、Ｚｍｉｎよりも小さい深度値
を含んでもよい文字枠におけるスタンプに印つけをする。Ｚカル段階は、これら
の候補のスタンプを取り、それらがプリミティブの一部である場合には、前記ス
タンプにおけるサンプルに関する実際の深度値を計算する。この、より正確な深
度値は、比較及びサンプルごとのベースでの可能な廃棄のために使用される。第
一の段階のカルに関する文字枠及び Ｚｍｉｎに加えて、ＳＴＰは、深度勾配、線スロープ、及びＺカル段階に関する
タイル・エッジとの深度及びプリミティブ交差点等、他の参照パラメータも計算
する。ＣＵＬ装置は、他のパイプライン段階によって使用されるＶＳＰを生成す
る。

【０１３６】 本発明の好ましい実施形態において、空間的セットアップ・プロシージャは、
セットアップ・ブロックで実行される。本発明の空間的セットアップ構造及び方
法の重要な特徴は：（１）統一されたプリミティブのサポート及び生成、（２）
プリミティブに関するタイル内のＺ_minを計算するためのプロシージャ、（３）
タイル相対ｙ値及びスクリーン相対ｘ値の使用、及び（４）これもダウンストリ
ーム・ハードウェアを単純化する従来のエッジ・ウォークに加えた、エッジ・ホ
ップ（edge hop）の実行（実際には、カル・ブロックで実行される）を含む。

【０１３７】 統一されたプリミティブの注釈のもとで、長方形になるべき線プリミティブ及
び退化した長方形になるべき三角形を検討し、各々は、数学的にそのように表示
される。セットアップは、線セグメントを、４つのバーテックスを含む平行四辺
形に変換する。一つの三角形は、三つのバーテックスを有する。セットアップは
、一組の４点を有する各プリミティブを記述する。すべての値が、すべてのプリ
ミティブに対して必要とされるわけではないことが注目される。三角形に関して
、セットアップは、三角形の方向によって、上、下、及び左又は右の角を使用す
る。線セグメントは、平行四辺形として扱われるので、セットアップは、４点す
べてを使用する。前記三角形のバーテックスが、本来のバーテックスと同じであ
る一方で、セットアップは、前記線をクワド（quads）として表示するために、
新しいバーテックスを生成する。プリミティブの統一された表示は、ウィンドウ
座標における本来の組のバーテックスに割り当てられるプリミティブ記述子を使
用する。さらに、どの記述子が有効かつ意義のある値を有するかを示すフラグが
ある。

【０１３８】 三角形に関して、ＶｔｘＹｍｉｎ、ＶｔｘＹｍａｘ、ＶｔｘＬｅｆｔＣ、Ｖｔ
ｘＲｉｇｈｔＣ、ＬｅｆｔＣｏｒｎｅｒ、ＲｉｇｈｔＣｏｒｎｅｒ記述子が、そ
れらのｙ座標で三角形のバーテックスをソートすることによって得られる。線セ
グメントに関して、これらの記述子は、前記線クワド・バーテックスが生成され
る時に割り当てられる。ＶｔｘＹｍｉｎは、最小のｙ値を有するバーテックスで
ある。ＶｔｘＹｍａｘは、最大のｙ値を有するバーテックスである。ＶｔｘＬｅ
ｆｔＣは、三角形の場合における長いｙエッジ（バーテックス ＶｔｘＹｍｉｎとＶｔｘＹｍａｘとを結合させることによって形成される三角形
のエッジ）の左に、及び平行四辺形に関しては、バーテックス ＶｔｘＹｍｉｎとＶｔｘＹｍａｘとを結合させることによって形成される対角線
の左に位置するバーテックスである。前記三角形が、長いｙエッジも左エッジで
あるような場合、フラグＬｅｆｔＣｏｒｎｅｒは、ＶｔｘＬｅｆｔＣが無効であ
ることを示すＦＡＬＳＥ（０）である。同様に、ＶｔｘＲｉｇｈｔＣは、三角形
の場合では、長いｙエッジの右に、及び平行四辺形に関しては、バーテックスＶ
ｔｘＹｍｉｎとＶｔｘＹｍａｘとを結合させることによって形成される対角線の
右に位置するバーテックスである。三角形が、長いエッジも右エッジである場合
、フラグＲｉｇｈｔＣｏｒｎｅｒは、ＶｔｘＲｉｇｈｔＣが無効であることを示
すＦＡＬＳＥ（０）である。これらの記述子は、上及び下のタイル・エッジ上の
プリミティブのクリッピングのために使用される。実際には、ＶｔｘＹｍｉｎ、
ＶｔｘＹｍａｘ、ＶｔｘＬｅｆｔＣ、及び ＶｔｘＲｉｇｈｔＣは、本来のプリミティブ・バーテックスへのインデックスで
あることが注目される。

【０１３９】 三角形に関しては、ＶｔｘＸｍｉｎ、ＶｔｘＸｍａｘ、ＶｔｘＴｏｐＣ、 ＶｔｘＢｏｔＣ、ＴｏｐＣｏｒｎｅｒ、ＢｏｔｔｏｍＣｏｒｎｅｒ記述子は、そ
れらのｘ座標によって三角形バーテックスをソートすることによって得られる。
線セグメントに関しては、これらの記述子は、前記線クアド・バーテックスが生
成される時に割り当てられる。ＶｔｘＸｍｉｎは、最小のｘ値を有するバーテッ
クスである。ＶｔｘＸｍａｘは、最大ｘ値を有するバーテックスである。Ｖｔｘ
ＴｏｐＣは、三角形の場合では、長いｘエッジ（バーテックス ＶｔｘＸｍｉｎとＶｔｘＸｍａｘとを結合させるエッジ）の上に、及び平行四辺
形に関しては、バーテックスＶｔｘＸｍｉｎとＶｔｘＸｍａｘとを結合させるこ
とによって形成される対角線の上に位置するバーテックスである。前記三角形が
、長いｘエッジもトップ・エッジである場合、フラグ ＴｏｐＣｏｒｎｅｒは、ＶｔｘＴｏｐＣが無効であることを示すＦＡＬＳＥ（０
）である。同様に、ＶｔｘＢｏｔＣは、三角形の場合では、長いｘ軸の下、及び
平行四辺形の場合には、バーテックスＶｔｘＸｍｉｎとＶｔｘＸｍａｘとを結合
させることによって形成される対角線の下に位置するバーテックスである。三角
形が、長いｘエッジもボトム・エッジである場合、フラグ ＢｏｔｔｏｍＣｏｒｎｅｒは、ＶｔｘＢｏｔＣが無効であることを示す ＦＡＬＳＥ（０）である。これらの記述子は、左及び右のタイル・エッジ上のプ
リミティブをクリッピングするために使用される。実際には、 ＶｔｘＸｍｉｎ、ＶｔｘＸｍａｘ、ＶｔｘＴｏｐＣ、及びＶｔｘＢｏｔＣが、本
来のプリミティブ・バーテックスへのインデックスであることが注目される。さ
らに、４つのポリゴン・エッジのスロープ（δｘ／δｙ）及びスロープ （δｘｙδｘ）の逆元を使用する。

【０１４０】 これらの記述子のすべては、多角四辺形プリミティブに関する有効値を有する
が、それらのすべてが、三角形に関して有効でなくてもよい。最初に、それは、
三角形や多角四辺形のような単純なプリミティブを記述するための多くの記述子
のように見える。しかしながら、後にわかるように、それらは、大変簡単に得る
ことができ、及びプリミティブをセットアップするための素晴らしい均一的な方
法を供給する。

【０１４１】 線を長方形として扱うこと（又は長方形を線として解釈することと同様）は、
空間及び幅において、二つのエンド・ポイントを特定することを伴う。三角形を
長方形として扱うことは、４点を特定することを伴い、その一つ、通常一つの特
定の実施形態におけるｙ左又はｘ右は、退化しており、特定されない。目的は、
タイルの内側のＺｍｉｎを見つけることである。ｘ値は、ウィンドウ幅全体に及
びうるのに対して、ｙ値は、タイルと相対的であるので、ビットは、ｙ値タイル
相対座標を作ることによって、計算においてセーブされる。 ３．２．１４ オブジェクト・タグ ３Ｄシーンの有向非輪状グラフ表示は通常、シーン・グラフにおける各ノード
に、識別子を割り当てる。この識別子（オブジェクト・タグ）は、シーンにおけ
るオブジェクトの選択、可視性決定、衝突検出、及びレンダリングのための他の
統計的パラメータの生成等、グラフィカル・オペレーションにおいて有用になり
うる。レンダリングにおけるピクセル・パイプラインは、アルファ・テスト、色
テスト、ステンシル・テスト、及び深度テスト等、多くのピクセル・テストを可
能にする。アルファ及び色テストは、オブジェクトが、透明なピクセルを有する
か決定し、及び前記値を廃棄することにおいて有用である。ステンシル・テスト
は、様々な特別な効果及びＣＳＧにおけるオブジェクト交差の決定に関して使用
することができる。深度テストは通常、隠れ面除去に関して使用される。

【０１４２】 本明細書において、シーンにおけるオブジェクトをタグし、及びどのオブジェ
クトが、予め決められた可視性基準のセットを通過したかに関するフィードバッ
ク（feedback）を得る方法が説明される。

【０１４３】 二段階オブジェクト割り当て体系が利用される。オブジェクト識別子は、二つ
の部分、グループ（ｇ）及びメンバ・タグ（member tag）（ｔ）を含む。グルー
プ“ｇ”は、４ビット識別子であり（しかし、より多くのビットが使用されうる
）、シーン・グラフ・ブランチ（scene graph branch）、ノード・レベル（node
level）、又はオブジェクトをグループ分けするために使用されてもよい他のパ
ラメータをエンコードするために使用することができる。メンバ・タグ（ｔ）は
、５ビット値である（ここでも、より多くのビットが使用されうる）。この体系
において、各グループは、３２までのメンバを有することができる。３２ビット
状態ワードが、各グループに関して使用される。この状態ワードのビットは、テ
スト基準を通過したメンバを示す。前記状態は：オブジェクト・グループ；オブ
ジェクト・タグ；及びＴａｇＴｅｓｔＩＤ{ＤｅｐｔｈＴｅｓｔ、 ＡｌｐｈａＴｅｓｔ、ＣｏｌｏｒＴｅｓｔ、ＳｔｅｎｃｉｌＴｅｓｔ}を含む。
オブジェクト・タグは、パイプラインを下り、ｚバッファード・ブレンド（又は
好ましい実施形態におけるピクセル・ブロック）で使用される。サンプルが可視
である場合、オブジェクト・タグは、特定のＣＰＵ読み取り可能レジスタにおい
て特定のビットを設定するために使用される。これによって、オブジェクトはパ
イプラインに送り込まれ、一度レンダリングが完了すると、ホストＣＰＵ（アプ
リケーション・プログラムを実行させるＣＰＵ又は複数のＣＰＵ）は、どのオブ
ジェクトが、少なくとも部分的に可視であったかを決定することができる。

【０１４４】 代替例として、メンバ・タグ（ｔ）だけが、使用されることができ、一つのグ
ループのみを意味する。

【０１４５】 オブジェクト・タグは、ピッキング（picking）、透明性決定、初期オブジェ
クト廃棄、及び衝突検出のために使用することができる。初期のオブジェクト廃
棄に関して、オブジェクトは、レンダリング・パイプラインへのその境界ボリュ
ーム入力を有することによって、可視性に関してテストすることができ、及び上
述のとおり「可視性」に関してテストすることができる。しかしながら、境界ボ
リュームが、フレーム・バッファにレンダリングされるのを阻止するために、色
、深度及びステンシル・マスクはクリアされる（これらのマスク・ビットの説明
に関するＯｐｅｎＧＬ仕様書を参照）。 ３．２．１５ 単一の可視性ビット 上述のオブジェクト・タグへの代替例として、単一のビットが、ホストＣＰＵ
へのフィードバックとして使用することができる。この方法において、「可視性
」（すなわち、ピッキング、透明性決定、初期オブジェクト廃棄、衝突検出等）
に関してテストされているオブジェクトは、それ自身のフレームにおいて隔離さ
れる。フレームにおいてすべてが可視である場合、前記単一の「可視性ビット」
が設定され、そうでなければ、クリアされる。このビットは、ホストＣＰＵによ
って読み取り可能である。この方法の効果は、その単純性である。欠点は、テス
トされる必要がある各個別のオブジェクト（又は一組のオブジェクト）に関して
、個別のフレームを使用する必要性であり、それによっておそらく「可視性」決
定に待ち時間を導入する。 ３．２．１６ スーパータイル・ホップ・シーケンス（Supertile Hop Sequence
） ３Ｄ画像をレンダリングする時、しばしば「ホリゾン効果（horizon effect）
」があり、画像（ピクチャ）の水平スワス（horizontal swath）は、画像の残り
よりもより多くの複雑性を有する。一例は、前景における単純な草原及び上方に
空を有する、遠くの都市のスカイライン（skyline）である。草原及び空は、ほ
とんどポリゴンを有しない（おそらく一つずつ）一方で、都市は、多くのポリゴ
ンを有し、大きな深度計算複雑性を有する。そのようなホリゾン効果は、シーン
を通して非水平スワスに沿っても起こりうる。タイルが、単純な、上から下へ、
及び左から右への順番で処理される場合、複雑なタイルは、背中合わせで向かい
合い、パイプライン内で可能なロード不均衡を生む。それゆえに、タイルからタ
イルへ移動する時、スクリーン周辺で無作為に「ホップする（hop）」方が良い
であろう。しかしながら、これは、（隣接するタイルが順番に処理されないため
に）空間的コヒーレンシーの低減を生じ、パイプライン内のキャッシュの効率性
を低減させ、及び性能を低下させる。空間的なシーケンシャル・タイル処理及び
全体的な無作為パターンの妥協案として、タイルは「ＳｕｐｅｒＴｉｌｅｓ（ス
ーパータイルズ）」へと編成され、各ＳｕｐｅｒＴｉｌｅは、多くの空間的に隣
接するタイルであり、ＳｕｐｅｒＴｉｌｅｓの不作為のパターンが処理される。
このように空間的コヒーレンシーは、ＳｕｐｅｒＴｉｌｅ内で保存され、ホリゾ
ン効果は回避される。好ましい実施形態において、 ＳｕｐｅｒＴｉｌｅホップ・シーケンス方法は、ソート・ブロックで実行される
。 ３．２．１７ スキャンアウト中の正規化 出力中の正規化（normalization）は、フレーム・バッファにおける値を決定
するための、従来の処理ヒストリを考慮し、又はフレーム・バッファにおける値
が決定される本発明のプロシージャであり、及びスクリーンにおける値の範囲は
、前記値の範囲が表示されることができ及び所望のビューイング特性を供給する
ことができる範囲に基準化され又は正規化される。線形及び非線形スケーリング
が適用されてもよく、及びダイナミックな範囲が、いくつかの比較的明るい又は
暗いピクセルによって過度に占められないように、クリッピングも許可されても
よく、前記ダイナミックな範囲は、デジタル−アナログ・コンバータ（digital-
to-analog converter）の変換範囲に合致する。

【０１４６】 出力ピクセル値が生成される方法の知識は、このアプローチの効果に関してさ
らに大きな見識を与える。時に、出力ピクセル値が、強度又は明るさを表すのは
、それらが最終的に、現実世界におけるシーンの明るさ又は強度をシミュレート
し（simulate）又は表すための方法で表示されるからである。

【０１４７】 効果的に、ピクセル色は、それらが大変広いダイナミックな範囲に及ぶように
、フローティング・ポイント数によって表される。適切であるが、ディスプレイ
に一度基準化された整数値は、後に再スケーリングを許可するために、出力強度
が計算される、一定の方法で、十分な範囲を供給しないかもしれない。Ｏｐｅｎ
ＧＬを含む標準ＡＰＩの下では、光は、座標距離と同様に、フローティング・ポ
イント値として表される。それゆえに、従来の表示では、使用可能なディスプレ
イのダイナミックな範囲を廃棄し又は浪費して、シーンがすべて黒く（暗く）又
はすべて白く（明るく）又は特定の明るさ範囲へと傾斜して出てくることは、比
較的簡単である。

【０１４８】 本発明の正規化プロシージャの下で、計算は、フローティング・ポイント表示
全体において好ましく維持され、及び最終シーンは、出力表示及びＤ／Ａコンバ
ータ・ケイパビリティ（capability）と一致したピクセル強度値をもたらすため
に、スケーリング・ルーチンを使用して、マッピングされる。そのような、表示
装置へのスケーリング又は正規化は、範囲の圧縮もしくは拡張、線形圧縮もしく
は拡張、対数圧縮、指数もしくはパワー拡張、他の代数もしくは多項マッピング
機能、又はこれらの組み合わせなしに、ある範囲の値の、異なる範囲の値へのオ
フセット（offset）又はシフト（shift）等のオペレーションに関与してもよい
。代替的には、任意のマッピング転送機能を有するルックアップ・テーブルは、
出力値強度変換を実行するために実行されてもよい。それがなされる時に画像（
ピクチャ）を表示するために、バッファ・スワップする時に、対数的に（又は他
に）スキャンアウト中にスケールする。

【０１４９】 望ましくは、前記変換は、一組の予め決められた規則の下で、自動的に実行さ
れる。例えば、正規化に基づいてピクセル・ヒストグラム（pixel histogram）
を特定する規則が実行されてもよく、又はピクセルのガウス分散（Gaussian dis
tribution）を特定する規則、又はある任意の強度クリッピングで、あるいはそ
れなしで、出力強度を線形にスケールする規則が実行されてもよい。ここに示さ
れた様々なマッピング機能は、コンピュータ・グラフィックス及びデジタル画像
処理分野において公知である多くの入力／出力ピクセル強度変換の単なる例であ
る。

【０１５０】 このアプローチは、ライティング、オブジェクトの色、等を特定するにあたり
、いくらか大きな余地も許し、及び可視であった最終出力をレンダリングする。
最終結果が、審美的に完璧でなかったとしても、それは最終マッピングをチュー
ニングするための基礎を供給し、及び対話型調整が、好ましいが任意に、デバッ
ギング（debugging）、ファイン・チューニング（fine-tuning）、又はセットア
ップ・オペレーション（set-up operation）として供給されてもよい。 ３．２．１８ スタンプ・ベースｚ値記述 ＶＳＰが送られる時、それは単一のプリミティブに対応し、及びｚバッファー
ド・ブレンド（すなわちピクセル・ブロック）は、ＶＳＰにおけるすべてのサン
プルに関する個別のｚ値を必要とする。ＶＳＰ内のすべてのパー・サンプルｚ値
を送ることに対する改良として（それは、かなりの帯域幅を取る）、前記ＶＳＰ
は、ｚ参照値及びｘ並びにｙに関してｚの部分的導関数（数学的には、プリミテ
ィブのｚ値に関する平面方程式）を含みうる。それから、この情報は、パー・サ
ンプルｚ値を再構築するために、ｚバッファード・ブレンド（すなわちピクセル
・ブロック）において使用され、それによって帯域幅を省く。ＣＨＳＲ処理のた
めに計算されたｚ値が、ｚバッファード・ブレンド（すなわちピクセル・ブロッ
ク）におけるコンピュータと同じになるように、注意が払われなければならない
のは、不一致がレンダリング・エラーを生じうるからである。

【０１５１】 好ましい実施形態において、スタンプ・ベースｚ値記述方法は、カル・ブロッ
クにおいて実行され、及びパー・サンプルｚ値は、ピクセル・ブロックにおける
この記述から生成される。 ３．２．１９ フォン・ブロックにおけるオブジェクト・ベース・プロセッサ・
リソース・アロケーション（Object-based Processor Resource Allocation） フォン・ライティング・ブロックは、効果的に、複数のプロセッサ又は処理エ
レメントを含む。フラグメント色生成の間、多くの状態が必要とされ、共通オブ
ジェクトからのフラグメントは、同じ状態を使用し、それゆえに、好ましくは、
キャッシング要求を最小化する少なくとも効率的な理由から、同じオブジェクト
からのフラグメントは、同じプロセッサによって処理される。

【０１５２】 本発明の構造及び方法において、同じオブジェクトから由来するすべてのフラ
グメントは、同じプロセッサに送信される（又は、同じ複数のプロセッサにロー
ドするサーバがある場合）。これは、フォン・ブロックにおける状態キャッシン
グを低減させる。

【０１５３】 本発明の構造及び方法の好ましい実施形態は、パー・タイル処理を実行し、及
び単一の時間は、複数のオブジェクトを含んでもよいことを想起させる。フォン
・ブロック・キャッシュは、それゆえに、通常は一つ以上のオブジェクトに関す
る状態を記憶し、及び適切な状態を、共通オブジェクトからのフラグメントを扱
っているプロセッサに送信する。特定のオブジェクトからのフラグメントに関す
る状態が、特定のプロセッサに送信されると、前記オブジェクトからのすべての
他のフラグメントも、前記プロセッサに向けられるのが好ましい。

【０１５４】 これに関して、モード・インジェクション装置（Mode Injection Unit）（Ｍ
ＩＪ）は、オブジェクト又は素材を割り当て、及びＭＩＪは、すべてのダウン・
ストリーム・ブロック（down stream blocks）にキャッシュを割り当てる。フォ
ン装置は、どのオブジェクト・データが、どのフォン装置プロセッサにキャッシ
ュされたかを追跡し、及び同じオブジェクトに属するすべてのフラグメントを、
同じプロセッサに注ぎ込むよう試みる。これに関する唯一の任意の例外は、局所
的不均衡がある場合に生じ、その場合、フラグメントは他のプロセッサに割り当
てられるであろう。

【０１５５】 このオブジェクト・タグ・ベースのリソース割り当て（代替的には、前記記述
のほかの部分において、素材・タグ・ベースのリソース割り当てを指す）は、フ
ォン装置において、フラグメント・プロセッサ又はフラグメント・エンジンと相
対して生じる。 ３．２．２０ パイプライン状態としてのダイナミック・マイクロコード生成 フォン装置は、テクスチャ環境計算を実行し、及びオブジェクトからのフラグ
メントを処理するための特定の処理エレメントを選択することを担当する。上述
のとおり、共通オブジェクトからのフラグメントを、同じフォン・プロセッサ又
はエンジンに向けるための試みがなされる。適用されるべき特定のテクスチャ、
面、色等のプロパティから独立して、多くの選択肢があり、その結果として処理
環境における変化がある。ダイナミック・マイクロコード生成（dynamic microc
ode generation）は、テクスチャ環境及びライティングに関連して説明され、本
発明の構造及びプロシージャは、他の種類のマイクロコード、マシン状態、及び
処理に、通常、より幅広く適用されてもよい。

【０１５６】 本発明の構造及び方法において、三角形ストリップの処理が開始されるたびに
、変更素材パラメータが生じ、又はテクスチャ環境に触れるほとんどの変更が生
じ、フォン装置におけるマイクロコード・エンジンは、マイクロコードを生成し
、及びこのマイクロコードは、パイプライン状態のコンポーネントとして扱われ
る。状態のマイクロコード・コンポーネントは、他のパイプライン状態と同様に
、キャッシュされる属性である。通常、マシン状態として、特定的には３Ｄグラ
フィックス・プロセッサにおけるパイプライン状態として、この方法で生成され
るマイクロコードの扱いが、実質的な効果である。

【０１５７】 例えば、フォン装置は、複数のプロセッサ又はフラグメント・エンジンを含む
。（ここでは、フラグメント・エンジンという用語は、フラグメントのテクスチ
ャ処理を担うフォン装置におけるコンポーネントを意味し、フラグメント・ブロ
ックにおいて生じる補間とは異なる処理である。）マイクロコードは、フラグメ
ント・エンジンに入ってくる、及び同じマイクロコード（状態）を必要とするあ
らゆる他のフラグメントが、必要な時にそれを有するように、フラグメント・エ
ンジンにダウンロードされる。

【０１５８】 フォン・ブロックにおけるフラグメント・エンジンの各々の実施形態は、一般
的に同じであるが、ダウンロード可能なマイクロコードの存在は、ある程度の専
門化を与える。異なるマイクロコードは、どのようにＭＩＪキャッシング・メカ
ニズムが動作するのかに依存する各々に、ダウンロードされてもよい。ダイナミ
ックなマイクロコード生成は、テクスチャ環境及びライティングに供給される。
３．２．２１ 可変スケール・バンプ・マップ（Variable Scale Bump Maps） 可変スケール・バンプ・マップを生成することは、二つの個別のプロシージャ
：自動ベース生成及び自動勾配フィールド生成のうちの一つ又は両方に関与する
。グレイ・スケール画像及びその強度空間におけるデリバティブ（derivative）
を検討する。自動勾配フィールドは、グレイ・スケール強度と比較して、グレイ
・スケール画像のデリバティブを取り、及び前記デリバティブを、バンプ・マッ
プのためのバンプを生成するための面法線摂動として使用する。自動ベース生成
は、計算、ポリゴン・メモリにおけるメモリ記憶、及び処理における入力帯域幅
を省く。

【０１５９】 各三角形バーテックスに関して、ｓ、ｔ及び面法線が特定される。しかし、前
記ｓ及びｔは、色付きではなく、テクスチャ・マップへの２次元面法線摂動であ
り、それゆえにテクスチャ・バンプ・マップである。前記ｓ及びｔは、使用可能
なバンプ・マップを生成するために、面法線を摂動させるべき方向を特定するた
めに使用される。前記ｓ、ｔは、摂動方向を特定することができる暗示された座
標システム及び参照を与える。各ピクセルにおけるｓ、ｔ座標システムの使用は
、面接線及びピクセル場所（location）における従法線を特定する必要をなくす
。その結果、本発明の構造及び方法は、計算、メモリ記憶、及び入力帯域幅を省
く。 ３．２．２２ タイル・バッファ及びピクセル・バッファ 一組のパー・ピクセル・タイル・ステージング・バッファ（tile staging buf
fer）は、ＰｉｘｅｌＯｕｔとＢＫＥブロックとの間に存在する。これらのバッ
ファの各々は、三つの状態ビットＥｍｐｔｙ、ＢｋｅＤｏｎｅＦｏｒＰｉｘ、及
びそれと関連するＰｉｘｃＤｏｎｅＦｏｒＢｋｅを有する。これらのビットは、
これらのバッファの使用のために、ＰｉｘｅｌＯｕｔとＢａｃｋｅｎｄとの間の
ハンドシェイク（handshake）を規制（又はシミュレート）する。バックエンド
及びＰｉｘｅｌＯｕｔ装置の両方は、前記装置がそこから読み取り又はそこに書
き込むステージング・バッファを示す現在のＩｎｐｕｔＢｕｆｆｅｒ及びＯｕｔ
ｐｕｔＢｕｆｆｅｒポインタを維持する。

【０１６０】 ＰＩＸによるレンダリングするためのタイルを準備するために、ＢＫＥブロッ
クは、次のＥｍｐｔｙバッファを取り、及びフレーム・バッファ・メモリからデ
ータを読み込む（必要な場合には、ＲＧＢＡＣｌｅａｒＭａｓｋ、 ＤｅｐｔｈＭａｓｋ、及びＳｔｅｎｃｉｌＭａｓｋによって決定されたとおり−
一組のビット・プレーンがクリアされない場合、それは読み込まれる）。 Ｂａｃｋｅｎｄがタイルにおける読み取りを伴ってなされた後、それは ＢｋｅＤｏｎｅＦｏｒＰｉｘビットを設定する。ＰｉｘｅｌＯｕｔは、 ＩｎｐｕｔＴｉｌｅのＢｋｅＤｏｎｅＦｏｒＰｉｘビットを見る。このビットが
設定されない場合、ＰｉｘｅｌＯｕｔは停止し、そうでなければ、それは ＢｋｅＤｏｎｅＦｏｒＰｉｘビット、及びピクセル・タイル・バッファにおける
色、深度、及び／又はステンシル・ビット・プレーン（必要であれば）をクリア
し、及びそれをサンプル・バッファに適切に転送する。

【０１６１】 出力時、ＰｉｘｅｌＯｕｔ装置は、レンダリングされたタイルにおけるサンプ
ルを、ピクセル・タイル・バッファにおけるピクセルに分解する。バックエンド
装置（ＢＫＥ）ブロックは、これらのバッファを、フレーム・バッファ・メモリ
に転送する。ピクセル・バッファは、ＰｉｘｅｌＯｕｔ装置によって順番にトラ
バース（traverse）される。ＰｉｘｅｌＯｕｔは、レンダリングされたサンプル
・タイルを、それが由来する同じピクセル・バッファに放出する。前記ピクセル
・タイル・バッファに出力された前記タイルが完了した後、 ＰｉｘｅｌＯｕｔ装置は、ＰｉｘＤｏｎｅＦｏｒＢｋｅビットを設定する。 ＢＫＥブロックは、ＰｉｘＤｏｎｅＦｏｒＢｋｅセットを有するピクセル・タイ
ル・バッファを取ることができ、前記ビットをクリアし、及びそれをフレーム・
バッファ・メモリに転送する。前記転送が完了した後、エンプティ（Empty）・
ビットが、前記バッファ上で設定される。 ３．２．２３ スキャンアウト中のウィンドウド・ピクセル・ズーミング（Wind
owed Pixel Zooming During Scanout） バックエンド装置は、データの送信を担い、及び／又はＣＲＴあるいは他の表
示装置に信号を送信し、及び前記デジタル情報を、前記ディスプレイを駆動する
のに適したアナログ信号に変換するためのデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）コンバ
ータを含む。前記バックエンドはまた、バイリニア・インターポレータ（biline
ar interpolator）も含むので、前記フレーム・バッファからのピクセルは、そ
れらがＣＲＴディスプレイに送信される時に、前記ピクセルの空間的スケールを
変更するために、補間されうる。スキャンアウト中のピクセル・ズーミングは、
稼動中に解像をスケールし又はズーム（イン又はアウト）するレンダリングを伴
わない。一つの実施形態において、ピクセル・ズーミングは、ウィンドウごとに
選択的に実行され、ウィンドウは、全体のデスクトップ又はディスプレイ領域の
一部である。 ３．２．２４ スキャンアウト中の仮想ブロック転送（ＶＢＬＴ） 従来の構造及び方法は、オン・スクリーン（on-screen）メモリ記憶装置及び
オフ・スクリーン（off-screen）メモリ記憶装置を供給し、その各々は例えば、
色バッファ、ｚバッファ、及びあるステンシルを有する。３Ｄレンダリング処理
は、これらのオフ・スクリーン・バッファにレンダリングする。一つのスクリー
ン・メモリは、ディスプレイ上に示されるデータに対応する。オフ・スクリーン
・メモリへの前記レンダリングが完了した時、オフ・スクリーン・メモリの内容
は、ブロック転送（ＢＬＴ）と称されるものにおいて、オン・スクリーン・メモ
リにコピーされる。

【０１６２】 メモリ帯域幅を省き、及び本明細書の他の部分で説明された他の利益を理解す
るために、本発明の構造及び方法は、データを接合し、又は他の場所からデータ
を読み取ることによって、「仮想」ブロック転送又は仮想ＢＬＴを実行する。 ３．２．２５ バーテックス・リストに関するトークン挿入（Token Insertion
for Vertex Lists） 本明細書におけるトークンは、パイプラインに送り込まれ、次のエントリが何
に対応するかを前記パイプラインに知らせる他の項目の間に介在した情報項目で
ある。例えば、バーテックスのｘ、ｙ、ｚ座標が、パイプラインに送り込まれ、
及びそれらが３２ビットの量である場合、前記トークンは、前記パイプラインに
、次の数字がバーテックスｘ、ｙ、ｚ値であることを知らせるために挿入される
のは、識別のためのエントリそのものには、余分なビットがないからである。前
記トークンは、パイプライン・ハードウェアに、送り込まれているデータをどの
ように解釈するかを知らせる。 （発明の最良の実施形態） ４． システム・レベル概観 パイプラインは、ホスト・コンピュータのＩ／Ｏバスからデータを取り、それ
を処理し、及びそれをコンピュータのディスプレイに送信する。パイプラインは
、１２のブロック、さらに三つのメモリ・ストア及びフレーム・バッファに分割
される。図１５は、パイプライン１０００を通るデータの流れを示す。パイプラ
インを作るブロックは、後述される。 ４．１ コマンド・フェッチ及びデコード（Command Fetch and Decode）（ＣＦ
Ｄ） コマンド・フェッチ及びデコード（ＣＦＤ）２０００は、Ｉ／Ｏバスを通した
ホスト・コンピュータとの通信を扱う。それは、その入力を一連のパケットに変
換し、それをジオメトリ・ブロックに渡す。入力ストリームのほとんどは、幾何
学的データ―線、点、及びポリゴンを含む。これら幾何学的なオブジェクトの記
述は、色、面法線、テクスチャ座標等を含みうる。入力ストリームはまた、ライ
ティング、ブレンディング・モード、及びバッファ機能等のレンダリング情報も
含む。 ４．２ ジオメトリ（ＧＥＯ） ジオメトリブロック３０００は、４つの主なタスク、すなわち：変換、すべて
のポリゴンの、三角形への分解、クリッピング及びグロー・シェーディングに必
要なパー・バーテックス・ライティング計算を扱う。

【０１６３】 第一に、ジオメトリ・ブロックは、入力グラフィックス・プリミティブを、統
一座標空間（「ワールド空間」）に変換する。それは、プリミティブをビューイ
ング・ボリューム、又は錘台にクリッピングする。ビューイング・ボリューム（
左、右、上、下、前及び後ろ）を定義する６面に加えて、ＤＳＧＰパイプライン
は、６のユーザ定義可能クリッピング面を供給する。クリッピング後、ジオメト
リ・ブロックは、三つ以上のバーテックスを有するポリゴンを、処理を簡潔にす
るために、三角形の組に分割する。

【０１６４】 最後に、フレームにグロー・シェーディングがある場合、ジオメトリ・ブロッ
クは、グラグメント・ブロックが、シェーディングを実行するために使用するバ
ーテックス色を計算する。 ４．３ モード・エクストラクション（ＭＥＸ） モード・エクストラクション・ブロック４０００は、データ・ストリームを二
つの部分、：１）バーテックス、及び２）他のすべてに分離する。バーテックス
は、ソート・ブロックに送られる。「他のすべて」―ライト、色、テクスチャ座
標等―は、ポリゴン・メモリと呼ばれる特別なバッファに記憶され、モード・イ
ンジェクション・ブロックによって検索することができる。ポリゴン・メモリは
、二重バッファされるので、モード・インジェクション・ブロックは、ひとつの
フレームに関してデータを読み取ることができるのに対して、モード・エクスト
ラクション・ブロックは、次のフレームに関してデータを記憶している。ポリゴ
ン・メモリに記憶されたモード・データは、３つの主なカテゴリ：パー・フレー
ム・データ（ライティング等）、パー・プリミティブ・データ（素材属性等）、
及びパー・バーテックス・データ（色等）に分類される。モード・エクストラク
ション及びモード・インジェクション・ブロックはさらに、効率性を最適化する
ために、これらのカテゴリを分割する。

【０１６５】 各バーテックスに関して、モード・エクストラクション・ブロックは、バーテ
ックス・データを含むパケットであるＳｏｒｔブロック、及びポリゴン・メモリ
へのポインタを送る。（前記ポインタは、色ポインタと称され、やや誤解を招き
やすい。なぜならば、それは色以外のすべての種類の他の情報を検索するために
使用されるからである。）前記パケットはまた、前記バーテックスが点か、線の
端点か、又は三角形の角を表すのかを示すフィールドも含む。前記バーテックス
は、厳格な時間順に送られ、それはそれらがパイプラインに送り込まれたのと同
じ順番である。前記パケットはまた、現在のバーテックスが、一定のプリミティ
ブにおける最後の一つを形成するのかを特定する（すなわちプリミティブを「完
成させる」）。三角形ストリップ又はファン、及び線ストリップ又はループの場
合、前記バーテックスは、隣接するプリミティブの間で共有される。この場合、
前記パケットは、各プリミティブにおける他のバーテックスをどのように識別す
るかを示す。 ４．４ ソート（ＳＲＴ） ソート・ブロック６０００は、モード・エクストラクション・ブロックからバ
ーテックスを受け取り、及びその結果の点、線及び三角形を、タイルでソートす
る。二重バッファされたソート・メモリ７０００において、それはグラフィック
・プリミティブを表すバーテックスのリストと、及び一組のタイル・ポインタ・
リスト―フレームにおける各タイルに一つのリストを維持する。それが、（三角
形における第三のバーテックス等）プリミティブを完成させるバーテックスを受
け取る時、どのタイルに前記プリミティブが触れるかを見るために調べる。プリ
ミティブが触れる各タイルに関して、ソート・ブロックは、前記バーテックスへ
のポインタを、前記タイルのタイル・ポインタ・リストに加える。

【０１６６】 ソート・ブロックが、フレームにおけるすべてのジオメトリのソートを完了し
た時、それはデータをセットアップに送る。各ソート・ブロック出力パケットは
、完全なプリミティブを表す。ソートは、その出力をタイルごとのオーダで送る
：一定のタイルに触れるすべてのプリミティブ、それから、次のタイルに触れる
すべてのプリミティブ、等である。これは、ソートが、それが触れる各タイルに
つき一回、同じプリミティブを何回も送ることを意味することが注目される。 ４．５ セットアップ（ＳＴＰ） セットアップ・ブロック８０００は、線及び三角形に関する空間的微分を計算
する。それは、１タイル分の価値を有するデータ、一度に１プリミティブを処理
する。それが一つのプリミティブで完了される時、それは前記データをカル・ブ
ロックに送る。セットアップ・ブロックはまた、点線を個別の線セグメントに分
解し（各々は、長方形領域である）、及びタイル内における各プリミティブに関
して最小ｚ値を計算する。セットアップからの各プリミティブ・パケット出力は
、一つのプリミティブを表す：三角形、線セグメント又は点である。 ４．６ カル（ＣＵＬ） カル・ブロック９０００は、より複雑なブロックの一つであり、及び処理は２
つのステップに分割される：マグニチュード比較コンテント・アドレッサブル・
メモリ（ＭＣＣＡＭ）カル、及びサブピクセル・カルである。カル・ブロックは
、１タイル分の価値を有するデータを一度に受け取る。ＭＣＣＡＭカルは、以前
に処理されたジオメトリによって完全に隠されたプリミティブを廃棄する。サブ
ピクセル・カルは、（一部又は全体が可視である）残りのプリミティブを取り、
及び可視フラグメントを決定する。サブピクセル・カルは、可視スタンプ・ポー
ション（Visible Stamp Portion）（ＶＳＰ）と呼ばれる、１スタンプ分の価値
を有するフラグメントを一度に出力する。図１６は、カル・ブロックが、部分的
に不明瞭にされた三角形からどのようにフラグメントを生成するかの一例を示す
。

【０１６７】 カル・ブロックによって生成される可視スタンプ・ポーションは、複数のプリ
ミティブが前記スタンプに触れる場合であっても、たった一つのプリミティブか
らのフラグメントを含む。それゆえに、ダイアグラムにおいて、出力ＶＳＰは、
灰色の三角形のみからのフラグメントを含む。白い三角形の先端によって形成さ
れるフラグメントは、個別のＶＳＰで送られ、及び前記二つのＶＳＰの色は、ピ
クセル・ブロックにおいて、後に結合される。

【０１６８】 一つのＶＳＰにおける各ピクセルは、ピクセルのうち、どれだけが一定のフラ
グメントによって覆われるかを決定するために、多くのサンプルに分割される。
ピクセル・ブロックは、前記ピクセルに関する最終の色を生成するために、フラ
グメントをブレンドする時、この情報を使用する。 ４．７ モード・インジェクション（ＭＩＪ） モード・インジェクション・ブロック１００００は、―色、素材属性等―モー
ド情報を、ポリゴン・メモリ５０００から検索し、及びそれを要求のとおりに下
に送る。帯域幅を省くために、個別のダウンストリーム・ブロックは、最近使用
されたモード情報をキャッシュする。モード・インジェクション・ブロックは、
どの情報がダウンストリームにキャッシュされるのかを追跡し、必要な情報のみ
を送る。 ４．８ フラグメント（ＦＲＧ） フラグメント・ブロック１１０００は、その主な仕事が補間であるため、やや
誤解を招きやすい名前である。それは、グロー・シェーディングのための色値、
フォン・シェーディングのための面法線及びテクスチャ・マッピングのためのテ
クスチャ座標を補間する。それはまた、バンプ・マップが使用される場合、バン
プ・マッピング・アルゴリズムでの使用のために、面接線を補間する。

【０１６９】 フラグメント・ブロックは、重心係数を使用して、透視的な修正された補間を
実行する。 ４．９ テクスチャ（ＴＥＸ） テクスチャ・ブロック１２０００は、テクスチャ・マップを、ピクセル・フラ
グメントに適用する。テクスチャ・マップは、テクスチャ・メモリ１３０００に
記憶される。上述された他のメモリ記憶とは異なり、テクスチャ・メモリは単一
にバッファされる。それは、ホスト・コンピュータのメモリから、ＡＧＰインタ
ーフェースを使用してロードされる。単一のポリゴンは、４つまでのテクスチャ
を使用することができる。

【０１７０】 テクスチャは、ミップ・マップ（mip-mapped）される。すなわち、各テクスチ
ャは、様々なレベルのディテール（detail）において、一連のテクスチャ・マッ
プを具備し、各マップは、アイ・ポイント（eye point）から一定の距離におけ
る、テクスチャの外観を表す。一定のピクセル・フラグメントに関するテクスチ
ャ値を生成するために、テクスチャ・ブロックは、正しいレベルのディテールに
近似するように、テクスチャ・マップからトリリニア補間（tri-linear interpo
lation）を実行する。テクスチャ・ブロックはまた、異方向補間等、他の補間方
法も実行する。

【０１７１】 テクスチャ・ブロックは、補間されたテクスチャ値を（一般的にはＲＧＢＡ色
値として）、パー・フラグメント・ベースでフォン・ブロックに供給する。バン
プ・マップは、特別な種類のテクスチャ・マップを表す。色の代わりに、バンプ
・マップの各テクセル（texel）は、高さフィールド勾配を含む。 ４．１０ フォン（ＰＨＧ） フォン・ブロック１４０００は、各ピクセル・フラグメントに関するフォン・
シェーディングを実行する。それは、フラグメントの外観の色を決定するために
、モード・インジェクション・ブロックによって供給される素材及びライティン
グ情報、テクスチャ・ブロックからのテクスチャ色、及びフラグメント・ブロッ
クによって生成される面法線を使用する。バンプ・マッピングが使用される場合
、フォン・ブロックは、シェーディングの前に、フラグメントの面法線を摂動さ
せるために、テクスチャ・ブロックからの補間された高さフィールド勾配を使用
する。 ４．１１ ピクセル（ＰＩＸ） ピクセル・ブロック１５０００は、ＶＳＰを受け取り、各フラグメントは個別
の色値を有する。ピクセル・ブロックは、ピクセル・オーナシップ・テスト、シ
ザー・テスト、アルファ・テスト、ステンシル・オペレーション、深度テスト、
ブレンディング、ディザリング及び論理オペレーションを、各ピクセルにおける
各サンプル上で実行する（ＯｐｅｎＧＬ仕様書１．１、セクション４．１、「パ
ー・フラグメント・オペレーション（Per-Fragment Operations）」、１０９ペ
ージ参照）。ピクセル・ブロックが、１タイル分の価値を有する処理されたピク
セルを蓄積した時、それは、各ピクセル内のサンプルをブレンドし（それによっ
て、ピクセルのアンチエイリアシングを実行する）、及び、フレームバッファに
記憶されるべきそれらをバックエンドに送る。

【０１７２】 図１７は、ピクセル・ブロックがどのように１スタンプ分の価値を有するフラ
グメントを処理するかを説明する。この例において、ピクセル・ブロックは、灰
色の三角形から一つ、及び白い三角形から一つ、二つのＶＳＰを受け取る。それ
は、最終ピクセルを生成するために、フラグメントとバックグラウンド（backgr
ound）をブレンドする。それは、前記ピクセルのどれくらいをそれが覆うかに従
って、―より正確には、それが覆うサンプルの数によって、各フラグメントに加
重する。

【０１７３】 このブレンディングに加えて、ピクセル処理ブロックは、ステンシル・テスト
、アルファ・ブレンディング、及びピクセルのアンチエイリアシングを実行する
。それが、１タイル分の価値を有する、処理されたピクセルを蓄積する時、フレ
ームバッファに記憶されるべきそれらを、バックエンドに送る。 ４．１２ バックエンド（ＢＫＥ） バックエンド１６０００は、１タイル分の価値を有するピクセルを、一度に、
ピクセル・ブロックから受け取り、それらをフレームバッファ１７０００に記憶
する。特定のフレームバッファ値は、フレームからフレームへと残存することが
できるので、バックエンドはまた、１タイル分の価値を有するピクセルを、ピク
セルブロックに戻す。例えば、ステンシル・ビット値は、多くのフレームに対し
て一定でありうるが、すべてのフレームにおいて使用されうる。

【０１７４】 フレームバッファを制御することに加えて、バックエンドは、２Ｄ描画を実行
し、及び処理されたフレームを出力装置に送る。それは、フレームバッファとコ
ンピュータ・モニタ及びビデオ出力との間でインターフェースを供給する。 ４．１３ パイプラインにおけるブロック間の通信 本発明の構造及び方法は、パイプラインの機能的ブロックの間の、パケット化
された通信のために供給される。これらのパケットの性質は、セクション３にお
けるオペレーションのより早い説明と同様に、個別の機能的ブロック・セクショ
ンにおいて説明される。 ５ システムブロックの詳細な説明 ５．１バスインタフェースブロック（ＡＧＩ） ＡＧＩブロックは、ホストメモリーまたはＣＰＵにデータを送受信するために
ＡＧＰ及び/またはＰＣＩ規格に定められた全ての機能を提供する役割を担う。
本ブロックは、ＡＧＰバスと残りのチップ間の非同期境界を完全に内包していな
ければならない。ＡＧＩブロックは、ＰＩＯによるコマンドの素早い転送を可能
にするために、ＡＧＰ２．０内のオプションのFast Write機能を利用する。ＡＧ
Ｉブロックは、ＣＦＤ上のRead/Write Controller、DMAController、及びInterr
upt Control レジスタに接続されている。 ５．２ コマンド取り出し及び復号化ブロック（ＣＦＤ） 概要 ＣＦＤブロックは、ＡＧＰインタフェースと実際に絵を描くハードウェアとの
間に位置するユニットである。多くの制御及びデータ転送ユニットがあるが、そ
れらはほとんどまたは全く演算を行わない。ＣＦＤブロックの主な仕事は、他の
ブロックへのデータのルーティングである。２Ｄ、３Ｄ、バックエンド、及びRi
ng用のコマンド及びテクスチャは、ＡＧＰバスを通り、フロントエンドによりそ
れらを使用するユニットにルーティングされる。ＣＦＤは、いくつかのコマンド
を復号化及びアンパッキングし、ＡＧＰインタフェースを管理し、DMA転送に関
与し、コンテキストスイッチの状態を保持する。本ＣＤＦは、ＤＳＧＰシステム
の最も小さな、かつ最も重要な構成品の一つである。

【０１７５】 図１８は、ＣＤＦブロック２０００内の主な機能ユニットを示すパイプライン
のブロック図である。ＤＳＧＰグラフィックスシステムのフロントエンドは、Ａ
ＧＩブロック及びＣＦＤブロックの二つのサブユニットに分けられている。残り
の部分は、ＣＦＤブロックのアーキテクチャの描写に関与する。ＡＧＩを参照す
るが、それらの参照は、ＡＧＩと関連のあるＣＦＤの文脈に含まれる。 サブブロックの説明 Read/Write Control ＡＧＩがＡＧＰまたはＰＣＩの読み出し/書き込みトランザクションを完了す
ると、次にRead/Write Control 2014にデータを送る。書き込みの場合、本機能
ユニットは、受信したアドレスを使用してレジスタまたはその物理アドレスに対
応するキュー内にデータを多重化する（詳細はAddress Spaceを参照）。読み出
しの場合、読み出しトランザクションを完了させるために、デコーダが適切なレ
ジスタからＡＧＩブロックへとデータを多重化する。

【０１７６】 Read/Write Controlは、CFDアドレススペース内の全ての可視レジスタに対し
て読み出しまたは書き込みが可能であり、２Dまたは3D Command キュー 2022、2
026に書き込みが可能であり、バックエンド・インプット・バス2036を通じて読
み出し及び書き込みの転送が可能である。

【０１７７】 Read/Wrote Decoderが読み出し専用レジスタまたは存在しないレジスタに対し
て書き込みを受信した場合、アクセス違反割り込みのトリガー要求を行う割り込
み発生器2016に対してメッセージを送信しなければならない。本デコーダの上記
書き込みに対する責任は消滅するが、読み出し及び書き込みは継続して受け付け
なければならない。

【０１７８】 Read/Write Decoderが書き込み専用レジスタまたは存在しないレジスタに対し
て読み出しを受信した場合、すぐにその読み出しトランザクションをキャンセル
しなければならない。次に、本デコーダは、Interrupt Generatorにメッセージ
を送信してアクセス違反割り込みの生成を要求する。本デコーダの上記読み出し
に対する責任は消滅するが、読み出し及び書き込みは継続して受け付けなければ
ならない。 2D Command キュー DSGPグラフィックスハードウェア用のコマンドは、種々の潜在機能を持ってお
り、ホストからバーストモードで送られて来るため、AGIと２D間で数キロバイト
のバッファリングが必要になる。本バッファは、３D用のコマンドバッファと比
較して数分の一の大きさである。このサイズは、AGIを通じてのコマンド送信速
度と２Dによる性能モードのコマンド実行の差を埋めるものでなければならない
。

【０１７９】 本キューは、オーバーランを防止する目的でフロー制御される。２D高水位レ
ジスタは、キューへの許容エントリ数がホストによってプログラミングされてい
る。このエントリ数が満たされるか超過すると、２D高水位割り込みが発生する
。ホストがこの割り込みを受け取ると、すぐに高水位割り込みを無効化し、低水
位割り込みを有効化する。キューにおけるエントリ数が２D低水位マークレジス
タ内のそれよりも少ない場合、低水位割り込みが発生する。高水位割り込みを受
信してから低水位を受信するまでの間は、ドライバーはほぼ満杯のコマンドバッ
ファへの書き込みを防止する役割を果たす。 3D コマンドキュー AGI と3D Command Decode 2034間においても数キロバイトのバッファリングが
必要になる。このサイズは、AGIを通じてのコマンド送信速度とGEOブロックによ
る性能モードのコマンド実行速度の差を埋めるものでなければならない。

【０１８０】 本キューは、オーバーランを防止する目的でフロー制御される。３D高水位レ
ジスタは、キューへの許容エントリ数がホストによってプログラミングされてい
る。このエントリ数が満たされるか超過すると、３D高水位割り込みが発生する
。ホストがこの割り込みを受け取ると、すぐに高水位割り込みを無効化し、低水
位割り込みを有効化する。キューにおけるエントリ数が３D低水位マークレジス
タ内のそれよりも少ない場合、低水位割り込みが発生する。高水位割り込みを受
信してから低水位割り込みを受信するまでの間は、ドライバーはほぼ満杯のコマ
ンドバッファへの書き込みを防止する役割を果たす。 3D Command Decode コマンドデコーダ２０３４は、3D Cmd キュー 2026 及び3D Response キュー
2028からのコマンドを読み込み、翻訳し、再フォーマットされたパケットとして
GEOブロックへの送信の役割を果たす。デコーダは、GEOブロックへのコマンド送
信またはコマンドによる変化状態のシャドーイングに先立って「急速」コマンド
に対するデータ変換を行う。3D Command Decodeは、フォーマット変換も可能で
なければならない。入力データフォーマットは、APIが許容する全てのフォーマ
ットを含む（一般的には、C言語及び他のプログラミング言語内で許容されたフ
ォーマット）。3D Command Decodeからの出力フォーマットは、ハードウェアが
処理可能なものに限られ、概ね浮動小数点または「カラー」フォーマットである
。カラーデータフォーマットの正確なビット定義は、カラーがパイプラインの残
りの部分を通じてどのように表現されるかにかかっている。 Command Decode は、 3D Command キューからのパワーアップ読み込み時に開
始する。DMAコマンドが検出された場合、コマンドデコーダは、コマンド及びデ
ータをDMAコントローラ２０１８に送信する。DMAコントローラは、３D応答キュ
ー内に要求されたデータの転送を開始する。次に、3D Command Decoderは、応答
キュー内のデータを正常コマンドストリームとして解釈しながら3D Response キ
ュー からのDMAコマンド内に指定されたバイト数を読み出す。本デコーダがDMA
コマンド内に指定されたバイト数の読み出しを終えると、正規のコマンドキュー
からの読み出しに戻る。3D Response キュー からの読み出しの間、全てのDMAコ
マンドは無効コマンドと想定される。

【０１８１】 本３Ｄコマンドデコーダは、無効コマンド検索の役割を果たす。あらゆる無効
コマンドの実行結果は、Invalid Command Interruptの発生に繋がる（詳細は In
terrupt Control参照）。

【０１８２】 3D Command Decode は、キュー内で頂点コマンドが検索された場合は、頂点パ
ケットの送信に必要な最新状態ベクターも解釈し、保存する。本デコーダはまた
、現在の「開始」(OpenGL規約参照)内の最後３つの完成された頂点及びそれらに
伴う状態を、最後に送信されてきた「開始」と同様に記憶する。コンテキスト変
換が起きた場合、3D Command Decodeは、ホストが後でコンテキストを再開する
ことにより「パイプを再準備」できるようにこれらシャドーイングされた値を読
み出せるようにする。 DMA コントローラ CFD DMA コントローラ2018は、ＤＳＧＰカードへのまたは同カードからの全て
のDMAトランザクションを開始及び維持する役割を負う。ＤＳＧＰは、常にあら
ゆるDMA転送のマスターであり、DMAコントローラをスレーブとして使用する必要
はない。2D Engine および3D Command DecodeがDMA コントローラのマスターの
座を競う。2ＤブロックのみがDMA書き込み開始が可能であるが、DMA書き込み及
びDMA読み出しの双方がサポートされている。ＤＳＧＰは、常にDMAのマスターで
ある。

【０１８３】 DMA転送は次のように開始される。開始場所の物理アドレスを伴うDMAコマンド
及び転送バイト数が２Ｄまたは３Ｄコマンドキューに書き込まれる。本コマンド
が3D Command Decoderまたは２Ｄユニットにより読み出されると、データを伴う
DMA要求がDMA Controllerに送信される。２ＤによるDMA書き込みの場合、２Ｄユ
ニットがデータをWrite To Host キュー 2020に入れ始める。DMAコントローラが
先行のDMAを終えると、DMA要求を承認してデータ転送を開始する。上記DMAがDMA
書き込みである場合、コントローラは、Write To Host キューからＡＧＩを通じ
てシステムメモリへまたはBackend Input バスを通じてフレームバッファへデー
タを送信する。DMAがDMA読み出しである場合、コントローラは、ＡＧＩを通じて
システムメモリからまたはBackend Outputバス2038を通じてバックエンドから2D
Responseキューまたは3D Responseキューへとデータを引き込む。コントローラ
が必要バイト数を転送し終えると、DMA要求を開放して要求を出したユニットが
そのCommandキューから次のコマンドを読み出せるようにする。

【０１８４】 AGP Logic の性能を最大限引き出せるように、DMA コントローラは、転送残量
が（Mximizing AGP Performance白書に勧告されているように） キャッシュ行よ
りも少なくなるまで非キャッシュ行整列された読み出し/書き込みを実行して（
必要ならば）トランザクションを開始し、その後キャッシュ行転送を行う。 2D Responseキュー 2D Responseキューは、２Ｄブロックにより開始されたDMA読み出しからのデー
タの貯蔵部である。DMA要求が送信された後は、2D Engineは 2D Response キュ
ーからの読み出し動作を行い、2D Command キュー内のコマンド同様に読み出し
た内容を扱う。制約は、DMAコマンドが応答キューに来た場合に無効コマンドと
して扱うことだけである。応答キューから現DMAコマンド内に指定されたバイト
数を読み出した後は、2D Engineは2D Commandキューからのコマンド読み出しに
戻る。 ５．２．２．７ D Responseキュー 3D Responseキューは、3D Command Decodeにより開始されたDMA読み出しから
のデータの貯蔵部である。DMA要求が送信された後は、Command Decodeは3D Resp
onseキューからの読み出し動作を行い、3D Command キュー内のコマンド同様に
読み出した内容を扱う。制約は、DMAコマンドが応答キューに来た場合に無効コ
マンドとして扱うことだけである。応答キューから現DMAコマンド内に指定され
たバイト数を読み出した後は、3D Command Decodeは3D Command キューからのコ
マンド読み出しに戻る。 ５．２．２．８ Write To Hostキュー ホストへの書き込みキューは、２ＤがDMAを通じてホストに書き込むデータを
含む。２Ｄは、システムメモリへのDMA転送を要求した後でホストキューをリン
グまたはBackendからのデータで満たす。この小さなバッファを持つことにより
、DMAエンジンはデータを移動するＡＧＰの性能を最大限に引き出すことができ
る。 ５．２．２．９ 割り込みジェネレータ ホストとＤＳＧＰボード間の通信の最も重要な部分は割り込みによって実行さ
れる。一般に割り込みは、まれに起こる現象、および通常の動作に対する例外を
示すために使用される。ホストに対してレジスタの読み込みを許可し、生成する
割り込みの原因となる割り込みの決定を許可する２つのCauseレジスタがボード
上にある。Causeレジスタの内の一つは、リトレースのような専用割り込み用に
リザーブされ、他はカーネルにより位置付けされる一般的割り込み用レジスタで
ある。各レジスタ用に、ホストがレジスタにアクセスするために読み込む物理ア
ドレスが２つある。最初のアドレスはポーリング用であり、Interrupt Cause レ
ジスタ内のデータには影響しない。２つめのアドレスは割り込みのサービス用で
あり、読み込んだ割り込みを個別的にクリアする。次にホストは、オンの場合に
読み込みが返却する割り込みの全てをサービスする役割を負う。各Interrupt Ca
useレジスタ用に、Cause内のビットが0 p 1変換をした場合に割り込みを発生さ
せるか否かを決定するInterrupt Maskレジスタがある。

【０１８５】 ＤＳＧＰは６４個までの異なる割り込みの原因をサポートするが、その内の少
数は固定であり、他の少数は一般的原因である。下表に各原因の簡潔な説明を示
す。 ５．２．２．９．１ リトレース リトレース割り込みは、１秒間に約８５回から１２０回発生し、モニターの垂
直空白期間内の所定のポイントにおいてBackendハードウェアにより立ち上がる
。正確なタイミングは、Backend Input Bus上のレジスタの書き込み動作を通じ
てBackendユニット内へとプログラミングされる。 ５．２．２．９．２ 3D FIFO高水位 3D FIFO高水位割り込みは、パイプが性能モードで走行している場合はまれに
しか起きないが、３Dパイプラインがより低い性能で走行している場合は頻繁に
起こることがある。カーネルモードのドライバーは、3D Cmd Buffer内の許容エ
ントリ数を示す3D High Water Entriesレジスタをプログラミングする。バッフ
ァ内にある以上のエントリがある場合は、高水位割り込みがトリガーされる。次
にカーネルモードドライバーは、割り込みをフィールディングし、３Dバッファ
をオーバーフローさせないように書き込みを防止しなければならない。割り込み
ハンドラ内では、カーネルが高水位マークの下までパイプが一杯になっているか
をチェックする。一杯になっていない場合には、カーネルは高水位割り込みを無
効化し、低水位割り込みを有効化する。 ５．２．２．９．３ 3D FIFO低水位 3D FIFO低水位割り込みが有効化されると、3D FIFO内のエントリ数が 3D Low
Water Entriesレジスタ内よりも少ない場合に割り込みが発生する。本割り込み
は、3D FIFOが十分にクリアされているために安全であり、 プログラムによる3D
FIFOへの再書き込みが可能であることをカーネルに信号にて知らせる。

【０１８６】 ５．２．２．９．４ 2D FIFO高水位 2D FIFOの監視をするという点を除いては、この割り込みは3D FIFO高水位割り
込みと完全に一致している。2D FIFO高水位割り込みは、パイプが性能モードで
走行している場合はまれにしか起きないが、２Dパイプラインがより低い性能で
走行している場合は頻繁に起きることがある。カーネルモードドライバーは、2D
Cmd Buffer内で許容されているエントリ数を示す 2D High Water Entriesレジ
スタをプログラミングする。バッファ内にここに示す以上のエントリがある場合
は、高水位割り込みがトリガーされる。次にカーネルモードドライバーは、割り
込みをフィールディングし、２Dバッファをオーバーフローさせないように書き
込みを防止しなければならない。割り込みハンドラ内では、カーネルが高水位マ
ークの下までパイプが一杯になっているかチェックする。一杯になっていない場
合は、カーネルは高水位割り込みを無効化し、低水位割り込みを有効化する。 ５．２．２．９．５ 2D FIFO低水位 2D FIFO低水位割り込みが有効化されると、2D FIFO内のエントリ数が 2D Low
Water Entriesレジスタ内のそれよりも少ない場合に割り込みが発生する。 本割
り込みは、2D FIFOが十分にクリアされて安全であり、プログラムによる2D FIFO
への再書き込みが可能であることをカーネルに信号にて知らせる。 ５．２．２．９．６ アクセス違反 存在しないレジスタに対して書き込みまたは読み出しが行われると本割り込み
がトリガーされる。 ５．２．２．９．７ Invalidコマンド FIFO内にてゴミのコマンドが検索（可能ならば）された場合、またはユーザプ
ログラムにより特権コマンドがFIFO内に書き込まれた場合にこの割り込みがトリ
ガーされる。カーネルは本割り込みをフィールディングし、有害タスクを停止し
なければならない。 ５．２．２．９．８ テクスチャミス 本割り込みは、テクスチャユニットがテクスチャメモリにロードされていない
テクスチャにアクセスを試みた場合に発生する。テクスチャユニットは、リング
を通じてInterrupt Causeレジスタにテクスチャ書き込みを送信し、Texture Mis
s IDレジスタに対してリング書き込みと共に本書き込みを行う。カーネルは本割
り込みをフィールディングし、どのテクスチャが失われているかを見極めるため
にTexture Miss IDレジスタを読み出し、テクスチャDMAをセットアップしてテク
スチャをダウンロード及びテクスチャTLBを更新し、その後本割り込みをクリア
する。

【０１８７】 ５．２．２．９．９ 一般的割り込み Interrupt Causeレジスタ内の他の割り込みは、一般的割り込みである。一般
的割り込みは、その割り込み番号をオンにする割り込みジェネレータに対して完
了時にメッセージを送信するコマンドを送信するソフトウェアによりトリガーさ
れる。これら割り込みは、全て２Dまたは３Dパイプラインから来てBackendユニ
ットの底部まで達する与えられたコマンドにより発生する。Backendは、専用線
を通して Interrupt Cause レジスタ（同じチップ上に存在するために、リング
の使用はオーバーキルとなる）に書き込みを送信する。 ５．２ Geometry ブロック(GEO) ５．３．１ グラフィカルパイプラインポジション GEOブロックは、グラフィカルパイプラインのフロントエンドにおける最初の
演算ユニットである。本ブロックは、主に頂点座標及び法線の変形のような頂点
ごとの動作に関係する。Frontend（例：AGI及びCFDブロック）は、Graphics Har
dwareコマンドの取り出し及び復号化に関係する。Frontendは、必要な変形行列
、マテリアル、ライトパラメータ、及び他のモード設定をGEOブロックの入力レ
ジスタにロードする。GEOブロックは、変形された頂点座標、法線、生成された
及び/または変形されたテクスチャ座標、及び頂点ごとのカラーをMode Extracti
on及びSortブロックに送信する。Mode Extractionは、「カラー」データ及びモ
ードをPolygonメモリに保存する。Sortは、Tileによる頂点ごとの「空間」デー
タを構成し、それをSortメモリに書き込む。

【０１８８】 ５．３．２ 動作モード パイプラインは、その機能の、あるサブセットが使用されている場合のみ最大
性能モードで動作する。このモードでは、GEOブロックは各プリミテフィブに対
する全ての可能な動作のサブセットのみを遂行する。より多くの機能が有効な場
合、一連のさらに低い性能モードを通じてパイプラインが動作する。Geometryエ
ンジンは、非性能モード設定に対してより低い速度で原線を処理するために使用
可能な演算要素を再使用する。下記の各節に各性能モードへの機能の配置を示す
。 ５．３．３ GEOブロックの機能概要 GEOブロックは、点、線、三角形、四辺形、および多角形などの形状寸法の原
線を定義する頂点上で動作する。本ブロックは、座標変形及びGouraudシェーデ
ィング動作を各頂点あたりに行う。Primitive Assemblyフェーズ中においてのみ
、本ブロックは頂点を線や三角形にグルーピングする（本ブロックは、プロセス
中において四辺形や多角形を三角形のセットへと分解する）。本ブロックは、各
原線に対して切り落とし及び表面タンジェントの生成を実行する。

【０１８９】 頂点座標変形 各頂点は、目標座標（Xo、Yo、Zo、Wo）のセットにより規定される。第４の座
標を追加することにより、頂点を同次の座標で表すことが可能になる。同次シス
テム内では、回転、拡大縮小、及び解釈を含む一連の変形を組み合わせてModel-
View行列と呼ばれる単一の変形行列にすることができる。頂点目標座標は、４×
４Model-View行列を掛けることにより頂点目視座標に変形することが可能である
： （Xe,Ye,Ze,We）T＝MMV＊（Xo,Yo,Zo,Wo）T 投影行列と呼ばれる他の行列が、クリップ座標を生じるために目視座標に適用
される。標準デバイス座標を生じるために、透視画法分割がクリップ座標上で行
われる。これらの座標をウィンドウ座標に変換するために、最終視点変形が適用
される。 （Xc,Yc、Zc,Wc）_T＝Mp*(Xe,Ye,Ze,We)_T （Xd,Yd,Zd)_T＝（Xc,Yc,Zc,T/Wc） (Xw，Yw，Zw)_T=（Xd，Yd，Zd）_T、（Sx，Sy，Sz）_T+(Ox,Oy,Oz)_T フル性能モードでは、パイプラインは目視座標を保存する必要はない。従って
、パイプラインは組み合わせ行列を使用して頂点目標座標をクリップ座標に変形
する。 （Xc,Yc,Zc,Wc）_T=MMVP*(Xo,Yo,Zo,Wo)_T 図１９にDSGPによる頂点座標の変換をまとめる。 ５．３．３．２ ノーマル、タンジェント、及びバイノーマル評価 空間座標に加えて、GEOブロックは、現ノーマル、現テクスチャ座標、及び各
頂点に対する現カラーを持つことがある。ノーマルは、ライティング演算に影響
する。現ノーマルは、３次元ベクトルである（Nxo,Nyo,Nzo）。テクスチャ座標
によりテクスチャイメージの原線上の配置が決定される。

【０１９０】 GEOブロックは、目標座標内に表されるノーマルを受信する。本ブロックは、
逆Model-View行列を使用してノーマルを目視座標に変形する。 （Nxe,Nye,Nze）_T=MMVI*(Nxo,Nyo,Nzo)_T Mmvから取られた左端の３×３行列を逆転すると行列Mmviが形成される。GEOブ
ロックは、ノーマルを変形し、その後それらをユニット長に再規格化する。 （Nxu,Nyu,Nzu）_T=(Nxe,Nye、Nze)_T*(1/SQRT(Nxe₂+Nye₂+Nze₂)) 突き当て配置の場合、ユーザが[表面]タンジェント及びバイノーマルの２つま
での追加的ベクトルを提供する場合がある。GEOブロックは、ノーマルを実行す
る時にこれらベクトルを変形し、再正規化する。これらベクトルがユーザによっ
て供給されない場合は、本ブロックが生成することもできる。GEOブロックは、
テクスチャ座標及び頂点目視座標を使用してタンジェント生成し、ノーマル及び
タンジェントの交互積によりバイノーマルを生成する。

【０１９１】 GEOブロックは、突き当て配置に必要なタンジェント及びバイノーマルを半分
の速度で生産する。

【０１９２】 図２０にDSGPによるノーマル、タンジェント、及びバイノーマルの変換をまと
める。図２１にGeometryブロック(GEO)の概要を示す。図２２は、本発明の構造
の３チップ実施例内半導体チップ上の機能ブロック間の関係を示す概略図である
。 ５．３．３．３ 頂点カラー ライティングが無効化された場合、頂点カラーは現カラーにより決定される。
ライティングが有効化された場合、GEOブロックは頂点ノーマル、ライティング
及び素材パラメータを使用して頂点カラーを評価する。オプションとして、現カ
ラーから素材カラーを派生させることも可能である。カラーは、R、G、B、及びA
の４つの値または単一のカラーインデックス値として指定される。カラーは、GE
Oブロック内での使用に先立ってCFDにより浮動小数点番号に変換される。頂点ラ
イティング評価の最後に、結果のカラーが、0.0から1.0の（これらの数値を含む
）範囲を表す８ビット固定小数点へとクランプバックされる。 ５．３．３．４ テクスチャ座標処理 テクスチャ座標は、ユーザによる提供に代わって、頂点座標またはノーマルを
使用して生成することも可能である。オプションとして、変換行列をテクスチャ
座標に適用することもできる。テクスチャ座標は、ｓ、ｔ、ｒ、及びｑという名
の同次座標を使用して指定される。変換行列は、４×４行列である。性能のケー
スでは、結果のｑは１であり、ｒは無視され、ｓ及びｔはテクスチャマップへの
アクセスに使用される。低下させた性能では、ｑが透視図スケーリング用にテク
スチャ座標の分割に使用される。テクスチャ座標ｒは、３次元テクスチャ及び影
に使用される。GEOブロック内では、８セットまでのテクスチャ座標がサポート
される。２つのテクスチャ座標が変換でき、半分の性能での変換が可能である。
５つのテクスチャ座標がフル性能の３分の１にて取り扱える。最後に、８つのテ
クスチャ座標の全てが４分の１の性能で生成及び変換できる。

【０１９３】 クリッピング GEOブロックは、頂点クリップ座標をクリップ平面により生成されたアウトコ
ードと比較する。本ブロックは、これらアウトコードを使用して視点ボリューム
の外にある原線をリジェクトする（例えば、原線内の全ての頂点が最上クリッピ
ング平面の上にある場合、原線はリジェクトされる）。幾つかの原線は、たとえ
完全に視点ボリュームの外にあったとしても、明らかにリジェクトすることはで
きない。アウトコードにより原線が完全に視点ボリュームの内側にあり、いかな
るクリッピング平面にも交わっていないことを示している場合、この原線は受け
付けられ、これ以上のクリッピング演算は必要なくなる。

【０１９４】 明らかに受け付けまたはリジェクトされない原線は、視点ボリュームに対して
クリッピングされ、クリッピング平面と交わっているエッジをアウトコードが示
しているクリッピング平面をユーザが定義する。原線の１つの頂点がクリッピン
グされると、GEOブロックは１つ以上の新しい頂点を生成しなければならない。G
EOブロックは、これら新しい頂点に対して「カラー」データを書き入れをしない
。これら頂点は、オリジナルの原線の頂点から「カラー」データを共用する。こ
の処理は、最後のカラー頂点により指定された同じ三角形から生成されるクリッ
ピングされた頂点に対して、Mode Extractで同じカラーポインタを割り付けるこ
とにより行われる。

【０１９５】 現頂点及び前回の頂点のウィンドウ座標を使用して多角形の表面方向が決定さ
れ、オプションとして裏面の選別も行う。

【０１９６】 ライティング フルライティングモードでは、２つのライトに対してライティング動作が無限
にローカルビューワー及びスポットライトなしで行われる。

【０１９７】 Gouraudシェ−ディングの場合、各頂点に対して２つのカラーセットが評価さ
れる。プライマリーカラーは、スポットライトにより減衰、強調されたカラーの
Ambient、Emissive、及びDiffuseコンポーネントを含む。本カラーは、Red、Gre
en、Blue、及びAlphaコンポーネント（RGBA）を持つ。全てのライト及び現素材
設定はプライマリーカラーに資する。セカンダリーカラーは、頂点ライティング
のSpecularコンポーネントに対応する。本カラーは、R、G、及びBコンポーネン
トを持つ。本カラーも距離により減衰され、スポットライト効果を包含する。個
別のSpecularカラーモード設定がオンになっていない場合は、プライマリーカラ
ーはSpecularコンポーネントも含み、セカンダリーカラーはクリアされる（R=0
、G=0、B=0）。

【０１９８】 Fragmentブロックは、プライマリー及びセカンダリーカラーに個別にデータを
挿入する。プライマリーカラーは、最終ピクセルカラー決定のための与えられた
フラグメントに対するセカンダリーカラーの適用に先立ってテクスチャカラーと
混合される。

【０１９９】 Phongシェ−ディングの場合、GEOブロックは何も余分な仕事をしない。DSGPパ
イプラインは、Phong及びGouraudシェ−ディングの双方を個別のライトのために
同時にサポートする。この処理は、Gouraudを使用してライトの総数を大幅に増
加させ、最大８つのPhongライトを使用するライティングの質も大幅に向上させ
る。Phongは、カラー素材用の「現」カラーとしてGEOブロックのプライマリー及
びセカンダリーカラー出力を使用する。 ５．４ Mode Extraction Block (MEX) Mode Injection (MIJ)ブロックと連携したMode Extraction Block (MEX)は、
グラフィックス状態に関連する情報を管理する役割を負う。従来のグラフィック
スパイプライン内では、状態変化は増加傾向にある。すなわち、状態パラメータ
の値は変化するまで効果を保ち続ける。従って、アプリケーションは変化したパ
ラメータを更新するだけでよい。さらに、描画はリニア的である。すなわち、原
線は受信したオーダー中に描画される。点、線、三角形の細片、三角形の扇形、
多角形、四角形及び四辺形の細片はグラフィック原線の例である。これにより、
原線用の空間情報を受信するまでは状態変化は蓄積され、上記原線の描画中はこ
れら蓄積された状態は有効である。

【０２００】 DSGPパイプライン中では、隠れた表面が取り除かれるまで描画が続けられる。
Geometry（GEO）ブロックは、正しい順序で原線を受信し、全ての頂点動作を行
い(変形、頂点ライティング、クリッピング、及び原線組み立て)、パイプライン
を通してデータを送信する。Sortブロックは、時間指定データを受信し、そのデ
ータが接触するタイルにより貯蔵する。(各タイル内部のリストはタイムオーダ
ーになっている。)CULブロックは、SRTブロックからタイル順にデータを受信し
、描画された画像には絶対に寄与することのない原線のパーツを選別する。CUL
ブロックは、VSPを生成する。VSPは、スタンプ上の多角形の可視部分に対応する
。TEX及びPHGユニットは、VSPを受信し、それぞれフラグメントのテクスチャリ
ング及びライティングの役割を負う。Pixelブロックなどの最後のブロックは、
最終的な絵を生成するためにVSP及びフラグメントのカラーを消費する。

【０２０１】 原線は、多くのタイルに接触するため、従来の描画パイプラインと違い、フレ
ーム描画の最中にしばしば問い合せられる（原線がタイルに接触するたびに）。
パイプラインは、原線がパイプラインを入力した時に有効なグラフィックス状態
を記憶し、SRTから下りてくるパイプラインステージの訪問を受けるたびに想起
しなければならない。MEXは、GeometryとSortブロック間に位置し、暫定的に順
序付けられた状態変化データを収集及び保存する論理ブロックであり、原線が描
画された時に、その原線と正しい状態を対応付けるために原線頂点に適切なポイ
ンタを付け加える。Mode Injection（MIJ）ブロックは、必要に応じて、状態及
び状態ポインタ（本書中ではMLMポインタと総称されている）を持つ必要な他の
情報を検索する役割を負う。本ブロックは、適宜情報を再パッケージングする役
割も負っている。再パッケージングは、例えば多角形メモリ内の頂点データが検
索され、フラグメント用の三角形入力パケットにまとめられた時に発生する。

【０２０２】 我々は、最初に操作理論及びDSGP状態管理の背景にある一般原則について論じ
る。その後我々は、MEXブロック及びMEXブロックへのインタフェースについて論
じる。我々は、種々の状態ポインタを伴うデータが如何にしてRDRAM内で編成さ
れるかを説明する。我々は、MEXが必要とする再パッケージング及び処理の全て
について論じる。MEX入力及び出力パケットの計数及びメモリサイズ、帯域幅解
析などの簡潔な論説が後に続く。 ５．４．１ 状態管理 グラフィックス状態は描画された原線の出現に影響する。DSGPパイプラインの
個別のパーツはそれぞれ異なる状態情報を使用する。ここでは、我々はGEOブロ
ックからのパイプラインステージの下流のみについて述べている。DSGPは、グラ
フィックス状態を、上記状態情報がどのように種々のパイプラインステージによ
って使用されるかに基づき、幾つかのカテゴリーへと分ける。状態の適切な分割
は非常に重要である。この分割には、性能に対する影響（帯域幅やアクセスの制
限により）、チップサイズに対する影響（より大きなキャッシュ及び/または論
理の複雑化）及びピンカウントに対する影響がある。 ５．４．１．１ モード抽出ブロック機能 MEXブロックは、下記の処理に対する役割を負う。 １． Geometryからのデータパケットの受信。 ２． それらデータパケット上に必要な全ての処理の実行。 ３． パイプラインのシェ−ディング部分に必要な情報のPolygonメモリへのセ
ーブ(後のMIJによる検索用)。 ４． Sortユニットに送信される原線に対して状態ポインタを付け加えることに
よりMIJをして同原線の状態を知らしめる。 ５． Sort、Setup、及びCullが必要とする情報のSortブロックへの送信。 ６． 多角形及びソートメモリオーバーフローの扱い。

【０２０３】 図２３にMEXデータフローの他のViewを示す。

【０２０４】 Polygonメモリにセーブされた状態は、Fragment、Texture、Phong、及びPixel
ブロックなどのMIJからのブロックの下流で使用されるものである。この状態は
、本書の他の個所に説明されているように分割される。 ５．４．１．２ モードインジェクションブロック MIJは下記の処理に対する役割を負う。 １． BeginFrame、EndFrame、及びBeginTileなどの種々の制御パケットのFragm
ent及びPixelユニットへのルーティング。 ２． CULブロックから受信した各VSPに対する状態付加。 ３． 多角形メモリからからのパケットの検索。 ４． 原線の構築。多角形メモリは頂点あたりのデータを保存する。VSPの原線
の種別によって、MIJは、多角形メモリから必要な頂点（三角形用に３つ、線用
に２つ、及びポイント原線用に１つ）を検索する。 ５． Color、TexA、TexB、Light、Material、PixelMode、及びStippleキャッシ
ュの内容トラックの維持及び各キャッシュミスデータパケットに対する適切なキ
ャッシュポインタの付加。 ６． フラグメント及びピクセルブロックに対するデータ送信。 ７． パイプライン内の処理中断。

【０２０５】 モードインジェクションは、このようにして状態検索及びVSP内の各フラグメ
ント用の最終カラーの演算に必要な頂点あたりのデータに関与する。 ５．４．１．３ グラフィックス状態分割 DSGPは、グラフィックス状態を複数のパーツに分割する。それらパーツの数を
これより７つと想定する。これらパーツは、各原線に対して保存される頂点あた
りの情報の付加的な情報である。本節は、状態情報の概要を説明する。 ５．４．１．３．１ Sort、Setup、及びCullが必要とする状態及び空間データ 本情報は、Sort、Setup、及びCullブロックが必要とする状態情報である。本
情報はPolygonメモリにはセーブされない。本情報は、CullModesパケット、Vert
exModesパケット、及びSpatialパケットの３つのパケットとして受信される。こ
れらパケットは、SRTブロックに対して予定され、Geometryユニットから送信さ
れてくる。選別パケット内の情報には、CULブロックが必要とする目的線画バッ
ファ及び制御ビットが含まれる。

【０２０６】 VertexModesパケットには、Sortブロックに送信される前回の各空間パケット
にMEXにより付加されるホストコンピュータが生成するモード情報（例：ソフト
ウェア）が含まれる。VertexModesパケットには、線幅、点サイズ、線点描情報
、及び深度テスト動作制御ビットが含まれる。

【０２０７】 Spatialパケットは、頂点のウィンドウ座標及び原線用の点描パターンなどの
他のGeometryブロックにより生成された頂点あたりの情報を含む。Spatialパケ
ットは、頂点のウィンドウ座標、多角形の曲がり、多角形の扇形及び細片内の頂
点再使用、エッジフラグ、及び混合動作制御ビット（アルファテストおよびアル
ファ混合など）を含む。頂点モードはソフトウェアにより生成される。

【０２０８】 Geometryブロックは、ソフトウェアより選別モード及び頂点モードを受信する
。本ブロックは、上記のように選別及び頂点モードをMEXに送信する。MEXは、頂
点モードを空間パケットに付加することによりソート用の空間パケットを構築す
る。MEXブロックはまた、状態MLMポインタをSortブロック上に渡す前に本パケッ
トに付加する。さらに、原線は同時に点と線にはなれないために、MEXブロック
は線幅及び点幅パラメータを一つのパラメータに構成しなおす。本ブロックは、
Sort原線タイプを使用して原線が点か線か多角形かを決定する。原線が点の場合
、本ブロックはSortに点幅を送信し、他の場合は線幅を送信する。他のフィール
ドはそのままである。 ５．４．１．３．２ テクスチャパラメータ テクスチャリングには、特に複数のテクスチャが含まれる場合は、多数のパラ
メータがあるため、多数のテクスチャパケットを持つ方が有利である。これより
、２つのテクスチャパケット（TexA及びTexBと呼ばれる）があるものとするが、
これらは追加パケットに分割可能とする。テクスチャパラメータパケットは、テ
クセルの検索及びフィルタリングに必要な情報を含む。本書は、８つの使用可能
なテクスチャが各頂点に割り付けられているものと仮定している。TexAパラメー
タパケットは、最初の２つのテクスチャ用のパラメータを含み、TexBパラメータ
パケットは、６つまでの追加テクスチャ用に同様の情報（テクスチャあたりの）
を含む。この非対称パーティションが選択されるのは、ほとんどの場合、同時に
活性なテクスチャは１つか２つだけだからである。まれなケースでは、２つより
多いテクスチャが使用されることもある。本処理は、チップ上のテクスチャパラ
メータキャッシュのサイズを維持するのに役立つ。TexA及びTexBパケットは、Ge
ometryユニットから受信する。テクスチャあたりの情報は、テクスチャID,テク
スチャ次元数(例：１D、２D、３D)、テクスチャサイズ(例：幅、高さ、及び奥行
き)、テクスチャボーダー情報、テクスチャフォーマット、テクスチャフィルタ
ー制御ビット、テクスチャラッピング制御ビット、テクスチャクランピング制御
ビット、詳細制御ビットのレベル、及びテクスチャ比較動作制御ビットを含む。

【０２０９】 再び、TexAパケットは、これらエントリの内の１つか２つを含み、TexBパケッ
トは、６つまでのエントリを持つことができる。TexA及びTexBパケットはソフト
ウェアにより生成され、GEOブロックを通じてMEXに送信される。MEXは、TexA及
びTexBを２つの状態パーティションとして管理し、Polygonメモリにセーブする
。各TexA及びTexB状態パーティションは、それ自体に付加されるポインタを持つ
。Mode Injectionブロックは、後に必要となるこれらのパケットを検索する。Ge
ometryブロックは、本情報を全く使用しない。

【０２１０】 テクスチャID、その（ｓ、ｔ、ｒ）座標、及びミップマップレベルが与えられ
ると、Textureブロックは、テクセルの検索、必要に応じたテクセルデータのア
ンパッキング及びフィルタリングの役割を負う。Fragmentブロックは、テクスチ
ャモード情報同様にテクスチャID、ｓ、ｔ、ｒ、及びミップレベルをTextureブ
ロックに送信する。Fragmentからのｓ、ｔ、ｒ、及びミップレベルが浮動小数点
値であることに注意する。各テクスチャ用には、TEXブロックがPHGに１つの３６
ビットテクセル値を出力する。テクスチャブロックは、フラグメントとテクスチ
ャカラーとを結合しない。これはPhongブロックにおいて行われる。テクスチャ
ブロックは、テクスチャパラメータ及びテクスチャ座標を必要とする。テクスチ
ャパラメータは、Textureブロック内の２つのテクスチャパラメータキャッシュ
から得られる。Fragmentブロックは、ミップレベル演算でテクスチャ幅及び高さ
パラメータを使用する。Fragmentは、TextureDimensionフィールドを使用してテ
クスチャ次元が有効か（０はテクスチャが無効であることを示す）及びTexCoord
Setを使用して座標セットを付加可能かを決定する。 ５．４．１．３．３． ライティングパラメータ 状態の「ライティング」パーティションは、フォグパラメータなどのフラグメ
ントのライティングに影響を与える大域状態同様にフラグメントライティングの
演算に使用される複数のライト（これより、本書では最大８つのライトを想定す
る）を含む。ライトキャッシュパケットは、次のライトあたりの情報を含む。ラ
イトタイプ、減衰定数、スポットライトパラメータ、ライト位置情報、及びライ
トカラー情報（周辺、拡散、及び反射カラーを含む）。ライトキャッシュパケッ
トは、次の大域ライティング情報も含む、すなわち大域周辺ライティング、フォ
グパラメータ、及び使用ライト数である。

【０２１１】 ライトキャッシュエントリは約３００バイトである（大域ライトモードの８つ
の内の各ライトプラス１２０ビット用の約３００ビット）。LightCacheパケット
は、ソフトウェアにより生成され、GEOブロックを通じてMEXに送信される。MEX
は、LightCacheパケットを状態パーティションの一つとして管理し、必要ならば
Polygonメモリにセーブする。LightCache状態パーティションはそれ自体に付加
されるポインタを持っている。Mode Injectionブロックは、後に必要となるため
に、上記パケットを多角形メモリから検索する。Geometryブロックは本情報は全
く使用しない。

【０２１２】 ライティング状態のキャッシングの代替法として、ライティング状態全体をキ
ャッシングする代わりにライトごとのキャッシュエントリが使用できる。本処理
により、ライトパラメータキャッシュミスがある場合にパイプラインを通じて送
信されるデータの量を減らすことができる。このように、単一のライトを変更す
る場合に、応用プログラムがライティングパラメータの「軽量」スイッチングを
提供する。しかしながら、本処理は、ライティング状態の管理をより複雑にする
ことになる。 ５．４．１．３．４ フラグメント素材パラメータ グラフィックス状態の素材パーティションは、フラグメントライティング演算
に関連する全ての情報を含む。フラグメント素材状態は原線の頂点に付加されて
いる素材状態とは異なることに注意する。フラグメント素材状態情報は、GEOブ
ロック内で実行される頂点ライティング演算中には使用されない。本パケットは
、テクスチャ有効化制御ビット（活性テクスチャの選択）、テクスチャ環境パラ
メータ、素材カラーパラメータ（放出、周辺、拡散、反射カラー、および輝度）
、輝度カットオフ値、およびカラー素材パラメータを含む。

【０２１３】 ８つのテクスチャが存在可能なので、各フラグメント用に８つまでのテクセル
がTEXからPHGに受信可能である。テクセルは、素材状態パケット内のテクスチャ
エントリと同様の順序で受信される。 ５．４．１．３．５ ピクセルモード ピクセルモードは、PIXブロック内のフラグメントごとの動作に影響する。ソ
フトウェアはピクセルモードパケットを作成し、作成されたパケットはGEOを通
じてMEXに送信される。MEXは、Polygonメモリに本パケットをセーブする。MIJは
本パケットを検索し、PIXブロックに送信する。ピクセルモードは、フレームバ
ッファ書き込みマスク（深度、カラー、及びステンシルマスク）、混合操作、深
度関数、ステンシル関数、及びはさみ動作などの情報を含む。

【０２１４】 本パケット内の幾つかの情報は、SRT用に準備されたVertexModes内に含まれる
情報と同様であることに注意する。ソフトウェアは、種々のモードパケット内で
必要となる状態情報の二重化の役割を負う。 ５．４．１．３．６ 点描 点描パケットは、多角形点描パターンを指定する。点描パターンは、あまり頻
繁には使用されず、使用される場合にも頻繁には変更されないため、分割してキ
ャッシングした方が効率的である。本パケットは多数のバイトにより構成されて
いる（３２×３２ビットパターンに必要なため、１２８バイトが普通である）た
め、他のパラメータキャッシュに入れると、それに伴うパケットに大きな追加オ
ーバーヘッドを加えることになる。 ５．４．１．３．７ Fragument-Texture-Phongブロック用の頂点ごとのデータ 各VSPでは、Fragmentブロックが供給された頂点ごとのデータを改ざんし、Fra
gmentブロックからのブロック下流に必要な情報を生成する。改ざんされたパラ
メータは、VSPに付加された状態ポインタによっては、使用可能なパラメータの
内の幾つかまたは全てで構成されることがある。パラメータ数の変動を考慮して
、Polygonメモリに保存されているパケットサイズは、特定の頂点に対して使用
されるパラメータの数及びタイプにより可変である。これらパラメータは、原線
タイプ、多角形扇形及び細片構築のための頂点再使用、非クリッピング頂点ｘ、
ｙ、及び１/ｗ値、頂点目視座標（X_eye、Y_eye、Z_eye）、逆透視項、頂点プライ
マリ及びセカンダリカラー、頂点ノーマルベクトル、タンジェントベクトル、バ
イノーマルベクトル、および8セットまでのテクスチャ座標を含む。ノーマル、
タンジェント、及びバイノーマルベクトルは、それぞれ単一ベクトルまたはユニ
ットベクトル（例：ベクトルの方向）及び対応する大きさとして表すことができ
る。

【０２１５】 非クリッピング頂点ｘ、ｙ、及び１/ｗ値は、改ざんされた原線パラメータ（
カラー、ノーマル、テクスチャ座標など）が原線のオリジナルの頂点パラメータ
から生成できるために、原線が表示画面にクリッピングされている場合でも、特
別に有用である。これにより、原線がクリッピングされていると、全ての原線を
画面上にとどめておくために新たな頂点が作成される。本処理は通常、高価な動
作セットであるこれらの新たな（表示画面端に沿った）頂点位置において頂点パ
ラメータの改ざんを必要とする。これらクリッピングされ、生成された頂点にお
けるパラメータの改ざんは、Sortメモリにクリッピング値（例：ｘ、ｙ、及びｚ
値）を保存し、Polygonメモリに非クリッピング頂点パラメータを保存すること
によって防ぐことができる。このようにして、Sortメモリ内の原線とPolygonメ
モリ内の原線間の対応が多数対１になる。本処理は、Polygonメモリ内の演算及
び保存スペースの双方を節約する。

【０２１６】 ノーマル、タンジェント、及びバイノーマルベクトルを方向及び大きさに分け
ることは、方向に対する改ざんが大きさから離れて平易にできるようになる。大
きさとは別の方向に対する改ざんは、特に大きな係数によりオリジナルのベクト
ル（例：頂点におけるベクトル）の大きさが変化する場合に、より正しい角度の
改ざんを提供する。

【０２１７】 Geoブロックは、多角形メモリに保存する頂点ごとの情報を生成する。MIJブロ
ックは、VSPを含む原線を再構築するのに必要なデータ及び頂点を多角形メモリ
から検索する役割を負う。

【０２１８】 三角形頂点テクスチャ座標は、テクスチャユニットではなく、フラグメントユ
ニットに送信されることに注意する。テクスチャユニットは、各フラグメントに
対して改ざんされ、透視図が修正されたテクスチャ座標をフラグメントブロック
から受信する。 ５．４．２ MEXブロックの機能詳細 ５．４．２．１ MEXブロックの機能概要 MEXの完遂に必要なこと及びその方法を理解するために、図２４に示す例を考
える。

【０２１９】 MEXはGEOから一連のパケットを順番に受信する。各原線の場合、MEXは最初に
関連状態パケットを受信し、その後形状寸法パケットを受信する。（カラー頂点
情報をソート頂点情報の前に受信する。）ソート頂点データは、クリッピングさ
れたウィンドウ座標などの原線のソート及び選別に必要な情報で構成される。Vt
xModeパケットは、深度テストに関する情報等を含む。CullMode、VtxMode、及び
ソート頂点パケット内の情報がパイプラインのSort-Setup-Cullパートに送信さ
れる。「カラー」頂点データは、頂点目視座標、頂点ノーマル、テクスチャノー
マル等の原線フラグメントのライティング及びテクスチャリングに必要な情報を
含み、後で検索できるように多角形メモリにセーブされる。

【０２２０】 パイプラインのSort-Setup-Cullパートは、原線をVSPに変換する。これらVSP
は次に、パイプラインのFragment-Texture-Phongパートによりテクスチャリング
及びライティングされる。ほとんどの場合、これらVSPは、タイル上のVSPスキャ
ンオーダーにあり、例えば異なる原線用のVSPがインタリーブされることがある
。明確には、パイプラインのFragment-Texture-Phongパートは、特定のVSPがど
の原線に所属しているか及びその原線が最初に導入されたときのグラフィックス
の状態の双方を知る必要がある。MEXは、「カラーポインタ」を各Sort Vertex（
後に本原線内の各VSP上に渡される）に付加する。MIJは、ポインタを復号化し、
Polygonメモリから必要な情報を検索する。

【０２２１】 このように、MEXは最後の状態セーブ以後に起きた状態変化を蓄積する。状態
変化は、頂点が来るとすぐに有効になる。MEXは、チップ上に状態ベクトルを保
持する。本状態ベクトルは、図２５に示す通り１０個のパーティションを持つ。
MEXは、状態ベクトルを保存するためにチップ上のメモリに１１７０バイト近く
を必要とする。

【０２２２】 VertexModesは、MEX内のレジスタに保持され、パイプラインのSort-Setup-Cul
lパート上に渡される頂点に付加される。CullModesは、Mex2SrtCullModePkt同様
にSortに送信される。MEXは、状態ベクトル内の各パーティション用にダーティ
ビット及びポインタを（多角形メモリに）保持する。このように、選別モードは
多角形メモリにセーブされず、それゆえポインタを必要としないために、１０個
のダーティビットと９個のモードポインタがある。MEXがGeoブロックから状態パ
ーティションに対応する入力パケットを受信するたびに、状態ベクトル内の上記
パーティションを更新する。MEXは上記パーティションに対応するダーティビッ
トも設定する。MEXがカラー頂点を受信すると、最後に状態がセーブされた時か
らその状態のいずれの部分が更新されているかを見るためにダーティビットを検
査する。更新され、現原線のレンダリングに関連する状態パーティションは全て
多角形メモリにセーブされ、そのポインタが更新される。それらパーティション
のダーティビットもクリアされる。ダーティビットは、多角形メモリにセーブさ
れた原線に対してのみクリアされることに注意する。TextureA、TextureB、及び
Materialのいずれが多角形メモリにセーブされるかは原線の「表面」およびダー
ティビットにかかっている。図２６に本理論の概要が図解されている。

【０２２３】 MEXは、適用可能なTextureA、TextureB、Material、Light、Stipple、及びPix
elModeが最後にセーブされた場所へのポインタを含むMLMポインタと呼ばれる複
合カラーポインタを構築する。本ポインタは、Sortブロック上に渡される頂点に
付加される。

【０２２４】 Clearパケットも同様に渡されることに注目する。クリアパケットを受信する
と、MEXはSendToPixelフラグを検査する。SendToPixelフラグが設定されると、M
EXはPixelModesが汚れているかを確認する。ダーティPixelModeビットが設定さ
れると、MEXは、PixModesを多角形メモリにセーブし、PixModePtrを更新し、ダ
ーティPixModeビットをクリアし、新たなMLMポインタを作成し、本ポインタをク
リアパケットに付加した後にSortブロック上に渡す。 ５．４．２．２ 入力パケット処理 Geometryブロックからの各入力パケット用のMode Extractionブロック内の処
置を図に示す。本発明者らは、「メッシュ」という語を状態内の変化に続く点の
連続を示すのに使用している。「メッシュ」は、上記のように点、線の細片、線
の区分、または三角形のリストまたは扇形である。 多角形メモリ管理 多角形メモリは、二重八進数の直線行列として見られる。原線データは、メモ
リの山の最上部から満たされ、モードデータは最下部から満たされる。本メモリ
への全ての書き込みは１４４ビットワード（または１つの二重八進数）である。
図２４に示す例の場合、多角形メモリのレイアウトは図２７に幾分類似している
。

【０２２５】 注意すべき点を下記に示す。 １．状態ベクトルのパーティションは、多角形メモリにゆっくりとセーブされる
。我々は、必要としているものだけをセーブする。 ２．状態ベクトルには省略時のリセットはない。全ての状態が適切に初期化され
ているかは、ドライバ／ソフトウェアの役割である。 ３．メッシュ内の全ての頂点は同じサイズである。 ４．カラーオフセットは８ビットであり、それゆえメッシュ内の最大頂点数は２
５６である。 ５．MEXは、原線を完成するために必要な現VertexPointer、VertexCount及び（
最大で）２つの前回の頂点を保持する。MEXはmodePointerも保持する。

【０２２６】 VertexPointerは、多角形メモリ内の現頂点エントリに対するポインタである
。VertexCountは、最後の状態変化から多角形メモリにセーブされた頂点の数で
ある。VertexCountは、ColorOffsetに割り付けられる。VertexPointerはSort原
線用のcolorPointerに割り付けられる。前回の頂点は、メモリオーバーフローの
処理で使用される。MIJは、colorPointer、ColorOffset、及び頂点サイズ情報（
Geoから受信したColorType内に暗号化されている）を使用して、多角形メモリか
らMLMポインタ及び原線頂点を検索する。 ５．４．２．３．１ メモリ二重バッファリング及びオーバーフロー Polygonメモリは、まれにオーバーフローすることがある。単一のユーザフレ
ームが過度な情報を持つとPolygonメモリ及び/またはSortメモリがオーバーフロ
ーする。オーバーフロー点は、Polygonメモリのサイズ、フレーム内のマテリア
ル、モード、テクスチャ、及びライト変化の頻度、及び使用されている原線の特
徴による。メモリが一杯になると、全ての原線がパイプへと洗い流され、これと
は別にPolygonメモリバッファが一杯になるとユーザフレームが終わる。Sortメ
モリのオーバーフローは、同じオーバーフローメカニズムのトリガーとなること
に注意する。PolygonメモリとSortメモリバッファは常に一致していなければな
らない。１つのメモリ内のオーバーフローに起因する他のメモリ内のスキッドは
バックアウトされなければならない(または、回避する方が良い)。このようにし
て、MEX内では、オーバーフローに起因するフレーム破壊は、Sortからの信号ま
たはMEX自身の中のメモリオーバーフローに起因するSortメモリのオーバーフロ
ーに繋がることがある。MEX内のSortメモリオーバーフロー信号はMEX多角形メモ
リ自身のオーバーフロー同様に処理される。

【０２２７】 多角形メモリのオーバーフローは非常に高くつくということに注意する。多角
形メモリは、Sortメモリ同様に二重バッファとなっている。そのため、MIJがバ
ッファから読み出しを実行している間にMEXが他のバッファへ書き込みを行う。
この状況は、MEXがMIJによるフレーム処理の終了を待ってから次の（第三の）フ
レームに移らなければならないために、フレーム処理の遅延をもたらす。MEX及
びSRTが的確に同期されていることに注意する。しかしながら、MIJがMEXによる
処理済みのフレームの読み込みを開始できるようにするには、Cullはタイルのデ
ータに相当する部分を処理済みでなければならない。このように、各フレームに
対して上記遅延または中断が起きる可能性がある。メモリオーバーフローが起き
れば、状況はさらに悪くなることがある。典型的なオーバーフローの状況下では
、第一のフレームが多くのデータを持っており、第二のフレームはほんの少しの
データを持っている可能性がある。MEXが次のフレームの順次処理を開始できる
ようになるまでに要する時間は、MEXがフレーム全体に対して費やした時間＋CUL
タイル潜伏＋フレーム全体に対するMIJフレーム処理であり、MEXがフレーム全体
に対して費やした時間＋MEXがオーバーフローフレームに対して費やした時間で
はない。ここで要する時間は正常フレームに対して必要な時間のほぼ倍であるこ
とに注意する。このソフトウェアに対するコストを低下する唯一の手段は、シー
ンのサイズを見積もり、フレームを２つの等しい複合フレームに大別することで
ある。これとは別に、ハードウェアは我々が必要としている場合のみオーバーフ
ローを作成するようなポリシーを利用することもできる。

【０２２８】 Mode Extractionは、次のバッファ内のオーバーフローの原因となった三角形
（及びその状態）を保存する必要がある。我々が頂点リストのどこにいるかによ
り、現バッファにすでに書き込まれている次のバッファに対して頂点の送信が必
要な場合がある。本処理は、頂点を読み戻すまたはMEX内に２つほどの頂点を保
持することにより可能である。線は前回の頂点を一つだけ必要とし、点は他の頂
点とは一切ペアリングされないことに注意する。DoColorVertexコードがこの要
件で考慮されている。オーバーフローも処理される。処理が終わると、MIJがMEX
に信号を送信する。SetupおよびCullは、MEX及びSortが終了した後でなければタ
イル上の原線の処理が開始できないため、MIJはVSPの到着を待ち続けていること
がある。 ５．４．２．４ カラーポインタ生成 MEXは、「colorPointer」、「colorOffset」、及び「colorType」を、Sortに
送信される全ての原線頂点に付加する。「colorPonter」は、Polygonメモリ内の
頂点エントリをポイントする。本頂点エントリは、Sort原線が付加される三角形
を完成する頂点（線または点）である。上記の例では（図２７参照）ソート頂点
V_a、V_b、V₂は全て頂点３Vが△V₁V_aV_b及び△V₁V₃V₂を伴うD₁V₂V₃Vを完了した時に
カラーベクトルV₃に応するカラーポインタを割り付けた。△V₁V₂V₃のノーマル、
カラー、及びテクスチャ座標などの頂点パラメータは、△V₁V_aV_b及び△V₁V_bV₂に
対して生成されたVSP内のフラグメントのライティング及びテクスチャリングに
使用される。

【０２２９】 「colorOffset」は、本原線に適用可能なMLMポインタの保存に使用される二重
八進数に対するcolorPointerにおける頂点を分ける頂点の数である。再び上記の
例に戻ると、V_a、V_b、及びV₂に伴うカラーオフセットは、st0及びcv３を分ける
頂点の数、例えば３である。ColorOffsetは、Light、TexA、TexB、Material、Pi
xMode、及び点描ポインタを検索するために復号化されるMLMポインタ（MLMPoint
er＝colorPointer―colorOffset*vertexSize-1）を検索したMIJを助ける。本処
理はPolygonメモリ内のメッシュ内頂点数を２５６に制限することに注意する。
（colorOffsetは、符号なし８ビット整数であり、それゆえ0から２５５の値を取
る。ColorPointer上の最後の頂点を加えると、最大２５６頂点が得られる。） 「colorType」は、MIJに対し、いかにしてPolygonから完全な原線を検索する
かを伝える。頂点は順番に保存されるため、三角形の扇形のケースをのぞいては
、原線内の頂点は隣接している。点の場合、我々が必要なのは、colorPointerに
よってポイントされる頂点だけである。線の場合、我々が必要なのは、ColorPoi
nterによってポイントされる頂点及びカラー頂点列内の前記頂点の前に位置する
頂点である。三角形の細片の場合、我々が必要とするのは、colorPointer上の頂
点及び２つの前回の頂点である。三角形の扇形の場合、我々が必要なのは、colo
rPointer上の頂点、その前に位置する頂点、及びMLMポインタの後の列の中の最
初の頂点である。上記の例では、頂点V８に対してMIJが定義したソート原線は頂
点V₅、V₇、及びV₈を検索する必要がある。このように、三角形の扇形の場合は、
三角形用の３つの頂点がColorPointer（ColorPointer-1）及び（ColorPointer-C
olorOffset）上にある。

【０２３０】 図２８に「カラー」情報に使用されるビットを示す。 Color Typeフィールドは、入力パケットフィーダー内の「vertexType」及び頂
点パケット長から構築される。本フィールドは、パケットのサイズ及びそれに属
する原線のタイプを指定する。図２９にカラータイプフィールド用の値の一覧を
示す。

【０２３１】 図３０に、点リスト、細片、三角形の細片、または三角形の扇形の最初の二重
八進数内に保存されているMLMポインタパケットを示す。 ５．４．２．５ 状態の処理 概して、MEXは受信したパケットのほとんどの内容を知る必要はない。MEXが知
る必要があるのは、それらパケットのタイプ及びサイズだけである。本規則には
幾つかの例外がある。

【０２３２】 「カラー」頂点パケットの場合、MEXは現頂点により定義された原線に関する
情報を知る必要がある。特に、MEXはそのタイプ(点、線、三角形の細片または扇
形)及び三角形の場合は正面を向いているかを知る必要がある。本情報は、オー
バーフローのケースにおいて原線の構築を可能にするためにチップ上に適切な頂
点エントリをセーブする時に使用される。本情報は、Geometryブロックによりパ
ケットヘッダーにしまわれる。

【０２３３】 MEXは、三角形の正面及び裏面用にMaterial及びTextureデータを蓄積する。Po
lygonメモリには、「FrontFace」ビットに基づいて状態の1セットのみが書き込
まれる。三角形の細片または扇形内でも正面／裏面の向きは変わらないことに注
意する。「FrontFace」は、正しいTextureA、TextureBパラメータ及び素材オブ
ジェクトの原線に対する付加に使用される。メッシュが向きを途中で変更した場
合、GEOは当該メッシュを複数のメッシュに分け、各メッシュが正面または裏面
を向くようにする。

【０２３４】 CullModesの場合も同様に、原線のタイプによってはMEXはLineWidth及びPoint
Width属性の内の一つを奪い去る。頂点が点を定義するとLineWidthが捨てられる
。頂点が線を定義すると、PointWidthが捨てられる。MEXは、線または点の幅の
内１つだけをSortユニットに渡す。

【０２３５】 「Clear」パケットの場合、MEXはSendToPixelフラグが設定されているかを検
査する。フラグが設定されている場合、MEXは（必要ならば）PixelModeをセーブ
し、出力クリアパケットに付加する適切なColorPointerを作成する。 ５．５ Sortブロック（SRT） ５．５．１ ＳＲＴブロックの機能概要 Sortブロックは、Mode Extraction（MEX）とSetup（STP）間のパイプライン中
に位置する。Sortブロックの主な機能は、表示画面上に散在する形状寸法を取り
、タイルにソートすることである。Sortブロックは、少量のモード情報と共にラ
スタ図形処理される前のシーン全体の形状寸法を保存するSortメモリを管理する
。Sortメモリは、頂点及びモードの二重バッファリングされたリストである。１
つのページは、パイプラインの残りの部分でシーンのジオメトリを収集する(原
線ごと及びモードごとに)が、他のページは、そのジオメトリを送信する(原線ご
と及びモードごとに)。

【０２３６】 「アーキテクチュアの概要」の章に記述されているように、ウィンドウ（画面
上の表示領域）はタイルのセットへと縦横に分割され、Sortは各タイルに対して
オーダーされたリストを保持する。Sortメモリのページが書き込み中の場合、頂
点及びモードは、Sortブロックから受信されるごとに順にSortメモリに書き込ま
れる。Sortメモリのページ読み出しは、タイルごとに行われる。読み出しプロセ
スは次の２つのモードで動作する。１）Time Orderモード及び２）Sorted Trans
parencyモードである。Time Orderモードの場合、頂点及びモードのタイムオー
ダーは各タイル内に保存される。すなわち、与えられたタイルに対しては、頂点
及びモードは書き込まれた時と同じ順序で読み出される。Sorted Transparency
モードでは、各タイルの読み出しは、複数のパスに分割される。最初のパスでは
保証された不透明なジオメトリがSort Bloskから出力され、後続のパスにおいて
はSortブロックから潜在的に透過なジオメトリが出力される。各パス内では、タ
イムオーダリングは保存され、モードデータはその正確なタイムオーダー場所に
挿入される。

【０２３７】 Sortブロックへの入力時には、フレームの開始はMEX Output Begin Frame Pac
ketの受信によって指定され、常にユーザフレームの開始に対応する(つまり、こ
の時、新しい絵を描くためにアプリケーションがスタートする)。これらの開始
フレームパケットは、Sort Memory Pagesがスワップされた時にSortからパイプ
ラインを通ってSetupに送信される。フレームの終わりは、MEX Output End Fram
e Packetの受信により指定されるが、メモリオーバーフローが起きず、ソフトウ
ェアがユーザフレームに分割を強制しなかった場合にはユーザフレームの終わり
に対応するだけである。SortメモリまたはPolygonメモリが一杯になるとメモリ
オーバーフローが起きる。従って、Sortブロックに来るエンドフレームパケット
には次の２種類がある。１）ユーザフレームの終わり、及び２）パイプライン内
でユーザフレームを複数のフレームに分割する必要に起因するフレームの終わり
である。ユーザフレームが複数フレームに分割された場合、パイプラインの後の
半分（Setup及びbeyond）がタイルを複数回処理するように依頼される。各フレ
ームは独立で、異なるコンテクストから入力可能なため、全てのパイプライン状
態情報はSortメモリ（モードパケットとして）またはPolygonメモリにフレーム
ごとに保存されなければならない。

【０２３８】 フレーム内では、Sortブロックは、点、線、及び三角形のSort原線を受信及び
出力する。Sort原線三角形は、塗りつぶされた三角形または線モード三角形とな
る。しかしながら、原線は、点、線、塗りつぶされた三角形、及び三角形のエッ
ジの線を含むCull原線に従って分類される。

【０２３９】 Sort原線及びCull原線の主な違いは、線モードの三角形のエッジは、別々の原
線と想定されることである。Sortブロックが線モード原線を受信した場合、受信
した原線は、そのエッジが触れているタイルに従って分類される。三角形のいず
れのエッジ（LineFlag TRUEを持つ）も、三角形全体のそのエッジが接触するタ
イルへの分類の原因となるが、同じタイル内の複数のエッジを持つ三角形は、各
タイルにつき１つのPointer Entryの原因となるだけである。本処理は、例えば
、大きな線モードの三角形がそのエッジをタイルに触れさせることなく幾つかの
タイルを囲んでいる場合、それらタイルの中で上記三角形に対するCull原線の読
み出しは一切ないために、タイルあたりの原線の数を減少させる。Cull原線につ
いては、Setupブロック関係の文書にさらに詳細に記されているが、CullTypeパ
ラメータは、基本的に追加ビットが線モード三角形の３つのエッジから選択され
るSortPrimitiveTypeパラメータである。

【０２４０】 図３１に、６つのタイルと８つの原線だけを含み、Sortメモリページに保存さ
れるデータの簡単な例を示す。本例に見られるように、各Sortメモリページは、
次の２つに分割される。１）データ記憶、及び２）ポインタ記憶である。データ
記憶はそのデータを受信順に保存し、次の２バイトの記憶エントリを保存する。
１）頂点パケット、及び２）モードパケットである。図３１の例は、１３個の頂
点パケットと3つのモードパケットを示す。ポインタ記憶は、次の2タイプのリス
トを含む。1)ポインタリスト：各タイルに一つずつ、及び２）モードポインタリ
ストである。図３１中の例は、合計１８個のVertexポインタを含む６つのTileポ
インタリスト及び１つのClearポインタと３つのCullポインタを含むModeポイン
タリストである。Vertexパケット及びModeパケットのサイズは、常に単一のRamb
us Dualoctである。それゆえ、図３１に示すアドレスはDualoctアドレスである
。

【０２４１】 Sortブロックに頂点が支給され、データ記憶に順に書き込まれると、各タイル
につきTileポインタリストが構築される。Tileポインタリスト内の各Vertexポイ
ンタは、対応するタイプの一部をカバーするCull原線を含むSort原線の最後のSo
rt Memory Vertexパケットのデータ記憶内アドレス（例：ポインタ）を含む。例
えば、図３１では、原線１１（例：Duatoctアドレス１１に書き込まれるSort Me
mory Vertexパケット）により完成される三角形が３つのタイルに触れ、この原
線へのポインタが３つの接触されたタイル（タイル２、４、及び５）用のTileポ
インタリストに加えられる。

【０２４２】 アドレスに加えて、各Vertexポインタアドレスはオフセットも含んでいる。オ
フセットがゼロの場合、Sort原線タイプは点である。図３１の例は、Tile５内の
４つ目のPointer Entryを形成する原線１６によって表される点である。オフセ
ットが１の場合、原線タイプは線である。図３１の例に示す線は、原線１４及び
原線１５によって形成され、Tile0中の最初のPointer Entry及びTile2中の４つ
目のPointer Entryを形成する。これら２つのエントリ内では、アドレスフィー
ルドは１５であり、線の中の最後の頂点をポイントする。線の場合、他の頂点が
常に直前のアドレス上の頂点である。オフセットが複数の場合、Sort原線タイプ
は三角形であり、オフセットは三角形内の最初の頂点の位置を決定するのに使用
される。例えば、図３１では、頂点１２が三角形の３つめの頂点である。2つ目
の頂点が常に直前のアドレス−この例では頂点１１である。最初の頂点は、アド
レスからオフセットを減算することによって見つけることができる。本例では、
オフセットは4であり、最初の頂点は頂点８である(例：１２−４＝８)。それゆ
え、Tile2、Tile３、Tile４、及びTile5にエントリを加えることによりPointer
記憶に４つのVertexポインタが加えられる。これら4つのエントリは、それぞれ
アドレス＝１２及びオフセット＝４を持っている。

【０２４３】 アドレス及びオフセットに加えて、各VertexポインタはTransparentフラグビ
ットも含んでいる。本ブール変数は、パイプラインがSorted Transparencyモー
ドにある場合にのみ使用される。本モードがTRUEの場合は、原線は透過の可能性
があるとして扱われ、FALSEの場合は、原線の不透明性が保証されていることを
示す。本文脈中では、「不透明」とは、ウィンドウ中の同じ領域を占有するより
遠くのジオメトリを完全に覆い隠す原線を示す。図３１の例では、頂点9から１
１によって完成された三角形は、Vertexポインタ内の「T」で示される、TRUEに
設定されたTransparentビットを持つ。これら３つの三角形は９つのタイルに接
触するため、「T」インジケータを持つエントリは9つある。

【０２４４】 Sortブロックにモードパケットが支給され、順にデータ記憶に書き込まれるた
め、単一のModeポインタリストが構築される。Modeポインタリスト内の各エント
リは、データ記憶内のモードパケットのアドレスである。それぞれ対応するモー
ドパケットタイプを持つ次の２種類のポインタがある。１）Sort Memory Clear
パケットを含むClearポインタ、及び２）Sort Memory Cullパケットを含むCull
ポインタである。

【０２４５】 Clearポインタ及びCullポインタの双方が、モードパケットのタイプを示すMod
ePktTypeパラメータを含む。両ポインタが持つモードパケットを示すブール変数
（SubFrameBreakOnClear及びSubFrameBreakOnCull）は、その点においてフレー
ムのSubFramesへの分割の原因となる。ブール変数がTRUEで現SubFrameがすでに
透過ジオメトリを含んでいる場合、そのモードパケットの直前でフレームが分割
される。図３１の例では、１つのCullポインタが、そのCullポインタ内の「S」
で示される、TRUEに設定されたSubFrameBreakOnCullビットを持つ。Clearポイン
タも、Pixelブロックでバッファクリア動作が行われるべきことを示す他のブー
ル変数SendToPixelを持つ。

【０２４６】 Sortメモリページの読み出し中に、複数の頂点がSort原線へと組み立てられ、
モードが全てのタイルの出力ストリームに注入されるため、Sortメモリアドレス
は常に増加する。図３１の例では、Tile3が読み出された場合、出力パケットの
順序（データ記憶アドレスとして指定される）は０、１、４、５、６、７、１２
、及び１３である。Tile3に触れた原線(例：４、５、６、及び１２)だけが出力
されるが、４つのモードパケットの全てが出力されることに注目する。一般的に
、全てのモードパケットは全てのタイルの最中に送信されるが、幾つかのモード
パケットは除去することができるかまたは目的ドローバッファに関連しないため
、出力ストリームには供給されない。本処理については、後の節で詳細に論じる
。

【０２４７】 原線パケット及びモードパケットに加えて、Sortメモリは、「Tweenパケット
」と呼ばれ、ユーザフレーム間にあると考えられるデータパケットも持つ。特定
的に、Tweenパケットは、ソフトウェアがユーザフレームを発行した後及びソフ
トウェアが開始ユーザフレームを発行する前にのみパイプラインに入力できる。
アーキテクチャの観点からは、TweenパケットはSortメモリページの一部とは考
えられていない。しかしながら、Sortメモリには他にデータを保存するスペース
がないため、TweenパケットはSort WriteプロセスによりSortメモリページ内の
データ記憶の最初の部分に保存される。Tweenパケットは、先ず３Dフレームに同
期する必要がある２Dコマンドのために使用される。例えば、ジオメトリがオフ
スクリーンバッファ（ｐバッファ）に収められると、ストレッチビット動作がデ
ータをフレームバッファに転送する。本動作はフレーム間で行われなければなら
ない。Tweenパケットは、全ての蓄積バッファ動作にも使用される。

【０２４８】 図３２にSortブロックの簡単なブロック図を示す。これまで論じられてきた機
能に加えて、図３２が二重バッファリングされた状態レジスタを示す。これらレ
ジスタは、書き込みまたは読み出し中のフレームのパラメータを収納する。パラ
メータには、水平方向のタイル数、垂直方向のタイル数、目的ドローバッファは
二重バッファリングされているか、目的ドローバッファはステレオか、フレーム
はTime OrderモードまたはStored Transparencyモードにあるか、ピクセル内の
サンプル位置選択、サンプル重み付け、及びSortメモリまたはPolygonメモリ内
のオーバーフローがフレームの原因となったかが含まれる。

【０２４９】 アルゴリズムの観点からは、タイルは独立で、いかなる順序でも読み出し可能
である。しかしながら、テクスチャの再使用を最大にするために、「スーパータ
イル」と呼ばれるタイルグループが順に読み出される。スーパータイルあたりの
タイル数は選択可能でるが、我々は常にスーパータイルあたり２×２タイルの選
択を期待する。シーンホライゾンの複雑さの影響により生じる負荷の不安定を最
小化するには、スーパータイルは行ごとにも列ごとにも読み出さない。むしろ、
スーパータイルは空間的にばらばら（擬似ランダム）に読み出す。正確な順序は
重要ではないが、スーパータイルの順読み出しセットはウィンドウを横断する直
線になってはならない。本擬似ランダム歩行のアルゴリズムは後述する。

【０２５０】 ステレオ３Dウィンドウの場合、左右のバッファは、それぞれ別のタイルのセ
ットを持つ別々のバッファと考えられる。例えば、１０２４×７６８ウィンドウ
は６４×４８タイル（合計３０７２タイル）を持つが、ステレオウィンドウは２
×６４×４８タイル（合計６１４４タイル）を持ち、各（ｘ、ｙ）個所に２つの
タイルを持つ（左右に１つづつ）。

【０２５１】 アプリケーションが正面及び裏面バッファ双方に同じフレーム内の特定のタイ
ルを収納した場合、そのタイルは２つのパスで処理される必要がある。最初に裏
面バッファ用に、次に正面バッファ用に処理される。しかしながら、裏面バッフ
ァにのみ収められたジオメトリは正面バッファにのみ収められたジオメトリの深
度テストの結果の変更（及びその逆）が可能なために、全てのジオメトリ(正面
及び裏面の)は両パスの最中にパイプライン中を送信されなければならない。な
お、同様の開始深度及びステンシル値が両パスに対して使用されなければならな
い。従って、与えられたタイルに対する裏面及び正面パスは連続して行われなけ
ればならない（例：間に他のタイルがあってはならない）ため、Back Endはフレ
ームバッファからPixelブロック内の連続バッファへと深度及びステンシル値を
ロードすることができる。正面バッファ用のパスの初期ロード前に裏面バッファ
用のパスが完成しそうな場合は、収納エラーが発生する可能性がある。Backend
がこの処理を保証しなければならない。

【０２５２】 書き込みプロセス中では、原線の領域が実際にタイルの一部をカバーしている
場合にはそれら原線を割り付ける処理のみを行うことが重要である。簡単なバウ
ンディングボックスが使用されている間に、同ボックスが、特に対角線及び長く
細い対角線三角形に対してSortメモリの帯域幅を無駄にすることがある。後の節
において、Touched Tile Calculation用の簡潔なアルゴリズムを示す。

【０２５３】 Sortメモリページの約半分がポインタに使用される。従って、Sortメモリ内に
必要なバイト数は、最大頂点数の約６４倍である(モードパケットはこの処理に
はあまり資さない)。各頂点は１６バイト、ポインタは付加的１６バイトを必要
とし、そして必要な２ページがある。

【０２５４】 Sortブロックは、各フレーム中の三角形の数などの幾つかの性能メータ関係の
情報収集を続ける。「Sortブロックからの出力」の節の従属節「性能計測能力、
ホストから読み出し可能」を参照。 ５．５．２ Sortブロック機能詳細 Sortブロックは、平行動作の次の２つのプロセスを含む。１）Sort Writeプロ
セス、及び２）Sort Readプロセスである。Sort Writeプロセスは、書き込みが
完了し、読み出しプロセスが休止している場合にSort Readプロセスを開始する
ので、２つのプロセスの「マスター」である。擬似コードは、全ての変数が「大
域」であると想定する。原線が接触するタイルを決定するTouched Tile Calcula
tionなどの他の機能詳細が本節に含まれる。 ５．５．２．２ Sort Write Process Sortメモリページの場合、Sort Write Processが頂点のシーケンスリスト及び
データ記憶内のモードパケットを作成する(図３１参照)。Sort Write Processは
、タイルごとにTileポインタリスト及びフレームごとにModeポインタリストを作
成する。 ５．５．２．２ Sort Read Process Sort Read Processは、厳格にタイルごとに出力パケットシーケンスを生成す
る。左右のタイルは個別に扱われる。 ５．５．２．２．１ Sort Read Process外側制御ループ Sort Read Processの外側制御ループには次の３つの機能コンポーネントが含
まれる。１）TimeOrderMode;２）Sorted Transparency Mode OpaqueLoop();及び
３）Sorted Transparency Mode TranspLoop()である。下記の節で各コンポーネ
ントを説明する。

【０２５５】 最初のモードパケットが全てのタイル内に出力されるため、モードパケットの
キャッシングは、FILOベースで行われなければならない。キャッシング機構は、
少なくとも２つの先のモードパケットを見て、処理へのバブル注入からモードパ
ケットを選択する（タイムオーダリングを決定するために）アドレス比較を防止
する。 ５．５．２．２．２ Time Order Packet Processing 本処理は、パイプラインがTime Orderモードにある時に実行される各Sort Mem
oryパケットタイプの処置に関わる。 ５．５．２．２．３ Sorted Transparency Packet Processing、不透明ジオメ
トリ送信 本処理は、不透明ジオメトリ用の単一パスの最中にパイプラインがSorted Tra
nsparencyモードにある時に実行される各Sortメモリパケットタイプの処置に関
わる。 ５．５．２．２．４ Sorted Transparency Packet Processing、透過ジオメト
リ送信 本処理は、透過ジオメトリ用の複数パスの最中にパイプラインがSorted Trans
parencyモードにある時に実行される各Sortメモリパケットタイプの処置に関わ
る。Sort Memory Clearパケットは、透過処理の間は常にスキップされている。

【０２５６】 ５．５．２．２．５ Clearレジスタ機能 StencilModeは２ビットステンシルモードのウィンドウのセットを持っている
場合、ソフトウェアは８ビットをまたいでStencilMask及びStencilValueの２つ
の最も有意でないビットを写し取る。ソフトウェアはまた、ClearDepthの値の送
信中にOpenGL DepthMaskを考慮する。その理由としては、Backendがクリアの最
中にDepthMaskをチェックしないからである。 ５．５．２．２．６ Cullレジスタ機能 CullFlushAllRegだけが実際に「蓄積される」信号である。SoftSubFrameBreak
及びOnlySoftSubFrameBreakはSort Read Processには使用されないが、デバッギ
ングの目的でSort Memory Cullパケットに含まれている。 ５．５．２．３ 接触されたタイルの演算 我々は、三角形、ABC、及び中心が（ｘ_Tile、ｙ_Tile）であるタイルを与えら
れて、三角形がタイルに触れているかを決定したい（図３３）。アルゴリズムは
、三角形内の各線が、平面を内部半平面と外部半平面の２つの半平面へと分割す
ることによる。タイル全体がいずれかの線により定義された外部半平面に入って
いる場合、三角形はそのタイルには触れない。三角形がタイルに接触するには、
３つの内部半平面全ての中に少なくともタイルの一部が含まれていなければなら
ない。

【０２５７】 接触されたタイルの演算は線にも適用されるが、線の点描は接触された線の演
算のために無視される。

【０２５８】 処理を開始するために、我々はベクトルを図３４に示すように三角形の線の一
つから直角にタイルの中心に走るものとイメージする。

【０２５９】 本直角ベクトルの大きさｄを演算することにより、タイルの中心の線からの距
離及びその中心が内部半平面にあるかまたは外部半平面にあるかを決定できる。
ｄの負の値は、線によって定義される内部半平面にタイルの中心があることを示
している。

【０２６０】 我々は次に、線がタイルと交差する閾値距離ｔを演算する。図３５A及び３５B
に示すように、距離はタイルの辺（φ）の一つに関係する線の角度の関数である
。

【０２６１】 直角ベクトルｄが閾値距離ｔよりも大きい場合は、タイル全体が三角形の外側
にある(図３６C)。ｄが０とｔの間にある場合は、線がタイルと交差し(図３６B)
、ｄが負の値の場合は、タイルの中心は線によって定義された内部半平面の中に
ある(図３６A)。

【０２６２】 三角形内の各線に対して上記演算を実行することにより、我々は三角形がタイ
ルに触れているかを決定することができる。 ５．５．２．３．１ 直角ベクトル 線ABの場合、（ｘ０、ｙ０）から（ｘ１、ｙ１）により、等式は下記のように
なる。

【０２６３】

【数１】 （ｘ_Tile、ｙ_Tile）を通り本線に直角な線の等式は下記の通りである。

【０２６４】

【数２】 次に、我々はオリジナルの線の交点と直角を決定する。

【０２６５】

【数３】 我々は、便宜的に上記等式を下記のように表す。

【０２６６】

【数４】 次に、我々は（ｘ、ｙ）及び（ｘ_Tile、ｙ_Tile）を演算する。 ５．５．２．３．２ 閾値距離の決定 閾値距離を決定するために、我々は、図３７に示すようにタイルの辺の１つに
関して線の角度を見る必要がある。

【０２６７】

【数５】 ５．５．２．３．３ 全ての追加 与えられた線に基づいてタイルが三角形の外側にあるかを決定するために、我
々は下記比較を行う。

【０２６８】

【数６】 本比較のために、我々は角度を第一四分円に変形したので、実際のテストは下
記のようになる。

【０２６９】

【数７】 本テストが真である場合は、タイルは三角形の外側になる。我々は三角形内の
他の線に対しても同様の比較を行う。

【０２７０】

【数８】 ここで

【０２７１】

【数９】 これら全てのテストが偽である場合、三角形はタイルに触れている。

【０２７２】 線の場合、演算は三角形の１つの辺に対するそれと似通ったものになるが、我
々の関心事は線がタイルと交差しているかということだけである（すなわち、三
角形の時のように「内側」か「外側」かで悩む必要はない）。従って、我々はｄ
の符号を無視し、その大きさだけを考慮する。我々は、線の幅も考慮に入れなけ
ればならない。これら２つの変更は我々に下記テストを与える。

【０２７３】

【数１０】 本テストが偽の場合は、線はタイルに触れている。

【０２７４】 参考までに、Andreas Schillingの"A new simple and efficient antialiasin
g with subpixel masks"、Computer Graphics1991年７月号を参照。 ５．５．２．４ SuperTileホップシーケンス ３D画像を収容する場合、絵を通した水平束が画像の残りの部分をはるかに上
回る複雑さを持っている「水平線効果」がしばしば見られる。一例としては、単
純な草原が手前にあり上に空がある遠くの市街の輪郭がある。草及び空は非常に
少ない多角形を持っている（おのおの１つであることが多い）が、市街は多数の
多角形及び非常に複雑な深度を持っている。このような水平線効果は、シーンを
通した非水平束に伴って起こることもある。タイルが単純な上から下及び左から
右の順で処理されると、複雑なタイルは、パイプライン内の負荷不安定をもたら
す裏面から裏面の処理を受けることになる。従って、タイルからタイルに移るに
は、画面内をランダムに「ホップ」するのが良い。しかしながら、本処理は特別
な干渉の減少に繋がり（なぜならば、隣接するタイルが順に処理されないからで
ある）、パイプライン内のキャッシュの効率を下げ、性能を低下させる。空間の
順タイル処理及び完全ランダムパターンの間の妥協として、タイルは「スーパー
タイル」に編成される。そこでは空間的に隣接する複数タイルがスーパータイル
となる。その後、スーパータイルのランダムパターンが処理される。このように
、空間的干渉はスーパータイル内に保持され、水平線効果が防止される。

【０２７５】 ３Dウィンドウはタイルに分割され、これらタイルは「スーパータイル」にグ
ルーピングされる。スーパータイル内のタイル数は、MEX Output Begin Frameパ
ケット内のパラメータSuperTileSizeで選択できる。タイルが処理されるシーケ
ンス（「スーパータイルホップシーケンス」と呼ばれる）は、やはりMEX Output
Begin Frameパケットに含まれるSuperTileStepにより制御される。

【０２７６】 図３８Aにスーパータイルホップシーケンスの簡単な例を示す。本例は、１８
×１４配列の２５２個のタイルより成るウィンドウ６２０２を示す。SuperTileS
izeは２×２タイルと想定される（しかしながら、１×１、１×２、２×１、２
×２、２×３、３×２、３×３、３×４、４×３、または４×４を含みいかなる
サイズでも良い）ので、９×７配列の６３スーパータイルがある。スーパータイ
ルのリストは、直線リストに変換されていると想定されるが、この変換はスーパ
ータイルの列単位の番号付けを左上部から始めることにより実行できる。下記変
数を定義する。 N=ウィンドウ内のスーパータイル数 M=SuperTileStep T_n＝処理されるｎ個目のスーパータイル スーパータイル処理のシーケンスは下記の通り。 T０＝０ T_n＋１＝mod_N（T_n＋M） 図３８Aの例では、N＝６３及びM=13となっている。この結果は、図３８Bに描
かれているようにT₀＝０、T₁＝１３、T₂＝２６、T₃＝３９、T₄＝５２、T₅＝２、
T₆＝１５、…のシーケンスとなる。MがNより少ない必要はない。

【０２７７】 本インタラクティブアルゴリズムは、N及びMが互いに素数である（すなわち、
これらの数値の最大共通因子が１である）かぎり、全てのス−パータイルをヒッ
トする。NもMも素数である必要はないが、Mが常に素数として選択される場合は
、全てのスーパータイルがヒットされる。

【０２７８】 代替法としては、スーパータイル配列を必要以上に大きくしてウィンドウ全体
をカバーするようにし、２^a×２^b＝２^2aと想定されるので、スーパータイルの総
数は２の整数乗に保証される。本処理は、単に上位ビットを捨てるだけで「mod_N 」演算を可能にする。本アプローチに対するマイナス部分は、シーケンスに存在
しないスーパータイルが含まれていることである。これら存在しないスーパータ
イルは検索及びスキップされなければならない。 ５．５．２．５ 線フラグ 線モードの三角形の場合、Sortブロックは、各線とは独立に、線が接触するタ
イルを決定する。しかしながら、同じ三角形からの複数の線がタイルに接触する
と、１つのポインタのみがその三角形に対してTileポインタリストに付加される
。なぜならば、SortブロックがSort原線（Cull原線ではない）を分類しているか
らである。

【０２７９】 線モードの三角形を受信すると(例：LineModeはTRUEであり、LineFlagsパラメ
ータ内の１つ以上のビットがTRUE)、その三角形は、塗りつぶされた三角形とし
てではなく、１つ以上の線として描かれる。LineFlagsには三角形の各エッジを
示す３つのビットがあり、対応するエッジを線として描くべきかを示している。
これら３つのビットは次のものを表している。１）頂点０と1の間のエッジに対
応するビット０（LSB）；２）頂点１と２の間のエッジに対応するビット1、及び
３）頂点２と０の間のエッジに対応するビット２（MSB）である。LineFlagsパラ
メータは、頂点を決定し、多角形を完成するパイプラインの一部であり、クリッ
ピングの役割を負っているために、GEOブロックに設定される。

【０２８０】 幾つかのエッジ線は描いてはならないため、３つのLineFlagsビットは独立に
それらビットに対応するエッジを制御する。例えば、OpenGL四辺形は、常に2つ
の三角形に分割されるが、線モードで描かれた場合は、四辺形内のエッジは描か
れない。それゆえ、オリジナルの四辺形内のエッジに対応する各三角形内の２つ
のエッジは、それらのLineフラグセットをTRUEに設定し、他の三角形内のエッジ
(四辺形内の共用エッジ)はLineフラグセットをFALSEに設定する。 ５．５．２．６ 三角形扇形の分割 各ポインタエントリ内のOffsetパラメータは、６３の最大オフセットを内包す
る６つのビットを持っている。三角形の扇形が６３以上のオフセットを必要とす
る場合、扇形はデータ記憶内の２つの頂点を写し取ることによって分割される。
カラーメモリ内でも類似した現象が起き、Sort Block Inputパケットに残りのデ
ータを付加するカラーメモリ内へのポインタはそのことを考慮しなければならな
い。 ５．５．２．７ 線幅考慮 OpenGL内では、幅がピクセル幅の数として、長さがエンドポイント間の距離と
して指定されるアンチアライアスド長方形として描かれる。また、これらの線は
、点描され、長方形をそれぞれの長さに合わせた一連のアンチアライアスド四辺
形へと分解し、各四辺形は通常の方法で色付けを指定されるか完璧な透過に指定
される。点描された線は、仮想的な鎖線と考えられる。

【０２８１】 線の原線が(線または線モード三角形)がSortブロックに受信されると、線の幅
が原線の隣接するタイルへの「こぼれ」の原因となる。 ５．６ Setupブロック（STP） Setup(STP)ブロックは、Sort(SRT)ブロックからパケットの流れを受信する。
これらのパケットは、描画される原線に関する空間情報を持つ。STPブロックの
出力は、Cull(CUL)ブロックに行く。SRTから受信した原線は、塗りつぶされた三
角形、線三角形、線、点描された線、及び点である。各原線は、アライアスドま
たはアンチアライアスドモードで描画することができる。SRTブロックは、タイ
ル順にSTP（及び他のパイプラインステージ下流）に原線を送信する。各タイル
内では、データはタイムオーダーまたは分類された透過の順で編成される。CUL
ブロックは、タイル順で（実際には、STPがSRTから原線を受信する順に）STPブ
ロックからデータを受信し、絶対に描画された画像に資することのない原線のパ
ーツを選別する。本処理は２つのステージで完了する。最初のステージMCCAM Cu
llは、与えられた値よりも大きな内容を持つ長方形メモリ配列内のそれらのエレ
メントの検出を許容する。第2のステージは、サンプルごとの比較により本サー
チ上でリファインする。STPブロックは、CULブロックによる処理用の入り原線を
用意する。STPは、タイトバウンディングボックス及びMCCAM選別用のタイルを横
切る原線の一部用の最小深度値Zminを生成する。MCCAM選別ステージは、Zminよ
りも小さい深度値を含む可能性のあるバウンディングボックス内のスタンプをマ
ークする。Z選別ステージは、これらの候補スタンプを取り、それらが原線の一
部である場合は、そのスタンプ内のサンプル用に実際の深度値を演算する。その
後、この、より正確な深度値は、比較及び起こり得るサンプルごとの廃棄に使用
される。MCCAM選別用のバウンディングボックス及びZminに加えて、STPは、Z選
別ステージ用として、深度の傾き、ラインスロープ、及び深度や原線のタイルエ
ッジに対する交差点などの他の参照パラメータを演算する。CULユニットは、他
のパイプラインステージに使用されるVSPを生成する。

【０２８２】 コンテクストを設定するために、我々は簡潔に種々のSTP原線を説明する。 ５．６．０．１ 多角形 STPブロックに到着する多角形は、基本的に三角形である。それら三角形は、
アライアスドまたはアンチアライアスドモードで描画される。図３９にDSGP三角
形を示す。STPユニットは、アライアスドまたはアンチアライアスド三角形を同
様に処理する。パイプラインユニット下流は、ピクセルの中央に全てのサンプル
を位置付けることによってアライアスド三角形を描画する。アンチアライアスド
のケースでは、サンプル位置は、制御パケットの１つと共に渡されるSampleLocS
elパラメータにより決定される。サンプルは、三角形の形状寸法境界内で失敗し
た場合には三角形に属する。サンプルが三角のエッジの真上で失敗した場合は、
取り込み規則を使用して本サンプルが三角形に属するかを決定する。 ５．６．０．２ 線 DSGPは、四辺形に変換することにより線を描画する。図４０に様々に方向付け
られたアライアスドあるいはアンチアライアスド線を描くために生成された種々
の四辺形を示す。線の幅は、最も近いサポートされた幅に丸められる。SORTステ
ージに先立って幅の調整が成されなければならない。本調整はソフトウェアによ
り実行可能である。STPは入り線幅を変更しない。

【０２８３】 アライアスド及びアンチアライアスド線による四辺形の生成は別々の方法で行
われることに注意する。アライアスド線のばあいも、四辺形の頂点は、線がｘメ
ジャーかｙメジャーかによる。 ５．６．０．３ 点 DSGPは、アンチアライアスド点を円として描き、アライアスド点を四辺形とし
て描く。円は、ユーザが指定した位置を中心として描かれる。円の直径は、ユー
ザにより指定され、最も近いサポートされた幅に丸められた幅である。アライア
スド点を描く場合、ユーザにより指定された点の位置は、結果の幅が奇数が偶数
かによりそれぞれ、ピクセルの中心にスナッピングされるかピクセルの角に丸め
られる。線の場合は、SORTブロックに先立ち、点サイズ及び位置の調整がパイプ
ライン内で起きる。点の位置は変形に支配されるために、Geometryユニットが本
処理を行うには適当な場所に思える。図４１に描画された点を示す。ユーザが指
定した点は円によって示される。 ５．６．１ Setupブロックの機能概要 本節では、我々は各原線に対して実行される処置のセットアップの概要を説明
する。特定の処理の詳細を第３節に示す。 ５．６．１．１ 塗りつぶされた多角形 Setupは、CULユニットに対して処理用の塗りつぶされた多角形を用意する。ST
Pは、三角形の３つの頂点に対してウィンドウ座標（ｘ、ｙ、ｚ）を受信する。S
TPは、多角形のオフセットの演算で使用する「係数」も受信する。アンチアライ
アスド状態は塗りつぶされた三角形セットアップがなされた手法は変更しないこ
とに注意する。CUL及びPixelブロックは、全てのサンプルをピクセルの中央に向
けて破壊させることによりアライアスド三角形のラスタ図形処理を行う。我々は
また、三角形の頂点がウィンドウ座標の有効な範囲内で崩壊すると想定する（例
：三角形の座標がウィンドウの境界にクリッピングされている）。

【０２８４】 エッジ上の三角形は全て廃棄される。エッジ上の三角形がVSPを生成すること
は予想されていない。我々が三角形をSTP内で廃棄しなかった場合は、CUL内でこ
れら三角形のラスタ図形処理を伴うオーバーヘッドが発生する。さらに、まれな
事象では、上記のような三角形がVSPを生成し、ピクセル照度は変則的になる。
この事象は、エッジのスロープが同等なことが発見されたときに検出される。

【０２８５】 各塗りつぶされた多角形では、STPが下記処理を行う。 １．頂点に対し、上部、下部、左（または右）頂点を提供するよう命令する。ま
た、中央の頂点がｙの中の長いエッジの左右どちらに行くかを示すleftCまたはr
ightCフラグを設定する。例：最大及び最小のｙ値を持つ頂点と接するエッジ。
２． ｘ及びｙと共にｚの部分導関数（δz／δx、δz／δｙ）を演算する。 ３． 可能な場合は多角形のオフセットを演算し、各頂点のｚ値にオフセットを
加える。 ４． CULユニットの３つのエッジのスロープを演算する。エッジ上の三角形を
廃棄する。 ５． タイル境界に三角形をクリップする。 ６． CULユニットに対する参照ｚ値（参照スタンプ用の）の演算同様にバウン
ディングボックス、上部エッジ交点、及びタイルと交差する三角形領域の最小ｚ
を演算する。 ７． 原線にコードを割り付け、CULユニットに関連情報を送信する。

【０２８６】 以前説明したように、バウンディングボックス及びZminはMCCAM選別に使用さ
れる。上部エッジ交差、線スロープ、コーナー点、参照ｚ値、及びｚ傾きはCUL
ブロックによるZ選別に使用される。 ５．６．１．２ アンチアライアスド実線 CULユニットは、平行四辺形及び三角形に対して同様にラスタ画像処理をする
スキャンコンバータを実行する。アンチアライアスド線セグメントは、図４２に
示すように長方形へと変換される。

【０２８７】 線の各端の長方形の頂点は、線のエンドポイント同様に同じｚ値に割り付けら
れて定数ｚの線を線自体に対して直角にする。各線セグメントに対しては、STP
は下記処理を実行する。 １． ｘ及びｙ頂点の変位（ｘｈｗ、ｙｈｗ）を決定する。 ２． 長方形の頂点を決定する。演算された頂点は、線がアライアスドかアンチ
アライアスドかによって変化する。 ３． CULユニットに対してマイナー及びメジャー軸のスロープを演算する。(マ
イナー名軸はメジャー軸に対して直角である。) ４． 頂点に対して上部、下部、左、及び右の頂点を提供するよう命令する。 ５． (δｚ/δｘ、δｚ/δｙ)と共に本長方形に対してｘ及びｙ部分導関数を演
算する。 ６． タイル境界に長方形をクリップする。 ７． CULユニットに対する参照スタンプ用参照ｚ値同様に、バウンディングボ
ックス、上部エッジ交差、及びタイルと交差する長方形領域の最小ｚを演算する
。 ８． 原線コードを割り付け、関連情報をCULユニットに送信する。 ５．６．１．３ アライアスド実線 以前説明したように、アライアスド線のエンドポイントは、アンチアライアス
ド線のエンドポイントとは異なる方法で演算される。アンチアライアスド線の場
合の長方形の代わりに、我々はアライアスド線に対して平行四辺形を演算する。
平行四辺形の２つのエッジは、線の長さと並行であり、他の２つのエッジは、図
４３に示すように垂直（ｘメジャー線に対して）または水平（ｙメジャー線に対
して）である。

【０２８８】 OpenGLは、平行四辺形の頂点の演算により下記がもたらされることを要求する
。 １． 両セグメントがｘメジャーまたはｙメジャーの場合、連続多線セグメント
を描いている間にはギャップもオーバーストライクも生じない。 ２． OpenGLダイアモンド出口規則を使用してラスタ図形処理された総フラグメ
ント数とDSGP法の間に最大１つの行（または列）不均衡がある。 ４． ｘ及びｙ方向の一つ以上のユニットによりラスタ図形処理されたフラグメ
ントの座標が遷移する。

【０２８９】 しかしながら、本処理はCULによる平行四辺形及び三角形のラスタ図形処理に
制約を設ける。CULはフラグメント包含規則を利用して２つの原線が共有するエ
ッジの真上に位置するフラグメントが２つの原線の内の一つのみに含まれるよう
にする。(アンチアライアスド描画規則はフラグメントではなくサンプルに適用
される。)Setupは、アライアスド幅広の線を描くために下記処理を実行する。 １．ｘ及びｙ頂点遷移（ｘｈｗ、ｙｈｗ）を決定する。 ２． 線のスロープを見ることにより平行四辺形の頂点を決定する。線のエンド
ポイントは変更されない。 ３． CULユニットに対して、エッジに沿い、線の長さに並行なスロープを演算
する。他の軸は水平または垂直である。 ４． 頂点に対して上部、下部、左、及び右の頂点を提供するように命令する。
５． ｘおよびｙと共に本長方形に対してｚの部分導関数（ｄｚ/ｄｘ、ｄｚ/ｄ
ｙ）を演算する。 ６． タイル境界を持つ四辺形の交点を演算する。 ７． CULユニットに対する参照スタンプ用参照ｚ値同様に、バウンディングボ
ックス、上部エッジ交差、及びタイルと交差する領域の最小ｚを演算する。 ８． 適切な原線コードを割り付け、CULユニットに関連情報を送信する。ステ
ップ２から８がアライアスド及びアンチアライアスド線に対して同様に利用でき
ることに注意する。 ５．６．１．４ 点描線 点描に伴う状態は、１６ビット点描パターン、点描繰り返し係数ｒ、stplStar
Bit、及びstplRepeatStrtを含む。点描パターンは、モード中に描かれた細片、
線ループ、及び多角形の各セグメントをまたいで連続されなければならない。st
plStartBit及びstplRepeatStartは、このような連続をするために使用される必
要な状態パラメータである。Setupは、各線セグメント用のstplStartBit及びstp
lRepeatStartに関する情報を得る。Geometoryユニットは、各線セグメントの開
始においてstplStartBit及びstplRepeatStartオフセットを演算する役割を負う
。線幅ｗも生成された線セグメントの出現を制御する。Setupは、描画パターン
中に連続する１の列を四辺形に分解する。アンチアライアスド線の場合、四辺形
は長方形である。これらの四辺形は、「nr」の長さと幅を持っている。ここで、
ｎはその列の中の１の数である。これらは線の目に見える部分を表している（図
４４）。

【０２９０】 非アンチアライアスド線の場合、四辺形は平行四辺形である。STPが1ビットの
各走行に対して四辺形を生成するため、これら四辺形の内の幾つかはタイル境界
の外にある。これら四辺形の不必要な処理を減らすために、我々は、完全にタイ
ルの外側にある四辺形を立ち上がらせることによって点描セグメントをクリップ
する。線のスタートポイント（ｘ０、ｙ０）がタイルの外側にある場合は、我々
は、スタートポイントに一番近いタイル境界に線をクリップする。クリップされ
た線のスタートポイントは、最初の線四辺形が完全に含まれるように生成される
。本処理は、タイル境界をまたいで連続することを保証する。本処理は、クリッ
ピングする四辺形のバンドをタイル周辺に置く処理と等価である。クリッピング
された点に対して、新たな線スタートポイントが、点描オフセットstplStartBit
と同様に生成される。(我々は旧stplRepeatStartを保持する。)図４５に本処理
を示す。

【０２９１】 この線は、ｘｈｗ及びｙｈｗにより置換されたｘ及びｙ方向のタイルのエッジ
にクリッピングされる。従って、点描された線は下記ステップを踏んで行われる
。 １． 線がアライアスドまたはアンチアライアスドかによって頂点の置換を決定
する。 ２． ガードバンドと共に線のヘッドをタイルにクリップして（tileXmin―xhw
、tileYmin―yhw、tileXmax＋xhw、tileYmax＋yhw）クリッピングされた点がガ
ードされたタイルの上または外に位置するようにする。クリッピングされたセグ
メントの長さの単位は点描されたビットである。新たなstplStartBitを得る。 ３． 点描内の各1ビットの列は四辺形を構築してそれをパイプを通じて送信す
る。新たなスタートポイントがタイルガードバンドの外側に落ちた場合に本プロ
セスは続けられる。 ５．６．１．５ 線三角形 線モードで三角形を描く場合、STPユニットは、３つの三角形の頂点用のウィ
ンドウ座標（ｘ、ｙ、ｚ）に加えてエッジフラグを受信する。本エッジフラグは
、Setupユニットに描くべきエッジを伝える。Setupユニットは、多角形オフセッ
トの演算に使用する「係数」も受信する。描くべきエッジは、多角形オフセット
により最初にオフセットされ、その後幅ｗ（線属性）のリボンとして描かれる。
点描が可能な場合は、これらの線が点描される。図４６に線モード三角形のジオ
メトリを示す。

【０２９２】 STPは各線多角形に対して下記処理を行う。 １． エッジ上の三角形を全て廃棄する。詳細は、塗りつぶされた三角形の節を
参照。 ２． （δｚ/δｘ、δｚ/δｙ）と共にｘ及びｙ部分導関数を演算する。これら
のｚ傾きは三角形用であり、三角形のｚオフセットを演算する上で必要になる。
３． 可能ならば多角形オフセットを演算し、３つの内の各頂点上のｚ値にオフ
セットを追加する。 ４． 順にエッジを横断する。エッジが見える場合は、幅や点描などの属性を使
用してそのエッジを描く。 ５． アンチアライアスド、アライアスド、及び幅などの線属性に基づいて線を
描く。 ６． どのエッジが特定の原線コードによって表されているかにより、その原線
コードを割り付け、CULに送信する。 ５．６．１．６ アライアスド及びアンチアライアスド点 SetupはYtop,Xcenter,及びYoffsetを検出し、これらの値を点幅及び割り付け
状態と共にCULに送信する。 ５．６．２ Setupブロック機能詳細 前節までに概要を説明した種々の原線の処理は多くの共通点を持っている。本
発明者らは、上記の共通点の強化のために原線の表現を統一した。 ５．６．２．１ 統一された原線表現 前述のように、Setupは線セグメントを４つの頂点から成る平行四辺形に変換
する。三角形は３つの頂点を持つ。Setupは、４つの点のセットにより各原線を
表す。全ての値が全ての原線に必要ではないことに注意する。三角形の場合、Se
tupは、三角形の動作により、上部、下部、及び左または右コーナーを使用する
。線セグメントは平行四辺形として扱われるため、Setupは４つの点の全てを使
用する。図４７−５１にどのようにしてSetupが三角形及び線を表現するかを示
す。三角形の頂点がオリジナルの頂点と同じである間は、Setupは新たな頂点を
生成して線を四辺形として表現することに注意するべきである。

【０２９３】 原線の統一された表現には、ウィンドウ座標内の頂点のオリジナルセットに割
り付けられた原線ディスクリプタが使用される。なお、次のフラグは有効なかつ
意味のある値を持つディスクリプタを示す。VtxYmin、VtxYmax、VtxLeftC、VtxR
ightC、LeftCorner、及びRightCornerである。

【０２９４】 三角形の場合、三角形の頂点をそれらのｙ座標で分類することによって上記デ
ィスクリプタが得られる。線セグメントの場合、これらディスクリプタは、線四
辺形頂点が生成される時に割り付けられる。VtxYminは、最小ｙ値を持つ頂点で
ある。VtxYmaxは、最大ｙ値を持つ頂点である。VtxLeftCは、三角形のケースで
は長いｙエッジの左側にある頂点であり（頂点VtxYmin及びVtxYmaxを組み合わせ
ることにより形成される三角形のエッジ）、平行四辺形のケースでは頂点VtxYmi
n及びVtxYmaxを組み合わせることにより形成される四辺形の左側にある頂点であ
る。三角形の長いｙエッジが左エッジでもある場合は、フラグLeftCornerはFALS
E(0)であり、これはVtxLeftCが無効であることを示す。同様に、VtxRightCは、
三角形のケースでは長いｙエッジの右側にある頂点であり、頂点VtsYmin及びVtx
Ymaxを組み合わせることにより形成される四辺形の右側にある頂点である。三角
形の長いエッジが右側のエッジでもある場合は、フラグRightCornerはFALSE（０
）であり、これはVtxRightCが無効であることを示す。これらディスクリプタは
、タイルエッジの上部及び下部への原線の点描に使用される。実行中は、VtxYmi
n、VtxYmax、VtxLeftC、及びVtxRightCはオリジナルの原線頂点へのインデック
スであることに注意する。

【０２９５】 付加的ディスクリプタとしては、VtxXmin、VtxXmax、VtxTopC、VtxBotC、TopC
orner、及びBottomCornerがある。三角形の場合、これらのディスクリプタは、
三角形の頂点をそれらのｘ座標で分類することにより得られる。線セグメントの
場合、これらのディスクリプタは、線四辺形頂点が生成されると割り付けらる。
VtxXminは最小ｘ値を持つ頂点である。VtxXmaxは最大x値を持つ頂点である。三
角形の場合、VtxTopCは長いｘエッジ（VtxXmin及びVtxXmaxを組み合わせたエッ
ジ）上にある頂点であり、平行四辺形の場合は、頂点VｔｘXmin及びVtxXmaxを組
み合わせることによって形成される対角線上の頂点である。三角形の長いｘエッ
ジが上部エッジでもある場合、フラグTopCornerはFALSE（０）であり、VtxTopC
が無効であることを示す。同様に、三角形の場合、VtxBotCは、長いｘ軸の下に
ある頂点であり、平行四辺形の場合は、頂点VtxXmin及びVtxXmaxを組み合わせて
形成される対角線の下にある頂点である。三角形の長いｘエッジが下部エッジで
もある場合、フラグBottomCornerはFALSE(0)であり、VtxBotCが無効であること
を示す。これらのディスクリプタは、左右のタイルエッジ上の原線をクリッピン
グするのに使用される。実行時には、VtxXmin、VtxXmax、VtxTopC、及びVtxBoC
はオリジナルの原線頂点内へのインデックスであることに注意する。

【０２９６】 図４７に頂点の割り付けを図示する。なお、我々は{SIYmaxLeft,SIYmaxRight,
SILeftYmin,SIRghtYmin}として表現される４つの多角形のエッジのスロープ（δ
ｘ/δｙ）及び逆のスロープ{rSIXminTop,rSIXminBot,rSITopXmax,rSIBoXmax}を
使用する。使用されているスロープ名前付け変換はSIStrEndである。SIはスロー
プを表し、Strtはエッジの最初の頂点識別子、Endは二つ目の頂点識別子である
。従って、SIYmaxLeftは左エッジのスロープでありVtxYMax及びVtxLeftCを続け
る。leftCが有効でない時、SIYmaxは長いエッジのスロープである。正面のｒの
文字は、スロープが相反的であることことを示す。例えば、ｒは（δx／δｙ）
ではなく（δy／δｘ）を表している。図４８にスロープ割り付けを図示する。

【０２９７】 これらディスクリプタの全てが平行四辺形の原線に対する有効な値を持ってい
るが、三角形に対してはそれらの全部が有効とは限らない。始めは、三角形や平
行四辺形などの簡単な原線を表すかなりの数のディスクリプタが存在するように
見える。しかしながら、本発明者らが後述するように、それらディスクリプタは
比較的簡単に入手でき、良好な統一的原線セットアップ法を提供する。

【０２９８】 STPによる種々の原線の処理中のステップの検査が下記の機能ユニットを生じ
る。 １． 三角形ディスクリプタ ２． 深度の傾き及びオフセット演算 ３． 線を四辺形に変換するための頂点生成 ４． 点描線処理 ５． タイルへの四辺形クリッピング ６． Zmin,Zref,Bbox演算 ７． 点プロセッサ 下記の各項で各ユニットのアーキテクチュアを詳述する。 ５．６．２．２ 三角形ディスクリプタ 三角形の場合、Setupは次の頂点のセットによりスタートする。（X₀、Y₀、Z₀
）、（X₁,Y₁,Z₁）及び（X₂,Y₂,Z₂）である。この３つは、それぞれｘにより分類
された頂点にへのインデックスｊ０、ｊ１、ｊ２である(昇順)。

【０２９９】 インデックスｊ０、ｊ１、及びｊ２は、（ｄｘ/ｄｙ）導関数のセットの計算
に使用される。インデックスｊ０、ｊ１、及びｊ２は、エッジに対する（ｄｙ/
ｄｘ）の演算に使用される。

【０３００】

【数１１】 我々は、同様のスロープの２つのエッジを持つ三角形のようなエッジ上の三角
形は廃棄する。中央の頂点が左右どちらにあるかは、頂点ｖ[i2]及びｖ[i1]によ
って形成される線のスロープｄｘ２/ｄｙ及び頂点ｖ[i2]及びv[i0]により形成さ
れる線のｄｘ０/ｄｙの比較によって決定される。（ｄｘ２/ｄｙ＞ｄｘ０/ｄｙ
）の場合、中央の頂点は長いエッジの右側に位置し、他の場合は、長いエッジの
左側に位置する。演算された値は次に原線のディスクリプタに割り付けられる。
ｘディスクリプタも同様に割り付けられる。このようにして、我々は三角形の処
理に必要な頂点ディスクリプタを得る。 ５．６．２．３ 深度の傾き及びオフセット演算 深度の傾きは、ｘ及びｙ軸に沿ったｚの部分導関数である。我々は下記の式を
使用する。

【０３０１】

【数１２】 Ｓｅｔｕｐは、各頂点ｚ値用にＳｏｒｔユニットから２６ビット（ｓ２５）を
受信する。部分導関数は、１．２４．１０の精度値として算出される。ｘ、ｙ座
標は、ピクセルごとの（８×８）サブラスターグリッドに対応する制度を伴う14
ビット整数である。部分導関数は、サブラスターグリッドのスケールで演算され
る。

【０３０２】 多角形のオフセットは下記により与えられる。 オフセット＝8×係数×Ｍａｘ（｜δＺ｜δＸ｜δＹ｜）＋（ｒ×ユニット） 「係数」はＳＲＴブロックから渡される。（ｒ＊ユニット）オフセット部分は
ＧＥＯ内でケアされる。我々は、ＳＴＰ内でのみ最初の項を演算する。傾きの度
合いを説明するために８による乗算が行われる。深度値は24ビット整数として表
される。オフセットは各頂点ｚ値に加えられる。算出されたオフセットは、ｚ値
に加えられる前に24ビット（実際にはｓ２４）にクランプされる。 ５．６．２．４ 四辺形頂点生成 我々は、線セグメントを幅ｗの平行四辺形に変換する。我々は、一致するエン
ドポイントを持つ線などのエンド上の線を廃棄する。エンド上の線の非廃棄によ
り、線に対して幅ゼロの四辺形が生成される。本四辺形の生成は不要なパケット
のパイプを通じて送信を生じさせ、まれな場合には、VSPさえも発生し、異常な
ピクセルの照度をもたらす。オフセットのカップリング及びディスクリプタへの
頂点の割り付けのプロセスは以前に示したが、非常に直覚的である。アーキテク
チュア上のパイプラインスルーは、可能なピットフォールを監視することを要求
する。線のエンドポイントが与えられ、下記のようにトリゴメトリックを算出す
る。 run=|(x1-x0)|:rise=|(y1-y0)|; tan(a)=rise/run; cos(a)=1/sqt(1+tan(a)*tan(a))： sin(a)=tan(a)/sqt(1+tan(a)*tan(a)); 我々は線の幅をｗと想定し、エンドポイントにおける水平及び垂直頂点の遷移
は、図４２及び４３に示されるようにそれぞれｘｈｗ及びｙｈｗにより与えられ
ると想定する。次に４つの四辺形の頂点が下記のように割り付けられる。 V[0]＝（ｘ０−ｘｈｗ、ｙ０＋ｙｈｗ）；V[1]（ｘ０＋ｘｈｗ、ｙ０−ｙｈｗ）
； V[2]＝（ｘ１−ｘｈｗ、ｙ１＋ｙｈｗ）；V[３]＝（ｘ１＋ｘｈｗ、ｙ１−ｙｈ
ｗ）； Xhw及びｙｈｗとそれに続く四辺形の演算は、線の方角及びそのアライアシン
グ状態に基づいて行われる。図４９に線の方向に基づいた四辺形割り付けを示す
。

【０３０３】 線が位置する四辺形は、（ｘ０、ｙ０）に対する（ｘ１、ｙ１）の相対位置を
見ることによって決定される。ｘｈｗ、ｙｈｗ、及び四辺形用の原線ディスクリ
プタが決定される。本発明者らは、StrtClipX,StrtClipY、EndClipX,EndClipY,O
pX,及びOpYのアサイメントもここに加えた。これら６つのパラメータは、点描線
の処理中に使用される。StrtClipX,StrtClipY,OpX,及びOpYは、完全にタイルの
外側にある全ての点描セグメントの初期除去中に使用される。OPSに伴うEndClip
X,EndClipYは、いつ線がタイルを励起するかを決定するのに使用される。

【０３０４】 本処理は、さらなる処理のために、我々に四辺形用の頂点及び原線ディスクリ
プタを与える。 ５．６．２．５ 点描線処理 本規格中の他の場所に概要を示すように、点描線処理には２つのステージがあ
る。最初にタイルに接触していない点描セグメントを取り除き、新たな開始点描
ビットを計算する。次に、線を横切って点描内の１ビットの列に対応する線長を
生成する。四辺形頂点生成が我々に半値幅の遷移を提供してくれたものと想定す
る。最初のステップは、ガードバンドによりエッジを遷移した後に線のタイル境
界との交差点を探し出すことである。SRTブロックが我々に対してタイルに接触
している線のみを送信することに注目する。従って、スロープなどに基づいた線
の三重リジェクションをチェックする必要がある。StrtClipX,StrtClipY,OpX,及
びOｐYは前節で入手されている。

【０３０５】 一旦交差点(xint,yint)が演算されると、与えられた開始点と交差点の間にわ
たる点描パターンビットの数を見つける。本stplStartは、ｎビットに加えられ
、考慮のために必要な現点描を見つけるのに低位の4ビットが必要である。StplR
epeatStartは、変更されないままである。線の開始点は、「ｎビット」点描パタ
ーンビットの収容に使用される線の長さにより遷移する。

【０３０６】 本発明者らは、よりタイトなクリッピングを行い、新たなstplRepeatStartを
生成することもできたことに注意するべきである。本手順は、最良の場合は最大
で追加四辺形の１処理をセーブするので、行われることはない。この利点がハー
ドウェアコストを増加することはない。

【０３０７】 我々はここで、線セグメントを横切り、最初のビット用のstplRepeatStartに
おいて開始する更なる繰り返し係数を用いてstplStartビットから点描パターン
内の１ビットの各走行用の四辺形の生成を開始する。実施例について考える。St
plStartが１４でstplRepeatが５でstplRepeatStartが４の場合、我々は、15番目
のビット（例えば点描パターン内の最終ビット）に移る前に１４番目のビットを
サンプルパターンで一回塗る。14番目及び１５番目のビットの双方が設定された
ら、0番目の点描ビットは設定されず、四辺形線セグメントは６の長さを持つ。
擬似コード内のXscale及びYscaleは、点描線の前処理中にサブルーチンDoStippl
eClip内で先に演算されたそれらと同じものである。

【０３０８】 一度得られた線セグメントエンドポイントは、実線として収容可能である。全
ての四辺形に共通のパラメータが一度だけ演算されれば済むように、マイクロア
ーキテクチュアに最適化が導入される。深度の傾き、線スロープ、深度オフセッ
ト、及びｘｈｗ、ｙｈｗは全ての点描四辺形に共通であり、それゆえ一度だけ生
成すれば良い。 ５．６．２．６ タイル境界にクリッピングされた四辺形 最小ｚ及びCULブロック内でMCCAM選別に必要なバウンディングパラメータを得
るために、我々は現タイル上の原線の交差を考慮する必要がある。我々の統一さ
れた原線表現において、我々はさらに一般化された四辺形を使用して三角形を表
現する。我々は、原線クリップディスクリプタを使用してタイル上の原線の交差
を表す。これらディスクリプタは、タイルの４つのエッジ及び交差が有効な値を
作成したかを示す有効な添付フラグを持つ原線の交差点である。クリップディス
クリプタのネーミングを図５０に示す。下記の各項に原線のタイルへのクリッピ
ングに使用されるアルゴリズムの詳細を示す。 ５．６．２．６．１ 頂点クリップコードの演算 我々は先ず、各原線の頂点に対してクリップコードを演算する。クリップコー
ドは、図５０に示すように頂点に割り付けられており、各頂点に対して下記のよ
うに得られる。

【０３０９】

【数１３】 ５．６．２．６．２ 交差の演算 我々はクリップコードを使用してクリッッピングされる必要のあるエッジ及び
目標境界を決定する。考慮されている原線は凸面である。各タイルエッジは半平
面を定義し、それゆえ我々は各エッジにおいて２つまたは0個の交差するポイン
トを持つ。

【０３１０】 上部タイルエッジ上でのクリッピングは、上部タイルエッジ上の左右のクリッ
プ頂点であるlLeft及びlRightを生じる。

【０３１１】 下部タイルエッジ上のクリッピングは、上部エッジ上のクリッピングと同様に
実行される。下部エッジクリッピングはｂLeft及びｂRightすなわち、左下部及
び右下部のクリップ頂点を生じる。

【０３１２】 左右エッジクリッピングは、ｘに分類された頂点を使用して左エッジに高及び
低交差するポイントlLow及びlHighを、右エッジにrLow及びrHighを生じる。左エ
ッジに対する手順は、下部エッジと同様であり、右エッジに対する手順は、上部
エッジと同様であることに注意する。我々がスロープディスクリプタの代わりに
逆スロープディスクリプタを使用していることにも注意する。

【０３１３】 左タイルエッジ上のクリッピングは、右タイルエッジと同様に行われる。左エ
ッジクリッピングの出力は２点lLow及びlHighである。

【０３１４】 我々はここで、８点全て、つまりlLeft、lRight、ｂLeft、ｂRight、、lLow、
lHigh、rLow、及びrHighを入手する。 ５．６．２．６．３ 交差ポイントの有効化 最初に交差ポイントを有効化してそれらが正しい範囲にあることを確認する。
例えば、上部タイルエッジを持つ交差ポイントは、両方ともタイルの左側である
可能性がある。この場合、交差ポイントは無効とマークされる。エッジを持つ交
差が1つまたは両方のタイル上部コーナーを含む場合、有効な新しい交差ポイン
トが生成される。

【０３１５】 交差ポイントのいずれもが有効でない場合は、原線は廃棄される。ほとんどの
場合、タイルの外側に位置する三角形はSRTブロックにより廃棄される。しかし
ながら、まれなケースでは、そこにおける頂点の１１．３へのスナッピングが幾
つかの曲がりくねりの原因となる長く細い三角形のような完全にタイルの外にあ
る三角形を我々が得ることもある。この場合、有効なフラグが我々に三角形を廃
棄することを許可する。 ５．６．２．６．４ ウィンドウの外側の四辺形頂点 ウィンドウのエッジにおけるタイル上の広い線により、一つ異常の算出された
値がウィンドウ範囲の外側に位置することが可能である。Setupは、余分な座標
範囲の2ビット（１つは負の値を許可し、１つは大きさの範囲を増加する）をキ
ャリーすることにより上記の状態を処理することができる。CULブロック（ｘ座
標に対して１４．２）に送信されるデータの範囲及び精度はウィンドウ範囲内の
点を定義するに十分である。CULブロックがSetupから入手するデータは左右のコ
ーナー・ポイントを含む。四辺形頂点がウィンドウ範囲の外側に落ち込むケース
では、Setupは下記値をCULに渡す。 ・ tRightxがウィンドウ範囲の右側の場合は、右ウィンドウエッジへのクラン
プ ・ tLeftxがウィンドウ範囲左側の場合は、左ウィンドウエッジへのクランプ ・ v[VtxRightC].xがウィンドウ範囲の右側の場合、例えば右タイルエッジを右
コーナーとして頂点rLowを送信する。 ・ v[VtxLeftC].xがウィンドウ範囲の左側の場合は、左タイルエッジ上の下部
クリップポイントなどのlLowを左コーナーとして送信する。 本処理は、図５１に図示されている。

【０３１６】 三角形がジオメトリによって有効なウィンドウ範囲にクリッピングされること
に注意する。我々が配慮しなければならないのは、広い線に対して生成される四
辺形だけである。Cullは、ラスタ画像処理中にスパン及び点を計算しているばあ
いに、エッジ歩行中の範囲外のx値の原因となるオーバーフローおよびアンダー
フローを検出する必要がある。オーバーフローまたはアンダーフローが起きた場
合、ｘ範囲はタイル範囲内でクランピングされなければならない。

【０３１７】 我々はここで、クリッピングされた点と有効なフラグを得た。我々はここで、
zmin、バウンディングボックス、及び参照スタンプの演算へと進むことができる
。 ５．６．２．７ バウンディングボックス、最小Z及び参照スタンプ決定 バウンディングボックス、zMin、及び参照スタンプ値の演算のために、我々は
原線のタイルとの交差を使用する。我々は、タイル内に位置する原線の一部に対
して最小Z値を演算する。境界への原線のクリッピングは、Cullブロック内MCCM
選別に対するZminのタイトな評価を得るために重要である。 ５．６．２．７．１ バウンディングボックス演算 原線交差のバウンディングボックスはクリッピングされた頂点を検査すること
によって決定される。我々は最初にバウンディングボックスをタイル境界に初期
化し、次にエッジクリップ点を検査することによりタイル内へと移動する。

【０３１８】 我々はここで、バウンディングボックスを得た。これらxmin,xmax,ymin,ymax
pixel座標はスタンプ座標へと変換する必要がある。本処理は、先ず座標をタイ
ル関連の値に変換し、次に３つの高位ビット（例：１ビットにより右シフト）を
考慮することにより完了する。xmax（及び/またはymax）がタイルのエッジ上に
ある場合を除いてはこの処理は効果的である。その場合、我々はシフティング前
にxmax（及び／またはymax）を１だけ増加させる。 ５．６．２．７．２ 最小Z演算 我々はここで、原線のタイルとの交差に対する最小ｚ値を演算した。我々は、
８つの交差ポイント及び、クリッピング演算に含まれていない可能性があるため
に、頂点i1を考慮する必要がある。深度演算は高価な動作であり、それゆえ我々
は実行すべき深度演算の回数の最小化を望んでいることに注意すべきである。ｘ
およびｙ内の部分的な導関数の符号を検査することにより、我々は、原線が完全
にタイルをカバーしている場合には、最小深度値に対応するタイルコーナーを検
出することができる。一旦タイルコーナーを決定すると、我々が必要なのは、2
つの最も近いクリッピングされた点における深度値を演算することだけである。
頂点i1におけるｚ値に伴うこれら２つの値は、最小ｚ値を提供する。

【０３１９】 我々はここで、最小ｚ値及びそれを得たクリップ頂点を知った。Z値は、CULに
送信される前に２４ビットにクランピングされる。我々はここで、参照スタンプ
及び参照ｚ値を演算する。 ５．６．２．７．３ 参照スタンプ及び参照Z演算 原線の各頂点に対してZataiを渡す代わりに、Setupは原線内の特定の点におけ
るZ値を表現する単一のZ値を渡す。Setupは、最小ｚを持つ頂点を含む参照スタ
ンプを選ぶ。我々は、頂点座標を整数値に切り上げ、対応するスタンプを検出す
ることにより本処理を完了する。右のエッジ上の頂点の場合は、参照スタンプが
演算される前に、ｘ座標は減じられる。Logicが参照スタンプを識別するために
使用さる。

【０３２０】 参照スタンプは、チップ頂点のｘ及びｙ座標に増分値を加え、ｘ及びｙ値を最
も近くにある偶数に切り上げて含まれているスタンプを検出することにより識別
される。

【０３２１】 参照Z値ZrefTileは参照スタンプの中央で計算される。Setupは、タイル内の位
置を指定する３ビット値のペアｘrefStamp及びｙRefStampにより参照スタンプを
識別する。参照スタンプはスタンプ内のタイルのコーナーからのオフセットとし
て識別されることに注意するべきである。

【０３２２】 我々は、スクリーンスペース内のオフセットを得るために、８（スタンプ内の
サブピクセルの数）で乗算を行わなければならない。

【０３２３】

【数１４】 我々はここで、三角形及び平行四辺形の処理に必要な全てを得た。 ５．６．２．８ 点処理 点の場合は、下記を検出する（図５２参照）。 CY₇（タイル座標内のタイルの上部エッジにクリップされる円の最上部の点） CY₈（タイル座標内のタイルの下部エッジにクリップされる円の最下部の点） Y_offset(CYTとクリッピングされていない円の下部の間の距離) X0（ウィンドウ座標内の中央のX座標） 点に対する必要な計算中では、我々は、０．０から１６．０の範囲を持つ関連
ｙ値用の８ビットを使用することに注意する。本処理は５整数ビットを必要とす
る。ピクセルあたりの８サブレスターに対して３少数ビットが考慮される。 ５．６．２．８．１ 無限ｄｘ/ｄｙ 無限ｄｘ/ｄｙは、エッジが完全に水平であることを暗示している。水平エッ
ジの場合は、２つのエンドポイントの内の一つがコーナー頂点（VtxLeftCまたは
VtxRightC）になるはずである。座標がウィンドウ範囲にある原線では、Cullは
無限スロープを利用しない。なぜならば、Cullのエッジ歩行アルゴリズムでは、
左及び／または右コーナーの頂点の値から、Cullがすでにコーナーを回っており
、水平エッジに沿って歩く必要は全くないということが分かる。

【０３２４】 不都合なことには、四辺形の頂点がウィンドウ範囲の外側に落ち込んだ場合は
、我々は、特に非アンチアライアスド線の場合に、軽微な問題に遭遇する。右上
部のコーナーがウィンドウ範囲の外側にある非アンチアライアスド線を考慮する
。RightCは次にｒLowクリップポイントに移り、Cullのエッジ歩行は水平エッジ
のコーナーを曲がることは考えず、ｔRight（またはｔLeft）のスパンエンドポ
イントを計算する。

【０３２５】 この場合、Cullのエッジ歩行はスロープを必要とする。エッジ歩行の開始点は
ウィンドウの最も端にあるために、エッジ歩行が現在符号が付加されているスロ
ープにより計算するXがオーバーフロー（またはアンダーフロー）の原因となり
、Xは単にウィンドウエッジにクランプバックされる。従って、どのようなスロ
ープの値を使用しているかは、それが正しい符号を持っている限り、実際には重
要ではない。

【０３２６】 無限の値も、Setup自身によるスロープの利用の上では重要ではない。Setupは
、スロープを使用してタイルエッジを含む原線のエッジの交差を計算する。交差
の計算で使用する等式は、X=X₀＋△Y*dx/dyである。この場合、無限のdx／dyが
必要なゼロの△Yを含む。従って、ｄｘ/ｄｙの値は重要ではない。

【０３２７】 Setupは、内部的に浮動小数点フォーマットでスロープを計算する。無限結果
が起きた場合には、浮動小数点ユニットが無限大フラグを出す。Setupは無限ス
ロープを気にせず、Cullは無限スロープの大きさを気にしないが、符号は気にす
るため、我々は実際に無限大を表す必要はない。正しい符号を決定するわずらわ
しさを解消するために、Setupは無限スロープをCull上に渡す前に強制的にZERO
に設定する。 ５．７ Cullブロック（CUL） ５．７．１ CULブロックの機能概要 Cullユニットは次の処理を受け持つ。１）事前シェ−ディングをしている隠れ
た表面の除去、及び２）原線ジオメトリのエンティティー（三角形、線、及び点
）を可視スタンプポーション（VSP）と呼ばれるスタンプベースのジオメトリエ
ンティティーへの分解である。Cullユニットは、一般的に、隠れた表面の保存性
選別を行う。Cullは、アルファテスト及びステンシルテストなどの一部「フラグ
メント動作」を扱わないため、隠れた表面を取り除くだけである。Cullブロック
のサンプルzバッファは２つの深度値を持つことができるが、Cullブロックは各
サンプルごとに原線の属性を保存するだけである。このように、サンプルが２つ
のジオメトリから混合する色を必要とする場合は、両混合ジオメトリを隠す後続
のジオメトリが存在する可能性がある場合でもCullは最初の原線を（タイムオー
ダーを使用して）パイプラインに送り込む必要がある。

【０３２８】 Cullユニットは、Setup Output Primitiveパケットを受信する。受信するパケ
ットの各々は、タイルごとに三角形、線、またはポイントを表す。Sortは、入り
ジオメトリエンティティーをタイルに貯蔵するユニットである。Setupは、隠れ
た表面の除去のためにより詳細なジオメトリに関する情報をCullに提供する目的
で原線を前処理するユニットである。Setupは、全てのエッジ、タイルを持つ原
線のバウンディングボックス、タイル内原線の最小深度値（一番前）及び他の関
連データの前計算を行う。Sortに先立ち、Mode Extractionはすでにカラー、ラ
イト、テクスチャ、及び関連モードデータを抽出している。Cullは、Cull及びPo
lygonメモリ内に保存されたカラー、ライト、及びテクスチャデータをポイント
するColorポインタと呼ばれるポインタに関連するモードデータを取得するだけ
である。

【０３２９】 Cullユニットは一度に１つの可視スタンプポーション (VSP)をMode Injection
ユニットに送信する。Mode Injectionは、VSPをそのカラー、ライト、及びテク
スチャデータと再結合し、パイプライン内のFragment及び後続のステージに送信
する。

【０３３０】 Cullユニットは２つの主な機能を実行する。一次機能は、フレームバッファの
最終結果に影響を及ぼさないように保証されたジオメトリの除去である（例；保
存ベースの隠れた表面の除去）。第二の機能は、スタンプポーション（SP）単位
への原線の分解である。スタンプポーションは、原線の与えられたスタンプとの
交差である。ポーションの量はサンプリングにより決定される。いずれのスタン
プも、１６の事前に決定されたサンプルポイントを持つ（実際には、スタンプ内
の各ピクセルは４つの事前に決定されたサンプルポイントを持つ）。次に、ポー
ションの「サイズ」が数字で与えられ、与えられたスタンプ内でサンプルポイン
トが原線にカバーされる。

【０３３１】 Cullは一度に１タイルの原線を処理する。しかしながら、現フレームの場合は
、パイプラインは次の２つのモードのいずれかで動作する。１）Time Orderモー
ド、または２）Stored Transparencyモードである。Time Orderモードでは、頂
点及びモードのタイムオーダーは各タイルと共に保存され、タイルはデータを通
じて単一のパス内で処理される。すなわち、与えられたタイルでは、頂点及びモ
ードが書き込み時と同じ順序で読み出されるが、現タイルに影響を与えない場合
にはスキップされる。Sorted Transparencyモードでは、各タイルの処理は複数
のパスに分割される。最初のパスでは、保証された不透明ジオメトリが処理され
る（Sortブロックは本パスに対して非透過ジオメトリを送信するだけである）。
後続のパスでは、潜在的に透過なジオメトリが処理される（Sortブロックは、各
パスに対して全ての透過ジオメトリを繰り返し送信する）。各パス内では、タイ
ムオーダリングが保存され、モードデータが本パスの正しいタイムオーダー箇所
に挿入される。

【０３３２】 Time Orderモードでは、タイル内に「単純不透明ジオメトリ」(例：しザース
テスト、アルファテスト、カラーテスト、ステンシルテスト、ブレンド、または
ロジコプなし)しかない場合は、Cullは、Mode Injectionに対していずれのVSPを
もディスパッチするまえに、タイル内の原線を処理する。なぜならば、Cullの隠
れた正面の除去アルゴリズムは、各サンプルに対し、そのサンプルをカバーする
原線（例：カラー）を明確に決定するためである。

【０３３３】 Time Orderモードでは、入力ジオメトリがタイル内で「単純不透明ジオメトリ
」に限定されていない場合は、VSP（VSPの全セットまたは選択されたVSP）の配
列ディスパッチが必要となる場合がある。しかしながら、別のタイルのVSPのデ
ィスパッチが可能になる前に与えられたタイルの全VSPは例外なくディスパッチ
される。一般的に、1つ以上のジオメトリが、いずれかのサンプルに対して（ピ
クセル内の）最終タイル値に影響を与え得る場合は、早期のディスパッチが必要
になる。

【０３３４】 Sorted Transparencyモードでは、各タイルは複数パス内で処理される（同タ
イル内に少なくとも幾つかのジオメトリがあるものと想定）。各パスにおいては
、VSPの早期ディスパッチはない。

【０３３５】 入力パケットが原線パケットの場合、PrimTypeパラメータが原線タイプ(三角
形、線、または点)を示す。すなわち、パケットは原線を平行四辺形として表し
（スクリーンには合わせない）、三角形及び点として表すのは縮退の場合である
。ここで、「統一された表現」は、「Setup Output Primitiveパケット」の節で
詳細に述べられている。このパケットは、Mode Injectionが使用するカラーポイ
ンタを含む。このパケットは、その多くが各原線ごとに変化できる幾つかのモー
ドビットも含む。次のものが「モードビット」と認識され、Z Cull状態マシーン
に入力される。CullFlushCurrent、DoAlphaTest、DoABlend、DepthFunc、DepthT
estEnabled、DepthTestMask、及びNoColorである。

【０３３６】 原線に加えて、Cullは次のパケットタイプを受信する。Setup Packet Clearパ
ケット、Setup Output Cullパケット、Setup Output Begin Frameパケット、 S
etup Output End Frameパケット、Setup Output Begin Tileパケット、及びSetu
p Output Tweenパケットである。これらパケットタイプの各々は、後続の節で詳
細に述べられている。しかしながら、これらパケットは総体的に「モードパケッ
ト」として知られる（確実に惑わされ易い名前である）。

【０３３７】 Setup Output Clearパケットは、ある種のバッファクリアが行われることを示
している。しかしながら、ユーザフレームの開始時の（そしてシザーステストを
受けない）バッファクリアは、開始タイルパケットに含まれる。

【０３３８】 Setup Output Cullパケットは、モードビットのパケットである。本パケット
は、次の処理用のビットを含む。１）MCCM Cull及びZ Cullプロセスの有効化／
無効化、２）Cullブロックから全VSPを洗い流すビットCullFlushAll、及び３）
３タイプの原線のアンチアライアシングを無効化するAliasPolys、AliasLines、
及びAliasPointsである。

【０３３９】 Setup Output Begin Frameパケットは、Cullに対して新たなフレームが開始中
であることを伝える。次のパケットはSort Output Begin Tileパケットである。
Setup Output Begin Frameパケットは、パイプライン全体を通じて必要な全ての
フレーム前情報を含む。

【０３４０】 Setup Output End Frameパケットはフレームが終わり、現タイルの入力が完了
したことを示す。

【０３４１】 Setup Output Begin Tileパケットは、Cullに対して現タイルが終わり、処理
されたデータがパイプラインに洗い流されることを伝える。同時に、本パケット
は新たなタイルの原線の処理を始める。パイプラインがSorted Transparencyモ
ードにあるためにタイルを繰り返さなければならない場合には、このタイルは他
のSetup Output Begin Tileパケットを必要とする。従って、特定なタイルが不
透明なパスと4つの透過パスを必要とする場合、合計５つの開始タイルパケット
がSetupから送信される。本パケットは、ウィンドウ内のタイルの位置を指定す
る。

【０３４２】 Setup Output Tweenパケットは、実際にはタイル間であるフレーム間（‘twee
nと略）で生起する。Culは、このパケットを空のボックスとして扱い、単にパイ
プライン内を送信する。このパケットは、１つのパラメータ、１４４ビットのTw
eenDataしか持たない。

【０３４３】 図５３にCullブロックの基本ブロック図を示す。

【０３４４】 原線を受信すると、Cullは、原線のバウンディングボックスを持つMCCA９００
２に問い合わせて受信した原線を除去しようとする。MCCAMが原線が完全にタイ
ル内に隠れていると伝えてきた場合は、原線は捨てられる。MCCAMが原線を完全
に拒絶できない場合は、スタンプリスト生成する。リスト内の各スタンプは、目
に見える可能性のある原線の一部を含むことがある。この潜在的に可視なスタン
プのリストは、Cullのスタンプ選択ブロック９００８に送信される。スタンプ選
択ブロックは、原線のジオメトリデータを使用して、実際に原線が接触するタイ
ルの各スタンプの配列内のスタンプのセットを決定する。MCCAMが提供するスタ
ンプリストとの組み合わせで、スタンプ選択ブロックは、一度に1つの潜在的に
可視なスタンプ９００６をZ Cullブロック９０１２に向けてディスパッチする。
各スタンプは１６×１６サブピクセルの格子に分割される。各水平格子線は、サ
ブラスター線と呼ばれる。スタンプごとの各１６サンプル点は、２５６の予想さ
れるサブピクセル位置の内の一つの中心で（アンチアライアスド原線に対して）
落ち込む。各ピクセルは、その境界内に４サンプル点を持つ。原線に接触するス
タンプの配列内のスタンプのセットの決定には、少なくとも１サンプル点を含む
各サブラスター線内原線の最も左または右の位置の計算が関係する。我々は、こ
れら最も左及び右の位置をXleftSubSi及びXrightSubSiと呼ぶ。これらは、それ
ぞれサンプルｉに対するｘ最左サブラスター線及びｘ最右サブラスター線を表す
。サンプルは０から１５に計数される。XleftSubSi及びXrighSubSiの決定は、特
にエッジ歩行プロセスと呼ばれる。我々がエッジ（ｘ０、ｙ０）上の点を知って
いる場合は、ｙ１のｙ位置に対応するｘ１の値は下記により簡単に決定できる。

【０３４５】

【数１５】 スタンプ番号に加えて、１６のXleftSubSi及びXrighSubSiのペアのセットもス
タンプ選択ブロックからZ Cullに送信される。

【０３４６】 Z Cullユニットは一度に１つのスタンプ番号（またはStampID）を受信する。
各スタンプ番号はMCCAMの決定により可視の可能性がある原線のポーションを含
む。１６のXleftSubSi及びXrightSubSiのペアのセットは、我々に対して１６サ
ンプル点の内のいずれが原線によってカバーされるかの選択を可能とする。サン
プルｉのｘ座標値Xsampleiが下式を満足すると、サンプルｉはカバーされている
。

【０３４７】 XleftSubS_i×Xsample_i＜XrightSubS_i カバーされた各サンプルに対して、我々は、そのサンプル点において原線のｚ
値を計算する。同時に、１６サンプル点全てに対する原ｚ値及びｚ状態がサンプ
ルｚバッファから読み出される。各サンプル点は、「保存性」または「正確」の
ｚ状態を持つことができる。Cullが受信するモードビットと組み合わされたｚ状
態は、サンプル有限状態マシンを駆動する。各サンプル点は、他のサンプルから
独立したFSMを持つ。状態マシンは、原線のｚ値及びｚバッファのｚ値間でサン
プルごとの比較を制御する。比較結果は、新たな原線が原線がカバーする各サン
プル点において見えているか隠されているかを決定するのに使用される。原線が
見えるサンプル点を持っている場合、可視サンプルパターンが新たなVSPカバレ
ッジマスク内に作成される。サンプルのピクセルFSMも、ｚバッファがどのよう
に同サンプルのために更新されるべきか、及び新たなVSPのサンプル点が早期に
ディスパッチされるべきであるかを決定する。なお、上記FSMは、間違いなくサ
ンプルポイントであるいずれかの旧VSPが、破壊されるべきか、早期にディスパ
ッチされるべきかを決定する。これらのサンプルごとの制御信号は、Z Cullによ
るSendNew、KeepOld、及びSendOldとして生成され、スタンプオプションマスク
ユニット９０１４に送信される。ピクセルの制限状態用の状態テーブルはアーキ
テクチュアの規格に記されているため、ここでは繰り返さない。最大１６個のサ
ンプルポイントのｚ値は、MCCAMを更新するのに使用される。

【０３４８】 分類された透過性はZ Cullの追加的発行を提示し、サンプルzバッファに対し
てZfar及びZnear値に関する議論をもたらす。Sorted Transparencyモードでは、
我々は、透過な原線に対し、タイムオーダーのラスター画像処理の通常モードの
代わりに一番前面にある不透明層に最も近い層から空間オーダーでラスター画像
処理されることを望む。本処理は、タイル用の透過原線がCullユニットを数回通
り抜けることを要求する。最初に、Sortユニットは不透明原線のみを送信する。
ｚ値は前項で説明されているように更新される。我々は、タイプZtarの不透明原
線に対してｚ値を呼び出す。パスの最後には、不透明VSPがディスパッチされる
。二回目のSortは、タイル用の透過原線をCullに送信するだけである。最初には
、ZバッファのZnearポーションは、考えられる最小の値にプリセットされる。Zf
arの後ろにあるｚ値を持つサンプル点は隠されているが、Zfarの前、Znearの後
ろのｚ値は不透明に近く、それゆえ現Znearのｚ値を置き換える。パスの最後で
は、我々は不透明層に一番近い層のｚ値を持つ。不透明な層に一番近いことを表
すVSPがディスパッチされる。Znear及びZfarの役目は入れ替えられ、Z Cullは透
過な原線の２番目のパスを受信する。本プロセスは、Z Cullが透過な原線の全て
の可能な層がそれ自身により処理されたと確定するまでは続けられる。分類され
た透過モードのZ Cullもまたピクセル制限マシンにより制御される。

【０３４９】 スタンプポーションマスクブロックは、タイル内の各スタンプに対してVSPカ
バレッジマスクを持っている。スタンプが保有できるVSPの数は、１６までであ
る。Z Cullから新たなVSPが来た場合は、VSPマスクは更新または早期ディスパッ
チが必要になる。スタンプポーションマスクブロックは、厳密にSendNew、KeepO
ld、及びSendOld制御信号によりマスク更新またはディスパッチを行う。新VSPが
潜在的にスタンプ内の全旧VSPのカバレッジマスクの変更能力を持っているため
、最大16個の旧VSPの更新が同時に起るはずである。スタンプポーションデータ
ブロック９０１６は、カラーポインタも含むVSPに伴う他の情報を含んでいる。
スタンプポーションデータメモリもタイルに含まれる全VSP用のデータを持つ必
要がある。新VSPが作成されると、それに伴うデータがメモリに保存される必要
がある。旧VSPがディスパッチされると、そのデータがメモリから検索される。
５．７．２ Cullブロック機能詳細 Cullブロックは次のサブユニットにより構成される。1)入力FIFO、２）MCCAM
Cull、３)Sibrasterizer、４）行選択、５）Z Cull、６）MCCAM更新、7)新VSPキ
ュー、８）Stamp Portionメモリマスク、9)Stamp Portionメモリスタンプポーシ
ョンメモリデータ、１０）ディスパッチキュー、及び１１）ディスパッチロジッ
クである。これらサブユニットを下記の各節で説明する。

【０３５０】 図５４にCullサブユニットのブロック図を示す。 ５．７．２．１ 入力FIFO 入力FIFOサブユニット９０５０は、Setupユニット８０００とインタフェース
する。本サブユニットはSetupからデータパケットを受信し、各パケットをキュ
ー内に収容する。必要なFIFOメモリ場所の数は、１６から３２の間であるが、こ
こでは我々は、深度を１６と仮定している。 ５．７．２．２ MCCAM Cull MCCAM Cullサブブロック９００２は、Spatial Addressableメモリ（MCCAM）を
使用して原線のバウンディングボックス上で空間的問い合わせを行うことにより
バウンディングボックス内の可視の可能性があるスタンプのセットを決定する。
Z比較のために本サブブロックが使用する値は、ZminTileである。MCCAM Cullは
、入力FIFOから１サイクルにつき１つの原線を処理する。FIFOが空でなく、取り
除かれた最後の原線がMCCAM Cullで決定されたごとく完全に隠されているか、ま
たは最後の原線が現在Subrasterizer９５０５２により処理されている場合には
、FIFOからの読み出し動作が実行される。すなわち、MCCAM CullはSubrasterize
rの「ワーカヘッド」にはならない。むしろ、本サブユニットはSubrasterizerが
処理する必要のある次の原線を得て、その後待ち状態に入るだけである。 ５．７．２．３ スタンプ選択ロジック内Subrasterizer サブラスタライザ９０５２は、エッジ歩行を実行するサブユニットである（実
際の演算は、「歩行」の語が示唆するようにインタラクティブではない）。スタ
ンプの各列はMCCAM Cullはスタンプの各列が潜在的に可視であることを示してい
る。本サブユニットは、16個のサンプル点の各々に対してXleftSubi及びXrightS
ubiを同時に計算する。各XleftSubi及びXrightSubiのペアは、原線に接触される
列内のスタンプのセットを指定する。Subrasterizerは、サンプル点が位置する
各サブラスタ線に対してスタンプの列内で接触されるスタンプのセットを決定し
、１つの接触されたスタンプのリスト内に接触された１６セットのスタンプを組
み合わせる。Subrasterizerは、各スタンプの列のために要求をMCCAM Cullに渡
し、可視スタンプリストを受信する。可視スタンプリストは、接触されたスタン
プリストと組み合わされ、それによりスタンプ列内の最終潜在可視スタンプリス
トが決定される。各列に対しては、可視スタンプセットがStamp Selectionロジ
ックのColumn Selectionポーションに送信される。Subrasterizerは、各サイク
ルごとに１つのスタンプの列を処理できる。原線が１つ以上のスタンプの列を含
んでいると、Subrasterizerは、１サイクル異常を費やしてその原線を処理し、
それゆえMCCAMに対して入力FIFOからの原線の除去を中断するように要求する必
要がある。Subrasterizer自身は、Column Selectionユニットからの要求に従っ
て中断することができる。 ５．７．２．４ Stamp Selectionロジック内カラム選択 カラム選択サブユニット９０５４はZ Cullユニット９０１２に対して各クロッ
クサイクル内で処理するスタンプを伝える。 ５．７．２．５ Z Cull Z Cullサブユニット９０１２は、サンプルｚバッファを含む。Subrasterizer
が計算したXleftSubi及びXrightSubiに基づき、このサブユニットは原線にカバ
ーされるスタンプ内のサンプルポイントのセットを決定する。このサブユニット
は次に、それらのサンプルポイントにおいて原線のｚ値を計算し、結果のｚ値を
上記スタンプ用のｚバッファ内に保存された対応するｚ値と比較する。この比較
の結果、現Cullモードビット、及びサンプル状態マシンの状態に基づいてｚバッ
ファが更新される。各サンプルに対して、Z Cull内の制限状態マシンが次のビッ
トを生成する。OldSampleKeep、OldSampleSend、NewSampleMask、及びNewSample
Sendである。NewSampleMaskビット（16個）のセットは新たなスタンプポーショ
ン（SP）カバレッジマスクを構成する。新SPがNewVSPキューにディスパッチされ
る。原線がスタンプ内で全く見えない事象（NewSampleMaskビットはFALSE）にお
いては、NewVSPキューには何も送信されない。 ５．７．２．６ MCCAM Update MCCAM Updateサブユニット９０５６は、16個のサンプルポーションに対して最
大16個の更新されたｚ値を決定し、MCCAMユニットに送信してMCCAMを更新する。
５．７．２．７ NewVSPキュー Z Cullサブユニットは、クロックサイクルごとに各Stamp Portionに対して次
の４つのビットセットを生成する。OldSampleKeep、OldSampleSend、NewSampleM
ask,及びNewSampleSendである。「理想的」な状況下では、SPM Mask&Validサブ
ユニットは、各クロックサイクルで新Stamp Portionを保存する。しかしながら
、VSPの早期ディスパッチが起きた場合は、SPM Mask&Validサブユニットは新Sta
mp Portion用に複数クロックを必要とする。本処理が起きると、NewVSPキュー９
０５８は新スタンプポーションを保存し、Z Cullに中断せずに進むことを許容す
る。

【０３５１】 NewVSPキューは単純キューである。本キューは、早期ディスパッチのケースで
のみ有用である。SPM Mask%Validユニットは、一度に１つのVSPしか扱えない。
早期ディスパッチに１つ以上のVSPが関与しており、我々がNewVSPキューを持っ
ていない場合、Z Cullユニットは動作を中断しなければならない。機能解析に基
づき、我々はタイル内で接触されるスタンプを４５０持つことを期待する。深度
の複雑さが２の場合、我々は各タイルに対してZ Cullから出てきた２２５のVSP
を得ることを期待する。我々が見ることのできる手段は、平均でスタンプあたり
約４VSPである。カバーする５０ピクセル領域をオンにしたブレンドを伴う三角
形は、平均３タイル上で接触でき、タイル内で接触できるスタンプの数は８以下
でなければならない。従って、我々はNewVSPキューの深度を３２とする。 ５．７．２．８ SPM Mask&Valid Stamp Portionメモリマスク及びValidサブユニットは、タイル用のVSPカバレ
ッジマスクを含む。各VSPエントリは、そこに有効なVSPが保存されているかを示
す有効ビットを必要とする。VSP用の有効ビットは他のメモリに保存されている
。本サブユニットは、マイクロアーキテクチュアのブロック図に示すように二重
バッファリングされている(例：２つのコピーがある)。活性状態ページは、現タ
イル用VSPを含み、一方ディスパッチ状態ページは最後のタイルのVSP（現在ディ
スパッチ中）を含む。新VSPがNewVSPキューからVSPが除去されると、活性状態SP
M Mask&Validユニット９０６０は、そのマスクメモリにすでに存在するVSPに対
してVSPMaskを更新し、新VSPをメモリの内容に加える。早期ディスパッチを必要
とするカラー混合などの状況が発生した場合は、活性状態のSPM Mask&ValidはSP
M Dataユニットを通じてVSPをディスパッチキューに向けてディスパッチする。
マスク更新または早期ディスパッチの動作は、Z Cull内で生成されるOldSampleK
eep、OldSampleSend、及びNewSampleSend制御信号が制御する。アクティブから
ディスパッチへの、またはその逆の状態遷移は、モードパケットが制御する。タ
イルのパケット信号送出の終わり（TRUEに設定されたCullFlushAllを伴うBegin
Tile、End Frame、Buffer Clear、及びCull Packet）の受信は、タイルをアクテ
ィブ状態からディスパッチ状態への及び逆の切り替えの原因となる。ページイン
ディスパッチ状態は、単純に各スタンプを通して循環し、全VSPをSPM Dataユニ
ット９０６４へと送信する。本ユニットは受信したVSPをディスパッチキューへ
と進める。 ５．７．２．９ SPMデータ Stamp Portion Memory Dataサブユニット９０６４は、タイル内の各VSP用にZs
tamp、ｄｚ/ｄｘ、ｄｚ/ｄｙ、及びColorPointerを保存する。このユニットも二
重バッファリングされている。SPM Mask&Validは、新VSP情報をSPM Dataへと送
信し、それが新VSPを送信すべきかそのメモリにセーブすべきかを伝える。新VSP
がセーブすべき場合は、SPM Mask&ValidはやはりSPM Dataに対して、１６の考え
られるスポットの内のどの場所をVSPが占有すべきかを伝える。なお、早期ディ
スパッチの場合は、SPM Dataはやはり旧VSP及びそれに伴う早期ディスパッチを
必要とするVSPMasksのリストを得る。SPM Dataブロックは先ずディスパッチする
必要のある旧VSPがあるかをチェックする。そのようなVSPが一つでも発見できた
場合は、本ブロックは単にそのメモリからVSPデータを読み出し、SPM Mask&Vali
dブロックからのVSPMaskと併合し、VSPをディスパッチキューに入れる。その後
、このブロックは新VSPがやはり送信すべきかをチェックし、すべきであった場
合は、本ブロックは新VSPデータをディスパッチキューに渡す。新VSPが送信すべ
きでない場合は、このブロックは新VSPデータをそのメモリに書き込む。 ５．７．２．１０ ディスパッチキュー及びディスパッチロジック このユニットは１エントリに相当するデータを２つのSPMディスパッチキュー
の内の１つからMode Injectユニットへと送信する。このユニットは、最初にデ
ィスパッチ状態SPMからディスパッチを試みる。Stamp PortionメモリがそのVSP
を使い果たした後でのみ、本ユニットは活性状態SMPディスパッチキューからデ
ィスパッチを試みる ５．８ Mode Injecionブロック ５．８．１ 始めに Mode Injection(MIJ)ブロックは、Mode Extractionブロックとの結合により、
グラフィックス状態及び関連情報を管理する。従来のグラフィックスパイプライ
ン内では、状態変化は増加する。例：状態パラメータの値は、変更されるまでは
有効である。従って、アプリケーションは変化したパラメータだけを更新すれば
良い。さらに、描画は直線的である。例：原線は受信した順で描画される。点、
線、三角形の細片、三角形の扇形、多角形、四辺形、及び四辺形の細片がグラフ
ィックの原線である。このように、全ての状態変化は、原線に関する空間情報を
受信するまではその原線の描画中有効である。

【０３５２】 本発明の一つの実施例中でAPEXパイプラインとして参照されているように、描
画はタイルベースで行われる。Geometry(GEO)ブロックは原線を順に受信し、全
ての頂点動作を行い、(変形、頂点ライティング、クリッピング、及び原線組み
立て)、及びパイプラインを通してデータを送信する。Sortブロックは、タイム
オーダーデータを受信し、同ブロックが接触するタイルにおいてそのデータを貯
蔵する。(各タイル内では、リストはタイムオーダーとなっている。)CULブロッ
クは、SRTブロックからタイル順にデータを受信し、接待に描画された画像に寄
与することのない原線のパーツを選別する。CULブロックはVSPを生成する。VSP
は、スタンプ上の多角形の可視ポーションに対応する。スタンプは画像の２×２
ピクセル領域である。TEX及びPHGユニットは、VSPを受信し、それぞれフラグメ
ントのテクスチャリング及びライティングする。Pixelブロックなどの最後のブ
ロックは、VSP及びフラグメントのカラーを使用して最終的な絵を生成する。

【０３５３】 原線は多くのタイルに接触する可能性があり、それゆえ、従来の描画パイプラ
インと違って、フレームの描画中に何度も現れることがある（本原線が接触する
各タイルにつき一回）。パイプラインは、原線がパイプラインを入力した時にグ
ラフィックスの状態を有効に記憶し、SRTから下りてくるパイプラインステージ
の問い合わせを受けるたびに呼び出される必要がある。MEXは、暫定オーダー状
態変更データを収集及びセーブするGeometryとSortブロック間のロジックブロッ
クであり、適切なポインタを原線の頂点に付加して原線が描画される場合に、正
しい状態に伴われる。

【０３５４】 Mode Injection(MIJ)ブロックは、状態ポインタ（MLMポインタ）が必要な時に
状態などの関連情報の検索する。このブロックは、情報の適切な再パッケージン
グも行う。再パッケージングの例は、多角形メモリ内の頂点データが検索され、
フラグメント用に原線（三角形、線、点）にバンドルされた場合に発生する。

【０３５５】 動作理論及びAPEX状態管理の背後にある一般原則はMEXブロックのアーキテク
チュア規格中の論点となっている。多角形メモリ内の種々のデータパケットの構
成もMEXブロック規格中で詳細に説明されている。我々は、本書の読者に対して
先ずMEXブロックアーキテクチュア規格を通読することを推奨する。

【０３５６】 本明細書中で、我々は最初にMIJブロックの基本的要件を説明する。次に我々
は、MIJブロックへの入力及び出力インタフェースについて論じる。機能詳細及
びMIJブロックが使用するアルゴリズムの説明をその後に行う。最後に、我々は
機能及びメモリ帯域幅要件を論じる。 ５．８．２ MIJブロックの機能概要 前述したように、MIJはCULブロックからVSPパケットを受信する。各VSPパケッ
トは、２×２ピクセルスタンプ上の原線の可視部分に対応する。Cullブロックか
らMIJブロックに出力されるVSPは、原線によって順序付けられる必要はない。ほ
とんどの場合VSPは、例えば異なる原線に対するVSPがインタリーブされる可能性
があるため、タイル上でVSPの走査順になっている。VSP内のフラグメントのライ
ティング、テクスチャリング、及び構成のために、MIJブロックからのパイプラ
インステージの下流は原線の種類（例：点、線、三角形、線モード三角形）に関
する、ウィンドウ及び目視座標などの原線のジオメトリ、ノーマル、カラー、原
線の頂点におけるテクスチャ座標、及びPixModesなどの描画状態、TextureA、Te
xtureB、Light、Material、及びStippleが原線に適用可能であか、といった情報
を必要とする。この情報はMEXの多角形メモリにセーブされる。MEXは、ColorPoi
ntersもSortに送信される各原線に付加するが、このSortは、また原線のVSPの各
々に渡される。MIJは本ポインタを復号化して多角形メモリから必要な情報を検
索する。

【０３５７】 MIJはBeingFrameパケットをCULから受信した後でフレーム上での作業を開始す
る。フレーム用のVSP処理は、CULがフレーム内の最初のタイルの処理を終え、MI
Jが最初のタイル用VSPを受信すると開始される。 ５．８．２．１ カラーポインタ復号化 カラーポインタは次の３つのパーツから成る。ColorAddress、ColorOffset、
及びColorTypeである。（ColorPointer及びMLM_Pointerの詳細説明に関しては、
モード抽出アーキテクチャ規格として参照される。）ColorAddresは、原線を完
成するColorVertexをポイントする。ColorOffsetは、MLM_Pointerを含む二重八
進数からColorAddressを切り離す頂点の数を提供する。ColorTypeは、原線のタ
イプ、各ColorVertexのサイズ、及びモード三角形用の有効なエッジに関する情
報を含む。原線を作成するColorVerticesの長さは、２個、４個、６個、または
９個の二重八進数である。MIJはColorPointerを復号化してMLM_Pointerを含む二
重八進数及び全ての原線を作成性するColorVerticesのアドレスを得る。MLM_Poi
nterは、多角形メモリの６つの状態パケットの二重八進数アドレスを含む。 ５．８．２．２ キャッシュ管理 ５．８．２．２．１ 問題概要 MIJブロックは、VSPがステージに到着する前にFragment、Texture、Phong、及
びPixelブロックがVSP内フラグメントの処理に必要な全ての情報を持っているか
を確認する。すなわち、原線のColorVerticesは、MLM_Pointer内のポインタにポ
イントされる６つの状態パケット同様に、それらを必要とするブロック内、VSP
フラグメントが処理可能になる前に常駐していなければならない。MIJがMLM_Poi
nter、状態パケット、及びColorVerticesを各VSPに対して検索する場合は、MIJ
は各VSPに対してデータ１キロバイトの量になる。この量は、データ読み出しの
ための多角形メモリ帯域幅の１２５GB/秒に相当すし、FRG及びPIXブロックへの
データの書き出しに必要な量である。明確に、各VSPに対してデータを検索する
のは不可能であり、何らかの形のキャッシングが必要になる。

【０３５８】 VSPと原線に何らかの結合があることを想定するのが合理的である。例えば、
我々は同じ原線に対応する一連のVSPを得る可能性がある。我々はこの結合を使
用して多角形メモリから読み出され、Fragment及びPixelブロックに転送される
データの量を減少させる。原VSPが先行のVSPと同じ原線からディスパッチされた
場合、我々がデータ検索を実行する必要は全くない。以前に指摘したように、VS
Pは原線順にMIJには到着しない。代わりに、それらはタイル上でVSP走査順にな
る。例えば、別々の原線に対する走査線を横切るVSPは、インタリーブされるこ
とがある。この理由により、現在及び前のVSPのみに基づいたキャッシングスキ
ームは、帯域幅を約８０％カットする。他の計画はさらに優れた機能を提供する
。例えば、タイルの、実際には四辺形タイルの、全面上の原線結合に有利なスキ
ームなどを挙げることができる。明らかに、我々は、MIJ内のMLM_Pointer、各状
態パーティション及びカラー原線に対してキャッシュを保つことによて上記スキ
ームを実行することができる。各キャッシュのサイズは、それがタイル上に置か
れる頻度によって決まる。このスキームが問題を解決できる、または多角形メモ
リからデータを検索している間は、我々はMIJからFragment及びPixelブロックへ
のデータが変化するたびにデータ転送を扱う必要がある。我々は、この問題を下
記のように解決した。 ５．８．２．２．２ キャッシュデータ及びタグの切り離し MIJから検索されたデータは、他のブロックで使用される。従って、我々はキ
ャッシュデータをこれらブロック内に保存する。Fragment、Texture、Phong、及
びPixelブロックの各々がキャッシュのセットを持っている。これらキャッシュ
はそれらのキャッシュラインエントリに入る実際のデータを保持している。MIJ
はPolygonメモリからの各ユニットの関連データの検索及びユニットへの送信を
行い、上述の４ユニット内のキャッシュの各々の現在の状態を知る必要がある。
この処理は、各キャッシュに対してタグを保持し、MIJに対して全キャッシュの
管理を容認することによって完了する。このように、キャッシュデータは、それ
を必要とするブロック内に常駐し、キャッシュタグはMIJ内に常駐する。

【０３５９】 MIJは７つのキャッシュを下流ストリームのために管理する。その内１つはFRG
（ColorDataキャッシュ１００１６）用であり、TEX（TexA10018、TexB10020）、
PHG（Light10024、Material10022）、及びPIX（PixMode1002６及びStipple１０
０２８）ブロック用に各２つづつである。これらキャッシュの各々に対して、タ
グがMIJにキャッシュされ、データが対応するブロックにキャッシュされる。MIJ
はまた、タグに従ってデータエントリのインデックスを維持する。これら７つの
キャッシュに加えて、MIJは内部的に２つのキャッシュを効率のために維持する
。その内１つはColorVertexキャッシュ１００１２であり、他はMLM_Pointerキャ
ッシュ１００１４である。これらに対し、タグとデータの双方がMIJ内に常駐す
る。これら９つのタグキャッシュは、完全に結合可能であり、CAMｓを使用してC
hacheタグを調べる。これらキャッシュの一覧を図５５に示す。

【０３６０】 我々は、下記の各節でこれらキャッシュのキャッシングメカニズムを簡単に説
明する。 ５．８．２．２．３ 修正FIFO入れ換えポリシー MIJ内の全てのキャッシュに対して、我々は修正FIFOアルゴリズムを使用して
キャッシュを入れ換える。本アルゴリズムでは、我々はキャッシュ内の各エント
リのためにWashHitフラグをエントリタグと共に保持する。カウンタは、キャッ
シュ内で入れ換えられるべき現エントリを示すために使用される。 ５．８．２．３ カラーキャッシング 「カラー」キャッシングは、カラー原線をキャッシュするために使用される。
有効な処理機能のエクステントによって、多角形メモリ中のColorVertexの長さ
は２個、４個、６個、または９個の二重八進数となる。さらに、それぞれ点か、
線か、または塗りつぶされた三角形かによって原線は１つ、２つ、または３つの
ColorVerticesを必要とする。他のキャッシュと違い、Color Cachingは、通常の
キャッシュの調査及び入れ換えの問題に加えてデータサイズの問題に取り組まな
ければならない。

【０３６１】 たとえ多角形メモリ内の４分の１性能のカラー頂点が９個の二重八進数を占有
していても、実際には我々は９個の二重八進数全部は必要としないことに注意す
るべきである。事実、４分の１性能ColorVertex内には１２００ビットがある。
原線は３つまでのColorVerticesを持つことがある。我々は、ColorCashe内の各
エントリが９００ビットの幅を持つと想定する。このように、フル性能の塗りつ
ぶされた三角形は、１つのColorキャッシュエントリにフィットし、半分性能の
塗りつぶされた三角形は、２つのColorキャッシュエントリにフィットする。我
々は４つのColorキャッシュエントリを３分の１性能レート及び４分の１性能レ
ートの三角形に割り付ける。たとえ３分の１性能レート三角形が３つのColorキ
ャッシュエントリにフィットしても、我々はそれに４つのエントリを割り付ける
ことに注意するべきである。この処理は、我々が３分の１レートの原線に対して
３つのColorキャッシュエントリを使用した場合よりも、格段にキャッシュの保
守を容易にする。我々は、部分的に無効化された原線を扱う必要はない。

【０３６２】 Fragmentブロック内のColorキャッシュは、２５６個のフル性能カラー原線を
保持することができる。MIJ内TagRamはFragmentブロック内のカラーデータキャ
ッシュと１対１に対応する。PEXパイプライン内では、ColorAddressはカラー原
線を一意に識別することに注意するべきである。従って我々は、２４ビットのCo
lorAddressをColorキャッシュ用タグとして使用する。

【０３６３】 カラーデータ取り出し依頼はColorDataFetchサブブロックに送信される。本ブ
ロックはColorAddress及びカラータイプを使用して本原線に必要な頂点の数、各
頂点のサイズ、及び取り出される各頂点のColorAddressを決定する。我々は「カ
ラー」原線の実質的な数が細片または扇形の一部であることを期待する。ここで
は、ColorVertex検索パターン内で結合を利用する機会がある。本処理は頂点キ
ャッシング経由で行われる。CCIXは、Fragmentブロックに行くVSP内に組み込ま
れる。 ５．８．２．３．１ 他のキャッシング 本発明の構造は、Vertexキャッシング、MLM−Pointerキャッシング、Modeパケ
ットキャッシング、Controlパケットキャッシング及びFragmentとPixel Output
キュー Managementを提供する。 ５．８．３ 機能ユニット Mode Injectionブロックは、CULブロックとCULの下流側のパイプラインの残り
の部分の間に常駐する。MIJは、制御及びVSPパケットをCULブロックから受信す
る。出力側では、MIJは、FragmentおよびPixelブロックのインタフェースを行う
。

【０３６４】 MIJは下記処理を実行する役割を負う。 １BeginFrame、EndFrame、及びBeginTileなどの制御パケットのFragment及びPix
elユニットへのルーティング １．先取りパケットのSORTからPixelへにルーティング ３．VSPに対応する原線の全ての頂点に対するColorPointerの決定 ４．多角形メモリ内MLMPointerの位置決定及び検索 ５．多角形メモリ内の種々の状態パケットの位置決定 ６．検索の必要なパケットの決定 ７．Color、TexA、TexB、Light,及びMaterialキャッシュ（Fragment、Texture、
及びPhongブロック用）、PixModeto及びStippleキャッシュ（Pixelブロック用）
の内容把握及び適切なキャッシュポインタの各キャッシュミスデータパケットへ
の付加 ８．多角形メモリからの状態及びカラー頂点パケットの検索 ９・原線の構築。Polygonメモリは頂点ごとのデータを保存する。VSPの原線タイ
プによっては、MIJは多角形メモリから必要な頂点（三角形用に３つ、線用に２
つ、及び点原線ように１つ）を検索する。 １０．Fragment及びPixelブロックへのデータ送信 １１．パイプライン内の中断処理 １２・処理の終わりにおけるMEXへの信号送信 このように、Mode Injectionは、VSP内の各フラグメント用最終カラーの演算
に必要な頂点ごとのデータ同様に状態の検索を扱う。 ５．９ Fragmentブロック（FRG） ５．９．１ 概要 Fragmentブロックは、Cull及びMode Injectionの後、Texture、Phong、及びBu
mpの前に位置する。このブロックは、４つまでのシェ−ディングの必要なフラグ
メントから成る可視スタンプポーション（VSP）を受信する。VSP内フラグメント
は常に同じ原線に属する。従って、フラグメントは、全てのモード設定を含む頂
点において定義された原線データを共有する。与えられたピクセルの４つのサン
プルのうちの１つでも活性な場合は、サンプルマスクsMaskはVSPの活性サブピク
セルサンプルを定義する。これは、フラグメントがピクセルに必要であり、フラ
グメントに基づいたデータの作成に原線用の頂点ベースのデータに書き込みが行
われることを意味する。活性なサブピクセルサンプル位置が使用されてフラグメ
ントの対応するｘ及びｙ座標が決定される。

【０３６５】 帯域幅をセーブするために、Fragmentブロックは、同じ原線に属する複数のVS
Pに再使用されるカラーデータをキャッシングする。ヒットの場合は、Mode Inje
ctionは、キャッシュ内へとインデックスを含むVSPを送信する。キャッシュミス
の場合は、Mode Injectionは、新たなエントリをポイントするColorキャッシュ
インデックスを持つVSPパケットの送信に先立って、新たなカラーデータを持つ
キャッシュからエントリを入れ換える。同様に、全てのモード、素材、テキスチ
ャ情報、及びライト情報設定が使用されているブロックにキャッシングされる。
各キャッシュ用のインデックスもVSPに含まれる。多角形に加えて、Fragmentブ
ロックは幾つかのテクスチャ及びモード情報をキャッシングする。図５６がDSGP
パイプラインの後半のモードデータのキャッシングを示す。

【０３６６】 Fragmentブロックの主な機能は、VSP内の全活性フラグメント用の頂点に提供
される多角形情報の改ざんである。Fragmentブロックの出力ブロックにおいて、
我々は、なおもフラグメントあたりの全ての改ざんされたデータを持つスタンプ
を所持する。Fragmentブロックは与えられたフラグメントを並行に改ざんでき、
VSP内のフラグメントについては任意の順番で実行できる。フルに書き込まれた
スタンプは、受信時と同様の順番でTexture、Phong、及びBumpブロックへと送ら
れる。さらに、Fragmentブロックは、４つまでのテクスチャ用の詳細のレベル（
LODまたはλ）値を生成し、Textureブロックに送信する。

【０３６７】 Fragmentブロックは、可変スタンプ処理時間及びColorキャッシュフィルの潜
在性をスムーズにするために適切にサイズが決定されたFIFOをその入力に持つ。

【０３６８】 図５７にFragmentブロックのブロック図を示す。

【０３６９】 Fragmentブロックは、下記の６個のサブブロックに分割可能である。 １．キャッシュフィルサブブロック１１０５０ ２．Colorキャッシュ１１０５２ ３．Interpolation Coefficientsサブブロック１１０５４ ４．Interpolationサブブロック１１０５６ ５．Normalizationサブブロック１１０５８ ６．LODサブブロック１１０６０ 最初のブロックはColorキャッシュミスを扱う。新たな多角形データは、キャ
ッシュ内旧データを入れ換える。ColorキャッシュインデックスCCIXは入れ換え
るべきエントリをポイントする。このブロックは全ての多角形データを直接キャ
ッシュに書き込むことはしない。このブロックは頂点座標、ｗ座標の逆比例及び
オプションのテクスチャｑ座標を使用して重心係数を計算する。このブロックは
、重心係数を、それらの計算に使用される情報ではなく、キャッシュに書き込む
。

【０３７０】 第二のサブブロックはColorキャッシュを利用する。FragmentがVSPパケット（
ヒット）を受信すると、頂点の多角形データ及びそれに伴う重心係数をアクセス
するためにCCIXにポイントされるキャッシュエントリが読み出される。

【０３７１】 三番目のサブブロックは、VSPの最初のフラグメントに対して改ざん係数を用
意する。係数は、次のフラグメントの係数の増分計算に利用できるように、簡単
な等式のフォーマットで分子及び分母に表現される。分子及び分母双方が三角形
のすべての領域で除されるため、簡略化される。また、重心係数には冗長性（分
数の合計が全部に等しい）が組み込まれているため、分母が持つ心係数の３つの
セットの内の２つを提供するだけで、追加収容及び帯域幅がセーブされる。非性
能ケースでは、１以外のｑ値を持つテクスチャ係数が３つ以上の係数を持つ分母
を使用して書き込まれる。

【０３７２】 スタンプごとに与えられたｘ及びｙ座標は、スタンプ内の左下部ピクセルに対
応する。タイル内のスタンプの位置のみがこれらの座標により決定される。別の
パケットが後続のスタンプが属するタイルの座標を提供する。ルックアップテー
ブルがsMask内の対応するビットと共に使用されて、出力確度におけるフラグメ
ントｘ及びｙ座標の下位ビットを決定する。この活性サンプル位置における改ざ
ん箇所の選択は、改ざん係数が１に等しいその合計により常に正の値であること
を保証する。

【０３７３】 第４のサブブロックは、各カバーされてピクセルに対してカラー、ノーマル、
テクスチャ座標、目視座標、及びBumpタンジェントを改ざんする。改ざん機構は
その正確さに従って４つのグループに分けられる。第１のグループは、８ビット
の固定小数点カラー分数を改ざんする。値の範囲は０から１であり、全てのビッ
トが１に設定された値１のバイナリ表現である。第２のセットは１６ビット、固
定小数点、ノーマル用ユニットベクトル、及び表面タンジェント方向を改ざんす
る。第３のセットは、１６ビットの対少数を持つ２４ビットの浮動小数点数を改
ざんする。頂点目視座標、ノーマルの大きさ、及び表面タンジェントはこのカテ
ゴリに含まれる。最後のグループは、やはり２４ビットのFP数であるテクスチャ
座標を改ざんするが、異なる改ざん係数を持つこともある。全ての改ざん係数は
、２４ビットFP値として生成されるが、８ビットまたは１６ビットの固定小数点
値を改ざんする場合は、より少ないビットまたは固定小数点表現を使用すること
ができる。

【０３７４】 第５のサブブロックは、ノーマル及び表面タンジェントを再正規化する。この
プロセス中に得られた大きさは廃棄される。オリジナルの大きさは、Phong及びB
umpブロックに送られる前に個別に改ざんが加えられる。

【０３７５】 テクスチャマップu、ｖ座標及び詳細のレベル（LOD）は、第６のサブブロック
内で評価される。重心係数は、テクスチャLODの決定に使用される。２つのテク
スチャ座標を持つ４つの異なるテクスチャがサポートされる。従って、ユニット
は４つまでのLOD及び２４ビットFP値で表されるフラグメントごとのｓ、ｔ座標
の２つのセットを提供することができる。 ５．９．１．１ sMask及びpMask 図５８に、種々の原線によって形成されるピクセルフラグメントを持つVSPの
例を示す。ｓＭａｓｋのコピーもシェ−ディングブロック（Fragment、Texture
、Phog、及びBump）をバイパスしてPixelブロックに直接送信される。バイパス
パケットもｚ値、Mode、及びPolygon Stipple Indicesを示し、VSPptrにポイン
トされる場所で、リオーダーバッファに書き込まれる。ｐMaskはFragmentブロッ
ク内で生成され、ｓMaskの代わりにTexture及びPhongへと送信される。実際のカ
バレッジはPixel内で評価される。 ５．９．１．２ 三角形に対する重心改ざん Fragmentブロックは、透視図修正された重心改ざんにより値を改ざんする。こ
の節においてプロセスを記述する。

【０３７６】 三角形の描画により生成された各フラグメントを伴うデータの場合、我々はこ
れらの値が、いかにして三角形内フラグメントに対して提供されたかを指定する
ところから始めた。我々は、三角形１１１７０に対して重心座標を定義した（図
５９）。重心座標は、次の３つの数字のセットである。各々[０，１]の範囲にあ
るA₀、A₁、及びA₂であり、A₀＋A₁+A₂＝１である。これらの座標は、三角形また
は三角形の境界上でいずれかの点ｐを下記のように一意に指定する。 ｐ（ｘ、ｙ）＝A₀（ｘ、ｙ）×V₀＋A₁（ｘ、ｙ）×V₁＋A₂（ｘ、ｙ）×V₂ ここで、V₀、V₁、及びV₂は三角形の頂点であり、A₀、A₁、およびA₂は下式の通り
である。

【０３７７】

【数１６】 ここで、Area(i,j,k)頂点ｉ、ｊ、及びｋを持つ三角形のウィンドウ座標内の
領域に与える。本領域を演算する一つの方法を下記に示す。 Area(V₀,V₁,V₂)＝１/２（ｘ_W0,×ｙ_W1−ｘ_W1×ｙ_W0＋ｘ_W1×ｙ_W2−ｘ_W2×ｙ_W1＋
ｘ_W2×ｙ_W0−ｘ_W0×ｙ_W2） V₀、V₁、及びV₂データをそれぞれｆ₀、ｆ₁、及びｆ₂として与える。次に、三
角形のラスタ画像処理により生じたウィンドウ座標ｘ及びｙを持つフラグ面tに
おけるデータの値ｆ（ｘ、ｙ）な下記により与えられる。

【０３７８】

【数１７】 ここで、W_c0、W_c1、W_c2はそれぞれV₀、V₁、およびV₂のクリップｗ座標である
。A₀、A₁、及びA₂はデータが与えられるフラグメントの重心座標である。 a₀=a₁＝a₂＝１ 次の式で表されるテクスチャｓ及びｔ座標は例外である。 a₀=q₀、a₁＝ｑ₁、a₂＝ｑ₂ ５．９．１．３ 線に対する改ざん 線に沿ったフラグメントデータに対する書き込みの場合は、多少異なった公式
が使用される。

【０３７９】 作成されたフラグメントセンターのウィンドウ座標をｐ_r＝（ｘ、ｙ）で与え
るようにし、ｐ₂＝（ｘ₂、ｙ₂）及びp₁＝（ｘ₁、ｙ₁）を線のエンドポイント（
頂点）とする。下記のようにtを設定し、ｐ₁においてｔ＝０であり、ｐ₂におい
てはｔ＝１である。

【０３８０】

【数１８】 ５．９．１．４ 点に対する改ざん 原線が点の場合、改ざんは一切行われない。頂点２はデータを保持しているも
のとする。ｑがｓに等価でない場合は、ｓ、ｔ、及びｒ座標がｑによって分割さ
れる必要がある。 ５．３．１．５ ベクトル改ざん バンプマッピングの場合、ノーマル及び表面タンジェントは有向ユニットベク
トルを伴う大きさを持つ場合がある。この場合、我々はスカラー大きさとは別に
ユニットベクトルコンポーネントを改ざんする。この処理は、明らかに大きさを
持つｘ、ｙ、及びｚコンポーネントを改ざんするよりも、良い視覚的結果を与え
る。この事実は、方向と大きさが別々に使用されている場合は特に重要である。

【０３８１】 図６０に、異なる大きさのベクトル間の改ざんがいかにして不均等な角度の粒
の結果をもたらすかを示す。これは、我々がノーマル及びタンジェントに対して
この方法で改ざんをしない理由である。 ５．３．１．６ フラグメントｘ及びｙ座標 図６１に、いかにしてフラグメントｘ及びｙ座標を使用して改ざん係数が形成
されるかを示す。タイルｘ及びｙ座標は、タイル処理フォームの開始時に最上位
ビットとなる。サンプルマスク（sMask）が処理を必要とするフラグメントを見
つけるのに使用される。ルックアップテーブルは、サブピクセル確度において最
下位ビットを与える。我々は、サンプル場所の選択された２ビットを取り除くこ
とができる場合にはULTのサイズを減少させることが可能となる。 ５．９．２ 等式 ５．９．２．１． キャッシュミス計算 最初の重心係数は、Fragmentユニット内のColorキャッシュミスの評価に必要
である。三角形の場合は下式となる。

【０３８２】

【数１９】 上記の等式内でｘ_W0,ｘ_W1,ｘ_W2は３つの三角形の頂点のx座標である。同様に
、ｙ_W0,ｙ_W1、及びｙ_W2は三角形頂点の３つのy座標である。実際の重心係数の場
合、全てのコンポーネントは三角形の領域によって分割されなければならない。
我々のケースでは、やはり領域により分割された係数を持つ分母を形成する透視
図修正のためにこの処理は必要ない。

【０３８３】 頂点座標ｘ_W1,ｘ_W2,及びｙ_W1,ｙ_W2を持つ線の場合は、下式が適用される。

【０３８４】

【数２０】 我々はいま、下記のように透視図修正重心係数コンポーネントを形成した。

【０３８５】

【数２１】 ここで、W_ic0は、頂点０のクリップｗ座標の逆比例である（逆比例はGeometry
内で実行される）。

【０３８６】

【数２２】 分母コンポーネントは、個々の定数を分子に加えることによって形成される。
D_x=C_x0＋C_x1+C_x2;D_y=C_y1＋C_y1+C_y2；D_k=C_k0+C_k2 上記計算は、各三角形に対して一回だけ実行すれば良い。カラーメモリキャッ
シュが同じ三角形の次のVSPに対して係数をセーブするのに使用される。キャッ
シュミスが起きた場合は、係数は最評価が必要になる。 ５．９．２．２ 改ざん係数 次に、我々は座標を持つVSPの最初のピクセルに対して重心座標を用意する。

【０３８７】

【数２３】 次に、ｘ方向の次のピクセルの場合は、下式を適用する。

【０３８８】

【数２４】 または、ｙ方向の次のピクセルの場合は、下式を適用する。

【０３８９】

【数２５】 非性能のケース（半分のレート）では、テクスチャ座標ｑ_n[m]が１に等しく、
ｎが頂点番号（０から２）で、ｍはテクスチャ番号（０から３）の場合、改ざん
テクスチャ座標用の追加分母が評価される。

【０３９０】

【数２６】 （ｘ、ｙ）座標を持つ与えられたピクセル用の重心座標が評価される場合、我
々はそれらを改ざんに使用する。線L0は必要ではないが、下記式内ではゼロであ
るものとする。 ５．９．２．３ 改ざん等式 フル性能モードでは、我々はテクスチャ座標の1セットを改ざんする。

【０３９１】

【数２７】 カラーを放散及び反射する。

【０３９２】

【数２８】 ８ビットカラー値は、実際に０から１の、それらの数字を含む範囲の分数であ
ることに注意する。変換により、失われた表現された数字は１−２−８である。
１の値は、失われた表現の場所を取って設定された全てのビットで表現される。
カラーインデックスがR、G、B、及びAの代わりに使用されている場合、８ビット
インデックス値がカラーのDiffuse及びSpeculaｒコンポーネントのR値を入れ換
える。

【０３９３】 表面はノーマルである。

【０３９４】

【数２９】 ノーマルベクトルは、改ざんの後で再正規化されなければならない。

【０３９５】

【数３０】 半分レート（蓄積）において、我々は必要な頂点目視座標を改ざんする。

【０３９６】

【数３１】 半分レート（蓄積）において、我々は４つまでのテクスチャ座標を改ざんする
。この処理は、単純等式または重心座標を使用して実行される。ｒテクスチャ座
標も、関連するボリュームテクスチャ描画に対して改ざんが加えられるが、フル
レートの３分の１においてである。

【０３９７】

【数３２】 ユーザによって頂点ごとのバンプタンジェントとして部分分数が提供された場
合は、我々はそれらを改ざんする必要がある。簡易化として、ハードウェアは常
に表面タンジェントを半分のレートで改ざんする。

【０３９８】

【数３３】 表面タンジェントもノーマルと同様に改ざんの後で正規化されなければならな
い。

【０３９９】 我々は、やはり重心係数を使用して、ウィンドウｘ及びｙ座標に関連してテク
スチャ座標の部分導関数を評価する。

【０４００】

【数３４】 ｑ_n[ｍ]が１に等しい事象では、Ｗ_i(ｘ、ｙ)がＷ_qi[ｍ]（ｘ、ｙ）と置き換わ
る。

【０４０１】 これは、改ざんされたｓ、ｔ、及びそれらの部分導関数の評価の代替法の優れ
た紹介である。

【０４０２】

【数３５】 他の項も同様に評価される。カラーやノーマルのような全ての改ざんを必要と
する値は、この単純等式で表現でき、三角形情報キャッシュにセーブして増分さ
れた評価アプローチにより演算要件を減少させることができる。

【０４０３】 我々は下記を定義する。

【０４０４】

【数３６】 個々で、λは詳細のレベル（LOD）と呼ばれ、ｐはテクスチャ画像の拡大縮小
をつかさどるスケール係数である。ｎ及びｍは、２次元テクスチャマップの幅及
び高さである。ｕ及びｖの部分導関数はｓ及びｔの部分導関数を使用して得る。
１次元テクスチャマップの場合、ｔ、ｖ、及び部分導関数δv／δｘ及びδｖ/δ
ｙはゼロに設定される。線の場合、下記の公式が適用される。 △ｘ＝ｘ₂−ｘ₁；△ｙ＝ｙ₂−ｙ₁ DSGPパイプラインはそれぞれテクスチャ座標を２セット持つ４つまでのテクス
チャをサポートする。特に、ｉ＝０．３の場合： TEXTURE_１D[ｉ]＝＝１またはTEXTURE_2D[i]==1、この場合、我々はテクスチャ
座標TEXTURE_COORD_SET_SOURCE[i]を使用してλを演算する。

【０４０５】 Fragmentブロックは、各活性テクスチャに対し、ｓ、ｔ、ｒ、及びλをTextur
eブロックに渡す。λは最終ＬＯＤでないことに注意するべきである。テクスチ
ャブロックには、λに対する値を得るためにＬＯＤクランピングなどの追加規則
が適用される。 ５．９．３ メモリキャッシングスキーム Fragmentは、３つのキャッシュを使用して必要な動作を実行する。一次キャッ
シュはカラーキャッシュである。本キャッシュは、原線（三角形、線、または点
）のためにカラーデータを保持する。キャッシュミス決定及び入れ換えロジック
は実際にはMode Injectブロックに位置する。Fragmentブロックは通常通り、付
加されたカラーデータを保持するエントリをポイントするインデックスを持つ「
ヒット」パケットを受信する。Mode Injectブロックがミスを検出すると、「フ
ィル」パケットが最初に送信されて、新しいデータを使用するためにいずれかの
[ヒット]パケットが送信される前にキャッシュ内エントリを新たしいデータと入
れ換える。従って、Mode Injectによって送信されたパケットの順番を変更しな
いことは重要である。なぜならば、キャッシュ入れ換え及び使用ロジックは、入
りパケットが順に処理されるものとしているからである。

【０４０６】 Fragmentブロックは、キャッシュが一杯になっている間、Colorキャッシュへ
の書き込みの前にデータの一部を変更する。この処理は、ミスタイム間に重心係
数を準備するために実行される。頂点ウィンドウ座標である頂点におけるｃｌｉ
ｐ−ｗ座標及び頂点におけるテクスチャｑの逆数が、C_{x 〔 1:0 〕}、C_{y 〔 1:0]}、D_x
、D_y、D_k重心係数に置き換えられる。同様に、S_x、S_y、T_x、及びT_y値がキャッシ
ュミスの間に他のデータと共に保存される。

【０４０７】 Colorキャッシュは、その時点で２５６エントリ、４セットの添付キャッシュ
、に構成されている。Mode Inject及びFragument UnitのmicroArchitectureは、
目的の性能を保持するためにその構成を変更する。フルレートにおいては、Colo
rキャッシュのミスは、処理されたVSPの平均の15％未満と思われる。

【０４０８】 半分のレートで求められるデータは、Colorキャッシュに２つの連続エントリ
として保存される。このケースで提供されるインデックスは、常に偶数である。

【０４０９】 Fragmentブロックで使用されるテクスチャ情報には、２つのモードのキャッシ
ュが使用される。これらのキャッシュは、同等に編成されたものであり、各々２
テクスチャ分の情報を持っている。２つのテクスチャ座標TX01X及びTX11Xは、全
「ヒット」パケット内に提供されてテクスチャ座標を最大4つのテクスチャに付
加する。各テクスチャにつき、下記データがテクスチャモードキャッシュから読
み出される。

【０４１０】 TEXTURE＿１D、TEXTURE_２D、TEXTURE_３Dは与えられたテクスチャの有効ビッ
トである。

【０４１１】 TEXTURE_HIGH、TEXTURE_WIDTHはそれぞれu及びｖ計算内で使用されるｍ及びｎ
値である。

【０４１２】 TEXTURE_COORD＿SET_SOURCEは与えられたテクスチャにくくられるテクスチャ
座標を示す。

【０４１３】 テクスチャモードのキャッシュは、３２エントリ完全連結可能キャッシュであ
る。テクスチャモードのキャッシュ０の想定されるミスレートは、VSPあたり0.2
％未満である。

【０４１４】 なお、モードもModeキャッシュ中のFragmentにキャッシングされる。Modeキャ
ッシュは完全連結可能な８エントリキャッシュとして構成される。想定されるミ
スレートはVSPあたり0.001％未満である（無視できる）。下記情報がModeキャッ
シュにキャッシングされる。 SHADE_MODEL（1ビット） BUMP_NO_INTERPOLATE(1ビット) SAMPLE_LOCATION_SELECT（３ビット） ５．９．４ 可能な未来の思考 VSPの処理順序も変更が可能である。Pixelブロック前のリオーダーブロックが
スタンプを最構築する。同じｘ及びｙ座標（別々の原線に属する）を共有するVS
Pは、到着した順でPixelに渡されなければならない。各VSPに伴うVSPptrは、リ
オーダーバッファ内のVSPの位置を示す。バッファはFIFOとして構成され、最も
前に位置するシェ−ディングが完了したスタンプがPixelブロックへと向かう。

【０４１５】 VSP処理順序に関するもう一つの考慮は、種々のモードキャッシュである。モ
ードインデックスは、「ヒット」パケットが「ミス」パケットを横切らないこと
を想定している。これは、「ミス」パケットが「ヒット」パケットのバリアーを
形成することを表している。明らかに、Mode Injectionが提供した順序で下流側
ブロックがパケットを見るため、プロセス順序は対応するモードキャッシュ情報
を取り出した後で変更可能となっている。 ５．１０ Textureブロック（TEX） ５．１０．１ 概要 ３Ｄグラフィックスでは、多角形が使用されてオブジェクトの形を定義する。
テクスチャマッピングは、詳細画像を持つカラリング多角形により表面テクスチ
ャをシミュレートするテクニックである。特徴として、単一のテクスチャマップ
は多くの多角形から成るオブジェクトをカバーする。テクスチャマップはRGBAカ
ラー（Apex内で最大２K×２K）の長方形の配列である。ユーザは、Geometryブロ
ック内で手動または自動で各頂点のテックチャマップ内に座標を供給する。これ
らの座標は、各フラグメント用に改ざんされ、テクスチャ値はテクスチャマップ
及びフラグメントに割り付けられたカラーの中から調べられる。バンプマップ係
数もlight_textureエクステンションを使用して同様に得られる。詳細はPhongブ
ロックを参照されたい。

【０４１６】 オブジェクトは観察者から遠い場合は小さく現れるため、テクスチャパターン
がテクスチャリング中のオブジェクトと同サイズで現れるようにテクスチャマッ
プの縮尺を決めなければならない。無論、各フラグメントのテクスチャ画像の縮
尺及びフィルタリングは高価な計画である。Mipmappingは、走行中に描画者に対
して本作業の一部を避けることを許容する。ユーザは、引き続くより低いリソリ
ューションにおいて一連のテクスチャ配列を提供する。各配列は、指定された詳
細のレベル（LODまたはλ）を表す。Fragmentブロックは、観察者からの距離に
基づいて各フラグメントに対する詳細のレベルの値を計算し、Textureブロック
は二つの最も近いミップマップ配列の間を改ざんして同フラグメントに対するテ
クスチャ値を生成する。例えば、フラグメントがλ＝０．５を持っている場合、
Textureブロックはλ＝０及びλ＝１を表す配列の間を改ざんする。

【０４１７】 Apexボードは、１秒あたり２５０Mのテクスチャリングされたフラグメントに
おいて三線に囲まれたミップマッピングによる、テクスチャマッピングをサポー
トする。フラグメントあたり最大８つのテクスチャマップ及び８セットのテクス
チャ座標が相対的に低い性能でサポートされる。Apexは、SGIエクステンション
または高さ傾きフィールドを使用してバンプマップをテクスチャとして扱う。テ
クApexは３Dテクスチャマッピングを幾分低いレートで実行する。これは、テク
セルキャッシュが、オプションのテクセル再使用がより少ないため、上記処理を
より非効率的に実行するからである。

【０４１８】 我々は、Apex内で下記エクステンションをOpenGL1.1にサポートする。 ・ マルチテクスチャ…フラグメントあたり最大８テクスチャマップ及び８セッ
トのテクスチャ座標 ・ ３Dテクスチャ…３Dテクスチャは二線にはさまれた混合動作をサポートする
。３Dテクスチャに対する三線に囲まれたミップ−マッピングはソフトウェアで
扱われる。 ・ LODクランピング…テクスチャLODのサブセットのみをミップマッピングに使
用するよう要求する。 ・ エッジクランプ…クランピングされたテクスチャの正しい実行法 ・ 影…マルチパス影をサポートする簡単なエクステンション ・ バンプ及び深度テクスチャ（１２−１２−１２及び１６−１６）に対する符
号付きデータタイプサポート エッジクランピング、LODクランピング、及び３DテクスチャリングはOpenGL1.
2の一部である。

【０４１９】 テクスチャブロックはテクセルをキャッシングしてローカル使用を得る。テク
スチャマップは２×２ブロックのRGBAデータ（ブロックあたり１６バイト）テク
スチャメモリに保存される。ただし、ノーマルベクトルはこの限りではなく、１
８バイトブロック（６−６−６）に保存されることがある。 ５．１０．１．１ 仮想テクスチャ番号 ユーザは、テクスチャがOpenGLコールでユーザスペースから渡されると、テク
スチャ番号を提供する。ユーザは１マップでテクスチャリングされる幾つかの三
角形を送信でき、同じテクスチャ番号を付加されたテクスチャを、同じフレーム
内で三角形以外のテクスチャに変更することができる。我々のパイプラインは、
フレーム用のテクスチャデータの全セットがテクスチャブロックで利用可能なこ
とを要求する。ソフトウェア内では、我々は仮想テクスチャ番号を各テクスチャ
マップに割り付ける。 テクスチャメモリ テクスチャメモリはテクスチャブロックが現在使用しているテクスチャ配列を
保存する。ソフトウェアは、テックスチャ配列をホストメモリからテクスチャメ
モリにコピーすることによってテクスチャメモリを管理する。ソフトウェアはテ
クスチャ配列アドレスのテーブルもテクスチャメモリ内に維持する。 ５．１０．２．１ テクスチャアドレッシング テクスチャブロックは、仮想テクスチャ番号及びLODによってテクスチャ配列
を識別する。最も高いLOD用の配列は、単一レコードにまとめられる。（ある実
施例内ではRODは７つで、各RODは２１キロバイトを含む。）テクスチャ配列ポイ
ンタテーブルは、テクスチャ配列ID(LODに付加された仮想テクスチャ番号)をテ
クスチャメモリ内のアドレスと組み合わせる。我々は数千のテクスチャ配列番号
をサポートする必要があり、テクスチャ配列ポインタテーブルはテクスチャメモ
リに保存されなければならない。我々は、テクスチャ配列IDを１秒間に５００M
回アドレスにマッピングする必要がある。幸運ながら、隣接したフラグメントは
は通常同じテクスチャ配列を共用するため、我々は、テクスチャ配列ポインタ用
に良いタイルレートをキャッシュと共に得る必要がある。（ある実施例では、テ
クスチャ配列キャッシュのサイズは１２８エントリだが、他のサイズも、大小を
問わず利用できる。）図５２にテクスチャ配列アドレッシングの概要を示す。

【０４２０】 テクスチャブロックは、ダブルハッシングアルゴリズムを利用してメモリ内の
ポインタテーブルを検索する。ソフトウェアは、ハードウェアハッシングアルゴ
リズムを使用してテクスチャ配列ポインタテーブルを管理する。 ５．１０．２．２ テクスチャメモリ割り当て ソフトウェアは、テクスチャメモリの割り当てを扱う。テクスチャブロックが
テクスチャメモリ内にないテクスチャ配列を必要とすると、割り込みをホストに
送信する。ホストはメインメモリからテクスチャ配列をコピーし、上記のように
テクスチャ配列ポインタテーブルを更新する。ホストは、どのテクスチャ配列が
新しいデータにより上書きされるかを制御する。

【０４２１】 ホストは、ゴミの収集などのためにテクスチャメモリを再アレンジする。ハー
ドウェアは下記のメモリコピーをサポートする。 ・ ホストからメモリ ・ メモリからホスト ・ メモリからメモリ 正しい振る舞いを保証するために、同期スキームが採用される。乱暴な力まか
せのアプローチは、いずれのメモリコピー活動にも先立ってテクスチャブロック
を洗い流してしまう。しかしながら、我々はテクスチャ配列ポインタテーブル１
３１０６に基づいたより気軽な計画を大域的に取り入れることができる可能性が
ある。ソフトウェアは、幾つかのコマンドを使用してパイプラインを開始、停止
、及び洗い流す処理を通じて同期を制御する。下記「ホストコマンド」を参照。
５．１０．２．３ テクスチャメモリの内容 テクスチャ配列は２×２テクセルブロックに分割される。配列内の各テクセル
ブロックは、RGBA、RGA、または４つのテクセル用の高さ傾きデータを含むレコ
ードによりテクスチャメモリ内に表される。三線に囲まれミップ−マッピングに
よって与えられたフラグメントのテクスチャリングは、フラグメントが２×２ブ
ロックに関連してどこに落ち込むかにより、これらブロックの２から８バイトの
アクセスを必要とする。 ５．１０．２．４ テクスチャメモリデータパス テクスチャメモリとテクスチャブロック間の通常のパスに加えて、ホストメモ
リからテクスチャメモリへのパスがある。帯域幅は５００MB/ｓでなければなら
ない。このこの「バックドアバス」パスは、フレームバッファを及びテクスチャ
メモリをホストに接続する。我々は、ソフトウェアの制御下でのテクスチャメモ
リのメモリかたメモリへのコピーもサポートする。 ５．１０．２．５ テクスチャフォーマット ハードウェア内では、我々はOpenGl内部フォーマットRGBA8、RGB１２（符号付
き）及びLUMINANCE16_ALPHA16（符号付き）をサポートする。ソフトウェアは、R
GB8などのこれらフォーマットの記憶のサブセットを使用する他のフォーマット
をサポートする。バンプマップ係数などのテクスチャメモリの使用は、テクセル
ビットを他の方法で解釈する。テクスチャブロックの後で、全カラーが、コマン
ド、深度、及び高さフィールドのようなlight_texture量を除いて、８ビット量
として扱われる。

【０４２２】 上記のフォーマットをサポートするには、我々は２セットの１６ビット値、３
セットの１２ビット値、または４セットの８ビット値の直線改ざんを実行する必
要がある。Textureブロックは、４セットの数学的ユニットを使用して計算する
。内２つは１６ビット確度、１つが１２ビット確度、１つは８ビット確度である
。

【０４２３】 １６及び１２ビット動作の全てが符号付きである。正規のカラーを符号付１２
ビット数の扱いも８ビット符号なし異常を保存する。 ５．１０．２．５．０．１ ビデオテクスチャ 幾つかのYUV（またはYIQ）フォーマットの１つの中にビデオフィードがある。
我々はRGBへの変換を行い、２Dコアを使用してRGBを解釈し、Rambusマスクド書
き込みを利用してテクセルを２×２ブロックへ収容することにより値をテクセル
フォーマットへとパックする（スキャンラインオーダーの代わりに２×２ブロッ
ク）。本データはTextureメモリに保存され、正常テクスチャとして表示される
。 ５．１１ Phong及びBump Mappingブロック（PHB） ５．１１．１ アルゴリズム概要 Phongブロックは、テクスチャブロックからのテクスチャ情報を持つフラグメ
ントブロックからのカラー、マテリアル、ジオメトリック、及びライティング情
報を組み合わせてフラグメントのカラーを計算する。結果はカラードフラグメン
トであり、フレームバッファ内にすでに常駐しているいずれかのカラー情報と混
合されるとPixelブロックへと送り出される。

【０４２４】 Phongはフレーム、ファイル、またはスクリーンスペースを気にしない。 ５．１１．２ カラーインデックスモード テクスチャ及びフラグメントライテフィング動作は、カラーインデックスモー
ドには入らない。Phongブロックによって実行される唯一の計算は、フォグ計算
である。この場合、入力フラグメントカラーのR値の仮数は、０から２５５まで
変化する８ビットカラーインデックスとして解釈され、処理のために直接フォグ
ブロックにルーティングされる。 ５．１１．３ パイプライン位置 Phongブロックは、Textureの後、Pixelの前に位置している。本ブロックはテ
クスチャ及びフラグメント双方からパケットを受信する。フラグメントは、フラ
グメントごとのデータを、Mode Injectionから渡されるキャッシュフィルパケッ
ト同様に送信する。テクスチャは、テクセルデータのみを送信する。

【０４２５】 Phongによってもたらされる結果のみがPixelに送信され、Pixelが要求する他
の全データは別のデータパス経由で来る。図６３にパイプライン内のPhongの位
置及び隣接ブロックとの関係を示す。

【０４２６】 Phongブロックは次の２つの内部キャッシュを持つ。シーンライト及び大域描
画モードのように頻繁には変化しない情報を保持する「ライト」キャッシュ、及
び一般的にオブジェクトごとに変化する情報を保持する「素材」キャッシュであ
る。 ５．１１．４ Phong演算ブロック Phong手順は、本切に要約される幾つかのサブコンポーネントにより成る。必
要なデータの詳細に伴う擬似コード及び状態情報は本明細書中で後に記述する。
図６４にPhongのブロック図を示し、実行される種々の演算を示す。 ５．１１．４．１ テクスチャ演算 テクスチャ演算１４１１４はTextureブロックから来るテクセル及び素材キャ
ッシュからのテクスチャモード情報を受け付ける。本機能は、テクスチャ環境計
算を適用し、複数のテキスチャがあればそれらを併合する。本機能は、テクスチ
ャの従来通りの使用のケースでは、結果をライト環境サブユニットに送り出し、
テクスチャがカラーを除くPhong計算の幾つかのパラメータの変更時にテクスチ
ャが解釈されるケースでは他のサブユニットに送り出される。 ５．１１．４．２ 素材演算 素材演算１４１２６はライティング演算用の素材値のソースを決定する。本機
能は現素材モードビットを使用して、テクスチャ値またはGouraud計算内でディ
スパッチされる入り一次カラーを持つフラグメント素材の入れ換えを決定するこ
とがある。 ５．１１．４．３ バンプ演算 バンプ演算１４１３０は、表面ノーマルを決定する。本機能は、単純にフラグ
メントにより改ざんされたノーマルを渡すか３×３マトリックス乗算が関わる計
算内のテクセル値を使用することがある。 ５．１１．４．４． ライトテクスチャ演算 Light-Texture演算１４１３４はライトのコンポーネントのいずれがテクスチ
ャ演算から送られてきたテクセルにより入れ換えられるべきかを決定する。 ５．１１．４．５ フラグメントライティング演算 フラグメントライティング演算１４１３８は、GEOブロック内の頂点ごとのラ
イティングに使用される等式に似た等式を使用して実際のライティング計算を本
フラグメントに対して実行する。 ５．１１．４．６ ライト環境演算 ライト環境演算１４１４２はフラグメントライティング演算の結果をTテクス
チャブロックから送られてきたテクスチャカラーと混合する。 ５．１１．４．７ フォグ演算 フォグ演算１４１４６は「フォグ」に適用結され、観察者の視線からフラグメ
ントの距離のみによる演算を使用してフラグメントカラーを変更する。本機能は
最終結果をPixelブロックに送り出す。 ５．１２ Pixelブロック（PIX） ５．１２．１ Pixelブロックの概要 Pixelブロック（PIX）は、３Dパイプライン中のバックエンドのまえの最後の
ブロックである。本ブロックは、OpenGL及びDirect３Dのフラグメントごとの動
作の役割を負う。これらの動作はアルファテスト、ステンシルテスト、深度テス
ト、ブレンド、振動、及びロジック動作を含む。ピクセルオーナーシップテスト
はウィンドウシステムの一部（OpenGL1.1規格の第４章参照）であり、バックエ
ンド内で実行される。これら動作に加えて、Pixelはアンチアライアシングに対
するサンプル蓄積を実行する。

【０４２７】 PIX前のパイプラインステージは、原線をVSPに変換する。VSPは、スタンプ上
の多角形の可視ポーションに対応する。スタンプは、画像の２×２ピクセル領域
である。SRTブロックは、各タイルに対する原線の収集の役割を負う。CULブロッ
クはSRTブロックからタイル順にデータを受信し、絶対に描画された画像には資
することのない原線のパーツを選別する。CULブロックはVSPを生成する。TEX及
びPHGユニットもVSPを受信し、それぞれフラグメントのライティング及びテクス
チャリングの役割を負う。

【０４２８】 PIXブロックはMode Injection（MIJ）及びPhong(PHG)ブロックから入力を受信
する。VSP及びモードパケットはMIJから受信し、VSP用フラグメントカラーはPHG
から受信する。PHGもVSPに対してフラグメントｚ値を供給することがある。オブ
ジェクトがそれに適用される深度テクスチャを持っている場合に、上記処理が起
きる。VSP用のフラグメントカラーは、VSPと同じ順番でPIXブロックに到着する
ことに注意する。PIXブロックは、適用可能モード設定に従って各可視サンプル
用データを処理する。PIXが現タイル用の全スタンプの処理を済ませると、Pixel
Out(PXO)ユニットに対して信号を送ってカラー、ｚ、及びタイル用ステンシルバ
ッファの出力を促す。PixelOutユニットはピクセルサンプルを処理してカラー、
ｚ、及びピクセル用のステンシル値を生成する。これらピクセル値は、バックエ
ンド(BKE)ブロックに送信される。フレームバッファ用のRDRAMメモリコントロー
ラはBKEブロック内にある。BKEブロックはPIXによるジオメトリ（VSP）の描画用
の現タイルバッファを準備する。本処理は、既存のカラー、ｚ、及びステンシル
値のフレームバッファからのローディングを含む。 図６５にPixel（PIX）ブロックのブロック図を示す。

【０４２９】 サンプルごとのｚ、ステンシル、及びカラーバッファは二重バッファリングさ
れている。それゆえ、PixelOutが1つのタイルをバックエンドに送信していると
、深度及び混合ユニットは２番目のタイルに書き込みを行っている場合がある。
サンプルごとのカラー、ｚ、及びステンシルバッファは、1024サンプルなどのタ
イル1つ分のデータを保存するのに十分な大きさを持っている。ピクセルごとの
ｚ、ステンシル、及びカラーバッファは各タイルにも用意されている。これらの
ピクセルごとのバッファは、BKEブロックとのインタフェース用に中間記憶とし
て使用される。

【０４３０】 PIXはMIJからバックエンド（BKE）ブロックに向かう幾つかのパケットを受信
する。入力フィルタは、バックエンドプリフェッチキュー上のこれらパケットを
適切に渡す。上記パケットは、受信した時の順番で上記キュー内で処理される。
幾つかのパケットはPixelOutユニット内のキューへと送信される。前述のように
、PIXブロックはMIJ及びPHGブロックから入力を受信する。これら２つの入力を
取り扱うための２つの入力キューがある。MIJからのデータパケットはVSPキュー
に向かい、PHGからのフラグメントColor/depthパケットはColorキューに向かう
。PIXブロックはBKEブロックに向かうパケットの幾つかも受信する。BKE及びPXO
ブロックは受信順でデータパケットを処理する。MIJはデータパケットを入力FIF
Oに入れる。入力バッファは、パケットヘッダーを検査し、BKEブロック向けのデ
ータをBKEブロックに送信し、PIXが必要とするデータパケットをVSPキューに送
信する。MIJから受信したパケットの大部分は、VSPキューに向けたものであり、
幾つかはBKEブロックに向かうだけであり、幾つかはBKE及びPXOユニットに送信
されてVSPキューにコピーされる。

【０４３１】 我々は、タイル動作の必要性とメカニズムを説明するのに多少脱線をする。典
型的な描画シーケンスは、下記の動作を伴うことがある。 １．必要ならば、カラー、ｚ、及びステンシルバッファをそれらのクリア値に初
期化する。 ２．必要ならば、ビットバックグラウンド画像をバッファに収容する。 ３．ジオメトリの描画 ４．他のビット ５．幾つかのさらなるジオメトリの描画 ５．終了及びフリップ ステップ２内のビット動作はウィンドウ全体をカバーし、その後のそのバッフ
ァに対するクリア動作は必要ないことがある。ビットがウィンドウの一部をカバ
ーしている場合、クリアが必要な場合がある。さらに、動作１及び２は次のよう
に逆の順番で起きることがある。ウィンドウの一部のクリアに続いて、全部のウ
ィンドウのビット(多分)がある場合がある。ウィンドウ全体をカバーし、鋏テス
ト、タイル整列、及びスケーリングを必要としないプレジオメトリビットはBKE
ブロックによってタイルバッファへの画像読み戻しとして進められ、パイプライ
ン中でテクスチャリングされた原線として利用されることがある。同様に、Clea
r動作はは二種類に分けられる。ウィンドウ全体のClear動作は、PixelOutユニッ
ト内で進められ、ウィンドウの一部だけをカバーするClear動作は、PIXパイプラ
イン内で進められる。PIX（及びPIXの一部であるPixelOut）及びBKE双方は、動
作が呼び出された時に種々のバッファへの書き込みマスクを警戒する。実際に、
BKEブロックは、書き込みマスクを使用してタイルバッファを読み戻す必要があ
るかを決定している。フレームの描画がPolygonまたはソートメモリのオーバー
フローの原因になる場合は、やはりバッファの読み戻しが起きる可能性がある。
パイプラインはユーザフレームをすく数の順フレームに分割する。このように、
同じユーザフレームに対して、タイルがPIXボックス内で一回以上訪問すること
がある。一回目はタイルが見つかり、PIX(多分PixOutユニット)ブロックにより
描画に先立つ「クリア値」を伴うチップ上のタイルバッファクリアが必要になる
ことがある。後続のフレームでタイルを描画する場合は、ピクセルカラー、ｚ、
及びステンシル値がフレームバッファメモリから読み戻される。ｚバッファがク
リアされ、カラー及びテンシルバッファが事前描画された画像からタイル内にロ
ードされると、他の非常に発生しがちなシナリオが起きることがある。このよう
に、タイルの準備の一環として、２つのことが起きる。バックグラウンド画像は
、フレームバッファメモリから有効化されてないビット平面にバックグラウンド
画像が読み戻され、ビット平面（カラー、ｚ、及びステンシルマスクに対応）は
クリアされる。PIXから上ってっくるパイプラインステージは、これらの機能的
能力が「クリア」情報を送信するので、それらへの注意が必要である。

【０４３２】 PIXは入りサンプルのｚ値を既存のピクセルのそれらと比較して保存するサン
プルを決定する。Pixelは、オーバーフローに起因するユーザフレームの分割を
原因とするいずれのカラー染み出し加工物を最小化するために状態ビットも提供
する。 ５．１２．２ Pixelブロック内機能ユニット Pixelブロック内の機能ユニットに関して、そのカラー、アルファ、及び点描
値がフラグメントごとに生成され、それゆえ対応するテストの結果はフラグメン
ト内の全サンプルに適用されることに注意する。シザーステストの場合も同様で
ある。このブロックはフラグメントごと及びサンプルごとの演算に基づいて最適
化の導入を促している。

【０４３３】 ピクセル及びステンシル動作間の相違及びサンプルステンシル動作は、ステン
シル値がどのように検索され、タイルバッファに書き込まれるかの決断を妨げる
。 ５．１３ バックエンドブロック（BKE） ５．１３．１ 機能概要 ５．１３．１．１ 用語 下記の項目は、本明細書の理解を助けるため、使用されるのに先立って下に定
義されたものでる。このため、この節を飛ばし、必要な時に参照することもでき
る。ピクセルオーナーシップ(PO BOX) は、スクリーン上に与えられたピクセルのうち
、ウィンドウIDが属するピクセルを決定するサブユニットである。このメカニズ
ムを使用して、スキャンアウトが上記ピクセルに付与されたオーバレイウィンド
ウがあるかを決定し、３Dタイル書き込みは、上記ピクセルへの書き込み許可を
チェックする。BKEバス は、BKEとGFD及びCFDとAGIを相互接続し、インタフェースする。このバ
スは、フレームバッファメモリ及びBKEレジスタに対する読み出し及び書き込み
使用される。フレームバッファ は、BKEに制御され、２D及び３Dウィンドウに付与された全て
のカラー及び深度値を保持する。このユニットは、リフレッシュレートでピクセ
ルをスキャンアウトすることによりモニタに表示されるスクリーンバッファを含
む。本ユニットはまた、スクリーンオーバレイ、ｐバッファ、ディスプレーリス
ト、頂点配列、及び蓄積バッファを寄せ付けない。スクリーンバッファ及び３D
のpバッファは二重バッファリングされている。 ５．１３．１．２ 主な機能 図６６にバックエンドそれにインタフェースするユニットとを示す。図に示す
スクリーンのように、BKEが３Ｄタイルの読み出し及び書き込みでもっともPixel
ユニットとインタラクトし、２Dグラフィックエンジン18000（図１５に示す）と
はビット動作の実効のためにインタラクトする。CFDユニットは、BKEバスを使用
してフレームバッファからディスプレーリストを読み出す。AGIユニット１１０
４はBKEレジスタ及びメモリがマッピングされたフレームバッファのデータの読
み出し及び書き込みを行う。

【０４３４】 主なバックエンド機能を下記に示す。 ・ ３Dタイルよみこみ ・ Pisel Ownershipを使用した３Dタイル書き込み ・ 書き込み許可及びオーバーレイ検出用Pixel Ownership ・ Pixel Ownershipを使用したスキャンアウト ・ 固定比率ズーム ・ ３Ｄ蓄積バッファ ・ フレームバッファ読み出し及び書き込み ・ winidマップへのカラーキー ・ VGA ・ RAMDAC ５．１３．２ ３Ｄタイル読み出し BKEは、PIXからTile Beginコマンドをプリフェッチした。これらのパケットは
SRTでディスパッチし、全３Dユニットをバイパスしてタイルバッファの内容を読
み出すのに必要な潜在機能を提供する。３Ｄウィンドウの特徴はPIXから同じよ
うに早期に受信したBegin Frameコマンド群により初期化される。これらの特徴
としては、カラー及び深度表面用のアドレス、平面（アルファ、ステンシル、A
及びBバッファ）用の有効ビット、高さ及びストライド、カラーフォーマットな
どを挙げることができる。

【０４３５】 ピクセルアドレスは、ウィンドウパラメータを使用して計算される。タイルジ
オメトリで優位に立つため、１６ピクセルが一回のメモリ読み出し要求で取り出
せる。

【０４３６】 ３Dタイル読み出しでは、ピクセルオーナーシップは参考にされない。ウィン
ドウがメインスクリーン内にある場合は、オーナーシップ（再上部のウィンドウ
）は書き込みプロセス中に決定される。

【０４３７】 ピクセルは、縮小精度カラーに対しては２４ビットカラーに拡張されないが、
32ビットピクセルワードにアンパックされる。

【０４３８】 Frequently Begin Tileコマンドは、クリア動作が適用されるためにタイル読
み込みは必要ないことを示すことがある。タイルバッファは、まだ割り当てられ
ており、タイル書き込みのピクセルオーナーシップが開始する。 ５．１３．３ ３Ｄタイル書き込み ３Dタイル書き込みは３Dタイル読み出しが終わるとすぐに開始する。この潜在
機能は、ピクセルオーナーシップ書き込み許可の決定に使用される。タイルスタ
ートメモリアドレスは３Ｄ Tile Readプロセス中にすでに計算されている。書き
込み許可は、Rambusメモリに基づいたフレームバッファに対して書き込みマスク
として使用される。カラーは、カラー深度パラメータに指定されているように、
フレームバッファに書き込まれる前にパッキングされる。 ５．１３．４ ピクセルオーナーシップ ピクセルオーナーシップは共有スクリーンに対する書き込み許可の決定及びス
キャンアウト読み出し用オーバーレイウィンドウを識別するのに使用される。

【０４３９】 ピクセルオーナーシップブロックは、8ビットウィンドウIDを持つピクセルウ
ィンドウIDマップ同様に１６バウンディングボックスを含む。これらIDは６４個
のウィンドウを記載するテーブルをポイントする。バウンディングボックス及び
winidマップメカニズムは同時使用を可能にする。制御ビットはどのメカニズム
を最初に適用するかを決定する。

【０４４０】 ピクセルオーナーシップは、スクリーンｘ及びｙピクセル座標を使用する。各
バウンディングボックスは、そのウィンドウに含まれる最大及び最小ピクセル座
標を指定する。バウンディングボックスは、再上部のウィンドウが最後に有効化
されたバウンディングボックスで指定されるように順序付けられている。バウン
ディングボックスは、長方形に形作られたウィンドウに対して簡単にセットアッ
プできる。それらは最も３Ｄウィンドウを志向しているが、少数の２Ｄウィンド
ウが使用されていると、本メカニズムは、２Ｄウィンドウをクリッピングするた
めにも使用される。

【０４４１】 任意に形成されたより多くのウィンドウの場合、よりメモリに集中的なメカニ
ズムが使用される。ピクセルあたりの８ビットウィンドウIDマップは与えられた
スクリーンピクセルが属するウィンドウを識別するためにオプションで保守され
る。

【０４４２】 書き込みの場合、タイルのウィンドウIDがピクセルオーナーシップで入手した
ピクセルIDと同じならば、ピクセル書き込みが有効化される。スキャンアウトの
場合、スクリーンからオーバーレイへの移行及び戻りはピクセルオーナーシップ
ウィンドウIDと現スキャンアウトウィンドウIDの比較により検出される。

【０４４３】 ピクセルオーナーシッププロセスを進める場合、ピクセルごとのチェックは、
しばしば１６ピクセルチェックにより回避される。整列された水平１６ピクセル
細片の場合、全てが同じウィンドウIDを共有する場合、それは一回の動作で決定
される。 ５．１３．５ スキャンアウト スキャンアウトはフレームバッファカラーを読み出し、データをディスプレー
用RAMDACに送信する。スキャンアウトは、フレームバッファで、最も高い優先順
位を持った動作である。スキャンアウトされるピクセルは、仮想ブリッツ、オー
バーレイなどを行うために読み出しピクセルオーナーシップブロックを通る。比
較的大きなキューが、オーバーレイの扱い及び水平ブランキング期間の優位性に
関わるイレギュラーな潜在機能をスムーズにするのに使用される。

【０４４４】 パレット及びガンマ修正がRAMDACにより実行される。固定比率のズームアウト
機能は、バックエンドによりスキャンアウトの間に実行される。

【０４４５】 スキャンアウトは、縮小３Ｄ機能を持つ1600×1200スクリーン用に１２０Hｚ
のリフレッシュレートを達成できなければならない。

【０４４６】 スキャンアウトは、ウィンドウあたり４つの違ったピクセルカラーフォーマッ
トをサポートする。メインスクリーン上の全てのウィンドウが同じピクセルカラ
ーフォーマットを共有する。サポートされたカラーフォーマットを下記に示す。
・ 32ビットRGBA(8-8-8-8) ・ 24ビットRGB(8-8-8) ・ 16ビットRGB(5-6-5) ・ 8ビットカラーインデックス スキャンアウトはScanoutキュー（SOQ）に常に２４ビットを書き込む。カラー変
換及びアンパッキングは一切行われない。下位ビットは８及び１６ビットカラー
のためにクリアされる。追加２ビットはピクセルあたりのカラーフォーマットに
使用される。

【０４４７】 インタレースされたスキャンアウトも特定のステレオ機器のためにサポートさ
れる。

【０４４８】 リアルタイム３Ｄアプリケーションは、小さなウィンドウに絵を描き、小さな
画像を大きなウィンドウにズームアップすることにより描画のスピードを上げる
ことができる。二線に挟まれた改ざんを伴うこのズーミングは、ピクセルがスキ
ャンアウトされた時に行われる。

【０４４９】 BKEは次の特定の固定比率スケーリングをサポートする。各方角で１６/ｎ、ｎ
＝１・・１５である。サンプル点及び改ざん係数は、ズーム動作に先立って、ソ
フトウェアによりダウンロードされる。

【０４５０】 最大４つのウィンドウが、同じ固定比率（同じ係数）を使用してズームアウト
される。ピクセルがズーム機能出力から取り出す必要があるかを決定するために
スキャンアウトされたピクセルに対してズームバウンディングボックスが比較さ
れる。ズームロジックは、係数テーブルインデックスの順序付けるために継続し
て可能にすべき動作である。従って、スキャンアウトのウィンドウIDがズームボ
ックスのウィンドウIDと整合しなかった場合、ズーム出力は無視される。

【０４５１】 ウィンドウズームボックスはオーバーラップしてはならない。 ５．１３．６ ３D蓄積バッファ BKEは64ビット（カラーあたり１６ビット）蓄積バッファをサポートする。蓄
積コマンドは、フレーム間でtweenパケットとして受信される。それらのコマン
ドは、３Ｄタイルカラー、蓄積バッファカラー、及び即値を持つ多重及び追加機
能を実行する。結果は、蓄積バッファまたは３Dタイルに書き込まれる。

【０４５２】 シザーステストが有効な場合、そのシザースボックス内のピクセルのみがAccu
m動作により更新される。それ以外の場合は、ウィンドウが更新される。

【０４５３】 ピクセルが３Ｄタイルに書き戻された場合は、振動及びカラーマスキングがシ
ザーステストに加えて適用される。蓄積バッファは、カラーインデックスモード
には使用されない。 ５．１３．７ フレームバッファ読み出し及び書き込み BKEは全ての内部サブユニット及び外部ユニットのために読み出し及び書き込
みインタフェースを提供する。AGI、CFD、及びTDGはBKEバスを使用してフレーム
バッファ読み出し及び書き込み要求を作成する。BKE属性バスはそれらのユニッ
トから要求を出す。

【０４５４】 内部サブユニットはMem Busを使用してフレームバッファにアクセスする。３
Ｄタイル読み出し、３Ｄタイル書きこみ、蓄積バッファ読み出し及び書きこみ、
ピクセルオーナーシップwinidマップ読み出し、スキャンアウト、スクリーン及
びオーバーレイ読み出し、ズームウィンドウ読み出し、及びカラーキーwinidマ
ップ書きこみなどは全てMem Busを使用してフレームバッファにアクセスしてい
る。

【０４５５】 合計3.2Gbyte/sec大域幅能力を持つ２つのRambusメモリチャンネルがフレーム
バッファに対する性能要件を保持する。スキャンアウト及びズーム読み出しは、
再優先される。 ５．１３．８ カラーキーウィンドウマップ書きこみ ウィンドウのカラーキー機能はBKEからウィンドウIDマップを通じて提供され
る。特別カラーキーを持ったウィンドウは、適切なウィンドウ(key_id_on)をポ
イントするように設定された対応するウィンドウIDマップを持つ。ウィンドウID
key_id_onを伴う書きこみが行われた場合、カラーキーが付加されたピクセルだ
けが置き換えられる。

【０４５６】 BKEはソフトウェアがカラーキーのためのウィンドウIDマップを作成するため
に使用できる特別な機構を含む。カラーバッファ書き込みが特別なウィンドウ内
で行われ、カラーが適当な範囲にある場合、ピクセルのためのwinidが書き込ま
れることがある。 ５．１３．９ RAMDAC RAMDACは、デジタルカラー値をアナログ信号に変換する。ソフトウェアのプロ
グラマブルカラーパレットが８ビットインデックスを２４ビットRGB値に変換す
る。同じRAMが調査ベースのガンマ修正にも使用される。調査RAMは２５６×１０
ビットSRAMで編成され、その内の一つはカラーの各コンポーネントのためのもの
である。

【０４５７】 RAMDACは３００Mhzまで動作でき、ピクセルブロックを生成できる。RAMDACは
、VGAコアまたはスキャンアウトキューからピクセルを受け付ける。RAMDA777Cは
コアとしてSEIから得られる。本書はコアとのインタフェース及びその機能に対
する基本的な要件を規定するだけである。 ５．１３．１０ VGA VGAこれはブートタイムの間だけWindowsNT（登録商標）下で走行するスクリー ン互換アプリケーションに使用される。VGAコアはBKEバスとインタフェースし、 フレームバッファ読み出し及び書き込み用Mem バス及びVGAモードのスキャンア ウト用のRAMDACにてレジスタ読み出し及び書き込みを実行する。VGAユニットが 無効化されると、そのスキャンアウトは無視される。

【０４５８】 VGAこれはAlpinシステムから得られる。本書はコアとのインタフェース及びそ
の機能に関する基本的な要件を規定するだけである。 ５．１３．１１ BKEバス CFDの説明に記されているように、バックエンド入力バス及びバックエンド出
力バスがあり、合わせてBKEバスと呼ばれる。

【０４５９】 BKEを通じて読み出し及び書き込みを行う外部クライアントユニットがAGIであ
る。

【０４６０】 これらのユニットは要求／許容プロトコルを使用してBKEバスのオーナーシッ
プを得る。クライアントが一旦このバスを許容すると、バスはBKEに読み出しま
たは書き込みパケットを通知し、BKEから読み出しデータをサンプリングする。

【０４６１】 クライアントはBKEバスオーナーシップを、そのReq信号をアサートすることに
よって要求する。BKEは本要求と他の条件を仲裁する。要求を出したクライアン
トがオーナーシップを許可された場合、BKEはGnt信号をアサートする。メモリア
クセスを済ませた後、現オーナーは自ら形Reqを取り除くことによってオーナー
シップを手放すか、Ris（Release）信号をBKEから受け取るまでオーナーシップ
（park）を保持する。クライアントは通常Ris信号を受け取った後で限られた時
間内にオーナーシップを放棄しなければならない。例えば、クライアントは最後
にデータが返ってきたらすぐにオーナーシップを手放さなければならない。追加記事 本発明は多数の革新的な構造、方法、及び手順を提供する。構造は、デジタル
回路を含む個別回路、コンピュータアーキテクチャ及びシステム、パイプライン
アーキテクチャ及びプロセッサ接続性などいかなる形も取り得る。方法論的には
、本発明は延長シェ−ディングに対する手順及び延長シェ−ディングを実行する
作業者、実行しない作業者、及びデータ処理を行う作業者などに広く使用される
、他の多数の革新的な手順を提供する。これらの普通の技術的に熟練した作業者
は、多くの発明的な構造及び手順が３次元グラフィックプロセッサに関連して説
明されているが、発明の多くが２次元処理を始めとしてデータ処理や操作にも広
く適応性を持っていることに気づくであろう。例えば、革新性の多くは、汎用コ
ンピュータ機器、システム、及びアーキテクチャの構造に導入可能である。幾つ
かの実施例がハードウェア利用を必要とするかまたはそこから利益を得ており、
少なくとも、幾つかの革新技術はハードウェアまたはソフトウェア／ファームウ
ェア利用及び組み合わせに適用可能である。

【０４６２】 上述した本発明の構造および方法により提供される革新的機構の内の幾つかの
簡潔なリストを直下に示す。このリストは、代表的なものを例示するもの、制限
するものではない。ここに示す個々の構造及び手順は様々に組み合わされるが、
それぞれの組み合わせにつきリストアップしていないことに留意するべきである
。さらに、このリストは、革新技術の適用に関して３次元グラフィックスプロセ
ッサに焦点を当てているが、それらの革新技術は、本明細書中で説明され、図に
示されている機構及び／または動作を持つ汎用コンピュータ機器にも容易に適用
可能である。

【０４６３】 ここに記されている発明は、多数の発明を含む構造及び方法を含むが、次に示
す構造及び手順に限定されるものではない。３次元グラフィックス延長シェ−デ
ィングアーキテクチャ、従来型の隠れた表面の除去。タイルプリフェッチ、コン
テクスト切り替え、より良いアンチアライアシングのためのＳＲＴによるマルチ
パス、サンプル場所の選択、セットアップ前の分類、Tweenパケット、パケット
によるデータ転送、アルファテスト、ブレンド、点描線、その他、チップ分割、
オブジェクトタグ（特に延長シェ−ディングアーキテクチャ）、カラー空間内の
ロガリズミック正規化（浮動小数点カラー）、バックエンドマイクロアーキテク
チャ、スキャンアウト中のピクセルズーミング、スキャンアウト中仮想ブロック
転送（BLT）、ピクセルオーナーシップ、ウィンドウID、ブロッキング及びノン
ブロッキング割り込み機構、キューイング機構、頂点リストに対するトークン挿
入、隠れた表面の除去、タイル内容アドレッサブルｚバッファ、３ステージｚバ
ッファプロセス、アルファテストへの対処及び延長シェ−ディング中のステンシ
ル、Z Ref及びDz/dx及びｄｘ/ｄｙを持つスタンプの下流送信、Zバッファメモリ
とは別のスタンプポーションメモリ、分類された透過性アルゴリズム、サンプル
ごとの制限された状態マシン、SAM利用、フラグメントマイクロアーキテクチャ
、GEOマイクロアーキテクチャ、パイプステージインタリービング、多角形クリ
ッピングアルゴリズム、２次元ブロックマイクロアーキテクチャ、０から１イン
クルーシブマルチプライヤ（Mul-18p）、整数―浮動少数点−整数（ifi）整合ユ
ニット、テイラーシリーズ利用、算術ブロック構築法、マルチチップ通信リング
グラフィックス、延長シェイダー内モード対処、モードキャチング、MLMポイン
タ記憶、多角形メモリ内Sort Whole内クリップド多角形、Phong/bump割り当て、
テクスチャ環境及びライティング用動的マイクロコード生成、延長シェ−ディン
グマイクロアーキテクチャ、フラグメントエンジンの素材タグベースのリソース
、アーキテクチャ内のタンジェント空間ライティング法、種々のスケールバンプ
マップ、自動ベース生成、自動傾きフィールド生成、角度及び大きさの別々の処
理による正規改ざん、延長シェーダにおけるポストタイルソーティングセットア
ップ操作、統一された原線記述、タイル相対Y値及びスクリーン相対ｘ値、ハー
ドウェアタイルソーティング、十分な空間ルックアヘッド機構、接触タイル改ざ
ん、テクスチャ再使用マッチングレジスタ（延長シェーダを含む）、ピクセルに
拡張されたサンプル（テクスチャミス扱い）、タイルバッファ及びピクセルバッ
ファ（テクスチャマイクロアーキテクチャ）、及びパケットを使用したプロセッ
サ内データ転送。

【０４６４】 本明細書で説明したすべての刊行物、特許、及び特許出願は、各刊行物及び特
許出願を特に個々に参照したものと同様の範囲で、本願において参照として含め
ることができる。

【０４６５】 本発明の前に述べられた実施例の記載は、図示及び記述の目的で提供されたも
のである。上述の記載は、発明を本明細書中で明らかな形態に限定するものでは
なく、上述した教示の範囲内での多数の修正や変更が可能である。実施例は、本
発明の原理を説明する目的で選択・記述されたものである。それらの実際的な適
用にあたり、当業者であれば、本発明及び種々の実施例に基づいて特別な使用目
的に適合させるべく、様々な修正を加えて有効利用が可能であろう。本発明の範
囲は、本願に添付された請求項及びその均等範囲により規定される。 関連出願 本出願は、35 USC セクション 119(e)の米国仮出願、１９９８年８月２０日に
出願された出願番号 No.60/097,336、題名“GRAPHICS PROSESSOR WITH DEFFERED
SHADING”の下に利益を主張する。

【０４６６】 本出願は、USC セクション 120による１９９８年１２月１７日の米国特許出願
、出願番号No.90,213,990、題名“ HOW TO DO TANGENT SPACE LIGHTING IN A DE
FFERED SHADING ARCHITECTURE” (アトーニードケットNo.A-66397)の下にも利益
を主張する。

【０４６７】 題名“ユニファイドプリミティブデスクリプタを使用する３−Ｄグラフィック
スパイプラインにおけるセットアップ動作を実行するための装置および方法”（
アトーニードケットNo. A-66382)の下にも利益を主張する。

【０４６８】 題名“ポスト−ファイルソーティングセットアップ”（アトーニードケットNo
. A-66383)の下にも利益を主張する。

【０４６９】 題名“相対Ｙ−値のタイルおよび相対Ｘ−値のスクリーン”（アトーニードケ
ットNo. A-66384)の下にも利益を主張する。

【０４７０】 題名“３次元グラフィックスパイプラインにおける空間ソーティングイメージ
データシステム、装置および方法”（アトーニードケットNo. A-66380)の下にも
利益を主張する。

【０４７１】 題名“３次元グラフィックスパイプラインにおけるソーティングされた対象次
ジオメトリリのための保証された保守メモリ見積もりのためのシステム、装置お
よび方法”（アトーニードケットNo. A-66381)の下にも利益を主張する。

【０４７２】 題名“３次元グラフィックスパイプラインにおける与えられた資源をバランシ
ングさせるためのシステム、装置および方法”（アトーニードケットNo. A-6637
9)の下にも利益を主張する。

【０４７３】 題名“パイプライン状態を記憶およびリトリーブするグラフィックスプロセッ
サ”（アトーニードケットNo. A-66378)の下にも利益を主張する。

【０４７４】 題名“テクスチャを発生させるための方法および装置”（アトーニードケット
No. A-66398)の下にも利益を主張する。

【０４７５】 題名“３Ｄグラフィックスパイプラインにおけるジオメトリ操作のための装置
および方法”（アトーニードケットNo. A-66373)の下にも利益を主張する。

【０４７６】 題名“３Ｄグラフィックスパイプラインにおけるフラグメント操作のための装
置および方法”（アトーニードケットNo. A-66399)の下にも利益を主張する。

【０４７７】 題名“繰り返しシェーディンググラフィックスパイプラインプロセッサ”（ア
トーニードケットNo. A-66360)の下にも利益を主張する。

【０４７８】 題名“繰り返しシェーディングのグラフィックスプロセッサにおける保守しつ
つ隠された表面除去を実行するための方法および装置”（アトーニードケットNo
. A-66386)の下にも利益を主張する。

【０４７９】 題名“向上した特徴を有する繰り返しシェーディンググラフィックスパイプラ
インプロセッサ”（アトーニードケットNo. A-66364)の下にも利益を主張する。

【図面の簡単な説明】

本発明のさらなる目的及び特徴は、図面を参照すると、以下の詳細な説明及び
添付の特許請求の範囲から容易に明らかになるであろう。

【図１】 図１は、自らの座標軸、ビューイング・ポイントの座標システム、及びスクリ
ーン座標を伴う、四面体を示す図である。

【図２】 図２は、３Ｄグラフィックス・パイプラインのための、従来の包括的レンダラ
を示す図である。

【図３】 図３は、本発明の３次元グラフィックス・パイプラインの実施形態を示す、特
に他の機能的ブロックを伴うジオメトリ・エンジン３０００と、及びホスト上で
実行するアプリケーション、及びホスト・メモリとの関係を示す図である。

【図４】 図４は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第一の実施形態を示す図である。

【図５】 図５は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第二の実施形態を示す図である。

【図６】 図６は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第三の実施形態を示す図である。

【図７】 図７は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第四の実施形態を示す図である。

【図８】 図８は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第五の実施形態を示す図である。

【図９】 図９は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第六の実施形態を示す図である。

【図１０】 図１０は、保存性隠れ面除去の実施形態の検討を示す図である。

【図１１】 図１１は、保存性隠れ面除去の実施形態におけるアルファ・テスト及び深度テ
ストの検討を示す図である。

【図１２】 図１２は、保存性隠れ面除去の実施形態におけるステンシル・テストの検討を
示す図である。

【図１３】 図１３は、保存性隠れ面除去の実施形態におけるアルファ・ブレンディングの
検討を示す図である。

【図１４】 図１４は、保存性隠れ面除去の実施形態のさらなる検討を示す図である。

【図１５】 図１５は、パイプラインの実施形態の、ブロックを通過するデータの例示的な
流れを示す図である。

【図１６】 図１６は、カル・ブロックのある実施形態が、部分的に不明瞭な三角形からフ
ラグメントを作る方法を示す図である。

【図１７】 図１７は、ピクセル・ブロックのある実施形態が、１スタンプの価値を有する
フラグメントを処理する方法を示す図である。

【図１８】 図１８は、フロント・エンド・コマンド・フェッチ及びデコード・ブロック（
ＣＦＤ）２０００における主な機能的装置を示す、パイプラインの実施形態の例
示的なブロック図を示す図である。

【図１９】 図１９は、ディファード・シェーディング・グラフィックス・プロセッサ（Ｄ
ＳＧＰ）の一つの実施形態が、バーテックス座標を変換する方法を強調する図で
ある。

【図２０】 図２０は、ディファード・シェーディング・グラフィックス・プロセッサ（Ｄ
ＳＧＰ）の一つの実施形態が、法線、接線、及び従法線を変換する方法を強調す
る図である。

【図２１】 図２１は、ジオメトリ・ブロック（ＧＥＯ）の機能的ブロック図を示す図であ
る。

【図２２】 図２２は、本発明の構造の３チップ実施形態における半導体チップ上の機能的
ブロック間の関係を示す図である。

【図２３】 図２３は、モード・エクストラクション・ブロック（ＭＥＸ）の一つの実施形
態における例示的なデータ・フローを示す図である。

【図２４】 図２４は、例示的なモード・エクストラクション・ブロックに送信されるパケ
ットを示す図である。

【図２５】 図２５は、例示的なモード・エクストラクション・ブロックのオンチップ状態
ベクトル・パーティショニングの実施形態を示す図である。

【図２６】 図２６は、ポリゴン・メモリへの情報をセーブするための処理の特徴を示す図
である。

【図２７】 図２７は、ＭＥＸと相対したポリゴン・メモリに関する例示的な構成を示す図
である。

【図２８】 図２８は、ＭＥＸブロックにおける色ポインタ生成と相対した色情報に関する
例示的ビット構成を示す図である。

【図２９】 図２９は、ＭＥＸブロックにおける色タイプ・フィールドに関する例示的構成
を示す図である。

【図３０】 図３０は、点リスト、線ストリップ、三角形ストリップ、又は三角形ファンの
リストの第一のデュアロクトに記憶されたＭＬＭポインタ・パケットの内容を示
す図である。

【図３１】 図３１は、データ記憶装置及びポインタ記憶装置に分割される方法を含む、デ
ータがソート・メモリ・ページに記憶される方法の例示的実施形態を示す。

【図３２】 図３２は、ソート・ブロックの例示的実施形態の単純化されたブロック図を示
す。

【図３３】 図３３は、タイルＡＢＣ及び（ｘ_Tile，ｙ_Tile）に中心を有するタイルに関す
るタッチド・タイル計算プロシージャの特徴を示す図である。

【図３４】 図３４は、タッチド・タイル計算プロシージャの特徴を示す図である。

【図３５Ａ及び３５Ｂ】 図３５Ａ及び３５Ｂは、タッチド・タイル・プロシージャにおけるしきい値距
離計算の特徴を示す図である。

【図３６Ａ】 図３６Ａは、垂直ベクトルとしきい値距離との間の特定の関係に関するタイル
の位置と三角形の位置との間の第一の関係を示す図である。

【図３６Ｂ】 図３６Ｂは、垂直ベクトルとしきい値距離との間の特定の関係に関するタイル
の位置と三角形の位置との間の第二の関係を示す図である。

【図３６Ｃ】 図３６Ｃは、垂直ベクトルとしきい値距離との間の特定の関係に関するタイル
の位置と三角形の位置との間の第三の関係を示す図である。

【図３７】 図３７は、タイルの辺の一つに関連した、線の角度の間の関係を含むしきい値
距離決定のエレメントを示す図である。

【図３８Ａ】 図３８Ａは、１８×１４アレイでの２５２タイルを有するウィンドウに関する
ＳｕｐｅｒＴｉｌｅホップ・プロシージャ・シーケンスの例示的な実施形態を示
す図である。

【図３８Ｂ】 図３８Ｂは、図３８Ａに記載のＮ＝６３及びＭ＝１３のＳｕｐｅｒＴｉｌｅホ
ップ・プロシージャに関する例示的シーケンスを示す図である。

【図３９】 図３９は、ＳＴＰブロックに到着し、及びエイリアス又はアンチ・エイリアス
・モードでレンダリングされることができるＤＳＧＰ三角形を示す図である。

【図４０】 図４０は、線をクワド及び様々な方向のエイリアスされ及びアンチ・エイリア
スされた線の描画のために生成された様々なクワドへと変換することによって、
ＤＳＧＰが線をレンダリングする方法を示す図である。

【図４１】 図４１は、ユーザ特定点が、ジオメトリ装置におけるレンダリングされた点に
調節される方法を示す図である。

【図４２】 図４２は、アンチ・エイリアスされた線セグメントが、平行四辺形及び三角形
を統一的にラステライズするＣＵＬ装置スキャン・コンバータにおいて、三角形
に変換される方法を示す図である。

【図４３】 図４３は、アンチ・エイリアスされた線の場合における長方形と比較して、エ
イリアスされた線のエンド・ポイントが、平行四辺形を使用して計算される方法
を示す図である。

【図４４】 図４４は、長方形が、線の可視部分を表示する方法を示す図である。

【図４５】 図４５は、点描オフセットｓｔｐｌＳｔａｒｔＢｉｔと同様に、新しい線開始
点が、クリップされた点に関して生成される方法を示す図である。

【図４６】 図４６は、線モード三角形のジオメトリを示す図である。

【図４７】 図４７は、セットアップが、バーテックス割り当てを含む、線及び三角形をど
のように表示するかの特徴を示す図である。

【図４８】 図４８は、セットアップが、スロープ割り当てを含む、線及び三角形をどのよ
うに表示するかの特徴を示す図である。

【図４９】 図４９は、セットアップが、線の方向に基づいて四分円弧割り当てを含む、線
及び三角形をどのように表示するかの特徴を示す図である。

【図５０】 図５０は、セットアップが、クリップ記述子のネーミング及びバーテックスへ
のクリップ・コードの割り当てを含む、線及び三角形をどのように表示するかを
示す図である。

【図５１】 図５１は、セットアップが、特定の値をＣＵＬにどのように渡すかの特徴を含
む、セットアップがどのように線及び三角形を表示するかの特徴を示す図である
。

【図５２】 図５２は、点処理と関連したタイル座標の決定を示す図である。

【図５３】 図５３は、カル・ブロックの例示的実施形態の図である。

【図５４】 図５４は、カル・ブロック・サブユニットの例示的実施形態の図である。

【図５５】 図５５は、完全に結合的であり、キャッシュ・タグ・ルックアップに関してコ
ンテント・アドレッサブル・メモリ（ＣＡＭｓ）を使用するタグ・キャッシュの
例示的実施形態の図である。

【図５６】 図５６は、モード・データが流れ、及びＤＳＧＰパイプラインの部分にキャッ
シュされる方法を示す図である。

【図５７】 図５７は、フラグメント・ブロックの例示的実施形態の図である。

【図５８】 図５８は、様々なプリミティブによって形成されるピクセル・フラグメントを
有するＶＳＰの例を示す図である。

【図５９】 図５９は、三角形に関して透視的修正重心補間を使用するフラグメント・ブロ
ック補間の特徴を示す図である。

【図６０】 図６０は、不等マグニチュードのベクトル間の補間が、どのように一様でない
角度粒状度（uneven angular granularity）を生み、及びなぜ本発明の構造及び
方法が、このように法線と接線を補間しないのか、の例を示す。

【図６１】 図６１は、フラグメント・ブロックにおける補間係数を形成するために使用さ
れるフラグメントｘ及びｙ座標が、どのように形成されるかを示す図である。

【図６２】 図６２は、テクスチャ・アレイ・アドレッシングの概観を示す図である。

【図６３】 図６３は、パイプラインにおけるフォン装置位置及び隣接するブロックへの関
係を示す図である。

【図６４】 図６４は、いくつかのサブ・ユニットを具備するフォンのブロック図を示す図
である。

【図６５】 図６５は、ＰＩＸブロックのブロック図を示す図である。

【図６６】 図６６は、バックエンド・ブロック（ＢＫＥ）及びそれに接する装置を示す図
である。

【図６７】 図６７は、ＢＫＥを通したメモリ読み取り及び書き込みを実行する外部クライ
アント装置を示す図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年７月２６日（２００１．７．２６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８０】 これらのいくつかの構造及び方法に、ディファード・シェーディング・グラフ
ィックス・パイプライン・プロセッサ及び処理方法の多くの実施形態が、それら
に関連する構造及びプロシージャと同様に含まれる。以下の内容を含むが、それ
らに限定されない、多くの実施形態が示され及び記述される： （１）（ａ）通信チャネルを介して、外部コンピュータからのデータ及び／又は
コマンドの入力を伝え、及び前記入力を、一連のパケットに変換するコマンド・
フェッチ及びデコード装置であって、前記パケットは、色、面法線、テクスチャ
座標、レンダリング情報、ライティング、ブレンディング・モード、及びバッフ
ァ機能を含むグループから選択された情報項目を含む、前記コマンド・フェッチ
及びデコード装置と；（ｂ）前記パケットを受信し、及び座標変換、すべてのポ
リゴンの、実三角形又は退化三角形への分解、ビューイング・ボリューム・クリ
ッピング（viewing volume clipping）、及び任意で、グロー・シェーディング
に必要とされる、バーテックスごとのライティング及び色計算を実行するジオメ
トリ装置と；（ｃ）モード抽出装置及び前記ポリゴン装置と関連したポリゴン・
メモリであって、前記モード抽出装置は、前記ジオメトリ装置からデータ・スト
リームを受信し、及び前記データ・ストリームを、ソート装置に送られるバーテ
ックス・データと、記憶のために前記ポリゴン・メモリへと送られる非バーテッ
クス・データとに分離する、前記装置と；（ｄ）ソート装置及び前記ソート装置
と関連したソート・メモリであって、前記ソート装置は、前記モード抽出装置か
らバーテックスを受信し、及びその結果の点、線、及び三角形をタイルでソート
し、及び前記ソートされたジオメトリを、タイルごとのオーダで、完全なプリミ
ティブを表すソート・ブロック出力パケットの手段によって、セットアップ装置
へと伝える、前記ソート装置及びソート・メモリと； （ｅ）前記ソート・ブロ
ック出力パケットを受信し、及び一度に一つのプリミティブ、タイルごとのベー
スで、線及び三角形に関して空間デリバティブを計算し、及び前記空間デリバテ
ィブを、パケットの形式でカル装置に送るセットアップ装置と；（ｆ）一度に、
１タイル分のデータを受信し、及び大きさ比較内容アドレッサブル・メモリ（Ｍ
ＣＣＡＭ）カル・サブ装置及びサブピクセル・カル・サブ装置を有するカル装置
であって、前記ＭＣＣＡＭカル・サブ装置は、以前に処理されたジオメトリによ
って完全に隠されるプリミティブを廃棄するように動作可能であり、及び前記サ
ブピクセル・カル・サブ装置は、一部又は全体が可視である残りのプリミティブ
を処理し、及び前記残りのプリミティブの可視フラグメントを決定し、前記サブ
ピクセル・カル・サブ装置は、一度に、１スタンプ分のフラグメントを出力する
前記カル装置と；（ｇ）前記カル装置からの入力を受信し、及び前記ポリゴン・
メモリから色及び素材プロパティを含むモード情報を検索し、及び前記モード情
報を、フラグメント装置、テクスチャ装置、フォン装置、ピクセル装置、及びバ
ックエンド装置の一つ以上に送るモード・インジェクション装置であって；前記
フラグメント装置、前記テクスチャ装置、前記フォン装置、前記ピクセル装置、
又は前記バックエンド装置の少なくともいくつかは、最近使用されたモード情報
をキャッシュするためのモード・キャッシュを含み；すでにキャッシュされた情
報を識別し、すでにキャッシュされた情報を送らず、それによって通信帯域幅を
低減させる状態情報を維持する前記モード・インジェクション装置と；（ｈ）グ
ロー・シェーディングのための色値を補間し、フォン・シェーディングのための
面法線及びテクスチャ・マッピングのためのテクスチャ座標を補間し、及びテク
スチャを高さフィールド勾配として表すバンプ・マップが使用されている場合に
、面接線を補間するためのフラグメント装置であって；重心係数を使用して、透
視的修正補間を実行する前記フラグメント装置と；（ｉ）テクスチャ装置と、及
び前記テクスチャ装置と関連するテクスチャ・メモリであって；前記テクスチャ
装置は、前記テクスチャ・メモリに記憶されたテクスチャ・マップをピクセル・
フラグメントに適用し；前記テクスチャ・マップはミップ・マップ（MIP-mapped
）され、及び各マップが、アイ・ポイントから一定の距離にある前記テクスチャ
の外観を表す、異なるレベルのディテールで一連のテクスチャ・マップを具備し
；前記テクスチャ装置は、正しいレベルのディテールに近似する一定のピクセル
・フラグメントに関するテクスチャ値を作成するために、前記テクスチャ・マッ
プからトリ・リニア補間を実行し；前記テクスチャ装置は、補間されたテクスチ
ャ値を、フラグメントごとのベースで前記フォン装置に伝える、前記テクスチャ
装置及びテクスチャ・メモリと；（ｊ）前記モード・インジェクション装置、前
記テクスチャ装置からの前記テクスチャ色、及び前記フラグメントの外観の色を
決定するために、前記フラグメント装置によって生成される前記面法線によって
供給される素材及びライティング情報を使用して、各ピクセル・フラグメントに
関してフォン・シェーディングを実行するためのフォン・ライティング装置であ
って；バンプ・マッピングが使用されている場合に、シェーディングの前に、前
記フラグメントの面法線を摂動させるために、前記テクスチャ装置からの前記補
間された高さフィールド勾配を任意で使用する前記フォン装置と；（ｋ）各フラ
グメントが個別の色値を有し、可視スタンプ・ポーション（Visible Stamp Port
ion）と称される、１スタンプ分のフラグメントを一度に受信し、及びピクセル
・オーナシップ・テスト、シザー・テスト、アルファ・テスト、ステンシル・オ
ペレーション、深度テスト、ブレンディング、ディザリング、及び各ピクセルに
おける各サンプルでのロジック・オペレーションを実行し、及び１タイル分の仕
上げられたピクセルを蓄積した後に、前記ピクセルをアンチ・エイリアスするた
めに、各ピクセル内の前記サンプルをブレンドし、及び前記アンチ・エイリアス
されたピクセルをバックエンド装置に伝えるピクセル装置と；及び（ｌ）前記ピ
クセル装置から、一度に１タイル分のピクセルを受信するために、前記ピクセル
装置に接続され、及び前記ピクセルをフレーム・バッファに記憶する前記バック
エンド装置と を具備するディファード・グラフィックス・パイプライン・プロセッサ。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８１】 （２）レンダリングされた画像をグラフィックス・プリミティブから形成する
ためのグラフィックス・レンダリング・システムであって、前記レンダリングさ
れた画像は、フレーム・バッファに記憶され：（Ａ）ホスト・プロセッサと；
（Ｂ）システム・メモリと；（Ｃ）ピクセルを記憶するフレーム・バッファと； （Ｄ）（１）第一の直接メモリ・アクセス・コマンドと、及び２次元グラフィ
ックス・オペレーションを実行するための第一のコマンドとを受信し及び記憶す
る２Ｄコマンド待ち行列メモリと；（２）第二の直接メモリ・アクセス・コマン
ドと、及び３次元グラフィックス・オペレーションを実行するための第二のコマ
ンドとを受信し及び記憶する３Ｄコマンド待ち行列メモリであって、前記第二の
コマンドは：前記グラフィックス・プリミティブのいくつかと；及びパイプライ
ン状態の一部を具備する前記３Ｄコマンド待ち行列メモリと；（３）２次元グラ
フィックス・オペレーションを実行するための第三のコマンドを受信し及び記憶
する２Ｄ応答待ち行列メモリと；（４）３次元グラフィックス・オペレーション
を実行するための第四のコマンドを受信し及び記憶する３Ｄ応答待ち行列メモリ
であって、前記第四のコマンドは：前記グラフィックス・プリミティブのいくつ
かと；及び前記パイプライン状態の一部を具備する前記３Ｄ応答待ち行列メモリ
と；（５）前記２Ｄコマンド待ち行列メモリ及び前記３Ｄコマンド待ち行列メモ
リに接続された直接メモリ・アクセス・コントローラであって：（ａ）前記第三
のコマンドを前記システム・メモリから読み取り、及び前記読み取られた第三の
コマンドを、前記２Ｄ応答待ち行列へと書き込むことによって、前記記憶された
第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを受信し及び前記第一の直接メモリ・ア
クセス・コマンドを実行するロジックと；及び（ｂ）前記第四のコマンドを前記
システム・メモリから読み取り、及び前記読み取られた第四のコマンドを前記３
Ｄ応答待ち行列へと書き込むことによって、前記記憶された第二の直接メモリ・
アクセス・コマンドを受信し及び前記第二の直接メモリ・アクセス・コマンドを
実行するロジックとを具備する前記直接メモリ・アクセス・コントローラとを具
備するコマンドを受信するための装置と：（Ｅ）（１）前記グラフィックス・プ
リミティブを変換するロジックと；（２）前記グラフィックス・プリミティブが
、少なくとも部分的に、ビュー・ボリュームに含まれているか決定するために、
前記グラフィックス・プリミティブをクリップ・テストするロジックと；（３）
ビューイング・ポイントから逸れた方を向いている前記グラフィックス・プリミ
ティブのいずれをも廃棄するために、面決定を実行するロジックとを具備するジ
オメトリ装置と：（Ｆ）（１）隠れ面除去に必要な前記パイプライン状態の部分
と；（２）バーテックス場所を含む、隠れ面除去に必要な前記グラフィックス・
プリミティブの部分とを具備するソート・メモリと：（Ｇ）（１）前記グラフィ
ックス・プリミティブの属性とともに、フレームに関する前記グラフィックス・
プリミティブと；及び（２）バーテックス色及びテクスチャ座標を含む、隠れ面
除去に必要でない前記グラフィックス・プリミティブの部分とを記憶する状態メ
モリと：（Ｈ）（１）前記画像内におけるタイル領域に従って、前記グラフィッ
クス・プリミティブをソートするロジックと；（２）タイルに従って、前記ソー
ト・メモリから前記ソートされたグラフィックス・プリミティブを読み取るロジ
ックとを具備するソート装置と；（Ｉ）前記ソートされたグラフィックス・プリ
ミティブに関するデリバティブを計算するセットアップ装置と；（Ｊ）シーン・
メモリに記憶された前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレ
ーム・バッファにおける前記ピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するため
に、隠れ面除去を実行するカル装置と；（Ｋ）前記各ピクセル内における各サン
プル、又はサンプルのグループに関して、フラグメント色を生成するひとつ以上
の計算装置であって、前記各ピクセルに関する色値の生成は、前記ピクセルに影
響を与えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの前記部分に関して
のみ実行され：（１）前記グラフィックス・プリミティブに関連するデータを補
間するための装置であって：（ａ）キャッシュ・フィル・ポリゴン色データ（ca
she fill polygon color data）を記憶するメモリであって、前記色データは、
バーテックス座標、ｗ座標、及びテクスチャ座標を具備する前記メモリと；（ｂ
）前記バーテックス座標及び前記ｗ座標から前記グラフィックス・プリミティブ
の各々に関して、重心係数を計算するロジックと；（ｃ）複数の前記グラフィッ
クス・プリミティブに対応する複数のデータ・キャッシュ・エントリを記憶する
キャッシュ・メモリであって、前記キャッシュされたデータは、重心係数及びテ
クスチャ座標を具備する前記キャッシュ・メモリと；（ｄ）前記グラフィックス
・プリミティブの一つのフラグメントを受信するレジスタであって、前記フラグ
メントは、フラグメント座標及びサンプル・マスクを具備し、前記サンプル・マ
スクは、前記フラグメントによって覆われる前記ピクセル内のサンプル場所を示
す前記レジスタと；（ｅ）補間場所の低位ビットを決定するルックアップ・テー
ブルであって、前記ルックアップ・テーブルの入力は、前記サンプル・マスクを
具備し、前記補間場所は、サブピクセル精度を有する前記ルックアップ・テーブ
ルと；（ｆ）前記受信されたフラグメントに対応する前記記憶されたデータ・キ
ャッシュ・エントリの一つを選択し及び読み取るロジックと；（ｇ）前記重心係
数及び前記補間場所から補間係数を計算するロジックと；（ｈ）前記計算された
補間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間し、前記補間場所においてテク
スチャ座標を生成するロジックとを具備する前記装置と：（２）バーテックス面
法線を補間するための装置であって：（ａ）前記バーテックス面法線の各々を、
バーテックス大きさベクトル及びバーテックス方向ベクトルに分解するロジック
と；（ｂ）複数の前記バーテックス大きさベクトル及び前記計算された補間係数
から、補間された大きさベクトルを計算するロジックと；（ｃ）複数の前記バー
テックス方向ベクトル及び前記計算された補間係数から、補間された方向ベクト
ルを計算するロジックと；及び（ｄ）補間された面法線を生成するために、前記
補間された大きさベクトル及び前記補間された方向ベクトルを結合させるロジッ
クとを具備する前記装置と：を具備する前記計算装置と （Ｌ）（１）ピクセル
ごとの色値を生成するために、前記フラグメント色をブレンドするロジックと；
及び（２）前記生成されたピクセルごとの色値を、前記フレーム・バッファに記
憶するロジックとを具備するピクセル装置と、（Ｍ）（１）前記３次元オブジェ
クトが、前記グラフィックス・レンダリング・システムによって処理されると、
オブジェクト・タグを、前記３次元オブジェクトと関連付けるロジックと；（２
）前記３次元オブジェクトが、前記グラフィックス・レンダリング・システムに
おいて処理されると、前記３次元オブジェクトを、一つ以上の可視性基準でテス
トするロジックと；（３）複数のビットを具備する状態レジスタと；（４）前記
オブジェクト・タグの一つに従って、前記状態レジスタにおける前記ビットの一
つを選択するロジックと；（５）前記可視性基準でのテストに合わせて、前記３
次元オブジェクトの対応する一つの応答に従って、前記状態レジスタにおける前
記選択されたビットの値を設定するロジックと；及び（６）前記ホスト・プロセ
ッサへ、前記状態レジスタ内容を読み取り及び転送するロジックであって、前記
ホスト・プロセッサは、前記３次元オブジェクトのいずれが、少なくとも部分的
に可視であるかを決定する前記ロジックとを具備する状態モニタリング装置と（
Ｎ）（１）ウィンドウ識別子マップを記憶する第一のメモリであって、前記ウィ
ンドウ識別子マップは、前記フレーム・バッファにおける前記ピクセルの各々に
関して、ウィンドウ識別子を具備する前記第一のメモリと（２）複数の文字枠記
述を記憶する第二のメモリであって、前記文字枠記述の各々は、対応する文字枠
及び文字枠ウィンドウ識別子の最大及び最小ピクセル座標を具備する前記第二の
メモリと；（３）前記デジタル画像と関連する、プログラムに従って割り当てら
れた画像識別子を記憶するレジスタと；（４）前記デジタル画像から、画像ピク
セルを選択するロジックと；（５）前記選択された画像ピクセル上で動作するピ
クセル・オーナシップ・ロジックであって：（ａ）プログラムに従って設定され
た制御ビットによって可能にされるウィンドウ識別子マップ・テスト・ロジック
であって：（ｉ）前記選択された画像ピクセルに対応する前記第一のメモリから
、前記ウィンドウ識別子を読み取るロジックと；（ii）前記割り当てられた画像
識別子を、前記読み取られたウィンドウ識別子と比較するコンパリタ回路（comp
aritor circuit）と；及び（iii）前記割り当てられた画像識別子が、前記読み
取られたウィンドウ識別子と適合しない場合、前記選択された画像ピクセルを廃
棄するロジックと；を具備する前記ウィンドウ識別子マップ・テスト・ロジック
と、（ｂ）プログラムに従って設定された制御ビットによって可能にされる文字
枠テスト・ロジックであって：（ｉ）前記選択されたピクセルが、前記選択され
た第一の文字枠記述の前記最大及び最小ピクセル座標内に入るように、前記文字
枠記述の第一の一つを選択するロジックと；（ii）前記割り当てられた画像識別
子を、前記第一の文字枠記述の前記文字枠ウィンドウ識別子と比較するコンパリ
タ回路と；及び（iii）前記割り当てられた画像識別子が、前記第一の文字枠の
前記文字枠ウィンドウ識別子と適合しない場合、前記選択された画像ピクセルを
廃棄するロジックとを具備する前記文字枠テスト・ロジックと及び（ｃ）前記選
択された画像ピクセルが廃棄されなかった場合に、前記選択された画像ピクセル
を前記フレーム・バッファに書き込むロジックとを具備する前記ピクセル・オー
ナシップ・ロジックとを具備する、デジタル画像を前記フレーム・バッファに記
憶するための装置と、（Ｏ）（１）前記ピクセル値が前記フレーム・バッファに
記憶されると、前記レンダリングされた画像において、前記ピクセル値のヒスト
グラムを生成するロジックと；（２）前記デジタル−アナログ・コンバータに適
合するように、前記ピクセル値の前記スケール及び動的な範囲を調整するために
、前記ヒストグラムに基づいて、変換関数を計算するロジックと；（３）ラスタ
線のオーダで、前記フレーム・バッファから前記ピクセル値を読み取るロジック
と；（４）前記計算された変換関数に従って、前記読み取られたピクセル値を変
換するロジックと；及び（５）前記変換されたピクセル値を、前記デジタル−ア
ナログ・コンバータに入力するロジックとを具備するスキャンアウト装置と（Ｐ
）（１）プログラムに従ってダウンロードされた補間係数を記憶するメモリと；
（２）プログラムに従って選択された、複数の固定ズーム比の一つを記憶するレ
ジスタと；（３）プログラムに従って選択された、コンピュータ・ディスプレイ
内におけるズーム文字枠の場所を記憶するレジスタと；（４）プログラムに従っ
て割り当てられた、前記ズーム文字枠と関連するウィンドウ識別子を記憶するレ
ジスタと；（５）前記フレーム・バッファから第一のピクセル色を読み取るロジ
ックと；（６）前記フレーム・バッファから複数の第二のピクセル色を読み取る
ロジックと；（７）前記複数の第二のピクセル色及び前記ダウンロードされた補
間係数から、ズームされたピクセル色を計算するロジックと；（８）前記フレー
ム・バッファから、ピクセル・ウィンドウ識別子を読み取るロジックと；（９）
前記ディスプレイ・ピクセルが、前記ズーム文字枠内にあり、及び前記ピクセル
・ウィンドウ識別子が、前記ズーム文字枠に割り当てられた前記ウィンドウ識別
子と等しい場合、前記計算されたズーム・ピクセル色を、前記デジタル−アナロ
グ・コンバータに送るロジックと；（１０）前記ディスプレイ・ピクセルが、前
記ズーム文字枠内になく、又は前記ピクセル・ウィンドウ識別子が、前記ズーム
文字枠に割り当てられた前記ウィンドウ識別子と等しくない場合、前記読み取ら
れた第一のピクセル色を、前記デジタル−アナログ・コンバータに送るロジック
と；を具備するスキャンアウト装置とを具備する前記グラフィックス・レンダリ
ング装置。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８２】 （３）前記グラフィックス・オブジェクトから、フレーム・バッファにおいてレ
ンダリングされた画像を形成するためのグラフィックス・レンダリング方法であ
って、前記グラフィックス・オブジェクトは複数のグラフィックス・プリミティ
ブを具備し：タグを前記オブジェクトに割り当てるステップと；前記オブジェク
トが前記グラフィックス・レンダリング・パイプラインにおいて処理されると、
一つ以上の可視性基準で前記オブジェクトテストするステップであって、前記各
オブジェクトの前記テストは、前記オブジェクト内における前記プリミティブの
前記テストを含む前記ステップと；前記可視性基準に従った前記テストに合わせ
て、前記タグされたオブジェクトの応答を示す、状態ワードにおけるビットを設
定するステップと；及び前記オブジェクトのいずれが、少なくとも部分的に可視
であるかを決定するため、前記状態ワードを読み取るステップとを具備する前記
方法。 （４）（３）に記載のグラフィックス・レンダリング方法であって：前記オブジ
ェクトの文字枠ボリューム（bounding volume）に近似するように、前記グラフ
ィックス・プリミティブの前記入力を含む、前記グラフィックス・オブジェクト
の入力ステップと；前記文字枠ボリュームの可視性を決定するために、前記状態
ワードを読み取るステップと；前記対応する文字枠ボリュームが、可視でないと
決定される時に、前記オブジェクトを廃棄するステップと；をさらに具備する前
記方法。 （５）（３）に記載のグラフィックス・レンダリング方法であって：前記グラフ
ィックス・オブジェクトを受け取るステップと；前記グラフィックス・プリミテ
ィブをメモリに記憶することによって、複数の前記オブジェクトを蓄積するステ
ップと；前記フレーム・バッファにおいて、最終結果に影響を与えないものと保
証される前記プリミティブの部分を除去するために、前記蓄積されたオブジェク
トを処理するステップと；及び前記状態ワードの読み取りステップを実行する前
に、複数の前記オブジェクト上で、前記蓄積されたオブジェクトを処理するステ
ップを実行するステップであって、前記状態ワードはそれから、前記複数の蓄積
されたオブジェクトの各々の可視性を決定するために使用される前記ステップと
をさらに具備する前記方法。 （６）フレーム・バッファにレンダリングされた画像を形成し、及び前記レンダ
リングされた画像をディスプレイに表示するためのグラフィックス・レンダリン
グ方法であって：複数のグラフィックス・プリミティブを受け取るステップと；
一列のピクセル値を生成するために、前記グラフィックス・プリミティブをレン
ダリングするステップと；前記フレーム・バッファにおいて前記ピクセル値を記
憶するステップと；前記フレーム・バッファにおいて、前記ピクセル値のヒスト
グラムを生成するステップと；デジタル−アナログ・コンバータに適合するよう
に、前記ピクセル値のスケール及び動的な範囲を調節するために、前記ヒストグ
ラムに基づいて、変換関数を計算するステップと；ラスタ・スキャンアウト方法
で、前記フレーム・バッファから、前記ピクセル値を読み取るステップと；前記
計算された変換関数に従って、前記読み取られたピクセル値を変換するステップ
と；アナログ信号を生成するために、前記変換されたピクセル値を、前記デジタ
ル−アナログ・コンバータに入力するステップと；及び前記アナログ信号を、前
記ディスプレイに送るステップとを具備する前記グラフィックス・レンダリング
方法。 （７）（６）に記載のグラフィックス・レンダリング方法であって、前記記憶ス
テップは、前記フレーム・バッファにおいて前記ピクセル値を示すために、浮動
小数点値を記憶することを特徴とする、前記グラフィックス・レンダリング方法
。 （８）（６）に記載のグラフィックス・レンダリング方法であって、前記変換方
法は：その範囲の圧縮又は拡張、線形圧縮又は拡張、対数圧縮、指数又は電力拡
張、他の代数又は多項式マッピング関数、及びそれらの組み合わせをすることな
く、ある範囲の値を、異なる範囲の値にオフセット又はシフトすることを含むグ
ループから選択されるオペレーションの一つ以上を伴うことを特徴とする前記グ
ラフィックス・レンダリング方法。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８３】 （９）フレーム・バッファに記憶された、レンダリングされた画像を形成するた
めのグラフィックス・レンダリング方法であって：グラフィックス・プリミティ
ブを受け取るステップと；前記グラフィックス・プリミティブを変換するステッ
プと；前記グラフィックス・プリミティブが少なくとも部分的に、ビュー・ボリ
ュームに含まれるか決定するために、前記グラフィックス・プリミティブをクリ
ップ・テストするステップと；ビューイング・ポイントから逸れた方を向いてい
る前記グラフィックス・プリミティブのいずれをも廃棄するために面決定をする
ステップと；前記デリバティブの計算を含む、前記グラフィックス・プリミティ
ブに関する増分レンダリングのためのセットアップを実行するステップと；シー
ン・メモリに：（１）前記グラフィックス・プリミティブの属性とともに、フレ
ームに関する前記グラフィックス・プリミティブと；及び（２）前記フレーム全
体の、パイプライン状態の様々な設定、を記憶するステップと；前記シーン・メ
モリに記憶された前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレー
ム・バッファにおけるピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するために、隠
れ面除去をするステップと；各フラグメントに関する色値を生成するためにフラ
グメント・カラリングをするステップであって、各フラグメントは、前記ピクセ
ルの一つの中の一つのサンプル又はサンプルのグループを含み、前記フラグメン
トの各々に関する色値の生成は、前記フレーム・バッファにおけるピクセルの最
終色に影響を与えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの部分に関
してのみ実行される前記ステップと；ピクセルごとに単一の色値を生成するため
に、前記フラグメント色をブレンドするステップと；及び前記生成されたピクセ
ルごとの色値を、フレーム・バッファに記憶するステップとを具備する前記グラ
フィックス・レンダリング方法。 （１０）フレーム・バッファに記憶された、レンダリングされた画像を形成する
ためのグラフィックス・レンダリング方法であって：グラフィックス・プリミテ
ィブを受け取るステップと；前記グラフィックス・プリミティブを変換するステ
ップと；前記グラフィックス・プリミティブが少なくとも部分的に、ビュー・ボ
リュームに含まれるか決定するために、前記グラフィックス・プリミティブをク
リップ・テストするステップと；ビューイング・ポイントから逸れた方を向いて
いる前記グラフィックス・プリミティブのいずれをも廃棄するために面決定をす
るステップと；前記デリバティブの計算を含む、前記グラフィックス・プリミテ
ィブに関する増分レンダリングのためのセットアップを実行するステップと；空
間メモリに：（１）隠れ面除去に必要な前記パイプラインの部分と；及び（２）
バーテックス場所及び空間デリバティブを含む、隠れ面除去に必要なグラフィッ
クス・プリミティブの部分とを記憶するステップと；ポリゴン・メモリに：（１
）隠れ面除去に必要ない前記パイプライン状態の部分と；及び（２）バーテック
ス色、テクスチャ座標、及び色デリバティブを含む、隠れ面除去に必要ない前記
グラフィックス・プリミティブの部分と、を記憶するステップと；前記空間メモ
リに記憶された前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレーム
・バッファにおけるピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するために、隠れ
面除去をするステップと；各フラグメントに関する色値を生成するために、フラ
グメント・カラリングをするステップであって、各フラグメントは、前記ピクセ
ルの一つの中で、一つのサンプル又はサンプルのグループを具備し、前記フラグ
メントの各々に関する色値の生成は、前記フレーム・バッファにおけるピクセル
の前記最終色に影響を与えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの
前記部分に関してのみ実行される前記ステップと；単一の色値をピクセルごとに
生成するために、前記フラグメント色をブレンドするステップと；及び前記生成
されたピクセルごとの色値を、前記フレーム・バッファに記憶するステップとを
具備する前記グラフィックス・レンダリング方法。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８４】 （１１）フレーム・バッファに記憶された、レンダリングされた画像を形成する
ためのグラフィックス・レンダリング方法であって：グラフィックス・プリミテ
ィブを受け取るステップと；前記グラフィックス・プリミティブを変換するステ
ップと；前記グラフィックス・プリミティブが少なくとも部分的に、ビュー・ボ
リュームに含まれるか決定するために、前記グラフィックス・プリミティブをク
リップ・テストするステップと；ビューイング・ポイントから逸れた方を向いて
いる前記グラフィックス・プリミティブのいずれをも廃棄するために面決定をす
るステップと；前記画像内のタイル領域に従って、前記グラフィックス・プリミ
ティブをソートするステップと；ソート・メモリに：（１）隠れ面除去に必要な
前記パイプライン状態の部分と；及び（２）バーテックス場所を含む、隠れ面除
去に必要な前記グラフィックス・プリミティブの部分と、を記憶するステップと
；状態メモリに：（１）隠れ面除去に必要ない前記パイプライン状態の部分と；
及び（２）バーテックス色及びテクスチャ座標を含む、隠れ面除去に必要ない前
記グラフィックス・プリミティブの部分と、を記憶するステップと；タイルに従
って、前記ソート・メモリから前記ソートされたグラフィックス・プリミティブ
を読み取るステップと；前記デリバティブの計算を含む、前記ソート・メモリか
ら読み取られた、前記ソートされたグラフィックス・プリミティブ上で、増分レ
ンダリングに関するセットアップを実行するステップと；前記ソートされたグラ
フィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレーム・バッファにおけるピク
セルの最終色に影響を与えるかを決定するために、隠れ面除去をするステップと
；各フラグメントに関する色値を生成するために、フラグメント・カラリングを
するステップであって、各フラグメントは、前記ピクセルの一つの中で、一つの
サンプル又はサンプルのグループを具備し、前記フラグメントの各々に関する色
値の生成は、前記フレーム・バッファにおけるピクセルの前記最終色に影響を与
えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの前記部分に関してのみ実
行される前記ステップと；単一の色値をピクセルごとに生成するために、前記フ
ラグメント色をブレンドするステップと；及び前記生成されたピクセルごとの色
値を、前記フレーム・バッファに記憶するステップとを具備する前記グラフィッ
クス・レンダリング方法。 （１２）コンピュータ・ディスプレイ上のウィンドウ内で、グラフィックス画像
を表示するための方法であって：フレーム・バッファに画像を記憶するステップ
と；補間係数をダウンロードするステップと；複数の固定ズーム比の一つを選択
するステップと；前記コンピュータ・ディスプレイ内にズーム文字枠を配置する
ステップと；前記ズーム文字枠に、ウィンドウ識別子を割り当てるステップと；
前記コンピュータ・ディスプレイ内での表示ピクセルに関して、ピクセル・デー
タをデジタル−アナログ・コンバータに送るステップであって、さらに：前記フ
レーム・バッファから第一のピクセル色を読み取るステップと；前記フレーム・
バッファから、複数の第二のピクセル色を読み取るステップと；前記複数の第二
のピクセル色及び前記ダウンロードされた補間係数から、ズームされたピクセル
色を計算するステップと；前記フレーム・バッファから、ピクセル・ウィンドウ
識別子を読み取るステップと；前記ディスプレイ・ピクセルが、前記ズーム文字
枠内にあり、及び前記ピクセル・ウィンドウ識別子が、前記ズーム文字枠に割り
当てられた前記ウィンドウ識別子に等しい場合、前記計算されたズーム・ピクセ
ル色を、前記デジタル−アナログ・コンバータに送るステップと；及び前記ディ
スプレイ・ピクセルが、前記ズーム文字枠内になく、又は前記ピクセル・ウィン
ドウ識別子が、前記ズーム文字枠に割り当てられた前記ウィンドウ識別子と等し
くない場合、前記読み取られた第一のピクセル色を、前記デジタル−アナログ・
コンバータに送るステップとを具備する前記送信ステップとを具備する前記方法
。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８５】 （１３）デジタル画像をフレーム・バッファに記憶するための方法であって、前
記フレーム・バッファは、一列のピクセルを具備し：ウィンドウ識別子マップを
記憶するステップであって、前記ウィンドウ識別子マップは、前記フレーム・バ
ッファにおける前記ピクセルの各々に関して、ウィンドウ識別子を具備する前記
ステップと；複数の文字枠記述を記憶するステップであって、前記文字枠記述の
各々は、前記対応する文字枠及び文字枠ウィンドウ識別子の最大及び最小ピクセ
ル座標を具備する前記ステップと；画像識別子を前記デジタル画像に割り当てる
ステップと；画像ピクセルを前記デジタル画像から選択するステップと；前記選
択された画像ピクセルをオーナシップ・テストするステップであって：ウィンド
ウ識別子マップ・テストが可能にされる場合は、前記ウィンドウ識別子マップ・
テストが実行され：前記ウィンドウ識別子を、前記選択された画像ピクセルに対
応する前記ウィンドウ識別子マップから読み取るステップと；前記割り当てられ
た画像識別子を、前記読み取られたウィンドウ識別子と比較するステップと；及
び前記割り当てられた画像識別子が、前記読み取られたウィンドウ識別子と適合
しない場合、前記選択されたピクセルは廃棄され、及び前記フレーム・バッファ
に書き込まれないステップを具備する前記前記ウィンドウ識別子マップ・テスト
と；及び文字枠テストが可能にされる場合には、前記文字枠テストが実行され：
前記選択されたピクセルが、前記第一の文字枠記述の最大及び最小ピクセル座標
内に入るように、前記文字枠記述の第一の一つを選択するステップと；前記割り
当てられた画像識別子を、前記第一の文字枠記述の前記文字枠ウィンドウ識別子
と比較するステップと；前記割り当てられた画像識別子が、前記第一の文字枠記
述の前記文字枠ウィンドウ識別子に適合しない場合、前記選択されたピクセルが
廃棄され、及び前記フレーム・バッファに書き込まれないステップとを具備する
前記文字枠テストと；及び 前記選択された画像ピクセルが廃棄されなかった
場合、前記選択された画像ピクセルを前記フレーム・バッファに書き込むステッ
プとを具備する前記オーナシップ・テストをするステップとを具備する前記方法
。 （１４）前記ウィンドウ識別子マップを前記フレーム・バッファに記憶するステ
ップをさらに具備することを特徴とする、デジタル画像をフレーム・バッファに
記憶するための、（１３）に記載の方法。 （１５）オーナシップ・テストの前記ステップが、複数のピクセル上で並行して
実行されることを特徴とする、デジタル画像をフレーム・バッファに記憶するた
めの、（１３）に記載の方法。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８６】 （１６）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための装置であって：第一の直接メモリ・アクセス・コマンド及び２次元グラ
フィックス・オペレーションを実行するための第一のコマンドを受け取り及び記
憶する２Ｄコマンド待ち行列メモリと；第二の直接メモリ・アクセス・コマンド
と、及び３次元グラフィックス・オペレーションを実行するための第二のコマン
ドを受け取り及び記憶する３Ｄコマンド待ち行列メモリと；２次元グラフィック
ス・オペレーションを実行するための第三のコマンドを受け取り及び記憶する２
Ｄ応答待ち行列メモリと；３次元グラフィックス・オペレーションを実行するた
めの第四のコマンドを受け取り及び記憶する３Ｄ応答待ち行列メモリと；前記２
Ｄコマンド待ち行列メモリ及び前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに接続された直
接メモリ・アクセス・コントローラであって：（１）前記コンピュータ・グラフ
ィックス・パイプラインの外部にあるメモリから、前記第三のコマンドを読み取
り、及び前記読み取られた第三のコマンドを、前記２Ｄ応答待ち行列に書き込む
ことによって、前記記憶された第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを受け取
り及び前記第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行する第一のロジックと
；及び（２）前記コンピュータ・グラフィックス・パイプラインの外部にあるメ
モリから、前記第四のコマンドを読み取り、及び前記読み取られた第四のコマン
ドを、前記３Ｄ応答待ち行列に書き込むことによって、前記記憶された第二の直
接メモリ・アクセス・コマンドを受け取り、及び前記第二の直接メモリ・アクセ
ス・コマンドを実行する第二のロジックとを具備する前記直接メモリ・アクセス
・コントローラとを具備する前記装置。 （１７）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：前記２Ｄコマンド待ち行列メモリに
おいて許可されるエントリの数を記憶するプログラム可能２Ｄ最高点レジスタと
；及び前記２Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記２Ｄ最高
点レジスタに記憶された数よりも大きい時、割り込みを生成するロジックとをさ
らに具備することを特徴とする、前記装置。 （１８）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１７）に記載の装置であって：前記２Ｄコマンド待ち行列への書き
込みが許可される前に、前記２Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの最
大数を記憶するプログラム可能２Ｄ最低点レジスタと；及び前記２Ｄコマンド待
ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記２Ｄ最高点レジスタに記憶された数
よりも小さい時、割り込みを生成するロジックとをさらに具備することを特徴と
する、前記装置。 （１９）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに
おいて許可されるエントリの数を記憶するプログラム可能３Ｄ最高点レジスタと
；前記３Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記３Ｄ最高点レ
ジスタに記憶された数よりも大きい時、割り込みを生成するロジックと をさらに具備することを特徴とする、前記装置。 （２０）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１９）に記載の装置であって：前記３Ｄコマンド待ち行列への書き
込みが許可される前に、前記３Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの最
大数を記憶するプログラム可能３Ｄ最低点レジスタと；及び前記３Ｄコマンド待
ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記３Ｄ最高点レジスタに記憶された数
よりも小さい時、割り込みを生成するロジックとをさらに具備する前記装置。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８７】 （２１）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：グラフィックス・データを記憶する
フレーム・バッファと；ホスト待ち行列メモリと；第三の直接メモリ・アクセス
・コマンドをさらに受け取り、及びさらに記憶する前記２Ｄコマンド待ち行列メ
モリと；前記フレーム・バッファ、前記ホスト待ち行列メモリ、及び前記２Ｄコ
マンド待ち行列メモリに接続された２Ｄグラフィックス装置であって：前記コン
ピュータ・グラフィックス・パイプラインの外部にあるメモリへの、前記フレー
ム・バッファからの、前記グラフィックス・データのいくつかの転送を特定する
第一のコマンドを読み取るロジックと；及びグラフィックス・データを前記フレ
ーム・バッファから読み取り、及び前記読み取られたグラフィックス・データを
前記ホスト待ち行列に記憶するロジックであって、前記第一のロジックはさらに
、前記ホスト待ち行列から前記グラフィックス・データを読み取り、及び前記コ
ンピュータ・グラフィックス・パイプラインの外部にある前記メモリへ、前記ホ
スト待ち行列から読み取られた前記グラフィックス・データを書き込むことによ
って、前記第三の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行するロジックとを具備
する前記２Ｄグラフィックス装置と；をさらに具備する前記装置。 （２２）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：第四の直接メモリ・アクセス・コマ
ンドをさらに受け取り及びさらに記憶する前記２Ｄコマンド待ち行列メモリと；
前記ホスト待ち行列から前記グラフィックス・データを読み取り、及び前記ホス
ト待ち行列から読み取られた前記グラフィックス・データを、前記３Ｄ応答待ち
行列メモリを書き込むことによって、前記第四の直接メモリ・アクセス・コマン
ドを実行するロジックをさらに具備する前記第一のロジックと、をさらに具備す
る前記装置。 （２３）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに
接続された３Ｄコマンド・デコーダであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
から第二のコマンドを読み取るロジックと；及び前記読み取られた第二のコマン
ド上で、データ・フォーマット変換を実行するロジックとを具備する前記３Ｄコ
マンド・デコーダをさらに具備する前記装置。 （２４）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに
接続された３Ｄコマンド・デコーダであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
から、第二のコマンドを読み取るロジックと；及び無効な第二のコマンドを検出
し、及び無効なコマンド割り込みを生成するロジックとを具備する前記３Ｄコマ
ンド・デコーダとをさらに具備する前記装置。 （２５）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて、グラフィック
ス・プリミティブと関連するデータを補間する方法であって：バーテックス座標
、ｗ座標、及びテクスチャ座標を具備する色データを受け取るステップと； 前
記グラフィックス・プリミティブの各々に関して重心係数を計算するステップと
；複数の前記グラフィックス・プリミティブに対応する複数のデータ・キャッシ
ュ・エントリを記憶するステップであって、前記キャッシュされたデータは、重
心係数及びテクスチャ座標を具備する前記ステップと；フラグメント座標を具備
するグラフィックス・プリミティブ・フラグメントを受け取るステップと；前記
受け取られたグラフィックス・プリミティブ・フラグメントに対応する前記記憶
されたデータ・キャッシュ・エントリの一つを選択し及び読み取るステップと；
前記重心係数及び前記フラグメント座標から補間係数を計算するステップと；及
び前記計算された補間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間するステップ
と；を具備する前記方法。 （２６）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいてテクスチャ座標
を補間する方法であって：バーテックス座標、ｗ座標、及びテクスチャ座標を具
備するグラフィックス・プリミティブを受け取るステップと；前記グラフィック
ス・プリミティブのフラグメントを受け取るステップであって、前記フラグメン
トは、サンプル・マスクを具備し、前記サンプル・マスクは、前記フラグメント
によって覆われたピクセルの中のサンプル場所を示す前記ステップと；前記サン
プル・マスクを、プログラム可能ルックアップ・テーブルに入力することによっ
て、前記ピクセル内に補間座標を決定するステップであって、前記ルックアップ
・テーブルの前記出力は、前記ピクセル内の前記補間座標であって、前記補間座
標はサブ・ピクセル精度を有する前記ステップと；前記補間座標、前記バーテッ
クス座標、及び前記ｗ座標を使用して、補間係数を計算するステップと；及び前
記計算された補間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間し、前記補間座標
においてテクスチャ座標を生成するステップとを具備する前記方法。 （２７）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて面法線を補間す
る方法であって：バーテックス座標、ｗ座標、及びバーテックス面法線を具備す
るグラフィックス・プリミティブを受け取るステップと；前記グラフィックス・
プリミティブのフラグメントを受け取るステップであって、前記フラグメントは
、単一のピクセル内における前記グラフィックス・プリミティブの一部である前
記ステップと；前記ピクセル内における補間座標を決定するステップと；前記補
間座標、前記バーテックス座標、及び前記ｗ座標を使用して、補間係数を計算す
るステップと；前記バーテックス面法線の各々を、バーテックス大きさベクトル
及びバーテックス方向ベクトルに分解するステップと；複数の前記バーテックス
大きさベクトル及び前記計算された補間係数から、補間された大きさベクトルを
計算するステップと；複数の前記バーテックス方向ベクトル及び前記計算された
補間係数から、補間された方向ベクトルを計算するステップと；及び補間された
面法線を生成するために、前記補間された大きさベクトル及び前記補間された方
向ベクトルを結合させるステップとを具備する前記方法。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８８】 （２８）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインのための状態モニタリン
グ装置であって、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプラインは、複数の
３次元オブジェクトを処理することによって、フレーム・バッファにレンダリン
グされた画像を形成し、前記３次元オブジェクトはそれぞれ、グラフィックス・
プリミティブを具備し：前記３次元オブジェクトが前記コンピュータ・グラフィ
ックス・パイプラインによって処理されると、オブジェクト・タグを前記３次元
オブジェクトと関連付けるロジックと；前記３次元オブジェクトが、前記グラフ
ィックス・レンダリング・パイプラインにおいて処理されると、前記３次元オブ
ジェクトオブジェクトを一つ以上の可視性基準でテストするロジックと；複数の
ビットを具備する状態レジスタと；前記オブジェクト・タグの一つに従って、前
記状態レジスタにおいて前記ビットの一つを選択するロジックと；前記可視性基
準での前記テストに合わせて、前記３次元オブジェクトの前記対応する一つの応
答に従って、前記状態レジスタにおいて前記選択されたビットの値を設定するロ
ジックと；及びホストＣＰＵへの前記状態レジスタ内容を読み取り、及び転送す
るロジックであって、前記ＣＰＵは、前記３次元オブジェクトのいずれが、少な
くとも部分的に可視であるかを決定する前記ロジックとを具備する前記状態モニ
タリング装置。 （２９）（２８）に記載の状態モニタリング装置であって：前記３次元オブジェ
クトの文字枠ボリュームを表すグラフィックス・プリミティブを生成するロジッ
クと；及びホストＣＰＵへの前記状態レジスタ内容を読み取り、及び転送するロ
ジックであって、前記ホストＣＰＵは、前記文字枠ボリュームのいずれが少なく
とも部分的に可視であるかを決定し、及び少なくとも部分的に可視であると決定
されないさらなる処理から、前記オブジェクトを廃棄する前記ロジックとをさら
に具備する前記状態モニタリング装置。 （３０）（２８）に記載の状態モニタリング装置であって：複数の前記３次元オ
ブジェクトを蓄積するメモリと；前記フレーム・バッファにおいて、前記コンピ
ュータ・グラフィックス・パイプラインから、前記レンダリングされた画像に影
響を与えないことを保証されている、前記グラフィックス・プリミティブの部分
を除去するロジックと；及び前記３次元オブジェクトが、前記コンピュータ・グ
ラフィックス・パイプラインによって処理されると、１つにつき１つのベースで
、複数の前記オブジェクト・タグを、複数の前記３次元オブジェクトと自発的に
関連させるロジックであって、前記状態レジスタはそれから、前記蓄積されたオ
ブジェクトの各々の可視性を決定するために使用される前記ロジックとをさらに
具備することを特徴とする、前記状態モニタリング装置。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４８９】 （３１）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインのためのスキャンアウト
装置であって、前記パイプラインは、ピクセル値のレンダリングされた画像を、
フレーム・バッファに記憶し、及びデジタル−アナログ・コンバータを具備し：
前記ピクセル値が、前記フレーム・バッファに記憶されると、前記レンダリング
された画像において前記ピクセル値のヒストグラムを生成するロジックと；前記
ヒストグラムに基づいて、前記デジタル−アナログ・コンバータのスケール及び
動的な範囲に実質的に適合するように、前記ピクセル値のスケール及び動的な範
囲を調節するために、変換関数を計算するロジックと；ラスタ線のオーダで、前
記フレーム・バッファから、前記ピクセル値を読み取るロジックと；前記計算さ
れた変換関数に従って、前記読み取られたピクセル値を変換するロジックと；及
び前記変換されたピクセル値を、前記デジタル−アナログ・コンバータに入力す
るロジックとを具備する前記装置。 （３２）（３１）に記載のスキャンアウト装置であって、前記フレーム・バッフ
ァは、浮動小数点ピクセル値を記憶するためのメモリをさらに具備し；ヒストグ
ラムを生成する前記ロジックは、入力浮動小数点ピクセル値として扱われる、浮
動小数点計算ブロックをさらに具備し；及び前記計算された変換関数に従って、
前記読み取られたピクセル値を変換する前記ロジックは、前記読み取られたピク
セル値を変換する浮動小数点計算ブロックと、及び浮動小数点変換ピクセル値を
、整数変換ピクセル値に変換するためのフォーマット変換ブロックとをさらに具
備することを特徴とする、前記装置。 （３３）（３１）に記載のスキャンアウト装置であって、前記読み取られたピク
セル値を変換する前記ロジックは：ある範囲の値を、その範囲の圧縮又は拡張、
線形圧縮又は拡張、対数圧縮、指数又は電力拡張、他の代数又は多項式マッピン
グ関数、又はそれらの組み合わせをすることなく、異なる範囲の値へのオフセッ
ト又はシフトを含むグループから選択されたオペレーションの一つ以上を実行す
るロジックを具備することを特徴とする、前記装置。 （３４）グラフィックス・プリミティブから、レンダリングされた画像を形成す
るためのグラフィックス・レンダリング装置であって、前記レンダリングされた
画像はフレーム・バッファに記憶されており：（ａ）（１）前記グラフィックス
・プリミティブを変換するロジックと；（２）前記グラフィックス・プリミティ
ブが少なくとも部分的にビュー・ボリュームに含まれるか決定するために、前記
グラフィックス・プリミティブをクリップ・テストするロジックと；（３）ビュ
ー・ポイントから逸れた方を向いている前記グラフィックス・プリミティブのい
ずれをも廃棄するために、面決定を実行するロジックと；を具備するジオメトリ
装置と；（ｂ）デリバティブを計算するセットアップ装置と；（ｃ）（１）前記
グラフィックス・プリミティブの属性とともに、フレームに関する前記グラフィ
ックス・プリミティブと；及び（２）前記フレーム全体の、パイプライン状態の
様々な設定と；を記憶するシーン・メモリと（ｄ）前記シーン・メモリに記憶さ
れた前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレーム・バッファ
におけるピクセルの最終色に影響を与えるのかを決定するために、隠れ面除去を
実行するカル装置と；（ｅ）前記各ピクセル内において、各サンプル又はサンプ
ルのグループに関してフラグメント色値を生成する一つ以上の計算装置であって
、前記ピクセルの各々に関する色値の生成は、前記ピクセルに影響を与えると決
定された前記グラフィックス・プリミティブの部分に関してのみ実行される、前
記計算装置と；及び（ｆ）（１）ピクセルごとの色値を生成するために、前記フ
ラグメント色をブレンドするロジックと；及び（２）前記生成されたピクセルご
との色値を、前記フレーム・バッファに記憶するロジックとを具備するピクセル
装置とを具備する前記グラフィックス・レンダリング装置。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４９０】 （３５）グラフィックス・プリミティブからレンダリングされた画像を形成する
ためのグラフィックス・レンダリング装置であって、前記レンダリングされた画
像はフレーム・バッファに記憶され：（ａ）（１）前記グラフィックス・プリミ
ティブを変換するロジックと；（２）前記グラフィックス・プリミティブが少な
くとも部分的にビュー・ボリュームに含まれるかを決定するために、前記グラフ
ィックス・プリミティブをクリップ・テストするロジックと；（３）ビューイン
グ・ポイントから逸れた方を向いている前記グラフィックス・プリミティブのい
ずれをも廃棄するために、面決定を実行するロジックと；を具備するジオメトリ
装置と；（ｂ）デリバティブを計算するセットアップ装置であって、前記デリバ
ティブは、空間デリバティブ及び色デリバティブを具備する前記セットアップ装
置と；（ｃ）（１）隠れ面除去に必要なパイプラインの部分と；及び（２）バー
テックス場所及び前記空間デリバティブを含む、隠れ面除去に必要な前記グラフ
ィックス・プリミティブの部分と；を記憶する空間メモリと； （ｄ）（１）隠
れ面除去に必要ないパイプライン状態の部分と；及び（２）バーテックス色、テ
クスチャ座標、及び前記色デリバティブを含む、隠れ面除去に必要ない前記グラ
フィックス・プリミティブの部分とを記憶するポリゴン・メモリと；（ｅ）前記
シーン・メモリに記憶されたグラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記
フレーム・バッファにおけるピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するため
に、隠れ面除去を実行するカル装置と；（ｆ）前記各ピクセル内の各サンプル又
はサンプルのグループに関して、フラグメント色値を生成する一つ以上の計算装
置であって、前記ピクセルの各々に関する色値の生成は、前記ピクセルに影響を
与えると決定されたグラフィックス・プリミティブの部分に関してのみ実行され
る、前記計算装置と；及び（ｇ）（１）ピクセルごとに色値を生成するために、
前記フラグメント色をブレンドするロジックと； （２）前記生成された
ピクセルごとの色値を、前記フレーム・バッファに記憶するロジックと；を具備
するピクセル装置とを具備する前記グラフィックス・レンダリング装置。 （３６）グラフィックス・プリミティブから、レンダリングされた画像を形成す
るためのグラフィックス・レンダリング装置であって、前記レンダリングされた
画像はフレーム・バッファに記憶され：（ａ）（１）前記グラフィックス・プリ
ミティブを変換するロジックと；（２）前記グラフィックス・プリミティブが、
少なくとも部分的にビュー・ボリュームに含まれるかを決定するために、前記グ
ラフィックス・プリミティブをクリップ・テストするロジックと；（３）前記ビ
ューイング・ポイントから逸れた方を向いている前記グラフィックス・プリミテ
ィブのいずれをも廃棄するために、面決定を実行するロジックと； を具備
するジオメトリ装置と；（ｂ）（１）隠れ面除去に必要な前記パイプラインの部
分と；及び（２）バーテックス場所を含む、隠れ面除去に必要な前記グラフィッ
クス・プリミティブの部分と；を記憶するソート・メモリと；（ｃ）（１）前記
グラフィックス・プリミティブの属性とともに、フレームに関する前記グラフィ
ックス・プリミティブと；及び（２）バーテックス色及びテクスチャ座標を含む
、隠れ面除去に必要ない前記グラフィックス・プリミティブの部分とを記憶する
状態メモリと；（ｄ）（１）前記画像内のタイル領域に従って、前記グラフィッ
クス・プリミティブをソートするロジックと；（２）タイルに従って、前記ソー
ト・メモリから前記ソートされたグラフィックス・プリミティブを読み取るロジ
ックとを具備するソート装置と；（ｅ）前記ソートされたグラフィックス・プリ
ミティブに関してデリバティブを計算するセットアップ装置と； （ｆ）前記シ
ーン・メモリに記憶された前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前
記フレーム・バッファにおけるピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するた
めに、隠れ面除去を実行するカル装置と；（ｇ）前記各ピクセル内の各サンプル
又はサンプルのグループに関して、フラグメント色値を生成する一つ以上の計算
装置であって、前記ピクセルの各々に関する色値の生成は、前記ピクセルに影響
を与えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの部分に関してのみ実
行される、前記計算装置と；及び（ｈ）（１）ピクセルごとの色値を生成するた
めに、前記フラグメント色をブレンドするロジックと；及び（２）前記生成され
たピクセルごとの色値を、前記フレーム・バッファに記憶するロジックとを具備
するピクセル装置とを具備する前記グラフィックス・レンダリング装置。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４９１】 （３７）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインのためのスキャンアウト
装置であって、前記パイプラインは、ピクセル値のレンダリングされた画像を、
フレーム・バッファに記憶し、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプライ
ンはコンピュータ・ディスプレイを具備し：プログラムに従ってダウンロードさ
れた補間係数を記憶するメモリと；プログラムに従って選択された、複数のズー
ム比の一つを記憶するレジスタと；前記コンピュータ・ディスプレイ内における
ズーム文字枠の、プログラムに従って選択された場所を記憶するレジスタと；前
記ズーム文字枠と関連する、プログラムに従って割り当てられたウィンドウ識別
子を記憶するレジスタと；第一のピクセル色を前記フレーム・バッファから読み
取るロジックと；複数の第二のピクセル色を前記フレーム・バッファから読み取
るロジックと；前記複数の第二のピクセル色及び前記ダウンロードされた補間係
数から、ズームされたピクセル色を計算するロジックと；ピクセル・ウィンドウ
識別子を前記フレーム・バッファから読み取るロジックと；前記ディスプレイ・
ピクセルが、前記ズーム文字枠内にあり、及び前記ピクセル・ウィンドウ識別子
が前記ズーム文字枠に割り当てられた前記ウィンドウ識別子と等しい場合、前記
計算されたズーム・ピクセル色を前記デジタル−アナログ・コンバータに送るロ
ジックと；及び前記ディスプレイ・ピクセルが、前記ズーム文字枠内になく、又
は前記ピクセル・ウィンドウ識別子が、前記ズーム文字枠に割り当てられた前記
ウィンドウ識別子と等しくない場合、前記読み取られた第一のピクセル色を、前
記デジタル−アナログ・コンバータに送るロジックとを具備する前記スキャンア
ウト装置。 （３８）デジタル画像をフレーム・バッファに記憶するための装置であって、前
記フレーム・バッファは一列のピクセルを具備し：ウィンドウ識別子マップを記
憶する第一のメモリであって、前記ウィンドウ識別子マップは、前記フレーム・
バッファにおける各ピクセルに関するウィンドウ識別子を具備する前記メモリと
；複数の文字枠記述を記憶する第二のメモリであって、前記文字枠記述の各々は
、対応する文字枠の最大並びに最小ピクセル座標及び文字枠ウィンドウ識別子を
具備する前記メモリと；前記デジタル画像と関連する、プログラムに従って割り
当てられた画像識別子を記憶するレジスタと；前記デジタル画像から画像ピクセ
ルを選択するロジックと；前記選択された画像ピクセル上で動作するピクセル・
オーナシップ・ロジックであって：（１）プログラムに従って設定された制御ビ
ットによって可能にされたウィンドウ識別子マップ・テスト・ロジックであって
：（ａ）前記選択された画像ピクセルに対応する、前記ウィンドウ識別子を前記
第一のメモリから読み取るロジックと；（ｂ）前記割り当てられた画像識別子を
、前記読み取られたウィンドウ識別子と比較するコンパリタ回路と；及び（ｃ）
前記割り当てられた画像識別子が、前記読み取られたウィンドウ識別子と適合し
ない場合、前記選択された画像ピクセルを廃棄するロジックと；を具備する前記
ウィンドウ識別子マップ・テスト・ロジックと；及び（２）プログラムに従って
設定された制御ビットによって可能にされた文字枠テスト・ロジックであって：
（ａ）前記選択されたピクセルが、前記選択された第一の文字枠記述の最大及び
最小ピクセル座標内になるように、前記文字枠の第一の一つを選択するロジック
と；（ｂ）前記割り当てられた画像識別子を、前記第一の文字枠記述の前記文字
枠ウィンドウ識別子と比較するコンパリタ回路と；及び（ｃ）前記割り当てられ
た画像識別子が、前記第一の文字枠の前記文字枠ウィンドウ識別子と適合しない
場合、前記選択された画像ピクセルを廃棄するロジックとを具備する前記文字枠
テスト・ロジックと；及び（３）前記選択された画像ピクセルが廃棄されなかっ
た場合に、前記選択された画像ピクセルを、前記フレーム・バッファに書き込む
ロジックとを具備する前記ピクセル・オーナシップ・ロジックとを具備する前記
装置。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４９２】 （３９）（３８）に記載の装置であって、前記第一のメモリは、フレーム・バッ
ファと同じ物理メモリ・アレイにあることを特徴とする、前記装置。 （４０）（３８）に記載の装置であって、前記ピクセル・オーナシップ・ロジッ
クは、複数の選択された画像ピクセルと並行して動作することを特徴とする、前
記装置。 （４１）３Ｄグラフィックス・レンダリングのための計算システムであって：ホ
スト・プロセッサと：システム・メモリと；及びホスト・プロセッサに接続され
たコンピュータ・グラフィックス・パイプラインとを具備し、；前記コンピュー
タ・グラフィックス・パイプラインは：（１）２次元グラフィックス・オペレー
ションを実行するための、第一の直接メモリ・アクセス・コマンドと、及び第一
のコマンドを受信し及び記憶する２Ｄコマンド待ち行列メモリと；（２）３次元
グラフィックス・オペレーションを実行するための、第二の直接メモリ・アクセ
ス・コマンド及び第二のコマンドを受信し及び記憶する３Ｄコマンド待ち行列メ
モリと；（３）２次元グラフィックス・オペレーションを実行するための、第三
のコマンドを受信し及び記憶する２Ｄ応答待ち行列メモリと；（４）３次元グラ
フィックス・オペレーションを実行するための、第四のコマンドを受信し及び記
憶する３Ｄ応答待ち行列メモリと；及び（５）前記２Ｄコマンド待ち行列メモリ
及び前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに接続された直接メモリ・アクセス・コン
トローラであって：（ａ）前記第三のコマンドを、前記システム・メモリから読
み取り、及び前記読み取られた第三のコマンドを、前記２Ｄ応答待ち行列に書き
込むことによって、前記記憶された第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを受
信し、及び前記第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行する第一のロジッ
クと；及び（ｂ）前記第四のコマンドを、前記システム・メモリから読み取り、
及び前記読み取られた第四のコマンドを、前記３Ｄ応答待ち行列に書き込むこと
によって、前記記憶された第二の直接メモリ・アクセス・コマンドを受信し、及
び前記第二の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行する第二のロジックとを具
備する前記直接メモリ・アクセス・コントローラとを具備する前記計算システム
。 （４２）（４１）に記載のシステムであって：前記２Ｄコマンド待ち行列メモリ
に許可されたエントリの数を記憶するプログラム可能２Ｄ最高点レジスタと；及
び前記２Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記２Ｄ最高点レ
ジスタに記憶された数よりも大きい時に、割り込みを生成するロジックとをさら
に具備することを特徴とする、前記システム。 （４３）（４２）に記載のシステムであって：前記２Ｄコマンド待ち行列への書
き込みが許可される前に、前記２Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの
最大数を記憶するプログラム可能２Ｄ最低点レジスタと；及び前記２Ｄコマンド
待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記２Ｄ最高点レジスタに記憶された
数よりも小さい時に、割り込みを生成するロジックとをさらに具備することを特
徴とする、前記システム。 （４４）（４１）に記載のシステムであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
に許可されたエントリの数を記憶するプログラム可能３Ｄ最高点レジスタと；及
び前記３Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記３Ｄ最高点レ
ジスタに記憶された数よりも大きい時、割り込みを生成するロジックとをさらに
具備することを特徴とする、前記システム。 （４５）（４４）に記載のシステムであって：前記３Ｄコマンド待ち行列への書
き込みが許可される前に、前記３Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの
最大数を記憶するプログラム可能３Ｄ最低点レジスタと；及び前記３Ｄコマンド
待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記３Ｄ最高点レジスタに記憶された
数よりも小さい時、割り込みを生成するロジックをさらに具備することを特徴と
する、前記システム。 （４６）（４１）に記載のシステムであって：グラフィックス・データを記憶す
るフレーム・バッファと；ホスト待ち行列メモリと；第三の直接メモリ・アクセ
ス・コマンドをさらに受信し及び記憶する前記２Ｄコマンド待ち行列メモリと；
前記フレーム・バッファと、前記ホスト待ち行列メモリと、及び前記２Ｄコマン
ド待ち行列メモリとに接続され：前記フレーム・バッファから、前記コンピュー
タ・グラフィックス・パイプライン外部にある前記メモリへの前記グラフィック
ス・データのいくつかの転送を特定する、前記第一のコマンドを読み取るロジッ
クと；及び前記フレーム・バッファからのグラフィックス・データを読み取り、
並びに前記読み取られたグラフィックス・データを前記ホスト待ち行列に記憶す
るロジックとを具備する２Ｄグラフィックス装置であって；前記第一のロジック
は、前記グラフィックス・データを前記ホスト待ち行列から読み取り、並びに前
記ホスト待ち行列から読み取られた前記グラフィックス・データを、前記コンピ
ュータ・グラフィックス・パイプラインの外部にある前記メモリに書き込むこと
によって、第三の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行するロジックをさらに
具備する前記２Ｄグラフィックス装置とをさらに具備することを特徴とする、前
記システム。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４９３】 （４７）（４１）に記載のシステムであって：第四の直接メモリ・アクセス・コ
マンドをさらに受信し、及びさらに記憶する前記２Ｄコマンド待ち行列メモリと
；及び前記グラフィックス・データを前記ホスト待ち行列から読み取り、及び前
記ホスト待ち行列から読み取られた前記グラフィックス・データを、前記３Ｄ応
答待ち行列メモリに書き込むことによって、前記第四の直接メモリ・アクセス・
コマンドを実行するロジックをさらに具備する前記第一のロジックとをさらに具
備することを特徴とする、前記システム。 （４８）（４１）に記載のシステムであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
に接続され、：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリから第二のコマンドを読み取る
ロジックと；及び前記読み取られた第二のコマンド上で、データ・フォーマット
変換を実行するロジックとを具備する３Ｄコマンド・デコーダをさらに具備する
ことを特徴とする、前記システム。 （４９）（４１）に記載のシステムであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
に接続され：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリから第二のコマンドを読み取るロ
ジックと；及び無効な第二のコマンドを検出し、及び無効なコマンド割り込みを
生成するロジックとを具備する３Ｄコマンド・デコーダをさらに具備することを
特徴とする、前記システム。 （５０）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて、グラフィック
ス・プリミティブと関連するデータを補間するための装置であって：バーテック
ス座標、ｗ座標、及びテクスチャ座標を具備する色データを記憶するメモリと；
前記バーテックス座標及び前記ｗ座標からの前記グラフィックス・プリミティブ
の各々に関する重心係数を計算するロジックと；複数の前記グラフィックス・プ
リミティブに対応する複数のデータ・キャッシュ・エントリを記憶するキャッシ
ュ・メモリであって、前記キャッシュされたデータは、重心係数及びテクスチャ
座標を具備する前記キャッシュ・メモリと；受信されたグラフィックス・プリミ
ティブ・フラグメントに対応する、前記記憶されたデータ・キャッシュ・エント
リの一つを選択し及び読み取るロジックであって、前記グラフィックス・プリミ
ティブ・フラグメントは、フラグメント座標を具備する前記ロジックと；前記重
心係数及び前記フラグメント座標から補間係数を計算するロジックと；及び前記
計算された補間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間するロジックとを具
備する前記装置。 （５１）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて、テクスチャ座
標を補間するための装置であって：グラフィックス・プリミティブと関連するデ
ータを記憶するメモリであって、前記記憶されたデータは、バーテックス座標、
ｗ座標、及びテクスチャ座標を具備する前記メモリと；前記グラフィックス・プ
リミティブのフラグメントを受信するレジスタであって、前記フラグメントは、
サンプル・マスクを具備し、前記サンプル・マスクは前記フラグメントによって
覆われるピクセル内のサンプル場所を示す前記レジスタと；補間場所の低位ビッ
トを決定するルックアップ・テーブルであって、前記ルックアップ・テーブルは
、前記サンプル・マスクを具備し、前記補間場所は、サブ・ピクセル精度を有す
る前記ルックアップ・テーブルと；前記補間場所、前記バーテックス座標、及び
前記ｗ座標を使用して、補間係数を計算するロジックと；及び前記計算された補
間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間し、前記補間場所にテクスチャ座
標を生成するロジックとを具備する前記装置。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４９４】 （５２）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて、バーテックス
面法線を補間するための装置であって：グラフィックス・プリミティブを記憶す
るメモリであって、前記グラフィックス・プリミティブは、バーテックス座標、
ｗ座標、及びバーテックス面法線を具備する前記メモリと；前記グラフィックス
・プリミティブのフラグメントを記憶するレジスタであって、前記フラグメント
は単一のピクセル内の前記グラフィックス・プリミティブの一部である前記レジ
スタと；前記ピクセル内の補間座標を決定するロジックと；前記補間座標、前記
バーテックス座標、及び前記ｗ座標を使用して、補間係数を計算するロジックと
；前記バーテックス面法線の各々を、バーテックス大きさベクトル及びバーテッ
クス方向ベクトルに分解するロジックと；補間された大きさベクトルを、複数の
前記バーテックス大きさベクトル及び前記計算された補間係数から計算するロジ
ックと；補間された方向ベクトルを、複数の前記バーテックス方向ベクトル及び
前記計算された補間係数から計算するロジックと；及び補間された面法線を生成
するために、前記補間された大きさベクトル及び前記補間された方向ベクトルを
結合させるロジックとを具備する前記装置。 （５３）３次元（３Ｄ）グラフィックス・レンダリングのため、及びフレーム・
バッファに記憶された画像を生成するための計算システムであって、前記システ
ムは：ホスト・プロセッサと；前記ホスト・プロセッサに接続されたシステム・
メモリと；及びホスト・プロセッサに接続されたコンピュータ・グラフィックス
・パイプラインとを具備し、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプライン
は：３次元オブジェクトが、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプライン
によって処理されると、３次元オブジェクトにオブジェクト・タグを関連させる
ロジックと；前記３次元オブジェクトが、前記グラフィックス・レンダリング・
パイプラインにおいて処理されると、一つ以上の可視性基準で、前記３次元オブ
ジェクトをテストするロジックと；複数のビットを具備する状態レジスタであっ
て、前記ホスト・プロセッサによって読み取られることができる前記状態レジス
タと；前記オブジェクト・タグの一つに従って、前記状態レジスタにおいて前記
ビットの一つを選択するロジックと；及び前記可視性基準でのテストに合わせて
、前記３次元オブジェクトの対応する一つの応答に従って、前記状態レジスタに
おける選択されたビットの値を設定するロジックとを具備する、前記計算システ
ム。 （５４）（５３）に記載のシステムであって：画像のレンダリングを、特定され
た方法で機能するように導くプログラム・モジュールを実行する前記ホスト・プ
ロセッサを具備し、前記プログラム・モジュールは：前記３次元オブジェクトの
一つの文字枠ボリュームを定義する、非レンダリング可能グラフィックス・プリ
ミティブによって表示される前記３次元オブジェクトの一つを受信し；前記非レ
ンダリング可能グラフィックス・プリミティブを入力することによって、前記３
次元オブジェクトの一つを、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプライン
に入力し；及び前記非レンダリング可能グラフィックス・プリミティブに対応す
るオブジェクトが隠されるか決定するために、状態レジスタ内容を読み取るため
の指示を含む、前記ホスト・プロセッサをさらに具備することを特徴とする、前
記システム。 （５５）（５４）に記載のシステムであって、前記コンピュータ・グラフィック
ス・パイプラインはさらに：その各々が前記非レンダリング・プリミティブの対
応する組によって表示される、複数の前記３次元オブジェクトを蓄積するメモリ
と；及び明確には最終的にレンダリングされた画像に寄与しない前記プリミティ
ブの部分を切り取るために、隠れ面除去を実行するロジックであって、前記隠れ
面除去は、色データが、前記画像の前記領域において、グラフィックス・プリミ
ティブに関して生成される前に、前記画像の領域に関して実行され、それによっ
て、生成される必要がある前記色データの量を低減させる前記ロジックとを具備
し；及び前記プログラム・モジュールはさらに：前記状態レジスタを読み取る前
に、複数の前記３次元オブジェクトを入力し；前記状態レジスタを読み取り、並
びに前記コンピュータ・グラフィックス・パイプラインへ、その非レンダリング
可能プリミティブは隠されない３次元オブジェクトに対応するレンダリング可能
プリミティブを入力し、それによって、その非レンダリング可能プリミティブは
隠されない、前記３次元オブジェクトに対応する前記レンダリング可能プリミテ
ィブを入力することを避けるための指示をさらに含むことを特徴とする、前記シ
ステム。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４９５】

【関連出願】 本出願は、１９９８年８月２０日提出、アメリカ特許仮出願第６０／０９７，３
３６号、「ディファード・シェーディングを伴うグラフィックス・プロセッサ（
GRAPHICS PROCESSOR WITH DEFFERED SHADING）」、の３５ＵＳＣセクション１１
９（ｅ）の利益を主張し、その内容はここに参照のために採用されている。 本出願はまた、１９９８年１２月１７日提出、アメリカ特許出願第０９／２１
３，９９０号、「ディファード・シェーディング・アーキテクチャにおける、接
線空間ライティングの方法（HOW TO DO TANGENT SPACE LIGHTING IN A DEFFERED
SHADING ARCHITECTURE）」、（代理人ドケット番号Ａ−６６３９７）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「統一されたプリミティブ記
述子を使用して、３Ｄグラフィックス・パイプラインにおいてセットアップ・オ
ペレーションを実行するための装置及び方法（APPARATUS AND METHOD FOR REFOR
MING SETUP OPERATIONS IN A 3-D GRAPHICS PIPELINE USING UNIFIED PRIMITIVE
DESCRIPTORS）」、（代理人ドケット番号Ａ−６６３８２）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「ポスト・ファイル・ソーテ
ィング・セットアップ（POST-FILE SORTING SETUP）」、（代理人ドケット番号
Ａ−６６３８３）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「タイル相対Ｙ値及びスクリ
ーン相対Ｘ値（TILE RELATIVE Y-VALUES AND SCREEN RELATIVE X-VALUES）」、
（代理人ドケット番号Ａ−６６３８４）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３次元グラフィックス・パ
イプラインにおいて、画像データを空間的にソートするためのシステム、装置、
及び方法（SYSTEM,APPARATUS AND METHOD FOR SPATIALLY SORTING IMAGE DATA I
N A THREE-DIMENSIONAL GRAPHICS PIPELINE）」、（代理人ドケット番号Ａ−６
６３８０）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３次元グラフィックス・パ
イプラインにおいて、オブジェクト・ジオメトリをソートするための、保証され
た保存性メモリ評価を生成するためのシステム、装置及び方法（SYSTEM, APPARA
TUS AND METHOD FOR GENERATING GUARANTEED CONSERVATIVE MEMORY ESTIMATE FO
R SORTING OBJECT GEOMETRY IN A THREE-DIMENSIONAL GRAPHICS PIPELINE）」、
（代理人ドケット番号Ａ−６６３８１）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３次元グラフィックス・パ
イプラインにおいて、レンダリング・リソースの均衡を取るためのシステム、装
置及び方法（SYSTEM, APPARATUS AND METHOD FOR BALANCING RENDERING RESOURC
ES IN A THREE-DIMENSIONAL GRAPHICS PIPELINE）」、（代理人ドケット番号Ａ
−６６３７９）；

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０４９６】 年 月 日提出、特許出願第 号、「パイプライン状態記憶及び
検索を伴うグラフィックス・プロセッサ（GRAPHICS PROCESSOR WITH PIPELINE S
TATE STORAGE AND RETRIEVAL）」、（代理人ドケット番号Ａ−６６３７８）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「テクスチャを生成するため
の方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING TEXTURE）」、（代理
人ドケット番号Ａ−６６３９８）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３Ｄグラフィックス・パイ
プラインにおけるジオメトリ・オペレーションのための装置及び方法（APPARATU
S AND METHOD FOR GEOMETRY OPERATIONS IN A 3D GRAPHICS PIPELINE）」、（代
理人ドケット番号Ａ−６６３７３）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３Ｄグラフィックス・パイ
プラインにおけるフラグメント・オペレーションのための装置及び方法（APPARA
TUS AND METHOD FOR FRAGMENT OPERATIONS IN A 3D GRAPHICS PIPELINE）」、（
代理人ドケット番号Ａ−６６３９９）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「ディファード・シェーディ
ング・グラフィックス・パイプライン・プロセッサ（DEFFERED SHADING GRAPHIC
S PIPELINE PROCESSOR）」、（代理人ドケット番号Ａ−６６３６０）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「ディファード・シェーディ
ングを伴うグラフィックス・プロセッサにおける保存性隠れ面除去を実行するた
めの方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR REFORMING CONSERVATIVE HIDDEN
SURFACE REMOVAL IN A GRAPHICS PROCESSOR WITH DEFFERRED SHADING）」、（
代理人ドケット番号Ａ−６６３８６）；及び 年 月 日提出、特許出願第 号、「向上した特性を有するディ
ファード・シェーディング・グラフィックス・パイプライン・プロセッサ（DEFE
RRED SHADING GRAPHICS PIPELINE PROCESSOR HAVING ADVANCED FEATURES）」、
（代理人ドケット番号Ａ−６６３６４） の３５ＵＳＣセクション１２０の利益を主張する。 本明細書に記載されたすべての公告、特許、及び特許出願は、各個別の公告又
は特許出願が、参照のために採用されるように特定的及び個別に示されているの
と同じ範囲で、参照のために採用されている。 本発明の特定の実施形態の上述の記載は、例示及び説明の目的で示されてきた
。それらは、完全なものではなく、また本発明を、開示された精密な形式に限定
する目的ではなく、明らかに多くの変更及び変形が、上述の教示に照らして可能
である。前記実施形態は、本発明及びその実践的応用の原則を最も良く説明し、
それによって当業者が、検討される特定の使用に適した様々な変更とともに、本
発明及び様々な実施形態を最も良く使用することができるようにするために、選
択され及び説明された。本発明の範疇は、本書に添付された特許請求の範囲及び
それの同等物によって定義されるものである。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１０月１７日（２００１．１０．１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 ディファード・シェーディング（deferred shading）を伴うグ
ラフィックス・プロセッサ（graphics processor）

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、コンピューティング・システム（computing system）に関し、一般
的には３次元コンピュータ・グラフィックス（computer graphics）に関し、よ
り特定的には、ディファード・シェーディング（deferred shading）及び向上し
た特性を実行する３次元グラフィックス・プロセッサ（graphics processor）の
ための構造及び方法に関する。

【０００２】 （背景技術） ２．１ ３次元コンピュータ・グラフィックス コンピュータ・グラフィックスは、コンピュータで画像（ピクチャ）を生成す
る技術及び科学である。絵、すなわち画像の生成は、一般的にはレンダリング（
rendering）と呼ばれる。一般的に、３次元（３Ｄ）コンピュータ・グラフィッ
クスでは、あるシーン（scene）でのオブジェクト（object）の表面（又はボリ
ューム）を表すジオメオトリ（geometry）は、フレーム・バッファ（frame buff
er）に記憶されるピクセルに変換され、それから表示装置上に表示される。コン
ピュータ・モニタとして使用されるＣＲＴ等、リアルタイム（real-time）表示
装置は、継続的に画像を繰り返して表示することによって、前記表示をリフレッ
シュする（refresh）。このリフレッシュは通常、列毎に起こり、各列はラスタ
線（raster line）又はスキャン線（scan line）と呼ばれる。この明細書におい
て、ラスタ線は下から上に、番号を付けられるが、上から下に表示される。

【０００３】 ３Ｄアニメーション（3D animation）において、画像のシーケンスが表示され
、３次元空間での動きの錯覚を与える。対話型３Ｄコンピュータ・グラフィック
スは、ユーザに、自らのビュー・ポイント（view point）を変えさせ、又はリア
ルタイムでジオメトリを変更させることで、レンダリング・システムに、新しい
画像をリアルタイムで稼動中に生成するよう要求する。

【０００４】 ３Ｄコンピュータ・グラフィックスにおいて、各レンダリング可能オブジェク
トは通常、自らのローカル・オブジェクト（local object）座標システムを有し
、それゆえに、オブジェクト座標からピクセル表示座標に変換され（又は変形さ
れ）る必要がある。概念上、これは４段階処理：１）オブジェクト座標からワー
ルド座標（world coordinate）への変換（サイズの拡大又は縮小に関するスケー
リング（scaling）を含む）であり、それはシーン全体に関する座標システムで
ある；２）前記シーンのビュー・ポイントに基づいた、ワールド座標からアイ座
標（eye coordinate）への変換；３）アイ座標から透視的な変換されたアイ座標
への変換であり、透視的スケーリング（さらなるオブジェクトは、より小さく現
れる）が実行された場合；及び４）透視的な変換されたアイ座標から、スクリー
ン座標とも呼ばれるピクセル座標への変換である。スクリーン座標は、３次元空
間における点であり、及び後述のとおり、スクリーン精度（すなわちピクセル）
又はオブジェクト精度（高精度数で、通常フローティング・ポイントである）の
いずれかでよい。これらの変換ステップは、変換が起こる前に、適切な変換マト
リックスを予め計算することによって、一つ又は二つのステップに圧縮すること
ができる。一度、ジオメトリがスクリーン座標になると、それは、フレーム・バ
ッファに記憶される（すなわち「ラスタライズされた“rasterized”」）一組の
ピクセル色値に分解される。グロー・シェーディング（Gouraud shading）、フ
ォン・シェーディング（Phong shading）及びテクスチャ・マッピング（texture
mapping）を含むピクセル色値を生成するための多くの技術が使用される。

【０００５】 従来のレンダリング処理の要約は、「３次元コンピュータ・グラフィックスの
基礎（Fundamentals of Three-dimensional Computer Graphics）」、ワット（W
att）著、第５章：レンダリング処理（The Rendering Process）、９７乃至１１
３ページ、マサチューセッツ（Massachusetts）州、レディング（Reading）、ア
ディソン−ウェスリー出版社（Addison-Wesley Publishing Company）、１９８
９年発行、１９９１年増刷、ＩＳＢＮ０−２０１−１５４４２−０（以後、ワッ
ト参照と称する）に、見ることができる。

【０００６】 図１は、３次元オブジェクト、四面体を、その座標軸（Ｘ_obj，Ｙ_obj， Ｚ_obj）とともに示す。３次元オブジェクトは、（Ｘ_eye，Ｙ_eye，Ｚ_eye）に基づ
いて、ビュー・ポイントの座標システムで、変換され、基準化され、及び配置さ
れる。前記オブジェクトは、ビューイング・プレーン（viewing plane）へと投
影され、それによって透視図に修正する。この点において、オブジェクトは、２
次元になったように見える；しかしながら、前記オブジェクトのｚ座標は維持さ
れるので、それらは後に隠れ面除去技術によって使用することができる。前記オ
ブジェクトは最後に、Ｚ_screenが、ページに垂直に交わる、 （Ｘ_screen，Ｙ_screen，Ｚ_screen）に基づいて、スクリーン座標に変換される。
前記オブジェクト上の点は、表示スクリーン内のピクセルの位置（及びそれの小
数部）によって記述される自らのｘ及びｙ座標と、及びビュー・ポイントから、
基準化されたバージョンの距離にＺ座標を有する。

【０００７】 ジオメトリの多くの異なる部分が、同じピクセルに影響を与えうるので、シー
ン・ビューイング・ポイントに最も近い面を表すジオメトリが決定されなければ
ならない。各ピクセルに関して、前記ピクセルの領域によって境界を成す前記ボ
リューム内の可視面は、ピクセル色値を決定する一方で、隠れ面は、前記ピクセ
ルに影響を与えることができない。最も近い不透明面（ジオメトリの辺縁部が、
ピクセル領域と交差する場合は、複数の面）よりも、ビュー・ポイントに近い非
不透明面は、ピクセル色値に影響を与える一方で、すべての他の非不透明面は、
廃棄される。この明細書において、「閉塞した（occluded）」という用語は、他
の非不透明ジオメトリによって隠されたジオメトリを記述するために使用される
。

【０００８】 可視面決定を実行するために、多くの技術が開発され、及びこれらの技術の調
査は：「コンピュータ・グラフィックス：原理と実践（Computer Graphics : Pr
inciples and Practice）」、フォリー（Foley）、ヴァン・ダム（van Dam）、
ファイナー（Feiner）、及びヒューズ（Hughes）著、第１５章：可視面決定（Vi
sible-Surface Determination）、６４９乃至７２０ページ、第２版、マサチュ
ーセッツ州、レディング、アディソン−ウェスリー出版社、１９９０年、１９９
１年訂正増刷、ＩＳＢＮ０−２０１−１２１１０−７（以後、フォリー参照（Fo
ley Reference）と称する）を参照して、ここに採用されている。フォリー参照
において、６５０ページで、「画像精度」及び「オブジェクト精度」という用語
が定義される：「画像精度アルゴリズムは、通常、画像装置の解像度で実行され
、及び各ピクセルにおける可視性を決定する。オブジェクト精度アルゴリズムは
、各オブジェクトが定義される精度で実行され、及び各オブジェクトの可視性を
決定する。」 レンダリング処理が進むにつれて、複数の面が、ピクセルによって境界を定め
られるボリュームと交差するので、ほとんどの従来技術のレンダラ（renderer）
は、一定のスクリーン・ピクセルの色値を何回も計算しなければならない。ピク
セルがレンダリングされる必要がある、平均的回数は、特定のシーンに関しては
、シーンの深度計算複雑性（depth complexity）と呼ばれる。単純なシーンは、
ほぼ１の深度計算複雑性を有する一方で、複雑なシーンは、１０又は２０の深度
計算複雑性を有しうる。シーン・モデル（scene model）がより複雑になると、
レンダラは、常に増加する深度計算複雑性を有するシーンを処理することを要求
されるであろう。このように、ほとんどのレンダー（renders）に関して、シー
ンの深度計算複雑性は、浪費された処理の基準である。例えば、１０の深度計算
複雑性を有するシーンに関して、計算の９０％は、隠れピクセルで浪費される。
この浪費された計算は、単純なＺバッファ技術（後述される）を使用するハード
ウェア・レンダラには典型的であり、それはハードウェアに簡単に組み込むこと
ができるので、一般的に選択される。Ｚバッファ技術よりも複雑な方法は、今ま
で、複雑すぎて、一般的には費用効果的な方法で構築することができなかった。
本発明において示された前記方法及び装置の重要な特性は、ラスタライズされる
前に、ジオメトリの隠れ部分を排除することによって、この浪費された計算を避
ける一方で、費用効果的なハードウェアに組み込むのに十分に単純であることで
ある。

【０００９】 表面上の一点（しばしば、ポリゴンのバーテックス）が、スクリーン座標に変
換される時、前記点は、三つの座標：１）ピクセル単位のｘ座標（一般的に小数
点を含む）；２）ピクセル単位のｙ座標（一般的に小数点を含む）；及び３）ア
イ座標、仮想スクリーンからの距離、又はビューイング・ポイントからの面の相
対距離を維持する他の座標システムのいずれかにおける点のｚ座標を有する。本
明細書において、正のｚ座標値は、ビューイング・ポイントからの「観察方向」
に関して使用され、より小さい値は、ビューイング・ポイントにより近い位置を
示す。

【００１０】 面が一組の平面ポリゴンによって近似される（approximated）時、各ポリゴン
のバーテックスは、スクリーン座標に変換される。ポリゴンにおける又はその上
にある点に関して（バーテックスは除く）、スクリーン座標は、通常は、エッジ
・ウォーキング（edge walking）及びスパン補間（span interpolation）の処理
によって、バーテックスの座標から補間される。このようにｚ座標値は、一般的
に、ジオメトリがレンダリングされると、各ピクセル値（色値とともに）に含ま
れる。 ２．２ 包括的３Ｄグラフィックス・パイプライン（Generic 3D Graphics Pipe
line） 多くのハードウェア・レンダラが開発されており、一例は、：「Ｌｅｏ：費用
効果的３Ｄシェーデド・グラフィックスのためのシステム（Leo: A System for
Cost Effective 3D Shaded Graphics）」ディアリング（Deering）及びネルソン
（Nelson）著、ＳＩＧＧＲＡＰＨ９３会報の１０１乃至１０８ページ、１９９３
年８月１−６日、コンピュータ・グラフィックス会報、年次会議シリーズ、ニュ
ーヨーク、ＡＣＭ ＳＩＧＧＲＡＰＨ、１９９３年出版、ソフトカバーＩＳＢＮ
０−２０１−５８８８９−７及びＣＤ−ＲＯＭ ＩＳＢＮ０−２０１−５６９９
７−３（以後、ディアリング参照と称する）を参照して、ここに採用されている
。ディアリング参照は、それが「真に包括的であり（truly generic）、ほぼす
べての商業用３Ｄグラフィックス・アクセレレータ（3D graphics accelerator
）が、この要約に適合する最高レベルである」として述べている包括的３Ｄグラ
フィックス・パイプライン（すなわち、レンダラ、又はレンダリング・システム
）のダイアグラム（diagram）を含み、このパイプライン・ダイアグラムは、図
２に記載のとおり再現される。そのようなパイプライン・ダイアグラムは、レン
ダリングの処理を運ぶが、特定のハードウェアを記述しない。本明細書は、包括
的３Ｄグラフィックス・パイプラインのステップのいくつかを共有する新しいグ
ラフィックス・パイプラインを示す。包括的３Ｄグラフィックス・パイプライン
における各ステップは、ここでは簡単に説明され、図３に記載の方法の流れのダ
イアグラムにおいても示される。ポリゴンの処理が、本明細書のすべてにおいて
仮定されるが、３Ｄジオメトリを記述するための他の方法が、代わりになること
もできる。説明を簡単にするために、記述された方法におけるポリゴンの種類と
して、三角形が使用される。

【００１１】 図２に記載のとおり、データ入力（ステップ２１２）後、包括的３Ｄグラフィ
ックス・パイプラインのフローティング・ポイント集約的機能の中での第一のス
テップは、変換ステップ（ステップ２１４）であり、それは前述された。変換ス
テップは、方法の流れのダイアグラムの外側のループにおける第一のステップと
して、図３にも記載されており、また、「次のポリゴンを得る（get next polyg
on）」も含む。第二のステップ、クリップ・テスト（clip test）は、少なくと
もビュー・ボリューム（view volume）に部分的に含まれるか見るために、前記
ポリゴンを調べる（時に、錐台系の形状である）（ステップ２１６）。ポリゴン
が、ビュー・ボリュームにない場合、それは放棄される；そうでなければ、処理
が継続する。第三のステップは、面決定であり、ビューイング・ポイントから逸
れた方を向いたポリゴンは放棄される（ステップ２１８）。一般的に、面決定は
、閉じられたボリュームであるオブジェクトにのみ適用される。第四のステップ
は、ライティング計算（lighting computation）であり、一般的に、様々な種類
の複数の光源での、グロー・シェーディング及び／又はテクスチャ・マッピング
に関するセット・アップ（set up）を含むが、フォン・シェーディング又は多く
の他の選択肢の一つに関して設定することもできる（ステップ２２２）。第５の
ステップ、クリッピング（clipping）が、ビュー・ボリュームの外側にあるポリ
ゴンのあらゆる部分を削除するのは、前記部分は、ビューイング・プレーンの四
角の領域内に突出しないからである（ステップ２２４）。一般的に、ポリゴン・
クリッピングは、ポリゴンを、両方がビューイング・プレーンの領域内に突出す
る、二つのより小さいポリゴンに分割することによって、なされる。ポリゴン・
クリッピングは、計算上大変高価である。第六のステップ、透視的分割は、オブ
ジェクトの、ビューイング・プレーンへの突出に関して、透視的修正をする（ス
テップ２２６）。この点において、ポリゴンのバーテックスを表す点は、ステッ
プ７、スクリーン空間変換ステップによって、ピクセル空間座標に変換される（
ステップ２２８）。第八のステップ（ステップ２３０）、増分レンダリングに関
するセット・アップは、様々な始点、終点、及びウェッジ・ウォーキング並びに
スパン補間に必要な増分値を計算する（例えば、ｘ、ｙ、及びｚ座標；ＲＧＢ色
；テクスチャ・マップ空間ｕ及びｖ座標；等）。

【００１２】 描画集約的機能の中で、エッジ・ウォーキング（ステップ２３２）は、以前に
生成されたスパン（同じポリゴンにおいて）からの値を増大させることによって
、表示装置の書くラスタ線に関する水平スパンを増大的に生成し、それによって
ポリゴンの反対のエッジに沿って、垂直に「ウォーキング」する。同様に、スパ
ン補間（ステップ２３４）は、ビューイング・ポイントからのピクセルの距離を
示すｚ座標値を含む、ピクセル値を生成するために、スパンに沿って水平に「ウ
ォーキング」する。最後に、テスティング（Testing）及びブレンディング（Ble
nding）とも称されるｚバッファされたブレンディング（ステップ２３６）は、
最終のピクセル色値を生成する。前記ピクセル値は、色値も含み、それは単純な
グロー・シェーディング（すなわち、バーテックス色値の補間）によって、又は
テクスチャ・マッピング（おそらく、ともにブレンドされた複数のテクスチャ・
マップを使用して）、フォン・シェーディング（すなわち、パー・フラグメント
（per fragment）ライティング）、及び／又はバンプ・マッピング（bump mappi
ng）（補間された面法線を摂動させる）等の、より計算上高価な技術によって、
生成することができる。描画集約的機能が完了した後、二重バッファされたＭＵ
Ｘ出力ルックアップ・テーブル・オペレーション（double-buffered MUX output
look-up table operation）が実行される（ステップ２３８）。この図において
、丸い角を有するブロック（block）は、通常は機能又は処理オペレーションを
表す一方で、尖った角の長方形は、通常は記憶されたデータ又はメモリを表す。

【００１３】 生成されたｚ座標値を、Ｚバッファに記憶された対応する値と比較することに
よって、ｚバッファされたブレンドは、（それが、前記ピクセルの場所に関して
、以前に記憶された値よりも、ビューイング・ポイントに近い場合）それをフレ
ーム・バッファに書き込むことによって、新しいピクセル値を維持するか、又は
新しいピクセル値を放棄する（それがさらに遠い場合）。このステップにおいて
、アンチエイリアシング（antialiasing）方法は、新しいピクセル色を、古いピ
クセル色とブレンドすることができる。ｚバッファされたブレンドは、通常は後
述のとおり、パー・フラグメントのオペレーションのほとんどを含む。

【００１４】 包括的３Ｄグラフィックス・パイプラインは、二重バッファされたフレーム・
バッファを含むので、二重バッファされたＭＵＸも含まれる。出力ルックアップ
・テーブルは、色マップ値を変換するために含まれる。最後に、デジタル−アナ
ログ変換によって、表示装置への入力のためのアナログ信号を作る。

【００１５】 包括的３Ｄグラフィック・パイプラインの主な欠点は、その描画集約的機能が
、固定された数のポリゴンを与えられたピクセル・レベルで、決定的ではないこ
とである。すなわち、固定された数のポリゴンを与えられると、平均的ポリゴン
のサイズが増大するにつれて、より多くのピクセルレベルの計算が必要とされる
。しかしながら、フローティング・ポイント集約的機能は、ポリゴンの数に比例
し、及び平均的なポリゴンのサイズから独立している。それゆえに、フローティ
ング・ポイント集約的機能と、描画集約的機能の間の計算力の量の均衡を保つの
が難しいのは、この均衡が、平均的なポリゴンのサイズに依存するからである。

【００１６】 従来技術のＺバッファは、従来のランダム・アクセス・メモリ（Random Acces
s Memory）（ＲＡＭ又はＤＲＡＭ）、ビデオ・ラム（ＶＲＡＭ）、又は特殊なＤ
ＲＡＭに基づいている。特殊ＤＲＡＭの一例は、「ＦＢＲＡＭ：３Ｄグラフィッ
クスに最適化された、新しい形式のメモリ（FBRAM:A new Form of Memory Optim
ized for 3D Graphics）」、ディアリング（Deering）、シュラップ（Schlapp）
、及びラヴェル（Lavelle）著、ＳＩＧＧＲＡＰＨ９４会報、１６７乃至１７４
ページ、１９９４年７月２４−２９日、コンピュータ・グラフィックス会報、年
次会議シリーズ、ニューヨーク、ＡＣＭ ＳＩＧＧＲＡＰＨ、１９９４年出版、
ソフトカバーＩＳＢＮ０２０１６０７９５６に掲載されている。 ２．３ パイプラン状態 ＯｐｅｎＧＬは、プログラマに、グラフィック画像を作るためにオブジェクト
及びオペレーションを特定させる何百もの機能及びプロシージャを含むグラフィ
ックス・ハードウェアへのソフトウェア・インターフェースである。前記オブジ
ェクト及びオペレーションは、三次元オブジェクトの色画像を作るための適切な
特性を含む。ＯｐｅｎＧＬ（バージョン１．２）のほとんどは、オブジェクトが
、点、線、ポリゴン、又はビット・マップ（bitmap）であっても、前記グラフィ
ックス・ハードウェアが、フレーム・バッファを含むことを仮定し、又は要求し
、及び前記オペレーションが、前記オブジェクト上でのオペレーションでもよい
。ＯｐｅｎＧＬの一般的な特徴（グラフィカル・インターフェースの単なる一例
）は、マーク・シーガル（Mark Segal）及びカート・アクレイ（Kurt Akeley）
編、「ＯｐｅｎＧＬ登録商標グラフィックス・システム：仕様書（バージョン１
．２）」、バージョン１．２、１９９８年３月の参照で説明される；及びここに
は参照のために採用されている。ＯｐｅｎＧＬを参照しているが、本発明は、Ｏ
ｐｅｎＧＬと、又は他の標準あるいは非標準グラフィカル・インターフェースと
互換性があり、又は一致している構造、プロシージャ、又は方法に限定されない
。望ましくは、本発明の構造及び方法は、標準インターフェースの一つのために
準備されたデータ・セットが、変更なく本発明の構造及び方法によって処理され
てもよいように、ＯｐｅｎＧＬ又は他の標準グラフィカル・インターフェースと
一致する方法で実行されてもよい。しかしながら、本発明の構造及び方法は、Ｏ
ｐｅｎＧＬによっては供給されないいくつかの特徴を供給し、及びそのような包
括的な入力／出力が供給される時でも、前記実行は異なる方法で供給される。

【００１７】 「パイプライン状態（pipeline state）」というフレーズは、従来技術におい
ては単一の定義を有しない。例えば、ＯｐｅｎＧＬ仕様書は、状態の項目に関し
て、グラフィックス・レンダリング・マシン又はパイプライン状態の種類並びに
量を、及び前記状態情報を記憶するために必要とされるビット並びにバイトの数
を説明する。ＯｐｅｎＧＬ定義では、パイプライン状態は、例えば、「非バーテ
ックス」情報と同様に、それ自身がバーテックス法線である複数のバーテックス
及び色を含むオブジェクト・バーテックス関連情報を含む傾向にある。

【００１８】 情報が、グラフィックス・レンダラに送られる時、少なくともいくつかのオブ
ジェクト・ジオメトリ情報が、シーンを記述するために供給される。通常は、オ
ブジェクト又は複数のオブジェクトは、バーテックス情報に関して特定され、オ
ブジェクトはモデル化され、定義され、又はそうでなければ、点、線、又は一つ
以上のバーテックスを有するポリゴン（オブジェクト・プリミティブ（object p
rimitives））によって特定される。単純に見ると、バーテックスは、空間にお
ける場所（location）であり、例えば、ある参照起点と比較した三次元空間（ｘ
、ｙ、ｚ）座標によって特定されてもよい。面法線、色、テクスチャ、透明性、
及びバーテックスの特性に関する類似の情報等、他の情報が各バーテックスと関
連する。この情報は、基本的に「パー・バーテックス（"per-vertex"）」情報で
ある。残念なことに、パー・バーテックス情報に対する必要条件としての、入力
情報とバーテックスとの間の１対１の関係は、必ずしも制限的ではない。例えば
、色値は、特定のバーテックスに関するデータ・ストリームにおいて特定されて
もよく、前記色が、連続するバーテックスに関して変更するまで、データ・スト
リームにおいて再特定されない。色値が、明らかに各バーテックスに関する入力
データ・ストリームに含まれていなくても、前記色値は、パー・バーテックス・
データとして特徴づけられてもよい。

【００１９】 テクスチャ・マッピングは、パー・バーテックス情報又はパイプライン状態情
報のいずれとしても考えられる情報又はデータの興味深い例を示す。各オブジェ
クトに関して、一つ以上のテクスチャ・マップが特定され、各テクスチャ・マッ
プは、一つのテクスチャ座標又は複数のテクスチャ座標等、ある方法で識別され
る。テクスチャ座標で指しているテクスチャ・マップが、パイプライン状態の一
部として考えられてもよい一方で、それがパー・バーテックス情報であることが
主張されてもよい。

【００２０】 １対１ベースでの、ジオメトリ・オブジェクト・プリミティブに関連しない、
ライティングの場所並びに強さ、素材設定、反射特性、及びレンダラが動作する
他のすべての規則等、レンダラによって使用される他の情報は、より正確に、パ
イプライン状態と称されてもよい。パー・バーテックス・ベースでは、変化しな
い、又は変化してはならないものは、パイプライン状態だけであると考えられる
かもしれないが、上述の理由から、これは完全に明確な定義ではない。例えば、
レンダリングされるべき一定のオブジェクトに適用されるべき、特定の深度テス
ト（後述の説明を参照）を定義してもよく、例えば、深度テストは、ｚ値が、厳
格に、いくつかのオブジェクトに関して「より大き（"greater-than"）」く、及
び他のオブジェクトに関しては「より大きいか又は等し（"greater-than-or-equ
al-to"）」くなることを要求してもよい。時によって変わるこれらの特定の深度
テストは、そのときのパイプライン状態であると考えられてもよい。

【００２１】 ＯｐｅｎＧＬにおいてレンダラ（パイプライン）状態として考えられるパラメ
ータは、前記参照されたＯｐｅｎＧＬ仕様書（バージョン１．２、１９３乃至２
１７ページ）の第６．２節において確認されている。

【００２２】 基本的に、レンダラによって使用されるデータ又は情報は２種類ある：（１）
パー・バーテックス・データと考えられてもよいプリミティブ・データ、及び（
２）それ以外のすべてであるパイプライン状態データ（又は単にパイプライン状
態）である。この違いは、一定の情報項目を、パイプライン状態又は非パイプラ
イン状態のいずれかとして扱うグラフィックス・レンダラを実行する方法がある
ので、特定の規則としてよりもガイドライン（guideline）として考えられるべ
きである。 ２．４ パー・フラグメント・オペレーション（per-fragment operations） 包括的３Ｄグラフィックス・パイプラインにおいて、「ｚバッファされたブレ
ンド」ステップは、実際には、多くのより小さい「パー・フラグメント」オペレ
ーションのステップを取り入れる。

【００２３】 ＯｐｅｎＧＬ（オープン・グラフィックス・ライブラリ（Open Graphics Libr
ary）及びＤ３Ｄ等、アプリケーション・プログラム・インターフェース（ＡＰ
Ｉｓ（Application Program Interfaces））は、一組のパー・フラグメント・オ
ペレーションを定義する（バージョン１．２ＯｐｅｎＧＬ仕様書の第４章を参照
）。本発明の構造並びに方法と、従来の構造並びにプロシージャとの間の包括的
な類似性及び相違が、簡単に理解できるように、例示的なＯｐｅｎＧＬパー・フ
ラグメント・オペレーションを簡潔に検討する。

【００２４】 ＯｐｅｎＧＬの下で、フレーム・バッファは、一組のピクセルを、二次元アレ
イとして記憶する。フレーム・バッファに記憶された各ピクチャ・エレメント（
picture-element）又はピクセルは、単純に一組のいくつかのビットである。ピ
クセルごとのビット数は、特定のＧＬ実行又はコンテクストによって変化しても
よい。 フレームバッファにおける各ピクセルからの対応するビットは、共にビットプレ
ーン（bitplane）にグループ分けされる；各ビットプレーンは、各ピクセルから
の単一のビットを含む。ビットプレーンは、色、深度、ステンシル（stencil）
、及び蓄積バッファとして称されるいくつかの論理バッファにグループ分けされ
る。色バッファは順に、ＯｐｅｎＧＬ下で左前バッファ（front left buffer）
、右前バッファ（front right buffer）、左後ろバッファ（back left buffer）
、右後ろバッファ（back right buffer）及びいくつかの追加の補助バッファと
称されるものを含む。前方バッファに記憶された値は、表示モニタに通常表示さ
れる値である一方で、後方バッファ及び補助バッファの内容は、不可視であり表
示されない。立体的なコンテクストは、左前及び右前バッファの両方を表示する
一方で、モノスコーピックな（monoscopic）コンテクストは、左前バッファのみ
を表示する。一般的に、色バッファは、同じ数のビットプレーンを有していなけ
ればならないが、コンテクストの特定の実行は、右バッファ、後方バッファ、又
は補助バッファをまったく供給しなくてもよく、実行又はコンテクストは、追加
的に、ステンシル、深度又は蓄積バッファを供給し又は供給しなくてもよい。

【００２５】 ＯｐｅｎＧＬの下で、色バッファは、符号のない整数の色インデックス又はＲ
，Ｇ，Ｂ及び任意で符号のない整数値の数字“Ａ”のいずれかを含む；及び色バ
ッファ、深度バッファ（供給される場合）、ステンシル・バッファ（供給される
場合）、及び蓄積バッファ（供給される場合）の各々におけるビットプレーンの
数は、固定され及びウィンドウ依存である。蓄積バッファが供給される場合、少
なくともＲ，Ｇ及びＢ色コンポーネントごとのビット・プレーンを、色バッファ
と同じだけ有する。 （Ｘ_w，Ｙ_w）のウィンドウ座標でのラステライゼーション（rasterization）に
よって作られたフラグメントは、多くのテスト、パラメータ及び条件に基づいて
、その場所で、フレームバッファにおけるピクセルを変更する。順番に、フラグ
メント及びそれに関連するデータで始まり、フレームバッファへの最終出力スト
リームで終わる、通常実行されるいくつかのテストの中で、特筆すべきは、実行
される順番（及びＡＰＩの中でのいくつかのバリエーション（variation）を有
する）である：１）ピクセル・オーナシップ・テスト；２）シザー（scissor）
・テスト；３）アルファ（alpha）・テスト；４）色テスト；５）ステンシル・
テスト；６）深度テスト；７）ブレンディング；８）ディザリング（dithering
）；及び９）ロジコップ（logicop）である。ＯｐｅｎＧＬが、アルファ・テス
トとステンシル・テストとの間の明確な「色テスト」を供給しないことが、注目
される。ＯｐｅｎＧＬ下でのパー・フラグメント・オペレーションは、すべての
色計算の後に適用される。これらのテスト又はオペレーションの各々は、簡潔に
後述される。 ２．４．１ オーナシップ・テスト ＯｐｅｎＧＬの下で、ピクセル・オーナシップ・テストは、フレームバッファ
における（Ｘ_w，Ｙ_w）という場所でのピクセルが、現在ＧＬコンテクストによっ
て所有されているか決定する。所有されていない場合、ウィンドウ・システムは
、入力フラグメントの運命を決定する。前記フラグメントが放棄され、又は引き
続くパー・フラグメント・オペレーションのあるサブセットが、前記フラグメン
トに適用されることが、可能性のある結果である。このピクセル・オーナシップ
・テストは、ウィンドウ・システムに、適切にＧＬの振舞いを制御させる。

【００２６】 表示スクリーンを有するコンピュータにおいて、一つ又はいくつかの処理が実
行され、及び各処理は、表示スクリーン上にウィンドウを有することが仮定され
る。各処理に関して、関連するウィンドウは、前記処理が書き込み又はレンダリ
ングしたいピクセルを定義する。二つ以上のウィンドウがある場合、一つの処理
に関連するウィンドウは、他の処理に関連するウィンドウの前か、前記ウィンド
ウの後ろか、又は両方のウィンドウが完全に可視でもよい。全体の表示スクリー
ン又はデスクトップに関して、一つのフレーム・バッファしかないので、ピクセ
ル・オーナシップ・テストは、どの処理、及び関連するウィンドウが、前記ピク
セルの各々を所有するか決定することを伴う。特定の処理が、ピクセルを「所有
」しない場合、フレーム・バッファに関連したピクセル・オーナシップ・テスト
に失敗し、及び前記ピクセルは捨てられる。典型的なパラダイム（paradigm）の
下では、ピクセル・オーナシップ・テストは、各処理ごとに実行され、及びフレ
ーム・バッファにおける一定のピクセルの場所に関しては、前記ピクセルは前記
処理の一つに関してピクセル・オーナシップ・テストを通過し、及び他の処理に
関してピクセル・オーナシップ・テストに失敗してもよいことが注目される。さ
らに、一般的には、特定のピクセルが、一つだけの処理に関して、オーナシップ
・テストを通過することができるのは、たった一つ処理が、同時に特定のフレー
ム・バッファピクセルを所有することができるからである。

【００２７】 いくつかのレンダリング体系において、ピクセル・オーナシップ・テストは、
特に関連しなくてもよい。例えば、シーンがオフスクリーン・バッファ（off-sc
reen buffer）にレンダリングされている場合、及び引き続きデスクトップにブ
ロック転送され又はブリットされ（"blitted"）る場合、ピクセル・オーナシッ
プは、実際は関連さえしない。各処理が自動的に、又は必ず、ピクセル・オーナ
シップ・テストを通過するのは（それが実行される場合）、各処理は、そのオフ
スクリーン・バッファを有効に所有し、及び前記バッファの前には何もないから
である。

【００２８】 特定の処理に関して、前記ピクセルが、前記処理によって所有されない場合、
前記場所へピクセル値を書き込む必要はなく、及び前記ピクセルに関するすべて
の連続する処理は無視されてもよい。通常のワークステーションにおいて、スク
リーン上の特定のピクセルに関連するすべてのデータは、ラステライゼーション
の間に読み取られる。ｚバッファ、色値、古い色値、アルファ値、ステンシル・
ビット、等と同様に、フレーム・バッファ・ピクセルを所有する処理のアイデン
ティティ（identity）に関する情報を含む、前記ピクセルを送るあらゆるポリゴ
ンに関するすべての情報が読み取られる。一つの処理が前記ピクセルを所有する
場合、他のダウンストリーム（downstream）処理が実行される（例えば、シザー
・テスト、アルファ・テスト等）。他方で、前記処理がピクセルを所有せず、及
び前記ピクセルに関するオーナシップ・テストに失敗する場合、前記処理は、前
記ピクセルをさらに考慮する必要はなく、前記ピクセルは連続するテストへと省
かれる。 ２．４．２ シザー・テスト ＯｐｅｎＧＬの下で、シザー・テストは、左下（左、下）座標、長方形の幅、
及び長方形の高さに対応する四つの座標値によって定義される、シザー長方形の
中に（Ｘ_w，Ｙ_w）があるか決定する。前記値は、「無効シザー（ｉｎｔ
ｌｅｆｔ，ｉｎｔ ｂｏｔｔｏｍ，ｓｉｚｅｉ ｗｉｄｔｈ，ｓｉｚｅｉ ｈｅｉｇｈｔ）」のプロシージャで、ＯｐｅｎＧＬの下、設定される。 及び である場合、シザー・テストは通過する；そうでなければ、シザー・テストは失
敗し、及びテストされる特定のフラグメントは放棄される。様々な初期状態が供
給され、及びエラー条件が監視され、報告される。

【００２９】 単純に見ると、長方形は、オンスクリーン又はオフスクリーンのウィンドウで
もよいウィンドウを定義する。前記ウィンドウは、ｘ−左、ｘ−右、ｙ−上部、
及びｙ−低部座標によって定義される（それが前記点からの点及び高さ及び幅に
関して表現されていても）。このシザー・ウィンドウは、スクリーンを割り当て
られたシザー・ウィンドウに入るポリゴン・フラグメントからのピクセルだけが
変化するという点で、有用である。ポリゴンがシザー・ウィンドウをまたぐ場合
には、シザー・ウィンドウの中にあるピクセルのみが変化してもよい。

【００３０】 ＯｐｅｎＧＬマシンにおけるポリゴンが、パイプラインに下りる時、パイプラ
インは、前記ピクセルのｚ値及び色を決定するために計算する必要があるものす
べてを計算する。一度、ｚ値及び色が決定されると、どの情報がフレーム・バッ
ファに配置されるのか決定するために、前記情報が使用される（それによって、
表示スクリーンに何が表示されるのかを決定する）。

【００３１】 ピクセル・オーナシップ・テストのように、シザー・テストは、出力を変更さ
せるためのフレーム・バッファに実際に到達する前に、ピクセル及び／又はフラ
グメントを廃棄するための手段を供給する。 ２．４．３ アルファ・テスト 色は、四つの値、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、及びアルファ（Ａ）で定義
される。ＲＧＢ値は、各原色からのコントリビューション（contribution）を定
義し、及びアルファは、透明性に関連する。通常、色は３２ビット値であり、各
コンポーネントに８ビットであるが、そのような表現は３２ビットに制限されな
い。アルファ・テストは、一定のピクセルのアルファ値を、アルファ参照値と比
較する。例えば、前記比較が、グレーター・ザン・（greater-than）オペレーシ
ョン、レス・ザン・（less-than）オペレーション等になるように、比較の種類
が特定されてもよい。前記比較が、グレーター・ザン・オペレーションである場
合、ピクセルのアルファ値は、アルファ・テストを通過するためには、参照より
も大きくなければならない。ゆえに、ピクセルのアルファ値が０．９であり、参
照アルファは０．８であり、及び前記比較はグレーター・ザンである場合、前記
ピクセルは、アルファ・テストを通過する。アルファ・テストを通過しないピク
セルは、捨てられるか廃棄される。ＯｐｅｎＧＬ仕様書は、アルファ・テストが
ＯｐｅｎＧＬにおいて実行される方法を説明しており、ここではさらにそれを説
明しない。

【００３２】 アルファ・テストは、パー・フラグメント・オペレーションであり、すべての
フラグメント色付け計算及びライティング並びにシェーディング・オペレーショ
ンが完了した後に、行われる。これらのパー・フラグメントオペレーションの各
々は、従来のｚバッファ・ブレンディング・オペレーションの一部として考えら
れてもよい。 ２．４．４ 色テスト 色テストは、ピクセル・アルファ（Ａ）値と参照値との間のマグニチュード又
は論理的比較を実行するよりも、Ｒ，Ｇ又はＢ色コンポーネントの一つ又はその
組み合わせと参照値との間のマグニチュード又は論理的比較を実行する点を除き
、上述のアルファ・テストと類似している。比較テストは、例えば、グレーター
・ザン、レス・ザン、イコール・トゥ（equal-to）、グレーター・ザン・オア・
イコール・トゥ（greater-than-or-equal-to）、「グレーター・ザンｃ₁、レス
・ザンｃ₂」でもよく、ｃ₁及びｃ₂は、ソアな（sore）予め決められた参照値等
である。例えば、ピクセルＲ値が、最小値と最大値の間にある場合のみ、色テス
トが通過されるように、参照最小Ｒ値、及び参照最大Ｒ値を特定してもよい。色
テストは、例えば、青スクリーン機能を供給するために有用かもしれない。比較
テストは、単一の色コンポーネント上で又は色コンポーネントの組み合わせ上で
実行されてもよい。さらに、アルファ・テストに関して、各コンポーネントに一
つの値があるが、色テストに関しては、各コンポーネントにつき有効な二つの値
、最大値及び最小値がある。 ２．４．５ ステンシル・テスト ＯｐｅｎＧＬの下で、ステンシル・テストは、場所（Ｘ_w，Ｙ_w）におけるステ
ンシル・バッファに記憶された値と、参照値との間の比較の結果に基づいて、フ
ラグメントを条件付きで廃棄する。参照値が、ステンシル・バッファにおける、
マスクされ、記憶された値より小さく、小さいか又は等しく、等しく、より大き
いか又は等しく、より大きいか、又は等しくない場合にはいつも、ステンシル・
テストが決して通過しないように、いくつかのステンシル比較機能が許可される
。ＯｐｅｎＧＬの下では、ステンシル・テストが失敗する場合、入力フラグメン
トは廃棄される。参照値及び比較値は、複数のビット、通常は、２５６の異なる
値が表示されるように８ビットを有することができる。オブジェクトが、フレー
ム・バッファにレンダリングされる時、ステンシル・ビットを有するタグ（tag
）も、フレーム・バッファに書き込まれる。これらのステンシル・ビットは、パ
イプライン状態の一部である。実行するべきステンシル・テストの種類は、ジオ
メトリがレンダリングされる時に、特定することができる。

【００３３】 ステンシル・ビットは、様々なフィルタリング、マスキング、又はステンシリ
ング・オペレーションを実行するために使用される。例えば、特定のフラグメン
トが、最後にフレーム・バッファにおける特定のピクセルに影響を与えてる場合
、ステンシル・ビットは、ピクセル情報とともに、フレーム・バッファに書き込
まれることができる。 ２．４．６ 深度バッファ・テスト ＯｐｅｎＧＬの下で、深度バッファ・テストは、深度比較が失敗した場合、入
力フラグメントを廃棄する。前記比較は、ＯｐｅｎＧＬシンボリック（symbolic
）定数ＤＥＰＴＨ＿ＴＥＳＴを使用する包括的イネーブル（Enable）及びディス
エーブル（Disable）コマンドによって、可能にされ又は不能にされる。深度テ
ストが不能にされる時、深度比較及びそれに続く深度バッファ値への可能な更新
が回避され、及びフラグメントは次のオペレーションに渡される。ステンシル・
ビットも関与しており、テストが回避された場合でも変更される。ステンシル値
は、深度バッファ・テストが通過した場合に変更される。深度テストが可能にさ
れる場合、深度比較が起こり、深度バッファ及びステンシル値が引き続き変更さ
れてもよい。深度テストがＯｐｅｎＧＬにおいて実行される方法は、ＯｐｅｎＧ
Ｌ仕様書の１４５ページにおいて、より詳細に説明されている。

【００３４】 深度比較が実行され、そこで可能な結果は以下のとおりである：深度バッファ
・テストは、入力フラグメントのＺ_w値が、入力フラグメントの（ｘ_w，ｙ_w）座
標によって与えられる場所において記憶された深度値より、小さいか、小さいか
又は等しいか、等しいか、より大きいか、より大きいか又は等しいか、又は等し
くない場合、常に、決して通過しない。深度バッファ・テストが失敗する場合、
入力フラグメントは廃棄される。フラグメントの（ｘ_w，ｙ_w）座標におけるステ
ンシル値は、深度バッファ・テストの失敗に対して現在有効である関数に従って
、更新される。そうでなければ、フラグメントは、次のオペレーションへと続き
、フラグメントの（ｘ_w，ｙ_w）の場所における深度バッファの値は、フラグメン
トのｚ_w値に設定される。この場合において、ステンシル値は、深度バッファ・
テストの成功に関して現在有効である関数に従って、更新される。必要なＯｐｅ
ｎＧＬ状態は、値が８の整数と、及び深度バッファリングが可能にされるのか不
能にされるのかを示す単一のビットである。 ２．４．７ ブレンディング（Blending） ＯｐｅｎＧＬの下で、ブレンディングは、入力フラグメントのＲ，Ｇ，Ｂ及び
Ａ値を、入力フラグメント（ｘ_w，ｙ_w）の場所において、フレームバッファに記
憶されたＲ，Ｇ，Ｂ，及びＡ値と結合させる。

【００３５】 このブレンディングは、通常は入力フラグメントのアルファ値（Ａ）及び、対
応するフレーム・バッファに記憶されたピクセルのそれに依存する。次の検討に
おいて、Ｃｓは、入力フラグメントに関するソース色（source color）であり、
Ｃｄは対応するフレームバッファの場所におけるデスティネーション色（destin
ation color）であり、及びＣｃは、ＧＬ状態におけるコンスタント色（constan
t color）である。これらの色の個別のＲＧＢＡコンポーネントは、それぞれｓ
、ｄ及びｃの添字によって表示される。

【００３６】 ブレンディングは、基本的には、フレームバッファにおける色及びフラグメン
トにおける色を取り、及びそれらを混ぜる。ブレンディングが達成される方法、
すなわち特定のブレンディング関数は、ソースとデスティネーションの両方に関
して、様々な代替から選択されてもよい。

【００３７】 ブレンディングは、ＯｐｅｎＧＬ仕様書の１４６乃至１４９ページに説明され
ており、ここに参照のために採用されている。様々なブレンド方程式が、Ｏｐｅ
ｎＧＬの下、利用可能である。例えば、ソース色（Ｃｓ）とソース付加要素４つ
（Ｓ）の積を、デスティネーション色（Ｃｄ）とデスティネーション付加要素（
Ｄ）４つの積に加えることによって、すなわちＣ＝Ｃ_sＳ＋Ｃ_dＤによって、ブレ
ンド結果（Ｃ）が得られる、加法的タイプのブレンドが利用可能である。代替的
に、ブレンド方程式は、減法（Ｃ＝Ｃ_sＳ−Ｃ_dＤ）、逆の減法（Ｃ＝Ｃ_dＤ−Ｃ_s Ｓ）、最小関数（Ｃ＝ｍｉｎ（Ｃ_s，Ｃ_d））、最大関数（Ｃ＝ｍａｘ（Ｃ_s，Ｃ_d ））でもよい。ＯｐｅｎＧＬの下、ブレンディング方程式は、各色コンポーネン
ト及びそれの対応する付加係数に関して、個別に評価される。４つのＲ，Ｇ，Ｂ
，Ａコンポーネントの各々は、それぞれの付加要素を有する。

【００３８】 ブレンディング・テスト（又はブレンディング方程式）は、パイプライン状態
の一部であり、及び潜在的にすべてのポリゴンに対して変化することができるが
、より一般的には、作られたオブジェクト又はいくつかのポリゴンに対してのみ
変化するであろう。

【００３９】 通常、ブレンディングが、ピクセル・オーナシップ・テスト及びステンシル・
テスト等、他のテストが通過した場合のみ、実行されるのは、検討中のピクセル
又はフラグメントが、出力に効果を有するであろう、又は有しうることが明白だ
からである。 ２．４．８ ディザリング ＯｐｅｎＧＬの下で、ディザリングは、二つの色値又はインデックスの間で選
択する。ＲＧＢＡモードにおいて、バイナリ・ポイントの左に、ｍビットを有す
る固定点値としての色コンポーネントのいずれかの値を検討し、ｍはフレームバ
ッファにおける前記コンポーネントに割り当てられたビットの数である；そのよ
うな各値をｃと称する。各ｃに関して、ディザリングは、ｃ１∈｛ｍａｘ｛０，
［ｃ］−１，［ｃ］｝になるように、値ｃ１を選択する。この選択は、ピクセル
のｘ_w及びｙ_w座標に依存してもよい。色インデックス・モードにおいて、同じ規
則が適用され、ｃは単一の色インデックスである。ｃの値は、コンポーネント又
はインデックスのいずれかに関して、フレームバッファにおいて表示可能な最大
値よりも大きくてはならない。

【００４０】 多くのディザリング・アルゴリズムが可能であるが、あらゆるアルゴリズムに
よって生成されたディザリングされた値は、通常は、入力値及びフラグメントの
ｘ並びにｙウィンドウ座標にのみ依存しなければならない。ディザリングが不能
にされる時、各色コンポーネントは、対応するフレームバッファ・コンポーネン
トにあるのと同じだけのビットを有する固定点値に切り捨てられ、色インデック
スは、フレームバッファの色インデックス部分において表示可能な最も近い整数
に四捨五入される。

【００４１】 ディザリングのＯｐｅｎＧＬ仕様は、ＯｐｅｎＧＬ仕様書、特に１４９乃至１
５０ページにおいて、より完全に説明されており、それは参照のためにここに採
用されている。 ２．４．９ ロジコップ（Logicop） ＯｐｅｎＧＬの下で、入力フラグメントの色又はインデックス値と、対応する
場所におけるフレーム・バッファに記憶された色又はインデックス値との間に適
用される、最終の論理的オペレーションがある。論理的オペレーションの結果は
、フラグメントの（ｘ，ｙ）座標でのフレームバッファにおける値と入れ替わる
。例えば、：ｃｌｅａｒ，ｓｅｔ，ａｎｄ，ｎｏｏｐ，ｘｏｒ，ｏｒ，ｎｏｒ，
ｎａｎｄ，ｉｎｖｅｒｔ，ｃｏｐｙ，ｉｎｖｅｒｔｅｄ ａｎｄ， ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ，ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｒ，ｒｅｖｅｒｓｅ ａｎｄ，ｉ
ｎｖｅｒｔｅｄ ｃｏｐｙ，及びｉｎｖｅｒｔｅｄ ｏｒを含む、様々な論理的
オペレーションが、ソース（ｓ）とデスティネーション（ｄ）の間で実行されて
もよい。ロジコップの議論及び対応するオペレーションは、 ＯｐｅｎＧＬロジコップ実行の追加の詳細と同様に、ＯｐｅｎＧＬ仕様書の１５
０乃至１５１ページにおいて説明されている。論理的オペレーションは、書き込
みのために選択される各色インデックス・バッファに関して、又は書き込みのた
めに選択される各色バッファの各赤、緑、青及びアルファ値に関して、独立して
実行される。要求される状態は、論理的オペレーションを示す整数と、及び論理
的オペレーションが可能にされたか又は不能にされたかを示す２ビットである。
２．５ アンチエイリアシング（Antialiasing） 本明細書において、ピクセルは、表示装置の最小の、個別に制御可能なエレメ
ントのことである。しかし、画像は離散ピクセルへと量子化されるので、空間的
なエイリアスが起こる。通常のエイリアスの人為的な結果は、直線又はエッジが
、ピクセルの列を対角線に断つ時に起こる「階段（staircase）」効果である。

【００４２】 いくつかのレンダリング・システムは、ピクセルをサブピクセルに分割するこ
とによって、エイリアス効果を低減させ、各サブピクセルは、個別に色付けする
ことができる。画像が表示されるべき時は、各ピクセル内のすべてのサブピクセ
ルに関する色は、前記ピクセルに関する平均的な色を形成するためにブレンドさ
れる。ピクセルごとに１６までのサブピクセルを使用するレンダラは、「リアリ
ティ・エンジン・グラフィックス（Reality Engine Graphics）」、アクリー（A
keley）、ＳＩＧＧＲＡＰＨ９３会報の１０９乃至１１６ページ、１９９３年８
月１−６日、コンピュータ・グラフィックス会報、年次会議シリーズ、ニューヨ
ーク、ＡＣＭ ＳＩＧＧＲＡＰＨ、１９９３年出版、ソフトカバーＩＳＢＮ０−
２０１−５８８８９−７及びＣＤ−ＲＯＭ ＩＳＢＮ０−２０１−５６９９７−
３に記載されている（以後、アクリー参照と称する）。

【００４３】 他の従来技術のアンチエイリアシング方法は、ブレンディングを実行するため
に使用されるＡバッファであり（この技術も、アクリー参照に含まれる）、及び
「Ａバッファ、アンチエイリアスされた隠れ面方法（Antialiased Hidden Surfa
ce Method）」、Ｌ．カーペンタ（L.Carpenter）著、ＳＩＧＧＲＡＰＨ１９８４
会議会報、１０３乃至１０８ページに記述されている（以後、カーペンタ参照と
称する）。Ａバッファは、レンダリングされたポリゴンによって、ピクセルのパ
ーセント・カバレージ（percent coverage）を追跡することによって、エイリア
スを低減させるアンチエイリアシング技術である。この技術の主な欠点は、受け
入れ可能なアンチエイリアスされたポリゴンを得るために、各ピクセルにおいて
前から後ろへ（又は後ろから前へ）ポリゴンをソートする（sort）必要性である
。 ２．６ コンテント・アドレッサブル・メモリ（Content Addressable Memories
） ほとんどのコンテント・アドレッサブル・メモリ（ＣＡＭ）は、入力ベクトル
（input vector）とＣＡＭに記憶されたデータ・ワード（data words）の各々と
の間で、ビット対ビットの同等性テストを実行する。この種類のＣＡＭは、すべ
てのワードにおける対応するビットが、同等性テストに影響を与えないようにす
るために、ビット位置のマスキング（masking）をしばしば供給する。多くのク
ロック・サイクルがタスク（task）をするよう要求されるので、同等性テストを
するＣＡＭにおけるマグニチュードの比較を実行することは、非効率的である。
ＣＡＭは、いくつかのコンピュータにおける仮想メモリ・システム内におけるト
ランスレーション・ルックアサイド・バッファ（translation look-aside buffe
r）において現在使用されている。ＣＡＭはまた、高速コンピュータ・ネットワ
ークにおいてアドレスを適合するためにも使用される。

【００４４】 マグニチュード比較ＣＡＭ（Magnitude Comparison CAM）（ＭＣＣＡＭ）は、
ここでは、記憶されたデータが数として扱われるＣＡＭとして定義され、及び演
算マグニチュード比較（すなわち、レスザン、グレーター・ザン、レス・ザン・
オア・イコール・トゥ、等）が、並行してデータ上で実行される。これは、記憶
されたデータを厳格に、数としてではなく、ビット・ベクトルとして扱う通常の
ＣＡＭと反対である。ＭＣＣＡＭ特許は、ここに参照として含まれており、アメ
リカ合衆国特許第４，９９６，６６６号、ジェローム・Ｆ．ドュルック・ジュニ
ア（Jerome F. Duluk Jr.）の「完全な並行マグニチュード比較ができるコンテ
ント・アドレッサブル・メモリ・システム（Content-Addressable Memory Syste
m Capable of Fully Parallel Magnitude Comparisons）」、１９９１年２月２
６日付与（以後、ドュルック特許と称する）である。特定的に参照されるドュル
ック特許の中の構造は、「ドュルック特許」という接頭語を含む（例えば、「ド
ュルック特許ＭＣＣＡＭビット・サーキット」）。

【００４５】 ＭＣＣＡＭの基本的な内部構造は、ワードに編成された一組のメモリ・ビット
であり、各ワードは、記憶されたデータと入力データとの間の一つ以上の演算マ
グニチュード比較を実行することができる。通常は、ＭＣＣＡＭに関して、数の
ベクトルが、並行して一列のワードに適用される時、すべてのワードにおけるす
べての演算比較は並行して起こる。そのような並行探索比較オペレーションは、
記憶されたデータの「クエリ（query）」と称される。

【００４６】 ここに記載された発明は、クロック・サイクルごとにすべてのクエリの結果を
出力し、及び追加の出力を形成するために、これらの出力クエリ結果ビットを論
理的に「オアする（or）」能力を含む、様々な特性を加えることによって、ＭＣ
ＣＡＭの機能を増補する。 （発明の開示） 本発明の特徴の概観−トップ・レベル・サマリ（Top Level Summary） コンピュータ・グラフィックスは、コンピュータでピクチャ（picture）や画
像を生成する技術及び科学である。このピクチャ生成は一般的にレンダリングと
称される。例えば、３次元アニメーション（animation）における動きの外観は
、画像のシーケンス（sequence）を表示することによって達成される。対話式３
次元（３Ｄ）コンピュータ・グラフィックスは、ユーザに、自らのビューポイン
トを変え、又はリアルタイムでジオメトリを変えさせ、それによって、レンダリ
ング・システムが、リアルタイムで稼動中の新しい画像を生成することを要求す
る。それゆえに、高品質の画像とともに、色におけるリアル・タイム・パフォー
マンスは、次第に重要になっている。

【００４７】 本発明は、新しいグラフィックス・プロセッサ及び方法のためのものであり、
専用サブシステム、サブプロセッサ、装置、アーキテクチャ（architecture）、
及び対応するプロシージャを含む、多くのサブストラクチャを含む。本発明の実
施形態は、ディファード・シェーディング、タイルド・フレーム・バッファ（ti
led frame buffer）、及び複数段階隠れ面除去処理の一つ以上を、他の構造及び
／又はプロシージャと同様に、含んでもよい。本明細書において、このグラフィ
ックス・プロセッサは、以後ＤＳＧＰ（ディファード・シェーディング・グラフ
ィックス・プロセッサ（Deferred Shading Graphics Processor））又はＤＳＧ
Ｐパイプラインと称されるが、パイプラインと称されることもある。

【００４８】 本発明は、ＤＳＧＰパイプラインの多くの実施形態を含む。本発明の実施形態
は、フォン・シェーディング、サブピクセル・アンチエイリアシング、及びハー
ドウェアにおけるテクスチャ並びにバンプ・マッピングを、高性能３Ｄグラフィ
ックスに供給するよう設計されている。ＤＳＧＰパイプラインは、性能を犠牲に
することなく、これらの洗練された特性を供給する。

【００４９】 ＤＳＧＰパイプラインは、例えば、可能なインターフェースの選択肢の中でも
、アドバンスド・グラフィックス・ポート（ＡＧＰ（Advanced Graphics Port）
）及び／又はＰＣＩバス・インターフェース（bus interface）に限定されない
が、それらを含む、様々な可能なインターフェースを介して、コンピュータに接
続することができる。ＶＧＡ及びビデオ出力も通常は含まれる。本発明の実施形
態は、ＯｐｅｎＧＬ及びＤｉｒｅｃｔ３Ｄ ＡＰＩの両方をサポートする。Ｏｐ
ｅｎＧＬグラフィックス・システム：仕様書（バージョン１．２）（The OpenGL
Graphics System: A Specification (Version 1.2)）」、マーク・シーガル（M
ark Segal）及びカート・アクリー（Kurt Akeley）著、ジョン・リーチ（Jon Le
ech）編、という題名のＯｐｅｎＧＬ仕様書が、参照のために含まれる。

【００５０】 ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプラインのいくつかの
例示的な実施形態又はバージョンが、ここに記載されている。 ３．１ ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプラインのバー
ジョン ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプラインのいくつかの
バージョン又は実施形態が、ここに記載されており、及び特性の様々な組み合わ
せを有する実施形態が実行されてもよい。さらに、本発明の特性は、他の特性か
ら独立して、実行されてもよい。上述の重要な特性のほとんどは、ＤＳＧＰパイ
プラインのすべてのバージョンに適用することができる。 ３．１．１ タイル（tiles）、スタンプ（stamps）、サンプル（samples）、及
びフラグメント（fragments） ３Ｄグラフィックス・プリミティブの各フレーム（シーン又はユーザ・フレー
ムとも称される）は、表示スクリーン上で、３Ｄウィンドウへとレンダリングさ
れる。ウィンドウは、ピクセルの四角形グリッド（rectangular grid）を含み、
及び前記ウィンドウは、タイルに分割される（以後、タイルは、１６×１６ピク
セルと仮定されるが、どのようなサイズでもよい）。タイルが使用されない場合
、ウィンドウは、一つのタイルであると考えられる。各タイルはさらに、スタン
プに分割される（以後、スタンプは２×２ピクセルであると仮定され、それによ
って１タイルにつき６４スタンプを生むが、スタンプは、一つのタイルの中でど
のようなサイズでもよい）。各ピクセルは、一つ以上のサンプルを含み、各サン
プルは、それ自身の色値及びｚ値を有する（以後、ピクセルは、４つのサンプル
を含むと仮定されるが、どのような数が使用されてもよい）。フラグメントは、
特定のピクセル内のプリミティブによって覆われたサンプルの集まりである。「
フラグメント」という用語は、特定のプリミティブ及び特定のピクセル内の可視
サンプルの集まりを記述するためにも使用される。 ３．１．２ ディファード・シェーディング 通常のＺバッファ・レンダリングにおいて、レンダラは、各プリミティブの各
ピクセルに関して、色値（ＲＧＢ又はＲＧＢＡ）及びｚ値を計算し、新しいピク
セルのｚ値を、Ｚバッファにおける現在のｚ値と比較する。ｚ値比較が、新しい
ピクセルが、フレーム・バッファにおける現存するピクセルの「前に」あること
を示す場合、新しいピクセルは、古いものを上書きする；そうでなければ、新し
いピクセルは、捨てられる。

【００５１】 Ｚバッファ・レンダリングはよく作動し、また複雑なハードウェアを必要とし
ない。しかしながら、シーンが多くの隠れ面を含む場合、それは通常、多くの浪
費された処理努力という結果を生む。複雑なシーンでは、前記レンダラは、最終
ピクチャにおいて可視であるピクセルの１０倍又は２０倍のピクセルに関する色
値を計算してもよい。これは、―フォン・シェーディング又はテクスチャ・マッ
ピング等―パー・ピクセル・オペレーションの計算コストが、１０倍又は２０倍
にされることを意味する。１ピクセルあたりの面の数は、全体のフレームに平均
化されており、前記フレームの深度計算複雑性とよばれる。従来のｚバッファー
ド・レンダラにおいて、前記深度計算複雑性は、特定のフレームをレンダリング
する時の、前記レンダラの非効率性の基準となる。 ディファード・シェーディングを実行するパイプラインにおいて、隠れ面除去
（ＨＳＲ）は、あらゆるピクセル・カラリングが行われる前に完了される。ディ
ファード・シェーディング・パイプラインの目的は、最終画像（すなわち、正確
なＨＳＲ）に現れるプリミティブのみに関して、ピクセル色を生成することであ
る。ディファード・シェーディングは、一般的に、ＨＳＲが開始することができ
る前に、プリミティブが蓄積されることを要求する。不透明なピリミティブだけ
を有するフレームに関して、前記ＨＳＲ処理は、すべてのピクセル内の各サンプ
ルおいて、単一の可視プリミティブを決定する。一つのサンプルに対し、可視プ
リミティブが一度決定されると、前記サンプル場所におけるプリミティブの色が
決定される。さらなる効率が、パー・サンプル色を計算するよりもむしろ、同じ
ピクセル内の全てのサンプルに関して、単一のパー・ピクセル色を決定すること
によって達成されうる。

【００５２】 プリミティブの少なくともアルファ・ブレンディング（以前に参照された ＯｐｅｎＧＬ仕様書に定義されたとおり）を有するフレームに関して（通常、透
明性による）、２つ以上のプリミティブによって色付けられるいくつかのサンプ
ルがある。これは、前記ＨＳＲ処理が，サンプルごとの一組の可視プリミティブ
を決定しなければならないことを意味している。

【００５３】 ＯｐｅｎＧＬ等、いくつかのＡＰＩにおいて、前記ＨＳＲ処理は、プリミティ
ブを廃棄できる他のオペレーション（すなわち、深度テスト以外のオペレーショ
ンによる）によって複雑にされうる。これらの他のオペレーションは、：ピクセ
ル・オーナシップ・テスト、シザー・テスト、アルファ・テスト、色テスト、及
びステンシル・テスト（本明細書の別のところで記載されたとおり）を含む。こ
れらのオペレーションのいくつかは、その色に基づいてプリミティブを廃棄し（
アルファ・テスト等）、それは、前記ＨＳＲ処理の後まで、ディファード・シェ
ーディング・パイプラインにおいては決定されない（これは、アルファ値が、し
ばしば、テクスチャリング処理によって生成され、ピクセル・フラグメント・カ
ラリングに含まれるからである）。例えば、通常は、より離れたプリミティブ（
一般的により大きいｚ値で）を不明瞭にするプリミティブは、アルファ・テスト
によって廃棄されることができ、それにより、それが前記のより離れたプリミテ
ィブを不明瞭にしないようにする。アルファ・テストを考慮しないＨＳＲは、前
記のより離れたプリミティブを誤って廃棄するかもしれない。それゆえに、ディ
ファード・シェーディングとアルファ・テストとの間に（同様に、色テストとス
テンシル・テストとの間にも）矛盾があるかもしれない；すなわち、ピィクセル
・カラリングは隠れ面除去の後まで延期されるが、隠れ面除去はピクセル色に依
存することができる。この問題に対する簡単な解決方法は次のものを含む：１）
アルファ・テスト、色テスト、及びステンシル・テスト等、ＡＰＩから非深度依
存テストを取り除くことであるが、この潜在的な解決方法は、現存するプログラ
ムが、前記ディファード・シェーディング・パイプライン上で、適切に実行する
こと妨げるかもしれない；及び２）必要とされる時のみ、前記ＨＳＲ処理に、あ
る色の生成をさせることであるが、この潜在的な解決方法は、データ・フローを
かなり複雑にするであろう。それゆえ 、これらの選択のどちらも魅力がない。
３番目の選択肢は、保存性（conservative）隠れ面除去（ＣＨＳＲ）と呼ばれ、
本発明の構造及び方法によって供給される、重要な革新の一つである。ＣＨＳＲ
は本明細書の連続した節において詳細に記述されている。

【００５４】 多くのＡＰＩにおける他の複雑性は、前記深度テストを変える能力である。３
Ｄレンダリングについての標準的な考え方は、可視のオブジェクトが不明瞭なオ
ブジェクト（すなわち、より少ないｚ値で）よりも近いことを仮定し、及びこれ
は、レス・ザン深度テストによって達成される（すなわち、そのｚ値が他のジオ
メトリより少ないならば、オブジェクトは可視である）。しかしながら、ほとん
どのＡＰＩは、グレーター・ザン、レス・ザン、グレーター・ザン・オア・イコ
ール・トゥ、イコール、レス・ザン・オア・イコール・トゥ、レス・ザン、ノッ
ト・イコール、及び代数的、マグニチュード、並びに論理的関係等、他の深度テ
ストをサポートする。これは、本質的に可視であるものに関する「規則を変える
」。この複雑性は 、一つのＡＰＩが、フレーム内の深度テストを、アプリケー
ション・プログラムに変えさせることによって合成される。異なるジオメトリは
、可視性に関して徹底的に異なる規則に従ってもよい。それゆえに、異なるレン
ダリング規則を有するプリミティブのタイム・オーダが、考慮されなければなら
ない。例えば、図４に記載の実施形態において、３つのプリミティブが、それら
の個別の深度テストとともに示されている。（ｚ次元のみが図に示されているの
で、これは一つのサンプルに対する事例と考えられてもよい。）それらがＡ，Ｂ
，それからＣのオーダでレンダリングされる場合、プリミティブＢは最終の可視
面であろう。しかしながら、前記プリミティブがＣ，ＢそれからＡのオーダでレ
ンダリングされる場合、プリミティブＡが最終の可視面であろう。これは、ディ
ファード・シェーディング・パイプラインがどのようにプリミティブのタイム・
オーダリングを維持しなければならないか、及び正しいパイプライン状態（例え
ば深度テスト）が各プリミティブと関連されなければならないかを示している。
３．１．３ ディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン、第
一の実施形態（バージョン１） 従来の３Ｄグラフィック・パイプラインは、図２に記載される。図４と相対的
に、本発明の３Ｄディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン
・バージョン１（以下、ＤＳＧＰｖ１と称する）の第一の実施形態を記載する。
本発明パイプライン（図４）は、描画集約的機能２３１を、（１）パイプライン
状態及び各プリミティブを記述しているプリミティブ・データを記憶するための
シーン・メモリ（scene memory）２５０であって、図においてはシーン・メモリ
と称される；（２）正確な隠れ面除去処理２５１；（３）フラグメント・カラリ
ング処理２５２；及び（４）ブレンディング処理２５３に置き換えることにより
、包括的な従来のパイプライン（図２）から得られたことがわかるであろう。

【００５５】 シーン・メモリ２５０は、それらの属性に沿って、一つのフレームに対する前
記プリミティブ・データを記憶し、及び前記フレーム全体の、パイプライン状態
の様々な設定を記憶する。プリミティブ・データはバーテックス座標、テクスチ
ャ座標、バーテックス色、バーテックス法線、等（the like）を含む。ＤＳＧ
Ｐｖ１において、プリミティブ・データは、増分レンダリングに関するセットア
ップによって生成されたデータを含み、それは空間、色、及びエッジ微分（edge
derivatives）を含む。

【００５６】 フレームにおけるすべてのプリミティブが、フローティング・ポイント集約的
機能２１３によって処理され、及びシーン・メモリ２５０に記憶された時、ＨＳ
Ｒ処理が始まる。前記シーン・メモリ２５０は、二重にバッファされ、それによ
り、フローティング・ポイント集約的機能が次のフレームで計算を実行する間、
前記ＨＳＲ処理に、一つのフレーム上で計算をさせる。前記シーン・メモリはま
た三重にもバッファされうる。前記シーン・メモリはまた、前記ＨＳＲ処理に関
するスクラッチパッドでもあり、前記ＨＳＲ処理に関する中間結果を記憶し、す
べてのプリミティブが前記シーン・メモリに記憶される前に、前記ＨＳＲ処理に
始動させる。

【００５７】 前記シーン・メモリにおいて、あらゆるプリミティブは、前記プリミティブが
パイプラインに入力された時に有効であったパイプライン状態情報に関連する。
前記パイプライン状態と各プリミティブとを関連させる最も簡単な方法は、各プ
リミティブ内の全体のパイプライン状態を含むことである。しかしながら、パイ
プライン状態の多くは、ほとんどのプリミティブの間で（特に、プリミティブが
同じオブジェクトにある時）変化しないので、これは、大量の冗長な情報を導入
するであろう。前記シーン・メモリに情報を記憶するための好ましい方法は、個
別のリストを保存することである：パイプライン状態設定に対して一つのリスト
、及びプリミティブに対して一つのリストである。さらに、前記パイプライン状
態情報は多数のサブリストに分割され、各サブリストへの追加は、サブリストの
部分が変わる時のみに生じる。プリミティブを記憶するための好ましい方法は、
前記プリミティブを再生するための接続情報とともに、一連のバーテックスを記
憶することによって行われる。プリミティブを記憶するための、この好ましい方
法は、さもなければ、ポリゴン・メッシュ（polygon mesh）及びライン・ストリ
ップ（line strip）において生じるであろう冗長なバーテックスを取り除く。

【００５８】 隠れ面除去が行われるＤＳＧＰｖ１における唯一の場所であるので、ＤＳＧＰ
ｖ１に関して記述された前記ＨＳＲ処理は、正確な隠れ面除去（ＥＨＳＲ）であ
ることが求められる。正確な隠れ面除去（ＥＨＳＲ）処理２５１は、どのプリミ
ティブが前記フレーム・バッファにおけるピクセルの最終の色に影響を与えるか
を精密に決定する。この処理はパイプライン状態における変化を表しており、そ
れは前記処理にさまざまな複雑性を導入する。これらの複雑化のほとんどは、上
述のとおり、パー・フラグメント・オペレーション（オーナシップ・テスト、シ
ザー・テスト、アルファ・テスト等）に起因する。正確な隠れ面除去が必要とさ
れないように、後述のとおり、これらの複雑性は、革新的な保存性隠れ面除去（
ＣＨＳＲ）処理によって解決される。

【００５９】 前記フラグメント・カラリング処理は、ピクセル内の各サンプル又は各グルー
プのサンプルに関する色を生成する。これは：グロー・シェーディング、テクス
チャ・マッピング、フォン・シェーディング、及びピクセル色を生成するための
様々な他の技術を含みうる。この処理は、プリミティブのサブセクションに関す
る色を、効率良く生成できなければならないので、エッジド・ウォーク（edged
walk）２３２及びスパン補間２３４とは異なる。すなわち、一つのプリミティブ
は、部分的に可視でもよく、それゆえに、色は、そのピクセルのいくつかのみに
関して生成される必要があり、及びエッジ・ウォーク及びスパン補間は、全体の
プリミティブが色付けされなければならないことを仮定している。さらに、前記
ＨＳＲ処理は、一つのプリミティブの多数の可視サブセクションを生成してもよ
く、これらは他のプリミティブの可視サブセクションの間に、早めに点在しても
よい。それゆえに、前記フラグメント・カラリング処理２５２は、プリミティブ
・エッジ又はｘ軸もしくはｙ軸に沿って、増分計算をする必要無く、プリミティ
ブ内の任意の場所で、色値を生成することができるであろう。

【００６０】 本発明の実施形態の前記ブレンディング処理２５３は、ピクセルごとに単一の
色を生成するため、前記フラグメントの色を結合させる。従来のｚバッファド・
ブレンド処理２３６に対して、このブレンディング処理２５３は、正確な隠れ面
除去処理２５１が、どのプリミティブが各サンプルにおいて可視であるかをすで
に決めているので、ｚバッファ・オペレーションを含まない。前記ブレンディン
ッグ処理２５３は、各サンプルに関して個別の色値を維持してもよく、又はサン
プル色は、全体のピクセルに関する単一の色を作るためにブレンドされてもよい
。個別の色値がサンプルごとに維持され、前記フレーム・バッファ２４０に個別
に記憶される場合、最終のピクセルの色は、データが、デジタル−アナログ・コ
ンバータ２４２へ送られると、スキャン・アウト処理の間、サンプル色から生成
される。 ３．１．４ ディファード・シェーディング・グラッフィック・パイプライン、
第２の実施形態（バージョン２） ＤＳＧＰｖ１に関して上述されたとおり、前記シーン・メモリ２５０は：（１
）プリミティブ・データ；及び（２）パイプライン状態を記憶する。図５に記載
の、ディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン２６０（バー
ジョン２）（ＤＳＧＰｖ２）の第２の実施形態において、このシーン・メモリ２
５０は二つの部分：空間メモリ２６１部分及びポリゴン・メモリ２６２部分に分
割される。データの分割は、単なるプリミティブ・データとパイプライン状態デ
ータへの分割ではない。

【００６１】 ＤＳＧＰｖ２において、ＨＳＲに必要な前記パイプライン状態データの部分は
、空間メモリ２６１に記憶される一方で、残りはポリゴン・メモリ２６２に記憶
される。ＨＳＲに必要なパイプライン状態の例は（例えば、前記の ＯｐｅｎＧＬ仕様書に定義されているとおり）ＤｅｐｔｈＦｕｎｃ、 ＤｅｐｔｈＭａｓｋ、ＳｔｅｎｃｉｌＥｎａｂｌｅ等を含む。ＨＳＲに必要でな
いパイプライン状態の例は：ＢｌｅｎｄＥｑｕａｔｉｏｎ、 ＢｌｅｎｄＦｕｎｃ、点描パターン等を含む。特定のブレンディング機能の選択
又は識別が（例えば、Ｒ＝Ｒ_SＡ_S＋Ｒ₀（１−Ａ_S）を選択すること）、ＨＳＲに
関して必要とされない一方で、前記ＨＳＲ処理は、前記プリミティブが、ブレン
ディングを受けるかを表さなければならず、それは、前記プリミティブが、ジオ
メトリに優先して、完全に遮断することができないものとして扱われることを、
一般的に意味している。同様に、前記ＨＳＲ処理は、前記プリミティブがシザー
・テスト、アルファ・テスト、色テスト、ステンシル・テスト、及び他のパー・
フラグメント・オペレーションを受けるかを表さなければならない。 プリミティブ・データもまた分割される。ＨＳＲに必要なプリミティブ・デー
タの部分は空間メモリ２６１に記憶され、及び前記プリミティブ・データの残り
はポリゴン・メモリ２６２に記憶される。ＨＳＲに必要なプリミティブ・データ
の部分は、バーテックスの場所及び空間微分（すなわち、エッジに関するδｚ／
δｘ、δｚ／δｙ、ｄｘ／ｄｙ等）を含む。ＨＳＲに必要でないプリミティブ・
データの部分は、バーテックス色、テクスチャ座標、色微分（color derivative
s）等を含む。パー・フラグメント・ライティング（per-fragment lighting）が
前記パイプラインにおいて実行される場合、全体のライティング方程式は、すべ
てのフラグメントに適用される。しかし、ディファード・シェーディング・パイ
プラインにおいて、可視のフラグメントのみが、ライティング計算を必要とする
。この場合、前記ポリゴン・メモリもまた、バーテックス法線、バーテックス・
アイ座標、バーテックス面接線、バーテックス従法線、これら全ての属性の空間
微分、及び他のパー・プリミティブ・ライティング情報を含んでもよい。

【００６２】 前記ＨＳＲ処理の間、特に前記ＨＳＲがパー・タイル・ベースで行われる場合
、プリミティブの空間属性は繰り返しアクセスされる。前記シーン・メモリ２５
０を、空間メモリ２６１及びポリゴン・メモリ２６２に分割することは総メモリ
帯域幅を低減させる効果を有する。

【００６３】 増分レンダリング２３０に関するセットアップからの出力は、前記空間データ
分離処理２６３に入力され、それは、ＨＳＲに必要なすべてのデータを、空間メ
モリ２６１に記憶し、前記データの残りはポリゴン・メモリ２６２に記憶する。
前記ＥＨＳＲ処理２６４は、プリミティブ空間データ（例えば、バーテックス・
スクリーン座標、空間微分等）及びＨＳＲ（パー・フラグメント・テスティング
・オペレーションのすべての制御ビットを含む）に必要なパイプライン状態の部
分を受信する。

【００６４】 可視フラグメントが前記ＥＨＳＲ２６４から出力される時、データ適合処理２
６５は、前記バーテックス状態及びパイプライン状態を可視フラグメントに適合
させ、及びタイル情報はタイル・バッファ２６６に記憶される。前記パイプライ
ンの余りは、ピクセルへ／からのサンプル変換２６７、読み取り及び前記フレー
ム・バッファヘの書き込み、二重バッファＭＵＸ出力ルックアップ、及び前記フ
レームに記憶されたデータの、実際のアナログ表示装置信号値へのデジタル−ア
ナログ（Ｄ／Ａ）変換を含む、前記スキャン・アウト処理に、主に関連する。 ３．１．５ ディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン、第
３の実施形態（バージョン３） 図６に記載された、前記ディファード・シェーディング・グラフィクス・パイ
プライン（バージョン３）（ＤＳＧＰｖ３）の第３の実施形態において、前記シ
ーン・メモリ２５０はさらに二つの部分（空間メモリ２６１及びポリゴン・メモ
リ２６２）に分割され、さらに増分レンダリング２３０に関するセットアップは
、データ分離の後、及び正確な隠れ面除去の前に起こる空間セットアップによっ
て置き換えられる。前記パイプラインの構造及び処理の残りは、第一の実施形態
に関して前述されたものから変化していない。 ３．１．６ ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプライン、
第４の実施形態（バージョン４） 図７に記載の、前記ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプ
ライン（バージョン４）（ＤＳＧＰｖ４）の第４の実施形態において、第３の実
施形態（図６）の正確な隠れ面除去は、保存性隠れ面除去の構造及びプロシージ
ャによって置き替えられ、及びダウンストリーム・ｚバッファード・ブレンド（
down-stream z-buffered blend）は前記ブレンディング・プロシージャと入れ替
わる。 ３．１．７ ディファード・シェーディング・グラフィック・パイプライン、第
５の実施形態（バージョン５） 図８に記載の、前記ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプ
ライン（バージョン５）（ＤＳＧＰｖ５）の第５実施形態において、正確な隠れ
面除去は第３の実施形態として使用されるが、タイリングが追加され、及びタイ
ル・ソーティング・プロシージャ（tile sorting procedure）がデータ分割の後
に追加され、及び前記読み取りは、空間セットアップの前に、タイルによる。さ
らに、最初の３つの実施形態のポリゴン・メモリは、状態メモリと置き換えられ
る。 ３．１．８ ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプライン、
第６の実施形態（バージョン６） 図９に記載の、ディファード・シェーディング・グラフィックス・パイプライ
ン（バージョン６）（ＤＳＧＰｖ６）の第６の実施形態において、第５の実施形
態（図８）に記載の正確な隠れ面除去は、保存性隠れ面除去に置き換えられ、及
び第５の実施形態のダウンストリーム・ブレンディングは、ｚバッファード・ブ
レンデイング（テスティング及びブレンディング（Testing & Blending））に置
き換えられる。いくつかの特徴を示すと、二つの部分を有するシーン・メモリ、
プリミティブ・データ分割又は分離、空間セットアップ、タイリング及びパー・
タイル処理、保存性隠れ面除去、及びｚバッファード・ブレンディング（テステ
ィング及びブレンディング）を含む、本発明の構造及び方法により供給される有
益な特徴のいくつかを採用するので、この第６の実施形態は好まれる。 ３．１．９ 他の可能な実施形態（バージョン） 本発明のグラフィックス・パイプラインのいくつかの例示的な実施形態が記載
され、及び図４乃至９に関して記述され、ここで供給される説明の観点から、当
業者は、本発明の構造とプロシージャが、本発明の他の実施形態を供給するため
に、異なる組み合わせ及び置換によって実行されてもよく、また本発明が、ここ
で明確に識別された特定の組み合わせに限定されないことを、容易に理解するで
あろう。

【００６５】 ３．２ 重要な革新の概観 前記パイプラインはプリミティブをレンダリングし、及び本発明は、１）三角
形、２）線 、及び３）点を含む一組のレンダリング可能なプリミティブに関し
て記述されている。３つ以上のバーテックスを有するポリゴンは前記ジオメトリ
・ブロックにおいて三角形に分割されるが、前記ＤＳＧＰパイプラインは、多角
四辺形又はより多くの辺を有するポリゴンをレンダリングするため、簡単に変更
され得る。それゆえに、前記パイプラインは、一度三角形に分割されると、あら
ゆるポリゴンをレンダリングすることができるので、本発明のレンダラは、効果
的にあらゆるポリゴン・プリミティブをレンダリングする。 一定のプリミティブが影響を与えるかもしれない表示スクリーン上で３Ｄウィ
ンドウのどの部分かを識別するため、前記パイプラインは、描画されている前記
３Ｄウィンドウを、「タイル及びスタンプ」と呼ばれる一連のより小さな領域へ
分割する。前記パイプラインは、ディファード・シェーディングを実行し、そこ
では、ピクセル色は、隠れ面除去の後まで決定されない。マグニチュード比較コ
ンテント・アドレッサブル・メモリ（ＭＣＣＡＭ）の使用は、前記パイプライン
に、隠れジオメトリ・カリング（culling）を効果的に実行させる。 ３．２．１ 保存性ディファード・シェーディング 本発明によって供給される中心的な考え又は発明の概念の一つは、保存性隠れ
面除去（ＣＨＳＲ）に関する。前記ＣＨＳＲは、タイム・オーダで各プリミティ
ブを処理し、及びプリミティブが接触する各サンプルに関して、深度テスト及び
アルファ・テスト等、様々なＡＰＩ状態変数に基づいて、保存性決定がなされる
。前記ＣＨＳＲ処理の重要な特徴の一つは、アルファ・テスト、色テスト、及び
ステンシル・テスト等、ＡＰＩからの非深度依存テストが、前記ＤＳＧＰパイプ
ラインによって実行され得るとしても、色計算は、隠れ面除去の間は、実行され
る必要がないことである。

【００６６】 前記ＣＨＳＲ処理は、サンプルごとの有限状態装置（finite state machine）
（ＦＳＭ）とみなされ得る。以後、各パー・サンプルＦＳＭはサンプル有限状態
装置（ＳＦＳＭ）と呼ばれる。各ＳＦＳＭは、（１）ｚ座標情報；（２）プリミ
ティブ情報（前記サンプル又はピクセルにおけるプリミティブの色を生成するた
めに必要とされるあらゆる情報）；及び（３）一つ以上のサンプル状態ビット（
例えば、これらのビットは、ｚ値又は複数のｚ値が正確であること又は保存力が
あることを指定することができる）を含むパーサンプル・データを維持する。サ
ンプルごとの複数のｚ値が容易に使用される一方で、サンプルごとの複数の組の
プリミティブ情報は高価であろう。以後、前記ＳＦＳＭは、一つのプリミティブ
に関するプリミティブ情報を維持すると仮定される。次の節で記述されたとおり
、前記ＳＦＳＭはまた透明性情報を維持してもよく、それは、ソートされた透明
性に関して使用される。 ３．２．２ ＣＨＳＲ及びアルファ・テスト アルファ・テストを取り扱う前記ＣＨＳＲの例として、図１０乃至１４、特に
図１１の図を検討する。このダイアグラム（diagram）は、特定のサンプルに関
して、異なるＺ座標の場所において、６つのプリミティブのレンダリング（プリ
ミティブＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦ）を示しており、（「深度クリア」及びレ
ス・ザン（less-than）に設定された「深度テスト」で始まる）次の順序でレン
ダリングされる：プリミティブＡ、Ｂ、及びＣ（「アルファ・テスト」は不能）
；プリミティブＤ（「アルファ・テスト」は可能）；及びプリミティブ Ｅ及び
Ｆ（「アルファ・テスト」は不能）。Ｚ_A＞Ｚ_C＞Ｚ_B＞Ｚ_E＞Ｚ_D＞Ｚ_Fであり、プ
リミティブＡは、最大Ｚ座標距離であることが、前記図からわかる。また、アル
ファ・テストは、プリミティブＤに関して可能にされるが、他のプリミティブの
各々に関しては、不能にされることも注目される。

【００６７】 前記ＣＨＳＲ処理は、サンプル有限状態装置（ＳＦＳＭ）であると考えられて
もよいことが、ＣＨＳＲについての以前の記述から想起される。 アルファ・テ
ストを伴う保存性隠れ面除去処理の下で、これら６つのプリミティブを、レンダ
リングするためのステップは以下のとおりである： ステップ１：深度クリアは、各サンプル有限状態装置（ＳＦＳＭ）において、
次のような結果をもたらす：１）ｚ値は最大値に初期化される；２）プリミティ
ブ情報クリアされる；及び３）サンプル状態ビットは、前記ｚ値が正確であるこ
とを示すように設定される。

【００６８】 ステップ２：プリミティブＡが、ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリミ
ティブは維持され（すなわち、それは可視表面に関する現在の最適な推測である
）、及びこれは、前記ＳＦＳＭに：１）近（near）ｚ値として前記ｚ値Ｚ_Aを；
２）色プリミティブＡに必要なプリミティブ情報；及び３）前記ｚ値（Ｚ_A）は
正確なものとしてラベル付けされることを、記憶させる。

【００６９】 ステップ３：プリミティブＢが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは維持され（そのｚ値は、プリミティブＡのそれより小さい）、及びこ
れは、ＳＦＳＭに：1)「近」ｚ値としてのｚ値Ｚ_B（Ｚ_Aは廃棄される）；２）色
プリミティブＢに必要とされるプリミティブ情報（プリミティブＡの情報は廃棄
される）；及び３）ｚ値（Ｚ_B）は、正確なものとしてラベル付けされることを
、記憶させる。

【００７０】 ステップ４：プリミティブＣが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは廃棄され（すなわち、それは可視表面、プリミティブＢに関する現在
の最善の推測によって、不明瞭にされる）、及び前記ＳＦＳＭデータは変更され
ない。

【００７１】 ステップ５：プリミティブＤ（アルファ・テストを可能にさせる）は、前記Ｓ
ＦＳＭによって処理される時、前記プリミティブの可視性は、それがプリミティ
ブＢにより近いので、及びそのアルファ値は、前記ＳＦＳＭが動作する時点で不
明なので、決定されることができない。どのプリミティブが、最終的に可視（プ
リミティブＢ又はプリミティブＤのどちらか一方）となるかに関して、決定され
ることができないので、（その色を生成させるために）プリミティブＢは前記パ
イプラインに送られ、及びプリミティブＤは維持される。以後、これはプリミテ
ィブＢの「初期ディスパッチ（early dispatch）」と呼ばれる。プリミティブＤ
の処理が完了する時、前記ＳＦＳＭは：１）「近」ｚ値はＺ_Dであり、及び「遠
」ｚ値はＺ_Bであること；２）色プリミティブＤに必要とされるプリミティブ情
報（プリミティブＢの情報は、初期ディスパッチを受けた）、及び３）ｚ値は保
存可能としてラベル付けされる（なぜなら、近、及び遠の両方が、維持されてい
るので）ことを記憶する。この状態で、ＳＦＳＭは、Ｚ_Dより近い一つのジオメ
トリが、以前のジオメトリを不明瞭にすること、Ｚ_Bより遠いジオメトリは不明
瞭にされること、及びＺ_DとＺ_Bとの間のジオメトリは不確定になり、可視である
と見なされなければならない（従って、保存的推定がなされる）ことを決定でき
る。ＳＦＳＭが保存状態にあり、それが有効なプリミティブ情報を含む時、前記
ＳＦＳＭ方法は、記憶されたプリミティブ情報の深度値を、近深度値と見なす。

【００７２】 ステップ６：プリミティブＥ（アルファ・テストを不能にする）は、前記ＳＦ
ＳＭに処理される時、前記プリミティブの可視性は、前記近及び遠ｚ値の間（す
なわち、Ｚ_DとＺ_Bとの間）にあるので、決定されることができない。しかしなが
ら、プリミティブＥは、結果的に、正しいタイム・オーダから外れて、前記Ｚバ
ッファド・ブレンド（好ましい実施形態におけるピクセル・ブロックの部分とし
て後述されている）に届くプリミティブ生むかもしれないので、この時点では前
記パイプラインへ送られない。それゆえに、プリミティブＤは、タイム・オーダ
リングを保存するため、前記パイプラインヘ送られる。プリミティブＥの処理が
完了した時、前記ＳＦＳＭは：１）前記「近」ｚ値はＺ_Dであり、及び前記「遠
」ｚ値はＺ_Bであること（これらは変化しておらず、及びＺ_Eは維持されていない
ことに注目）；２）色プリミティブＥ（プリミティブＤの情報は、初期ディスパ
ッチを受けている）に必要とされるプリミティブ情報；及び３）前記ｚ値は、（
近及び遠の両方が維持されているので）保存可能としてラベル付けされることを
、記憶する。

【００７３】 ステップ７：プリミティブＦがＳＦＳＭによって処理される時、前記プリミテ
ィブは維持され（そのｚ値は、近ｚ値のそれより小さい）、及びこれは、前記Ｓ
ＦＳＭに：１）前記「近」ｚ値としての前記ｚ値、Ｚ_F（Ｚ_D及びＺ_Bは廃棄され
る）；２）色プリミティブＦに必要とされるプリミティブ情報（プリミティブＥ
の情報は廃棄される）；及び３）前記ｚ値（Ｚ_F）は正確なものとしてラベル付
けされることを、記憶させる。

【００７４】 ステップ８：前記タイルに触れるすべてのジオメトリが処理された時（又は、
タイルがない場合には、前記フレームにおけるすべてのジオメトリが処理された
時）、あらゆる有効なプリミティブ情報が、前記パイプラインヘ送られる。この
場合、プリミティブＦの情報が送られる。これはエンド・オブ・タイル（end-of
-tile）（又はエンド・オブ・フレーム（end-of-frame））ディスパッチであり
、初期ディスパッチではない。

【００７５】 この例示的なＣＨＳＲ処理を要約すると、プリミティブＡ乃至プリミティブＦ
が処理され、プリミティブＢ、Ｄ、及びＦが前記パイプラインに送られた。パイ
プラインＢ、Ｄ、及びＦの可視性を分解するために、（好ましい実施形態でのピ
クセル・ブロックにおける）ｚバッファド・ブレンドは、前記パイプラインの終
わり近くに含まれる。この例では、前記色プリミティブＦだけが前記サンプルに
使用される。 ３．２．２．１ ＣＨＳＲ及びステンシル・テスト 前記ＣＨＳＲ処理の好ましい実施形態において、すべてのステンシル・オペレ
ーションは、前記パイプラインの終わり近くで行われ（ｚバッファード・ブレン
ドにおいては、好ましい実施形態でのピクセル・ブロックと呼ばれる）、それゆ
えに、ステンシル値は、前記フレーム・バッファに維持されるので、それらは前
記ＣＳＨＲ方法に対して有効ではない。前記ＣＨＳＲ処理における使用のため、
前記フレーム・バッファから、前記ステンシル値が送信されることが可能である
一方、これは、一般的に処理能力を下げる長い待ち時間パス（latency path）を
必要とするであろう。ＯｐｅｎＧＬ等のＡＰＩにおいて、前記ステンシル・テス
トがアルファ・テストの後に実行され、及びアルファ・テストの結果は前記ＣＨ
ＳＲ処理に知らされないので、ステンシル値は、ＣＨＳＲ処理内に正確に維持す
ることができず、それは、前記ステンシル・テストヘの入力が正確にモデル化さ
れないことを意味する。さらに、レンダラは多くのフレームに対してステンシル
値を維持し（一般的に、各フレームの開始においてクリアされる深度値とは対照
的に）、及びこれらのステンシル値は、前記フレーム・バッファに記憶される。
このことすべてによって、前記ＣＨＳＲ処理は、ステンシル・オペレーションの
処理への従来のアプローチを利用する。プリミティブが、前記フレーム・バッフ
ァにおけるステンシル値に影響を与えることができる場合、ステンシル・オペレ
ーションは、前記深度テスト（ＯｐｅｎＧＬ仕様書を参照）の前に起こるので、
前記プリミティブは常に前記パイプラインに送られる（以下、これは「Ｃｕｌｌ
ＦｌｕｓｈＯｖｅｒｌａｐ」と呼ばれ、及びカル・ブロックにおける信号Ｃｕｌ
ｌＦｌｕｓｈＯｖｅｒｌａｐの主張によって示される）。ＣｕｌｌＦｌｕｓｈＯ
ｖｅｒｌａｐの条件は、前記ＳＦＳＭを、それの最も保存力のある状態に設定す
る。

【００７６】 もう一つの可能性として、前記ステンシル参照値（ＯｐｅｎＧＬ仕様書を参照
）が変更され、及び前記ステンシル・テストが前記フレーム・バッファにおける
ステンシル値に基づいでサンプル値を廃棄するように可能にされ、及び構成され
る場合、前記ＳＦＳＭにおけるすべての有効なプリミティブ情報が、前記パイプ
ラインに送られ（以下、これは「ＣｕｌｌＦｌｕｓｈＡｌｌ」と呼ばれ、及びカ
ル・ブロックにおけるＣｕｌｌＦｌｕｓｈＡｌｌの信号の主張よって示される）
、及び前記ｚ値がそれらの最大値に設定される。前記ステンシル参照値を変更す
ることは、前記ｚバッファード・ブレンド（又はピクセル・ブロック）における
「可視性規則（visibility rule）」を有効に変えるので、この「フラッシング
（flushing）」が必要とされる。

【００７７】 ステンシル・テスト（ＯｐｅｎＧＬ仕様書を参照）を扱う前記ＣＨＳＲ処理の
一つの例として、図１２に記載の図を検討する。それには、４つの特定サンプル
（対応するＳＦＳＭを有し、ＳＦＳＭ０乃至ＳＦＳＭ３にラベル付けされる）を
網羅する２つのプリミティブ（プリミティブＡ及びＣ）、及び前記４つのサンプ
ルのうちの２つを網羅する追加のプリミティブ（プリミティブＢ）を有する。前
記３つのプリミティブは次の順序でレンダリングされる（深度クリアで始まり、
及び深度テストはレス・ザン（less-than）に設定される）：プリミティブＡ（
ステンシル・テストは不能）；プリミティブＢ（ステンシル・テストは可能、及
びＳｔｅｎｃｉｌＯｐは「ＲＥＰＬＡＣＥ」に設定される。ＯｐｅｎＧＬ仕様書
を参照）；及びプリミティブＣ（ステンシル・テストは不能）である。そのステ
ップは以下のとおりである。

【００７８】 ステップ１：前記深度クリアは、この例における４つのＳＦＳＭの各々におい
て、次のことを生じさせる：１）ｚ値が最大値に初期化される；２）プリミティ
ブ情報はクリアされる；及び３）サンプル状態ビットは、前記ｚ値が正しいこと
を示すように設定される。 ステップ２：プリミティブＡが各ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリミ
ティブは維持され（すなわち、可視表面に関する最近の最善の推量になる）、こ
れは前記４つのＳＦＳＭに：１）前記近ｚ値としての、それらの対応するｚ値（
それぞれ、Ｚ_A0，Ｚ_A1，Ｚ_A2，又はＺ_A3）；２）色プリミティブＡに必要なプリ
ミティブ情報；及び３）各ＳＦＳＭにおける前記ｚ値は、正確なものとしてラベ
ル付けされることを記憶させる。

【００７９】 ステップ３：プリミティブＢが前記ＳＦＳＭによって処理される時、サンプル
１及び２のみが影響され、ＳＦＳＭ０及びＳＦＳＭ３は影響を受けないようにさ
れ、及びＳＦＳＭ１及びＳＦＳＭ２は、次のように更新される：１）前記遠ｚ値
は最大値に設定され、前記近ｚ値は最小値に設定される；２）プリミティブＡ及
びＢに関するプリミティブ情報は、前記パイプラインに送られる；及び３）サン
プル状態ビットは、前記ｚ値が保存可能であることを示すように設定される。

【００８０】 ステップ４：プリミティブＣが各ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリミ
ティブは維持されるが、前記ＳＦＳＭが、同じ方法ですべてのプリミティブを処
理するとは限らない。ＳＦＳＭ０及びＳＦＳＭ３において、前記状態は次のよう
に更新される：１）Ｚ_C0及びＺ_C3は前記「近」ｚ値となる（Ｚ_A0及び
Ｚ_A3は廃棄される）；２）色プリミティブＣに必要なプリミティブ情報（プリミ
ティブＡの情報は廃棄される）；及び３）ｚ値は正確なものとしてラベル付けさ
れる。ＳＦＳＭ１及びＳＦＳＭ２において、前記状態は、次のように更新される
：１）Ｚ_C1及びＺ_C2は、前記「遠」ｚ値になる（前記近ｚ値は維持される）；２
）色プリミティブＣに必要なプリミティブ情報；及び３）前記ｚ値は保存可能と
してラベル付けされたままである。 このＣＨＳＲの実例を要約すると、プリミティブＡ乃至Ｃは、処理されており
、すべてのプリミティブは前記パイプラインに送られたが、すべてのサンプルに
おいてではない。前記可視性を分解するために、（前記好ましい実施形態におけ
るピクセル・ブロックにおける）ｚバッファード・ブレンドは前記パイプライン
の終わり近くに含まれる。ＣｕｌｌＦｌｕｓｈＯｖｅｒｌａｐが、他のものに影
響をうけさせない間に、選択されたサンプルをフラッシュ（flush）することを
説明するために、この例において多くのサンプルが示された。 ３．２．２．２．ＣＨＳＲ及びアルファ・ブレンディング アルファ・ブレンディングは、２つのプリミティブの色を一色に結合させるため
に使用される。しかしながら、前記プリミティブは、ｚ値の更新に関する深度テ
ストを受ける。

【００８１】 アルファ・ブレンディングを扱う前記ＣＨＳＲの一例として、図１３を検討す
る。それは特定のサンプルに関する４つのプリミティブ（プリミティブＡ、Ｂ、
Ｃ、及びＤ）を有し、以下の順番でレンダリングされる（深度クリアで始まり、
及び深度テストはレス・ザン（less-than）に設定される）：プリミティブＡ（
アルファ・ブレンディングは不能）；プリミティブＢ及びＣ（アルファ・ブレン
ディングは可能）；及びプリミティブＤ（アルファ・ブレンディングは不能）で
ある。そのステップは以下のとおりである： ステップ１：前記深度クリアは、各ＣＨＳＲ ＳＦＳＭにおいて、以下のもの
をもたらす：１）ｚ値は最大値に初期化される；２）プリミティブ情報はクリア
される；及び３）サンプル状態ビットは、ｚ値が正確であることを示すように設
定される。

【００８２】 ステップ２：プリミティブＡが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは維持され（すなわち、それは可視表面に対する現在の最善の推測にな
る）、及びこれは前記ＳＦＳＭに、１）前記「近」ｚ値としての前記ｚ値 Ｚ_A、；２）色プリミティブＡに必要なプリミティブ情報；及び３）前記ｚ値は正
確なものとしてラベル付けされる、ことを記憶させる。

【００８３】 ステップ３：プリミティブＢが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは維持され（そのＺ値はプリミティブＡのそれより小さいからである）
、及びこれは前記ＳＦＳＭに：１）前記「近」ｚ値としての前記ｚ値Ｚ_B（Ｚ_Aは
廃棄される）；２）色プリミティブＢに必要とされるプリミティブ情報（プリミ
ティブＡの情報はパイプラインに送られる）；及び３）前記ｚ値（Ｚ_B）は正確
なものとしてラベル付けされる、ことを記憶させる。レンダリング処理のこの時
点で、プリミティブＢの色は、プリミティブＡとブレンドされなければならない
ので、プリミティブＡはパイプラインに送られる。これは、それらがパイプライ
ンに送られるときに、プリミティブのタイム・オーダを保存する。

【００８４】 ステップ４：プリミティブＣが前記ＳＦＳＭによって処理される時、前記プリ
ミティブは廃棄される（すなわち、前記可視表面、プリミティブＢに関する現在
の最善の推測によって不明瞭にされる）、及び前記ＳＦＳＭデータは変更されな
い。プリミティブＢ及びＣが透明な面としてレンダリングされる必要がある場合
、プリミティブＣは、プリミティブＢによって隠される。これは、プリミティブ
Ｂがレンダリングされている間、前記深度マスクを止めることによって達成され
る。透明性ブレンディングが正確であることに関して、前記面は、前から後ろ、
又は後ろから前のどちらかの順番でブレンドされる 深度マスクが不能にされる場合（ＯｐｅｎＧＬの仕様書を参照）、深度バッフ
ァへの書き込み（すなわち、ｚ値をセーブすること）は実行されない；しかしな
がら、深度テストはまだ実行される。この例において、前記深度マスクがプリミ
ティブＢに関して不能である場合、前記値Ｚ_Bは、前記ＳＦＳＭにセーブされな
い。続いて、プリミティブＣは、そのｚ値がＺ_Aと比較されるので、可視である
と考えられる。

【００８５】 本例、ＣＨＳＲ処理を要約すると、プリミティブＡ乃至Ｄは処理されており、
すべてのプリミティブは前記パイプラインに送られるが、すべてのサンプルにお
いてではない。前記可視性を分解するために、（好ましい実施形態におけるピク
セル・ブロックにおける）ｚバッファード・ブレンドは、前記パイプラインの終
わり近くに含まれる。ＣｕｌｌＦｌｕｓｈＯｖｅｒｌａｐが、他のものに影響を
受けさせない間に、選択されたサンプルをフラッシュ（flush）することを説明
するために、この例において、多くのサンプルが示された。 ３．２．２．３ ＣＨＳＲ及びグレーター・ザン深度テスト 前記保存性隠れ面除去プロシージャの実行は、ＯｐｅｎＧＬ等、他の標準ＡＰ
Ｉとの互換性を有利に維持する。多くのＡＰＩにおける一つの複雑性は、深度テ
ストを変更する能力であることが想起される。３Ｄレンダリングの標準的な考え
方は、可視オブジェクトが不明瞭なオブジェクトより近いことを仮定しており、
及びこれは“レス・ザン（less-than）”深度テストを選択することによって達
成される（すなわち、そのｚ値が他のジオメトリ“より小さい”場合、オブジェ
クトは可視である）ことが想起される。しかしながら、ほとんどのＡＰＩは：グ
レーター・ザン、レス・ザン、グレーター・ザン・オア・イコール・トゥ、イコ
ール、レス・ザン・オア・イコール・トゥ、レス・ザン、ノット・イコール等、
代数的、大きさ、及び論理的関係等、他の深度テストをサポートし、それはフレ
ーム内において変化してもよいことも想起される。これは、本来ダイナミックに
可視のもの関する「規則を変更し」、結果として、異なるレンダリング規則を有
するプリミティブのタイム・オーダが考慮されなければならない。

【００８６】 本発明の保存性隠れ面除去の場合において、異なる又は追加のプロシージャは
、“グレーター・ザン”深度テストが使用される時に、他の標準ＡＰＩとの互換
性を維持するため、後述の理由から有利に実行される。通常の当業者は、深度テ
ストが、グレーター・ザン・オア・イコール・トゥ、又はそうでなければ、記述
された例外を生むであろう他の機能的関係である場合、有利に使用されてもよい
ことも理解するであろう。

【００８７】 従来の非ディファード・シェーダ（non-deffered shader）によって、すべて
のジオメトリ項目に関する一連の規則を実行し、及び最終のレンダリングされた
結果を調べることが、さらに注目される。比較すると、本発明のディファード・
シェーダの実施形態において、前記の従来のパラダイムは破壊される。本発明の
構造及び方法は、すべてのジオメトリの内側のすべてのピクセルに関するすべて
の色を作成又は生成する必要なく、フレーム・バッファにおける最終値に実際に
影響を与えるのは、どのジオメトリかを予想し又は予測する。原則として、前記
ジオメトリの空間的位置が調べられ、特定のサンプルに関して、ｚバッファにお
ける最終の色に影響を与え、それからその色のみを生成する一つのジオメトリ項
目に関して、決定がなされる。 ３．２．２．４ 前記ＣＨＳＲ処理に関するさらなる考察 サンプルは平行して処理され、及び一般的にスタンプ内のすべてのピクセルに
おけるすべてのサンプルは、平行して処理される。従って、一つのスタンプがク
ロック・サイクルごとに処理されることができる場合（及び、スタンプごとに４
つのピクセル、及びピクセルごとに４つのサンプルがある）、１６のサンプルが
クロック・サイクルごとに処理される。一つの「スタンプ」が、ピクセルの数及
び一度に処理されたサンプルを定義する。このパー・スタンプ処理が通常パイプ
ラインを通され、（以前のプリミティブからの）同じスタンプが完成する前に（
すなわち、壊れたスタンプ処理が扱われないかぎり）、再度スタンプが処理され
る必要がある場合、パイプライン・ストール（pipeline stalls）がインジェク
トされる。

【００８８】 必要とされる初期ディスパッチがない場合、エンド・オブ・タイル・ディスパ
ッチ（end−of−tile dispatches）のみが必要とされる。これは、一つのタイ
ルにおけるすべてのジオメトリが不透明で、及びステンシル・テスト又はオペレ
ーションがなく、可視となりうるアルファ・テストされたプリミティブがない場
合である。

【００８９】 各ＳＦＳＭにおけるプリミティブ情報は、すべてのプリミティブ情報が記憶さ
れるメモリヘのポインタによって置き換えられる。好ましい実施形態において後
述されるとおり、色ポインタは、ポリゴン・メモリにおけるプリミティブの情報
を示すために使用される。

【００９０】 代替として、前記遠ｚ値のみが維持され（前記近ｚ値は維持されない）、それ
によって、データ記憶を低減させるが、前記サンプル状態ビットに、プリミティ
ブＦの後に「保存」のままにするよう要求し、及びプリミティブＥが、プリミテ
ィブＦの前にあるか、後ろにあるかは不明であるため、プリミティブＥを前記パ
イプラインへ送信させる。

【００９１】 近ｚ値及び遠ｚ値の両方を維持することの代替として、前記遠ｚ値のみが維持
され、それによって、データ記憶を低減させるが、サンプル状態ビットに、それ
らが「正確である」としてラベル付けされた時には、「保存」のままであること
を要求し、かつ追加のサンプルに、前記パイプラインヘ送らせる。上述の第一の
ＣＨＳＲの例（アルファ・テストを含むもの）において、前記サンプル状態ビッ
トは、プリミティブＦの後、“保存”のままであり、かつプリミティブＥは、前
記近ｚ値の欠如のためにプリミティブＦの前にあるか、後ろにあるか不明である
ので、プリミティブＥは前記パイプラインに送られる。

【００９２】 スタンプを処理することは、スタンプごとのベースで、簡単にＳＦＳＭに並行
して動作させるよりも、大きな効率性を有する。スタンプはまた、パイプライン
に伝送されるデータ・パケットの数を減らすためにも使用される。すなわち、ス
タンプ内の一つのサンプルが送られる時（初期ディスパッチ又はエンド・オブ・
タイル・ディスパッチ）、同じスタンプ及び同じプリミティブ内の他のサンプル
も送られる（そのようなジョイント・ディスパッチ（joint dispatch）は、以
下、可視スタンプ・ポーション（Visible Stamp Portion）又はＶＳＰと呼ばれ
る）。上述の第二のＣＨＳＲの例（ステンシル・テストを含むもの）において、
４つのサンプルすべてが同じスタンプにある場合、サンプル１及び２の初期ディ
スパッチは、サンプル０及び３の初期ディスパッチを起こす。このことが、より
多くのサンプルをパイプラインに送らせ、及び色計算の量を増加させているよう
に見せる一方で、それは（一般的に）最終的な増加ではなく、むしろ色計算にお
ける最終的な減少を起こす。これは、ピクセル内における空間的コヒーレンス（
すなわち、同じピクセル内のサンプルは、ともに可視であるか、又はともに隠さ
れている傾向にある）、及びアルファ・テスト、色テスト、ステンシル・テスト
、及び／又はアルファ・ブレンディングを有するポリゴンのエッジが、他の空間
的にコヒーレントなスタンプを潜在的に分割する傾向によるものである。すなわ
ち、計算ロードをそれほど増加させないときに、追加のサンプルをパイプライン
に送ることは、送られる必要のあるＶＳＰの総数を減らすことによって、十分に
相殺される。上述の第二のＣＨＳＲの例において、すべてのサンプルが同じスタ
ンプの中にある場合、同じ数のＶＳＰが生成されるであろう。

【００９３】 アルファ・テストの場合、プリミティブに関するアルファ値が、バーテックス
におけるアルファ値からのみ（テクスチャリング等、他の場所からではない）生
じる場合、簡単にされたアルファ・テストが全体のプリミティブに関して行われ
ることができる。すなわち、バーテックス処理ブロック（後の節においてＧＥＯ
と呼ばれる）は、いつバーテックス・アルファ値の補間が、アルファ・テストを
通過し、及び前記プリミティブに関しては、アルファ・テストを不能にすること
を保証されるか、決定することができる。

【００９４】 フレームは深度クリアで始まらない場合、（ＳＦＳＭそれらの最も保存性のあ
る状態に設定される（近ｚ値は最小であり、遠ｚ値は最大である）。

【００９５】 好ましい実施形態において、ＣＨＳＲ処理は、カル・ブロックにおいて実行さ
れる。 ３．２．３ パイプライン状態情報を含む、タイルによるハードウェア・ソーテ
ィング 本発明の構造及び方法において、タイム・オーダが各タイル内に保存され、パ
イプライン状態情報のタイム・オーダの保存を含むことが注目される。クリアな
パケットも使用される。本発明の実施形態において、ソーティングは、ハードウ
ェアにおいて実行され、及びＲＡＭＢＵＳメモリは、有効に一つのバーテックス
のデュアロクト記憶を可能にする。ソートされた透明性モードに関して、保証さ
れた不透明ジオメトリ（すなわち、より遠いジオメトリを不明瞭にすることで知
られるジオメトリ）が、第一のパス（pass）におけるソート・メモリから読み取
られる。次のパスにおいて、前記ジオメトリの残りは、各連続のパスにおいて一
度読み取られる。好ましい実施形態において、タイル・ソーティング方法は、ソ
ート・ブロックにおいて実行される。

【００９６】 すべてのバーテックス及び関連モード・パケット又は状態情報パケットは、タ
イム・オーダ線形リストとして記憶される。プリミティブによって接触される各
タイルに関して、ポインタは、前記プリミティブを完成させる前記線形リストに
おけるバーテックスに加えられる。例えば、三角形プリミティブは、３バーテッ
クスによって定義され、及びポインタは、前記三角形プリミティブを完成させる
ために、前記線形リストにおける（第三の）バーテックスに加えられるであろう
。第三のバーテックスよりも、第一のバーテックスを使用する他の体系は、代替
的に実行されてもよい。

【００９７】 基本的に、ポインタは、プリミティブにおける他のバーテックスを見つけるた
めの十分な情報とともに、前記プリミティブにおけるバーテックスの一つを指す
ために使用される。これらのプリミティブを読み取る時間には、プリミティブ全
体が、バーテックス及びポインタから再構築されうる。各タイルは、バーテック
スを指し、及び前記リストからの前記プリミティブの再生を可能にするポインタ
のリストである。このアプローチによって、すべてのプリミティブを記憶するこ
とが可能になり、一つのバーテックスを他のプリミティブを共有し、さらに各バ
ーテックスを一度記憶するだけのものも可能になる。

【００９８】 本発明のプロシージャの一つの実施形態において、タイルごとに一つのリスト
が維持される。リストにはプリミティブを記憶しないが、代わりに、リストは、
前記プリミティブへのポインタを記憶する。これらのポインタは、実際には前記
プリミティブの一つを指し、及びそれは前記プリミティブにおけるバーテックス
の一つへのポインタであり、及び前記ポインタは、同じプリミティブにおける他
のバーテックスを探すために十分な情報も含む。このソーティング構造は、三つ
の記憶構造、データ記憶装置、タイル・ポインタ記憶装置、及びモード・ポイン
タ記憶装置を具備する構造を使用して、ハードウェアにおいて有効に実行される
。一定のタイルに関しては、処理されている特定のタイルに接触するプリミティ
ブのタイム・オーダ・シーケンスを再生するが、前記タイルに接触しないプリミ
ティブを無視することが、目的である。以前に前記モードを引き出し、それらを
個別に記憶したが、ここでは、前記モード・パケットを、正しい場所で、このプ
リミティブの流れに導入したい。さらに、前記モード・パケットは、前記プリミ
ティブを処理するために必要であり、それは一つ以上のタイルをかぶせるので、
単に、前記モード・パケットを一つのステージにおいて引き出し、それからそれ
を他のステージにおいて再導入するだけでは十分ではないことが注目される。そ
れゆえに、前記モード・パケットは、適切な時に、関連するタイルのすべてと再
度、関連付けされなければならない。

【００９９】 一つの単純なアプローチは、モード・パケットへのポインタを、すべてのタイ
ル・リストに書き込むことであろう。このリストの連続した読み取りの間、モー
ド・パケット・アドレスにアクセスし、及び適切なモード・データを読み取るこ
とが簡単であろう。しかしながら、このアプローチは、すべての前記タイルへの
ポインタを書き込むことに関連するコストのために、不利である。本発明のプロ
シージャにおいて、各タイルの処理中、適切なタイル・ポインタ・リストからの
エントリを読み取り、及び前記バーテックスに関するモード・データを読み取っ
ており（フェッチしており）及びそれを送った場合、データ記憶装置からバーテ
ックスを単に検索し、それをパイプラインに送信する；しかしながら、前記モー
ド・データが、タイル・ポインタ・リストにおいて、検索された最終のバーテッ
クスと、次のシーケンシャル・バーテックスとの間で変化していた場合でも、バ
ーテックスが到着する時に、適切なモード・データが入手可能になるように、前
記モード・データは、データ記憶装置からフェッチされ、次のバーテックスが送
られる前に、パイプラインに送られる。前記モード・ポインタ・リストにおける
エントリは、どのバーテックスで前記モードが変化するかを識別することが注目
される。一つの実施形態において、前記モード・ポインタにおけるエントリは、
前記モード・データが関連する第一のバーテックスを記憶するが、しかしながら
、前記モード・データが適用される最終バーテックスの記憶等、代替的なプロシ
ージャが、不変の規則に従う限り、使用されうる。 ３．２．４ ＤＳＧＰオペレーションの二つのモード ＤＳＧＰは、二つの個別のモードで動作することができる：１）タイム・オー
ダ・モード（Time Order Mode）、及び２）ソーテッド・トランスペアレンシー
・モード（Sorted Transparency Mode）である。タイム・オーダ・モードは上述
されており、及び特定のタイル内に、同じ時制のシーケンスのプリミティブを保
存するように設計される。ソーテッド・トランスペアレンシー・モードは、すぐ
後述される。好ましい実施形態において、パイプライン・オペレーティング・モ
ードの制御は、ソート・ブロックで実行される。

【０１００】 ソート・ブロックは、モード・エクストラクション装置（ＭＥＸ）とセットア
ップ（ＳＴＰ）装置との間のパイプラインに配置される。ソート・ブロックは、
第一に、ディスプレイ・ウィンドウに散りばめられたジオメトリを取るために、
及びそれをタイルにソートするために、動作する。ソート・ブロックはまた、ソ
ート・メモリを管理し、それはあるモード情報とともに、ラステライズされる前
に、シーン全体からすべてのジオメトリを記憶する。ソート・メモリは、バーテ
ックス及びモードの二重バッファされたリストを具備する。一つのページは、シ
ーンのジオメトリを集める（バーテックスごと及びモードごと）一方で、他のペ
ージは、そのジオメトリ（プリミティブごと及びモードごと）を、残りのパイプ
ラインに送っている。

【０１０１】 ソート・メモリにおけるページが書き込まれている時、バーテックス及びモー
ドは、それらがソート・ブロックによって受信されると、ソート・メモリへと順
番に書き込まれる。ページが、ソート・メモリから読み取られる時、前記読み取
りは、タイルごとのベースで行われ、及び前記読み取り処理は、二つのモード：
（１）タイム・オーダ・モード、及び（２）ソーテッド・トランスペアレンシー
・モードで動作する。 ３．２．５ タイム・オーダード・モード（Time-Ordered Mode） タイム・オーダード・モードにおいて、バーテックス及びモードのタイム・オ
ーダは、各タイル内に保存され、一つのタイルは、水平及び垂直に区切られたデ
ィスプレイ・ウィンドウの一部である。保存されたタイム・オーダによって、一
定のタイルに関して、バーテックス及びモードは、それらが書き込まれたのと同
じオーダで、読み取られる。 ３．２．６ ソーテッド・トランスペアレンシー・モード（Sorted Transparenc
y Mode） ソーテッド・トランスペアレンシー・モードにおいて、各タイルの読み取りは
、複数のパスに分割され、第一のパスにおいて、保証された不透明ジオメトリは
、ソート・ブロックから出力され、及び連続したパスでは、潜在的に透明なジオ
メトリは、ソート・ブロックから出力される。各ソーテッド・トランスペアレン
シー・モードパス内で、タイム・オーダリングが保存され、及びモード・デート
（mode date）は、その正しいタイム・オーダの場所に挿入される。ソーテッド
・トランスペアレンシー・モードは、後ろから前へ、又は前から後ろへの順番で
実行されてもよい。好ましい実施形態において、ソーテッド・トランスペアレン
シー方法は、ソート・ブロック及びカル・ブロックによって、共同して実行され
る。 ３．２．７ 複数ステップの隠れ面除去 従来、隠れ面は、「正確な」隠れ面除去プロシージャか、又はｚバッファを使
用して除去される。本発明の構造及び方法の一つの実施形態において、２ステッ
プ・アプローチが実行され、（１）「保存性」隠れ面除去は、（２）ｚバッファ
・ベースのプロシージャが続く。異なる実施形態において、３ステップ・アプロ
ーチ：（１）特定の空間的カル・プロシージャ、（２）保存性隠れ面除去、及び
（３）ｚバッファが実行される。保存性隠れ面除去（conservative hidden surf
ace removal）（ＣＨＳＲ）の様々な実施形態は、すでに本開示の他の部分で説
明された。 ３．２．８ パイプライン状態保存及びキャッシング 各バーテックスは、色ポインタを含み、及びバーテックスが受け取られると、
前記色ポインタを含む前記バーテックスは、ソート・メモリ・データ記憶装置に
記憶される。色ポインタは、バーテックス・データの色部分を含むポリゴン・メ
モリ・バーテックス記憶装置におけるある場所へのポインタである。素材ライテ
ィング・モード（Material-Lighting-Mode）（ＭＬＭ）ポインタ・セットは、ス
トリップ（strip）又は（fan）のいずれかのバーテックスのすべてに関連する。
ＭＬＭは、後述のとおり、６の主なポインタに加え、２つの他のポインタを含む
。前記６の主なポインタの各々は、ポリゴン・メモリ状態記憶装置へのアドレス
を具備し、それはパイプラインにおいて変化した状態のすべて、例えば、テクス
チャ、ピクセル、ライティング等における変化のすべての逐次記憶装置であり、
将来のいつかに必要性が生じる時に、ＭＬＭポインタを探索し、及びポリゴン・
メモリ状態記憶装置に戻り、及びその時存在した状態を見つけることによって、
バーテックスと関連するＭＬＭポインタから、バーテックス（又は一つ以上のバ
ーテックスから形成されるオブジェクト）をレンダリングするために必要とされ
る状態を再生することができる。

【０１０２】 モード・エクストラクション・ブロック（ＭＥＸ）は、時制的にオーダされた
状態変化データを集め、前記状態をポリゴン・メモリに記憶し、及びそれがソー
ト・メモリに渡すバーテックス・データへの適切なポインタを添付する、ジオメ
トリとソートとの間の論理的ブロックである。通常のＯｐｅｎＧＬパイプライン
において、及びソート・ブロックまでの本発明のパイプラインの実施形態におい
て、ジオメトリ及び状態データは、それがパイプラインに送られた順番で処理さ
れる。素材タイプ、ライティング、テクスチャ、モード及び点描に関する状態変
化は、それらに続くプリミティブに影響を与える。例えば、各新しいオブジェク
トは、前記オブジェクトに関する素材パラメータを設定するために、状態変化に
よって先行されるであろう。

【０１０３】 本発明のパイプラインにおいて、他方では、フラグメントは、カル・ブロック
の後に、タイル・オーダでパイプラインに送られる。モード・インジェクション
・ブロックは、タイム・オーダの代わりに、空間的（タイル）オーダでデータを
処理するパイプラインの部分における状態をどのように保存するのか、明らかに
する。ジオメトリ・データに加えて、データ・エクストラクション・ブロックは
、モード・データ（ｃｕｌｌ＿ｍｏｄｅ）のサブセットを、カルによる使用のた
めに、パイプラインに送る。Ｃｕｌｌ＿ｍｏｄｅパケットは、ジオメトリ・ブロ
ックで生成される。モード・エクストラクション・ブロックは、ジオメトリ・パ
ケットにおける適切な色ポインタを挿入する。

【０１０４】 パイプライン状態は、以下のように、記憶装置を最小限にするために、いくつ
かのカテゴリ（category）に分けられる：（１）空間的パイプライン状態は、す
べてのバーテックスを変えるソートに向けられたデータを含む；（２） Ｃｕｌｌ＿ｍｏｄｅ状態は、頻繁には変わらない（ソートを介して）カルに向け
られたデータを含む；（３）色は、すべてのバーテックスを変えるポリゴン・メ
モリに向けられたデータを含む；（４）素材は、各オブジェクトに関して変化す
るデータを含む；（５）テクスチャＡは、テクスチャ０及び１に関するテクスチ
ャ・ブロックに関する第一の組の状態を含む；（６）テクスチャＢは、テクスチ
ャ２乃至７に関するテクスチャ・ブロックに関する第二の組の状態を含む；（７
）モードは、ほどんと変化しないデータを含む；（８）ライトは、フォンに関す
るデータを含む；（９）点描は、ポリゴン点描パターンに関するデータを含む。
素材、テクスチャ、モード、ライト、及び点描データは、集合的に（素材、ライ
ト、及びモードに関する）ＭＬＭデータと称される。状態保存に関するＭＬＭポ
インタに特に関心が持たれる。

【０１０５】 状態変化情報は、プリミティブ（空間的及び色パケット）が現れるまで、ＭＥ
Ｘに蓄積される。その時、最後のプリミティブ以来、変化したＭＬＭデータは、
ポリゴン・メモリに書き込まれる。色データも、ＭＬＭデータへの適切なポイン
タとともに、ポリゴン・メモリに書き込まれる。空間的データは、ポリゴン・メ
モリへのポインタ（色ポインタ）とともに、ソートに送られる。色及びＭＬＭデ
ータは、すべてポリゴン・メモリに記憶される。これらのレコードに関する空間
の割り当ては、性能を向上させるために、マイクロ・アーキテクチャ定義におい
て最適化されうる。

【０１０６】 これらのレコードのすべては、ポインタを介してアクセスされる。ソート・メ
モリにおける各プリミティブ・エントリは、ポリゴン・メモリにおける対応する
色エントリへの色ポインタを含む。色ポインタは、点、線又は三角形を構築し、
及びＭＬＭポインタを配置することができるようにする色アドレス、色オフセッ
ト、及び色タイプを含む。色アドレスは、プリミティブにおける最終バーテック
スを指す。バーテックスは、順番に記憶されるので、一つのプリミティブにおけ
るバーテックスは、三角形ファンの場合を除いて、隣接する。色オフセットは、
色アドレスから、このバーテックス・リストに関する第一のデュアロクト（dual
oct）に指し戻す。（点リスト、線ストリップ、三角形ストリップ、又は三角形
ファンを、バーテックス・リストとして参照する。）この第一のデュアロクトは
、バーテックス・リストにおける前記点、線、ストリップ、又はファンに関する
ＭＬＭデータへのポインタを含む。バーテックス・リストにおける、それに続く
デュアロクトは、色データ・エントリを含む。三角形ファンに関して、三角形の
三つのバーテックスは、色アドレス、（色アドレス−１）、及び（色アドレス−
色オフセット＋１）にある。これは、ポインタがソート・メモリに記憶されたの
とまったくの同じ方法ではないことが注目される。

【０１０７】 状態は、経時的変化をするエンティティであり、及びＭＥＸは、状態が、バー
テックス又はバーテックスの組に関して再生されることができるように、状態に
おける変化を蓄積する。ＭＩＪブロックは、ダウンストリームのバーテックスと
状態を適合させることを担う。バーテックスがＭＥＸに入り、及び一定のインジ
ケータ・ビット（indicator bits）が設定される時はいつも、パイプライン状態
情報のサブセットがセーブされる必要がある。完全な状態は、状態への蓄積的な
変化から生成されることができるので、変化した状態のみが記憶され、すべてが
記憶されるのではない。素材、テクスチャＡ、テクスチャＢ、モード、ライト、
及び点描に関する６のＭＬＭポインタは、個別の状態情報への最近の変化が記憶
されるアドレス場所を識別する。これらの状態の一つにおける各変化は、メモリ
に記憶された、順番にオーダされた状態記憶装置リストの最後で、追加のエント
リによって識別される。有効に、すべての状態変化が記憶され、及び時間におけ
るある点（又はバーテックスの受信）に対応する特定の状態が必要とされる時、
前記状態は、前記ポインタから再構築される。

【０１０８】 セーブされるモードのこのパケットは、モード・パケットと称されるが、前記
フレーズ（phrase）は、レンダリングの前に、ＭＩＪによって検索され又は再構
築されるより大きなセットのモード・データと同様に、記憶されるモード・デー
タ変化を参照するために使用される。

【０１０９】 特に、全体の状態は、比較的小さな色ポインタに維持される情報から再生され
ることができることが注目される。

【０１１０】 ポリゴン・メモリ・バーテックス記憶装置は、色部分のみを記憶する。ポリゴ
ン・メモリは、隠れ面除去に必要とされないパイプライン状態の部分を記憶し、
及び隠れ面除去には必要とされないバーテックス・データの部分（主に、色を作
るために必要とされる項目）も記憶する。 ３．２．９ テクセル再使用検出及びタイル・ベースド処理 本発明の構造及び方法は、テクスチャ・マップの複数の層（解像度）のトリリ
ニア・マッピング（trilinear mapping）を有効に利用してもよい。

【０１１１】 テクスチャ・マップは、ＡＧＰインターフェースを使用して、ホスト・コンピ
ュータのメモリからロードされた単一バッファされたメモリを通常具備してもよ
いテクスチャ・メモリに記憶される。例示的な実施形態において、単一のポリゴ
ンは、４つまでのテクスチャを使用することができる。テクスチャは、ミップ・
マップされる。すなわち、各テクスチャは、異なるレベルのディテール又は解像
度で、一連のテクスチャ・マップを具備し、各マップは、アイ・ポイントからの
一定の距離におけるテクスチャの外観を表してもよい。一定のピクセル・フラグ
メントに関するテクスチャ値を生成するために、テクスチャ・ブロックは、正し
いレベルのディテールに近似するために、テクスチャ・マップからトリリニア補
間を実行する。テクスチャ・ブロックは、異方向補間等、他の補間方法を代替的
に実行することができる。

【０１１２】 テクスチャ・ブロックは、パー・フラグメント・ベースで、フォン・ブロック
に、補間されたテクスチャ値を（通常は、ＲＧＢＡ色値として）供給する。バン
プ・マップは、特殊なテクスチャ・マップを表す。色の代わりに、バンプ・マッ
プの各テクセルは、高さフィールド勾配を含む。

【０１１３】 複数層は、ＭＩＰ層であり、及び補間は、ＭＩＰ層の中及び層の間である。第
一の補間は、各層の中であり、二つの隣接する層の間を補間し、一方は要求され
るよりも大きな解像度を有し、他方は、要求されるよりも小さな解像度を有する
ので、それは最適な解像度を生成するために、３次元で実行される。

【０１１４】 本発明のパイプラインは、前記構造及びオペレーションが従来のキャッシュと
異なるので、テクスチャ・キャッシュ、実際にはテクスチャされた再使用レジス
タを含むテクスチャ・メモリを含む。ホストはまた、テクスチャのための記憶装
置を含み、それは通常大変大きくてもよいが、テクスチャをレンダリングするた
めに、それは、テクスチャ・メモリとも称されるテクスチャ・キャッシュへとロ
ードされなければならない。Ｓ及びＴは、各ＶＳＰに関連する。トリリニアＭＩ
Ｐマッピングを実行するために、必ず８のサンプルをブレンドするので、本発明
の構造は、並行して動作する、一組の８のコンテント・アドレッサブル（メモリ
）キャッシュを供給する。一つの実施形態において、前記キャッシュ識別子は、
コンテント・アドレッサブル・タグの一つであり、それが、前記キャッシュのタ
グ部分と、及び前記キャッシュのデータ部分が、前記タグ又はインデックスから
別個に配置されている理由である。従来、タグ及びデータは、前記タグのクエリ
が前記データを与えるように、共に配置される。本発明の構造及び方法において
、前記タグ及びデータは分割され、及びインデックスは、パイプラインに送られ
る。

【０１１５】 前記データ及びタグは、異なるブロックに記憶され、及びコンテント・アドレ
ッサブル・ルックアップは、アドレスのルックアップ又はクエリであり、及びそ
れ自身における前記アドレスに記憶された「データ」並びに異なるブロックに記
憶される実際のデータを参照するインデックスでもある。前記インデックスによ
って参照されたデータが、決定されることができるように、前記インデックスは
決定され、及びパイプラインに送られる。すなわち、前記タグは一つの場所にあ
り、前記テクスチャ・データは第二の場所にあり、及び前記インデックスは、前
記二つの記憶装置構造の間にリンクを供給する。

【０１１６】 本発明の一つの実施形態において、テクセル再使用検出レジスタ（Texel Reus
e Detection Register）（ＴＲＤＲ）は、複数の関連メモリを具備し、それは通
常テクセル・インターポレータ（texel interpolator）と同じ集積回路上に配置
される。好ましい実施形態において、テクセル再使用検出方法は、テクスチャ・
ブロックにおいて実行される。

【０１１７】 従来の３Ｄグラフィックス・パイプラインにおいて、空間上のある方向のオブ
ジェクトがレンダリングされる。前記オブジェクトは、その上にテクスチャ・マ
ップを有し、及び多くの三角形プリミティブによって表示される。ソフトウェア
で実行されるプロシージャは、特定のオブジェクト・テクスチャを、ＤＲＡＭに
ロードするように、ハードウェアに命令する。前記特定のオブジェクトに共通で
あり、同じテクスチャ・マップを有する三角形のすべては、前記装置に送り込ま
れ、及び特定のオブジェクトを表示するために必要な色付きピクセルのすべてを
生成するために、テクスチャ補間が実行される。前記オブジェクトが色付けされ
た時、ＤＲＡＭにおけるテクスチャ・マップは、前記オブジェクトがレンダリン
グされたので、破壊されうる。（おそらく異なる方向又は場所にある）複数の同
一のオブジェクト等、同じテクスチャ・マップを有する一つ以上のオブジェクト
がある場合、そのタイプのオブジェクトのすべては、ＤＲＡＭにおけるテクスチ
ャ・マップが廃棄される前に、望ましくはテクスチャされてもよい。異なるジオ
メトリが送り込まれてもよいが、同じテクスチャ・マップは、すべてに関して使
用されることができ、それによって、ホスト・メモリからテクスチャ・マップを
繰り返し検索し、それを一時的に一つ以上のパイプライン構造に配置する必要を
排除する。

【０１１８】 より複雑な従来の体系において、一つ以上のテクスチャ・マップが検索され、
及びメモリに記憶されてもよく、例えば、二つ又はいくつかのマップが、利用可
能なメモリ、テクスチャ・マップのサイズ、複数のテクスチャ・マップを記憶し
または維持する必要性、及び管理体系の複雑性によって、記憶されてもよい。こ
れら従来のテクスチャ・マッピング体系、空間的オブジェクトのコヒーレンス（
coherence）の各々は、第一の重要性を有する。少なくとも単一のオブジェクト
全体に関して、及び通常は同じテクスチャ・マップを使用するオブジェクトのグ
ループに関して、前記オブジェクトを形成する三角形のすべては、ともに処理さ
れる。フレーズ空間コヒーレンシー（coherency）は、前記オブジェクトからの
三角形が空間で接続され、それゆえに空間的にコヒーレント（coherent）である
ので、そのような体系に適用される。

【０１１９】 本発明のディファード・シェーダ構造及び方法において、このタイプの空間的
オブジェクト・コヒーレンスからのかなりの利益に、必ずしも依存し又はそれを
引き出さない。本発明のディファード・シェーダの実施形態は、代わりにタイル
上で動作する。全体のタイルに対する空間的オブジェクト・コヒーレンスが、通
常は存在しないように、一定のタイルは、オブジェクト全体、複数のオブジェク
ト、いくつかの全体のオブジェクト、又はいくつかのオブジェクトの部分を有す
る。

【０１２０】 本発明の構造及び方法は、ディファード・シェーダに向けられているので、従
来の概念は完全に壊れる。タイルが、偶然に全体のオブジェクトを有する場合で
も、通常は異なるバックグラウンドがあり、及び前記タイルが、ある程度の空間
的コヒーレンシーをサポートする場合でも、本発明のカル・ブロック及びカル・
プロシージャは、通常完全に混乱し及び空間的にインコヒーレント（incoherent
）なオーダでＶＳＰを生成し及び送信する。その結果、パイプライン及びテクス
チャ・ブロックは、有効に、リアルタイムで稼動中のテクスチャ・マップを変え
ることができ、及び受信されたオブジェクト・プリミティブ（例えば三角形）に
要求されるテクスチャに応答する。たった今受信された特定のオブジェクト・プ
リミティブ（例えば単一の三角形）を処理するために、及び次の異なるオブジェ
クト・プリミティブが、異なるテクスチャ・マップを必要とする時に、前記テク
スチャを廃棄するために、ホストからテクスチャ・マップを繰り返し検索するた
めの要求は、控えめに言っても問題があり、迅速なオペレーションを妨害するで
あろう。

【０１２１】 本発明の構造及び方法において、かなり大きいメモリがカード上にサポートさ
れる。一つの実施形態において、１２８メガバイトが供給されるが、それ以上又
はそれ以下のメガバイトが供給されてもよい。例えば、ユーザの必要性、メモリ
のためのカード上で利用可能なリアル・エステート（real estate）、及び利用
可能なメモリの密度によって、３４Ｍｂ、６４Ｍｂ、２５６Ｍｂ、５１２Ｍｂ、
又はさらに多くが供給されてもよい。

【０１２２】 すべての可視フラグメントに関して８テクセルを読み取り、それらを使用し、
及び次のフラグメントのための８テクセルが検索され及び記憶されることができ
るように、それらを廃棄するよりもむしろ、本発明の構造及び方法は、それらが
再度必要とされる妥当な可能性がある時に、それらを記憶し及び再使用する。

【０１２３】 可視フラグメントが受信されるたびに、８テクセルを読み取り及び廃棄するこ
とは、実用的でない。それよりも、タイル空間を進む場合には、同じテクスチャ
・マップが連続するピクセルに必要とされない一方で、同じテクスチャ・マップ
が、前記タイルのある領域においてクラスタにされた（clustered）いくつかの
ピクセルに必要とされ、ゆえに、第一の使用の後、いくつかの処理ステップのみ
を必要とするように、前記タイル内のピクセル・グリッド（通常は、長方形タイ
ル・ピクセル・グリッドにおける連続した列に沿って処理される）が来るので、
これらのテクセルを再使用することが望ましい。望ましくは、本発明は、繰り返
し読み取られたテクセルを使用するので、それを必要とし、それを読み取り、及
び特定のテクスチャ・マップを要求する一つのフラグメントを見た可能性が十分
であり、同じタイルにいる間に、後のある時間帯に、可能性が十分であることを
知っている時、同じテクスチャを必要とする同じオブジェクトからの、他のフラ
グメントに遭遇するであろう。それゆえに、このキャッシュにそれらのものをセ
ーブし、それから稼動中に、必要とするものをキャッシュ（テクスチャ再使用レ
ジスタ）から探索する。キャッシュ・ミス（cache miss）がある場合、例えば、
フラグメント及びテクスチャ・マップが初めて遭遇した場合、前記テクスチャ・
マップは検索され、及びキャッシュに記憶される。

【０１２４】 テクスチャ・マップ検索待ち時間は、他の問題ではあるが、ファースト・イン
・ファースト・アウト（First-In-First-Out）（ＦＩＦＯ）データ構造の使用及
び予見的又は予言的な検索プロシージャの使用を通して扱われる。ＦＩＦＯは大
きく、ＣＡＭと関連して動作する。項目が必要とされる時、それがすでに記憶さ
れたかについて決定がなされ、及びデジグネータ（designator）も、キャッシュ
・ミスがある場合に、情報を検索し及びそれを記憶するために、比較的遅いメモ
リに出ることができるように、ＦＩＦＯに配置される。いずれの場合も、データ
がキャッシュにあり、又はそれがホスト・メモリから検索された場合、装置メモ
リに（また、新しく検索された場合には、キャッシュにも）配置される。

【０１２５】 効果的に、（実際の使用の前に）一度テクスチャへの必要性が識別されると、
前記データは、必要とされる前に検索され及び再関連付けされることができるよ
うに、前記検索が処理を遅らせないように、一種の遅延（delay）として動作す
る。ＦＩＦＯ待ち行列は、常に予報し及び先を見るように、パイプラインにおけ
るスラック（slack）を供給し、及び取り上げる。ＦＩＦＯを調べることによっ
て、読み取りが実行される時に、それが使用のために準備できているように、非
キャッシュ・テクスチャが識別され、ホスト・メモリから検索され、キャッシュ
及び特別な装置メモリに配置されることができる。

【０１２６】 予見的及び予言的な検索を供給するＦＩＦＯ及び他の構造が、パー・オブジェ
クト処理において通常使用される空間的オブジェクト・コヒーレンスが、我々の
パー・タイル処理において失われる時に起こる問題を避ける意味で、供給される
。本発明の構造及び方法は、オブジェクト内で、空間的コヒーレンスを利用する
ことも注目され、一つのオブジェクトにおけるすべてのピクセルが、順番に処理
される場合に、本発明は、一時的及び空間的コヒーレンスがあるという事実を利
用する。 ３．２．１０ パケット化データ転送プロトコル 本発明の構造及び方法は、ブロックからブロックへ、パケットで（データ及び
制御等の）情報を有効に転送する。このパケット化された通信を、パケット化デ
ータ転送と称し、及び前記パケット化されたデータのフォーマット及び／又は内
容を、パケット化データ転送プロトコル（packetized data transfer protocol
）（ＰＤＴＰ）と称する。前記プロトコルは、ヘッダ部分とデータ部分を含む。

【０１２７】 ＰＤＴＰの一つの利点は、データのすべてが、ブロックからブロックへ、一つ
のバスを通して送ることができ、それによって異なるデータ・タイプのための個
別のバスに対する必要性を軽減することである。ＰＤＴＰの他の利点は、情報を
パケット化することが、オーダリングを維持することに関して支援することであ
り、それは、適切なレンダリングに重要なことである。レンダリングは、パイプ
ライン状態等における変化に敏感であり、タイム・オーダ・シーケンス（time o
rder sequence）を維持することは一般的に重要であり、例えば、ＭＩＪキャッ
シュに関しては、パイプラインを下るパケットの流れの管理は、特に重要である
ことが想起される。

【０１２８】 バスは、効果的な順番のリンクであり、パケットは、あるタイム・オーダで順
番に到着するので、パケットの転送は、順番である。例えば、「フィル・パケッ
ト（fill packet）」がブロックで到着する場合、それは前記ブロックのＦＩＦ
Ｏに入り、及びＶＳＰが到着する場合は、それも前記ブロックのＦＩＦＯに入る
。各プロセッサ・プロックは、その入力に到着するパケットを待ち、及びパケッ
トが到着すると、どのアクションを取るべきか決定するために、パケット・ヘッ
ダを見る。前記アクションは、前記パケットを前記出力に送ること（すなわち、
他のアクション又は処理をすることなく、それを渡す）か、又はそれに関して何
かをすることでもよい。パケット化データ構造及び前記パケット化データ構造の
み及びバス、ＦＩＦＯ又は他のバッファ又はレジスタ体系と関連した使用は、３
Ｄグラフィックス・システムよりも広いアプリケーションを有し、及び複数の機
能的又は処理ブロック又は装置が、相互接続され及び互いに通信する、あらゆる
パイプライン構造に適用されてもよい。パケット化転送の使用は特に、シーケン
シャル又はタイム・オーダの維持が重要である場合に有効である。

【０１２９】 ＰＤＴＰの一つの実施形態において、各パケットは、パケット識別子又はＩＤ
及び他の情報を有する。多くの、様々な種類のパケットがあり、すべての異なる
パケット・タイプは、標準長を有し、及びパケットの種類を識別するヘッダを含
む。異なるパケットは、異なる形式及び様々な長さを有するが、各特定のパケッ
ト・タイプは、標準長を有する。

【０１３０】 効果的に、各ブロックは、入力においてＦＩＦＯを含み、及び前記パケットは
、ＦＩＦＯを通過して流れ、関連する情報は、ブロックごとにＦＩＦＯに蓄積さ
れる。前記パケットは、前記ブロック機能に関連する情報が引き出されるように
、他の又は前記ブロックのすべてを流れ続ける。

【０１３１】 本発明の構造及び方法の一つの実施形態において、ＦＩＦＯ内の記憶セル又は
レジスタは、小さなパケットが、たった一つのＦＩＦＯを要求し、より大きいパ
ケットは、多数のレジスタ、例えば２，３，５，１０，２０，５０又はそれ以上
のレジスタを要求してもよいように、予め決められた幅を有する。可変パケット
長及び単一のパケットが、いくつかのＦＩＦＯ記憶装置レジスタを消費するかも
しれない可能性は、パケットの第一の部分がパケットの種類を識別し、及び直接
又は間接的に、パケットの種類を知ることによって、パケットのサイズ及びそれ
が消費するＦＩＦＯエントリの数を識別するので、問題を提示しない。本発明の
構造及び方法は、本明細書の他の節において説明される数多くのパケット・タイ
プを供給し及びサポートする。 ３．２．１１ フラグメント・カラリング フラグメント・カラリングは、２次元表示空間に関して実行され、及び例えば
、三角形プリミティブの三つのバーテックスから、表示されたピクセルのサンプ
ル化された座標への色の補間を伴う。基本的に、フラグメント・カラリングは、
前記三つのバーテックスの間に空間的に配置された場所に関する色を決定するた
めに、三つのフラグメント・バーテックスにおける色に、補間機能を適用するこ
とを伴う。通常、しかし任意に、補間を実行することに関して、透視的正確さ（
perspective correctness）を考慮するであろう。補間係数は、透視的正確係数
と同様にキャッシュされる。 ３．２．１２ 法線の補間 様々な折衷案が、面法線、特に３Ｄグラフックス環境における他の面法線の間
に補間される面法線の計算と関連して、今までに受け入れられてきた。前記折衷
案は通常、計算の簡単さ又は効率に対して正確性を引き換えにしてきた。理想的
には、面法線は、角度的に補間され、前記補間が基づく面法線の角度における実
際の角度差に基づく。実際に、そのような角度計算は、３Ｄグラフィックス・ア
プリケーションには適していない。

【０１３２】 それゆえに、より典型的には、面法線は、二つの入力法線の線形補間に基づい
て補間される。質レンダリングを低く和らげるために、合成面法線の線形補間は
、十分な正確性を供給してもよい；しかしながら、２次元補間の例を検討すると
、一つのベクトル（面法線）が、例えば、他のベクトルだが、前記第一のベクト
ルへの比較可能な角度変更があるより大きなマグニチュードを有する時、その結
果のベクトルは、前記二つのベクトルの間の比較可能な角度差に関わらず、より
大きなマグニチュード・ベクトルによって、過剰に影響を受けるであろう。これ
は、異論を招くエラーを生じるかもしれず、例えば、ある面シェーディング又は
ライティング計算は、異常な結果を招き、及び出力シーンを損ねるかもしれない
。

【０１３３】 これらの問題のいくつかは、線形補間が、正規化された組のベクトルで実行さ
れる場合でも、最小化される一方で、いくつかのＡＰＩは、例えば３座標補間、
個別のｘ、ｙ及びｚ補間及び他の体系を含む、非正規化ベクトル及び様々な補間
体系をサポートするので、これは常に実践的であるわけではない。

【０１３４】 本発明の構造及び方法において、前記マグニチュードは、方向又は角度からは
別個に補間される。補間されたマグニチュードが計算され、それから同じサイズ
の方向ベクトルが計算される。別個に補間されたマグニチュード及び方向は、再
結合され、前記方向は正規化される。

【０１３５】 理想的な角度補間は、最大の正確性を供給する一方で、しかしながら、前記補
間は、球体の表面上の３点及び様々な大円計算に関与する。この種の数学的複雑
性は、リアルタイムの迅速なパイプライン処理には適していない。単一ステップ
の線形補間は、ずっと簡単であるが、よりエラーに敏感である。これらのプロシ
ージャの各々と比較して、本発明の面法線補間プロシージャは、従来の線形補間
よりも大きな正確性を有し、及び従来の角度補間よりも低い計算複雑性を有する
。 ３．２．１３ 空間的セットアップ 本発明の好ましい実施形態において、空間的セットアップは、セットアップ・
ブロック（ＳＴＰ）で実行される。セットアップ（ＳＴＰ）・ブロックは、ソー
ト（ＳＲＴ）・ブロックから一連のパケットを受け取る。これらのパケットは、
レンダリングされるべきプリミティブに関する空間的情報を有する。ＳＴＰブロ
ックの出力は、カル（ＣＵＬ）・ブロックに進む。ＳＲＴから受け取られるプリ
ミティブは、三角形、線三角形、線、点線、及び点で埋められる。これらのプリ
ミティブの各々は、エイリアス又はアンチ・エイリアス・モードでレンダリング
されうる。ＳＲＴブロックは、プリミティブをタイル・オーダでＳＴＰ（及び他
のパイプライン・ステージ・ダウンストリーム）に送る。各タイル内で、前記デ
ータはタイム・オーダ又はソートされた透明性オーダで編成される。ＣＵＬブロ
ックは、タイル・オーダで（実際には、ＳＴＰがＳＲＴからプリミティブを受け
取るオーダで）ＳＴＰブロックからデータを受け取り、及びレンダリングされた
画像に決してコントリビュート（contribute）しないプリミティブの部分をカル
・アウト（cull out）する。これは２つの段階で達成される。第一の段階で、そ
の内容が一定の値よりも大きい長方形メモリ・アレイにおける前記エレメントの
検出を可能にする。第二の段階は、サンプルごとの内容比較をすることによって
、この探索を改良する。ＳＴＰブロックは、ＣＵＬブロックによる処理のために
、入力プリミティブを準備する。ＳＴＰは、第一段階のカルのために前記タイル
を交差するプリミティブの部分に関して、タイト（tight）な文字枠（bounding
box）及び最小深度値Ｚｍｉｎを生成し、それは、Ｚｍｉｎよりも小さい深度値
を含んでもよい文字枠におけるスタンプに印つけをする。Ｚカル段階は、これら
の候補のスタンプを取り、それらがプリミティブの一部である場合には、前記ス
タンプにおけるサンプルに関する実際の深度値を計算する。この、より正確な深
度値は、比較及びサンプルごとのベースでの可能な廃棄のために使用される。第
一の段階のカルに関する文字枠及び Ｚｍｉｎに加えて、ＳＴＰは、深度勾配、線スロープ、及びＺカル段階に関する
タイル・エッジとの深度及びプリミティブ交差点等、他の参照パラメータも計算
する。ＣＵＬ装置は、他のパイプライン段階によって使用されるＶＳＰを生成す
る。

【０１３６】 本発明の好ましい実施形態において、空間的セットアップ・プロシージャは、
セットアップ・ブロックで実行される。本発明の空間的セットアップ構造及び方
法の重要な特徴は：（１）統一されたプリミティブのサポート及び生成、（２）
プリミティブに関するタイル内のＺ_minを計算するためのプロシージャ、（３）
タイル相対ｙ値及びスクリーン相対ｘ値の使用、及び（４）これもダウンストリ
ーム・ハードウェアを単純化する従来のエッジ・ウォークに加えた、エッジ・ホ
ップ（edge hop）の実行（実際には、カル・ブロックで実行される）を含む。

【０１３７】 統一されたプリミティブの注釈のもとで、長方形になるべき線プリミティブ及
び退化した長方形になるべき三角形を検討し、各々は、数学的にそのように表示
される。セットアップは、線セグメントを、４つのバーテックスを含む平行四辺
形に変換する。一つの三角形は、三つのバーテックスを有する。セットアップは
、一組の４点を有する各プリミティブを記述する。すべての値が、すべてのプリ
ミティブに対して必要とされるわけではないことが注目される。三角形に関して
、セットアップは、三角形の方向によって、上、下、及び左又は右の角を使用す
る。線セグメントは、平行四辺形として扱われるので、セットアップは、４点す
べてを使用する。前記三角形のバーテックスが、本来のバーテックスと同じであ
る一方で、セットアップは、前記線をクワド（quads）として表示するために、
新しいバーテックスを生成する。プリミティブの統一された表示は、ウィンドウ
座標における本来の組のバーテックスに割り当てられるプリミティブ記述子を使
用する。さらに、どの記述子が有効かつ意義のある値を有するかを示すフラグが
ある。

【０１３８】 三角形に関して、ＶｔｘＹｍｉｎ、ＶｔｘＹｍａｘ、ＶｔｘＬｅｆｔＣ、Ｖｔ
ｘＲｉｇｈｔＣ、ＬｅｆｔＣｏｒｎｅｒ、ＲｉｇｈｔＣｏｒｎｅｒ記述子が、そ
れらのｙ座標で三角形のバーテックスをソートすることによって得られる。線セ
グメントに関して、これらの記述子は、前記線クワド・バーテックスが生成され
る時に割り当てられる。ＶｔｘＹｍｉｎは、最小のｙ値を有するバーテックスで
ある。ＶｔｘＹｍａｘは、最大のｙ値を有するバーテックスである。ＶｔｘＬｅ
ｆｔＣは、三角形の場合における長いｙエッジ（バーテックス ＶｔｘＹｍｉｎとＶｔｘＹｍａｘとを結合させることによって形成される三角形
のエッジ）の左に、及び平行四辺形に関しては、バーテックス ＶｔｘＹｍｉｎとＶｔｘＹｍａｘとを結合させることによって形成される対角線
の左に位置するバーテックスである。前記三角形が、長いｙエッジも左エッジで
あるような場合、フラグＬｅｆｔＣｏｒｎｅｒは、ＶｔｘＬｅｆｔＣが無効であ
ることを示すＦＡＬＳＥ（０）である。同様に、ＶｔｘＲｉｇｈｔＣは、三角形
の場合では、長いｙエッジの右に、及び平行四辺形に関しては、バーテックスＶ
ｔｘＹｍｉｎとＶｔｘＹｍａｘとを結合させることによって形成される対角線の
右に位置するバーテックスである。三角形が、長いエッジも右エッジである場合
、フラグＲｉｇｈｔＣｏｒｎｅｒは、ＶｔｘＲｉｇｈｔＣが無効であることを示
すＦＡＬＳＥ（０）である。これらの記述子は、上及び下のタイル・エッジ上の
プリミティブのクリッピングのために使用される。実際には、ＶｔｘＹｍｉｎ、
ＶｔｘＹｍａｘ、ＶｔｘＬｅｆｔＣ、及び ＶｔｘＲｉｇｈｔＣは、本来のプリミティブ・バーテックスへのインデックスで
あることが注目される。

【０１３９】 三角形に関しては、ＶｔｘＸｍｉｎ、ＶｔｘＸｍａｘ、ＶｔｘＴｏｐＣ、 ＶｔｘＢｏｔＣ、ＴｏｐＣｏｒｎｅｒ、ＢｏｔｔｏｍＣｏｒｎｅｒ記述子は、そ
れらのｘ座標によって三角形バーテックスをソートすることによって得られる。
線セグメントに関しては、これらの記述子は、前記線クアド・バーテックスが生
成される時に割り当てられる。ＶｔｘＸｍｉｎは、最小のｘ値を有するバーテッ
クスである。ＶｔｘＸｍａｘは、最大ｘ値を有するバーテックスである。Ｖｔｘ
ＴｏｐＣは、三角形の場合では、長いｘエッジ（バーテックス ＶｔｘＸｍｉｎとＶｔｘＸｍａｘとを結合させるエッジ）の上に、及び平行四辺
形に関しては、バーテックスＶｔｘＸｍｉｎとＶｔｘＸｍａｘとを結合させるこ
とによって形成される対角線の上に位置するバーテックスである。前記三角形が
、長いｘエッジもトップ・エッジである場合、フラグ ＴｏｐＣｏｒｎｅｒは、ＶｔｘＴｏｐＣが無効であることを示すＦＡＬＳＥ（０
）である。同様に、ＶｔｘＢｏｔＣは、三角形の場合では、長いｘ軸の下、及び
平行四辺形の場合には、バーテックスＶｔｘＸｍｉｎとＶｔｘＸｍａｘとを結合
させることによって形成される対角線の下に位置するバーテックスである。三角
形が、長いｘエッジもボトム・エッジである場合、フラグ ＢｏｔｔｏｍＣｏｒｎｅｒは、ＶｔｘＢｏｔＣが無効であることを示す ＦＡＬＳＥ（０）である。これらの記述子は、左及び右のタイル・エッジ上のプ
リミティブをクリッピングするために使用される。実際には、 ＶｔｘＸｍｉｎ、ＶｔｘＸｍａｘ、ＶｔｘＴｏｐＣ、及びＶｔｘＢｏｔＣが、本
来のプリミティブ・バーテックスへのインデックスであることが注目される。さ
らに、４つのポリゴン・エッジのスロープ（δｘ／δｙ）及びスロープ （δｘｙδｘ）の逆元を使用する。

【０１４０】 これらの記述子のすべては、多角四辺形プリミティブに関する有効値を有する
が、それらのすべてが、三角形に関して有効でなくてもよい。最初に、それは、
三角形や多角四辺形のような単純なプリミティブを記述するための多くの記述子
のように見える。しかしながら、後にわかるように、それらは、大変簡単に得る
ことができ、及びプリミティブをセットアップするための素晴らしい均一的な方
法を供給する。

【０１４１】 線を長方形として扱うこと（又は長方形を線として解釈することと同様）は、
空間及び幅において、二つのエンド・ポイントを特定することを伴う。三角形を
長方形として扱うことは、４点を特定することを伴い、その一つ、通常一つの特
定の実施形態におけるｙ左又はｘ右は、退化しており、特定されない。目的は、
タイルの内側のＺｍｉｎを見つけることである。ｘ値は、ウィンドウ幅全体に及
びうるのに対して、ｙ値は、タイルと相対的であるので、ビットは、ｙ値タイル
相対座標を作ることによって、計算においてセーブされる。 ３．２．１４ オブジェクト・タグ ３Ｄシーンの有向非輪状グラフ表示は通常、シーン・グラフにおける各ノード
に、識別子を割り当てる。この識別子（オブジェクト・タグ）は、シーンにおけ
るオブジェクトの選択、可視性決定、衝突検出、及びレンダリングのための他の
統計的パラメータの生成等、グラフィカル・オペレーションにおいて有用になり
うる。レンダリングにおけるピクセル・パイプラインは、アルファ・テスト、色
テスト、ステンシル・テスト、及び深度テスト等、多くのピクセル・テストを可
能にする。アルファ及び色テストは、オブジェクトが、透明なピクセルを有する
か決定し、及び前記値を廃棄することにおいて有用である。ステンシル・テスト
は、様々な特別な効果及びＣＳＧにおけるオブジェクト交差の決定に関して使用
することができる。深度テストは通常、隠れ面除去に関して使用される。

【０１４２】 本明細書において、シーンにおけるオブジェクトをタグし、及びどのオブジェ
クトが、予め決められた可視性基準のセットを通過したかに関するフィードバッ
ク（feedback）を得る方法が説明される。

【０１４３】 二段階オブジェクト割り当て体系が利用される。オブジェクト識別子は、二つ
の部分、グループ（ｇ）及びメンバ・タグ（member tag）（ｔ）を含む。グルー
プ“ｇ”は、４ビット識別子であり（しかし、より多くのビットが使用されうる
）、シーン・グラフ・ブランチ（scene graph branch）、ノード・レベル（node
level）、又はオブジェクトをグループ分けするために使用されてもよい他のパ
ラメータをエンコードするために使用することができる。メンバ・タグ（ｔ）は
、５ビット値である（ここでも、より多くのビットが使用されうる）。この体系
において、各グループは、３２までのメンバを有することができる。３２ビット
状態ワードが、各グループに関して使用される。この状態ワードのビットは、テ
スト基準を通過したメンバを示す。前記状態は：オブジェクト・グループ；オブ
ジェクト・タグ；及びＴａｇＴｅｓｔＩＤ{ＤｅｐｔｈＴｅｓｔ、 ＡｌｐｈａＴｅｓｔ、ＣｏｌｏｒＴｅｓｔ、ＳｔｅｎｃｉｌＴｅｓｔ}を含む。
オブジェクト・タグは、パイプラインを下り、ｚバッファード・ブレンド（又は
好ましい実施形態におけるピクセル・ブロック）で使用される。サンプルが可視
である場合、オブジェクト・タグは、特定のＣＰＵ読み取り可能レジスタにおい
て特定のビットを設定するために使用される。これによって、オブジェクトはパ
イプラインに送り込まれ、一度レンダリングが完了すると、ホストＣＰＵ（アプ
リケーション・プログラムを実行させるＣＰＵ又は複数のＣＰＵ）は、どのオブ
ジェクトが、少なくとも部分的に可視であったかを決定することができる。

【０１４４】 代替例として、メンバ・タグ（ｔ）だけが、使用されることができ、一つのグ
ループのみを意味する。

【０１４５】 オブジェクト・タグは、ピッキング（picking）、透明性決定、初期オブジェ
クト廃棄、及び衝突検出のために使用することができる。初期のオブジェクト廃
棄に関して、オブジェクトは、レンダリング・パイプラインへのその境界ボリュ
ーム入力を有することによって、可視性に関してテストすることができ、及び上
述のとおり「可視性」に関してテストすることができる。しかしながら、境界ボ
リュームが、フレーム・バッファにレンダリングされるのを阻止するために、色
、深度及びステンシル・マスクはクリアされる（これらのマスク・ビットの説明
に関するＯｐｅｎＧＬ仕様書を参照）。 ３．２．１５ 単一の可視性ビット 上述のオブジェクト・タグへの代替例として、単一のビットが、ホストＣＰＵ
へのフィードバックとして使用することができる。この方法において、「可視性
」（すなわち、ピッキング、透明性決定、初期オブジェクト廃棄、衝突検出等）
に関してテストされているオブジェクトは、それ自身のフレームにおいて隔離さ
れる。フレームにおいてすべてが可視である場合、前記単一の「可視性ビット」
が設定され、そうでなければ、クリアされる。このビットは、ホストＣＰＵによ
って読み取り可能である。この方法の効果は、その単純性である。欠点は、テス
トされる必要がある各個別のオブジェクト（又は一組のオブジェクト）に関して
、個別のフレームを使用する必要性であり、それによっておそらく「可視性」決
定に待ち時間を導入する。 ３．２．１６ スーパータイル・ホップ・シーケンス（Supertile Hop Sequence
） ３Ｄ画像をレンダリングする時、しばしば「ホリゾン効果（horizon effect）
」があり、画像（ピクチャ）の水平スワス（horizontal swath）は、画像の残り
よりもより多くの複雑性を有する。一例は、前景における単純な草原及び上方に
空を有する、遠くの都市のスカイライン（skyline）である。草原及び空は、ほ
とんどポリゴンを有しない（おそらく一つずつ）一方で、都市は、多くのポリゴ
ンを有し、大きな深度計算複雑性を有する。そのようなホリゾン効果は、シーン
を通して非水平スワスに沿っても起こりうる。タイルが、単純な、上から下へ、
及び左から右への順番で処理される場合、複雑なタイルは、背中合わせで向かい
合い、パイプライン内で可能なロード不均衡を生む。それゆえに、タイルからタ
イルへ移動する時、スクリーン周辺で無作為に「ホップする（hop）」方が良い
であろう。しかしながら、これは、（隣接するタイルが順番に処理されないため
に）空間的コヒーレンシーの低減を生じ、パイプライン内のキャッシュの効率性
を低減させ、及び性能を低下させる。空間的なシーケンシャル・タイル処理及び
全体的な無作為パターンの妥協案として、タイルは「ＳｕｐｅｒＴｉｌｅｓ（ス
ーパータイルズ）」へと編成され、各ＳｕｐｅｒＴｉｌｅは、多くの空間的に隣
接するタイルであり、ＳｕｐｅｒＴｉｌｅｓの不作為のパターンが処理される。
このように空間的コヒーレンシーは、ＳｕｐｅｒＴｉｌｅ内で保存され、ホリゾ
ン効果は回避される。好ましい実施形態において、 ＳｕｐｅｒＴｉｌｅホップ・シーケンス方法は、ソート・ブロックで実行される
。 ３．２．１７ スキャンアウト中の正規化 出力中の正規化（normalization）は、フレーム・バッファにおける値を決定
するための、従来の処理ヒストリを考慮し、又はフレーム・バッファにおける値
が決定される本発明のプロシージャであり、及びスクリーンにおける値の範囲は
、前記値の範囲が表示されることができ及び所望のビューイング特性を供給する
ことができる範囲に基準化され又は正規化される。線形及び非線形スケーリング
が適用されてもよく、及びダイナミックな範囲が、いくつかの比較的明るい又は
暗いピクセルによって過度に占められないように、クリッピングも許可されても
よく、前記ダイナミックな範囲は、デジタル−アナログ・コンバータ（digital-
to-analog converter）の変換範囲に合致する。

【０１４６】 出力ピクセル値が生成される方法の知識は、このアプローチの効果に関してさ
らに大きな見識を与える。時に、出力ピクセル値が、強度又は明るさを表すのは
、それらが最終的に、現実世界におけるシーンの明るさ又は強度をシミュレート
し（simulate）又は表すための方法で表示されるからである。

【０１４７】 効果的に、ピクセル色は、それらが大変広いダイナミックな範囲に及ぶように
、フローティング・ポイント数によって表される。適切であるが、ディスプレイ
に一度基準化された整数値は、後に再スケーリングを許可するために、出力強度
が計算される、一定の方法で、十分な範囲を供給しないかもしれない。Ｏｐｅｎ
ＧＬを含む標準ＡＰＩの下では、光は、座標距離と同様に、フローティング・ポ
イント値として表される。それゆえに、従来の表示では、使用可能なディスプレ
イのダイナミックな範囲を廃棄し又は浪費して、シーンがすべて黒く（暗く）又
はすべて白く（明るく）又は特定の明るさ範囲へと傾斜して出てくることは、比
較的簡単である。

【０１４８】 本発明の正規化プロシージャの下で、計算は、フローティング・ポイント表示
全体において好ましく維持され、及び最終シーンは、出力表示及びＤ／Ａコンバ
ータ・ケイパビリティ（capability）と一致したピクセル強度値をもたらすため
に、スケーリング・ルーチンを使用して、マッピングされる。そのような、表示
装置へのスケーリング又は正規化は、範囲の圧縮もしくは拡張、線形圧縮もしく
は拡張、対数圧縮、指数もしくはパワー拡張、他の代数もしくは多項マッピング
機能、又はこれらの組み合わせなしに、ある範囲の値の、異なる範囲の値へのオ
フセット（offset）又はシフト（shift）等のオペレーションに関与してもよい
。代替的には、任意のマッピング転送機能を有するルックアップ・テーブルは、
出力値強度変換を実行するために実行されてもよい。それがなされる時に画像（
ピクチャ）を表示するために、バッファ・スワップする時に、対数的に（又は他
に）スキャンアウト中にスケールする。

【０１４９】 望ましくは、前記変換は、一組の予め決められた規則の下で、自動的に実行さ
れる。例えば、正規化に基づいてピクセル・ヒストグラム（pixel histogram）
を特定する規則が実行されてもよく、又はピクセルのガウス分散（Gaussian dis
tribution）を特定する規則、又はある任意の強度クリッピングで、あるいはそ
れなしで、出力強度を線形にスケールする規則が実行されてもよい。ここに示さ
れた様々なマッピング機能は、コンピュータ・グラフィックス及びデジタル画像
処理分野において公知である多くの入力／出力ピクセル強度変換の単なる例であ
る。

【０１５０】 このアプローチは、ライティング、オブジェクトの色、等を特定するにあたり
、いくらか大きな余地も許し、及び可視であった最終出力をレンダリングする。
最終結果が、審美的に完璧でなかったとしても、それは最終マッピングをチュー
ニングするための基礎を供給し、及び対話型調整が、好ましいが任意に、デバッ
ギング（debugging）、ファイン・チューニング（fine-tuning）、又はセットア
ップ・オペレーション（set-up operation）として供給されてもよい。 ３．２．１８ スタンプ・ベースｚ値記述 ＶＳＰが送られる時、それは単一のプリミティブに対応し、及びｚバッファー
ド・ブレンド（すなわちピクセル・ブロック）は、ＶＳＰにおけるすべてのサン
プルに関する個別のｚ値を必要とする。ＶＳＰ内のすべてのパー・サンプルｚ値
を送ることに対する改良として（それは、かなりの帯域幅を取る）、前記ＶＳＰ
は、ｚ参照値及びｘ並びにｙに関してｚの部分的導関数（数学的には、プリミテ
ィブのｚ値に関する平面方程式）を含みうる。それから、この情報は、パー・サ
ンプルｚ値を再構築するために、ｚバッファード・ブレンド（すなわちピクセル
・ブロック）において使用され、それによって帯域幅を省く。ＣＨＳＲ処理のた
めに計算されたｚ値が、ｚバッファード・ブレンド（すなわちピクセル・ブロッ
ク）におけるコンピュータと同じになるように、注意が払われなければならない
のは、不一致がレンダリング・エラーを生じうるからである。

【０１５１】 好ましい実施形態において、スタンプ・ベースｚ値記述方法は、カル・ブロッ
クにおいて実行され、及びパー・サンプルｚ値は、ピクセル・ブロックにおける
この記述から生成される。 ３．２．１９ フォン・ブロックにおけるオブジェクト・ベース・プロセッサ・
リソース・アロケーション（Object-based Processor Resource Allocation） フォン・ライティング・ブロックは、効果的に、複数のプロセッサ又は処理エ
レメントを含む。フラグメント色生成の間、多くの状態が必要とされ、共通オブ
ジェクトからのフラグメントは、同じ状態を使用し、それゆえに、好ましくは、
キャッシング要求を最小化する少なくとも効率的な理由から、同じオブジェクト
からのフラグメントは、同じプロセッサによって処理される。

【０１５２】 本発明の構造及び方法において、同じオブジェクトから由来するすべてのフラ
グメントは、同じプロセッサに送信される（又は、同じ複数のプロセッサにロー
ドするサーバがある場合）。これは、フォン・ブロックにおける状態キャッシン
グを低減させる。

【０１５３】 本発明の構造及び方法の好ましい実施形態は、パー・タイル処理を実行し、及
び単一の時間は、複数のオブジェクトを含んでもよいことを想起させる。フォン
・ブロック・キャッシュは、それゆえに、通常は一つ以上のオブジェクトに関す
る状態を記憶し、及び適切な状態を、共通オブジェクトからのフラグメントを扱
っているプロセッサに送信する。特定のオブジェクトからのフラグメントに関す
る状態が、特定のプロセッサに送信されると、前記オブジェクトからのすべての
他のフラグメントも、前記プロセッサに向けられるのが好ましい。

【０１５４】 これに関して、モード・インジェクション装置（Mode Injection Unit）（Ｍ
ＩＪ）は、オブジェクト又は素材を割り当て、及びＭＩＪは、すべてのダウン・
ストリーム・ブロック（down stream blocks）にキャッシュを割り当てる。フォ
ン装置は、どのオブジェクト・データが、どのフォン装置プロセッサにキャッシ
ュされたかを追跡し、及び同じオブジェクトに属するすべてのフラグメントを、
同じプロセッサに注ぎ込むよう試みる。これに関する唯一の任意の例外は、局所
的不均衡がある場合に生じ、その場合、フラグメントは他のプロセッサに割り当
てられるであろう。

【０１５５】 このオブジェクト・タグ・ベースのリソース割り当て（代替的には、前記記述
のほかの部分において、素材・タグ・ベースのリソース割り当てを指す）は、フ
ォン装置において、フラグメント・プロセッサ又はフラグメント・エンジンと相
対して生じる。 ３．２．２０ パイプライン状態としてのダイナミック・マイクロコード生成 フォン装置は、テクスチャ環境計算を実行し、及びオブジェクトからのフラグ
メントを処理するための特定の処理エレメントを選択することを担当する。上述
のとおり、共通オブジェクトからのフラグメントを、同じフォン・プロセッサ又
はエンジンに向けるための試みがなされる。適用されるべき特定のテクスチャ、
面、色等のプロパティから独立して、多くの選択肢があり、その結果として処理
環境における変化がある。ダイナミック・マイクロコード生成（dynamic microc
ode generation）は、テクスチャ環境及びライティングに関連して説明され、本
発明の構造及びプロシージャは、他の種類のマイクロコード、マシン状態、及び
処理に、通常、より幅広く適用されてもよい。

【０１５６】 本発明の構造及び方法において、三角形ストリップの処理が開始されるたびに
、変更素材パラメータが生じ、又はテクスチャ環境に触れるほとんどの変更が生
じ、フォン装置におけるマイクロコード・エンジンは、マイクロコードを生成し
、及びこのマイクロコードは、パイプライン状態のコンポーネントとして扱われ
る。状態のマイクロコード・コンポーネントは、他のパイプライン状態と同様に
、キャッシュされる属性である。通常、マシン状態として、特定的には３Ｄグラ
フィックス・プロセッサにおけるパイプライン状態として、この方法で生成され
るマイクロコードの扱いが、実質的な効果である。

【０１５７】 例えば、フォン装置は、複数のプロセッサ又はフラグメント・エンジンを含む
。（ここでは、フラグメント・エンジンという用語は、フラグメントのテクスチ
ャ処理を担うフォン装置におけるコンポーネントを意味し、フラグメント・ブロ
ックにおいて生じる補間とは異なる処理である。）マイクロコードは、フラグメ
ント・エンジンに入ってくる、及び同じマイクロコード（状態）を必要とするあ
らゆる他のフラグメントが、必要な時にそれを有するように、フラグメント・エ
ンジンにダウンロードされる。

【０１５８】 フォン・ブロックにおけるフラグメント・エンジンの各々の実施形態は、一般
的に同じであるが、ダウンロード可能なマイクロコードの存在は、ある程度の専
門化を与える。異なるマイクロコードは、どのようにＭＩＪキャッシング・メカ
ニズムが動作するのかに依存する各々に、ダウンロードされてもよい。ダイナミ
ックなマイクロコード生成は、テクスチャ環境及びライティングに供給される。
３．２．２１ 可変スケール・バンプ・マップ（Variable Scale Bump Maps） 可変スケール・バンプ・マップを生成することは、二つの個別のプロシージャ
：自動ベース生成及び自動勾配フィールド生成のうちの一つ又は両方に関与する
。グレイ・スケール画像及びその強度空間におけるデリバティブ（derivative）
を検討する。自動勾配フィールドは、グレイ・スケール強度と比較して、グレイ
・スケール画像のデリバティブを取り、及び前記デリバティブを、バンプ・マッ
プのためのバンプを生成するための面法線摂動として使用する。自動ベース生成
は、計算、ポリゴン・メモリにおけるメモリ記憶、及び処理における入力帯域幅
を省く。

【０１５９】 各三角形バーテックスに関して、ｓ、ｔ及び面法線が特定される。しかし、前
記ｓ及びｔは、色付きではなく、テクスチャ・マップへの２次元面法線摂動であ
り、それゆえにテクスチャ・バンプ・マップである。前記ｓ及びｔは、使用可能
なバンプ・マップを生成するために、面法線を摂動させるべき方向を特定するた
めに使用される。前記ｓ、ｔは、摂動方向を特定することができる暗示された座
標システム及び参照を与える。各ピクセルにおけるｓ、ｔ座標システムの使用は
、面接線及びピクセル場所（location）における従法線を特定する必要をなくす
。その結果、本発明の構造及び方法は、計算、メモリ記憶、及び入力帯域幅を省
く。 ３．２．２２ タイル・バッファ及びピクセル・バッファ 一組のパー・ピクセル・タイル・ステージング・バッファ（tile staging buf
fer）は、ＰｉｘｅｌＯｕｔとＢＫＥブロックとの間に存在する。これらのバッ
ファの各々は、三つの状態ビットＥｍｐｔｙ、ＢｋｅＤｏｎｅＦｏｒＰｉｘ、及
びそれと関連するＰｉｘｃＤｏｎｅＦｏｒＢｋｅを有する。これらのビットは、
これらのバッファの使用のために、ＰｉｘｅｌＯｕｔとＢａｃｋｅｎｄとの間の
ハンドシェイク（handshake）を規制（又はシミュレート）する。バックエンド
及びＰｉｘｅｌＯｕｔ装置の両方は、前記装置がそこから読み取り又はそこに書
き込むステージング・バッファを示す現在のＩｎｐｕｔＢｕｆｆｅｒ及びＯｕｔ
ｐｕｔＢｕｆｆｅｒポインタを維持する。

【０１６０】 ＰＩＸによるレンダリングするためのタイルを準備するために、ＢＫＥブロッ
クは、次のＥｍｐｔｙバッファを取り、及びフレーム・バッファ・メモリからデ
ータを読み込む（必要な場合には、ＲＧＢＡＣｌｅａｒＭａｓｋ、 ＤｅｐｔｈＭａｓｋ、及びＳｔｅｎｃｉｌＭａｓｋによって決定されたとおり−
一組のビット・プレーンがクリアされない場合、それは読み込まれる）。 Ｂａｃｋｅｎｄがタイルにおける読み取りを伴ってなされた後、それは ＢｋｅＤｏｎｅＦｏｒＰｉｘビットを設定する。ＰｉｘｅｌＯｕｔは、 ＩｎｐｕｔＴｉｌｅのＢｋｅＤｏｎｅＦｏｒＰｉｘビットを見る。このビットが
設定されない場合、ＰｉｘｅｌＯｕｔは停止し、そうでなければ、それは ＢｋｅＤｏｎｅＦｏｒＰｉｘビット、及びピクセル・タイル・バッファにおける
色、深度、及び／又はステンシル・ビット・プレーン（必要であれば）をクリア
し、及びそれをサンプル・バッファに適切に転送する。

【０１６１】 出力時、ＰｉｘｅｌＯｕｔ装置は、レンダリングされたタイルにおけるサンプ
ルを、ピクセル・タイル・バッファにおけるピクセルに分解する。バックエンド
装置（ＢＫＥ）ブロックは、これらのバッファを、フレーム・バッファ・メモリ
に転送する。ピクセル・バッファは、ＰｉｘｅｌＯｕｔ装置によって順番にトラ
バース（traverse）される。ＰｉｘｅｌＯｕｔは、レンダリングされたサンプル
・タイルを、それが由来する同じピクセル・バッファに放出する。前記ピクセル
・タイル・バッファに出力された前記タイルが完了した後、 ＰｉｘｅｌＯｕｔ装置は、ＰｉｘＤｏｎｅＦｏｒＢｋｅビットを設定する。 ＢＫＥブロックは、ＰｉｘＤｏｎｅＦｏｒＢｋｅセットを有するピクセル・タイ
ル・バッファを取ることができ、前記ビットをクリアし、及びそれをフレーム・
バッファ・メモリに転送する。前記転送が完了した後、エンプティ（Empty）・
ビットが、前記バッファ上で設定される。 ３．２．２３ スキャンアウト中のウィンドウド・ピクセル・ズーミング（Wind
owed Pixel Zooming During Scanout） バックエンド装置は、データの送信を担い、及び／又はＣＲＴあるいは他の表
示装置に信号を送信し、及び前記デジタル情報を、前記ディスプレイを駆動する
のに適したアナログ信号に変換するためのデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）コンバ
ータを含む。前記バックエンドはまた、バイリニア・インターポレータ（biline
ar interpolator）も含むので、前記フレーム・バッファからのピクセルは、そ
れらがＣＲＴディスプレイに送信される時に、前記ピクセルの空間的スケールを
変更するために、補間されうる。スキャンアウト中のピクセル・ズーミングは、
稼動中に解像をスケールし又はズーム（イン又はアウト）するレンダリングを伴
わない。一つの実施形態において、ピクセル・ズーミングは、ウィンドウごとに
選択的に実行され、ウィンドウは、全体のデスクトップ又はディスプレイ領域の
一部である。 ３．２．２４ スキャンアウト中の仮想ブロック転送（ＶＢＬＴ） 従来の構造及び方法は、オン・スクリーン（on-screen）メモリ記憶装置及び
オフ・スクリーン（off-screen）メモリ記憶装置を供給し、その各々は例えば、
色バッファ、ｚバッファ、及びあるステンシルを有する。３Ｄレンダリング処理
は、これらのオフ・スクリーン・バッファにレンダリングする。一つのスクリー
ン・メモリは、ディスプレイ上に示されるデータに対応する。オフ・スクリーン
・メモリへの前記レンダリングが完了した時、オフ・スクリーン・メモリの内容
は、ブロック転送（ＢＬＴ）と称されるものにおいて、オン・スクリーン・メモ
リにコピーされる。

【０１６２】 メモリ帯域幅を省き、及び本明細書の他の部分で説明された他の利益を理解す
るために、本発明の構造及び方法は、データを接合し、又は他の場所からデータ
を読み取ることによって、「仮想」ブロック転送又は仮想ＢＬＴを実行する。 ３．２．２５ バーテックス・リストに関するトークン挿入（Token Insertion
for Vertex Lists） 本明細書におけるトークンは、パイプラインに送り込まれ、次のエントリが何
に対応するかを前記パイプラインに知らせる他の項目の間に介在した情報項目で
ある。例えば、バーテックスのｘ、ｙ、ｚ座標が、パイプラインに送り込まれ、
及びそれらが３２ビットの量である場合、前記トークンは、前記パイプラインに
、次の数字がバーテックスｘ、ｙ、ｚ値であることを知らせるために挿入される
のは、識別のためのエントリそのものには、余分なビットがないからである。前
記トークンは、パイプライン・ハードウェアに、送り込まれているデータをどの
ように解釈するかを知らせる。 （発明の最良の実施形態） ４． システム・レベル概観 パイプラインは、ホスト・コンピュータのＩ／Ｏバスからデータを取り、それ
を処理し、及びそれをコンピュータのディスプレイに送信する。パイプラインは
、１２のブロック、さらに三つのメモリ・ストア及びフレーム・バッファに分割
される。図１５は、パイプライン１０００を通るデータの流れを示す。パイプラ
インを作るブロックは、後述される。 ４．１ コマンド・フェッチ及びデコード（Command Fetch and Decode）（ＣＦ
Ｄ） コマンド・フェッチ及びデコード（ＣＦＤ）２０００は、Ｉ／Ｏバスを通した
ホスト・コンピュータとの通信を扱う。それは、その入力を一連のパケットに変
換し、それをジオメトリ・ブロックに渡す。入力ストリームのほとんどは、幾何
学的データ―線、点、及びポリゴンを含む。これら幾何学的なオブジェクトの記
述は、色、面法線、テクスチャ座標等を含みうる。入力ストリームはまた、ライ
ティング、ブレンディング・モード、及びバッファ機能等のレンダリング情報も
含む。 ４．２ ジオメトリ（ＧＥＯ） ジオメトリブロック３０００は、４つの主なタスク、すなわち：変換、すべて
のポリゴンの、三角形への分解、クリッピング及びグロー・シェーディングに必
要なパー・バーテックス・ライティング計算を扱う。

【０１６３】 第一に、ジオメトリ・ブロックは、入力グラフィックス・プリミティブを、統
一座標空間（「ワールド空間」）に変換する。それは、プリミティブをビューイ
ング・ボリューム、又は錘台にクリッピングする。ビューイング・ボリューム（
左、右、上、下、前及び後ろ）を定義する６面に加えて、ＤＳＧＰパイプライン
は、６のユーザ定義可能クリッピング面を供給する。クリッピング後、ジオメト
リ・ブロックは、三つ以上のバーテックスを有するポリゴンを、処理を簡潔にす
るために、三角形の組に分割する。

【０１６４】 最後に、フレームにグロー・シェーディングがある場合、ジオメトリ・ブロッ
クは、グラグメント・ブロックが、シェーディングを実行するために使用するバ
ーテックス色を計算する。 ４．３ モード・エクストラクション（ＭＥＸ） モード・エクストラクション・ブロック４０００は、データ・ストリームを二
つの部分、：１）バーテックス、及び２）他のすべてに分離する。バーテックス
は、ソート・ブロックに送られる。「他のすべて」―ライト、色、テクスチャ座
標等―は、ポリゴン・メモリと呼ばれる特別なバッファに記憶され、モード・イ
ンジェクション・ブロックによって検索することができる。ポリゴン・メモリは
、二重バッファされるので、モード・インジェクション・ブロックは、ひとつの
フレームに関してデータを読み取ることができるのに対して、モード・エクスト
ラクション・ブロックは、次のフレームに関してデータを記憶している。ポリゴ
ン・メモリに記憶されたモード・データは、３つの主なカテゴリ：パー・フレー
ム・データ（ライティング等）、パー・プリミティブ・データ（素材属性等）、
及びパー・バーテックス・データ（色等）に分類される。モード・エクストラク
ション及びモード・インジェクション・ブロックはさらに、効率性を最適化する
ために、これらのカテゴリを分割する。

【０１６５】 各バーテックスに関して、モード・エクストラクション・ブロックは、バーテ
ックス・データを含むパケットであるＳｏｒｔブロック、及びポリゴン・メモリ
へのポインタを送る。（前記ポインタは、色ポインタと称され、やや誤解を招き
やすい。なぜならば、それは色以外のすべての種類の他の情報を検索するために
使用されるからである。）前記パケットはまた、前記バーテックスが点か、線の
端点か、又は三角形の角を表すのかを示すフィールドも含む。前記バーテックス
は、厳格な時間順に送られ、それはそれらがパイプラインに送り込まれたのと同
じ順番である。前記パケットはまた、現在のバーテックスが、一定のプリミティ
ブにおける最後の一つを形成するのかを特定する（すなわちプリミティブを「完
成させる」）。三角形ストリップ又はファン、及び線ストリップ又はループの場
合、前記バーテックスは、隣接するプリミティブの間で共有される。この場合、
前記パケットは、各プリミティブにおける他のバーテックスをどのように識別す
るかを示す。 ４．４ ソート（ＳＲＴ） ソート・ブロック６０００は、モード・エクストラクション・ブロックからバ
ーテックスを受け取り、及びその結果の点、線及び三角形を、タイルでソートす
る。二重バッファされたソート・メモリ７０００において、それはグラフィック
・プリミティブを表すバーテックスのリストと、及び一組のタイル・ポインタ・
リスト―フレームにおける各タイルに一つのリストを維持する。それが、（三角
形における第三のバーテックス等）プリミティブを完成させるバーテックスを受
け取る時、どのタイルに前記プリミティブが触れるかを見るために調べる。プリ
ミティブが触れる各タイルに関して、ソート・ブロックは、前記バーテックスへ
のポインタを、前記タイルのタイル・ポインタ・リストに加える。

【０１６６】 ソート・ブロックが、フレームにおけるすべてのジオメトリのソートを完了し
た時、それはデータをセットアップに送る。各ソート・ブロック出力パケットは
、完全なプリミティブを表す。ソートは、その出力をタイルごとのオーダで送る
：一定のタイルに触れるすべてのプリミティブ、それから、次のタイルに触れる
すべてのプリミティブ、等である。これは、ソートが、それが触れる各タイルに
つき一回、同じプリミティブを何回も送ることを意味することが注目される。 ４．５ セットアップ（ＳＴＰ） セットアップ・ブロック８０００は、線及び三角形に関する空間的微分を計算
する。それは、１タイル分の価値を有するデータ、一度に１プリミティブを処理
する。それが一つのプリミティブで完了される時、それは前記データをカル・ブ
ロックに送る。セットアップ・ブロックはまた、点線を個別の線セグメントに分
解し（各々は、長方形領域である）、及びタイル内における各プリミティブに関
して最小ｚ値を計算する。セットアップからの各プリミティブ・パケット出力は
、一つのプリミティブを表す：三角形、線セグメント又は点である。 ４．６ カル（ＣＵＬ） カル・ブロック９０００は、より複雑なブロックの一つであり、及び処理は２
つのステップに分割される：マグニチュード比較コンテント・アドレッサブル・
メモリ（ＭＣＣＡＭ）カル、及びサブピクセル・カルである。カル・ブロックは
、１タイル分の価値を有するデータを一度に受け取る。ＭＣＣＡＭカルは、以前
に処理されたジオメトリによって完全に隠されたプリミティブを廃棄する。サブ
ピクセル・カルは、（一部又は全体が可視である）残りのプリミティブを取り、
及び可視フラグメントを決定する。サブピクセル・カルは、可視スタンプ・ポー
ション（Visible Stamp Portion）（ＶＳＰ）と呼ばれる、１スタンプ分の価値
を有するフラグメントを一度に出力する。図１６は、カル・ブロックが、部分的
に不明瞭にされた三角形からどのようにフラグメントを生成するかの一例を示す
。

【０１６７】 カル・ブロックによって生成される可視スタンプ・ポーションは、複数のプリ
ミティブが前記スタンプに触れる場合であっても、たった一つのプリミティブか
らのフラグメントを含む。それゆえに、ダイアグラムにおいて、出力ＶＳＰは、
灰色の三角形のみからのフラグメントを含む。白い三角形の先端によって形成さ
れるフラグメントは、個別のＶＳＰで送られ、及び前記二つのＶＳＰの色は、ピ
クセル・ブロックにおいて、後に結合される。

【０１６８】 一つのＶＳＰにおける各ピクセルは、ピクセルのうち、どれだけが一定のフラ
グメントによって覆われるかを決定するために、多くのサンプルに分割される。
ピクセル・ブロックは、前記ピクセルに関する最終の色を生成するために、フラ
グメントをブレンドする時、この情報を使用する。 ４．７ モード・インジェクション（ＭＩＪ） モード・インジェクション・ブロック１００００は、―色、素材属性等―モー
ド情報を、ポリゴン・メモリ５０００から検索し、及びそれを要求のとおりに下
に送る。帯域幅を省くために、個別のダウンストリーム・ブロックは、最近使用
されたモード情報をキャッシュする。モード・インジェクション・ブロックは、
どの情報がダウンストリームにキャッシュされるのかを追跡し、必要な情報のみ
を送る。 ４．８ フラグメント（ＦＲＧ） フラグメント・ブロック１１０００は、その主な仕事が補間であるため、やや
誤解を招きやすい名前である。それは、グロー・シェーディングのための色値、
フォン・シェーディングのための面法線及びテクスチャ・マッピングのためのテ
クスチャ座標を補間する。それはまた、バンプ・マップが使用される場合、バン
プ・マッピング・アルゴリズムでの使用のために、面接線を補間する。

【０１６９】 フラグメント・ブロックは、重心係数を使用して、透視的な修正された補間を
実行する。 ４．９ テクスチャ（ＴＥＸ） テクスチャ・ブロック１２０００は、テクスチャ・マップを、ピクセル・フラ
グメントに適用する。テクスチャ・マップは、テクスチャ・メモリ１３０００に
記憶される。上述された他のメモリ記憶とは異なり、テクスチャ・メモリは単一
にバッファされる。それは、ホスト・コンピュータのメモリから、ＡＧＰインタ
ーフェースを使用してロードされる。単一のポリゴンは、４つまでのテクスチャ
を使用することができる。

【０１７０】 テクスチャは、ミップ・マップ（mip-mapped）される。すなわち、各テクスチ
ャは、様々なレベルのディテール（detail）において、一連のテクスチャ・マッ
プを具備し、各マップは、アイ・ポイント（eye point）から一定の距離におけ
る、テクスチャの外観を表す。一定のピクセル・フラグメントに関するテクスチ
ャ値を生成するために、テクスチャ・ブロックは、正しいレベルのディテールに
近似するように、テクスチャ・マップからトリリニア補間（tri-linear interpo
lation）を実行する。テクスチャ・ブロックはまた、異方向補間等、他の補間方
法も実行する。

【０１７１】 テクスチャ・ブロックは、補間されたテクスチャ値を（一般的にはＲＧＢＡ色
値として）、パー・フラグメント・ベースでフォン・ブロックに供給する。バン
プ・マップは、特別な種類のテクスチャ・マップを表す。色の代わりに、バンプ
・マップの各テクセル（texel）は、高さフィールド勾配を含む。 ４．１０ フォン（ＰＨＧ） フォン・ブロック１４０００は、各ピクセル・フラグメントに関するフォン・
シェーディングを実行する。それは、フラグメントの外観の色を決定するために
、モード・インジェクション・ブロックによって供給される素材及びライティン
グ情報、テクスチャ・ブロックからのテクスチャ色、及びフラグメント・ブロッ
クによって生成される面法線を使用する。バンプ・マッピングが使用される場合
、フォン・ブロックは、シェーディングの前に、フラグメントの面法線を摂動さ
せるために、テクスチャ・ブロックからの補間された高さフィールド勾配を使用
する。 ４．１１ ピクセル（ＰＩＸ） ピクセル・ブロック１５０００は、ＶＳＰを受け取り、各フラグメントは個別
の色値を有する。ピクセル・ブロックは、ピクセル・オーナシップ・テスト、シ
ザー・テスト、アルファ・テスト、ステンシル・オペレーション、深度テスト、
ブレンディング、ディザリング及び論理オペレーションを、各ピクセルにおける
各サンプル上で実行する（ＯｐｅｎＧＬ仕様書１．１、セクション４．１、「パ
ー・フラグメント・オペレーション（Per-Fragment Operations）」、１０９ペ
ージ参照）。ピクセル・ブロックが、１タイル分の価値を有する処理されたピク
セルを蓄積した時、それは、各ピクセル内のサンプルをブレンドし（それによっ
て、ピクセルのアンチエイリアシングを実行する）、及び、フレームバッファに
記憶されるべきそれらをバックエンドに送る。

【０１７２】 図１７は、ピクセル・ブロックがどのように１スタンプ分の価値を有するフラ
グメントを処理するかを説明する。この例において、ピクセル・ブロックは、灰
色の三角形から一つ、及び白い三角形から一つ、二つのＶＳＰを受け取る。それ
は、最終ピクセルを生成するために、フラグメントとバックグラウンド（backgr
ound）をブレンドする。それは、前記ピクセルのどれくらいをそれが覆うかに従
って、―より正確には、それが覆うサンプルの数によって、各フラグメントに加
重する。

【０１７３】 このブレンディングに加えて、ピクセル処理ブロックは、ステンシル・テスト
、アルファ・ブレンディング、及びピクセルのアンチエイリアシングを実行する
。それが、１タイル分の価値を有する、処理されたピクセルを蓄積する時、フレ
ームバッファに記憶されるべきそれらを、バックエンドに送る。 ４．１２ バックエンド（ＢＫＥ） バックエンド１６０００は、１タイル分の価値を有するピクセルを、一度に、
ピクセル・ブロックから受け取り、それらをフレームバッファ１７０００に記憶
する。特定のフレームバッファ値は、フレームからフレームへと残存することが
できるので、バックエンドはまた、１タイル分の価値を有するピクセルを、ピク
セルブロックに戻す。例えば、ステンシル・ビット値は、多くのフレームに対し
て一定でありうるが、すべてのフレームにおいて使用されうる。

【０１７４】 フレームバッファを制御することに加えて、バックエンドは、２Ｄ描画を実行
し、及び処理されたフレームを出力装置に送る。それは、フレームバッファとコ
ンピュータ・モニタ及びビデオ出力との間でインターフェースを供給する。 ４．１３ パイプラインにおけるブロック間の通信 本発明の構造及び方法は、パイプラインの機能的ブロックの間の、パケット化
された通信のために供給される。これらのパケットの性質は、セクション３にお
けるオペレーションのより早い説明と同様に、個別の機能的ブロック・セクショ
ンにおいて説明される。 ５ システムブロックの詳細な説明 ５．１バスインタフェースブロック（ＡＧＩ） ＡＧＩブロックは、ホストメモリーまたはＣＰＵにデータを送受信するために
ＡＧＰ及び/またはＰＣＩ規格に定められた全ての機能を提供する役割を担う。
本ブロックは、ＡＧＰバスと残りのチップ間の非同期境界を完全に内包していな
ければならない。ＡＧＩブロックは、ＰＩＯによるコマンドの素早い転送を可能
にするために、ＡＧＰ２．０内のオプションのFast Write機能を利用する。ＡＧ
Ｉブロックは、ＣＦＤ上のRead/Write Controller、DMAController、及びInterr
upt Control レジスタに接続されている。 ５．２ コマンド取り出し及び復号化ブロック（ＣＦＤ） 概要 ＣＦＤブロックは、ＡＧＰインタフェースと実際に絵を描くハードウェアとの
間に位置するユニットである。多くの制御及びデータ転送ユニットがあるが、そ
れらはほとんどまたは全く演算を行わない。ＣＦＤブロックの主な仕事は、他の
ブロックへのデータのルーティングである。２Ｄ、３Ｄ、バックエンド、及びRi
ng用のコマンド及びテクスチャは、ＡＧＰバスを通り、フロントエンドによりそ
れらを使用するユニットにルーティングされる。ＣＦＤは、いくつかのコマンド
を復号化及びアンパッキングし、ＡＧＰインタフェースを管理し、DMA転送に関
与し、コンテキストスイッチの状態を保持する。本ＣＤＦは、ＤＳＧＰシステム
の最も小さな、かつ最も重要な構成品の一つである。

【０１７５】 図１８は、ＣＤＦブロック２０００内の主な機能ユニットを示すパイプライン
のブロック図である。ＤＳＧＰグラフィックスシステムのフロントエンドは、Ａ
ＧＩブロック及びＣＦＤブロックの二つのサブユニットに分けられている。残り
の部分は、ＣＦＤブロックのアーキテクチャの描写に関与する。ＡＧＩを参照す
るが、それらの参照は、ＡＧＩと関連のあるＣＦＤの文脈に含まれる。 サブブロックの説明 Read/Write Control ＡＧＩがＡＧＰまたはＰＣＩの読み出し/書き込みトランザクションを完了す
ると、次にRead/Write Control 2014にデータを送る。書き込みの場合、本機能
ユニットは、受信したアドレスを使用してレジスタまたはその物理アドレスに対
応するキュー内にデータを多重化する（詳細はAddress Spaceを参照）。読み出
しの場合、読み出しトランザクションを完了させるために、デコーダが適切なレ
ジスタからＡＧＩブロックへとデータを多重化する。

【０１７６】 Read/Write Controlは、CFDアドレススペース内の全ての可視レジスタに対し
て読み出しまたは書き込みが可能であり、２Dまたは3D Command キュー 2022、2
026に書き込みが可能であり、バックエンド・インプット・バス2036を通じて読
み出し及び書き込みの転送が可能である。

【０１７７】 Read/Wrote Decoderが読み出し専用レジスタまたは存在しないレジスタに対し
て書き込みを受信した場合、アクセス違反割り込みのトリガー要求を行う割り込
み発生器2016に対してメッセージを送信しなければならない。本デコーダの上記
書き込みに対する責任は消滅するが、読み出し及び書き込みは継続して受け付け
なければならない。

【０１７８】 Read/Write Decoderが書き込み専用レジスタまたは存在しないレジスタに対し
て読み出しを受信した場合、すぐにその読み出しトランザクションをキャンセル
しなければならない。次に、本デコーダは、Interrupt Generatorにメッセージ
を送信してアクセス違反割り込みの生成を要求する。本デコーダの上記読み出し
に対する責任は消滅するが、読み出し及び書き込みは継続して受け付けなければ
ならない。 2D Command キュー DSGPグラフィックスハードウェア用のコマンドは、種々の潜在機能を持ってお
り、ホストからバーストモードで送られて来るため、AGIと２D間で数キロバイト
のバッファリングが必要になる。本バッファは、３D用のコマンドバッファと比
較して数分の一の大きさである。このサイズは、AGIを通じてのコマンド送信速
度と２Dによる性能モードのコマンド実行の差を埋めるものでなければならない
。

【０１７９】 本キューは、オーバーランを防止する目的でフロー制御される。２D高水位レ
ジスタは、キューへの許容エントリ数がホストによってプログラミングされてい
る。このエントリ数が満たされるか超過すると、２D高水位割り込みが発生する
。ホストがこの割り込みを受け取ると、すぐに高水位割り込みを無効化し、低水
位割り込みを有効化する。キューにおけるエントリ数が２D低水位マークレジス
タ内のそれよりも少ない場合、低水位割り込みが発生する。高水位割り込みを受
信してから低水位を受信するまでの間は、ドライバーはほぼ満杯のコマンドバッ
ファへの書き込みを防止する役割を果たす。 3D コマンドキュー AGI と3D Command Decode 2034間においても数キロバイトのバッファリングが
必要になる。このサイズは、AGIを通じてのコマンド送信速度とGEOブロックによ
る性能モードのコマンド実行速度の差を埋めるものでなければならない。

【０１８０】 本キューは、オーバーランを防止する目的でフロー制御される。３D高水位レ
ジスタは、キューへの許容エントリ数がホストによってプログラミングされてい
る。このエントリ数が満たされるか超過すると、３D高水位割り込みが発生する
。ホストがこの割り込みを受け取ると、すぐに高水位割り込みを無効化し、低水
位割り込みを有効化する。キューにおけるエントリ数が３D低水位マークレジス
タ内のそれよりも少ない場合、低水位割り込みが発生する。高水位割り込みを受
信してから低水位割り込みを受信するまでの間は、ドライバーはほぼ満杯のコマ
ンドバッファへの書き込みを防止する役割を果たす。 3D Command Decode コマンドデコーダ２０３４は、3D Cmd キュー 2026 及び3D Response キュー
2028からのコマンドを読み込み、翻訳し、再フォーマットされたパケットとして
GEOブロックへの送信の役割を果たす。デコーダは、GEOブロックへのコマンド送
信またはコマンドによる変化状態のシャドーイングに先立って「急速」コマンド
に対するデータ変換を行う。3D Command Decodeは、フォーマット変換も可能で
なければならない。入力データフォーマットは、APIが許容する全てのフォーマ
ットを含む（一般的には、C言語及び他のプログラミング言語内で許容されたフ
ォーマット）。3D Command Decodeからの出力フォーマットは、ハードウェアが
処理可能なものに限られ、概ね浮動小数点または「カラー」フォーマットである
。カラーデータフォーマットの正確なビット定義は、カラーがパイプラインの残
りの部分を通じてどのように表現されるかにかかっている。 Command Decode は、 3D Command キューからのパワーアップ読み込み時に開
始する。DMAコマンドが検出された場合、コマンドデコーダは、コマンド及びデ
ータをDMAコントローラ２０１８に送信する。DMAコントローラは、３D応答キュ
ー内に要求されたデータの転送を開始する。次に、3D Command Decoderは、応答
キュー内のデータを正常コマンドストリームとして解釈しながら3D Response キ
ュー からのDMAコマンド内に指定されたバイト数を読み出す。本デコーダがDMA
コマンド内に指定されたバイト数の読み出しを終えると、正規のコマンドキュー
からの読み出しに戻る。3D Response キュー からの読み出しの間、全てのDMAコ
マンドは無効コマンドと想定される。

【０１８１】 本３Ｄコマンドデコーダは、無効コマンド検索の役割を果たす。あらゆる無効
コマンドの実行結果は、Invalid Command Interruptの発生に繋がる（詳細は In
terrupt Control参照）。

【０１８２】 3D Command Decode は、キュー内で頂点コマンドが検索された場合は、頂点パ
ケットの送信に必要な最新状態ベクターも解釈し、保存する。本デコーダはまた
、現在の「開始」(OpenGL規約参照)内の最後３つの完成された頂点及びそれらに
伴う状態を、最後に送信されてきた「開始」と同様に記憶する。コンテキスト変
換が起きた場合、3D Command Decodeは、ホストが後でコンテキストを再開する
ことにより「パイプを再準備」できるようにこれらシャドーイングされた値を読
み出せるようにする。 DMA コントローラ CFD DMA コントローラ2018は、ＤＳＧＰカードへのまたは同カードからの全て
のDMAトランザクションを開始及び維持する役割を負う。ＤＳＧＰは、常にあら
ゆるDMA転送のマスターであり、DMAコントローラをスレーブとして使用する必要
はない。2D Engine および3D Command DecodeがDMA コントローラのマスターの
座を競う。2ＤブロックのみがDMA書き込み開始が可能であるが、DMA書き込み及
びDMA読み出しの双方がサポートされている。ＤＳＧＰは、常にDMAのマスターで
ある。

【０１８３】 DMA転送は次のように開始される。開始場所の物理アドレスを伴うDMAコマンド
及び転送バイト数が２Ｄまたは３Ｄコマンドキューに書き込まれる。本コマンド
が3D Command Decoderまたは２Ｄユニットにより読み出されると、データを伴う
DMA要求がDMA Controllerに送信される。２ＤによるDMA書き込みの場合、２Ｄユ
ニットがデータをWrite To Host キュー 2020に入れ始める。DMAコントローラが
先行のDMAを終えると、DMA要求を承認してデータ転送を開始する。上記DMAがDMA
書き込みである場合、コントローラは、Write To Host キューからＡＧＩを通じ
てシステムメモリへまたはBackend Input バスを通じてフレームバッファへデー
タを送信する。DMAがDMA読み出しである場合、コントローラは、ＡＧＩを通じて
システムメモリからまたはBackend Outputバス2038を通じてバックエンドから2D
Responseキューまたは3D Responseキューへとデータを引き込む。コントローラ
が必要バイト数を転送し終えると、DMA要求を開放して要求を出したユニットが
そのCommandキューから次のコマンドを読み出せるようにする。

【０１８４】 AGP Logic の性能を最大限引き出せるように、DMA コントローラは、転送残量
が（Mximizing AGP Performance白書に勧告されているように） キャッシュ行よ
りも少なくなるまで非キャッシュ行整列された読み出し/書き込みを実行して（
必要ならば）トランザクションを開始し、その後キャッシュ行転送を行う。 2D Responseキュー 2D Responseキューは、２Ｄブロックにより開始されたDMA読み出しからのデー
タの貯蔵部である。DMA要求が送信された後は、2D Engineは 2D Response キュ
ーからの読み出し動作を行い、2D Command キュー内のコマンド同様に読み出し
た内容を扱う。制約は、DMAコマンドが応答キューに来た場合に無効コマンドと
して扱うことだけである。応答キューから現DMAコマンド内に指定されたバイト
数を読み出した後は、2D Engineは2D Commandキューからのコマンド読み出しに
戻る。 ５．２．２．７ D Responseキュー 3D Responseキューは、3D Command Decodeにより開始されたDMA読み出しから
のデータの貯蔵部である。DMA要求が送信された後は、Command Decodeは3D Resp
onseキューからの読み出し動作を行い、3D Command キュー内のコマンド同様に
読み出した内容を扱う。制約は、DMAコマンドが応答キューに来た場合に無効コ
マンドとして扱うことだけである。応答キューから現DMAコマンド内に指定され
たバイト数を読み出した後は、3D Command Decodeは3D Command キューからのコ
マンド読み出しに戻る。 ５．２．２．８ Write To Hostキュー ホストへの書き込みキューは、２ＤがDMAを通じてホストに書き込むデータを
含む。２Ｄは、システムメモリへのDMA転送を要求した後でホストキューをリン
グまたはBackendからのデータで満たす。この小さなバッファを持つことにより
、DMAエンジンはデータを移動するＡＧＰの性能を最大限に引き出すことができ
る。 ５．２．２．９ 割り込みジェネレータ ホストとＤＳＧＰボード間の通信の最も重要な部分は割り込みによって実行さ
れる。一般に割り込みは、まれに起こる現象、および通常の動作に対する例外を
示すために使用される。ホストに対してレジスタの読み込みを許可し、生成する
割り込みの原因となる割り込みの決定を許可する２つのCauseレジスタがボード
上にある。Causeレジスタの内の一つは、リトレースのような専用割り込み用に
リザーブされ、他はカーネルにより位置付けされる一般的割り込み用レジスタで
ある。各レジスタ用に、ホストがレジスタにアクセスするために読み込む物理ア
ドレスが２つある。最初のアドレスはポーリング用であり、Interrupt Cause レ
ジスタ内のデータには影響しない。２つめのアドレスは割り込みのサービス用で
あり、読み込んだ割り込みを個別的にクリアする。次にホストは、オンの場合に
読み込みが返却する割り込みの全てをサービスする役割を負う。各Interrupt Ca
useレジスタ用に、Cause内のビットが0 p 1変換をした場合に割り込みを発生さ
せるか否かを決定するInterrupt Maskレジスタがある。

【０１８５】 ＤＳＧＰは６４個までの異なる割り込みの原因をサポートするが、その内の少
数は固定であり、他の少数は一般的原因である。下表に各原因の簡潔な説明を示
す。 ５．２．２．９．１ リトレース リトレース割り込みは、１秒間に約８５回から１２０回発生し、モニターの垂
直空白期間内の所定のポイントにおいてBackendハードウェアにより立ち上がる
。正確なタイミングは、Backend Input Bus上のレジスタの書き込み動作を通じ
てBackendユニット内へとプログラミングされる。 ５．２．２．９．２ 3D FIFO高水位 3D FIFO高水位割り込みは、パイプが性能モードで走行している場合はまれに
しか起きないが、３Dパイプラインがより低い性能で走行している場合は頻繁に
起こることがある。カーネルモードのドライバーは、3D Cmd Buffer内の許容エ
ントリ数を示す3D High Water Entriesレジスタをプログラミングする。バッフ
ァ内にある以上のエントリがある場合は、高水位割り込みがトリガーされる。次
にカーネルモードドライバーは、割り込みをフィールディングし、３Dバッファ
をオーバーフローさせないように書き込みを防止しなければならない。割り込み
ハンドラ内では、カーネルが高水位マークの下までパイプが一杯になっているか
をチェックする。一杯になっていない場合には、カーネルは高水位割り込みを無
効化し、低水位割り込みを有効化する。 ５．２．２．９．３ 3D FIFO低水位 3D FIFO低水位割り込みが有効化されると、3D FIFO内のエントリ数が 3D Low
Water Entriesレジスタ内よりも少ない場合に割り込みが発生する。本割り込み
は、3D FIFOが十分にクリアされているために安全であり、 プログラムによる3D
FIFOへの再書き込みが可能であることをカーネルに信号にて知らせる。

【０１８６】 ５．２．２．９．４ 2D FIFO高水位 2D FIFOの監視をするという点を除いては、この割り込みは3D FIFO高水位割り
込みと完全に一致している。2D FIFO高水位割り込みは、パイプが性能モードで
走行している場合はまれにしか起きないが、２Dパイプラインがより低い性能で
走行している場合は頻繁に起きることがある。カーネルモードドライバーは、2D
Cmd Buffer内で許容されているエントリ数を示す 2D High Water Entriesレジ
スタをプログラミングする。バッファ内にここに示す以上のエントリがある場合
は、高水位割り込みがトリガーされる。次にカーネルモードドライバーは、割り
込みをフィールディングし、２Dバッファをオーバーフローさせないように書き
込みを防止しなければならない。割り込みハンドラ内では、カーネルが高水位マ
ークの下までパイプが一杯になっているかチェックする。一杯になっていない場
合は、カーネルは高水位割り込みを無効化し、低水位割り込みを有効化する。 ５．２．２．９．５ 2D FIFO低水位 2D FIFO低水位割り込みが有効化されると、2D FIFO内のエントリ数が 2D Low
Water Entriesレジスタ内のそれよりも少ない場合に割り込みが発生する。 本割
り込みは、2D FIFOが十分にクリアされて安全であり、プログラムによる2D FIFO
への再書き込みが可能であることをカーネルに信号にて知らせる。 ５．２．２．９．６ アクセス違反 存在しないレジスタに対して書き込みまたは読み出しが行われると本割り込み
がトリガーされる。 ５．２．２．９．７ Invalidコマンド FIFO内にてゴミのコマンドが検索（可能ならば）された場合、またはユーザプ
ログラムにより特権コマンドがFIFO内に書き込まれた場合にこの割り込みがトリ
ガーされる。カーネルは本割り込みをフィールディングし、有害タスクを停止し
なければならない。 ５．２．２．９．８ テクスチャミス 本割り込みは、テクスチャユニットがテクスチャメモリにロードされていない
テクスチャにアクセスを試みた場合に発生する。テクスチャユニットは、リング
を通じてInterrupt Causeレジスタにテクスチャ書き込みを送信し、Texture Mis
s IDレジスタに対してリング書き込みと共に本書き込みを行う。カーネルは本割
り込みをフィールディングし、どのテクスチャが失われているかを見極めるため
にTexture Miss IDレジスタを読み出し、テクスチャDMAをセットアップしてテク
スチャをダウンロード及びテクスチャTLBを更新し、その後本割り込みをクリア
する。

【０１８７】 ５．２．２．９．９ 一般的割り込み Interrupt Causeレジスタ内の他の割り込みは、一般的割り込みである。一般
的割り込みは、その割り込み番号をオンにする割り込みジェネレータに対して完
了時にメッセージを送信するコマンドを送信するソフトウェアによりトリガーさ
れる。これら割り込みは、全て２Dまたは３Dパイプラインから来てBackendユニ
ットの底部まで達する与えられたコマンドにより発生する。Backendは、専用線
を通して Interrupt Cause レジスタ（同じチップ上に存在するために、リング
の使用はオーバーキルとなる）に書き込みを送信する。 ５．２ Geometry ブロック(GEO) ５．３．１ グラフィカルパイプラインポジション GEOブロックは、グラフィカルパイプラインのフロントエンドにおける最初の
演算ユニットである。本ブロックは、主に頂点座標及び法線の変形のような頂点
ごとの動作に関係する。Frontend（例：AGI及びCFDブロック）は、Graphics Har
dwareコマンドの取り出し及び復号化に関係する。Frontendは、必要な変形行列
、マテリアル、ライトパラメータ、及び他のモード設定をGEOブロックの入力レ
ジスタにロードする。GEOブロックは、変形された頂点座標、法線、生成された
及び/または変形されたテクスチャ座標、及び頂点ごとのカラーをMode Extracti
on及びSortブロックに送信する。Mode Extractionは、「カラー」データ及びモ
ードをPolygonメモリに保存する。Sortは、Tileによる頂点ごとの「空間」デー
タを構成し、それをSortメモリに書き込む。

【０１８８】 ５．３．２ 動作モード パイプラインは、その機能の、あるサブセットが使用されている場合のみ最大
性能モードで動作する。このモードでは、GEOブロックは各プリミテフィブに対
する全ての可能な動作のサブセットのみを遂行する。より多くの機能が有効な場
合、一連のさらに低い性能モードを通じてパイプラインが動作する。Geometryエ
ンジンは、非性能モード設定に対してより低い速度で原線を処理するために使用
可能な演算要素を再使用する。下記の各節に各性能モードへの機能の配置を示す
。 ５．３．３ GEOブロックの機能概要 GEOブロックは、点、線、三角形、四辺形、および多角形などの形状寸法の原
線を定義する頂点上で動作する。本ブロックは、座標変形及びGouraudシェーデ
ィング動作を各頂点あたりに行う。Primitive Assemblyフェーズ中においてのみ
、本ブロックは頂点を線や三角形にグルーピングする（本ブロックは、プロセス
中において四辺形や多角形を三角形のセットへと分解する）。本ブロックは、各
原線に対して切り落とし及び表面タンジェントの生成を実行する。

【０１８９】 頂点座標変形 各頂点は、目標座標（Xo、Yo、Zo、Wo）のセットにより規定される。第４の座
標を追加することにより、頂点を同次の座標で表すことが可能になる。同次シス
テム内では、回転、拡大縮小、及び解釈を含む一連の変形を組み合わせてModel-
View行列と呼ばれる単一の変形行列にすることができる。頂点目標座標は、４×
４Model-View行列を掛けることにより頂点目視座標に変形することが可能である
： （Xe,Ye,Ze,We）T＝MMV＊（Xo,Yo,Zo,Wo）T 投影行列と呼ばれる他の行列が、クリップ座標を生じるために目視座標に適用
される。標準デバイス座標を生じるために、透視画法分割がクリップ座標上で行
われる。これらの座標をウィンドウ座標に変換するために、最終視点変形が適用
される。 （Xc,Yc、Zc,Wc）_T＝Mp*(Xe,Ye,Ze,We)_T （Xd,Yd,Zd)_T＝（Xc,Yc,Zc,T/Wc） (Xw，Yw，Zw)_T=（Xd，Yd，Zd）_T、（Sx，Sy，Sz）_T+(Ox,Oy,Oz)_T フル性能モードでは、パイプラインは目視座標を保存する必要はない。従って
、パイプラインは組み合わせ行列を使用して頂点目標座標をクリップ座標に変形
する。 （Xc,Yc,Zc,Wc）_T=MMVP*(Xo,Yo,Zo,Wo)_T 図１９にDSGPによる頂点座標の変換をまとめる。 ５．３．３．２ ノーマル、タンジェント、及びバイノーマル評価 空間座標に加えて、GEOブロックは、現ノーマル、現テクスチャ座標、及び各
頂点に対する現カラーを持つことがある。ノーマルは、ライティング演算に影響
する。現ノーマルは、３次元ベクトルである（Nxo,Nyo,Nzo）。テクスチャ座標
によりテクスチャイメージの原線上の配置が決定される。

【０１９０】 GEOブロックは、目標座標内に表されるノーマルを受信する。本ブロックは、
逆Model-View行列を使用してノーマルを目視座標に変形する。 （Nxe,Nye,Nze）_T=MMVI*(Nxo,Nyo,Nzo)_T Mmvから取られた左端の３×３行列を逆転すると行列Mmviが形成される。GEOブ
ロックは、ノーマルを変形し、その後それらをユニット長に再規格化する。 （Nxu,Nyu,Nzu）_T=(Nxe,Nye、Nze)_T*(1/SQRT(Nxe₂+Nye₂+Nze₂)) 突き当て配置の場合、ユーザが[表面]タンジェント及びバイノーマルの２つま
での追加的ベクトルを提供する場合がある。GEOブロックは、ノーマルを実行す
る時にこれらベクトルを変形し、再正規化する。これらベクトルがユーザによっ
て供給されない場合は、本ブロックが生成することもできる。GEOブロックは、
テクスチャ座標及び頂点目視座標を使用してタンジェント生成し、ノーマル及び
タンジェントの交互積によりバイノーマルを生成する。

【０１９１】 GEOブロックは、突き当て配置に必要なタンジェント及びバイノーマルを半分
の速度で生産する。

【０１９２】 図２０にDSGPによるノーマル、タンジェント、及びバイノーマルの変換をまと
める。図２１にGeometryブロック(GEO)の概要を示す。図２２は、本発明の構造
の３チップ実施例内半導体チップ上の機能ブロック間の関係を示す概略図である
。 ５．３．３．３ 頂点カラー ライティングが無効化された場合、頂点カラーは現カラーにより決定される。
ライティングが有効化された場合、GEOブロックは頂点ノーマル、ライティング
及び素材パラメータを使用して頂点カラーを評価する。オプションとして、現カ
ラーから素材カラーを派生させることも可能である。カラーは、R、G、B、及びA
の４つの値または単一のカラーインデックス値として指定される。カラーは、GE
Oブロック内での使用に先立ってCFDにより浮動小数点番号に変換される。頂点ラ
イティング評価の最後に、結果のカラーが、0.0から1.0の（これらの数値を含む
）範囲を表す８ビット固定小数点へとクランプバックされる。 ５．３．３．４ テクスチャ座標処理 テクスチャ座標は、ユーザによる提供に代わって、頂点座標またはノーマルを
使用して生成することも可能である。オプションとして、変換行列をテクスチャ
座標に適用することもできる。テクスチャ座標は、ｓ、ｔ、ｒ、及びｑという名
の同次座標を使用して指定される。変換行列は、４×４行列である。性能のケー
スでは、結果のｑは１であり、ｒは無視され、ｓ及びｔはテクスチャマップへの
アクセスに使用される。低下させた性能では、ｑが透視図スケーリング用にテク
スチャ座標の分割に使用される。テクスチャ座標ｒは、３次元テクスチャ及び影
に使用される。GEOブロック内では、８セットまでのテクスチャ座標がサポート
される。２つのテクスチャ座標が変換でき、半分の性能での変換が可能である。
５つのテクスチャ座標がフル性能の３分の１にて取り扱える。最後に、８つのテ
クスチャ座標の全てが４分の１の性能で生成及び変換できる。

【０１９３】 クリッピング GEOブロックは、頂点クリップ座標をクリップ平面により生成されたアウトコ
ードと比較する。本ブロックは、これらアウトコードを使用して視点ボリューム
の外にある原線をリジェクトする（例えば、原線内の全ての頂点が最上クリッピ
ング平面の上にある場合、原線はリジェクトされる）。幾つかの原線は、たとえ
完全に視点ボリュームの外にあったとしても、明らかにリジェクトすることはで
きない。アウトコードにより原線が完全に視点ボリュームの内側にあり、いかな
るクリッピング平面にも交わっていないことを示している場合、この原線は受け
付けられ、これ以上のクリッピング演算は必要なくなる。

【０１９４】 明らかに受け付けまたはリジェクトされない原線は、視点ボリュームに対して
クリッピングされ、クリッピング平面と交わっているエッジをアウトコードが示
しているクリッピング平面をユーザが定義する。原線の１つの頂点がクリッピン
グされると、GEOブロックは１つ以上の新しい頂点を生成しなければならない。G
EOブロックは、これら新しい頂点に対して「カラー」データを書き入れをしない
。これら頂点は、オリジナルの原線の頂点から「カラー」データを共用する。こ
の処理は、最後のカラー頂点により指定された同じ三角形から生成されるクリッ
ピングされた頂点に対して、Mode Extractで同じカラーポインタを割り付けるこ
とにより行われる。

【０１９５】 現頂点及び前回の頂点のウィンドウ座標を使用して多角形の表面方向が決定さ
れ、オプションとして裏面の選別も行う。

【０１９６】 ライティング フルライティングモードでは、２つのライトに対してライティング動作が無限
にローカルビューワー及びスポットライトなしで行われる。

【０１９７】 Gouraudシェ−ディングの場合、各頂点に対して２つのカラーセットが評価さ
れる。プライマリーカラーは、スポットライトにより減衰、強調されたカラーの
Ambient、Emissive、及びDiffuseコンポーネントを含む。本カラーは、Red、Gre
en、Blue、及びAlphaコンポーネント（RGBA）を持つ。全てのライト及び現素材
設定はプライマリーカラーに資する。セカンダリーカラーは、頂点ライティング
のSpecularコンポーネントに対応する。本カラーは、R、G、及びBコンポーネン
トを持つ。本カラーも距離により減衰され、スポットライト効果を包含する。個
別のSpecularカラーモード設定がオンになっていない場合は、プライマリーカラ
ーはSpecularコンポーネントも含み、セカンダリーカラーはクリアされる（R=0
、G=0、B=0）。

【０１９８】 Fragmentブロックは、プライマリー及びセカンダリーカラーに個別にデータを
挿入する。プライマリーカラーは、最終ピクセルカラー決定のための与えられた
フラグメントに対するセカンダリーカラーの適用に先立ってテクスチャカラーと
混合される。

【０１９９】 Phongシェ−ディングの場合、GEOブロックは何も余分な仕事をしない。DSGPパ
イプラインは、Phong及びGouraudシェ−ディングの双方を個別のライトのために
同時にサポートする。この処理は、Gouraudを使用してライトの総数を大幅に増
加させ、最大８つのPhongライトを使用するライティングの質も大幅に向上させ
る。Phongは、カラー素材用の「現」カラーとしてGEOブロックのプライマリー及
びセカンダリーカラー出力を使用する。 ５．４ Mode Extraction Block (MEX) Mode Injection (MIJ)ブロックと連携したMode Extraction Block (MEX)は、
グラフィックス状態に関連する情報を管理する役割を負う。従来のグラフィック
スパイプライン内では、状態変化は増加傾向にある。すなわち、状態パラメータ
の値は変化するまで効果を保ち続ける。従って、アプリケーションは変化したパ
ラメータを更新するだけでよい。さらに、描画はリニア的である。すなわち、原
線は受信したオーダー中に描画される。点、線、三角形の細片、三角形の扇形、
多角形、四角形及び四辺形の細片はグラフィック原線の例である。これにより、
原線用の空間情報を受信するまでは状態変化は蓄積され、上記原線の描画中はこ
れら蓄積された状態は有効である。

【０２００】 DSGPパイプライン中では、隠れた表面が取り除かれるまで描画が続けられる。
Geometry（GEO）ブロックは、正しい順序で原線を受信し、全ての頂点動作を行
い(変形、頂点ライティング、クリッピング、及び原線組み立て)、パイプライン
を通してデータを送信する。Sortブロックは、時間指定データを受信し、そのデ
ータが接触するタイルにより貯蔵する。(各タイル内部のリストはタイムオーダ
ーになっている。)CULブロックは、SRTブロックからタイル順にデータを受信し
、描画された画像には絶対に寄与することのない原線のパーツを選別する。CUL
ブロックは、VSPを生成する。VSPは、スタンプ上の多角形の可視部分に対応する
。TEX及びPHGユニットは、VSPを受信し、それぞれフラグメントのテクスチャリ
ング及びライティングの役割を負う。Pixelブロックなどの最後のブロックは、
最終的な絵を生成するためにVSP及びフラグメントのカラーを消費する。

【０２０１】 原線は、多くのタイルに接触するため、従来の描画パイプラインと違い、フレ
ーム描画の最中にしばしば問い合せられる（原線がタイルに接触するたびに）。
パイプラインは、原線がパイプラインを入力した時に有効なグラフィックス状態
を記憶し、SRTから下りてくるパイプラインステージの訪問を受けるたびに想起
しなければならない。MEXは、GeometryとSortブロック間に位置し、暫定的に順
序付けられた状態変化データを収集及び保存する論理ブロックであり、原線が描
画された時に、その原線と正しい状態を対応付けるために原線頂点に適切なポイ
ンタを付け加える。Mode Injection（MIJ）ブロックは、必要に応じて、状態及
び状態ポインタ（本書中ではMLMポインタと総称されている）を持つ必要な他の
情報を検索する役割を負う。本ブロックは、適宜情報を再パッケージングする役
割も負っている。再パッケージングは、例えば多角形メモリ内の頂点データが検
索され、フラグメント用の三角形入力パケットにまとめられた時に発生する。

【０２０２】 我々は、最初に操作理論及びDSGP状態管理の背景にある一般原則について論じ
る。その後我々は、MEXブロック及びMEXブロックへのインタフェースについて論
じる。我々は、種々の状態ポインタを伴うデータが如何にしてRDRAM内で編成さ
れるかを説明する。我々は、MEXが必要とする再パッケージング及び処理の全て
について論じる。MEX入力及び出力パケットの計数及びメモリサイズ、帯域幅解
析などの簡潔な論説が後に続く。 ５．４．１ 状態管理 グラフィックス状態は描画された原線の出現に影響する。DSGPパイプラインの
個別のパーツはそれぞれ異なる状態情報を使用する。ここでは、我々はGEOブロ
ックからのパイプラインステージの下流のみについて述べている。DSGPは、グラ
フィックス状態を、上記状態情報がどのように種々のパイプラインステージによ
って使用されるかに基づき、幾つかのカテゴリーへと分ける。状態の適切な分割
は非常に重要である。この分割には、性能に対する影響（帯域幅やアクセスの制
限により）、チップサイズに対する影響（より大きなキャッシュ及び/または論
理の複雑化）及びピンカウントに対する影響がある。 ５．４．１．１ モード抽出ブロック機能 MEXブロックは、下記の処理に対する役割を負う。 １． Geometryからのデータパケットの受信。 ２． それらデータパケット上に必要な全ての処理の実行。 ３． パイプラインのシェ−ディング部分に必要な情報のPolygonメモリへのセ
ーブ(後のMIJによる検索用)。 ４． Sortユニットに送信される原線に対して状態ポインタを付け加えることに
よりMIJをして同原線の状態を知らしめる。 ５． Sort、Setup、及びCullが必要とする情報のSortブロックへの送信。 ６． 多角形及びソートメモリオーバーフローの扱い。

【０２０３】 図２３にMEXデータフローの他のViewを示す。

【０２０４】 Polygonメモリにセーブされた状態は、Fragment、Texture、Phong、及びPixel
ブロックなどのMIJからのブロックの下流で使用されるものである。この状態は
、本書の他の個所に説明されているように分割される。 ５．４．１．２ モードインジェクションブロック MIJは下記の処理に対する役割を負う。 １． BeginFrame、EndFrame、及びBeginTileなどの種々の制御パケットのFragm
ent及びPixelユニットへのルーティング。 ２． CULブロックから受信した各VSPに対する状態付加。 ３． 多角形メモリからからのパケットの検索。 ４． 原線の構築。多角形メモリは頂点あたりのデータを保存する。VSPの原線
の種別によって、MIJは、多角形メモリから必要な頂点（三角形用に３つ、線用
に２つ、及びポイント原線用に１つ）を検索する。 ５． Color、TexA、TexB、Light、Material、PixelMode、及びStippleキャッシ
ュの内容トラックの維持及び各キャッシュミスデータパケットに対する適切なキ
ャッシュポインタの付加。 ６． フラグメント及びピクセルブロックに対するデータ送信。 ７． パイプライン内の処理中断。

【０２０５】 モードインジェクションは、このようにして状態検索及びVSP内の各フラグメ
ント用の最終カラーの演算に必要な頂点あたりのデータに関与する。 ５．４．１．３ グラフィックス状態分割 DSGPは、グラフィックス状態を複数のパーツに分割する。それらパーツの数を
これより７つと想定する。これらパーツは、各原線に対して保存される頂点あた
りの情報の付加的な情報である。本節は、状態情報の概要を説明する。 ５．４．１．３．１ Sort、Setup、及びCullが必要とする状態及び空間データ 本情報は、Sort、Setup、及びCullブロックが必要とする状態情報である。本
情報はPolygonメモリにはセーブされない。本情報は、CullModesパケット、Vert
exModesパケット、及びSpatialパケットの３つのパケットとして受信される。こ
れらパケットは、SRTブロックに対して予定され、Geometryユニットから送信さ
れてくる。選別パケット内の情報には、CULブロックが必要とする目的線画バッ
ファ及び制御ビットが含まれる。

【０２０６】 VertexModesパケットには、Sortブロックに送信される前回の各空間パケット
にMEXにより付加されるホストコンピュータが生成するモード情報（例：ソフト
ウェア）が含まれる。VertexModesパケットには、線幅、点サイズ、線点描情報
、及び深度テスト動作制御ビットが含まれる。

【０２０７】 Spatialパケットは、頂点のウィンドウ座標及び原線用の点描パターンなどの
他のGeometryブロックにより生成された頂点あたりの情報を含む。Spatialパケ
ットは、頂点のウィンドウ座標、多角形の曲がり、多角形の扇形及び細片内の頂
点再使用、エッジフラグ、及び混合動作制御ビット（アルファテストおよびアル
ファ混合など）を含む。頂点モードはソフトウェアにより生成される。

【０２０８】 Geometryブロックは、ソフトウェアより選別モード及び頂点モードを受信する
。本ブロックは、上記のように選別及び頂点モードをMEXに送信する。MEXは、頂
点モードを空間パケットに付加することによりソート用の空間パケットを構築す
る。MEXブロックはまた、状態MLMポインタをSortブロック上に渡す前に本パケッ
トに付加する。さらに、原線は同時に点と線にはなれないために、MEXブロック
は線幅及び点幅パラメータを一つのパラメータに構成しなおす。本ブロックは、
Sort原線タイプを使用して原線が点か線か多角形かを決定する。原線が点の場合
、本ブロックはSortに点幅を送信し、他の場合は線幅を送信する。他のフィール
ドはそのままである。 ５．４．１．３．２ テクスチャパラメータ テクスチャリングには、特に複数のテクスチャが含まれる場合は、多数のパラ
メータがあるため、多数のテクスチャパケットを持つ方が有利である。これより
、２つのテクスチャパケット（TexA及びTexBと呼ばれる）があるものとするが、
これらは追加パケットに分割可能とする。テクスチャパラメータパケットは、テ
クセルの検索及びフィルタリングに必要な情報を含む。本書は、８つの使用可能
なテクスチャが各頂点に割り付けられているものと仮定している。TexAパラメー
タパケットは、最初の２つのテクスチャ用のパラメータを含み、TexBパラメータ
パケットは、６つまでの追加テクスチャ用に同様の情報（テクスチャあたりの）
を含む。この非対称パーティションが選択されるのは、ほとんどの場合、同時に
活性なテクスチャは１つか２つだけだからである。まれなケースでは、２つより
多いテクスチャが使用されることもある。本処理は、チップ上のテクスチャパラ
メータキャッシュのサイズを維持するのに役立つ。TexA及びTexBパケットは、Ge
ometryユニットから受信する。テクスチャあたりの情報は、テクスチャID,テク
スチャ次元数(例：１D、２D、３D)、テクスチャサイズ(例：幅、高さ、及び奥行
き)、テクスチャボーダー情報、テクスチャフォーマット、テクスチャフィルタ
ー制御ビット、テクスチャラッピング制御ビット、テクスチャクランピング制御
ビット、詳細制御ビットのレベル、及びテクスチャ比較動作制御ビットを含む。

【０２０９】 再び、TexAパケットは、これらエントリの内の１つか２つを含み、TexBパケッ
トは、６つまでのエントリを持つことができる。TexA及びTexBパケットはソフト
ウェアにより生成され、GEOブロックを通じてMEXに送信される。MEXは、TexA及
びTexBを２つの状態パーティションとして管理し、Polygonメモリにセーブする
。各TexA及びTexB状態パーティションは、それ自体に付加されるポインタを持つ
。Mode Injectionブロックは、後に必要となるこれらのパケットを検索する。Ge
ometryブロックは、本情報を全く使用しない。

【０２１０】 テクスチャID、その（ｓ、ｔ、ｒ）座標、及びミップマップレベルが与えられ
ると、Textureブロックは、テクセルの検索、必要に応じたテクセルデータのア
ンパッキング及びフィルタリングの役割を負う。Fragmentブロックは、テクスチ
ャモード情報同様にテクスチャID、ｓ、ｔ、ｒ、及びミップレベルをTextureブ
ロックに送信する。Fragmentからのｓ、ｔ、ｒ、及びミップレベルが浮動小数点
値であることに注意する。各テクスチャ用には、TEXブロックがPHGに１つの３６
ビットテクセル値を出力する。テクスチャブロックは、フラグメントとテクスチ
ャカラーとを結合しない。これはPhongブロックにおいて行われる。テクスチャ
ブロックは、テクスチャパラメータ及びテクスチャ座標を必要とする。テクスチ
ャパラメータは、Textureブロック内の２つのテクスチャパラメータキャッシュ
から得られる。Fragmentブロックは、ミップレベル演算でテクスチャ幅及び高さ
パラメータを使用する。Fragmentは、TextureDimensionフィールドを使用してテ
クスチャ次元が有効か（０はテクスチャが無効であることを示す）及びTexCoord
Setを使用して座標セットを付加可能かを決定する。 ５．４．１．３．３． ライティングパラメータ 状態の「ライティング」パーティションは、フォグパラメータなどのフラグメ
ントのライティングに影響を与える大域状態同様にフラグメントライティングの
演算に使用される複数のライト（これより、本書では最大８つのライトを想定す
る）を含む。ライトキャッシュパケットは、次のライトあたりの情報を含む。ラ
イトタイプ、減衰定数、スポットライトパラメータ、ライト位置情報、及びライ
トカラー情報（周辺、拡散、及び反射カラーを含む）。ライトキャッシュパケッ
トは、次の大域ライティング情報も含む、すなわち大域周辺ライティング、フォ
グパラメータ、及び使用ライト数である。

【０２１１】 ライトキャッシュエントリは約３００バイトである（大域ライトモードの８つ
の内の各ライトプラス１２０ビット用の約３００ビット）。LightCacheパケット
は、ソフトウェアにより生成され、GEOブロックを通じてMEXに送信される。MEX
は、LightCacheパケットを状態パーティションの一つとして管理し、必要ならば
Polygonメモリにセーブする。LightCache状態パーティションはそれ自体に付加
されるポインタを持っている。Mode Injectionブロックは、後に必要となるため
に、上記パケットを多角形メモリから検索する。Geometryブロックは本情報は全
く使用しない。

【０２１２】 ライティング状態のキャッシングの代替法として、ライティング状態全体をキ
ャッシングする代わりにライトごとのキャッシュエントリが使用できる。本処理
により、ライトパラメータキャッシュミスがある場合にパイプラインを通じて送
信されるデータの量を減らすことができる。このように、単一のライトを変更す
る場合に、応用プログラムがライティングパラメータの「軽量」スイッチングを
提供する。しかしながら、本処理は、ライティング状態の管理をより複雑にする
ことになる。 ５．４．１．３．４ フラグメント素材パラメータ グラフィックス状態の素材パーティションは、フラグメントライティング演算
に関連する全ての情報を含む。フラグメント素材状態は原線の頂点に付加されて
いる素材状態とは異なることに注意する。フラグメント素材状態情報は、GEOブ
ロック内で実行される頂点ライティング演算中には使用されない。本パケットは
、テクスチャ有効化制御ビット（活性テクスチャの選択）、テクスチャ環境パラ
メータ、素材カラーパラメータ（放出、周辺、拡散、反射カラー、および輝度）
、輝度カットオフ値、およびカラー素材パラメータを含む。

【０２１３】 ８つのテクスチャが存在可能なので、各フラグメント用に８つまでのテクセル
がTEXからPHGに受信可能である。テクセルは、素材状態パケット内のテクスチャ
エントリと同様の順序で受信される。 ５．４．１．３．５ ピクセルモード ピクセルモードは、PIXブロック内のフラグメントごとの動作に影響する。ソ
フトウェアはピクセルモードパケットを作成し、作成されたパケットはGEOを通
じてMEXに送信される。MEXは、Polygonメモリに本パケットをセーブする。MIJは
本パケットを検索し、PIXブロックに送信する。ピクセルモードは、フレームバ
ッファ書き込みマスク（深度、カラー、及びステンシルマスク）、混合操作、深
度関数、ステンシル関数、及びはさみ動作などの情報を含む。

【０２１４】 本パケット内の幾つかの情報は、SRT用に準備されたVertexModes内に含まれる
情報と同様であることに注意する。ソフトウェアは、種々のモードパケット内で
必要となる状態情報の二重化の役割を負う。 ５．４．１．３．６ 点描 点描パケットは、多角形点描パターンを指定する。点描パターンは、あまり頻
繁には使用されず、使用される場合にも頻繁には変更されないため、分割してキ
ャッシングした方が効率的である。本パケットは多数のバイトにより構成されて
いる（３２×３２ビットパターンに必要なため、１２８バイトが普通である）た
め、他のパラメータキャッシュに入れると、それに伴うパケットに大きな追加オ
ーバーヘッドを加えることになる。 ５．４．１．３．７ Fragument-Texture-Phongブロック用の頂点ごとのデータ 各VSPでは、Fragmentブロックが供給された頂点ごとのデータを改ざんし、Fra
gmentブロックからのブロック下流に必要な情報を生成する。改ざんされたパラ
メータは、VSPに付加された状態ポインタによっては、使用可能なパラメータの
内の幾つかまたは全てで構成されることがある。パラメータ数の変動を考慮して
、Polygonメモリに保存されているパケットサイズは、特定の頂点に対して使用
されるパラメータの数及びタイプにより可変である。これらパラメータは、原線
タイプ、多角形扇形及び細片構築のための頂点再使用、非クリッピング頂点ｘ、
ｙ、及び１/ｗ値、頂点目視座標（X_eye、Y_eye、Z_eye）、逆透視項、頂点プライ
マリ及びセカンダリカラー、頂点ノーマルベクトル、タンジェントベクトル、バ
イノーマルベクトル、および8セットまでのテクスチャ座標を含む。ノーマル、
タンジェント、及びバイノーマルベクトルは、それぞれ単一ベクトルまたはユニ
ットベクトル（例：ベクトルの方向）及び対応する大きさとして表すことができ
る。

【０２１５】 非クリッピング頂点ｘ、ｙ、及び１/ｗ値は、改ざんされた原線パラメータ（
カラー、ノーマル、テクスチャ座標など）が原線のオリジナルの頂点パラメータ
から生成できるために、原線が表示画面にクリッピングされている場合でも、特
別に有用である。これにより、原線がクリッピングされていると、全ての原線を
画面上にとどめておくために新たな頂点が作成される。本処理は通常、高価な動
作セットであるこれらの新たな（表示画面端に沿った）頂点位置において頂点パ
ラメータの改ざんを必要とする。これらクリッピングされ、生成された頂点にお
けるパラメータの改ざんは、Sortメモリにクリッピング値（例：ｘ、ｙ、及びｚ
値）を保存し、Polygonメモリに非クリッピング頂点パラメータを保存すること
によって防ぐことができる。このようにして、Sortメモリ内の原線とPolygonメ
モリ内の原線間の対応が多数対１になる。本処理は、Polygonメモリ内の演算及
び保存スペースの双方を節約する。

【０２１６】 ノーマル、タンジェント、及びバイノーマルベクトルを方向及び大きさに分け
ることは、方向に対する改ざんが大きさから離れて平易にできるようになる。大
きさとは別の方向に対する改ざんは、特に大きな係数によりオリジナルのベクト
ル（例：頂点におけるベクトル）の大きさが変化する場合に、より正しい角度の
改ざんを提供する。

【０２１７】 Geoブロックは、多角形メモリに保存する頂点ごとの情報を生成する。MIJブロ
ックは、VSPを含む原線を再構築するのに必要なデータ及び頂点を多角形メモリ
から検索する役割を負う。

【０２１８】 三角形頂点テクスチャ座標は、テクスチャユニットではなく、フラグメントユ
ニットに送信されることに注意する。テクスチャユニットは、各フラグメントに
対して改ざんされ、透視図が修正されたテクスチャ座標をフラグメントブロック
から受信する。 ５．４．２ MEXブロックの機能詳細 ５．４．２．１ MEXブロックの機能概要 MEXの完遂に必要なこと及びその方法を理解するために、図２４に示す例を考
える。

【０２１９】 MEXはGEOから一連のパケットを順番に受信する。各原線の場合、MEXは最初に
関連状態パケットを受信し、その後形状寸法パケットを受信する。（カラー頂点
情報をソート頂点情報の前に受信する。）ソート頂点データは、クリッピングさ
れたウィンドウ座標などの原線のソート及び選別に必要な情報で構成される。Vt
xModeパケットは、深度テストに関する情報等を含む。CullMode、VtxMode、及び
ソート頂点パケット内の情報がパイプラインのSort-Setup-Cullパートに送信さ
れる。「カラー」頂点データは、頂点目視座標、頂点ノーマル、テクスチャノー
マル等の原線フラグメントのライティング及びテクスチャリングに必要な情報を
含み、後で検索できるように多角形メモリにセーブされる。

【０２２０】 パイプラインのSort-Setup-Cullパートは、原線をVSPに変換する。これらVSP
は次に、パイプラインのFragment-Texture-Phongパートによりテクスチャリング
及びライティングされる。ほとんどの場合、これらVSPは、タイル上のVSPスキャ
ンオーダーにあり、例えば異なる原線用のVSPがインタリーブされることがある
。明確には、パイプラインのFragment-Texture-Phongパートは、特定のVSPがど
の原線に所属しているか及びその原線が最初に導入されたときのグラフィックス
の状態の双方を知る必要がある。MEXは、「カラーポインタ」を各Sort Vertex（
後に本原線内の各VSP上に渡される）に付加する。MIJは、ポインタを復号化し、
Polygonメモリから必要な情報を検索する。

【０２２１】 このように、MEXは最後の状態セーブ以後に起きた状態変化を蓄積する。状態
変化は、頂点が来るとすぐに有効になる。MEXは、チップ上に状態ベクトルを保
持する。本状態ベクトルは、図２５に示す通り１０個のパーティションを持つ。
MEXは、状態ベクトルを保存するためにチップ上のメモリに１１７０バイト近く
を必要とする。

【０２２２】 VertexModesは、MEX内のレジスタに保持され、パイプラインのSort-Setup-Cul
lパート上に渡される頂点に付加される。CullModesは、Mex2SrtCullModePkt同様
にSortに送信される。MEXは、状態ベクトル内の各パーティション用にダーティ
ビット及びポインタを（多角形メモリに）保持する。このように、選別モードは
多角形メモリにセーブされず、それゆえポインタを必要としないために、１０個
のダーティビットと９個のモードポインタがある。MEXがGeoブロックから状態パ
ーティションに対応する入力パケットを受信するたびに、状態ベクトル内の上記
パーティションを更新する。MEXは上記パーティションに対応するダーティビッ
トも設定する。MEXがカラー頂点を受信すると、最後に状態がセーブされた時か
らその状態のいずれの部分が更新されているかを見るためにダーティビットを検
査する。更新され、現原線のレンダリングに関連する状態パーティションは全て
多角形メモリにセーブされ、そのポインタが更新される。それらパーティション
のダーティビットもクリアされる。ダーティビットは、多角形メモリにセーブさ
れた原線に対してのみクリアされることに注意する。TextureA、TextureB、及び
Materialのいずれが多角形メモリにセーブされるかは原線の「表面」およびダー
ティビットにかかっている。図２６に本理論の概要が図解されている。

【０２２３】 MEXは、適用可能なTextureA、TextureB、Material、Light、Stipple、及びPix
elModeが最後にセーブされた場所へのポインタを含むMLMポインタと呼ばれる複
合カラーポインタを構築する。本ポインタは、Sortブロック上に渡される頂点に
付加される。

【０２２４】 Clearパケットも同様に渡されることに注目する。クリアパケットを受信する
と、MEXはSendToPixelフラグを検査する。SendToPixelフラグが設定されると、M
EXはPixelModesが汚れているかを確認する。ダーティPixelModeビットが設定さ
れると、MEXは、PixModesを多角形メモリにセーブし、PixModePtrを更新し、ダ
ーティPixModeビットをクリアし、新たなMLMポインタを作成し、本ポインタをク
リアパケットに付加した後にSortブロック上に渡す。 ５．４．２．２ 入力パケット処理 Geometryブロックからの各入力パケット用のMode Extractionブロック内の処
置を図に示す。本発明者らは、「メッシュ」という語を状態内の変化に続く点の
連続を示すのに使用している。「メッシュ」は、上記のように点、線の細片、線
の区分、または三角形のリストまたは扇形である。 多角形メモリ管理 多角形メモリは、二重八進数の直線行列として見られる。原線データは、メモ
リの山の最上部から満たされ、モードデータは最下部から満たされる。本メモリ
への全ての書き込みは１４４ビットワード（または１つの二重八進数）である。
図２４に示す例の場合、多角形メモリのレイアウトは図２７に幾分類似している
。

【０２２５】 注意すべき点を下記に示す。 １．状態ベクトルのパーティションは、多角形メモリにゆっくりとセーブされる
。我々は、必要としているものだけをセーブする。 ２．状態ベクトルには省略時のリセットはない。全ての状態が適切に初期化され
ているかは、ドライバ／ソフトウェアの役割である。 ３．メッシュ内の全ての頂点は同じサイズである。 ４．カラーオフセットは８ビットであり、それゆえメッシュ内の最大頂点数は２
５６である。 ５．MEXは、原線を完成するために必要な現VertexPointer、VertexCount及び（
最大で）２つの前回の頂点を保持する。MEXはmodePointerも保持する。

【０２２６】 VertexPointerは、多角形メモリ内の現頂点エントリに対するポインタである
。VertexCountは、最後の状態変化から多角形メモリにセーブされた頂点の数で
ある。VertexCountは、ColorOffsetに割り付けられる。VertexPointerはSort原
線用のcolorPointerに割り付けられる。前回の頂点は、メモリオーバーフローの
処理で使用される。MIJは、colorPointer、ColorOffset、及び頂点サイズ情報（
Geoから受信したColorType内に暗号化されている）を使用して、多角形メモリか
らMLMポインタ及び原線頂点を検索する。 ５．４．２．３．１ メモリ二重バッファリング及びオーバーフロー Polygonメモリは、まれにオーバーフローすることがある。単一のユーザフレ
ームが過度な情報を持つとPolygonメモリ及び/またはSortメモリがオーバーフロ
ーする。オーバーフロー点は、Polygonメモリのサイズ、フレーム内のマテリア
ル、モード、テクスチャ、及びライト変化の頻度、及び使用されている原線の特
徴による。メモリが一杯になると、全ての原線がパイプへと洗い流され、これと
は別にPolygonメモリバッファが一杯になるとユーザフレームが終わる。Sortメ
モリのオーバーフローは、同じオーバーフローメカニズムのトリガーとなること
に注意する。PolygonメモリとSortメモリバッファは常に一致していなければな
らない。１つのメモリ内のオーバーフローに起因する他のメモリ内のスキッドは
バックアウトされなければならない(または、回避する方が良い)。このようにし
て、MEX内では、オーバーフローに起因するフレーム破壊は、Sortからの信号ま
たはMEX自身の中のメモリオーバーフローに起因するSortメモリのオーバーフロ
ーに繋がることがある。MEX内のSortメモリオーバーフロー信号はMEX多角形メモ
リ自身のオーバーフロー同様に処理される。

【０２２７】 多角形メモリのオーバーフローは非常に高くつくということに注意する。多角
形メモリは、Sortメモリ同様に二重バッファとなっている。そのため、MIJがバ
ッファから読み出しを実行している間にMEXが他のバッファへ書き込みを行う。
この状況は、MEXがMIJによるフレーム処理の終了を待ってから次の（第三の）フ
レームに移らなければならないために、フレーム処理の遅延をもたらす。MEX及
びSRTが的確に同期されていることに注意する。しかしながら、MIJがMEXによる
処理済みのフレームの読み込みを開始できるようにするには、Cullはタイルのデ
ータに相当する部分を処理済みでなければならない。このように、各フレームに
対して上記遅延または中断が起きる可能性がある。メモリオーバーフローが起き
れば、状況はさらに悪くなることがある。典型的なオーバーフローの状況下では
、第一のフレームが多くのデータを持っており、第二のフレームはほんの少しの
データを持っている可能性がある。MEXが次のフレームの順次処理を開始できる
ようになるまでに要する時間は、MEXがフレーム全体に対して費やした時間＋CUL
タイル潜伏＋フレーム全体に対するMIJフレーム処理であり、MEXがフレーム全体
に対して費やした時間＋MEXがオーバーフローフレームに対して費やした時間で
はない。ここで要する時間は正常フレームに対して必要な時間のほぼ倍であるこ
とに注意する。このソフトウェアに対するコストを低下する唯一の手段は、シー
ンのサイズを見積もり、フレームを２つの等しい複合フレームに大別することで
ある。これとは別に、ハードウェアは我々が必要としている場合のみオーバーフ
ローを作成するようなポリシーを利用することもできる。

【０２２８】 Mode Extractionは、次のバッファ内のオーバーフローの原因となった三角形
（及びその状態）を保存する必要がある。我々が頂点リストのどこにいるかによ
り、現バッファにすでに書き込まれている次のバッファに対して頂点の送信が必
要な場合がある。本処理は、頂点を読み戻すまたはMEX内に２つほどの頂点を保
持することにより可能である。線は前回の頂点を一つだけ必要とし、点は他の頂
点とは一切ペアリングされないことに注意する。DoColorVertexコードがこの要
件で考慮されている。オーバーフローも処理される。処理が終わると、MIJがMEX
に信号を送信する。SetupおよびCullは、MEX及びSortが終了した後でなければタ
イル上の原線の処理が開始できないため、MIJはVSPの到着を待ち続けていること
がある。 ５．４．２．４ カラーポインタ生成 MEXは、「colorPointer」、「colorOffset」、及び「colorType」を、Sortに
送信される全ての原線頂点に付加する。「colorPonter」は、Polygonメモリ内の
頂点エントリをポイントする。本頂点エントリは、Sort原線が付加される三角形
を完成する頂点（線または点）である。上記の例では（図２７参照）ソート頂点
V_a、V_b、V₂は全て頂点３Vが△V₁V_aV_b及び△V₁V₃V₂を伴うD₁V₂V₃Vを完了した時に
カラーベクトルV₃に応するカラーポインタを割り付けた。△V₁V₂V₃のノーマル、
カラー、及びテクスチャ座標などの頂点パラメータは、△V₁V_aV_b及び△V₁V_bV₂に
対して生成されたVSP内のフラグメントのライティング及びテクスチャリングに
使用される。

【０２２９】 「colorOffset」は、本原線に適用可能なMLMポインタの保存に使用される二重
八進数に対するcolorPointerにおける頂点を分ける頂点の数である。再び上記の
例に戻ると、V_a、V_b、及びV₂に伴うカラーオフセットは、st0及びcv３を分ける
頂点の数、例えば３である。ColorOffsetは、Light、TexA、TexB、Material、Pi
xMode、及び点描ポインタを検索するために復号化されるMLMポインタ（MLMPoint
er＝colorPointer―colorOffset*vertexSize-1）を検索したMIJを助ける。本処
理はPolygonメモリ内のメッシュ内頂点数を２５６に制限することに注意する。
（colorOffsetは、符号なし８ビット整数であり、それゆえ0から２５５の値を取
る。ColorPointer上の最後の頂点を加えると、最大２５６頂点が得られる。） 「colorType」は、MIJに対し、いかにしてPolygonから完全な原線を検索する
かを伝える。頂点は順番に保存されるため、三角形の扇形のケースをのぞいては
、原線内の頂点は隣接している。点の場合、我々が必要なのは、colorPointerに
よってポイントされる頂点だけである。線の場合、我々が必要なのは、ColorPoi
nterによってポイントされる頂点及びカラー頂点列内の前記頂点の前に位置する
頂点である。三角形の細片の場合、我々が必要とするのは、colorPointer上の頂
点及び２つの前回の頂点である。三角形の扇形の場合、我々が必要なのは、colo
rPointer上の頂点、その前に位置する頂点、及びMLMポインタの後の列の中の最
初の頂点である。上記の例では、頂点V８に対してMIJが定義したソート原線は頂
点V₅、V₇、及びV₈を検索する必要がある。このように、三角形の扇形の場合は、
三角形用の３つの頂点がColorPointer（ColorPointer-1）及び（ColorPointer-C
olorOffset）上にある。

【０２３０】 図２８に「カラー」情報に使用されるビットを示す。 Color Typeフィールドは、入力パケットフィーダー内の「vertexType」及び頂
点パケット長から構築される。本フィールドは、パケットのサイズ及びそれに属
する原線のタイプを指定する。図２９にカラータイプフィールド用の値の一覧を
示す。

【０２３１】 図３０に、点リスト、細片、三角形の細片、または三角形の扇形の最初の二重
八進数内に保存されているMLMポインタパケットを示す。 ５．４．２．５ 状態の処理 概して、MEXは受信したパケットのほとんどの内容を知る必要はない。MEXが知
る必要があるのは、それらパケットのタイプ及びサイズだけである。本規則には
幾つかの例外がある。

【０２３２】 「カラー」頂点パケットの場合、MEXは現頂点により定義された原線に関する
情報を知る必要がある。特に、MEXはそのタイプ(点、線、三角形の細片または扇
形)及び三角形の場合は正面を向いているかを知る必要がある。本情報は、オー
バーフローのケースにおいて原線の構築を可能にするためにチップ上に適切な頂
点エントリをセーブする時に使用される。本情報は、Geometryブロックによりパ
ケットヘッダーにしまわれる。

【０２３３】 MEXは、三角形の正面及び裏面用にMaterial及びTextureデータを蓄積する。Po
lygonメモリには、「FrontFace」ビットに基づいて状態の1セットのみが書き込
まれる。三角形の細片または扇形内でも正面／裏面の向きは変わらないことに注
意する。「FrontFace」は、正しいTextureA、TextureBパラメータ及び素材オブ
ジェクトの原線に対する付加に使用される。メッシュが向きを途中で変更した場
合、GEOは当該メッシュを複数のメッシュに分け、各メッシュが正面または裏面
を向くようにする。

【０２３４】 CullModesの場合も同様に、原線のタイプによってはMEXはLineWidth及びPoint
Width属性の内の一つを奪い去る。頂点が点を定義するとLineWidthが捨てられる
。頂点が線を定義すると、PointWidthが捨てられる。MEXは、線または点の幅の
内１つだけをSortユニットに渡す。

【０２３５】 「Clear」パケットの場合、MEXはSendToPixelフラグが設定されているかを検
査する。フラグが設定されている場合、MEXは（必要ならば）PixelModeをセーブ
し、出力クリアパケットに付加する適切なColorPointerを作成する。 ５．５ Sortブロック（SRT） ５．５．１ ＳＲＴブロックの機能概要 Sortブロックは、Mode Extraction（MEX）とSetup（STP）間のパイプライン中
に位置する。Sortブロックの主な機能は、表示画面上に散在する形状寸法を取り
、タイルにソートすることである。Sortブロックは、少量のモード情報と共にラ
スタ図形処理される前のシーン全体の形状寸法を保存するSortメモリを管理する
。Sortメモリは、頂点及びモードの二重バッファリングされたリストである。１
つのページは、パイプラインの残りの部分でシーンのジオメトリを収集する(原
線ごと及びモードごとに)が、他のページは、そのジオメトリを送信する(原線ご
と及びモードごとに)。

【０２３６】 「アーキテクチュアの概要」の章に記述されているように、ウィンドウ（画面
上の表示領域）はタイルのセットへと縦横に分割され、Sortは各タイルに対して
オーダーされたリストを保持する。Sortメモリのページが書き込み中の場合、頂
点及びモードは、Sortブロックから受信されるごとに順にSortメモリに書き込ま
れる。Sortメモリのページ読み出しは、タイルごとに行われる。読み出しプロセ
スは次の２つのモードで動作する。１）Time Orderモード及び２）Sorted Trans
parencyモードである。Time Orderモードの場合、頂点及びモードのタイムオー
ダーは各タイル内に保存される。すなわち、与えられたタイルに対しては、頂点
及びモードは書き込まれた時と同じ順序で読み出される。Sorted Transparency
モードでは、各タイルの読み出しは、複数のパスに分割される。最初のパスでは
保証された不透明なジオメトリがSort Bloskから出力され、後続のパスにおいて
はSortブロックから潜在的に透過なジオメトリが出力される。各パス内では、タ
イムオーダリングは保存され、モードデータはその正確なタイムオーダー場所に
挿入される。

【０２３７】 Sortブロックへの入力時には、フレームの開始はMEX Output Begin Frame Pac
ketの受信によって指定され、常にユーザフレームの開始に対応する(つまり、こ
の時、新しい絵を描くためにアプリケーションがスタートする)。これらの開始
フレームパケットは、Sort Memory Pagesがスワップされた時にSortからパイプ
ラインを通ってSetupに送信される。フレームの終わりは、MEX Output End Fram
e Packetの受信により指定されるが、メモリオーバーフローが起きず、ソフトウ
ェアがユーザフレームに分割を強制しなかった場合にはユーザフレームの終わり
に対応するだけである。SortメモリまたはPolygonメモリが一杯になるとメモリ
オーバーフローが起きる。従って、Sortブロックに来るエンドフレームパケット
には次の２種類がある。１）ユーザフレームの終わり、及び２）パイプライン内
でユーザフレームを複数のフレームに分割する必要に起因するフレームの終わり
である。ユーザフレームが複数フレームに分割された場合、パイプラインの後の
半分（Setup及びbeyond）がタイルを複数回処理するように依頼される。各フレ
ームは独立で、異なるコンテクストから入力可能なため、全てのパイプライン状
態情報はSortメモリ（モードパケットとして）またはPolygonメモリにフレーム
ごとに保存されなければならない。

【０２３８】 フレーム内では、Sortブロックは、点、線、及び三角形のSort原線を受信及び
出力する。Sort原線三角形は、塗りつぶされた三角形または線モード三角形とな
る。しかしながら、原線は、点、線、塗りつぶされた三角形、及び三角形のエッ
ジの線を含むCull原線に従って分類される。

【０２３９】 Sort原線及びCull原線の主な違いは、線モードの三角形のエッジは、別々の原
線と想定されることである。Sortブロックが線モード原線を受信した場合、受信
した原線は、そのエッジが触れているタイルに従って分類される。三角形のいず
れのエッジ（LineFlag TRUEを持つ）も、三角形全体のそのエッジが接触するタ
イルへの分類の原因となるが、同じタイル内の複数のエッジを持つ三角形は、各
タイルにつき１つのPointer Entryの原因となるだけである。本処理は、例えば
、大きな線モードの三角形がそのエッジをタイルに触れさせることなく幾つかの
タイルを囲んでいる場合、それらタイルの中で上記三角形に対するCull原線の読
み出しは一切ないために、タイルあたりの原線の数を減少させる。Cull原線につ
いては、Setupブロック関係の文書にさらに詳細に記されているが、CullTypeパ
ラメータは、基本的に追加ビットが線モード三角形の３つのエッジから選択され
るSortPrimitiveTypeパラメータである。

【０２４０】 図３１に、６つのタイルと８つの原線だけを含み、Sortメモリページに保存さ
れるデータの簡単な例を示す。本例に見られるように、各Sortメモリページは、
次の２つに分割される。１）データ記憶、及び２）ポインタ記憶である。データ
記憶はそのデータを受信順に保存し、次の２バイトの記憶エントリを保存する。
１）頂点パケット、及び２）モードパケットである。図３１の例は、１３個の頂
点パケットと3つのモードパケットを示す。ポインタ記憶は、次の2タイプのリス
トを含む。1)ポインタリスト：各タイルに一つずつ、及び２）モードポインタリ
ストである。図３１中の例は、合計１８個のVertexポインタを含む６つのTileポ
インタリスト及び１つのClearポインタと３つのCullポインタを含むModeポイン
タリストである。Vertexパケット及びModeパケットのサイズは、常に単一のRamb
us Dualoctである。それゆえ、図３１に示すアドレスはDualoctアドレスである
。

【０２４１】 Sortブロックに頂点が支給され、データ記憶に順に書き込まれると、各タイル
につきTileポインタリストが構築される。Tileポインタリスト内の各Vertexポイ
ンタは、対応するタイプの一部をカバーするCull原線を含むSort原線の最後のSo
rt Memory Vertexパケットのデータ記憶内アドレス（例：ポインタ）を含む。例
えば、図３１では、原線１１（例：Duatoctアドレス１１に書き込まれるSort Me
mory Vertexパケット）により完成される三角形が３つのタイルに触れ、この原
線へのポインタが３つの接触されたタイル（タイル２、４、及び５）用のTileポ
インタリストに加えられる。

【０２４２】 アドレスに加えて、各Vertexポインタアドレスはオフセットも含んでいる。オ
フセットがゼロの場合、Sort原線タイプは点である。図３１の例は、Tile５内の
４つ目のPointer Entryを形成する原線１６によって表される点である。オフセ
ットが１の場合、原線タイプは線である。図３１の例に示す線は、原線１４及び
原線１５によって形成され、Tile0中の最初のPointer Entry及びTile2中の４つ
目のPointer Entryを形成する。これら２つのエントリ内では、アドレスフィー
ルドは１５であり、線の中の最後の頂点をポイントする。線の場合、他の頂点が
常に直前のアドレス上の頂点である。オフセットが複数の場合、Sort原線タイプ
は三角形であり、オフセットは三角形内の最初の頂点の位置を決定するのに使用
される。例えば、図３１では、頂点１２が三角形の３つめの頂点である。2つ目
の頂点が常に直前のアドレス−この例では頂点１１である。最初の頂点は、アド
レスからオフセットを減算することによって見つけることができる。本例では、
オフセットは4であり、最初の頂点は頂点８である(例：１２−４＝８)。それゆ
え、Tile2、Tile３、Tile４、及びTile5にエントリを加えることによりPointer
記憶に４つのVertexポインタが加えられる。これら4つのエントリは、それぞれ
アドレス＝１２及びオフセット＝４を持っている。

【０２４３】 アドレス及びオフセットに加えて、各VertexポインタはTransparentフラグビ
ットも含んでいる。本ブール変数は、パイプラインがSorted Transparencyモー
ドにある場合にのみ使用される。本モードがTRUEの場合は、原線は透過の可能性
があるとして扱われ、FALSEの場合は、原線の不透明性が保証されていることを
示す。本文脈中では、「不透明」とは、ウィンドウ中の同じ領域を占有するより
遠くのジオメトリを完全に覆い隠す原線を示す。図３１の例では、頂点9から１
１によって完成された三角形は、Vertexポインタ内の「T」で示される、TRUEに
設定されたTransparentビットを持つ。これら３つの三角形は９つのタイルに接
触するため、「T」インジケータを持つエントリは9つある。

【０２４４】 Sortブロックにモードパケットが支給され、順にデータ記憶に書き込まれるた
め、単一のModeポインタリストが構築される。Modeポインタリスト内の各エント
リは、データ記憶内のモードパケットのアドレスである。それぞれ対応するモー
ドパケットタイプを持つ次の２種類のポインタがある。１）Sort Memory Clear
パケットを含むClearポインタ、及び２）Sort Memory Cullパケットを含むCull
ポインタである。

【０２４５】 Clearポインタ及びCullポインタの双方が、モードパケットのタイプを示すMod
ePktTypeパラメータを含む。両ポインタが持つモードパケットを示すブール変数
（SubFrameBreakOnClear及びSubFrameBreakOnCull）は、その点においてフレー
ムのSubFramesへの分割の原因となる。ブール変数がTRUEで現SubFrameがすでに
透過ジオメトリを含んでいる場合、そのモードパケットの直前でフレームが分割
される。図３１の例では、１つのCullポインタが、そのCullポインタ内の「S」
で示される、TRUEに設定されたSubFrameBreakOnCullビットを持つ。Clearポイン
タも、Pixelブロックでバッファクリア動作が行われるべきことを示す他のブー
ル変数SendToPixelを持つ。

【０２４６】 Sortメモリページの読み出し中に、複数の頂点がSort原線へと組み立てられ、
モードが全てのタイルの出力ストリームに注入されるため、Sortメモリアドレス
は常に増加する。図３１の例では、Tile3が読み出された場合、出力パケットの
順序（データ記憶アドレスとして指定される）は０、１、４、５、６、７、１２
、及び１３である。Tile3に触れた原線(例：４、５、６、及び１２)だけが出力
されるが、４つのモードパケットの全てが出力されることに注目する。一般的に
、全てのモードパケットは全てのタイルの最中に送信されるが、幾つかのモード
パケットは除去することができるかまたは目的ドローバッファに関連しないため
、出力ストリームには供給されない。本処理については、後の節で詳細に論じる
。

【０２４７】 原線パケット及びモードパケットに加えて、Sortメモリは、「Tweenパケット
」と呼ばれ、ユーザフレーム間にあると考えられるデータパケットも持つ。特定
的に、Tweenパケットは、ソフトウェアがユーザフレームを発行した後及びソフ
トウェアが開始ユーザフレームを発行する前にのみパイプラインに入力できる。
アーキテクチャの観点からは、TweenパケットはSortメモリページの一部とは考
えられていない。しかしながら、Sortメモリには他にデータを保存するスペース
がないため、TweenパケットはSort WriteプロセスによりSortメモリページ内の
データ記憶の最初の部分に保存される。Tweenパケットは、先ず３Dフレームに同
期する必要がある２Dコマンドのために使用される。例えば、ジオメトリがオフ
スクリーンバッファ（ｐバッファ）に収められると、ストレッチビット動作がデ
ータをフレームバッファに転送する。本動作はフレーム間で行われなければなら
ない。Tweenパケットは、全ての蓄積バッファ動作にも使用される。

【０２４８】 図３２にSortブロックの簡単なブロック図を示す。これまで論じられてきた機
能に加えて、図３２が二重バッファリングされた状態レジスタを示す。これらレ
ジスタは、書き込みまたは読み出し中のフレームのパラメータを収納する。パラ
メータには、水平方向のタイル数、垂直方向のタイル数、目的ドローバッファは
二重バッファリングされているか、目的ドローバッファはステレオか、フレーム
はTime OrderモードまたはStored Transparencyモードにあるか、ピクセル内の
サンプル位置選択、サンプル重み付け、及びSortメモリまたはPolygonメモリ内
のオーバーフローがフレームの原因となったかが含まれる。

【０２４９】 アルゴリズムの観点からは、タイルは独立で、いかなる順序でも読み出し可能
である。しかしながら、テクスチャの再使用を最大にするために、「スーパータ
イル」と呼ばれるタイルグループが順に読み出される。スーパータイルあたりの
タイル数は選択可能でるが、我々は常にスーパータイルあたり２×２タイルの選
択を期待する。シーンホライゾンの複雑さの影響により生じる負荷の不安定を最
小化するには、スーパータイルは行ごとにも列ごとにも読み出さない。むしろ、
スーパータイルは空間的にばらばら（擬似ランダム）に読み出す。正確な順序は
重要ではないが、スーパータイルの順読み出しセットはウィンドウを横断する直
線になってはならない。本擬似ランダム歩行のアルゴリズムは後述する。

【０２５０】 ステレオ３Dウィンドウの場合、左右のバッファは、それぞれ別のタイルのセ
ットを持つ別々のバッファと考えられる。例えば、１０２４×７６８ウィンドウ
は６４×４８タイル（合計３０７２タイル）を持つが、ステレオウィンドウは２
×６４×４８タイル（合計６１４４タイル）を持ち、各（ｘ、ｙ）個所に２つの
タイルを持つ（左右に１つづつ）。

【０２５１】 アプリケーションが正面及び裏面バッファ双方に同じフレーム内の特定のタイ
ルを収納した場合、そのタイルは２つのパスで処理される必要がある。最初に裏
面バッファ用に、次に正面バッファ用に処理される。しかしながら、裏面バッフ
ァにのみ収められたジオメトリは正面バッファにのみ収められたジオメトリの深
度テストの結果の変更（及びその逆）が可能なために、全てのジオメトリ(正面
及び裏面の)は両パスの最中にパイプライン中を送信されなければならない。な
お、同様の開始深度及びステンシル値が両パスに対して使用されなければならな
い。従って、与えられたタイルに対する裏面及び正面パスは連続して行われなけ
ればならない（例：間に他のタイルがあってはならない）ため、Back Endはフレ
ームバッファからPixelブロック内の連続バッファへと深度及びステンシル値を
ロードすることができる。正面バッファ用のパスの初期ロード前に裏面バッファ
用のパスが完成しそうな場合は、収納エラーが発生する可能性がある。Backend
がこの処理を保証しなければならない。

【０２５２】 書き込みプロセス中では、原線の領域が実際にタイルの一部をカバーしている
場合にはそれら原線を割り付ける処理のみを行うことが重要である。簡単なバウ
ンディングボックスが使用されている間に、同ボックスが、特に対角線及び長く
細い対角線三角形に対してSortメモリの帯域幅を無駄にすることがある。後の節
において、Touched Tile Calculation用の簡潔なアルゴリズムを示す。

【０２５３】 Sortメモリページの約半分がポインタに使用される。従って、Sortメモリ内に
必要なバイト数は、最大頂点数の約６４倍である(モードパケットはこの処理に
はあまり資さない)。各頂点は１６バイト、ポインタは付加的１６バイトを必要
とし、そして必要な２ページがある。

【０２５４】 Sortブロックは、各フレーム中の三角形の数などの幾つかの性能メータ関係の
情報収集を続ける。「Sortブロックからの出力」の節の従属節「性能計測能力、
ホストから読み出し可能」を参照。 ５．５．２ Sortブロック機能詳細 Sortブロックは、平行動作の次の２つのプロセスを含む。１）Sort Writeプロ
セス、及び２）Sort Readプロセスである。Sort Writeプロセスは、書き込みが
完了し、読み出しプロセスが休止している場合にSort Readプロセスを開始する
ので、２つのプロセスの「マスター」である。擬似コードは、全ての変数が「大
域」であると想定する。原線が接触するタイルを決定するTouched Tile Calcula
tionなどの他の機能詳細が本節に含まれる。 ５．５．２．２ Sort Write Process Sortメモリページの場合、Sort Write Processが頂点のシーケンスリスト及び
データ記憶内のモードパケットを作成する(図３１参照)。Sort Write Processは
、タイルごとにTileポインタリスト及びフレームごとにModeポインタリストを作
成する。 ５．５．２．２ Sort Read Process Sort Read Processは、厳格にタイルごとに出力パケットシーケンスを生成す
る。左右のタイルは個別に扱われる。 ５．５．２．２．１ Sort Read Process外側制御ループ Sort Read Processの外側制御ループには次の３つの機能コンポーネントが含
まれる。１）TimeOrderMode;２）Sorted Transparency Mode OpaqueLoop();及び
３）Sorted Transparency Mode TranspLoop()である。下記の節で各コンポーネ
ントを説明する。

【０２５５】 最初のモードパケットが全てのタイル内に出力されるため、モードパケットの
キャッシングは、FILOベースで行われなければならない。キャッシング機構は、
少なくとも２つの先のモードパケットを見て、処理へのバブル注入からモードパ
ケットを選択する（タイムオーダリングを決定するために）アドレス比較を防止
する。 ５．５．２．２．２ Time Order Packet Processing 本処理は、パイプラインがTime Orderモードにある時に実行される各Sort Mem
oryパケットタイプの処置に関わる。 ５．５．２．２．３ Sorted Transparency Packet Processing、不透明ジオメ
トリ送信 本処理は、不透明ジオメトリ用の単一パスの最中にパイプラインがSorted Tra
nsparencyモードにある時に実行される各Sortメモリパケットタイプの処置に関
わる。 ５．５．２．２．４ Sorted Transparency Packet Processing、透過ジオメト
リ送信 本処理は、透過ジオメトリ用の複数パスの最中にパイプラインがSorted Trans
parencyモードにある時に実行される各Sortメモリパケットタイプの処置に関わ
る。Sort Memory Clearパケットは、透過処理の間は常にスキップされている。

【０２５６】 ５．５．２．２．５ Clearレジスタ機能 StencilModeは２ビットステンシルモードのウィンドウのセットを持っている
場合、ソフトウェアは８ビットをまたいでStencilMask及びStencilValueの２つ
の最も有意でないビットを写し取る。ソフトウェアはまた、ClearDepthの値の送
信中にOpenGL DepthMaskを考慮する。その理由としては、Backendがクリアの最
中にDepthMaskをチェックしないからである。 ５．５．２．２．６ Cullレジスタ機能 CullFlushAllRegだけが実際に「蓄積される」信号である。SoftSubFrameBreak
及びOnlySoftSubFrameBreakはSort Read Processには使用されないが、デバッギ
ングの目的でSort Memory Cullパケットに含まれている。 ５．５．２．３ 接触されたタイルの演算 我々は、三角形、ABC、及び中心が（ｘ_Tile、ｙ_Tile）であるタイルを与えら
れて、三角形がタイルに触れているかを決定したい（図３３）。アルゴリズムは
、三角形内の各線が、平面を内部半平面と外部半平面の２つの半平面へと分割す
ることによる。タイル全体がいずれかの線により定義された外部半平面に入って
いる場合、三角形はそのタイルには触れない。三角形がタイルに接触するには、
３つの内部半平面全ての中に少なくともタイルの一部が含まれていなければなら
ない。

【０２５７】 接触されたタイルの演算は線にも適用されるが、線の点描は接触された線の演
算のために無視される。

【０２５８】 処理を開始するために、我々はベクトルを図３４に示すように三角形の線の一
つから直角にタイルの中心に走るものとイメージする。

【０２５９】 本直角ベクトルの大きさｄを演算することにより、タイルの中心の線からの距
離及びその中心が内部半平面にあるかまたは外部半平面にあるかを決定できる。
ｄの負の値は、線によって定義される内部半平面にタイルの中心があることを示
している。

【０２６０】 我々は次に、線がタイルと交差する閾値距離ｔを演算する。図３５A及び３５B
に示すように、距離はタイルの辺（φ）の一つに関係する線の角度の関数である
。

【０２６１】 直角ベクトルｄが閾値距離ｔよりも大きい場合は、タイル全体が三角形の外側
にある(図３６C)。ｄが０とｔの間にある場合は、線がタイルと交差し(図３６B)
、ｄが負の値の場合は、タイルの中心は線によって定義された内部半平面の中に
ある(図３６A)。

【０２６２】 三角形内の各線に対して上記演算を実行することにより、我々は三角形がタイ
ルに触れているかを決定することができる。 ５．５．２．３．１ 直角ベクトル 線ABの場合、（ｘ０、ｙ０）から（ｘ１、ｙ１）により、等式は下記のように
なる。

【０２６３】

【数１】 （ｘ_Tile、ｙ_Tile）を通り本線に直角な線の等式は下記の通りである。

【０２６４】

【数２】 次に、我々はオリジナルの線の交点と直角を決定する。

【０２６５】

【数３】 我々は、便宜的に上記等式を下記のように表す。

【０２６６】

【数４】 次に、我々は（ｘ、ｙ）及び（ｘ_Tile、ｙ_Tile）を演算する。 ５．５．２．３．２ 閾値距離の決定 閾値距離を決定するために、我々は、図３７に示すようにタイルの辺の１つに
関して線の角度を見る必要がある。

【０２６７】

【数５】 ５．５．２．３．３ 全ての追加 与えられた線に基づいてタイルが三角形の外側にあるかを決定するために、我
々は下記比較を行う。

【０２６８】

【数６】 本比較のために、我々は角度を第一四分円に変形したので、実際のテストは下
記のようになる。

【０２６９】

【数７】 本テストが真である場合は、タイルは三角形の外側になる。我々は三角形内の
他の線に対しても同様の比較を行う。

【０２７０】

【数８】 ここで

【０２７１】

【数９】 これら全てのテストが偽である場合、三角形はタイルに触れている。

【０２７２】 線の場合、演算は三角形の１つの辺に対するそれと似通ったものになるが、我
々の関心事は線がタイルと交差しているかということだけである（すなわち、三
角形の時のように「内側」か「外側」かで悩む必要はない）。従って、我々はｄ
の符号を無視し、その大きさだけを考慮する。我々は、線の幅も考慮に入れなけ
ればならない。これら２つの変更は我々に下記テストを与える。

【０２７３】

【数１０】 本テストが偽の場合は、線はタイルに触れている。

【０２７４】 参考までに、Andreas Schillingの"A new simple and efficient antialiasin
g with subpixel masks"、Computer Graphics1991年７月号を参照。 ５．５．２．４ SuperTileホップシーケンス ３D画像を収容する場合、絵を通した水平束が画像の残りの部分をはるかに上
回る複雑さを持っている「水平線効果」がしばしば見られる。一例としては、単
純な草原が手前にあり上に空がある遠くの市街の輪郭がある。草及び空は非常に
少ない多角形を持っている（おのおの１つであることが多い）が、市街は多数の
多角形及び非常に複雑な深度を持っている。このような水平線効果は、シーンを
通した非水平束に伴って起こることもある。タイルが単純な上から下及び左から
右の順で処理されると、複雑なタイルは、パイプライン内の負荷不安定をもたら
す裏面から裏面の処理を受けることになる。従って、タイルからタイルに移るに
は、画面内をランダムに「ホップ」するのが良い。しかしながら、本処理は特別
な干渉の減少に繋がり（なぜならば、隣接するタイルが順に処理されないからで
ある）、パイプライン内のキャッシュの効率を下げ、性能を低下させる。空間の
順タイル処理及び完全ランダムパターンの間の妥協として、タイルは「スーパー
タイル」に編成される。そこでは空間的に隣接する複数タイルがスーパータイル
となる。その後、スーパータイルのランダムパターンが処理される。このように
、空間的干渉はスーパータイル内に保持され、水平線効果が防止される。

【０２７５】 ３Dウィンドウはタイルに分割され、これらタイルは「スーパータイル」にグ
ルーピングされる。スーパータイル内のタイル数は、MEX Output Begin Frameパ
ケット内のパラメータSuperTileSizeで選択できる。タイルが処理されるシーケ
ンス（「スーパータイルホップシーケンス」と呼ばれる）は、やはりMEX Output
Begin Frameパケットに含まれるSuperTileStepにより制御される。

【０２７６】 図３８Aにスーパータイルホップシーケンスの簡単な例を示す。本例は、１８
×１４配列の２５２個のタイルより成るウィンドウ６２０２を示す。SuperTileS
izeは２×２タイルと想定される（しかしながら、１×１、１×２、２×１、２
×２、２×３、３×２、３×３、３×４、４×３、または４×４を含みいかなる
サイズでも良い）ので、９×７配列の６３スーパータイルがある。スーパータイ
ルのリストは、直線リストに変換されていると想定されるが、この変換はスーパ
ータイルの列単位の番号付けを左上部から始めることにより実行できる。下記変
数を定義する。 N=ウィンドウ内のスーパータイル数 M=SuperTileStep T_n＝処理されるｎ個目のスーパータイル スーパータイル処理のシーケンスは下記の通り。 T０＝０ T_n＋１＝mod_N（T_n＋M） 図３８Aの例では、N＝６３及びM=13となっている。この結果は、図３８Bに描
かれているようにT₀＝０、T₁＝１３、T₂＝２６、T₃＝３９、T₄＝５２、T₅＝２、
T₆＝１５、…のシーケンスとなる。MがNより少ない必要はない。

【０２７７】 本インタラクティブアルゴリズムは、N及びMが互いに素数である（すなわち、
これらの数値の最大共通因子が１である）かぎり、全てのス−パータイルをヒッ
トする。NもMも素数である必要はないが、Mが常に素数として選択される場合は
、全てのスーパータイルがヒットされる。

【０２７８】 代替法としては、スーパータイル配列を必要以上に大きくしてウィンドウ全体
をカバーするようにし、２^a×２^b＝２^2aと想定されるので、スーパータイルの総
数は２の整数乗に保証される。本処理は、単に上位ビットを捨てるだけで「mod_N 」演算を可能にする。本アプローチに対するマイナス部分は、シーケンスに存在
しないスーパータイルが含まれていることである。これら存在しないスーパータ
イルは検索及びスキップされなければならない。 ５．５．２．５ 線フラグ 線モードの三角形の場合、Sortブロックは、各線とは独立に、線が接触するタ
イルを決定する。しかしながら、同じ三角形からの複数の線がタイルに接触する
と、１つのポインタのみがその三角形に対してTileポインタリストに付加される
。なぜならば、SortブロックがSort原線（Cull原線ではない）を分類しているか
らである。

【０２７９】 線モードの三角形を受信すると(例：LineModeはTRUEであり、LineFlagsパラメ
ータ内の１つ以上のビットがTRUE)、その三角形は、塗りつぶされた三角形とし
てではなく、１つ以上の線として描かれる。LineFlagsには三角形の各エッジを
示す３つのビットがあり、対応するエッジを線として描くべきかを示している。
これら３つのビットは次のものを表している。１）頂点０と1の間のエッジに対
応するビット０（LSB）；２）頂点１と２の間のエッジに対応するビット1、及び
３）頂点２と０の間のエッジに対応するビット２（MSB）である。LineFlagsパラ
メータは、頂点を決定し、多角形を完成するパイプラインの一部であり、クリッ
ピングの役割を負っているために、GEOブロックに設定される。

【０２８０】 幾つかのエッジ線は描いてはならないため、３つのLineFlagsビットは独立に
それらビットに対応するエッジを制御する。例えば、OpenGL四辺形は、常に2つ
の三角形に分割されるが、線モードで描かれた場合は、四辺形内のエッジは描か
れない。それゆえ、オリジナルの四辺形内のエッジに対応する各三角形内の２つ
のエッジは、それらのLineフラグセットをTRUEに設定し、他の三角形内のエッジ
(四辺形内の共用エッジ)はLineフラグセットをFALSEに設定する。 ５．５．２．６ 三角形扇形の分割 各ポインタエントリ内のOffsetパラメータは、６３の最大オフセットを内包す
る６つのビットを持っている。三角形の扇形が６３以上のオフセットを必要とす
る場合、扇形はデータ記憶内の２つの頂点を写し取ることによって分割される。
カラーメモリ内でも類似した現象が起き、Sort Block Inputパケットに残りのデ
ータを付加するカラーメモリ内へのポインタはそのことを考慮しなければならな
い。 ５．５．２．７ 線幅考慮 OpenGL内では、幅がピクセル幅の数として、長さがエンドポイント間の距離と
して指定されるアンチアライアスド長方形として描かれる。また、これらの線は
、点描され、長方形をそれぞれの長さに合わせた一連のアンチアライアスド四辺
形へと分解し、各四辺形は通常の方法で色付けを指定されるか完璧な透過に指定
される。点描された線は、仮想的な鎖線と考えられる。

【０２８１】 線の原線が(線または線モード三角形)がSortブロックに受信されると、線の幅
が原線の隣接するタイルへの「こぼれ」の原因となる。 ５．６ Setupブロック（STP） Setup(STP)ブロックは、Sort(SRT)ブロックからパケットの流れを受信する。
これらのパケットは、描画される原線に関する空間情報を持つ。STPブロックの
出力は、Cull(CUL)ブロックに行く。SRTから受信した原線は、塗りつぶされた三
角形、線三角形、線、点描された線、及び点である。各原線は、アライアスドま
たはアンチアライアスドモードで描画することができる。SRTブロックは、タイ
ル順にSTP（及び他のパイプラインステージ下流）に原線を送信する。各タイル
内では、データはタイムオーダーまたは分類された透過の順で編成される。CUL
ブロックは、タイル順で（実際には、STPがSRTから原線を受信する順に）STPブ
ロックからデータを受信し、絶対に描画された画像に資することのない原線のパ
ーツを選別する。本処理は２つのステージで完了する。最初のステージMCCAM Cu
llは、与えられた値よりも大きな内容を持つ長方形メモリ配列内のそれらのエレ
メントの検出を許容する。第2のステージは、サンプルごとの比較により本サー
チ上でリファインする。STPブロックは、CULブロックによる処理用の入り原線を
用意する。STPは、タイトバウンディングボックス及びMCCAM選別用のタイルを横
切る原線の一部用の最小深度値Zminを生成する。MCCAM選別ステージは、Zminよ
りも小さい深度値を含む可能性のあるバウンディングボックス内のスタンプをマ
ークする。Z選別ステージは、これらの候補スタンプを取り、それらが原線の一
部である場合は、そのスタンプ内のサンプル用に実際の深度値を演算する。その
後、この、より正確な深度値は、比較及び起こり得るサンプルごとの廃棄に使用
される。MCCAM選別用のバウンディングボックス及びZminに加えて、STPは、Z選
別ステージ用として、深度の傾き、ラインスロープ、及び深度や原線のタイルエ
ッジに対する交差点などの他の参照パラメータを演算する。CULユニットは、他
のパイプラインステージに使用されるVSPを生成する。

【０２８２】 コンテクストを設定するために、我々は簡潔に種々のSTP原線を説明する。 ５．６．０．１ 多角形 STPブロックに到着する多角形は、基本的に三角形である。それら三角形は、
アライアスドまたはアンチアライアスドモードで描画される。図３９にDSGP三角
形を示す。STPユニットは、アライアスドまたはアンチアライアスド三角形を同
様に処理する。パイプラインユニット下流は、ピクセルの中央に全てのサンプル
を位置付けることによってアライアスド三角形を描画する。アンチアライアスド
のケースでは、サンプル位置は、制御パケットの１つと共に渡されるSampleLocS
elパラメータにより決定される。サンプルは、三角形の形状寸法境界内で失敗し
た場合には三角形に属する。サンプルが三角のエッジの真上で失敗した場合は、
取り込み規則を使用して本サンプルが三角形に属するかを決定する。 ５．６．０．２ 線 DSGPは、四辺形に変換することにより線を描画する。図４０に様々に方向付け
られたアライアスドあるいはアンチアライアスド線を描くために生成された種々
の四辺形を示す。線の幅は、最も近いサポートされた幅に丸められる。SORTステ
ージに先立って幅の調整が成されなければならない。本調整はソフトウェアによ
り実行可能である。STPは入り線幅を変更しない。

【０２８３】 アライアスド及びアンチアライアスド線による四辺形の生成は別々の方法で行
われることに注意する。アライアスド線のばあいも、四辺形の頂点は、線がｘメ
ジャーかｙメジャーかによる。 ５．６．０．３ 点 DSGPは、アンチアライアスド点を円として描き、アライアスド点を四辺形とし
て描く。円は、ユーザが指定した位置を中心として描かれる。円の直径は、ユー
ザにより指定され、最も近いサポートされた幅に丸められた幅である。アライア
スド点を描く場合、ユーザにより指定された点の位置は、結果の幅が奇数が偶数
かによりそれぞれ、ピクセルの中心にスナッピングされるかピクセルの角に丸め
られる。線の場合は、SORTブロックに先立ち、点サイズ及び位置の調整がパイプ
ライン内で起きる。点の位置は変形に支配されるために、Geometryユニットが本
処理を行うには適当な場所に思える。図４１に描画された点を示す。ユーザが指
定した点は円によって示される。 ５．６．１ Setupブロックの機能概要 本節では、我々は各原線に対して実行される処置のセットアップの概要を説明
する。特定の処理の詳細を第３節に示す。 ５．６．１．１ 塗りつぶされた多角形 Setupは、CULユニットに対して処理用の塗りつぶされた多角形を用意する。ST
Pは、三角形の３つの頂点に対してウィンドウ座標（ｘ、ｙ、ｚ）を受信する。S
TPは、多角形のオフセットの演算で使用する「係数」も受信する。アンチアライ
アスド状態は塗りつぶされた三角形セットアップがなされた手法は変更しないこ
とに注意する。CUL及びPixelブロックは、全てのサンプルをピクセルの中央に向
けて破壊させることによりアライアスド三角形のラスタ図形処理を行う。我々は
また、三角形の頂点がウィンドウ座標の有効な範囲内で崩壊すると想定する（例
：三角形の座標がウィンドウの境界にクリッピングされている）。

【０２８４】 エッジ上の三角形は全て廃棄される。エッジ上の三角形がVSPを生成すること
は予想されていない。我々が三角形をSTP内で廃棄しなかった場合は、CUL内でこ
れら三角形のラスタ図形処理を伴うオーバーヘッドが発生する。さらに、まれな
事象では、上記のような三角形がVSPを生成し、ピクセル照度は変則的になる。
この事象は、エッジのスロープが同等なことが発見されたときに検出される。

【０２８５】 各塗りつぶされた多角形では、STPが下記処理を行う。 １．頂点に対し、上部、下部、左（または右）頂点を提供するよう命令する。ま
た、中央の頂点がｙの中の長いエッジの左右どちらに行くかを示すleftCまたはr
ightCフラグを設定する。例：最大及び最小のｙ値を持つ頂点と接するエッジ。
２． ｘ及びｙと共にｚの部分導関数（δz／δx、δz／δｙ）を演算する。 ３． 可能な場合は多角形のオフセットを演算し、各頂点のｚ値にオフセットを
加える。 ４． CULユニットの３つのエッジのスロープを演算する。エッジ上の三角形を
廃棄する。 ５． タイル境界に三角形をクリップする。 ６． CULユニットに対する参照ｚ値（参照スタンプ用の）の演算同様にバウン
ディングボックス、上部エッジ交点、及びタイルと交差する三角形領域の最小ｚ
を演算する。 ７． 原線にコードを割り付け、CULユニットに関連情報を送信する。

【０２８６】 以前説明したように、バウンディングボックス及びZminはMCCAM選別に使用さ
れる。上部エッジ交差、線スロープ、コーナー点、参照ｚ値、及びｚ傾きはCUL
ブロックによるZ選別に使用される。 ５．６．１．２ アンチアライアスド実線 CULユニットは、平行四辺形及び三角形に対して同様にラスタ画像処理をする
スキャンコンバータを実行する。アンチアライアスド線セグメントは、図４２に
示すように長方形へと変換される。

【０２８７】 線の各端の長方形の頂点は、線のエンドポイント同様に同じｚ値に割り付けら
れて定数ｚの線を線自体に対して直角にする。各線セグメントに対しては、STP
は下記処理を実行する。 １． ｘ及びｙ頂点の変位（ｘｈｗ、ｙｈｗ）を決定する。 ２． 長方形の頂点を決定する。演算された頂点は、線がアライアスドかアンチ
アライアスドかによって変化する。 ３． CULユニットに対してマイナー及びメジャー軸のスロープを演算する。(マ
イナー名軸はメジャー軸に対して直角である。) ４． 頂点に対して上部、下部、左、及び右の頂点を提供するよう命令する。 ５． (δｚ/δｘ、δｚ/δｙ)と共に本長方形に対してｘ及びｙ部分導関数を演
算する。 ６． タイル境界に長方形をクリップする。 ７． CULユニットに対する参照スタンプ用参照ｚ値同様に、バウンディングボ
ックス、上部エッジ交差、及びタイルと交差する長方形領域の最小ｚを演算する
。 ８． 原線コードを割り付け、関連情報をCULユニットに送信する。 ５．６．１．３ アライアスド実線 以前説明したように、アライアスド線のエンドポイントは、アンチアライアス
ド線のエンドポイントとは異なる方法で演算される。アンチアライアスド線の場
合の長方形の代わりに、我々はアライアスド線に対して平行四辺形を演算する。
平行四辺形の２つのエッジは、線の長さと並行であり、他の２つのエッジは、図
４３に示すように垂直（ｘメジャー線に対して）または水平（ｙメジャー線に対
して）である。

【０２８８】 OpenGLは、平行四辺形の頂点の演算により下記がもたらされることを要求する
。 １． 両セグメントがｘメジャーまたはｙメジャーの場合、連続多線セグメント
を描いている間にはギャップもオーバーストライクも生じない。 ２． OpenGLダイアモンド出口規則を使用してラスタ図形処理された総フラグメ
ント数とDSGP法の間に最大１つの行（または列）不均衡がある。 ４． ｘ及びｙ方向の一つ以上のユニットによりラスタ図形処理されたフラグメ
ントの座標が遷移する。

【０２８９】 しかしながら、本処理はCULによる平行四辺形及び三角形のラスタ図形処理に
制約を設ける。CULはフラグメント包含規則を利用して２つの原線が共有するエ
ッジの真上に位置するフラグメントが２つの原線の内の一つのみに含まれるよう
にする。(アンチアライアスド描画規則はフラグメントではなくサンプルに適用
される。)Setupは、アライアスド幅広の線を描くために下記処理を実行する。 １．ｘ及びｙ頂点遷移（ｘｈｗ、ｙｈｗ）を決定する。 ２． 線のスロープを見ることにより平行四辺形の頂点を決定する。線のエンド
ポイントは変更されない。 ３． CULユニットに対して、エッジに沿い、線の長さに並行なスロープを演算
する。他の軸は水平または垂直である。 ４． 頂点に対して上部、下部、左、及び右の頂点を提供するように命令する。
５． ｘおよびｙと共に本長方形に対してｚの部分導関数（ｄｚ/ｄｘ、ｄｚ/ｄ
ｙ）を演算する。 ６． タイル境界を持つ四辺形の交点を演算する。 ７． CULユニットに対する参照スタンプ用参照ｚ値同様に、バウンディングボ
ックス、上部エッジ交差、及びタイルと交差する領域の最小ｚを演算する。 ８． 適切な原線コードを割り付け、CULユニットに関連情報を送信する。ステ
ップ２から８がアライアスド及びアンチアライアスド線に対して同様に利用でき
ることに注意する。 ５．６．１．４ 点描線 点描に伴う状態は、１６ビット点描パターン、点描繰り返し係数ｒ、stplStar
Bit、及びstplRepeatStrtを含む。点描パターンは、モード中に描かれた細片、
線ループ、及び多角形の各セグメントをまたいで連続されなければならない。st
plStartBit及びstplRepeatStartは、このような連続をするために使用される必
要な状態パラメータである。Setupは、各線セグメント用のstplStartBit及びstp
lRepeatStartに関する情報を得る。Geometoryユニットは、各線セグメントの開
始においてstplStartBit及びstplRepeatStartオフセットを演算する役割を負う
。線幅ｗも生成された線セグメントの出現を制御する。Setupは、描画パターン
中に連続する１の列を四辺形に分解する。アンチアライアスド線の場合、四辺形
は長方形である。これらの四辺形は、「nr」の長さと幅を持っている。ここで、
ｎはその列の中の１の数である。これらは線の目に見える部分を表している（図
４４）。

【０２９０】 非アンチアライアスド線の場合、四辺形は平行四辺形である。STPが1ビットの
各走行に対して四辺形を生成するため、これら四辺形の内の幾つかはタイル境界
の外にある。これら四辺形の不必要な処理を減らすために、我々は、完全にタイ
ルの外側にある四辺形を立ち上がらせることによって点描セグメントをクリップ
する。線のスタートポイント（ｘ０、ｙ０）がタイルの外側にある場合は、我々
は、スタートポイントに一番近いタイル境界に線をクリップする。クリップされ
た線のスタートポイントは、最初の線四辺形が完全に含まれるように生成される
。本処理は、タイル境界をまたいで連続することを保証する。本処理は、クリッ
ピングする四辺形のバンドをタイル周辺に置く処理と等価である。クリッピング
された点に対して、新たな線スタートポイントが、点描オフセットstplStartBit
と同様に生成される。(我々は旧stplRepeatStartを保持する。)図４５に本処理
を示す。

【０２９１】 この線は、ｘｈｗ及びｙｈｗにより置換されたｘ及びｙ方向のタイルのエッジ
にクリッピングされる。従って、点描された線は下記ステップを踏んで行われる
。 １． 線がアライアスドまたはアンチアライアスドかによって頂点の置換を決定
する。 ２． ガードバンドと共に線のヘッドをタイルにクリップして（tileXmin―xhw
、tileYmin―yhw、tileXmax＋xhw、tileYmax＋yhw）クリッピングされた点がガ
ードされたタイルの上または外に位置するようにする。クリッピングされたセグ
メントの長さの単位は点描されたビットである。新たなstplStartBitを得る。 ３． 点描内の各1ビットの列は四辺形を構築してそれをパイプを通じて送信す
る。新たなスタートポイントがタイルガードバンドの外側に落ちた場合に本プロ
セスは続けられる。 ５．６．１．５ 線三角形 線モードで三角形を描く場合、STPユニットは、３つの三角形の頂点用のウィ
ンドウ座標（ｘ、ｙ、ｚ）に加えてエッジフラグを受信する。本エッジフラグは
、Setupユニットに描くべきエッジを伝える。Setupユニットは、多角形オフセッ
トの演算に使用する「係数」も受信する。描くべきエッジは、多角形オフセット
により最初にオフセットされ、その後幅ｗ（線属性）のリボンとして描かれる。
点描が可能な場合は、これらの線が点描される。図４６に線モード三角形のジオ
メトリを示す。

【０２９２】 STPは各線多角形に対して下記処理を行う。 １． エッジ上の三角形を全て廃棄する。詳細は、塗りつぶされた三角形の節を
参照。 ２． （δｚ/δｘ、δｚ/δｙ）と共にｘ及びｙ部分導関数を演算する。これら
のｚ傾きは三角形用であり、三角形のｚオフセットを演算する上で必要になる。
３． 可能ならば多角形オフセットを演算し、３つの内の各頂点上のｚ値にオフ
セットを追加する。 ４． 順にエッジを横断する。エッジが見える場合は、幅や点描などの属性を使
用してそのエッジを描く。 ５． アンチアライアスド、アライアスド、及び幅などの線属性に基づいて線を
描く。 ６． どのエッジが特定の原線コードによって表されているかにより、その原線
コードを割り付け、CULに送信する。 ５．６．１．６ アライアスド及びアンチアライアスド点 SetupはYtop,Xcenter,及びYoffsetを検出し、これらの値を点幅及び割り付け
状態と共にCULに送信する。 ５．６．２ Setupブロック機能詳細 前節までに概要を説明した種々の原線の処理は多くの共通点を持っている。本
発明者らは、上記の共通点の強化のために原線の表現を統一した。 ５．６．２．１ 統一された原線表現 前述のように、Setupは線セグメントを４つの頂点から成る平行四辺形に変換
する。三角形は３つの頂点を持つ。Setupは、４つの点のセットにより各原線を
表す。全ての値が全ての原線に必要ではないことに注意する。三角形の場合、Se
tupは、三角形の動作により、上部、下部、及び左または右コーナーを使用する
。線セグメントは平行四辺形として扱われるため、Setupは４つの点の全てを使
用する。図４７−５１にどのようにしてSetupが三角形及び線を表現するかを示
す。三角形の頂点がオリジナルの頂点と同じである間は、Setupは新たな頂点を
生成して線を四辺形として表現することに注意するべきである。

【０２９３】 原線の統一された表現には、ウィンドウ座標内の頂点のオリジナルセットに割
り付けられた原線ディスクリプタが使用される。なお、次のフラグは有効なかつ
意味のある値を持つディスクリプタを示す。VtxYmin、VtxYmax、VtxLeftC、VtxR
ightC、LeftCorner、及びRightCornerである。

【０２９４】 三角形の場合、三角形の頂点をそれらのｙ座標で分類することによって上記デ
ィスクリプタが得られる。線セグメントの場合、これらディスクリプタは、線四
辺形頂点が生成される時に割り付けられる。VtxYminは、最小ｙ値を持つ頂点で
ある。VtxYmaxは、最大ｙ値を持つ頂点である。VtxLeftCは、三角形のケースで
は長いｙエッジの左側にある頂点であり（頂点VtxYmin及びVtxYmaxを組み合わせ
ることにより形成される三角形のエッジ）、平行四辺形のケースでは頂点VtxYmi
n及びVtxYmaxを組み合わせることにより形成される四辺形の左側にある頂点であ
る。三角形の長いｙエッジが左エッジでもある場合は、フラグLeftCornerはFALS
E(0)であり、これはVtxLeftCが無効であることを示す。同様に、VtxRightCは、
三角形のケースでは長いｙエッジの右側にある頂点であり、頂点VtsYmin及びVtx
Ymaxを組み合わせることにより形成される四辺形の右側にある頂点である。三角
形の長いエッジが右側のエッジでもある場合は、フラグRightCornerはFALSE（０
）であり、これはVtxRightCが無効であることを示す。これらディスクリプタは
、タイルエッジの上部及び下部への原線の点描に使用される。実行中は、VtxYmi
n、VtxYmax、VtxLeftC、及びVtxRightCはオリジナルの原線頂点へのインデック
スであることに注意する。

【０２９５】 付加的ディスクリプタとしては、VtxXmin、VtxXmax、VtxTopC、VtxBotC、TopC
orner、及びBottomCornerがある。三角形の場合、これらのディスクリプタは、
三角形の頂点をそれらのｘ座標で分類することにより得られる。線セグメントの
場合、これらのディスクリプタは、線四辺形頂点が生成されると割り付けらる。
VtxXminは最小ｘ値を持つ頂点である。VtxXmaxは最大x値を持つ頂点である。三
角形の場合、VtxTopCは長いｘエッジ（VtxXmin及びVtxXmaxを組み合わせたエッ
ジ）上にある頂点であり、平行四辺形の場合は、頂点VｔｘXmin及びVtxXmaxを組
み合わせることによって形成される対角線上の頂点である。三角形の長いｘエッ
ジが上部エッジでもある場合、フラグTopCornerはFALSE（０）であり、VtxTopC
が無効であることを示す。同様に、三角形の場合、VtxBotCは、長いｘ軸の下に
ある頂点であり、平行四辺形の場合は、頂点VtxXmin及びVtxXmaxを組み合わせて
形成される対角線の下にある頂点である。三角形の長いｘエッジが下部エッジで
もある場合、フラグBottomCornerはFALSE(0)であり、VtxBotCが無効であること
を示す。これらのディスクリプタは、左右のタイルエッジ上の原線をクリッピン
グするのに使用される。実行時には、VtxXmin、VtxXmax、VtxTopC、及びVtxBoC
はオリジナルの原線頂点内へのインデックスであることに注意する。

【０２９６】 図４７に頂点の割り付けを図示する。なお、我々は{SIYmaxLeft,SIYmaxRight,
SILeftYmin,SIRghtYmin}として表現される４つの多角形のエッジのスロープ（δ
ｘ/δｙ）及び逆のスロープ{rSIXminTop,rSIXminBot,rSITopXmax,rSIBoXmax}を
使用する。使用されているスロープ名前付け変換はSIStrEndである。SIはスロー
プを表し、Strtはエッジの最初の頂点識別子、Endは二つ目の頂点識別子である
。従って、SIYmaxLeftは左エッジのスロープでありVtxYMax及びVtxLeftCを続け
る。leftCが有効でない時、SIYmaxは長いエッジのスロープである。正面のｒの
文字は、スロープが相反的であることことを示す。例えば、ｒは（δx／δｙ）
ではなく（δy／δｘ）を表している。図４８にスロープ割り付けを図示する。

【０２９７】 これらディスクリプタの全てが平行四辺形の原線に対する有効な値を持ってい
るが、三角形に対してはそれらの全部が有効とは限らない。始めは、三角形や平
行四辺形などの簡単な原線を表すかなりの数のディスクリプタが存在するように
見える。しかしながら、本発明者らが後述するように、それらディスクリプタは
比較的簡単に入手でき、良好な統一的原線セットアップ法を提供する。

【０２９８】 STPによる種々の原線の処理中のステップの検査が下記の機能ユニットを生じ
る。 １． 三角形ディスクリプタ ２． 深度の傾き及びオフセット演算 ３． 線を四辺形に変換するための頂点生成 ４． 点描線処理 ５． タイルへの四辺形クリッピング ６． Zmin,Zref,Bbox演算 ７． 点プロセッサ 下記の各項で各ユニットのアーキテクチュアを詳述する。 ５．６．２．２ 三角形ディスクリプタ 三角形の場合、Setupは次の頂点のセットによりスタートする。（X₀、Y₀、Z₀
）、（X₁,Y₁,Z₁）及び（X₂,Y₂,Z₂）である。この３つは、それぞれｘにより分類
された頂点にへのインデックスｊ０、ｊ１、ｊ２である(昇順)。

【０２９９】 インデックスｊ０、ｊ１、及びｊ２は、（ｄｘ/ｄｙ）導関数のセットの計算
に使用される。インデックスｊ０、ｊ１、及びｊ２は、エッジに対する（ｄｙ/
ｄｘ）の演算に使用される。

【０３００】

【数１１】 我々は、同様のスロープの２つのエッジを持つ三角形のようなエッジ上の三角
形は廃棄する。中央の頂点が左右どちらにあるかは、頂点ｖ[i2]及びｖ[i1]によ
って形成される線のスロープｄｘ２/ｄｙ及び頂点ｖ[i2]及びv[i0]により形成さ
れる線のｄｘ０/ｄｙの比較によって決定される。（ｄｘ２/ｄｙ＞ｄｘ０/ｄｙ
）の場合、中央の頂点は長いエッジの右側に位置し、他の場合は、長いエッジの
左側に位置する。演算された値は次に原線のディスクリプタに割り付けられる。
ｘディスクリプタも同様に割り付けられる。このようにして、我々は三角形の処
理に必要な頂点ディスクリプタを得る。 ５．６．２．３ 深度の傾き及びオフセット演算 深度の傾きは、ｘ及びｙ軸に沿ったｚの部分導関数である。我々は下記の式を
使用する。

【０３０１】

【数１２】 Ｓｅｔｕｐは、各頂点ｚ値用にＳｏｒｔユニットから２６ビット（ｓ２５）を
受信する。部分導関数は、１．２４．１０の精度値として算出される。ｘ、ｙ座
標は、ピクセルごとの（８×８）サブラスターグリッドに対応する制度を伴う14
ビット整数である。部分導関数は、サブラスターグリッドのスケールで演算され
る。

【０３０２】 多角形のオフセットは下記により与えられる。 オフセット＝8×係数×Ｍａｘ（｜δＺ｜δＸ｜δＹ｜）＋（ｒ×ユニット） 「係数」はＳＲＴブロックから渡される。（ｒ＊ユニット）オフセット部分は
ＧＥＯ内でケアされる。我々は、ＳＴＰ内でのみ最初の項を演算する。傾きの度
合いを説明するために８による乗算が行われる。深度値は24ビット整数として表
される。オフセットは各頂点ｚ値に加えられる。算出されたオフセットは、ｚ値
に加えられる前に24ビット（実際にはｓ２４）にクランプされる。 ５．６．２．４ 四辺形頂点生成 我々は、線セグメントを幅ｗの平行四辺形に変換する。我々は、一致するエン
ドポイントを持つ線などのエンド上の線を廃棄する。エンド上の線の非廃棄によ
り、線に対して幅ゼロの四辺形が生成される。本四辺形の生成は不要なパケット
のパイプを通じて送信を生じさせ、まれな場合には、VSPさえも発生し、異常な
ピクセルの照度をもたらす。オフセットのカップリング及びディスクリプタへの
頂点の割り付けのプロセスは以前に示したが、非常に直覚的である。アーキテク
チュア上のパイプラインスルーは、可能なピットフォールを監視することを要求
する。線のエンドポイントが与えられ、下記のようにトリゴメトリックを算出す
る。 run=|(x1-x0)|:rise=|(y1-y0)|; tan(a)=rise/run; cos(a)=1/sqt(1+tan(a)*tan(a))： sin(a)=tan(a)/sqt(1+tan(a)*tan(a)); 我々は線の幅をｗと想定し、エンドポイントにおける水平及び垂直頂点の遷移
は、図４２及び４３に示されるようにそれぞれｘｈｗ及びｙｈｗにより与えられ
ると想定する。次に４つの四辺形の頂点が下記のように割り付けられる。 V[0]＝（ｘ０−ｘｈｗ、ｙ０＋ｙｈｗ）；V[1]（ｘ０＋ｘｈｗ、ｙ０−ｙｈｗ）
； V[2]＝（ｘ１−ｘｈｗ、ｙ１＋ｙｈｗ）；V[３]＝（ｘ１＋ｘｈｗ、ｙ１−ｙｈ
ｗ）； Xhw及びｙｈｗとそれに続く四辺形の演算は、線の方角及びそのアライアシン
グ状態に基づいて行われる。図４９に線の方向に基づいた四辺形割り付けを示す
。

【０３０３】 線が位置する四辺形は、（ｘ０、ｙ０）に対する（ｘ１、ｙ１）の相対位置を
見ることによって決定される。ｘｈｗ、ｙｈｗ、及び四辺形用の原線ディスクリ
プタが決定される。本発明者らは、StrtClipX,StrtClipY、EndClipX,EndClipY,O
pX,及びOpYのアサイメントもここに加えた。これら６つのパラメータは、点描線
の処理中に使用される。StrtClipX,StrtClipY,OpX,及びOpYは、完全にタイルの
外側にある全ての点描セグメントの初期除去中に使用される。OPSに伴うEndClip
X,EndClipYは、いつ線がタイルを励起するかを決定するのに使用される。

【０３０４】 本処理は、さらなる処理のために、我々に四辺形用の頂点及び原線ディスクリ
プタを与える。 ５．６．２．５ 点描線処理 本規格中の他の場所に概要を示すように、点描線処理には２つのステージがあ
る。最初にタイルに接触していない点描セグメントを取り除き、新たな開始点描
ビットを計算する。次に、線を横切って点描内の１ビットの列に対応する線長を
生成する。四辺形頂点生成が我々に半値幅の遷移を提供してくれたものと想定す
る。最初のステップは、ガードバンドによりエッジを遷移した後に線のタイル境
界との交差点を探し出すことである。SRTブロックが我々に対してタイルに接触
している線のみを送信することに注目する。従って、スロープなどに基づいた線
の三重リジェクションをチェックする必要がある。StrtClipX,StrtClipY,OpX,及
びOｐYは前節で入手されている。

【０３０５】 一旦交差点(xint,yint)が演算されると、与えられた開始点と交差点の間にわ
たる点描パターンビットの数を見つける。本stplStartは、ｎビットに加えられ
、考慮のために必要な現点描を見つけるのに低位の4ビットが必要である。StplR
epeatStartは、変更されないままである。線の開始点は、「ｎビット」点描パタ
ーンビットの収容に使用される線の長さにより遷移する。

【０３０６】 本発明者らは、よりタイトなクリッピングを行い、新たなstplRepeatStartを
生成することもできたことに注意するべきである。本手順は、最良の場合は最大
で追加四辺形の１処理をセーブするので、行われることはない。この利点がハー
ドウェアコストを増加することはない。

【０３０７】 我々はここで、線セグメントを横切り、最初のビット用のstplRepeatStartに
おいて開始する更なる繰り返し係数を用いてstplStartビットから点描パターン
内の１ビットの各走行用の四辺形の生成を開始する。実施例について考える。St
plStartが１４でstplRepeatが５でstplRepeatStartが４の場合、我々は、15番目
のビット（例えば点描パターン内の最終ビット）に移る前に１４番目のビットを
サンプルパターンで一回塗る。14番目及び１５番目のビットの双方が設定された
ら、0番目の点描ビットは設定されず、四辺形線セグメントは６の長さを持つ。
擬似コード内のXscale及びYscaleは、点描線の前処理中にサブルーチンDoStippl
eClip内で先に演算されたそれらと同じものである。

【０３０８】 一度得られた線セグメントエンドポイントは、実線として収容可能である。全
ての四辺形に共通のパラメータが一度だけ演算されれば済むように、マイクロア
ーキテクチュアに最適化が導入される。深度の傾き、線スロープ、深度オフセッ
ト、及びｘｈｗ、ｙｈｗは全ての点描四辺形に共通であり、それゆえ一度だけ生
成すれば良い。 ５．６．２．６ タイル境界にクリッピングされた四辺形 最小ｚ及びCULブロック内でMCCAM選別に必要なバウンディングパラメータを得
るために、我々は現タイル上の原線の交差を考慮する必要がある。我々の統一さ
れた原線表現において、我々はさらに一般化された四辺形を使用して三角形を表
現する。我々は、原線クリップディスクリプタを使用してタイル上の原線の交差
を表す。これらディスクリプタは、タイルの４つのエッジ及び交差が有効な値を
作成したかを示す有効な添付フラグを持つ原線の交差点である。クリップディス
クリプタのネーミングを図５０に示す。下記の各項に原線のタイルへのクリッピ
ングに使用されるアルゴリズムの詳細を示す。 ５．６．２．６．１ 頂点クリップコードの演算 我々は先ず、各原線の頂点に対してクリップコードを演算する。クリップコー
ドは、図５０に示すように頂点に割り付けられており、各頂点に対して下記のよ
うに得られる。

【０３０９】

【数１３】 ５．６．２．６．２ 交差の演算 我々はクリップコードを使用してクリッッピングされる必要のあるエッジ及び
目標境界を決定する。考慮されている原線は凸面である。各タイルエッジは半平
面を定義し、それゆえ我々は各エッジにおいて２つまたは0個の交差するポイン
トを持つ。

【０３１０】 上部タイルエッジ上でのクリッピングは、上部タイルエッジ上の左右のクリッ
プ頂点であるlLeft及びlRightを生じる。

【０３１１】 下部タイルエッジ上のクリッピングは、上部エッジ上のクリッピングと同様に
実行される。下部エッジクリッピングはｂLeft及びｂRightすなわち、左下部及
び右下部のクリップ頂点を生じる。

【０３１２】 左右エッジクリッピングは、ｘに分類された頂点を使用して左エッジに高及び
低交差するポイントlLow及びlHighを、右エッジにrLow及びrHighを生じる。左エ
ッジに対する手順は、下部エッジと同様であり、右エッジに対する手順は、上部
エッジと同様であることに注意する。我々がスロープディスクリプタの代わりに
逆スロープディスクリプタを使用していることにも注意する。

【０３１３】 左タイルエッジ上のクリッピングは、右タイルエッジと同様に行われる。左エ
ッジクリッピングの出力は２点lLow及びlHighである。

【０３１４】 我々はここで、８点全て、つまりlLeft、lRight、ｂLeft、ｂRight、、lLow、
lHigh、rLow、及びrHighを入手する。 ５．６．２．６．３ 交差ポイントの有効化 最初に交差ポイントを有効化してそれらが正しい範囲にあることを確認する。
例えば、上部タイルエッジを持つ交差ポイントは、両方ともタイルの左側である
可能性がある。この場合、交差ポイントは無効とマークされる。エッジを持つ交
差が1つまたは両方のタイル上部コーナーを含む場合、有効な新しい交差ポイン
トが生成される。

【０３１５】 交差ポイントのいずれもが有効でない場合は、原線は廃棄される。ほとんどの
場合、タイルの外側に位置する三角形はSRTブロックにより廃棄される。しかし
ながら、まれなケースでは、そこにおける頂点の１１．３へのスナッピングが幾
つかの曲がりくねりの原因となる長く細い三角形のような完全にタイルの外にあ
る三角形を我々が得ることもある。この場合、有効なフラグが我々に三角形を廃
棄することを許可する。 ５．６．２．６．４ ウィンドウの外側の四辺形頂点 ウィンドウのエッジにおけるタイル上の広い線により、一つ異常の算出された
値がウィンドウ範囲の外側に位置することが可能である。Setupは、余分な座標
範囲の2ビット（１つは負の値を許可し、１つは大きさの範囲を増加する）をキ
ャリーすることにより上記の状態を処理することができる。CULブロック（ｘ座
標に対して１４．２）に送信されるデータの範囲及び精度はウィンドウ範囲内の
点を定義するに十分である。CULブロックがSetupから入手するデータは左右のコ
ーナー・ポイントを含む。四辺形頂点がウィンドウ範囲の外側に落ち込むケース
では、Setupは下記値をCULに渡す。 ・ tRightxがウィンドウ範囲の右側の場合は、右ウィンドウエッジへのクラン
プ ・ tLeftxがウィンドウ範囲左側の場合は、左ウィンドウエッジへのクランプ ・ v[VtxRightC].xがウィンドウ範囲の右側の場合、例えば右タイルエッジを右
コーナーとして頂点rLowを送信する。 ・ v[VtxLeftC].xがウィンドウ範囲の左側の場合は、左タイルエッジ上の下部
クリップポイントなどのlLowを左コーナーとして送信する。 本処理は、図５１に図示されている。

【０３１６】 三角形がジオメトリによって有効なウィンドウ範囲にクリッピングされること
に注意する。我々が配慮しなければならないのは、広い線に対して生成される四
辺形だけである。Cullは、ラスタ画像処理中にスパン及び点を計算しているばあ
いに、エッジ歩行中の範囲外のx値の原因となるオーバーフローおよびアンダー
フローを検出する必要がある。オーバーフローまたはアンダーフローが起きた場
合、ｘ範囲はタイル範囲内でクランピングされなければならない。

【０３１７】 我々はここで、クリッピングされた点と有効なフラグを得た。我々はここで、
zmin、バウンディングボックス、及び参照スタンプの演算へと進むことができる
。 ５．６．２．７ バウンディングボックス、最小Z及び参照スタンプ決定 バウンディングボックス、zMin、及び参照スタンプ値の演算のために、我々は
原線のタイルとの交差を使用する。我々は、タイル内に位置する原線の一部に対
して最小Z値を演算する。境界への原線のクリッピングは、Cullブロック内MCCM
選別に対するZminのタイトな評価を得るために重要である。 ５．６．２．７．１ バウンディングボックス演算 原線交差のバウンディングボックスはクリッピングされた頂点を検査すること
によって決定される。我々は最初にバウンディングボックスをタイル境界に初期
化し、次にエッジクリップ点を検査することによりタイル内へと移動する。

【０３１８】 我々はここで、バウンディングボックスを得た。これらxmin,xmax,ymin,ymax
pixel座標はスタンプ座標へと変換する必要がある。本処理は、先ず座標をタイ
ル関連の値に変換し、次に３つの高位ビット（例：１ビットにより右シフト）を
考慮することにより完了する。xmax（及び/またはymax）がタイルのエッジ上に
ある場合を除いてはこの処理は効果的である。その場合、我々はシフティング前
にxmax（及び／またはymax）を１だけ増加させる。 ５．６．２．７．２ 最小Z演算 我々はここで、原線のタイルとの交差に対する最小ｚ値を演算した。我々は、
８つの交差ポイント及び、クリッピング演算に含まれていない可能性があるため
に、頂点i1を考慮する必要がある。深度演算は高価な動作であり、それゆえ我々
は実行すべき深度演算の回数の最小化を望んでいることに注意すべきである。ｘ
およびｙ内の部分的な導関数の符号を検査することにより、我々は、原線が完全
にタイルをカバーしている場合には、最小深度値に対応するタイルコーナーを検
出することができる。一旦タイルコーナーを決定すると、我々が必要なのは、2
つの最も近いクリッピングされた点における深度値を演算することだけである。
頂点i1におけるｚ値に伴うこれら２つの値は、最小ｚ値を提供する。

【０３１９】 我々はここで、最小ｚ値及びそれを得たクリップ頂点を知った。Z値は、CULに
送信される前に２４ビットにクランピングされる。我々はここで、参照スタンプ
及び参照ｚ値を演算する。 ５．６．２．７．３ 参照スタンプ及び参照Z演算 原線の各頂点に対してZataiを渡す代わりに、Setupは原線内の特定の点におけ
るZ値を表現する単一のZ値を渡す。Setupは、最小ｚを持つ頂点を含む参照スタ
ンプを選ぶ。我々は、頂点座標を整数値に切り上げ、対応するスタンプを検出す
ることにより本処理を完了する。右のエッジ上の頂点の場合は、参照スタンプが
演算される前に、ｘ座標は減じられる。Logicが参照スタンプを識別するために
使用さる。

【０３２０】 参照スタンプは、チップ頂点のｘ及びｙ座標に増分値を加え、ｘ及びｙ値を最
も近くにある偶数に切り上げて含まれているスタンプを検出することにより識別
される。

【０３２１】 参照Z値ZrefTileは参照スタンプの中央で計算される。Setupは、タイル内の位
置を指定する３ビット値のペアｘrefStamp及びｙRefStampにより参照スタンプを
識別する。参照スタンプはスタンプ内のタイルのコーナーからのオフセットとし
て識別されることに注意するべきである。

【０３２２】 我々は、スクリーンスペース内のオフセットを得るために、８（スタンプ内の
サブピクセルの数）で乗算を行わなければならない。

【０３２３】

【数１４】 我々はここで、三角形及び平行四辺形の処理に必要な全てを得た。 ５．６．２．８ 点処理 点の場合は、下記を検出する（図５２参照）。 CY₇（タイル座標内のタイルの上部エッジにクリップされる円の最上部の点） CY₈（タイル座標内のタイルの下部エッジにクリップされる円の最下部の点） Y_offset(CYTとクリッピングされていない円の下部の間の距離) X0（ウィンドウ座標内の中央のX座標） 点に対する必要な計算中では、我々は、０．０から１６．０の範囲を持つ関連
ｙ値用の８ビットを使用することに注意する。本処理は５整数ビットを必要とす
る。ピクセルあたりの８サブレスターに対して３少数ビットが考慮される。 ５．６．２．８．１ 無限ｄｘ/ｄｙ 無限ｄｘ/ｄｙは、エッジが完全に水平であることを暗示している。水平エッ
ジの場合は、２つのエンドポイントの内の一つがコーナー頂点（VtxLeftCまたは
VtxRightC）になるはずである。座標がウィンドウ範囲にある原線では、Cullは
無限スロープを利用しない。なぜならば、Cullのエッジ歩行アルゴリズムでは、
左及び／または右コーナーの頂点の値から、Cullがすでにコーナーを回っており
、水平エッジに沿って歩く必要は全くないということが分かる。

【０３２４】 不都合なことには、四辺形の頂点がウィンドウ範囲の外側に落ち込んだ場合は
、我々は、特に非アンチアライアスド線の場合に、軽微な問題に遭遇する。右上
部のコーナーがウィンドウ範囲の外側にある非アンチアライアスド線を考慮する
。RightCは次にｒLowクリップポイントに移り、Cullのエッジ歩行は水平エッジ
のコーナーを曲がることは考えず、ｔRight（またはｔLeft）のスパンエンドポ
イントを計算する。

【０３２５】 この場合、Cullのエッジ歩行はスロープを必要とする。エッジ歩行の開始点は
ウィンドウの最も端にあるために、エッジ歩行が現在符号が付加されているスロ
ープにより計算するXがオーバーフロー（またはアンダーフロー）の原因となり
、Xは単にウィンドウエッジにクランプバックされる。従って、どのようなスロ
ープの値を使用しているかは、それが正しい符号を持っている限り、実際には重
要ではない。

【０３２６】 無限の値も、Setup自身によるスロープの利用の上では重要ではない。Setupは
、スロープを使用してタイルエッジを含む原線のエッジの交差を計算する。交差
の計算で使用する等式は、X=X₀＋△Y*dx/dyである。この場合、無限のdx／dyが
必要なゼロの△Yを含む。従って、ｄｘ/ｄｙの値は重要ではない。

【０３２７】 Setupは、内部的に浮動小数点フォーマットでスロープを計算する。無限結果
が起きた場合には、浮動小数点ユニットが無限大フラグを出す。Setupは無限ス
ロープを気にせず、Cullは無限スロープの大きさを気にしないが、符号は気にす
るため、我々は実際に無限大を表す必要はない。正しい符号を決定するわずらわ
しさを解消するために、Setupは無限スロープをCull上に渡す前に強制的にZERO
に設定する。 ５．７ Cullブロック（CUL） ５．７．１ CULブロックの機能概要 Cullユニットは次の処理を受け持つ。１）事前シェ−ディングをしている隠れ
た表面の除去、及び２）原線ジオメトリのエンティティー（三角形、線、及び点
）を可視スタンプポーション（VSP）と呼ばれるスタンプベースのジオメトリエ
ンティティーへの分解である。Cullユニットは、一般的に、隠れた表面の保存性
選別を行う。Cullは、アルファテスト及びステンシルテストなどの一部「フラグ
メント動作」を扱わないため、隠れた表面を取り除くだけである。Cullブロック
のサンプルzバッファは２つの深度値を持つことができるが、Cullブロックは各
サンプルごとに原線の属性を保存するだけである。このように、サンプルが２つ
のジオメトリから混合する色を必要とする場合は、両混合ジオメトリを隠す後続
のジオメトリが存在する可能性がある場合でもCullは最初の原線を（タイムオー
ダーを使用して）パイプラインに送り込む必要がある。

【０３２８】 Cullユニットは、Setup Output Primitiveパケットを受信する。受信するパケ
ットの各々は、タイルごとに三角形、線、またはポイントを表す。Sortは、入り
ジオメトリエンティティーをタイルに貯蔵するユニットである。Setupは、隠れ
た表面の除去のためにより詳細なジオメトリに関する情報をCullに提供する目的
で原線を前処理するユニットである。Setupは、全てのエッジ、タイルを持つ原
線のバウンディングボックス、タイル内原線の最小深度値（一番前）及び他の関
連データの前計算を行う。Sortに先立ち、Mode Extractionはすでにカラー、ラ
イト、テクスチャ、及び関連モードデータを抽出している。Cullは、Cull及びPo
lygonメモリ内に保存されたカラー、ライト、及びテクスチャデータをポイント
するColorポインタと呼ばれるポインタに関連するモードデータを取得するだけ
である。

【０３２９】 Cullユニットは一度に１つの可視スタンプポーション (VSP)をMode Injection
ユニットに送信する。Mode Injectionは、VSPをそのカラー、ライト、及びテク
スチャデータと再結合し、パイプライン内のFragment及び後続のステージに送信
する。

【０３３０】 Cullユニットは２つの主な機能を実行する。一次機能は、フレームバッファの
最終結果に影響を及ぼさないように保証されたジオメトリの除去である（例；保
存ベースの隠れた表面の除去）。第二の機能は、スタンプポーション（SP）単位
への原線の分解である。スタンプポーションは、原線の与えられたスタンプとの
交差である。ポーションの量はサンプリングにより決定される。いずれのスタン
プも、１６の事前に決定されたサンプルポイントを持つ（実際には、スタンプ内
の各ピクセルは４つの事前に決定されたサンプルポイントを持つ）。次に、ポー
ションの「サイズ」が数字で与えられ、与えられたスタンプ内でサンプルポイン
トが原線にカバーされる。

【０３３１】 Cullは一度に１タイルの原線を処理する。しかしながら、現フレームの場合は
、パイプラインは次の２つのモードのいずれかで動作する。１）Time Orderモー
ド、または２）Stored Transparencyモードである。Time Orderモードでは、頂
点及びモードのタイムオーダーは各タイルと共に保存され、タイルはデータを通
じて単一のパス内で処理される。すなわち、与えられたタイルでは、頂点及びモ
ードが書き込み時と同じ順序で読み出されるが、現タイルに影響を与えない場合
にはスキップされる。Sorted Transparencyモードでは、各タイルの処理は複数
のパスに分割される。最初のパスでは、保証された不透明ジオメトリが処理され
る（Sortブロックは本パスに対して非透過ジオメトリを送信するだけである）。
後続のパスでは、潜在的に透過なジオメトリが処理される（Sortブロックは、各
パスに対して全ての透過ジオメトリを繰り返し送信する）。各パス内では、タイ
ムオーダリングが保存され、モードデータが本パスの正しいタイムオーダー箇所
に挿入される。

【０３３２】 Time Orderモードでは、タイル内に「単純不透明ジオメトリ」(例：しザース
テスト、アルファテスト、カラーテスト、ステンシルテスト、ブレンド、または
ロジコプなし)しかない場合は、Cullは、Mode Injectionに対していずれのVSPを
もディスパッチするまえに、タイル内の原線を処理する。なぜならば、Cullの隠
れた正面の除去アルゴリズムは、各サンプルに対し、そのサンプルをカバーする
原線（例：カラー）を明確に決定するためである。

【０３３３】 Time Orderモードでは、入力ジオメトリがタイル内で「単純不透明ジオメトリ
」に限定されていない場合は、VSP（VSPの全セットまたは選択されたVSP）の配
列ディスパッチが必要となる場合がある。しかしながら、別のタイルのVSPのデ
ィスパッチが可能になる前に与えられたタイルの全VSPは例外なくディスパッチ
される。一般的に、1つ以上のジオメトリが、いずれかのサンプルに対して（ピ
クセル内の）最終タイル値に影響を与え得る場合は、早期のディスパッチが必要
になる。

【０３３４】 Sorted Transparencyモードでは、各タイルは複数パス内で処理される（同タ
イル内に少なくとも幾つかのジオメトリがあるものと想定）。各パスにおいては
、VSPの早期ディスパッチはない。

【０３３５】 入力パケットが原線パケットの場合、PrimTypeパラメータが原線タイプ(三角
形、線、または点)を示す。すなわち、パケットは原線を平行四辺形として表し
（スクリーンには合わせない）、三角形及び点として表すのは縮退の場合である
。ここで、「統一された表現」は、「Setup Output Primitiveパケット」の節で
詳細に述べられている。このパケットは、Mode Injectionが使用するカラーポイ
ンタを含む。このパケットは、その多くが各原線ごとに変化できる幾つかのモー
ドビットも含む。次のものが「モードビット」と認識され、Z Cull状態マシーン
に入力される。CullFlushCurrent、DoAlphaTest、DoABlend、DepthFunc、DepthT
estEnabled、DepthTestMask、及びNoColorである。

【０３３６】 原線に加えて、Cullは次のパケットタイプを受信する。Setup Packet Clearパ
ケット、Setup Output Cullパケット、Setup Output Begin Frameパケット、 S
etup Output End Frameパケット、Setup Output Begin Tileパケット、及びSetu
p Output Tweenパケットである。これらパケットタイプの各々は、後続の節で詳
細に述べられている。しかしながら、これらパケットは総体的に「モードパケッ
ト」として知られる（確実に惑わされ易い名前である）。

【０３３７】 Setup Output Clearパケットは、ある種のバッファクリアが行われることを示
している。しかしながら、ユーザフレームの開始時の（そしてシザーステストを
受けない）バッファクリアは、開始タイルパケットに含まれる。

【０３３８】 Setup Output Cullパケットは、モードビットのパケットである。本パケット
は、次の処理用のビットを含む。１）MCCM Cull及びZ Cullプロセスの有効化／
無効化、２）Cullブロックから全VSPを洗い流すビットCullFlushAll、及び３）
３タイプの原線のアンチアライアシングを無効化するAliasPolys、AliasLines、
及びAliasPointsである。

【０３３９】 Setup Output Begin Frameパケットは、Cullに対して新たなフレームが開始中
であることを伝える。次のパケットはSort Output Begin Tileパケットである。
Setup Output Begin Frameパケットは、パイプライン全体を通じて必要な全ての
フレーム前情報を含む。

【０３４０】 Setup Output End Frameパケットはフレームが終わり、現タイルの入力が完了
したことを示す。

【０３４１】 Setup Output Begin Tileパケットは、Cullに対して現タイルが終わり、処理
されたデータがパイプラインに洗い流されることを伝える。同時に、本パケット
は新たなタイルの原線の処理を始める。パイプラインがSorted Transparencyモ
ードにあるためにタイルを繰り返さなければならない場合には、このタイルは他
のSetup Output Begin Tileパケットを必要とする。従って、特定なタイルが不
透明なパスと4つの透過パスを必要とする場合、合計５つの開始タイルパケット
がSetupから送信される。本パケットは、ウィンドウ内のタイルの位置を指定す
る。

【０３４２】 Setup Output Tweenパケットは、実際にはタイル間であるフレーム間（‘twee
nと略）で生起する。Culは、このパケットを空のボックスとして扱い、単にパイ
プライン内を送信する。このパケットは、１つのパラメータ、１４４ビットのTw
eenDataしか持たない。

【０３４３】 図５３にCullブロックの基本ブロック図を示す。

【０３４４】 原線を受信すると、Cullは、原線のバウンディングボックスを持つMCCA９００
２に問い合わせて受信した原線を除去しようとする。MCCAMが原線が完全にタイ
ル内に隠れていると伝えてきた場合は、原線は捨てられる。MCCAMが原線を完全
に拒絶できない場合は、スタンプリスト生成する。リスト内の各スタンプは、目
に見える可能性のある原線の一部を含むことがある。この潜在的に可視なスタン
プのリストは、Cullのスタンプ選択ブロック９００８に送信される。スタンプ選
択ブロックは、原線のジオメトリデータを使用して、実際に原線が接触するタイ
ルの各スタンプの配列内のスタンプのセットを決定する。MCCAMが提供するスタ
ンプリストとの組み合わせで、スタンプ選択ブロックは、一度に1つの潜在的に
可視なスタンプ９００６をZ Cullブロック９０１２に向けてディスパッチする。
各スタンプは１６×１６サブピクセルの格子に分割される。各水平格子線は、サ
ブラスター線と呼ばれる。スタンプごとの各１６サンプル点は、２５６の予想さ
れるサブピクセル位置の内の一つの中心で（アンチアライアスド原線に対して）
落ち込む。各ピクセルは、その境界内に４サンプル点を持つ。原線に接触するス
タンプの配列内のスタンプのセットの決定には、少なくとも１サンプル点を含む
各サブラスター線内原線の最も左または右の位置の計算が関係する。我々は、こ
れら最も左及び右の位置をXleftSubSi及びXrightSubSiと呼ぶ。これらは、それ
ぞれサンプルｉに対するｘ最左サブラスター線及びｘ最右サブラスター線を表す
。サンプルは０から１５に計数される。XleftSubSi及びXrighSubSiの決定は、特
にエッジ歩行プロセスと呼ばれる。我々がエッジ（ｘ０、ｙ０）上の点を知って
いる場合は、ｙ１のｙ位置に対応するｘ１の値は下記により簡単に決定できる。

【０３４５】

【数１５】 スタンプ番号に加えて、１６のXleftSubSi及びXrighSubSiのペアのセットもス
タンプ選択ブロックからZ Cullに送信される。

【０３４６】 Z Cullユニットは一度に１つのスタンプ番号（またはStampID）を受信する。
各スタンプ番号はMCCAMの決定により可視の可能性がある原線のポーションを含
む。１６のXleftSubSi及びXrightSubSiのペアのセットは、我々に対して１６サ
ンプル点の内のいずれが原線によってカバーされるかの選択を可能とする。サン
プルｉのｘ座標値Xsampleiが下式を満足すると、サンプルｉはカバーされている
。

【０３４７】 XleftSubS_i×Xsample_i＜XrightSubS_i カバーされた各サンプルに対して、我々は、そのサンプル点において原線のｚ
値を計算する。同時に、１６サンプル点全てに対する原ｚ値及びｚ状態がサンプ
ルｚバッファから読み出される。各サンプル点は、「保存性」または「正確」の
ｚ状態を持つことができる。Cullが受信するモードビットと組み合わされたｚ状
態は、サンプル有限状態マシンを駆動する。各サンプル点は、他のサンプルから
独立したFSMを持つ。状態マシンは、原線のｚ値及びｚバッファのｚ値間でサン
プルごとの比較を制御する。比較結果は、新たな原線が原線がカバーする各サン
プル点において見えているか隠されているかを決定するのに使用される。原線が
見えるサンプル点を持っている場合、可視サンプルパターンが新たなVSPカバレ
ッジマスク内に作成される。サンプルのピクセルFSMも、ｚバッファがどのよう
に同サンプルのために更新されるべきか、及び新たなVSPのサンプル点が早期に
ディスパッチされるべきであるかを決定する。なお、上記FSMは、間違いなくサ
ンプルポイントであるいずれかの旧VSPが、破壊されるべきか、早期にディスパ
ッチされるべきかを決定する。これらのサンプルごとの制御信号は、Z Cullによ
るSendNew、KeepOld、及びSendOldとして生成され、スタンプオプションマスク
ユニット９０１４に送信される。ピクセルの制限状態用の状態テーブルはアーキ
テクチュアの規格に記されているため、ここでは繰り返さない。最大１６個のサ
ンプルポイントのｚ値は、MCCAMを更新するのに使用される。

【０３４８】 分類された透過性はZ Cullの追加的発行を提示し、サンプルzバッファに対し
てZfar及びZnear値に関する議論をもたらす。Sorted Transparencyモードでは、
我々は、透過な原線に対し、タイムオーダーのラスター画像処理の通常モードの
代わりに一番前面にある不透明層に最も近い層から空間オーダーでラスター画像
処理されることを望む。本処理は、タイル用の透過原線がCullユニットを数回通
り抜けることを要求する。最初に、Sortユニットは不透明原線のみを送信する。
ｚ値は前項で説明されているように更新される。我々は、タイプZtarの不透明原
線に対してｚ値を呼び出す。パスの最後には、不透明VSPがディスパッチされる
。二回目のSortは、タイル用の透過原線をCullに送信するだけである。最初には
、ZバッファのZnearポーションは、考えられる最小の値にプリセットされる。Zf
arの後ろにあるｚ値を持つサンプル点は隠されているが、Zfarの前、Znearの後
ろのｚ値は不透明に近く、それゆえ現Znearのｚ値を置き換える。パスの最後で
は、我々は不透明層に一番近い層のｚ値を持つ。不透明な層に一番近いことを表
すVSPがディスパッチされる。Znear及びZfarの役目は入れ替えられ、Z Cullは透
過な原線の２番目のパスを受信する。本プロセスは、Z Cullが透過な原線の全て
の可能な層がそれ自身により処理されたと確定するまでは続けられる。分類され
た透過モードのZ Cullもまたピクセル制限マシンにより制御される。

【０３４９】 スタンプポーションマスクブロックは、タイル内の各スタンプに対してVSPカ
バレッジマスクを持っている。スタンプが保有できるVSPの数は、１６までであ
る。Z Cullから新たなVSPが来た場合は、VSPマスクは更新または早期ディスパッ
チが必要になる。スタンプポーションマスクブロックは、厳密にSendNew、KeepO
ld、及びSendOld制御信号によりマスク更新またはディスパッチを行う。新VSPが
潜在的にスタンプ内の全旧VSPのカバレッジマスクの変更能力を持っているため
、最大16個の旧VSPの更新が同時に起るはずである。スタンプポーションデータ
ブロック９０１６は、カラーポインタも含むVSPに伴う他の情報を含んでいる。
スタンプポーションデータメモリもタイルに含まれる全VSP用のデータを持つ必
要がある。新VSPが作成されると、それに伴うデータがメモリに保存される必要
がある。旧VSPがディスパッチされると、そのデータがメモリから検索される。
５．７．２ Cullブロック機能詳細 Cullブロックは次のサブユニットにより構成される。1)入力FIFO、２）MCCAM
Cull、３)Sibrasterizer、４）行選択、５）Z Cull、６）MCCAM更新、7)新VSPキ
ュー、８）Stamp Portionメモリマスク、9)Stamp Portionメモリスタンプポーシ
ョンメモリデータ、１０）ディスパッチキュー、及び１１）ディスパッチロジッ
クである。これらサブユニットを下記の各節で説明する。

【０３５０】 図５４にCullサブユニットのブロック図を示す。 ５．７．２．１ 入力FIFO 入力FIFOサブユニット９０５０は、Setupユニット８０００とインタフェース
する。本サブユニットはSetupからデータパケットを受信し、各パケットをキュ
ー内に収容する。必要なFIFOメモリ場所の数は、１６から３２の間であるが、こ
こでは我々は、深度を１６と仮定している。 ５．７．２．２ MCCAM Cull MCCAM Cullサブブロック９００２は、Spatial Addressableメモリ（MCCAM）を
使用して原線のバウンディングボックス上で空間的問い合わせを行うことにより
バウンディングボックス内の可視の可能性があるスタンプのセットを決定する。
Z比較のために本サブブロックが使用する値は、ZminTileである。MCCAM Cullは
、入力FIFOから１サイクルにつき１つの原線を処理する。FIFOが空でなく、取り
除かれた最後の原線がMCCAM Cullで決定されたごとく完全に隠されているか、ま
たは最後の原線が現在Subrasterizer９５０５２により処理されている場合には
、FIFOからの読み出し動作が実行される。すなわち、MCCAM CullはSubrasterize
rの「ワーカヘッド」にはならない。むしろ、本サブユニットはSubrasterizerが
処理する必要のある次の原線を得て、その後待ち状態に入るだけである。 ５．７．２．３ スタンプ選択ロジック内Subrasterizer サブラスタライザ９０５２は、エッジ歩行を実行するサブユニットである（実
際の演算は、「歩行」の語が示唆するようにインタラクティブではない）。スタ
ンプの各列はMCCAM Cullはスタンプの各列が潜在的に可視であることを示してい
る。本サブユニットは、16個のサンプル点の各々に対してXleftSubi及びXrightS
ubiを同時に計算する。各XleftSubi及びXrightSubiのペアは、原線に接触される
列内のスタンプのセットを指定する。Subrasterizerは、サンプル点が位置する
各サブラスタ線に対してスタンプの列内で接触されるスタンプのセットを決定し
、１つの接触されたスタンプのリスト内に接触された１６セットのスタンプを組
み合わせる。Subrasterizerは、各スタンプの列のために要求をMCCAM Cullに渡
し、可視スタンプリストを受信する。可視スタンプリストは、接触されたスタン
プリストと組み合わされ、それによりスタンプ列内の最終潜在可視スタンプリス
トが決定される。各列に対しては、可視スタンプセットがStamp Selectionロジ
ックのColumn Selectionポーションに送信される。Subrasterizerは、各サイク
ルごとに１つのスタンプの列を処理できる。原線が１つ以上のスタンプの列を含
んでいると、Subrasterizerは、１サイクル異常を費やしてその原線を処理し、
それゆえMCCAMに対して入力FIFOからの原線の除去を中断するように要求する必
要がある。Subrasterizer自身は、Column Selectionユニットからの要求に従っ
て中断することができる。 ５．７．２．４ Stamp Selectionロジック内カラム選択 カラム選択サブユニット９０５４はZ Cullユニット９０１２に対して各クロッ
クサイクル内で処理するスタンプを伝える。 ５．７．２．５ Z Cull Z Cullサブユニット９０１２は、サンプルｚバッファを含む。Subrasterizer
が計算したXleftSubi及びXrightSubiに基づき、このサブユニットは原線にカバ
ーされるスタンプ内のサンプルポイントのセットを決定する。このサブユニット
は次に、それらのサンプルポイントにおいて原線のｚ値を計算し、結果のｚ値を
上記スタンプ用のｚバッファ内に保存された対応するｚ値と比較する。この比較
の結果、現Cullモードビット、及びサンプル状態マシンの状態に基づいてｚバッ
ファが更新される。各サンプルに対して、Z Cull内の制限状態マシンが次のビッ
トを生成する。OldSampleKeep、OldSampleSend、NewSampleMask、及びNewSample
Sendである。NewSampleMaskビット（16個）のセットは新たなスタンプポーショ
ン（SP）カバレッジマスクを構成する。新SPがNewVSPキューにディスパッチされ
る。原線がスタンプ内で全く見えない事象（NewSampleMaskビットはFALSE）にお
いては、NewVSPキューには何も送信されない。 ５．７．２．６ MCCAM Update MCCAM Updateサブユニット９０５６は、16個のサンプルポーションに対して最
大16個の更新されたｚ値を決定し、MCCAMユニットに送信してMCCAMを更新する。
５．７．２．７ NewVSPキュー Z Cullサブユニットは、クロックサイクルごとに各Stamp Portionに対して次
の４つのビットセットを生成する。OldSampleKeep、OldSampleSend、NewSampleM
ask,及びNewSampleSendである。「理想的」な状況下では、SPM Mask&Validサブ
ユニットは、各クロックサイクルで新Stamp Portionを保存する。しかしながら
、VSPの早期ディスパッチが起きた場合は、SPM Mask&Validサブユニットは新Sta
mp Portion用に複数クロックを必要とする。本処理が起きると、NewVSPキュー９
０５８は新スタンプポーションを保存し、Z Cullに中断せずに進むことを許容す
る。

【０３５１】 NewVSPキューは単純キューである。本キューは、早期ディスパッチのケースで
のみ有用である。SPM Mask%Validユニットは、一度に１つのVSPしか扱えない。
早期ディスパッチに１つ以上のVSPが関与しており、我々がNewVSPキューを持っ
ていない場合、Z Cullユニットは動作を中断しなければならない。機能解析に基
づき、我々はタイル内で接触されるスタンプを４５０持つことを期待する。深度
の複雑さが２の場合、我々は各タイルに対してZ Cullから出てきた２２５のVSP
を得ることを期待する。我々が見ることのできる手段は、平均でスタンプあたり
約４VSPである。カバーする５０ピクセル領域をオンにしたブレンドを伴う三角
形は、平均３タイル上で接触でき、タイル内で接触できるスタンプの数は８以下
でなければならない。従って、我々はNewVSPキューの深度を３２とする。 ５．７．２．８ SPM Mask&Valid Stamp Portionメモリマスク及びValidサブユニットは、タイル用のVSPカバレ
ッジマスクを含む。各VSPエントリは、そこに有効なVSPが保存されているかを示
す有効ビットを必要とする。VSP用の有効ビットは他のメモリに保存されている
。本サブユニットは、マイクロアーキテクチュアのブロック図に示すように二重
バッファリングされている(例：２つのコピーがある)。活性状態ページは、現タ
イル用VSPを含み、一方ディスパッチ状態ページは最後のタイルのVSP（現在ディ
スパッチ中）を含む。新VSPがNewVSPキューからVSPが除去されると、活性状態SP
M Mask&Validユニット９０６０は、そのマスクメモリにすでに存在するVSPに対
してVSPMaskを更新し、新VSPをメモリの内容に加える。早期ディスパッチを必要
とするカラー混合などの状況が発生した場合は、活性状態のSPM Mask&ValidはSP
M Dataユニットを通じてVSPをディスパッチキューに向けてディスパッチする。
マスク更新または早期ディスパッチの動作は、Z Cull内で生成されるOldSampleK
eep、OldSampleSend、及びNewSampleSend制御信号が制御する。アクティブから
ディスパッチへの、またはその逆の状態遷移は、モードパケットが制御する。タ
イルのパケット信号送出の終わり（TRUEに設定されたCullFlushAllを伴うBegin
Tile、End Frame、Buffer Clear、及びCull Packet）の受信は、タイルをアクテ
ィブ状態からディスパッチ状態への及び逆の切り替えの原因となる。ページイン
ディスパッチ状態は、単純に各スタンプを通して循環し、全VSPをSPM Dataユニ
ット９０６４へと送信する。本ユニットは受信したVSPをディスパッチキューへ
と進める。 ５．７．２．９ SPMデータ Stamp Portion Memory Dataサブユニット９０６４は、タイル内の各VSP用にZs
tamp、ｄｚ/ｄｘ、ｄｚ/ｄｙ、及びColorPointerを保存する。このユニットも二
重バッファリングされている。SPM Mask&Validは、新VSP情報をSPM Dataへと送
信し、それが新VSPを送信すべきかそのメモリにセーブすべきかを伝える。新VSP
がセーブすべき場合は、SPM Mask&ValidはやはりSPM Dataに対して、１６の考え
られるスポットの内のどの場所をVSPが占有すべきかを伝える。なお、早期ディ
スパッチの場合は、SPM Dataはやはり旧VSP及びそれに伴う早期ディスパッチを
必要とするVSPMasksのリストを得る。SPM Dataブロックは先ずディスパッチする
必要のある旧VSPがあるかをチェックする。そのようなVSPが一つでも発見できた
場合は、本ブロックは単にそのメモリからVSPデータを読み出し、SPM Mask&Vali
dブロックからのVSPMaskと併合し、VSPをディスパッチキューに入れる。その後
、このブロックは新VSPがやはり送信すべきかをチェックし、すべきであった場
合は、本ブロックは新VSPデータをディスパッチキューに渡す。新VSPが送信すべ
きでない場合は、このブロックは新VSPデータをそのメモリに書き込む。 ５．７．２．１０ ディスパッチキュー及びディスパッチロジック このユニットは１エントリに相当するデータを２つのSPMディスパッチキュー
の内の１つからMode Injectユニットへと送信する。このユニットは、最初にデ
ィスパッチ状態SPMからディスパッチを試みる。Stamp PortionメモリがそのVSP
を使い果たした後でのみ、本ユニットは活性状態SMPディスパッチキューからデ
ィスパッチを試みる ５．８ Mode Injecionブロック ５．８．１ 始めに Mode Injection(MIJ)ブロックは、Mode Extractionブロックとの結合により、
グラフィックス状態及び関連情報を管理する。従来のグラフィックスパイプライ
ン内では、状態変化は増加する。例：状態パラメータの値は、変更されるまでは
有効である。従って、アプリケーションは変化したパラメータだけを更新すれば
良い。さらに、描画は直線的である。例：原線は受信した順で描画される。点、
線、三角形の細片、三角形の扇形、多角形、四辺形、及び四辺形の細片がグラフ
ィックの原線である。このように、全ての状態変化は、原線に関する空間情報を
受信するまではその原線の描画中有効である。

【０３５２】 本発明の一つの実施例中でAPEXパイプラインとして参照されているように、描
画はタイルベースで行われる。Geometry(GEO)ブロックは原線を順に受信し、全
ての頂点動作を行い、(変形、頂点ライティング、クリッピング、及び原線組み
立て)、及びパイプラインを通してデータを送信する。Sortブロックは、タイム
オーダーデータを受信し、同ブロックが接触するタイルにおいてそのデータを貯
蔵する。(各タイル内では、リストはタイムオーダーとなっている。)CULブロッ
クは、SRTブロックからタイル順にデータを受信し、接待に描画された画像に寄
与することのない原線のパーツを選別する。CULブロックはVSPを生成する。VSP
は、スタンプ上の多角形の可視ポーションに対応する。スタンプは画像の２×２
ピクセル領域である。TEX及びPHGユニットは、VSPを受信し、それぞれフラグメ
ントのテクスチャリング及びライティングする。Pixelブロックなどの最後のブ
ロックは、VSP及びフラグメントのカラーを使用して最終的な絵を生成する。

【０３５３】 原線は多くのタイルに接触する可能性があり、それゆえ、従来の描画パイプラ
インと違って、フレームの描画中に何度も現れることがある（本原線が接触する
各タイルにつき一回）。パイプラインは、原線がパイプラインを入力した時にグ
ラフィックスの状態を有効に記憶し、SRTから下りてくるパイプラインステージ
の問い合わせを受けるたびに呼び出される必要がある。MEXは、暫定オーダー状
態変更データを収集及びセーブするGeometryとSortブロック間のロジックブロッ
クであり、適切なポインタを原線の頂点に付加して原線が描画される場合に、正
しい状態に伴われる。

【０３５４】 Mode Injection(MIJ)ブロックは、状態ポインタ（MLMポインタ）が必要な時に
状態などの関連情報の検索する。このブロックは、情報の適切な再パッケージン
グも行う。再パッケージングの例は、多角形メモリ内の頂点データが検索され、
フラグメント用に原線（三角形、線、点）にバンドルされた場合に発生する。

【０３５５】 動作理論及びAPEX状態管理の背後にある一般原則はMEXブロックのアーキテク
チュア規格中の論点となっている。多角形メモリ内の種々のデータパケットの構
成もMEXブロック規格中で詳細に説明されている。我々は、本書の読者に対して
先ずMEXブロックアーキテクチュア規格を通読することを推奨する。

【０３５６】 本明細書中で、我々は最初にMIJブロックの基本的要件を説明する。次に我々
は、MIJブロックへの入力及び出力インタフェースについて論じる。機能詳細及
びMIJブロックが使用するアルゴリズムの説明をその後に行う。最後に、我々は
機能及びメモリ帯域幅要件を論じる。 ５．８．２ MIJブロックの機能概要 前述したように、MIJはCULブロックからVSPパケットを受信する。各VSPパケッ
トは、２×２ピクセルスタンプ上の原線の可視部分に対応する。Cullブロックか
らMIJブロックに出力されるVSPは、原線によって順序付けられる必要はない。ほ
とんどの場合VSPは、例えば異なる原線に対するVSPがインタリーブされる可能性
があるため、タイル上でVSPの走査順になっている。VSP内のフラグメントのライ
ティング、テクスチャリング、及び構成のために、MIJブロックからのパイプラ
インステージの下流は原線の種類（例：点、線、三角形、線モード三角形）に関
する、ウィンドウ及び目視座標などの原線のジオメトリ、ノーマル、カラー、原
線の頂点におけるテクスチャ座標、及びPixModesなどの描画状態、TextureA、Te
xtureB、Light、Material、及びStippleが原線に適用可能であか、といった情報
を必要とする。この情報はMEXの多角形メモリにセーブされる。MEXは、ColorPoi
ntersもSortに送信される各原線に付加するが、このSortは、また原線のVSPの各
々に渡される。MIJは本ポインタを復号化して多角形メモリから必要な情報を検
索する。

【０３５７】 MIJはBeingFrameパケットをCULから受信した後でフレーム上での作業を開始す
る。フレーム用のVSP処理は、CULがフレーム内の最初のタイルの処理を終え、MI
Jが最初のタイル用VSPを受信すると開始される。 ５．８．２．１ カラーポインタ復号化 カラーポインタは次の３つのパーツから成る。ColorAddress、ColorOffset、
及びColorTypeである。（ColorPointer及びMLM_Pointerの詳細説明に関しては、
モード抽出アーキテクチャ規格として参照される。）ColorAddresは、原線を完
成するColorVertexをポイントする。ColorOffsetは、MLM_Pointerを含む二重八
進数からColorAddressを切り離す頂点の数を提供する。ColorTypeは、原線のタ
イプ、各ColorVertexのサイズ、及びモード三角形用の有効なエッジに関する情
報を含む。原線を作成するColorVerticesの長さは、２個、４個、６個、または
９個の二重八進数である。MIJはColorPointerを復号化してMLM_Pointerを含む二
重八進数及び全ての原線を作成性するColorVerticesのアドレスを得る。MLM_Poi
nterは、多角形メモリの６つの状態パケットの二重八進数アドレスを含む。 ５．８．２．２ キャッシュ管理 ５．８．２．２．１ 問題概要 MIJブロックは、VSPがステージに到着する前にFragment、Texture、Phong、及
びPixelブロックがVSP内フラグメントの処理に必要な全ての情報を持っているか
を確認する。すなわち、原線のColorVerticesは、MLM_Pointer内のポインタにポ
イントされる６つの状態パケット同様に、それらを必要とするブロック内、VSP
フラグメントが処理可能になる前に常駐していなければならない。MIJがMLM_Poi
nter、状態パケット、及びColorVerticesを各VSPに対して検索する場合は、MIJ
は各VSPに対してデータ１キロバイトの量になる。この量は、データ読み出しの
ための多角形メモリ帯域幅の１２５GB/秒に相当すし、FRG及びPIXブロックへの
データの書き出しに必要な量である。明確に、各VSPに対してデータを検索する
のは不可能であり、何らかの形のキャッシングが必要になる。

【０３５８】 VSPと原線に何らかの結合があることを想定するのが合理的である。例えば、
我々は同じ原線に対応する一連のVSPを得る可能性がある。我々はこの結合を使
用して多角形メモリから読み出され、Fragment及びPixelブロックに転送される
データの量を減少させる。原VSPが先行のVSPと同じ原線からディスパッチされた
場合、我々がデータ検索を実行する必要は全くない。以前に指摘したように、VS
Pは原線順にMIJには到着しない。代わりに、それらはタイル上でVSP走査順にな
る。例えば、別々の原線に対する走査線を横切るVSPは、インタリーブされるこ
とがある。この理由により、現在及び前のVSPのみに基づいたキャッシングスキ
ームは、帯域幅を約８０％カットする。他の計画はさらに優れた機能を提供する
。例えば、タイルの、実際には四辺形タイルの、全面上の原線結合に有利なスキ
ームなどを挙げることができる。明らかに、我々は、MIJ内のMLM_Pointer、各状
態パーティション及びカラー原線に対してキャッシュを保つことによて上記スキ
ームを実行することができる。各キャッシュのサイズは、それがタイル上に置か
れる頻度によって決まる。このスキームが問題を解決できる、または多角形メモ
リからデータを検索している間は、我々はMIJからFragment及びPixelブロックへ
のデータが変化するたびにデータ転送を扱う必要がある。我々は、この問題を下
記のように解決した。 ５．８．２．２．２ キャッシュデータ及びタグの切り離し MIJから検索されたデータは、他のブロックで使用される。従って、我々はキ
ャッシュデータをこれらブロック内に保存する。Fragment、Texture、Phong、及
びPixelブロックの各々がキャッシュのセットを持っている。これらキャッシュ
はそれらのキャッシュラインエントリに入る実際のデータを保持している。MIJ
はPolygonメモリからの各ユニットの関連データの検索及びユニットへの送信を
行い、上述の４ユニット内のキャッシュの各々の現在の状態を知る必要がある。
この処理は、各キャッシュに対してタグを保持し、MIJに対して全キャッシュの
管理を容認することによって完了する。このように、キャッシュデータは、それ
を必要とするブロック内に常駐し、キャッシュタグはMIJ内に常駐する。

【０３５９】 MIJは７つのキャッシュを下流ストリームのために管理する。その内１つはFRG
（ColorDataキャッシュ１００１６）用であり、TEX（TexA10018、TexB10020）、
PHG（Light10024、Material10022）、及びPIX（PixMode1002６及びStipple１０
０２８）ブロック用に各２つづつである。これらキャッシュの各々に対して、タ
グがMIJにキャッシュされ、データが対応するブロックにキャッシュされる。MIJ
はまた、タグに従ってデータエントリのインデックスを維持する。これら７つの
キャッシュに加えて、MIJは内部的に２つのキャッシュを効率のために維持する
。その内１つはColorVertexキャッシュ１００１２であり、他はMLM_Pointerキャ
ッシュ１００１４である。これらに対し、タグとデータの双方がMIJ内に常駐す
る。これら９つのタグキャッシュは、完全に結合可能であり、CAMｓを使用してC
hacheタグを調べる。これらキャッシュの一覧を図５５に示す。

【０３６０】 我々は、下記の各節でこれらキャッシュのキャッシングメカニズムを簡単に説
明する。 ５．８．２．２．３ 修正FIFO入れ換えポリシー MIJ内の全てのキャッシュに対して、我々は修正FIFOアルゴリズムを使用して
キャッシュを入れ換える。本アルゴリズムでは、我々はキャッシュ内の各エント
リのためにWashHitフラグをエントリタグと共に保持する。カウンタは、キャッ
シュ内で入れ換えられるべき現エントリを示すために使用される。 ５．８．２．３ カラーキャッシング 「カラー」キャッシングは、カラー原線をキャッシュするために使用される。
有効な処理機能のエクステントによって、多角形メモリ中のColorVertexの長さ
は２個、４個、６個、または９個の二重八進数となる。さらに、それぞれ点か、
線か、または塗りつぶされた三角形かによって原線は１つ、２つ、または３つの
ColorVerticesを必要とする。他のキャッシュと違い、Color Cachingは、通常の
キャッシュの調査及び入れ換えの問題に加えてデータサイズの問題に取り組まな
ければならない。

【０３６１】 たとえ多角形メモリ内の４分の１性能のカラー頂点が９個の二重八進数を占有
していても、実際には我々は９個の二重八進数全部は必要としないことに注意す
るべきである。事実、４分の１性能ColorVertex内には１２００ビットがある。
原線は３つまでのColorVerticesを持つことがある。我々は、ColorCashe内の各
エントリが９００ビットの幅を持つと想定する。このように、フル性能の塗りつ
ぶされた三角形は、１つのColorキャッシュエントリにフィットし、半分性能の
塗りつぶされた三角形は、２つのColorキャッシュエントリにフィットする。我
々は４つのColorキャッシュエントリを３分の１性能レート及び４分の１性能レ
ートの三角形に割り付ける。たとえ３分の１性能レート三角形が３つのColorキ
ャッシュエントリにフィットしても、我々はそれに４つのエントリを割り付ける
ことに注意するべきである。この処理は、我々が３分の１レートの原線に対して
３つのColorキャッシュエントリを使用した場合よりも、格段にキャッシュの保
守を容易にする。我々は、部分的に無効化された原線を扱う必要はない。

【０３６２】 Fragmentブロック内のColorキャッシュは、２５６個のフル性能カラー原線を
保持することができる。MIJ内TagRamはFragmentブロック内のカラーデータキャ
ッシュと１対１に対応する。PEXパイプライン内では、ColorAddressはカラー原
線を一意に識別することに注意するべきである。従って我々は、２４ビットのCo
lorAddressをColorキャッシュ用タグとして使用する。

【０３６３】 カラーデータ取り出し依頼はColorDataFetchサブブロックに送信される。本ブ
ロックはColorAddress及びカラータイプを使用して本原線に必要な頂点の数、各
頂点のサイズ、及び取り出される各頂点のColorAddressを決定する。我々は「カ
ラー」原線の実質的な数が細片または扇形の一部であることを期待する。ここで
は、ColorVertex検索パターン内で結合を利用する機会がある。本処理は頂点キ
ャッシング経由で行われる。CCIXは、Fragmentブロックに行くVSP内に組み込ま
れる。 ５．８．２．３．１ 他のキャッシング 本発明の構造は、Vertexキャッシング、MLM−Pointerキャッシング、Modeパケ
ットキャッシング、Controlパケットキャッシング及びFragmentとPixel Output
キュー Managementを提供する。 ５．８．３ 機能ユニット Mode Injectionブロックは、CULブロックとCULの下流側のパイプラインの残り
の部分の間に常駐する。MIJは、制御及びVSPパケットをCULブロックから受信す
る。出力側では、MIJは、FragmentおよびPixelブロックのインタフェースを行う
。

【０３６４】 MIJは下記処理を実行する役割を負う。 １BeginFrame、EndFrame、及びBeginTileなどの制御パケットのFragment及びPix
elユニットへのルーティング １．先取りパケットのSORTからPixelへにルーティング ３．VSPに対応する原線の全ての頂点に対するColorPointerの決定 ４．多角形メモリ内MLMPointerの位置決定及び検索 ５．多角形メモリ内の種々の状態パケットの位置決定 ６．検索の必要なパケットの決定 ７．Color、TexA、TexB、Light,及びMaterialキャッシュ（Fragment、Texture、
及びPhongブロック用）、PixModeto及びStippleキャッシュ（Pixelブロック用）
の内容把握及び適切なキャッシュポインタの各キャッシュミスデータパケットへ
の付加 ８．多角形メモリからの状態及びカラー頂点パケットの検索 ９・原線の構築。Polygonメモリは頂点ごとのデータを保存する。VSPの原線タイ
プによっては、MIJは多角形メモリから必要な頂点（三角形用に３つ、線用に２
つ、及び点原線ように１つ）を検索する。 １０．Fragment及びPixelブロックへのデータ送信 １１．パイプライン内の中断処理 １２・処理の終わりにおけるMEXへの信号送信 このように、Mode Injectionは、VSP内の各フラグメント用最終カラーの演算
に必要な頂点ごとのデータ同様に状態の検索を扱う。 ５．９ Fragmentブロック（FRG） ５．９．１ 概要 Fragmentブロックは、Cull及びMode Injectionの後、Texture、Phong、及びBu
mpの前に位置する。このブロックは、４つまでのシェ−ディングの必要なフラグ
メントから成る可視スタンプポーション（VSP）を受信する。VSP内フラグメント
は常に同じ原線に属する。従って、フラグメントは、全てのモード設定を含む頂
点において定義された原線データを共有する。与えられたピクセルの４つのサン
プルのうちの１つでも活性な場合は、サンプルマスクsMaskはVSPの活性サブピク
セルサンプルを定義する。これは、フラグメントがピクセルに必要であり、フラ
グメントに基づいたデータの作成に原線用の頂点ベースのデータに書き込みが行
われることを意味する。活性なサブピクセルサンプル位置が使用されてフラグメ
ントの対応するｘ及びｙ座標が決定される。

【０３６５】 帯域幅をセーブするために、Fragmentブロックは、同じ原線に属する複数のVS
Pに再使用されるカラーデータをキャッシングする。ヒットの場合は、Mode Inje
ctionは、キャッシュ内へとインデックスを含むVSPを送信する。キャッシュミス
の場合は、Mode Injectionは、新たなエントリをポイントするColorキャッシュ
インデックスを持つVSPパケットの送信に先立って、新たなカラーデータを持つ
キャッシュからエントリを入れ換える。同様に、全てのモード、素材、テキスチ
ャ情報、及びライト情報設定が使用されているブロックにキャッシングされる。
各キャッシュ用のインデックスもVSPに含まれる。多角形に加えて、Fragmentブ
ロックは幾つかのテクスチャ及びモード情報をキャッシングする。図５６がDSGP
パイプラインの後半のモードデータのキャッシングを示す。

【０３６６】 Fragmentブロックの主な機能は、VSP内の全活性フラグメント用の頂点に提供
される多角形情報の改ざんである。Fragmentブロックの出力ブロックにおいて、
我々は、なおもフラグメントあたりの全ての改ざんされたデータを持つスタンプ
を所持する。Fragmentブロックは与えられたフラグメントを並行に改ざんでき、
VSP内のフラグメントについては任意の順番で実行できる。フルに書き込まれた
スタンプは、受信時と同様の順番でTexture、Phong、及びBumpブロックへと送ら
れる。さらに、Fragmentブロックは、４つまでのテクスチャ用の詳細のレベル（
LODまたはλ）値を生成し、Textureブロックに送信する。

【０３６７】 Fragmentブロックは、可変スタンプ処理時間及びColorキャッシュフィルの潜
在性をスムーズにするために適切にサイズが決定されたFIFOをその入力に持つ。

【０３６８】 図５７にFragmentブロックのブロック図を示す。

【０３６９】 Fragmentブロックは、下記の６個のサブブロックに分割可能である。 １．キャッシュフィルサブブロック１１０５０ ２．Colorキャッシュ１１０５２ ３．Interpolation Coefficientsサブブロック１１０５４ ４．Interpolationサブブロック１１０５６ ５．Normalizationサブブロック１１０５８ ６．LODサブブロック１１０６０ 最初のブロックはColorキャッシュミスを扱う。新たな多角形データは、キャ
ッシュ内旧データを入れ換える。ColorキャッシュインデックスCCIXは入れ換え
るべきエントリをポイントする。このブロックは全ての多角形データを直接キャ
ッシュに書き込むことはしない。このブロックは頂点座標、ｗ座標の逆比例及び
オプションのテクスチャｑ座標を使用して重心係数を計算する。このブロックは
、重心係数を、それらの計算に使用される情報ではなく、キャッシュに書き込む
。

【０３７０】 第二のサブブロックはColorキャッシュを利用する。FragmentがVSPパケット（
ヒット）を受信すると、頂点の多角形データ及びそれに伴う重心係数をアクセス
するためにCCIXにポイントされるキャッシュエントリが読み出される。

【０３７１】 三番目のサブブロックは、VSPの最初のフラグメントに対して改ざん係数を用
意する。係数は、次のフラグメントの係数の増分計算に利用できるように、簡単
な等式のフォーマットで分子及び分母に表現される。分子及び分母双方が三角形
のすべての領域で除されるため、簡略化される。また、重心係数には冗長性（分
数の合計が全部に等しい）が組み込まれているため、分母が持つ心係数の３つの
セットの内の２つを提供するだけで、追加収容及び帯域幅がセーブされる。非性
能ケースでは、１以外のｑ値を持つテクスチャ係数が３つ以上の係数を持つ分母
を使用して書き込まれる。

【０３７２】 スタンプごとに与えられたｘ及びｙ座標は、スタンプ内の左下部ピクセルに対
応する。タイル内のスタンプの位置のみがこれらの座標により決定される。別の
パケットが後続のスタンプが属するタイルの座標を提供する。ルックアップテー
ブルがsMask内の対応するビットと共に使用されて、出力確度におけるフラグメ
ントｘ及びｙ座標の下位ビットを決定する。この活性サンプル位置における改ざ
ん箇所の選択は、改ざん係数が１に等しいその合計により常に正の値であること
を保証する。

【０３７３】 第４のサブブロックは、各カバーされてピクセルに対してカラー、ノーマル、
テクスチャ座標、目視座標、及びBumpタンジェントを改ざんする。改ざん機構は
その正確さに従って４つのグループに分けられる。第１のグループは、８ビット
の固定小数点カラー分数を改ざんする。値の範囲は０から１であり、全てのビッ
トが１に設定された値１のバイナリ表現である。第２のセットは１６ビット、固
定小数点、ノーマル用ユニットベクトル、及び表面タンジェント方向を改ざんす
る。第３のセットは、１６ビットの対少数を持つ２４ビットの浮動小数点数を改
ざんする。頂点目視座標、ノーマルの大きさ、及び表面タンジェントはこのカテ
ゴリに含まれる。最後のグループは、やはり２４ビットのFP数であるテクスチャ
座標を改ざんするが、異なる改ざん係数を持つこともある。全ての改ざん係数は
、２４ビットFP値として生成されるが、８ビットまたは１６ビットの固定小数点
値を改ざんする場合は、より少ないビットまたは固定小数点表現を使用すること
ができる。

【０３７４】 第５のサブブロックは、ノーマル及び表面タンジェントを再正規化する。この
プロセス中に得られた大きさは廃棄される。オリジナルの大きさは、Phong及びB
umpブロックに送られる前に個別に改ざんが加えられる。

【０３７５】 テクスチャマップu、ｖ座標及び詳細のレベル（LOD）は、第６のサブブロック
内で評価される。重心係数は、テクスチャLODの決定に使用される。２つのテク
スチャ座標を持つ４つの異なるテクスチャがサポートされる。従って、ユニット
は４つまでのLOD及び２４ビットFP値で表されるフラグメントごとのｓ、ｔ座標
の２つのセットを提供することができる。 ５．９．１．１ sMask及びpMask 図５８に、種々の原線によって形成されるピクセルフラグメントを持つVSPの
例を示す。ｓＭａｓｋのコピーもシェ−ディングブロック（Fragment、Texture
、Phog、及びBump）をバイパスしてPixelブロックに直接送信される。バイパス
パケットもｚ値、Mode、及びPolygon Stipple Indicesを示し、VSPptrにポイン
トされる場所で、リオーダーバッファに書き込まれる。ｐMaskはFragmentブロッ
ク内で生成され、ｓMaskの代わりにTexture及びPhongへと送信される。実際のカ
バレッジはPixel内で評価される。 ５．９．１．２ 三角形に対する重心改ざん Fragmentブロックは、透視図修正された重心改ざんにより値を改ざんする。こ
の節においてプロセスを記述する。

【０３７６】 三角形の描画により生成された各フラグメントを伴うデータの場合、我々はこ
れらの値が、いかにして三角形内フラグメントに対して提供されたかを指定する
ところから始めた。我々は、三角形１１１７０に対して重心座標を定義した（図
５９）。重心座標は、次の３つの数字のセットである。各々[０，１]の範囲にあ
るA₀、A₁、及びA₂であり、A₀＋A₁+A₂＝１である。これらの座標は、三角形また
は三角形の境界上でいずれかの点ｐを下記のように一意に指定する。 ｐ（ｘ、ｙ）＝A₀（ｘ、ｙ）×V₀＋A₁（ｘ、ｙ）×V₁＋A₂（ｘ、ｙ）×V₂ ここで、V₀、V₁、及びV₂は三角形の頂点であり、A₀、A₁、およびA₂は下式の通り
である。

【０３７７】

【数１６】 ここで、Area(i,j,k)頂点ｉ、ｊ、及びｋを持つ三角形のウィンドウ座標内の
領域に与える。本領域を演算する一つの方法を下記に示す。 Area(V₀,V₁,V₂)＝１/２（ｘ_W0,×ｙ_W1−ｘ_W1×ｙ_W0＋ｘ_W1×ｙ_W2−ｘ_W2×ｙ_W1＋
ｘ_W2×ｙ_W0−ｘ_W0×ｙ_W2） V₀、V₁、及びV₂データをそれぞれｆ₀、ｆ₁、及びｆ₂として与える。次に、三
角形のラスタ画像処理により生じたウィンドウ座標ｘ及びｙを持つフラグ面tに
おけるデータの値ｆ（ｘ、ｙ）な下記により与えられる。

【０３７８】

【数１７】 ここで、W_c0、W_c1、W_c2はそれぞれV₀、V₁、およびV₂のクリップｗ座標である
。A₀、A₁、及びA₂はデータが与えられるフラグメントの重心座標である。 a₀=a₁＝a₂＝１ 次の式で表されるテクスチャｓ及びｔ座標は例外である。 a₀=q₀、a₁＝ｑ₁、a₂＝ｑ₂ ５．９．１．３ 線に対する改ざん 線に沿ったフラグメントデータに対する書き込みの場合は、多少異なった公式
が使用される。

【０３７９】 作成されたフラグメントセンターのウィンドウ座標をｐ_r＝（ｘ、ｙ）で与え
るようにし、ｐ₂＝（ｘ₂、ｙ₂）及びp₁＝（ｘ₁、ｙ₁）を線のエンドポイント（
頂点）とする。下記のようにtを設定し、ｐ₁においてｔ＝０であり、ｐ₂におい
てはｔ＝１である。

【０３８０】

【数１８】 ５．９．１．４ 点に対する改ざん 原線が点の場合、改ざんは一切行われない。頂点２はデータを保持しているも
のとする。ｑがｓに等価でない場合は、ｓ、ｔ、及びｒ座標がｑによって分割さ
れる必要がある。 ５．３．１．５ ベクトル改ざん バンプマッピングの場合、ノーマル及び表面タンジェントは有向ユニットベク
トルを伴う大きさを持つ場合がある。この場合、我々はスカラー大きさとは別に
ユニットベクトルコンポーネントを改ざんする。この処理は、明らかに大きさを
持つｘ、ｙ、及びｚコンポーネントを改ざんするよりも、良い視覚的結果を与え
る。この事実は、方向と大きさが別々に使用されている場合は特に重要である。

【０３８１】 図６０に、異なる大きさのベクトル間の改ざんがいかにして不均等な角度の粒
の結果をもたらすかを示す。これは、我々がノーマル及びタンジェントに対して
この方法で改ざんをしない理由である。 ５．３．１．６ フラグメントｘ及びｙ座標 図６１に、いかにしてフラグメントｘ及びｙ座標を使用して改ざん係数が形成
されるかを示す。タイルｘ及びｙ座標は、タイル処理フォームの開始時に最上位
ビットとなる。サンプルマスク（sMask）が処理を必要とするフラグメントを見
つけるのに使用される。ルックアップテーブルは、サブピクセル確度において最
下位ビットを与える。我々は、サンプル場所の選択された２ビットを取り除くこ
とができる場合にはULTのサイズを減少させることが可能となる。 ５．９．２ 等式 ５．９．２．１． キャッシュミス計算 最初の重心係数は、Fragmentユニット内のColorキャッシュミスの評価に必要
である。三角形の場合は下式となる。

【０３８２】

【数１９】 上記の等式内でｘ_W0,ｘ_W1,ｘ_W2は３つの三角形の頂点のx座標である。同様に
、ｙ_W0,ｙ_W1、及びｙ_W2は三角形頂点の３つのy座標である。実際の重心係数の場
合、全てのコンポーネントは三角形の領域によって分割されなければならない。
我々のケースでは、やはり領域により分割された係数を持つ分母を形成する透視
図修正のためにこの処理は必要ない。

【０３８３】 頂点座標ｘ_W1,ｘ_W2,及びｙ_W1,ｙ_W2を持つ線の場合は、下式が適用される。

【０３８４】

【数２０】 我々はいま、下記のように透視図修正重心係数コンポーネントを形成した。

【０３８５】

【数２１】 ここで、W_ic0は、頂点０のクリップｗ座標の逆比例である（逆比例はGeometry
内で実行される）。

【０３８６】

【数２２】 分母コンポーネントは、個々の定数を分子に加えることによって形成される。
D_x=C_x0＋C_x1+C_x2;D_y=C_y1＋C_y1+C_y2；D_k=C_k0+C_k2 上記計算は、各三角形に対して一回だけ実行すれば良い。カラーメモリキャッ
シュが同じ三角形の次のVSPに対して係数をセーブするのに使用される。キャッ
シュミスが起きた場合は、係数は最評価が必要になる。 ５．９．２．２ 改ざん係数 次に、我々は座標を持つVSPの最初のピクセルに対して重心座標を用意する。

【０３８７】

【数２３】 次に、ｘ方向の次のピクセルの場合は、下式を適用する。

【０３８８】

【数２４】 または、ｙ方向の次のピクセルの場合は、下式を適用する。

【０３８９】

【数２５】 非性能のケース（半分のレート）では、テクスチャ座標ｑ_n[m]が１に等しく、
ｎが頂点番号（０から２）で、ｍはテクスチャ番号（０から３）の場合、改ざん
テクスチャ座標用の追加分母が評価される。

【０３９０】

【数２６】 （ｘ、ｙ）座標を持つ与えられたピクセル用の重心座標が評価される場合、我
々はそれらを改ざんに使用する。線L0は必要ではないが、下記式内ではゼロであ
るものとする。 ５．９．２．３ 改ざん等式 フル性能モードでは、我々はテクスチャ座標の1セットを改ざんする。

【０３９１】

【数２７】 カラーを放散及び反射する。

【０３９２】

【数２８】 ８ビットカラー値は、実際に０から１の、それらの数字を含む範囲の分数であ
ることに注意する。変換により、失われた表現された数字は１−２−８である。
１の値は、失われた表現の場所を取って設定された全てのビットで表現される。
カラーインデックスがR、G、B、及びAの代わりに使用されている場合、８ビット
インデックス値がカラーのDiffuse及びSpeculaｒコンポーネントのR値を入れ換
える。

【０３９３】 表面はノーマルである。

【０３９４】

【数２９】 ノーマルベクトルは、改ざんの後で再正規化されなければならない。

【０３９５】

【数３０】 半分レート（蓄積）において、我々は必要な頂点目視座標を改ざんする。

【０３９６】

【数３１】 半分レート（蓄積）において、我々は４つまでのテクスチャ座標を改ざんする
。この処理は、単純等式または重心座標を使用して実行される。ｒテクスチャ座
標も、関連するボリュームテクスチャ描画に対して改ざんが加えられるが、フル
レートの３分の１においてである。

【０３９７】

【数３２】 ユーザによって頂点ごとのバンプタンジェントとして部分分数が提供された場
合は、我々はそれらを改ざんする必要がある。簡易化として、ハードウェアは常
に表面タンジェントを半分のレートで改ざんする。

【０３９８】

【数３３】 表面タンジェントもノーマルと同様に改ざんの後で正規化されなければならな
い。

【０３９９】 我々は、やはり重心係数を使用して、ウィンドウｘ及びｙ座標に関連してテク
スチャ座標の部分導関数を評価する。

【０４００】

【数３４】 ｑ_n[ｍ]が１に等しい事象では、Ｗ_i(ｘ、ｙ)がＷ_qi[ｍ]（ｘ、ｙ）と置き換わ
る。

【０４０１】 これは、改ざんされたｓ、ｔ、及びそれらの部分導関数の評価の代替法の優れ
た紹介である。

【０４０２】

【数３５】 他の項も同様に評価される。カラーやノーマルのような全ての改ざんを必要と
する値は、この単純等式で表現でき、三角形情報キャッシュにセーブして増分さ
れた評価アプローチにより演算要件を減少させることができる。

【０４０３】 我々は下記を定義する。

【０４０４】

【数３６】 個々で、λは詳細のレベル（LOD）と呼ばれ、ｐはテクスチャ画像の拡大縮小
をつかさどるスケール係数である。ｎ及びｍは、２次元テクスチャマップの幅及
び高さである。ｕ及びｖの部分導関数はｓ及びｔの部分導関数を使用して得る。
１次元テクスチャマップの場合、ｔ、ｖ、及び部分導関数δv／δｘ及びδｖ/δ
ｙはゼロに設定される。線の場合、下記の公式が適用される。 △ｘ＝ｘ₂−ｘ₁；△ｙ＝ｙ₂−ｙ₁ DSGPパイプラインはそれぞれテクスチャ座標を２セット持つ４つまでのテクス
チャをサポートする。特に、ｉ＝０．３の場合： TEXTURE_１D[ｉ]＝＝１またはTEXTURE_2D[i]==1、この場合、我々はテクスチャ
座標TEXTURE_COORD_SET_SOURCE[i]を使用してλを演算する。

【０４０５】 Fragmentブロックは、各活性テクスチャに対し、ｓ、ｔ、ｒ、及びλをTextur
eブロックに渡す。λは最終ＬＯＤでないことに注意するべきである。テクスチ
ャブロックには、λに対する値を得るためにＬＯＤクランピングなどの追加規則
が適用される。 ５．９．３ メモリキャッシングスキーム Fragmentは、３つのキャッシュを使用して必要な動作を実行する。一次キャッ
シュはカラーキャッシュである。本キャッシュは、原線（三角形、線、または点
）のためにカラーデータを保持する。キャッシュミス決定及び入れ換えロジック
は実際にはMode Injectブロックに位置する。Fragmentブロックは通常通り、付
加されたカラーデータを保持するエントリをポイントするインデックスを持つ「
ヒット」パケットを受信する。Mode Injectブロックがミスを検出すると、「フ
ィル」パケットが最初に送信されて、新しいデータを使用するためにいずれかの
[ヒット]パケットが送信される前にキャッシュ内エントリを新たしいデータと入
れ換える。従って、Mode Injectによって送信されたパケットの順番を変更しな
いことは重要である。なぜならば、キャッシュ入れ換え及び使用ロジックは、入
りパケットが順に処理されるものとしているからである。

【０４０６】 Fragmentブロックは、キャッシュが一杯になっている間、Colorキャッシュへ
の書き込みの前にデータの一部を変更する。この処理は、ミスタイム間に重心係
数を準備するために実行される。頂点ウィンドウ座標である頂点におけるｃｌｉ
ｐ−ｗ座標及び頂点におけるテクスチャｑの逆数が、C_x〔1:0〕、C_y〔1:0]、D_x
、D_y、D_k重心係数に置き換えられる。同様に、S_x、S_y、T_x、及びT_y値がキャッシ
ュミスの間に他のデータと共に保存される。

【０４０７】 Colorキャッシュは、その時点で２５６エントリ、４セットの添付キャッシュ
、に構成されている。Mode Inject及びFragument UnitのmicroArchitectureは、
目的の性能を保持するためにその構成を変更する。フルレートにおいては、Colo
rキャッシュのミスは、処理されたVSPの平均の15％未満と思われる。

【０４０８】 半分のレートで求められるデータは、Colorキャッシュに２つの連続エントリ
として保存される。このケースで提供されるインデックスは、常に偶数である。

【０４０９】 Fragmentブロックで使用されるテクスチャ情報には、２つのモードのキャッシ
ュが使用される。これらのキャッシュは、同等に編成されたものであり、各々２
テクスチャ分の情報を持っている。２つのテクスチャ座標TX01X及びTX11Xは、全
「ヒット」パケット内に提供されてテクスチャ座標を最大4つのテクスチャに付
加する。各テクスチャにつき、下記データがテクスチャモードキャッシュから読
み出される。

【０４１０】 TEXTURE＿１D、TEXTURE_２D、TEXTURE_３Dは与えられたテクスチャの有効ビッ
トである。

【０４１１】 TEXTURE_HIGH、TEXTURE_WIDTHはそれぞれu及びｖ計算内で使用されるｍ及びｎ
値である。

【０４１２】 TEXTURE_COORD＿SET_SOURCEは与えられたテクスチャにくくられるテクスチャ
座標を示す。

【０４１３】 テクスチャモードのキャッシュは、３２エントリ完全連結可能キャッシュであ
る。テクスチャモードのキャッシュ０の想定されるミスレートは、VSPあたり0.2
％未満である。

【０４１４】 なお、モードもModeキャッシュ中のFragmentにキャッシングされる。Modeキャ
ッシュは完全連結可能な８エントリキャッシュとして構成される。想定されるミ
スレートはVSPあたり0.001％未満である（無視できる）。下記情報がModeキャッ
シュにキャッシングされる。 SHADE_MODEL（1ビット） BUMP_NO_INTERPOLATE(1ビット) SAMPLE_LOCATION_SELECT（３ビット） ５．９．４ 可能な未来の思考 VSPの処理順序も変更が可能である。Pixelブロック前のリオーダーブロックが
スタンプを最構築する。同じｘ及びｙ座標（別々の原線に属する）を共有するVS
Pは、到着した順でPixelに渡されなければならない。各VSPに伴うVSPptrは、リ
オーダーバッファ内のVSPの位置を示す。バッファはFIFOとして構成され、最も
前に位置するシェ−ディングが完了したスタンプがPixelブロックへと向かう。

【０４１５】 VSP処理順序に関するもう一つの考慮は、種々のモードキャッシュである。モ
ードインデックスは、「ヒット」パケットが「ミス」パケットを横切らないこと
を想定している。これは、「ミス」パケットが「ヒット」パケットのバリアーを
形成することを表している。明らかに、Mode Injectionが提供した順序で下流側
ブロックがパケットを見るため、プロセス順序は対応するモードキャッシュ情報
を取り出した後で変更可能となっている。 ５．１０ Textureブロック（TEX） ５．１０．１ 概要 ３Ｄグラフィックスでは、多角形が使用されてオブジェクトの形を定義する。
テクスチャマッピングは、詳細画像を持つカラリング多角形により表面テクスチ
ャをシミュレートするテクニックである。特徴として、単一のテクスチャマップ
は多くの多角形から成るオブジェクトをカバーする。テクスチャマップはRGBAカ
ラー（Apex内で最大２K×２K）の長方形の配列である。ユーザは、Geometryブロ
ック内で手動または自動で各頂点のテックチャマップ内に座標を供給する。これ
らの座標は、各フラグメント用に改ざんされ、テクスチャ値はテクスチャマップ
及びフラグメントに割り付けられたカラーの中から調べられる。バンプマップ係
数もlight_textureエクステンションを使用して同様に得られる。詳細はPhongブ
ロックを参照されたい。

【０４１６】 オブジェクトは観察者から遠い場合は小さく現れるため、テクスチャパターン
がテクスチャリング中のオブジェクトと同サイズで現れるようにテクスチャマッ
プの縮尺を決めなければならない。無論、各フラグメントのテクスチャ画像の縮
尺及びフィルタリングは高価な計画である。Mipmappingは、走行中に描画者に対
して本作業の一部を避けることを許容する。ユーザは、引き続くより低いリソリ
ューションにおいて一連のテクスチャ配列を提供する。各配列は、指定された詳
細のレベル（LODまたはλ）を表す。Fragmentブロックは、観察者からの距離に
基づいて各フラグメントに対する詳細のレベルの値を計算し、Textureブロック
は二つの最も近いミップマップ配列の間を改ざんして同フラグメントに対するテ
クスチャ値を生成する。例えば、フラグメントがλ＝０．５を持っている場合、
Textureブロックはλ＝０及びλ＝１を表す配列の間を改ざんする。

【０４１７】 Apexボードは、１秒あたり２５０Mのテクスチャリングされたフラグメントに
おいて三線に囲まれたミップマッピングによる、テクスチャマッピングをサポー
トする。フラグメントあたり最大８つのテクスチャマップ及び８セットのテクス
チャ座標が相対的に低い性能でサポートされる。Apexは、SGIエクステンション
または高さ傾きフィールドを使用してバンプマップをテクスチャとして扱う。テ
クApexは３Dテクスチャマッピングを幾分低いレートで実行する。これは、テク
セルキャッシュが、オプションのテクセル再使用がより少ないため、上記処理を
より非効率的に実行するからである。

【０４１８】 我々は、Apex内で下記エクステンションをOpenGL1.1にサポートする。 ・ マルチテクスチャ…フラグメントあたり最大８テクスチャマップ及び８セッ
トのテクスチャ座標 ・ ３Dテクスチャ…３Dテクスチャは二線にはさまれた混合動作をサポートする
。３Dテクスチャに対する三線に囲まれたミップ−マッピングはソフトウェアで
扱われる。 ・ LODクランピング…テクスチャLODのサブセットのみをミップマッピングに使
用するよう要求する。 ・ エッジクランプ…クランピングされたテクスチャの正しい実行法 ・ 影…マルチパス影をサポートする簡単なエクステンション ・ バンプ及び深度テクスチャ（１２−１２−１２及び１６−１６）に対する符
号付きデータタイプサポート エッジクランピング、LODクランピング、及び３DテクスチャリングはOpenGL1.
2の一部である。

【０４１９】 テクスチャブロックはテクセルをキャッシングしてローカル使用を得る。テク
スチャマップは２×２ブロックのRGBAデータ（ブロックあたり１６バイト）テク
スチャメモリに保存される。ただし、ノーマルベクトルはこの限りではなく、１
８バイトブロック（６−６−６）に保存されることがある。 ５．１０．１．１ 仮想テクスチャ番号 ユーザは、テクスチャがOpenGLコールでユーザスペースから渡されると、テク
スチャ番号を提供する。ユーザは１マップでテクスチャリングされる幾つかの三
角形を送信でき、同じテクスチャ番号を付加されたテクスチャを、同じフレーム
内で三角形以外のテクスチャに変更することができる。我々のパイプラインは、
フレーム用のテクスチャデータの全セットがテクスチャブロックで利用可能なこ
とを要求する。ソフトウェア内では、我々は仮想テクスチャ番号を各テクスチャ
マップに割り付ける。 テクスチャメモリ テクスチャメモリはテクスチャブロックが現在使用しているテクスチャ配列を
保存する。ソフトウェアは、テックスチャ配列をホストメモリからテクスチャメ
モリにコピーすることによってテクスチャメモリを管理する。ソフトウェアはテ
クスチャ配列アドレスのテーブルもテクスチャメモリ内に維持する。 ５．１０．２．１ テクスチャアドレッシング テクスチャブロックは、仮想テクスチャ番号及びLODによってテクスチャ配列
を識別する。最も高いLOD用の配列は、単一レコードにまとめられる。（ある実
施例内ではRODは７つで、各RODは２１キロバイトを含む。）テクスチャ配列ポイ
ンタテーブルは、テクスチャ配列ID(LODに付加された仮想テクスチャ番号)をテ
クスチャメモリ内のアドレスと組み合わせる。我々は数千のテクスチャ配列番号
をサポートする必要があり、テクスチャ配列ポインタテーブルはテクスチャメモ
リに保存されなければならない。我々は、テクスチャ配列IDを１秒間に５００M
回アドレスにマッピングする必要がある。幸運ながら、隣接したフラグメントは
は通常同じテクスチャ配列を共用するため、我々は、テクスチャ配列ポインタ用
に良いタイルレートをキャッシュと共に得る必要がある。（ある実施例では、テ
クスチャ配列キャッシュのサイズは１２８エントリだが、他のサイズも、大小を
問わず利用できる。）図５２にテクスチャ配列アドレッシングの概要を示す。

【０４２０】 テクスチャブロックは、ダブルハッシングアルゴリズムを利用してメモリ内の
ポインタテーブルを検索する。ソフトウェアは、ハードウェアハッシングアルゴ
リズムを使用してテクスチャ配列ポインタテーブルを管理する。 ５．１０．２．２ テクスチャメモリ割り当て ソフトウェアは、テクスチャメモリの割り当てを扱う。テクスチャブロックが
テクスチャメモリ内にないテクスチャ配列を必要とすると、割り込みをホストに
送信する。ホストはメインメモリからテクスチャ配列をコピーし、上記のように
テクスチャ配列ポインタテーブルを更新する。ホストは、どのテクスチャ配列が
新しいデータにより上書きされるかを制御する。

【０４２１】 ホストは、ゴミの収集などのためにテクスチャメモリを再アレンジする。ハー
ドウェアは下記のメモリコピーをサポートする。 ・ ホストからメモリ ・ メモリからホスト ・ メモリからメモリ 正しい振る舞いを保証するために、同期スキームが採用される。乱暴な力まか
せのアプローチは、いずれのメモリコピー活動にも先立ってテクスチャブロック
を洗い流してしまう。しかしながら、我々はテクスチャ配列ポインタテーブル１
３１０６に基づいたより気軽な計画を大域的に取り入れることができる可能性が
ある。ソフトウェアは、幾つかのコマンドを使用してパイプラインを開始、停止
、及び洗い流す処理を通じて同期を制御する。下記「ホストコマンド」を参照。
５．１０．２．３ テクスチャメモリの内容 テクスチャ配列は２×２テクセルブロックに分割される。配列内の各テクセル
ブロックは、RGBA、RGA、または４つのテクセル用の高さ傾きデータを含むレコ
ードによりテクスチャメモリ内に表される。三線に囲まれミップ−マッピングに
よって与えられたフラグメントのテクスチャリングは、フラグメントが２×２ブ
ロックに関連してどこに落ち込むかにより、これらブロックの２から８バイトの
アクセスを必要とする。 ５．１０．２．４ テクスチャメモリデータパス テクスチャメモリとテクスチャブロック間の通常のパスに加えて、ホストメモ
リからテクスチャメモリへのパスがある。帯域幅は５００MB/ｓでなければなら
ない。このこの「バックドアバス」パスは、フレームバッファを及びテクスチャ
メモリをホストに接続する。我々は、ソフトウェアの制御下でのテクスチャメモ
リのメモリかたメモリへのコピーもサポートする。 ５．１０．２．５ テクスチャフォーマット ハードウェア内では、我々はOpenGl内部フォーマットRGBA8、RGB１２（符号付
き）及びLUMINANCE16_ALPHA16（符号付き）をサポートする。ソフトウェアは、R
GB8などのこれらフォーマットの記憶のサブセットを使用する他のフォーマット
をサポートする。バンプマップ係数などのテクスチャメモリの使用は、テクセル
ビットを他の方法で解釈する。テクスチャブロックの後で、全カラーが、コマン
ド、深度、及び高さフィールドのようなlight_texture量を除いて、８ビット量
として扱われる。

【０４２２】 上記のフォーマットをサポートするには、我々は２セットの１６ビット値、３
セットの１２ビット値、または４セットの８ビット値の直線改ざんを実行する必
要がある。Textureブロックは、４セットの数学的ユニットを使用して計算する
。内２つは１６ビット確度、１つが１２ビット確度、１つは８ビット確度である
。

【０４２３】 １６及び１２ビット動作の全てが符号付きである。正規のカラーを符号付１２
ビット数の扱いも８ビット符号なし異常を保存する。 ５．１０．２．５．０．１ ビデオテクスチャ 幾つかのYUV（またはYIQ）フォーマットの１つの中にビデオフィードがある。
我々はRGBへの変換を行い、２Dコアを使用してRGBを解釈し、Rambusマスクド書
き込みを利用してテクセルを２×２ブロックへ収容することにより値をテクセル
フォーマットへとパックする（スキャンラインオーダーの代わりに２×２ブロッ
ク）。本データはTextureメモリに保存され、正常テクスチャとして表示される
。 ５．１１ Phong及びBump Mappingブロック（PHB） ５．１１．１ アルゴリズム概要 Phongブロックは、テクスチャブロックからのテクスチャ情報を持つフラグメ
ントブロックからのカラー、マテリアル、ジオメトリック、及びライティング情
報を組み合わせてフラグメントのカラーを計算する。結果はカラードフラグメン
トであり、フレームバッファ内にすでに常駐しているいずれかのカラー情報と混
合されるとPixelブロックへと送り出される。

【０４２４】 Phongはフレーム、ファイル、またはスクリーンスペースを気にしない。 ５．１１．２ カラーインデックスモード テクスチャ及びフラグメントライテフィング動作は、カラーインデックスモー
ドには入らない。Phongブロックによって実行される唯一の計算は、フォグ計算
である。この場合、入力フラグメントカラーのR値の仮数は、０から２５５まで
変化する８ビットカラーインデックスとして解釈され、処理のために直接フォグ
ブロックにルーティングされる。 ５．１１．３ パイプライン位置 Phongブロックは、Textureの後、Pixelの前に位置している。本ブロックはテ
クスチャ及びフラグメント双方からパケットを受信する。フラグメントは、フラ
グメントごとのデータを、Mode Injectionから渡されるキャッシュフィルパケッ
ト同様に送信する。テクスチャは、テクセルデータのみを送信する。

【０４２５】 Phongによってもたらされる結果のみがPixelに送信され、Pixelが要求する他
の全データは別のデータパス経由で来る。図６３にパイプライン内のPhongの位
置及び隣接ブロックとの関係を示す。

【０４２６】 Phongブロックは次の２つの内部キャッシュを持つ。シーンライト及び大域描
画モードのように頻繁には変化しない情報を保持する「ライト」キャッシュ、及
び一般的にオブジェクトごとに変化する情報を保持する「素材」キャッシュであ
る。 ５．１１．４ Phong演算ブロック Phong手順は、本切に要約される幾つかのサブコンポーネントにより成る。必
要なデータの詳細に伴う擬似コード及び状態情報は本明細書中で後に記述する。
図６４にPhongのブロック図を示し、実行される種々の演算を示す。 ５．１１．４．１ テクスチャ演算 テクスチャ演算１４１１４はTextureブロックから来るテクセル及び素材キャ
ッシュからのテクスチャモード情報を受け付ける。本機能は、テクスチャ環境計
算を適用し、複数のテキスチャがあればそれらを併合する。本機能は、テクスチ
ャの従来通りの使用のケースでは、結果をライト環境サブユニットに送り出し、
テクスチャがカラーを除くPhong計算の幾つかのパラメータの変更時にテクスチ
ャが解釈されるケースでは他のサブユニットに送り出される。 ５．１１．４．２ 素材演算 素材演算１４１２６はライティング演算用の素材値のソースを決定する。本機
能は現素材モードビットを使用して、テクスチャ値またはGouraud計算内でディ
スパッチされる入り一次カラーを持つフラグメント素材の入れ換えを決定するこ
とがある。 ５．１１．４．３ バンプ演算 バンプ演算１４１３０は、表面ノーマルを決定する。本機能は、単純にフラグ
メントにより改ざんされたノーマルを渡すか３×３マトリックス乗算が関わる計
算内のテクセル値を使用することがある。 ５．１１．４．４． ライトテクスチャ演算 Light-Texture演算１４１３４はライトのコンポーネントのいずれがテクスチ
ャ演算から送られてきたテクセルにより入れ換えられるべきかを決定する。 ５．１１．４．５ フラグメントライティング演算 フラグメントライティング演算１４１３８は、GEOブロック内の頂点ごとのラ
イティングに使用される等式に似た等式を使用して実際のライティング計算を本
フラグメントに対して実行する。 ５．１１．４．６ ライト環境演算 ライト環境演算１４１４２はフラグメントライティング演算の結果をTテクス
チャブロックから送られてきたテクスチャカラーと混合する。 ５．１１．４．７ フォグ演算 フォグ演算１４１４６は「フォグ」に適用結され、観察者の視線からフラグメ
ントの距離のみによる演算を使用してフラグメントカラーを変更する。本機能は
最終結果をPixelブロックに送り出す。 ５．１２ Pixelブロック（PIX） ５．１２．１ Pixelブロックの概要 Pixelブロック（PIX）は、３Dパイプライン中のバックエンドのまえの最後の
ブロックである。本ブロックは、OpenGL及びDirect３Dのフラグメントごとの動
作の役割を負う。これらの動作はアルファテスト、ステンシルテスト、深度テス
ト、ブレンド、振動、及びロジック動作を含む。ピクセルオーナーシップテスト
はウィンドウシステムの一部（OpenGL1.1規格の第４章参照）であり、バックエ
ンド内で実行される。これら動作に加えて、Pixelはアンチアライアシングに対
するサンプル蓄積を実行する。

【０４２７】 PIX前のパイプラインステージは、原線をVSPに変換する。VSPは、スタンプ上
の多角形の可視ポーションに対応する。スタンプは、画像の２×２ピクセル領域
である。SRTブロックは、各タイルに対する原線の収集の役割を負う。CULブロッ
クはSRTブロックからタイル順にデータを受信し、絶対に描画された画像には資
することのない原線のパーツを選別する。CULブロックはVSPを生成する。TEX及
びPHGユニットもVSPを受信し、それぞれフラグメントのライティング及びテクス
チャリングの役割を負う。

【０４２８】 PIXブロックはMode Injection（MIJ）及びPhong(PHG)ブロックから入力を受信
する。VSP及びモードパケットはMIJから受信し、VSP用フラグメントカラーはPHG
から受信する。PHGもVSPに対してフラグメントｚ値を供給することがある。オブ
ジェクトがそれに適用される深度テクスチャを持っている場合に、上記処理が起
きる。VSP用のフラグメントカラーは、VSPと同じ順番でPIXブロックに到着する
ことに注意する。PIXブロックは、適用可能モード設定に従って各可視サンプル
用データを処理する。PIXが現タイル用の全スタンプの処理を済ませると、Pixel
Out(PXO)ユニットに対して信号を送ってカラー、ｚ、及びタイル用ステンシルバ
ッファの出力を促す。PixelOutユニットはピクセルサンプルを処理してカラー、
ｚ、及びピクセル用のステンシル値を生成する。これらピクセル値は、バックエ
ンド(BKE)ブロックに送信される。フレームバッファ用のRDRAMメモリコントロー
ラはBKEブロック内にある。BKEブロックはPIXによるジオメトリ（VSP）の描画用
の現タイルバッファを準備する。本処理は、既存のカラー、ｚ、及びステンシル
値のフレームバッファからのローディングを含む。 図６５にPixel（PIX）ブロックのブロック図を示す。

【０４２９】 サンプルごとのｚ、ステンシル、及びカラーバッファは二重バッファリングさ
れている。それゆえ、PixelOutが1つのタイルをバックエンドに送信していると
、深度及び混合ユニットは２番目のタイルに書き込みを行っている場合がある。
サンプルごとのカラー、ｚ、及びステンシルバッファは、1024サンプルなどのタ
イル1つ分のデータを保存するのに十分な大きさを持っている。ピクセルごとの
ｚ、ステンシル、及びカラーバッファは各タイルにも用意されている。これらの
ピクセルごとのバッファは、BKEブロックとのインタフェース用に中間記憶とし
て使用される。

【０４３０】 PIXはMIJからバックエンド（BKE）ブロックに向かう幾つかのパケットを受信
する。入力フィルタは、バックエンドプリフェッチキュー上のこれらパケットを
適切に渡す。上記パケットは、受信した時の順番で上記キュー内で処理される。
幾つかのパケットはPixelOutユニット内のキューへと送信される。前述のように
、PIXブロックはMIJ及びPHGブロックから入力を受信する。これら２つの入力を
取り扱うための２つの入力キューがある。MIJからのデータパケットはVSPキュー
に向かい、PHGからのフラグメントColor/depthパケットはColorキューに向かう
。PIXブロックはBKEブロックに向かうパケットの幾つかも受信する。BKE及びPXO
ブロックは受信順でデータパケットを処理する。MIJはデータパケットを入力FIF
Oに入れる。入力バッファは、パケットヘッダーを検査し、BKEブロック向けのデ
ータをBKEブロックに送信し、PIXが必要とするデータパケットをVSPキューに送
信する。MIJから受信したパケットの大部分は、VSPキューに向けたものであり、
幾つかはBKEブロックに向かうだけであり、幾つかはBKE及びPXOユニットに送信
されてVSPキューにコピーされる。

【０４３１】 我々は、タイル動作の必要性とメカニズムを説明するのに多少脱線をする。典
型的な描画シーケンスは、下記の動作を伴うことがある。 １．必要ならば、カラー、ｚ、及びステンシルバッファをそれらのクリア値に初
期化する。 ２．必要ならば、ビットバックグラウンド画像をバッファに収容する。 ３．ジオメトリの描画 ４．他のビット ５．幾つかのさらなるジオメトリの描画 ５．終了及びフリップ ステップ２内のビット動作はウィンドウ全体をカバーし、その後のそのバッフ
ァに対するクリア動作は必要ないことがある。ビットがウィンドウの一部をカバ
ーしている場合、クリアが必要な場合がある。さらに、動作１及び２は次のよう
に逆の順番で起きることがある。ウィンドウの一部のクリアに続いて、全部のウ
ィンドウのビット(多分)がある場合がある。ウィンドウ全体をカバーし、鋏テス
ト、タイル整列、及びスケーリングを必要としないプレジオメトリビットはBKE
ブロックによってタイルバッファへの画像読み戻しとして進められ、パイプライ
ン中でテクスチャリングされた原線として利用されることがある。同様に、Clea
r動作はは二種類に分けられる。ウィンドウ全体のClear動作は、PixelOutユニッ
ト内で進められ、ウィンドウの一部だけをカバーするClear動作は、PIXパイプラ
イン内で進められる。PIX（及びPIXの一部であるPixelOut）及びBKE双方は、動
作が呼び出された時に種々のバッファへの書き込みマスクを警戒する。実際に、
BKEブロックは、書き込みマスクを使用してタイルバッファを読み戻す必要があ
るかを決定している。フレームの描画がPolygonまたはソートメモリのオーバー
フローの原因になる場合は、やはりバッファの読み戻しが起きる可能性がある。
パイプラインはユーザフレームをすく数の順フレームに分割する。このように、
同じユーザフレームに対して、タイルがPIXボックス内で一回以上訪問すること
がある。一回目はタイルが見つかり、PIX(多分PixOutユニット)ブロックにより
描画に先立つ「クリア値」を伴うチップ上のタイルバッファクリアが必要になる
ことがある。後続のフレームでタイルを描画する場合は、ピクセルカラー、ｚ、
及びステンシル値がフレームバッファメモリから読み戻される。ｚバッファがク
リアされ、カラー及びテンシルバッファが事前描画された画像からタイル内にロ
ードされると、他の非常に発生しがちなシナリオが起きることがある。このよう
に、タイルの準備の一環として、２つのことが起きる。バックグラウンド画像は
、フレームバッファメモリから有効化されてないビット平面にバックグラウンド
画像が読み戻され、ビット平面（カラー、ｚ、及びステンシルマスクに対応）は
クリアされる。PIXから上ってっくるパイプラインステージは、これらの機能的
能力が「クリア」情報を送信するので、それらへの注意が必要である。

【０４３２】 PIXは入りサンプルのｚ値を既存のピクセルのそれらと比較して保存するサン
プルを決定する。Pixelは、オーバーフローに起因するユーザフレームの分割を
原因とするいずれのカラー染み出し加工物を最小化するために状態ビットも提供
する。 ５．１２．２ Pixelブロック内機能ユニット Pixelブロック内の機能ユニットに関して、そのカラー、アルファ、及び点描
値がフラグメントごとに生成され、それゆえ対応するテストの結果はフラグメン
ト内の全サンプルに適用されることに注意する。シザーステストの場合も同様で
ある。このブロックはフラグメントごと及びサンプルごとの演算に基づいて最適
化の導入を促している。

【０４３３】 ピクセル及びステンシル動作間の相違及びサンプルステンシル動作は、ステン
シル値がどのように検索され、タイルバッファに書き込まれるかの決断を妨げる
。 ５．１３ バックエンドブロック（BKE） ５．１３．１ 機能概要 ５．１３．１．１ 用語 下記の項目は、本明細書の理解を助けるため、使用されるのに先立って下に定
義されたものでる。このため、この節を飛ばし、必要な時に参照することもでき
る。ピクセルオーナーシップ(PO BOX) は、スクリーン上に与えられたピクセルのうち
、ウィンドウIDが属するピクセルを決定するサブユニットである。このメカニズ
ムを使用して、スキャンアウトが上記ピクセルに付与されたオーバレイウィンド
ウがあるかを決定し、３Dタイル書き込みは、上記ピクセルへの書き込み許可を
チェックする。BKEバス は、BKEとGFD及びCFDとAGIを相互接続し、インタフェースする。このバ
スは、フレームバッファメモリ及びBKEレジスタに対する読み出し及び書き込み
使用される。フレームバッファ は、BKEに制御され、２D及び３Dウィンドウに付与された全て
のカラー及び深度値を保持する。このユニットは、リフレッシュレートでピクセ
ルをスキャンアウトすることによりモニタに表示されるスクリーンバッファを含
む。本ユニットはまた、スクリーンオーバレイ、ｐバッファ、ディスプレーリス
ト、頂点配列、及び蓄積バッファを寄せ付けない。スクリーンバッファ及び３D
のpバッファは二重バッファリングされている。 ５．１３．１．２ 主な機能 図６６にバックエンドそれにインタフェースするユニットとを示す。図に示す
スクリーンのように、BKEが３Ｄタイルの読み出し及び書き込みでもっともPixel
ユニットとインタラクトし、２Dグラフィックエンジン18000（図１５に示す）と
はビット動作の実効のためにインタラクトする。CFDユニットは、BKEバスを使用
してフレームバッファからディスプレーリストを読み出す。AGIユニット１１０
４はBKEレジスタ及びメモリがマッピングされたフレームバッファのデータの読
み出し及び書き込みを行う。

【０４３４】 主なバックエンド機能を下記に示す。 ・ ３Dタイルよみこみ ・ Pisel Ownershipを使用した３Dタイル書き込み ・ 書き込み許可及びオーバーレイ検出用Pixel Ownership ・ Pixel Ownershipを使用したスキャンアウト ・ 固定比率ズーム ・ ３Ｄ蓄積バッファ ・ フレームバッファ読み出し及び書き込み ・ winidマップへのカラーキー ・ VGA ・ RAMDAC ５．１３．２ ３Ｄタイル読み出し BKEは、PIXからTile Beginコマンドをプリフェッチした。これらのパケットは
SRTでディスパッチし、全３Dユニットをバイパスしてタイルバッファの内容を読
み出すのに必要な潜在機能を提供する。３Ｄウィンドウの特徴はPIXから同じよ
うに早期に受信したBegin Frameコマンド群により初期化される。これらの特徴
としては、カラー及び深度表面用のアドレス、平面（アルファ、ステンシル、A
及びBバッファ）用の有効ビット、高さ及びストライド、カラーフォーマットな
どを挙げることができる。

【０４３５】 ピクセルアドレスは、ウィンドウパラメータを使用して計算される。タイルジ
オメトリで優位に立つため、１６ピクセルが一回のメモリ読み出し要求で取り出
せる。

【０４３６】 ３Dタイル読み出しでは、ピクセルオーナーシップは参考にされない。ウィン
ドウがメインスクリーン内にある場合は、オーナーシップ（再上部のウィンドウ
）は書き込みプロセス中に決定される。

【０４３７】 ピクセルは、縮小精度カラーに対しては２４ビットカラーに拡張されないが、
32ビットピクセルワードにアンパックされる。

【０４３８】 Frequently Begin Tileコマンドは、クリア動作が適用されるためにタイル読
み込みは必要ないことを示すことがある。タイルバッファは、まだ割り当てられ
ており、タイル書き込みのピクセルオーナーシップが開始する。 ５．１３．３ ３Ｄタイル書き込み ３Dタイル書き込みは３Dタイル読み出しが終わるとすぐに開始する。この潜在
機能は、ピクセルオーナーシップ書き込み許可の決定に使用される。タイルスタ
ートメモリアドレスは３Ｄ Tile Readプロセス中にすでに計算されている。書き
込み許可は、Rambusメモリに基づいたフレームバッファに対して書き込みマスク
として使用される。カラーは、カラー深度パラメータに指定されているように、
フレームバッファに書き込まれる前にパッキングされる。 ５．１３．４ ピクセルオーナーシップ ピクセルオーナーシップは共有スクリーンに対する書き込み許可の決定及びス
キャンアウト読み出し用オーバーレイウィンドウを識別するのに使用される。

【０４３９】 ピクセルオーナーシップブロックは、8ビットウィンドウIDを持つピクセルウ
ィンドウIDマップ同様に１６バウンディングボックスを含む。これらIDは６４個
のウィンドウを記載するテーブルをポイントする。バウンディングボックス及び
winidマップメカニズムは同時使用を可能にする。制御ビットはどのメカニズム
を最初に適用するかを決定する。

【０４４０】 ピクセルオーナーシップは、スクリーンｘ及びｙピクセル座標を使用する。各
バウンディングボックスは、そのウィンドウに含まれる最大及び最小ピクセル座
標を指定する。バウンディングボックスは、再上部のウィンドウが最後に有効化
されたバウンディングボックスで指定されるように順序付けられている。バウン
ディングボックスは、長方形に形作られたウィンドウに対して簡単にセットアッ
プできる。それらは最も３Ｄウィンドウを志向しているが、少数の２Ｄウィンド
ウが使用されていると、本メカニズムは、２Ｄウィンドウをクリッピングするた
めにも使用される。

【０４４１】 任意に形成されたより多くのウィンドウの場合、よりメモリに集中的なメカニ
ズムが使用される。ピクセルあたりの８ビットウィンドウIDマップは与えられた
スクリーンピクセルが属するウィンドウを識別するためにオプションで保守され
る。

【０４４２】 書き込みの場合、タイルのウィンドウIDがピクセルオーナーシップで入手した
ピクセルIDと同じならば、ピクセル書き込みが有効化される。スキャンアウトの
場合、スクリーンからオーバーレイへの移行及び戻りはピクセルオーナーシップ
ウィンドウIDと現スキャンアウトウィンドウIDの比較により検出される。

【０４４３】 ピクセルオーナーシッププロセスを進める場合、ピクセルごとのチェックは、
しばしば１６ピクセルチェックにより回避される。整列された水平１６ピクセル
細片の場合、全てが同じウィンドウIDを共有する場合、それは一回の動作で決定
される。 ５．１３．５ スキャンアウト スキャンアウトはフレームバッファカラーを読み出し、データをディスプレー
用RAMDACに送信する。スキャンアウトは、フレームバッファで、最も高い優先順
位を持った動作である。スキャンアウトされるピクセルは、仮想ブリッツ、オー
バーレイなどを行うために読み出しピクセルオーナーシップブロックを通る。比
較的大きなキューが、オーバーレイの扱い及び水平ブランキング期間の優位性に
関わるイレギュラーな潜在機能をスムーズにするのに使用される。

【０４４４】 パレット及びガンマ修正がRAMDACにより実行される。固定比率のズームアウト
機能は、バックエンドによりスキャンアウトの間に実行される。

【０４４５】 スキャンアウトは、縮小３Ｄ機能を持つ1600×1200スクリーン用に１２０Hｚ
のリフレッシュレートを達成できなければならない。

【０４４６】 スキャンアウトは、ウィンドウあたり４つの違ったピクセルカラーフォーマッ
トをサポートする。メインスクリーン上の全てのウィンドウが同じピクセルカラ
ーフォーマットを共有する。サポートされたカラーフォーマットを下記に示す。
・ 32ビットRGBA(8-8-8-8) ・ 24ビットRGB(8-8-8) ・ 16ビットRGB(5-6-5) ・ 8ビットカラーインデックス スキャンアウトはScanoutキュー（SOQ）に常に２４ビットを書き込む。カラー変
換及びアンパッキングは一切行われない。下位ビットは８及び１６ビットカラー
のためにクリアされる。追加２ビットはピクセルあたりのカラーフォーマットに
使用される。

【０４４７】 インタレースされたスキャンアウトも特定のステレオ機器のためにサポートさ
れる。

【０４４８】 リアルタイム３Ｄアプリケーションは、小さなウィンドウに絵を描き、小さな
画像を大きなウィンドウにズームアップすることにより描画のスピードを上げる
ことができる。二線に挟まれた改ざんを伴うこのズーミングは、ピクセルがスキ
ャンアウトされた時に行われる。

【０４４９】 BKEは次の特定の固定比率スケーリングをサポートする。各方角で１６/ｎ、ｎ
＝１・・１５である。サンプル点及び改ざん係数は、ズーム動作に先立って、ソ
フトウェアによりダウンロードされる。

【０４５０】 最大４つのウィンドウが、同じ固定比率（同じ係数）を使用してズームアウト
される。ピクセルがズーム機能出力から取り出す必要があるかを決定するために
スキャンアウトされたピクセルに対してズームバウンディングボックスが比較さ
れる。ズームロジックは、係数テーブルインデックスの順序付けるために継続し
て可能にすべき動作である。従って、スキャンアウトのウィンドウIDがズームボ
ックスのウィンドウIDと整合しなかった場合、ズーム出力は無視される。

【０４５１】 ウィンドウズームボックスはオーバーラップしてはならない。 ５．１３．６ ３D蓄積バッファ BKEは64ビット（カラーあたり１６ビット）蓄積バッファをサポートする。蓄
積コマンドは、フレーム間でtweenパケットとして受信される。それらのコマン
ドは、３Ｄタイルカラー、蓄積バッファカラー、及び即値を持つ多重及び追加機
能を実行する。結果は、蓄積バッファまたは３Dタイルに書き込まれる。

【０４５２】 シザーステストが有効な場合、そのシザースボックス内のピクセルのみがAccu
m動作により更新される。それ以外の場合は、ウィンドウが更新される。

【０４５３】 ピクセルが３Ｄタイルに書き戻された場合は、振動及びカラーマスキングがシ
ザーステストに加えて適用される。蓄積バッファは、カラーインデックスモード
には使用されない。 ５．１３．７ フレームバッファ読み出し及び書き込み BKEは全ての内部サブユニット及び外部ユニットのために読み出し及び書き込
みインタフェースを提供する。AGI、CFD、及びTDGはBKEバスを使用してフレーム
バッファ読み出し及び書き込み要求を作成する。BKE属性バスはそれらのユニッ
トから要求を出す。

【０４５４】 内部サブユニットはMem Busを使用してフレームバッファにアクセスする。３
Ｄタイル読み出し、３Ｄタイル書きこみ、蓄積バッファ読み出し及び書きこみ、
ピクセルオーナーシップwinidマップ読み出し、スキャンアウト、スクリーン及
びオーバーレイ読み出し、ズームウィンドウ読み出し、及びカラーキーwinidマ
ップ書きこみなどは全てMem Busを使用してフレームバッファにアクセスしてい
る。

【０４５５】 合計3.2Gbyte/sec大域幅能力を持つ２つのRambusメモリチャンネルがフレーム
バッファに対する性能要件を保持する。スキャンアウト及びズーム読み出しは、
再優先される。 ５．１３．８ カラーキーウィンドウマップ書きこみ ウィンドウのカラーキー機能はBKEからウィンドウIDマップを通じて提供され
る。特別カラーキーを持ったウィンドウは、適切なウィンドウ(key_id_on)をポ
イントするように設定された対応するウィンドウIDマップを持つ。ウィンドウID
key_id_onを伴う書きこみが行われた場合、カラーキーが付加されたピクセルだ
けが置き換えられる。

【０４５６】 BKEはソフトウェアがカラーキーのためのウィンドウIDマップを作成するため
に使用できる特別な機構を含む。カラーバッファ書き込みが特別なウィンドウ内
で行われ、カラーが適当な範囲にある場合、ピクセルのためのwinidが書き込ま
れることがある。 ５．１３．９ RAMDAC RAMDACは、デジタルカラー値をアナログ信号に変換する。ソフトウェアのプロ
グラマブルカラーパレットが８ビットインデックスを２４ビットRGB値に変換す
る。同じRAMが調査ベースのガンマ修正にも使用される。調査RAMは２５６×１０
ビットSRAMで編成され、その内の一つはカラーの各コンポーネントのためのもの
である。

【０４５７】 RAMDACは３００Mhzまで動作でき、ピクセルブロックを生成できる。RAMDACは
、VGAコアまたはスキャンアウトキューからピクセルを受け付ける。RAMDA777Cは
コアとしてSEIから得られる。本書はコアとのインタフェース及びその機能に対
する基本的な要件を規定するだけである。 ５．１３．１０ VGA VGAこれはブートタイムの間だけWindowsNT下で走行するスクリーン互換アプリ
ケーションに使用される。VGAコアはBKEバスとインタフェースし、フレームバッ
ファ読み出し及び書き込み用Mem バス及びVGAモードのスキャンアウト用のRAMDA
Cにてレジスタ読み出し及び書き込みを実行する。VGAユニットが無効化されると
、そのスキャンアウトは無視される。

【０４５８】 VGAこれはAlpinシステムから得られる。本書はコアとのインタフェース及びそ
の機能に関する基本的な要件を規定するだけである。 ５．１３．１１ BKEバス CFDの説明に記されているように、バックエンド入力バス及びバックエンド出
力バスがあり、合わせてBKEバスと呼ばれる。

【０４５９】 BKEを通じて読み出し及び書き込みを行う外部クライアントユニットがAGIであ
る。

【０４６０】 これらのユニットは要求／許容プロトコルを使用してBKEバスのオーナーシッ
プを得る。クライアントが一旦このバスを許容すると、バスはBKEに読み出しま
たは書き込みパケットを通知し、BKEから読み出しデータをサンプリングする。

【０４６１】 クライアントはBKEバスオーナーシップを、そのReq信号をアサートすることに
よって要求する。BKEは本要求と他の条件を仲裁する。要求を出したクライアン
トがオーナーシップを許可された場合、BKEはGnt信号をアサートする。メモリア
クセスを済ませた後、現オーナーは自ら形Reqを取り除くことによってオーナー
シップを手放すか、Ris（Release）信号をBKEから受け取るまでオーナーシップ
（park）を保持する。クライアントは通常Ris信号を受け取った後で限られた時
間内にオーナーシップを放棄しなければならない。例えば、クライアントは最後
にデータが返ってきたらすぐにオーナーシップを手放さなければならない。追加記事 本発明は多数の革新的な構造、方法、及び手順を提供する。構造は、デジタル
回路を含む個別回路、コンピュータアーキテクチャ及びシステム、パイプライン
アーキテクチャ及びプロセッサ接続性などいかなる形も取り得る。方法論的には
、本発明は延長シェ−ディングに対する手順及び延長シェ−ディングを実行する
作業者、実行しない作業者、及びデータ処理を行う作業者などに広く使用される
、他の多数の革新的な手順を提供する。これらの普通の技術的に熟練した作業者
は、多くの発明的な構造及び手順が３次元グラフィックプロセッサに関連して説
明されているが、発明の多くが２次元処理を始めとしてデータ処理や操作にも広
く適応性を持っていることに気づくであろう。例えば、革新性の多くは、汎用コ
ンピュータ機器、システム、及びアーキテクチャの構造に導入可能である。幾つ
かの実施例がハードウェア利用を必要とするかまたはそこから利益を得ており、
少なくとも、幾つかの革新技術はハードウェアまたはソフトウェア／ファームウ
ェア利用及び組み合わせに適用可能である。

【０４６２】 上述した本発明の構造および方法により提供される革新的機構の内の幾つかの
簡潔なリストを直下に示す。このリストは、代表的なものを例示するもの、制限
するものではない。ここに示す個々の構造及び手順は様々に組み合わされるが、
それぞれの組み合わせにつきリストアップしていないことに留意するべきである
。さらに、このリストは、革新技術の適用に関して３次元グラフィックスプロセ
ッサに焦点を当てているが、それらの革新技術は、本明細書中で説明され、図に
示されている機構及び／または動作を持つ汎用コンピュータ機器にも容易に適用
可能である。

【０４６３】 ここに記されている発明は、多数の発明を含む構造及び方法を含むが、次に示
す構造及び手順に限定されるものではない。３次元グラフィックス延長シェ−デ
ィングアーキテクチャ、従来型の隠れた表面の除去。タイルプリフェッチ、コン
テクスト切り替え、より良いアンチアライアシングのためのＳＲＴによるマルチ
パス、サンプル場所の選択、セットアップ前の分類、Tweenパケット、パケット
によるデータ転送、アルファテスト、ブレンド、点描線、その他、チップ分割、
オブジェクトタグ（特に延長シェ−ディングアーキテクチャ）、カラー空間内の
ロガリズミック正規化（浮動小数点カラー）、バックエンドマイクロアーキテク
チャ、スキャンアウト中のピクセルズーミング、スキャンアウト中仮想ブロック
転送（BLT）、ピクセルオーナーシップ、ウィンドウID、ブロッキング及びノン
ブロッキング割り込み機構、キューイング機構、頂点リストに対するトークン挿
入、隠れた表面の除去、タイル内容アドレッサブルｚバッファ、３ステージｚバ
ッファプロセス、アルファテストへの対処及び延長シェ−ディング中のステンシ
ル、Z Ref及びDz/dx及びｄｘ/ｄｙを持つスタンプの下流送信、Zバッファメモリ
とは別のスタンプポーションメモリ、分類された透過性アルゴリズム、サンプル
ごとの制限された状態マシン、SAM利用、フラグメントマイクロアーキテクチャ
、GEOマイクロアーキテクチャ、パイプステージインタリービング、多角形クリ
ッピングアルゴリズム、２次元ブロックマイクロアーキテクチャ、０から１イン
クルーシブマルチプライヤ（Mul-18p）、整数―浮動少数点−整数（ifi）整合ユ
ニット、テイラーシリーズ利用、算術ブロック構築法、マルチチップ通信リング
グラフィックス、延長シェイダー内モード対処、モードキャチング、MLMポイン
タ記憶、多角形メモリ内Sort Whole内クリップド多角形、Phong/bump割り当て、
テクスチャ環境及びライティング用動的マイクロコード生成、延長シェ−ディン
グマイクロアーキテクチャ、フラグメントエンジンの素材タグベースのリソース
、アーキテクチャ内のタンジェント空間ライティング法、種々のスケールバンプ
マップ、自動ベース生成、自動傾きフィールド生成、角度及び大きさの別々の処
理による正規改ざん、延長シェーダにおけるポストタイルソーティングセットア
ップ操作、統一された原線記述、タイル相対Y値及びスクリーン相対ｘ値、ハー
ドウェアタイルソーティング、十分な空間ルックアヘッド機構、接触タイル改ざ
ん、テクスチャ再使用マッチングレジスタ（延長シェーダを含む）、ピクセルに
拡張されたサンプル（テクスチャミス扱い）、タイルバッファ及びピクセルバッ
ファ（テクスチャマイクロアーキテクチャ）、及びパケットを使用したプロセッ
サ内データ転送。

【０４６４】 本明細書で説明したすべての刊行物、特許、及び特許出願は、各刊行物及び特
許出願を特に個々に参照したものと同様の範囲で、本願において参照として含め
ることができる。

【０４６５】 本発明の前に述べられた実施例の記載は、図示及び記述の目的で提供されたも
のである。上述の記載は、発明を本明細書中で明らかな形態に限定するものでは
なく、上述した教示の範囲内での多数の修正や変更が可能である。実施例は、本
発明の原理を説明する目的で選択・記述されたものである。それらの実際的な適
用にあたり、当業者であれば、本発明及び種々の実施例に基づいて特別な使用目
的に適合させるべく、様々な修正を加えて有効利用が可能であろう。本発明の範
囲は、本願に添付された請求項及びその均等範囲により規定される。 関連出願 本出願は、35 USC セクション 119(e)の米国仮出願、１９９８年８月２０日に
出願された出願番号 No.60/097,336、題名“GRAPHICS PROSESSOR WITH DEFFERED
SHADING”の下に利益を主張する。

【０４６６】 本出願は、USC セクション 120による１９９８年１２月１７日の米国特許出願
、出願番号No.90,213,990、題名“ HOW TO DO TANGENT SPACE LIGHTING IN A DE
FFERED SHADING ARCHITECTURE” (アトーニードケットNo.A-66397)の下にも利益
を主張する。

【０４６７】 題名“ユニファイドプリミティブデスクリプタを使用する３−Ｄグラフィック
スパイプラインにおけるセットアップ動作を実行するための装置および方法”（
アトーニードケットNo. A-66382)の下にも利益を主張する。

【０４６８】 題名“ポスト−ファイルソーティングセットアップ”（アトーニードケットNo
. A-66383)の下にも利益を主張する。

【０４６９】 題名“相対Ｙ−値のタイルおよび相対Ｘ−値のスクリーン”（アトーニードケ
ットNo. A-66384)の下にも利益を主張する。

【０４７０】 題名“３次元グラフィックスパイプラインにおける空間ソーティングイメージ
データシステム、装置および方法”（アトーニードケットNo. A-66380)の下にも
利益を主張する。

【０４７１】 題名“３次元グラフィックスパイプラインにおけるソーティングされた対象次
ジオメトリリのための保証された保守メモリ見積もりのためのシステム、装置お
よび方法”（アトーニードケットNo. A-66381)の下にも利益を主張する。

【０４７２】 題名“３次元グラフィックスパイプラインにおける与えられた資源をバランシ
ングさせるためのシステム、装置および方法”（アトーニードケットNo. A-6637
9)の下にも利益を主張する。

【０４７３】 題名“パイプライン状態を記憶およびリトリーブするグラフィックスプロセッ
サ”（アトーニードケットNo. A-66378)の下にも利益を主張する。

【０４７４】 題名“テクスチャを発生させるための方法および装置”（アトーニードケット
No. A-66398)の下にも利益を主張する。

【０４７５】 題名“３Ｄグラフィックスパイプラインにおけるジオメトリ操作のための装置
および方法”（アトーニードケットNo. A-66373)の下にも利益を主張する。

【０４７６】 題名“３Ｄグラフィックスパイプラインにおけるフラグメント操作のための装
置および方法”（アトーニードケットNo. A-66399)の下にも利益を主張する。

【０４７７】 題名“繰り返しシェーディンググラフィックスパイプラインプロセッサ”（ア
トーニードケットNo. A-66360)の下にも利益を主張する。

【０４７８】 題名“繰り返しシェーディングのグラフィックスプロセッサにおける保守しつ
つ隠された表面除去を実行するための方法および装置”（アトーニードケットNo
. A-66386)の下にも利益を主張する。

【０４７９】 題名“向上した特徴を有する繰り返しシェーディンググラフィックスパイプラ
インプロセッサ”（アトーニードケットNo. A-66364)の下にも利益を主張する。

【０４８０】 これらのいくつかの構造及び方法に、ディファード・シェーディング・グラフ
ィックス・パイプライン・プロセッサ及び処理方法の多くの実施形態が、それら
に関連する構造及びプロシージャと同様に含まれる。以下の内容を含むが、それ
らに限定されない、多くの実施形態が示され及び記述される： （１）（ａ）通信チャネルを介して、外部コンピュータからのデータ及び／又は
コマンドの入力を伝え、及び前記入力を、一連のパケットに変換するコマンド・
フェッチ及びデコード装置であって、前記パケットは、色、面法線、テクスチャ
座標、レンダリング情報、ライティング、ブレンディング・モード、及びバッフ
ァ機能を含むグループから選択された情報項目を含む、前記コマンド・フェッチ
及びデコード装置と；（ｂ）前記パケットを受信し、及び座標変換、すべてのポ
リゴンの、実三角形又は退化三角形への分解、ビューイング・ボリューム・クリ
ッピング（viewing volume clipping）、及び任意で、グロー・シェーディング
に必要とされる、バーテックスごとのライティング及び色計算を実行するジオメ
トリ装置と；（ｃ）モード抽出装置及び前記ポリゴン装置と関連したポリゴン・
メモリであって、前記モード抽出装置は、前記ジオメトリ装置からデータ・スト
リームを受信し、及び前記データ・ストリームを、ソート装置に送られるバーテ
ックス・データと、記憶のために前記ポリゴン・メモリへと送られる非バーテッ
クス・データとに分離する、前記装置と；（ｄ）ソート装置及び前記ソート装置
と関連したソート・メモリであって、前記ソート装置は、前記モード抽出装置か
らバーテックスを受信し、及びその結果の点、線、及び三角形をタイルでソート
し、及び前記ソートされたジオメトリを、タイルごとのオーダで、完全なプリミ
ティブを表すソート・ブロック出力パケットの手段によって、セットアップ装置
へと伝える、前記ソート装置及びソート・メモリと； （ｅ）前記ソート・ブロ
ック出力パケットを受信し、及び一度に一つのプリミティブ、タイルごとのベー
スで、線及び三角形に関して空間デリバティブを計算し、及び前記空間デリバテ
ィブを、パケットの形式でカル装置に送るセットアップ装置と；（ｆ）一度に、
１タイル分のデータを受信し、及び大きさ比較内容アドレッサブル・メモリ（Ｍ
ＣＣＡＭ）カル・サブ装置及びサブピクセル・カル・サブ装置を有するカル装置
であって、前記ＭＣＣＡＭカル・サブ装置は、以前に処理されたジオメトリによ
って完全に隠されるプリミティブを廃棄するように動作可能であり、及び前記サ
ブピクセル・カル・サブ装置は、一部又は全体が可視である残りのプリミティブ
を処理し、及び前記残りのプリミティブの可視フラグメントを決定し、前記サブ
ピクセル・カル・サブ装置は、一度に、１スタンプ分のフラグメントを出力する
前記カル装置と；（ｇ）前記カル装置からの入力を受信し、及び前記ポリゴン・
メモリから色及び素材プロパティを含むモード情報を検索し、及び前記モード情
報を、フラグメント装置、テクスチャ装置、フォン装置、ピクセル装置、及びバ
ックエンド装置の一つ以上に送るモード・インジェクション装置であって；前記
フラグメント装置、前記テクスチャ装置、前記フォン装置、前記ピクセル装置、
又は前記バックエンド装置の少なくともいくつかは、最近使用されたモード情報
をキャッシュするためのモード・キャッシュを含み；すでにキャッシュされた情
報を識別し、すでにキャッシュされた情報を送らず、それによって通信帯域幅を
低減させる状態情報を維持する前記モード・インジェクション装置と；（ｈ）グ
ロー・シェーディングのための色値を補間し、フォン・シェーディングのための
面法線及びテクスチャ・マッピングのためのテクスチャ座標を補間し、及びテク
スチャを高さフィールド勾配として表すバンプ・マップが使用されている場合に
、面接線を補間するためのフラグメント装置であって；重心係数を使用して、透
視的修正補間を実行する前記フラグメント装置と；（ｉ）テクスチャ装置と、及
び前記テクスチャ装置と関連するテクスチャ・メモリであって；前記テクスチャ
装置は、前記テクスチャ・メモリに記憶されたテクスチャ・マップをピクセル・
フラグメントに適用し；前記テクスチャ・マップはミップ・マップ（MIP-mapped
）され、及び各マップが、アイ・ポイントから一定の距離にある前記テクスチャ
の外観を表す、異なるレベルのディテールで一連のテクスチャ・マップを具備し
；前記テクスチャ装置は、正しいレベルのディテールに近似する一定のピクセル
・フラグメントに関するテクスチャ値を作成するために、前記テクスチャ・マッ
プからトリ・リニア補間を実行し；前記テクスチャ装置は、補間されたテクスチ
ャ値を、フラグメントごとのベースで前記フォン装置に伝える、前記テクスチャ
装置及びテクスチャ・メモリと；（ｊ）前記モード・インジェクション装置、前
記テクスチャ装置からの前記テクスチャ色、及び前記フラグメントの外観の色を
決定するために、前記フラグメント装置によって生成される前記面法線によって
供給される素材及びライティング情報を使用して、各ピクセル・フラグメントに
関してフォン・シェーディングを実行するためのフォン・ライティング装置であ
って；バンプ・マッピングが使用されている場合に、シェーディングの前に、前
記フラグメントの面法線を摂動させるために、前記テクスチャ装置からの前記補
間された高さフィールド勾配を任意で使用する前記フォン装置と；（ｋ）各フラ
グメントが個別の色値を有し、可視スタンプ・ポーション（Visible Stamp Port
ion）と称される、１スタンプ分のフラグメントを一度に受信し、及びピクセル
・オーナシップ・テスト、シザー・テスト、アルファ・テスト、ステンシル・オ
ペレーション、深度テスト、ブレンディング、ディザリング、及び各ピクセルに
おける各サンプルでのロジック・オペレーションを実行し、及び１タイル分の仕
上げられたピクセルを蓄積した後に、前記ピクセルをアンチ・エイリアスするた
めに、各ピクセル内の前記サンプルをブレンドし、及び前記アンチ・エイリアス
されたピクセルをバックエンド装置に伝えるピクセル装置と；及び（ｌ）前記ピ
クセル装置から、一度に１タイル分のピクセルを受信するために、前記ピクセル
装置に接続され、及び前記ピクセルをフレーム・バッファに記憶する前記バック
エンド装置と を具備するディファード・グラフィックス・パイプライン・プロセッサ。

【０４８１】 （２）レンダリングされた画像をグラフィックス・プリミティブから形成する
ためのグラフィックス・レンダリング・システムであって、前記レンダリングさ
れた画像は、フレーム・バッファに記憶され：（Ａ）ホスト・プロセッサと；
（Ｂ）システム・メモリと；（Ｃ）ピクセルを記憶するフレーム・バッファと；
（Ｄ）（１）第一の直接メモリ・アクセス・コマンドと、及び２次元グラフィ
ックス・オペレーションを実行するための第一のコマンドとを受信し及び記憶す
る２Ｄコマンド待ち行列メモリと；（２）第二の直接メモリ・アクセス・コマン
ドと、及び３次元グラフィックス・オペレーションを実行するための第二のコマ
ンドとを受信し及び記憶する３Ｄコマンド待ち行列メモリであって、前記第二の
コマンドは：前記グラフィックス・プリミティブのいくつかと；及びパイプライ
ン状態の一部を具備する前記３Ｄコマンド待ち行列メモリと；（３）２次元グラ
フィックス・オペレーションを実行するための第三のコマンドを受信し及び記憶
する２Ｄ応答待ち行列メモリと；（４）３次元グラフィックス・オペレーション
を実行するための第四のコマンドを受信し及び記憶する３Ｄ応答待ち行列メモリ
であって、前記第四のコマンドは：前記グラフィックス・プリミティブのいくつ
かと；及び前記パイプライン状態の一部を具備する前記３Ｄ応答待ち行列メモリ
と；（５）前記２Ｄコマンド待ち行列メモリ及び前記３Ｄコマンド待ち行列メモ
リに接続された直接メモリ・アクセス・コントローラであって：（ａ）前記第三
のコマンドを前記システム・メモリから読み取り、及び前記読み取られた第三の
コマンドを、前記２Ｄ応答待ち行列へと書き込むことによって、前記記憶された
第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを受信し及び前記第一の直接メモリ・ア
クセス・コマンドを実行するロジックと；及び（ｂ）前記第四のコマンドを前記
システム・メモリから読み取り、及び前記読み取られた第四のコマンドを前記３
Ｄ応答待ち行列へと書き込むことによって、前記記憶された第二の直接メモリ・
アクセス・コマンドを受信し及び前記第二の直接メモリ・アクセス・コマンドを
実行するロジックとを具備する前記直接メモリ・アクセス・コントローラとを具
備するコマンドを受信するための装置と：（Ｅ）（１）前記グラフィックス・プ
リミティブを変換するロジックと；（２）前記グラフィックス・プリミティブが
、少なくとも部分的に、ビュー・ボリュームに含まれているか決定するために、
前記グラフィックス・プリミティブをクリップ・テストするロジックと；（３）
ビューイング・ポイントから逸れた方を向いている前記グラフィックス・プリミ
ティブのいずれをも廃棄するために、面決定を実行するロジックとを具備するジ
オメトリ装置と：（Ｆ）（１）隠れ面除去に必要な前記パイプライン状態の部分
と；（２）バーテックス場所を含む、隠れ面除去に必要な前記グラフィックス・
プリミティブの部分とを具備するソート・メモリと：（Ｇ）（１）前記グラフィ
ックス・プリミティブの属性とともに、フレームに関する前記グラフィックス・
プリミティブと；及び（２）バーテックス色及びテクスチャ座標を含む、隠れ面
除去に必要でない前記グラフィックス・プリミティブの部分とを記憶する状態メ
モリと：（Ｈ）（１）前記画像内におけるタイル領域に従って、前記グラフィッ
クス・プリミティブをソートするロジックと；（２）タイルに従って、前記ソー
ト・メモリから前記ソートされたグラフィックス・プリミティブを読み取るロジ
ックとを具備するソート装置と；（Ｉ）前記ソートされたグラフィックス・プリ
ミティブに関するデリバティブを計算するセットアップ装置と；（Ｊ）シーン・
メモリに記憶された前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレ
ーム・バッファにおける前記ピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するため
に、隠れ面除去を実行するカル装置と；（Ｋ）前記各ピクセル内における各サン
プル、又はサンプルのグループに関して、フラグメント色を生成するひとつ以上
の計算装置であって、前記各ピクセルに関する色値の生成は、前記ピクセルに影
響を与えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの前記部分に関して
のみ実行され：（１）前記グラフィックス・プリミティブに関連するデータを補
間するための装置であって：（ａ）キャッシュ・フィル・ポリゴン色データ（ca
she fill polygon color data）を記憶するメモリであって、前記色データは、
バーテックス座標、ｗ座標、及びテクスチャ座標を具備する前記メモリと；（ｂ
）前記バーテックス座標及び前記ｗ座標から前記グラフィックス・プリミティブ
の各々に関して、重心係数を計算するロジックと；（ｃ）複数の前記グラフィッ
クス・プリミティブに対応する複数のデータ・キャッシュ・エントリを記憶する
キャッシュ・メモリであって、前記キャッシュされたデータは、重心係数及びテ
クスチャ座標を具備する前記キャッシュ・メモリと；（ｄ）前記グラフィックス
・プリミティブの一つのフラグメントを受信するレジスタであって、前記フラグ
メントは、フラグメント座標及びサンプル・マスクを具備し、前記サンプル・マ
スクは、前記フラグメントによって覆われる前記ピクセル内のサンプル場所を示
す前記レジスタと；（ｅ）補間場所の低位ビットを決定するルックアップ・テー
ブルであって、前記ルックアップ・テーブルの入力は、前記サンプル・マスクを
具備し、前記補間場所は、サブピクセル精度を有する前記ルックアップ・テーブ
ルと；（ｆ）前記受信されたフラグメントに対応する前記記憶されたデータ・キ
ャッシュ・エントリの一つを選択し及び読み取るロジックと；（ｇ）前記重心係
数及び前記補間場所から補間係数を計算するロジックと；（ｈ）前記計算された
補間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間し、前記補間場所においてテク
スチャ座標を生成するロジックとを具備する前記装置と：（２）バーテックス面
法線を補間するための装置であって：（ａ）前記バーテックス面法線の各々を、
バーテックス大きさベクトル及びバーテックス方向ベクトルに分解するロジック
と；（ｂ）複数の前記バーテックス大きさベクトル及び前記計算された補間係数
から、補間された大きさベクトルを計算するロジックと；（ｃ）複数の前記バー
テックス方向ベクトル及び前記計算された補間係数から、補間された方向ベクト
ルを計算するロジックと；及び（ｄ）補間された面法線を生成するために、前記
補間された大きさベクトル及び前記補間された方向ベクトルを結合させるロジッ
クとを具備する前記装置と：を具備する前記計算装置と （Ｌ）（１）ピクセル
ごとの色値を生成するために、前記フラグメント色をブレンドするロジックと；
及び（２）前記生成されたピクセルごとの色値を、前記フレーム・バッファに記
憶するロジックとを具備するピクセル装置と、（Ｍ）（１）前記３次元オブジェ
クトが、前記グラフィックス・レンダリング・システムによって処理されると、
オブジェクト・タグを、前記３次元オブジェクトと関連付けるロジックと；（２
）前記３次元オブジェクトが、前記グラフィックス・レンダリング・システムに
おいて処理されると、前記３次元オブジェクトを、一つ以上の可視性基準でテス
トするロジックと；（３）複数のビットを具備する状態レジスタと；（４）前記
オブジェクト・タグの一つに従って、前記状態レジスタにおける前記ビットの一
つを選択するロジックと；（５）前記可視性基準でのテストに合わせて、前記３
次元オブジェクトの対応する一つの応答に従って、前記状態レジスタにおける前
記選択されたビットの値を設定するロジックと；及び（６）前記ホスト・プロセ
ッサへ、前記状態レジスタ内容を読み取り及び転送するロジックであって、前記
ホスト・プロセッサは、前記３次元オブジェクトのいずれが、少なくとも部分的
に可視であるかを決定する前記ロジックとを具備する状態モニタリング装置と（
Ｎ）（１）ウィンドウ識別子マップを記憶する第一のメモリであって、前記ウィ
ンドウ識別子マップは、前記フレーム・バッファにおける前記ピクセルの各々に
関して、ウィンドウ識別子を具備する前記第一のメモリと（２）複数の文字枠記
述を記憶する第二のメモリであって、前記文字枠記述の各々は、対応する文字枠
及び文字枠ウィンドウ識別子の最大及び最小ピクセル座標を具備する前記第二の
メモリと；（３）前記デジタル画像と関連する、プログラムに従って割り当てら
れた画像識別子を記憶するレジスタと；（４）前記デジタル画像から、画像ピク
セルを選択するロジックと；（５）前記選択された画像ピクセル上で動作するピ
クセル・オーナシップ・ロジックであって：（ａ）プログラムに従って設定され
た制御ビットによって可能にされるウィンドウ識別子マップ・テスト・ロジック
であって：（ｉ）前記選択された画像ピクセルに対応する前記第一のメモリから
、前記ウィンドウ識別子を読み取るロジックと；（ii）前記割り当てられた画像
識別子を、前記読み取られたウィンドウ識別子と比較するコンパリタ回路（comp
aritor circuit）と；及び（iii）前記割り当てられた画像識別子が、前記読み
取られたウィンドウ識別子と適合しない場合、前記選択された画像ピクセルを廃
棄するロジックと；を具備する前記ウィンドウ識別子マップ・テスト・ロジック
と、（ｂ）プログラムに従って設定された制御ビットによって可能にされる文字
枠テスト・ロジックであって：（ｉ）前記選択されたピクセルが、前記選択され
た第一の文字枠記述の前記最大及び最小ピクセル座標内に入るように、前記文字
枠記述の第一の一つを選択するロジックと；（ii）前記割り当てられた画像識別
子を、前記第一の文字枠記述の前記文字枠ウィンドウ識別子と比較するコンパリ
タ回路と；及び（iii）前記割り当てられた画像識別子が、前記第一の文字枠の
前記文字枠ウィンドウ識別子と適合しない場合、前記選択された画像ピクセルを
廃棄するロジックとを具備する前記文字枠テスト・ロジックと及び（ｃ）前記選
択された画像ピクセルが廃棄されなかった場合に、前記選択された画像ピクセル
を前記フレーム・バッファに書き込むロジックとを具備する前記ピクセル・オー
ナシップ・ロジックとを具備する、デジタル画像を前記フレーム・バッファに記
憶するための装置と、（Ｏ）（１）前記ピクセル値が前記フレーム・バッファに
記憶されると、前記レンダリングされた画像において、前記ピクセル値のヒスト
グラムを生成するロジックと；（２）前記デジタル−アナログ・コンバータに適
合するように、前記ピクセル値の前記スケール及び動的な範囲を調整するために
、前記ヒストグラムに基づいて、変換関数を計算するロジックと；（３）ラスタ
線のオーダで、前記フレーム・バッファから前記ピクセル値を読み取るロジック
と；（４）前記計算された変換関数に従って、前記読み取られたピクセル値を変
換するロジックと；及び（５）前記変換されたピクセル値を、前記デジタル−ア
ナログ・コンバータに入力するロジックとを具備するスキャンアウト装置と（Ｐ
）（１）プログラムに従ってダウンロードされた補間係数を記憶するメモリと；
（２）プログラムに従って選択された、複数の固定ズーム比の一つを記憶するレ
ジスタと；（３）プログラムに従って選択された、コンピュータ・ディスプレイ
内におけるズーム文字枠の場所を記憶するレジスタと；（４）プログラムに従っ
て割り当てられた、前記ズーム文字枠と関連するウィンドウ識別子を記憶するレ
ジスタと；（５）前記フレーム・バッファから第一のピクセル色を読み取るロジ
ックと；（６）前記フレーム・バッファから複数の第二のピクセル色を読み取る
ロジックと；（７）前記複数の第二のピクセル色及び前記ダウンロードされた補
間係数から、ズームされたピクセル色を計算するロジックと；（８）前記フレー
ム・バッファから、ピクセル・ウィンドウ識別子を読み取るロジックと；（９）
前記ディスプレイ・ピクセルが、前記ズーム文字枠内にあり、及び前記ピクセル
・ウィンドウ識別子が、前記ズーム文字枠に割り当てられた前記ウィンドウ識別
子と等しい場合、前記計算されたズーム・ピクセル色を、前記デジタル−アナロ
グ・コンバータに送るロジックと；（１０）前記ディスプレイ・ピクセルが、前
記ズーム文字枠内になく、又は前記ピクセル・ウィンドウ識別子が、前記ズーム
文字枠に割り当てられた前記ウィンドウ識別子と等しくない場合、前記読み取ら
れた第一のピクセル色を、前記デジタル−アナログ・コンバータに送るロジック
と；を具備するスキャンアウト装置とを具備する前記グラフィックス・レンダリ
ング装置。

【０４８２】 （３）前記グラフィックス・オブジェクトから、フレーム・バッファにおいてレ
ンダリングされた画像を形成するためのグラフィックス・レンダリング方法であ
って、前記グラフィックス・オブジェクトは複数のグラフィックス・プリミティ
ブを具備し：タグを前記オブジェクトに割り当てるステップと；前記オブジェク
トが前記グラフィックス・レンダリング・パイプラインにおいて処理されると、
一つ以上の可視性基準で前記オブジェクトテストするステップであって、前記各
オブジェクトの前記テストは、前記オブジェクト内における前記プリミティブの
前記テストを含む前記ステップと；前記可視性基準に従った前記テストに合わせ
て、前記タグされたオブジェクトの応答を示す、状態ワードにおけるビットを設
定するステップと；及び前記オブジェクトのいずれが、少なくとも部分的に可視
であるかを決定するため、前記状態ワードを読み取るステップとを具備する前記
方法。 （４）（３）に記載のグラフィックス・レンダリング方法であって：前記オブジ
ェクトの文字枠ボリューム（bounding volume）に近似するように、前記グラフ
ィックス・プリミティブの前記入力を含む、前記グラフィックス・オブジェクト
の入力ステップと；前記文字枠ボリュームの可視性を決定するために、前記状態
ワードを読み取るステップと；前記対応する文字枠ボリュームが、可視でないと
決定される時に、前記オブジェクトを廃棄するステップと；をさらに具備する前
記方法。 （５）（３）に記載のグラフィックス・レンダリング方法であって：前記グラフ
ィックス・オブジェクトを受け取るステップと；前記グラフィックス・プリミテ
ィブをメモリに記憶することによって、複数の前記オブジェクトを蓄積するステ
ップと；前記フレーム・バッファにおいて、最終結果に影響を与えないものと保
証される前記プリミティブの部分を除去するために、前記蓄積されたオブジェク
トを処理するステップと；及び前記状態ワードの読み取りステップを実行する前
に、複数の前記オブジェクト上で、前記蓄積されたオブジェクトを処理するステ
ップを実行するステップであって、前記状態ワードはそれから、前記複数の蓄積
されたオブジェクトの各々の可視性を決定するために使用される前記ステップと
をさらに具備する前記方法。 （６）フレーム・バッファにレンダリングされた画像を形成し、及び前記レンダ
リングされた画像をディスプレイに表示するためのグラフィックス・レンダリン
グ方法であって：複数のグラフィックス・プリミティブを受け取るステップと；
一列のピクセル値を生成するために、前記グラフィックス・プリミティブをレン
ダリングするステップと；前記フレーム・バッファにおいて前記ピクセル値を記
憶するステップと；前記フレーム・バッファにおいて、前記ピクセル値のヒスト
グラムを生成するステップと；デジタル−アナログ・コンバータに適合するよう
に、前記ピクセル値のスケール及び動的な範囲を調節するために、前記ヒストグ
ラムに基づいて、変換関数を計算するステップと；ラスタ・スキャンアウト方法
で、前記フレーム・バッファから、前記ピクセル値を読み取るステップと；前記
計算された変換関数に従って、前記読み取られたピクセル値を変換するステップ
と；アナログ信号を生成するために、前記変換されたピクセル値を、前記デジタ
ル−アナログ・コンバータに入力するステップと；及び前記アナログ信号を、前
記ディスプレイに送るステップとを具備する前記グラフィックス・レンダリング
方法。 （７）（６）に記載のグラフィックス・レンダリング方法であって、前記記憶ス
テップは、前記フレーム・バッファにおいて前記ピクセル値を示すために、浮動
小数点値を記憶することを特徴とする、前記グラフィックス・レンダリング方法
。 （８）（６）に記載のグラフィックス・レンダリング方法であって、前記変換方
法は：その範囲の圧縮又は拡張、線形圧縮又は拡張、対数圧縮、指数又は電力拡
張、他の代数又は多項式マッピング関数、及びそれらの組み合わせをすることな
く、ある範囲の値を、異なる範囲の値にオフセット又はシフトすることを含むグ
ループから選択されるオペレーションの一つ以上を伴うことを特徴とする前記グ
ラフィックス・レンダリング方法。

【０４８３】 （９）フレーム・バッファに記憶された、レンダリングされた画像を形成するた
めのグラフィックス・レンダリング方法であって：グラフィックス・プリミティ
ブを受け取るステップと；前記グラフィックス・プリミティブを変換するステッ
プと；前記グラフィックス・プリミティブが少なくとも部分的に、ビュー・ボリ
ュームに含まれるか決定するために、前記グラフィックス・プリミティブをクリ
ップ・テストするステップと；ビューイング・ポイントから逸れた方を向いてい
る前記グラフィックス・プリミティブのいずれをも廃棄するために面決定をする
ステップと；前記デリバティブの計算を含む、前記グラフィックス・プリミティ
ブに関する増分レンダリングのためのセットアップを実行するステップと；シー
ン・メモリに：（１）前記グラフィックス・プリミティブの属性とともに、フレ
ームに関する前記グラフィックス・プリミティブと；及び（２）前記フレーム全
体の、パイプライン状態の様々な設定、を記憶するステップと；前記シーン・メ
モリに記憶された前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレー
ム・バッファにおけるピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するために、隠
れ面除去をするステップと；各フラグメントに関する色値を生成するためにフラ
グメント・カラリングをするステップであって、各フラグメントは、前記ピクセ
ルの一つの中の一つのサンプル又はサンプルのグループを含み、前記フラグメン
トの各々に関する色値の生成は、前記フレーム・バッファにおけるピクセルの最
終色に影響を与えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの部分に関
してのみ実行される前記ステップと；ピクセルごとに単一の色値を生成するため
に、前記フラグメント色をブレンドするステップと；及び前記生成されたピクセ
ルごとの色値を、フレーム・バッファに記憶するステップとを具備する前記グラ
フィックス・レンダリング方法。 （１０）フレーム・バッファに記憶された、レンダリングされた画像を形成する
ためのグラフィックス・レンダリング方法であって：グラフィックス・プリミテ
ィブを受け取るステップと；前記グラフィックス・プリミティブを変換するステ
ップと；前記グラフィックス・プリミティブが少なくとも部分的に、ビュー・ボ
リュームに含まれるか決定するために、前記グラフィックス・プリミティブをク
リップ・テストするステップと；ビューイング・ポイントから逸れた方を向いて
いる前記グラフィックス・プリミティブのいずれをも廃棄するために面決定をす
るステップと；前記デリバティブの計算を含む、前記グラフィックス・プリミテ
ィブに関する増分レンダリングのためのセットアップを実行するステップと；空
間メモリに：（１）隠れ面除去に必要な前記パイプラインの部分と；及び（２）
バーテックス場所及び空間デリバティブを含む、隠れ面除去に必要なグラフィッ
クス・プリミティブの部分とを記憶するステップと；ポリゴン・メモリに：（１
）隠れ面除去に必要ない前記パイプライン状態の部分と；及び（２）バーテック
ス色、テクスチャ座標、及び色デリバティブを含む、隠れ面除去に必要ない前記
グラフィックス・プリミティブの部分と、を記憶するステップと；前記空間メモ
リに記憶された前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレーム
・バッファにおけるピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するために、隠れ
面除去をするステップと；各フラグメントに関する色値を生成するために、フラ
グメント・カラリングをするステップであって、各フラグメントは、前記ピクセ
ルの一つの中で、一つのサンプル又はサンプルのグループを具備し、前記フラグ
メントの各々に関する色値の生成は、前記フレーム・バッファにおけるピクセル
の前記最終色に影響を与えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの
前記部分に関してのみ実行される前記ステップと；単一の色値をピクセルごとに
生成するために、前記フラグメント色をブレンドするステップと；及び前記生成
されたピクセルごとの色値を、前記フレーム・バッファに記憶するステップとを
具備する前記グラフィックス・レンダリング方法。

【０４８４】 （１１）フレーム・バッファに記憶された、レンダリングされた画像を形成する
ためのグラフィックス・レンダリング方法であって：グラフィックス・プリミテ
ィブを受け取るステップと；前記グラフィックス・プリミティブを変換するステ
ップと；前記グラフィックス・プリミティブが少なくとも部分的に、ビュー・ボ
リュームに含まれるか決定するために、前記グラフィックス・プリミティブをク
リップ・テストするステップと；ビューイング・ポイントから逸れた方を向いて
いる前記グラフィックス・プリミティブのいずれをも廃棄するために面決定をす
るステップと；前記画像内のタイル領域に従って、前記グラフィックス・プリミ
ティブをソートするステップと；ソート・メモリに：（１）隠れ面除去に必要な
前記パイプライン状態の部分と；及び（２）バーテックス場所を含む、隠れ面除
去に必要な前記グラフィックス・プリミティブの部分と、を記憶するステップと
；状態メモリに：（１）隠れ面除去に必要ない前記パイプライン状態の部分と；
及び（２）バーテックス色及びテクスチャ座標を含む、隠れ面除去に必要ない前
記グラフィックス・プリミティブの部分と、を記憶するステップと；タイルに従
って、前記ソート・メモリから前記ソートされたグラフィックス・プリミティブ
を読み取るステップと；前記デリバティブの計算を含む、前記ソート・メモリか
ら読み取られた、前記ソートされたグラフィックス・プリミティブ上で、増分レ
ンダリングに関するセットアップを実行するステップと；前記ソートされたグラ
フィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレーム・バッファにおけるピク
セルの最終色に影響を与えるかを決定するために、隠れ面除去をするステップと
；各フラグメントに関する色値を生成するために、フラグメント・カラリングを
するステップであって、各フラグメントは、前記ピクセルの一つの中で、一つの
サンプル又はサンプルのグループを具備し、前記フラグメントの各々に関する色
値の生成は、前記フレーム・バッファにおけるピクセルの前記最終色に影響を与
えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの前記部分に関してのみ実
行される前記ステップと；単一の色値をピクセルごとに生成するために、前記フ
ラグメント色をブレンドするステップと；及び前記生成されたピクセルごとの色
値を、前記フレーム・バッファに記憶するステップとを具備する前記グラフィッ
クス・レンダリング方法。 （１２）コンピュータ・ディスプレイ上のウィンドウ内で、グラフィックス画像
を表示するための方法であって：フレーム・バッファに画像を記憶するステップ
と；補間係数をダウンロードするステップと；複数の固定ズーム比の一つを選択
するステップと；前記コンピュータ・ディスプレイ内にズーム文字枠を配置する
ステップと；前記ズーム文字枠に、ウィンドウ識別子を割り当てるステップと；
前記コンピュータ・ディスプレイ内での表示ピクセルに関して、ピクセル・デー
タをデジタル−アナログ・コンバータに送るステップであって、さらに：前記フ
レーム・バッファから第一のピクセル色を読み取るステップと；前記フレーム・
バッファから、複数の第二のピクセル色を読み取るステップと；前記複数の第二
のピクセル色及び前記ダウンロードされた補間係数から、ズームされたピクセル
色を計算するステップと；前記フレーム・バッファから、ピクセル・ウィンドウ
識別子を読み取るステップと；前記ディスプレイ・ピクセルが、前記ズーム文字
枠内にあり、及び前記ピクセル・ウィンドウ識別子が、前記ズーム文字枠に割り
当てられた前記ウィンドウ識別子に等しい場合、前記計算されたズーム・ピクセ
ル色を、前記デジタル−アナログ・コンバータに送るステップと；及び前記ディ
スプレイ・ピクセルが、前記ズーム文字枠内になく、又は前記ピクセル・ウィン
ドウ識別子が、前記ズーム文字枠に割り当てられた前記ウィンドウ識別子と等し
くない場合、前記読み取られた第一のピクセル色を、前記デジタル−アナログ・
コンバータに送るステップとを具備する前記送信ステップとを具備する前記方法
。

【０４８５】 （１３）デジタル画像をフレーム・バッファに記憶するための方法であって、前
記フレーム・バッファは、一列のピクセルを具備し：ウィンドウ識別子マップを
記憶するステップであって、前記ウィンドウ識別子マップは、前記フレーム・バ
ッファにおける前記ピクセルの各々に関して、ウィンドウ識別子を具備する前記
ステップと；複数の文字枠記述を記憶するステップであって、前記文字枠記述の
各々は、前記対応する文字枠及び文字枠ウィンドウ識別子の最大及び最小ピクセ
ル座標を具備する前記ステップと；画像識別子を前記デジタル画像に割り当てる
ステップと；画像ピクセルを前記デジタル画像から選択するステップと；前記選
択された画像ピクセルをオーナシップ・テストするステップであって：ウィンド
ウ識別子マップ・テストが可能にされる場合は、前記ウィンドウ識別子マップ・
テストが実行され：前記ウィンドウ識別子を、前記選択された画像ピクセルに対
応する前記ウィンドウ識別子マップから読み取るステップと；前記割り当てられ
た画像識別子を、前記読み取られたウィンドウ識別子と比較するステップと；及
び前記割り当てられた画像識別子が、前記読み取られたウィンドウ識別子と適合
しない場合、前記選択されたピクセルは廃棄され、及び前記フレーム・バッファ
に書き込まれないステップを具備する前記前記ウィンドウ識別子マップ・テスト
と；及び文字枠テストが可能にされる場合には、前記文字枠テストが実行され：
前記選択されたピクセルが、前記第一の文字枠記述の最大及び最小ピクセル座標
内に入るように、前記文字枠記述の第一の一つを選択するステップと；前記割り
当てられた画像識別子を、前記第一の文字枠記述の前記文字枠ウィンドウ識別子
と比較するステップと；前記割り当てられた画像識別子が、前記第一の文字枠記
述の前記文字枠ウィンドウ識別子に適合しない場合、前記選択されたピクセルが
廃棄され、及び前記フレーム・バッファに書き込まれないステップとを具備する
前記文字枠テストと；及び 前記選択された画像ピクセルが廃棄されなかった
場合、前記選択された画像ピクセルを前記フレーム・バッファに書き込むステッ
プとを具備する前記オーナシップ・テストをするステップとを具備する前記方法
。 （１４）前記ウィンドウ識別子マップを前記フレーム・バッファに記憶するステ
ップをさらに具備することを特徴とする、デジタル画像をフレーム・バッファに
記憶するための、（１３）に記載の方法。 （１５）オーナシップ・テストの前記ステップが、複数のピクセル上で並行して
実行されることを特徴とする、デジタル画像をフレーム・バッファに記憶するた
めの、（１３）に記載の方法。

【０４８６】 （１６）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための装置であって：第一の直接メモリ・アクセス・コマンド及び２次元グラ
フィックス・オペレーションを実行するための第一のコマンドを受け取り及び記
憶する２Ｄコマンド待ち行列メモリと；第二の直接メモリ・アクセス・コマンド
と、及び３次元グラフィックス・オペレーションを実行するための第二のコマン
ドを受け取り及び記憶する３Ｄコマンド待ち行列メモリと；２次元グラフィック
ス・オペレーションを実行するための第三のコマンドを受け取り及び記憶する２
Ｄ応答待ち行列メモリと；３次元グラフィックス・オペレーションを実行するた
めの第四のコマンドを受け取り及び記憶する３Ｄ応答待ち行列メモリと；前記２
Ｄコマンド待ち行列メモリ及び前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに接続された直
接メモリ・アクセス・コントローラであって：（１）前記コンピュータ・グラフ
ィックス・パイプラインの外部にあるメモリから、前記第三のコマンドを読み取
り、及び前記読み取られた第三のコマンドを、前記２Ｄ応答待ち行列に書き込む
ことによって、前記記憶された第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを受け取
り及び前記第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行する第一のロジックと
；及び（２）前記コンピュータ・グラフィックス・パイプラインの外部にあるメ
モリから、前記第四のコマンドを読み取り、及び前記読み取られた第四のコマン
ドを、前記３Ｄ応答待ち行列に書き込むことによって、前記記憶された第二の直
接メモリ・アクセス・コマンドを受け取り、及び前記第二の直接メモリ・アクセ
ス・コマンドを実行する第二のロジックとを具備する前記直接メモリ・アクセス
・コントローラとを具備する前記装置。 （１７）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：前記２Ｄコマンド待ち行列メモリに
おいて許可されるエントリの数を記憶するプログラム可能２Ｄ最高点レジスタと
；及び前記２Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記２Ｄ最高
点レジスタに記憶された数よりも大きい時、割り込みを生成するロジックとをさ
らに具備することを特徴とする、前記装置。 （１８）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１７）に記載の装置であって：前記２Ｄコマンド待ち行列への書き
込みが許可される前に、前記２Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの最
大数を記憶するプログラム可能２Ｄ最低点レジスタと；及び前記２Ｄコマンド待
ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記２Ｄ最高点レジスタに記憶された数
よりも小さい時、割り込みを生成するロジックとをさらに具備することを特徴と
する、前記装置。 （１９）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに
おいて許可されるエントリの数を記憶するプログラム可能３Ｄ最高点レジスタと
；前記３Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記３Ｄ最高点レ
ジスタに記憶された数よりも大きい時、割り込みを生成するロジックと をさらに具備することを特徴とする、前記装置。 （２０）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１９）に記載の装置であって：前記３Ｄコマンド待ち行列への書き
込みが許可される前に、前記３Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの最
大数を記憶するプログラム可能３Ｄ最低点レジスタと；及び前記３Ｄコマンド待
ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記３Ｄ最高点レジスタに記憶された数
よりも小さい時、割り込みを生成するロジックとをさらに具備する前記装置。

【０４８７】 （２１）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：グラフィックス・データを記憶する
フレーム・バッファと；ホスト待ち行列メモリと；第三の直接メモリ・アクセス
・コマンドをさらに受け取り、及びさらに記憶する前記２Ｄコマンド待ち行列メ
モリと；前記フレーム・バッファ、前記ホスト待ち行列メモリ、及び前記２Ｄコ
マンド待ち行列メモリに接続された２Ｄグラフィックス装置であって：前記コン
ピュータ・グラフィックス・パイプラインの外部にあるメモリへの、前記フレー
ム・バッファからの、前記グラフィックス・データのいくつかの転送を特定する
第一のコマンドを読み取るロジックと；及びグラフィックス・データを前記フレ
ーム・バッファから読み取り、及び前記読み取られたグラフィックス・データを
前記ホスト待ち行列に記憶するロジックであって、前記第一のロジックはさらに
、前記ホスト待ち行列から前記グラフィックス・データを読み取り、及び前記コ
ンピュータ・グラフィックス・パイプラインの外部にある前記メモリへ、前記ホ
スト待ち行列から読み取られた前記グラフィックス・データを書き込むことによ
って、前記第三の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行するロジックとを具備
する前記２Ｄグラフィックス装置と；をさらに具備する前記装置。 （２２）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：第四の直接メモリ・アクセス・コマ
ンドをさらに受け取り及びさらに記憶する前記２Ｄコマンド待ち行列メモリと；
前記ホスト待ち行列から前記グラフィックス・データを読み取り、及び前記ホス
ト待ち行列から読み取られた前記グラフィックス・データを、前記３Ｄ応答待ち
行列メモリを書き込むことによって、前記第四の直接メモリ・アクセス・コマン
ドを実行するロジックをさらに具備する前記第一のロジックと、をさらに具備す
る前記装置。 （２３）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに
接続された３Ｄコマンド・デコーダであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
から第二のコマンドを読み取るロジックと；及び前記読み取られた第二のコマン
ド上で、データ・フォーマット変換を実行するロジックとを具備する前記３Ｄコ
マンド・デコーダをさらに具備する前記装置。 （２４）コンピュータ・グラフィックス・プロセッサにおいてコマンドを受け取
るための、（１６）に記載の装置であって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに
接続された３Ｄコマンド・デコーダであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
から、第二のコマンドを読み取るロジックと；及び無効な第二のコマンドを検出
し、及び無効なコマンド割り込みを生成するロジックとを具備する前記３Ｄコマ
ンド・デコーダとをさらに具備する前記装置。 （２５）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて、グラフィック
ス・プリミティブと関連するデータを補間する方法であって：バーテックス座標
、ｗ座標、及びテクスチャ座標を具備する色データを受け取るステップと； 前
記グラフィックス・プリミティブの各々に関して重心係数を計算するステップと
；複数の前記グラフィックス・プリミティブに対応する複数のデータ・キャッシ
ュ・エントリを記憶するステップであって、前記キャッシュされたデータは、重
心係数及びテクスチャ座標を具備する前記ステップと；フラグメント座標を具備
するグラフィックス・プリミティブ・フラグメントを受け取るステップと；前記
受け取られたグラフィックス・プリミティブ・フラグメントに対応する前記記憶
されたデータ・キャッシュ・エントリの一つを選択し及び読み取るステップと；
前記重心係数及び前記フラグメント座標から補間係数を計算するステップと；及
び前記計算された補間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間するステップ
と；を具備する前記方法。 （２６）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいてテクスチャ座標
を補間する方法であって：バーテックス座標、ｗ座標、及びテクスチャ座標を具
備するグラフィックス・プリミティブを受け取るステップと；前記グラフィック
ス・プリミティブのフラグメントを受け取るステップであって、前記フラグメン
トは、サンプル・マスクを具備し、前記サンプル・マスクは、前記フラグメント
によって覆われたピクセルの中のサンプル場所を示す前記ステップと；前記サン
プル・マスクを、プログラム可能ルックアップ・テーブルに入力することによっ
て、前記ピクセル内に補間座標を決定するステップであって、前記ルックアップ
・テーブルの前記出力は、前記ピクセル内の前記補間座標であって、前記補間座
標はサブ・ピクセル精度を有する前記ステップと；前記補間座標、前記バーテッ
クス座標、及び前記ｗ座標を使用して、補間係数を計算するステップと；及び前
記計算された補間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間し、前記補間座標
においてテクスチャ座標を生成するステップとを具備する前記方法。 （２７）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて面法線を補間す
る方法であって：バーテックス座標、ｗ座標、及びバーテックス面法線を具備す
るグラフィックス・プリミティブを受け取るステップと；前記グラフィックス・
プリミティブのフラグメントを受け取るステップであって、前記フラグメントは
、単一のピクセル内における前記グラフィックス・プリミティブの一部である前
記ステップと；前記ピクセル内における補間座標を決定するステップと；前記補
間座標、前記バーテックス座標、及び前記ｗ座標を使用して、補間係数を計算す
るステップと；前記バーテックス面法線の各々を、バーテックス大きさベクトル
及びバーテックス方向ベクトルに分解するステップと；複数の前記バーテックス
大きさベクトル及び前記計算された補間係数から、補間された大きさベクトルを
計算するステップと；複数の前記バーテックス方向ベクトル及び前記計算された
補間係数から、補間された方向ベクトルを計算するステップと；及び補間された
面法線を生成するために、前記補間された大きさベクトル及び前記補間された方
向ベクトルを結合させるステップとを具備する前記方法。

【０４８８】 （２８）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインのための状態モニタリン
グ装置であって、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプラインは、複数の
３次元オブジェクトを処理することによって、フレーム・バッファにレンダリン
グされた画像を形成し、前記３次元オブジェクトはそれぞれ、グラフィックス・
プリミティブを具備し：前記３次元オブジェクトが前記コンピュータ・グラフィ
ックス・パイプラインによって処理されると、オブジェクト・タグを前記３次元
オブジェクトと関連付けるロジックと；前記３次元オブジェクトが、前記グラフ
ィックス・レンダリング・パイプラインにおいて処理されると、前記３次元オブ
ジェクトオブジェクトを一つ以上の可視性基準でテストするロジックと；複数の
ビットを具備する状態レジスタと；前記オブジェクト・タグの一つに従って、前
記状態レジスタにおいて前記ビットの一つを選択するロジックと；前記可視性基
準での前記テストに合わせて、前記３次元オブジェクトの前記対応する一つの応
答に従って、前記状態レジスタにおいて前記選択されたビットの値を設定するロ
ジックと；及びホストＣＰＵへの前記状態レジスタ内容を読み取り、及び転送す
るロジックであって、前記ＣＰＵは、前記３次元オブジェクトのいずれが、少な
くとも部分的に可視であるかを決定する前記ロジックとを具備する前記状態モニ
タリング装置。 （２９）（２８）に記載の状態モニタリング装置であって：前記３次元オブジェ
クトの文字枠ボリュームを表すグラフィックス・プリミティブを生成するロジッ
クと；及びホストＣＰＵへの前記状態レジスタ内容を読み取り、及び転送するロ
ジックであって、前記ホストＣＰＵは、前記文字枠ボリュームのいずれが少なく
とも部分的に可視であるかを決定し、及び少なくとも部分的に可視であると決定
されないさらなる処理から、前記オブジェクトを廃棄する前記ロジックとをさら
に具備する前記状態モニタリング装置。 （３０）（２８）に記載の状態モニタリング装置であって：複数の前記３次元オ
ブジェクトを蓄積するメモリと；前記フレーム・バッファにおいて、前記コンピ
ュータ・グラフィックス・パイプラインから、前記レンダリングされた画像に影
響を与えないことを保証されている、前記グラフィックス・プリミティブの部分
を除去するロジックと；及び前記３次元オブジェクトが、前記コンピュータ・グ
ラフィックス・パイプラインによって処理されると、１つにつき１つのベースで
、複数の前記オブジェクト・タグを、複数の前記３次元オブジェクトと自発的に
関連させるロジックであって、前記状態レジスタはそれから、前記蓄積されたオ
ブジェクトの各々の可視性を決定するために使用される前記ロジックとをさらに
具備することを特徴とする、前記状態モニタリング装置。

【０４８９】 （３１）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインのためのスキャンアウト
装置であって、前記パイプラインは、ピクセル値のレンダリングされた画像を、
フレーム・バッファに記憶し、及びデジタル−アナログ・コンバータを具備し：
前記ピクセル値が、前記フレーム・バッファに記憶されると、前記レンダリング
された画像において前記ピクセル値のヒストグラムを生成するロジックと；前記
ヒストグラムに基づいて、前記デジタル−アナログ・コンバータのスケール及び
動的な範囲に実質的に適合するように、前記ピクセル値のスケール及び動的な範
囲を調節するために、変換関数を計算するロジックと；ラスタ線のオーダで、前
記フレーム・バッファから、前記ピクセル値を読み取るロジックと；前記計算さ
れた変換関数に従って、前記読み取られたピクセル値を変換するロジックと；及
び前記変換されたピクセル値を、前記デジタル−アナログ・コンバータに入力す
るロジックとを具備する前記装置。 （３２）（３１）に記載のスキャンアウト装置であって、前記フレーム・バッフ
ァは、浮動小数点ピクセル値を記憶するためのメモリをさらに具備し；ヒストグ
ラムを生成する前記ロジックは、入力浮動小数点ピクセル値として扱われる、浮
動小数点計算ブロックをさらに具備し；及び前記計算された変換関数に従って、
前記読み取られたピクセル値を変換する前記ロジックは、前記読み取られたピク
セル値を変換する浮動小数点計算ブロックと、及び浮動小数点変換ピクセル値を
、整数変換ピクセル値に変換するためのフォーマット変換ブロックとをさらに具
備することを特徴とする、前記装置。 （３３）（３１）に記載のスキャンアウト装置であって、前記読み取られたピク
セル値を変換する前記ロジックは：ある範囲の値を、その範囲の圧縮又は拡張、
線形圧縮又は拡張、対数圧縮、指数又は電力拡張、他の代数又は多項式マッピン
グ関数、又はそれらの組み合わせをすることなく、異なる範囲の値へのオフセッ
ト又はシフトを含むグループから選択されたオペレーションの一つ以上を実行す
るロジックを具備することを特徴とする、前記装置。 （３４）グラフィックス・プリミティブから、レンダリングされた画像を形成す
るためのグラフィックス・レンダリング装置であって、前記レンダリングされた
画像はフレーム・バッファに記憶されており：（ａ）（１）前記グラフィックス
・プリミティブを変換するロジックと；（２）前記グラフィックス・プリミティ
ブが少なくとも部分的にビュー・ボリュームに含まれるか決定するために、前記
グラフィックス・プリミティブをクリップ・テストするロジックと；（３）ビュ
ー・ポイントから逸れた方を向いている前記グラフィックス・プリミティブのい
ずれをも廃棄するために、面決定を実行するロジックと；を具備するジオメトリ
装置と；（ｂ）デリバティブを計算するセットアップ装置と；（ｃ）（１）前記
グラフィックス・プリミティブの属性とともに、フレームに関する前記グラフィ
ックス・プリミティブと；及び（２）前記フレーム全体の、パイプライン状態の
様々な設定と；を記憶するシーン・メモリと（ｄ）前記シーン・メモリに記憶さ
れた前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記フレーム・バッファ
におけるピクセルの最終色に影響を与えるのかを決定するために、隠れ面除去を
実行するカル装置と；（ｅ）前記各ピクセル内において、各サンプル又はサンプ
ルのグループに関してフラグメント色値を生成する一つ以上の計算装置であって
、前記ピクセルの各々に関する色値の生成は、前記ピクセルに影響を与えると決
定された前記グラフィックス・プリミティブの部分に関してのみ実行される、前
記計算装置と；及び（ｆ）（１）ピクセルごとの色値を生成するために、前記フ
ラグメント色をブレンドするロジックと；及び（２）前記生成されたピクセルご
との色値を、前記フレーム・バッファに記憶するロジックとを具備するピクセル
装置とを具備する前記グラフィックス・レンダリング装置。

【０４９０】 （３５）グラフィックス・プリミティブからレンダリングされた画像を形成する
ためのグラフィックス・レンダリング装置であって、前記レンダリングされた画
像はフレーム・バッファに記憶され：（ａ）（１）前記グラフィックス・プリミ
ティブを変換するロジックと；（２）前記グラフィックス・プリミティブが少な
くとも部分的にビュー・ボリュームに含まれるかを決定するために、前記グラフ
ィックス・プリミティブをクリップ・テストするロジックと；（３）ビューイン
グ・ポイントから逸れた方を向いている前記グラフィックス・プリミティブのい
ずれをも廃棄するために、面決定を実行するロジックと；を具備するジオメトリ
装置と；（ｂ）デリバティブを計算するセットアップ装置であって、前記デリバ
ティブは、空間デリバティブ及び色デリバティブを具備する前記セットアップ装
置と；（ｃ）（１）隠れ面除去に必要なパイプラインの部分と；及び（２）バー
テックス場所及び前記空間デリバティブを含む、隠れ面除去に必要な前記グラフ
ィックス・プリミティブの部分と；を記憶する空間メモリと； （ｄ）（１）隠
れ面除去に必要ないパイプライン状態の部分と；及び（２）バーテックス色、テ
クスチャ座標、及び前記色デリバティブを含む、隠れ面除去に必要ない前記グラ
フィックス・プリミティブの部分とを記憶するポリゴン・メモリと；（ｅ）前記
シーン・メモリに記憶されたグラフィックス・プリミティブのどの部分が、前記
フレーム・バッファにおけるピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するため
に、隠れ面除去を実行するカル装置と；（ｆ）前記各ピクセル内の各サンプル又
はサンプルのグループに関して、フラグメント色値を生成する一つ以上の計算装
置であって、前記ピクセルの各々に関する色値の生成は、前記ピクセルに影響を
与えると決定されたグラフィックス・プリミティブの部分に関してのみ実行され
る、前記計算装置と；及び（ｇ）（１）ピクセルごとに色値を生成するために、
前記フラグメント色をブレンドするロジックと； （２）前記生成された
ピクセルごとの色値を、前記フレーム・バッファに記憶するロジックと；を具備
するピクセル装置とを具備する前記グラフィックス・レンダリング装置。 （３６）グラフィックス・プリミティブから、レンダリングされた画像を形成す
るためのグラフィックス・レンダリング装置であって、前記レンダリングされた
画像はフレーム・バッファに記憶され：（ａ）（１）前記グラフィックス・プリ
ミティブを変換するロジックと；（２）前記グラフィックス・プリミティブが、
少なくとも部分的にビュー・ボリュームに含まれるかを決定するために、前記グ
ラフィックス・プリミティブをクリップ・テストするロジックと；（３）前記ビ
ューイング・ポイントから逸れた方を向いている前記グラフィックス・プリミテ
ィブのいずれをも廃棄するために、面決定を実行するロジックと； を具備
するジオメトリ装置と；（ｂ）（１）隠れ面除去に必要な前記パイプラインの部
分と；及び（２）バーテックス場所を含む、隠れ面除去に必要な前記グラフィッ
クス・プリミティブの部分と；を記憶するソート・メモリと；（ｃ）（１）前記
グラフィックス・プリミティブの属性とともに、フレームに関する前記グラフィ
ックス・プリミティブと；及び（２）バーテックス色及びテクスチャ座標を含む
、隠れ面除去に必要ない前記グラフィックス・プリミティブの部分とを記憶する
状態メモリと；（ｄ）（１）前記画像内のタイル領域に従って、前記グラフィッ
クス・プリミティブをソートするロジックと；（２）タイルに従って、前記ソー
ト・メモリから前記ソートされたグラフィックス・プリミティブを読み取るロジ
ックとを具備するソート装置と；（ｅ）前記ソートされたグラフィックス・プリ
ミティブに関してデリバティブを計算するセットアップ装置と； （ｆ）前記シ
ーン・メモリに記憶された前記グラフィックス・プリミティブのどの部分が、前
記フレーム・バッファにおけるピクセルの最終色に影響を与えるかを決定するた
めに、隠れ面除去を実行するカル装置と；（ｇ）前記各ピクセル内の各サンプル
又はサンプルのグループに関して、フラグメント色値を生成する一つ以上の計算
装置であって、前記ピクセルの各々に関する色値の生成は、前記ピクセルに影響
を与えると決定された前記グラフィックス・プリミティブの部分に関してのみ実
行される、前記計算装置と；及び（ｈ）（１）ピクセルごとの色値を生成するた
めに、前記フラグメント色をブレンドするロジックと；及び（２）前記生成され
たピクセルごとの色値を、前記フレーム・バッファに記憶するロジックとを具備
するピクセル装置とを具備する前記グラフィックス・レンダリング装置。

【０４９１】 （３７）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインのためのスキャンアウト
装置であって、前記パイプラインは、ピクセル値のレンダリングされた画像を、
フレーム・バッファに記憶し、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプライ
ンはコンピュータ・ディスプレイを具備し：プログラムに従ってダウンロードさ
れた補間係数を記憶するメモリと；プログラムに従って選択された、複数のズー
ム比の一つを記憶するレジスタと；前記コンピュータ・ディスプレイ内における
ズーム文字枠の、プログラムに従って選択された場所を記憶するレジスタと；前
記ズーム文字枠と関連する、プログラムに従って割り当てられたウィンドウ識別
子を記憶するレジスタと；第一のピクセル色を前記フレーム・バッファから読み
取るロジックと；複数の第二のピクセル色を前記フレーム・バッファから読み取
るロジックと；前記複数の第二のピクセル色及び前記ダウンロードされた補間係
数から、ズームされたピクセル色を計算するロジックと；ピクセル・ウィンドウ
識別子を前記フレーム・バッファから読み取るロジックと；前記ディスプレイ・
ピクセルが、前記ズーム文字枠内にあり、及び前記ピクセル・ウィンドウ識別子
が前記ズーム文字枠に割り当てられた前記ウィンドウ識別子と等しい場合、前記
計算されたズーム・ピクセル色を前記デジタル−アナログ・コンバータに送るロ
ジックと；及び前記ディスプレイ・ピクセルが、前記ズーム文字枠内になく、又
は前記ピクセル・ウィンドウ識別子が、前記ズーム文字枠に割り当てられた前記
ウィンドウ識別子と等しくない場合、前記読み取られた第一のピクセル色を、前
記デジタル−アナログ・コンバータに送るロジックとを具備する前記スキャンア
ウト装置。 （３８）デジタル画像をフレーム・バッファに記憶するための装置であって、前
記フレーム・バッファは一列のピクセルを具備し：ウィンドウ識別子マップを記
憶する第一のメモリであって、前記ウィンドウ識別子マップは、前記フレーム・
バッファにおける各ピクセルに関するウィンドウ識別子を具備する前記メモリと
；複数の文字枠記述を記憶する第二のメモリであって、前記文字枠記述の各々は
、対応する文字枠の最大並びに最小ピクセル座標及び文字枠ウィンドウ識別子を
具備する前記メモリと；前記デジタル画像と関連する、プログラムに従って割り
当てられた画像識別子を記憶するレジスタと；前記デジタル画像から画像ピクセ
ルを選択するロジックと；前記選択された画像ピクセル上で動作するピクセル・
オーナシップ・ロジックであって：（１）プログラムに従って設定された制御ビ
ットによって可能にされたウィンドウ識別子マップ・テスト・ロジックであって
：（ａ）前記選択された画像ピクセルに対応する、前記ウィンドウ識別子を前記
第一のメモリから読み取るロジックと；（ｂ）前記割り当てられた画像識別子を
、前記読み取られたウィンドウ識別子と比較するコンパリタ回路と；及び（ｃ）
前記割り当てられた画像識別子が、前記読み取られたウィンドウ識別子と適合し
ない場合、前記選択された画像ピクセルを廃棄するロジックと；を具備する前記
ウィンドウ識別子マップ・テスト・ロジックと；及び（２）プログラムに従って
設定された制御ビットによって可能にされた文字枠テスト・ロジックであって：
（ａ）前記選択されたピクセルが、前記選択された第一の文字枠記述の最大及び
最小ピクセル座標内になるように、前記文字枠の第一の一つを選択するロジック
と；（ｂ）前記割り当てられた画像識別子を、前記第一の文字枠記述の前記文字
枠ウィンドウ識別子と比較するコンパリタ回路と；及び（ｃ）前記割り当てられ
た画像識別子が、前記第一の文字枠の前記文字枠ウィンドウ識別子と適合しない
場合、前記選択された画像ピクセルを廃棄するロジックとを具備する前記文字枠
テスト・ロジックと；及び（３）前記選択された画像ピクセルが廃棄されなかっ
た場合に、前記選択された画像ピクセルを、前記フレーム・バッファに書き込む
ロジックとを具備する前記ピクセル・オーナシップ・ロジックとを具備する前記
装置。

【０４９２】 （３９）（３８）に記載の装置であって、前記第一のメモリは、フレーム・バッ
ファと同じ物理メモリ・アレイにあることを特徴とする、前記装置。 （４０）（３８）に記載の装置であって、前記ピクセル・オーナシップ・ロジッ
クは、複数の選択された画像ピクセルと並行して動作することを特徴とする、前
記装置。 （４１）３Ｄグラフィックス・レンダリングのための計算システムであって：ホ
スト・プロセッサと：システム・メモリと；及びホスト・プロセッサに接続され
たコンピュータ・グラフィックス・パイプラインとを具備し、；前記コンピュー
タ・グラフィックス・パイプラインは：（１）２次元グラフィックス・オペレー
ションを実行するための、第一の直接メモリ・アクセス・コマンドと、及び第一
のコマンドを受信し及び記憶する２Ｄコマンド待ち行列メモリと；（２）３次元
グラフィックス・オペレーションを実行するための、第二の直接メモリ・アクセ
ス・コマンド及び第二のコマンドを受信し及び記憶する３Ｄコマンド待ち行列メ
モリと；（３）２次元グラフィックス・オペレーションを実行するための、第三
のコマンドを受信し及び記憶する２Ｄ応答待ち行列メモリと；（４）３次元グラ
フィックス・オペレーションを実行するための、第四のコマンドを受信し及び記
憶する３Ｄ応答待ち行列メモリと；及び（５）前記２Ｄコマンド待ち行列メモリ
及び前記３Ｄコマンド待ち行列メモリに接続された直接メモリ・アクセス・コン
トローラであって：（ａ）前記第三のコマンドを、前記システム・メモリから読
み取り、及び前記読み取られた第三のコマンドを、前記２Ｄ応答待ち行列に書き
込むことによって、前記記憶された第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを受
信し、及び前記第一の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行する第一のロジッ
クと；及び（ｂ）前記第四のコマンドを、前記システム・メモリから読み取り、
及び前記読み取られた第四のコマンドを、前記３Ｄ応答待ち行列に書き込むこと
によって、前記記憶された第二の直接メモリ・アクセス・コマンドを受信し、及
び前記第二の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行する第二のロジックとを具
備する前記直接メモリ・アクセス・コントローラとを具備する前記計算システム
。 （４２）（４１）に記載のシステムであって：前記２Ｄコマンド待ち行列メモリ
に許可されたエントリの数を記憶するプログラム可能２Ｄ最高点レジスタと；及
び前記２Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記２Ｄ最高点レ
ジスタに記憶された数よりも大きい時に、割り込みを生成するロジックとをさら
に具備することを特徴とする、前記システム。 （４３）（４２）に記載のシステムであって：前記２Ｄコマンド待ち行列への書
き込みが許可される前に、前記２Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの
最大数を記憶するプログラム可能２Ｄ最低点レジスタと；及び前記２Ｄコマンド
待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記２Ｄ最高点レジスタに記憶された
数よりも小さい時に、割り込みを生成するロジックとをさらに具備することを特
徴とする、前記システム。 （４４）（４１）に記載のシステムであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
に許可されたエントリの数を記憶するプログラム可能３Ｄ最高点レジスタと；及
び前記３Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記３Ｄ最高点レ
ジスタに記憶された数よりも大きい時、割り込みを生成するロジックとをさらに
具備することを特徴とする、前記システム。 （４５）（４４）に記載のシステムであって：前記３Ｄコマンド待ち行列への書
き込みが許可される前に、前記３Ｄコマンド待ち行列メモリにおけるエントリの
最大数を記憶するプログラム可能３Ｄ最低点レジスタと；及び前記３Ｄコマンド
待ち行列メモリにおけるエントリの数が、前記３Ｄ最高点レジスタに記憶された
数よりも小さい時、割り込みを生成するロジックをさらに具備することを特徴と
する、前記システム。 （４６）（４１）に記載のシステムであって：グラフィックス・データを記憶す
るフレーム・バッファと；ホスト待ち行列メモリと；第三の直接メモリ・アクセ
ス・コマンドをさらに受信し及び記憶する前記２Ｄコマンド待ち行列メモリと；
前記フレーム・バッファと、前記ホスト待ち行列メモリと、及び前記２Ｄコマン
ド待ち行列メモリとに接続され：前記フレーム・バッファから、前記コンピュー
タ・グラフィックス・パイプライン外部にある前記メモリへの前記グラフィック
ス・データのいくつかの転送を特定する、前記第一のコマンドを読み取るロジッ
クと；及び前記フレーム・バッファからのグラフィックス・データを読み取り、
並びに前記読み取られたグラフィックス・データを前記ホスト待ち行列に記憶す
るロジックとを具備する２Ｄグラフィックス装置であって；前記第一のロジック
は、前記グラフィックス・データを前記ホスト待ち行列から読み取り、並びに前
記ホスト待ち行列から読み取られた前記グラフィックス・データを、前記コンピ
ュータ・グラフィックス・パイプラインの外部にある前記メモリに書き込むこと
によって、第三の直接メモリ・アクセス・コマンドを実行するロジックをさらに
具備する前記２Ｄグラフィックス装置とをさらに具備することを特徴とする、前
記システム。

【０４９３】 （４７）（４１）に記載のシステムであって：第四の直接メモリ・アクセス・コ
マンドをさらに受信し、及びさらに記憶する前記２Ｄコマンド待ち行列メモリと
；及び前記グラフィックス・データを前記ホスト待ち行列から読み取り、及び前
記ホスト待ち行列から読み取られた前記グラフィックス・データを、前記３Ｄ応
答待ち行列メモリに書き込むことによって、前記第四の直接メモリ・アクセス・
コマンドを実行するロジックをさらに具備する前記第一のロジックとをさらに具
備することを特徴とする、前記システム。 （４８）（４１）に記載のシステムであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
に接続され、：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリから第二のコマンドを読み取る
ロジックと；及び前記読み取られた第二のコマンド上で、データ・フォーマット
変換を実行するロジックとを具備する３Ｄコマンド・デコーダをさらに具備する
ことを特徴とする、前記システム。 （４９）（４１）に記載のシステムであって：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリ
に接続され：前記３Ｄコマンド待ち行列メモリから第二のコマンドを読み取るロ
ジックと；及び無効な第二のコマンドを検出し、及び無効なコマンド割り込みを
生成するロジックとを具備する３Ｄコマンド・デコーダをさらに具備することを
特徴とする、前記システム。 （５０）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて、グラフィック
ス・プリミティブと関連するデータを補間するための装置であって：バーテック
ス座標、ｗ座標、及びテクスチャ座標を具備する色データを記憶するメモリと；
前記バーテックス座標及び前記ｗ座標からの前記グラフィックス・プリミティブ
の各々に関する重心係数を計算するロジックと；複数の前記グラフィックス・プ
リミティブに対応する複数のデータ・キャッシュ・エントリを記憶するキャッシ
ュ・メモリであって、前記キャッシュされたデータは、重心係数及びテクスチャ
座標を具備する前記キャッシュ・メモリと；受信されたグラフィックス・プリミ
ティブ・フラグメントに対応する、前記記憶されたデータ・キャッシュ・エント
リの一つを選択し及び読み取るロジックであって、前記グラフィックス・プリミ
ティブ・フラグメントは、フラグメント座標を具備する前記ロジックと；前記重
心係数及び前記フラグメント座標から補間係数を計算するロジックと；及び前記
計算された補間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間するロジックとを具
備する前記装置。 （５１）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて、テクスチャ座
標を補間するための装置であって：グラフィックス・プリミティブと関連するデ
ータを記憶するメモリであって、前記記憶されたデータは、バーテックス座標、
ｗ座標、及びテクスチャ座標を具備する前記メモリと；前記グラフィックス・プ
リミティブのフラグメントを受信するレジスタであって、前記フラグメントは、
サンプル・マスクを具備し、前記サンプル・マスクは前記フラグメントによって
覆われるピクセル内のサンプル場所を示す前記レジスタと；補間場所の低位ビッ
トを決定するルックアップ・テーブルであって、前記ルックアップ・テーブルは
、前記サンプル・マスクを具備し、前記補間場所は、サブ・ピクセル精度を有す
る前記ルックアップ・テーブルと；前記補間場所、前記バーテックス座標、及び
前記ｗ座標を使用して、補間係数を計算するロジックと；及び前記計算された補
間係数を使用して、前記テクスチャ座標を補間し、前記補間場所にテクスチャ座
標を生成するロジックとを具備する前記装置。

【０４９４】 （５２）コンピュータ・グラフィックス・パイプラインにおいて、バーテックス
面法線を補間するための装置であって：グラフィックス・プリミティブを記憶す
るメモリであって、前記グラフィックス・プリミティブは、バーテックス座標、
ｗ座標、及びバーテックス面法線を具備する前記メモリと；前記グラフィックス
・プリミティブのフラグメントを記憶するレジスタであって、前記フラグメント
は単一のピクセル内の前記グラフィックス・プリミティブの一部である前記レジ
スタと；前記ピクセル内の補間座標を決定するロジックと；前記補間座標、前記
バーテックス座標、及び前記ｗ座標を使用して、補間係数を計算するロジックと
；前記バーテックス面法線の各々を、バーテックス大きさベクトル及びバーテッ
クス方向ベクトルに分解するロジックと；補間された大きさベクトルを、複数の
前記バーテックス大きさベクトル及び前記計算された補間係数から計算するロジ
ックと；補間された方向ベクトルを、複数の前記バーテックス方向ベクトル及び
前記計算された補間係数から計算するロジックと；及び補間された面法線を生成
するために、前記補間された大きさベクトル及び前記補間された方向ベクトルを
結合させるロジックとを具備する前記装置。 （５３）３次元（３Ｄ）グラフィックス・レンダリングのため、及びフレーム・
バッファに記憶された画像を生成するための計算システムであって、前記システ
ムは：ホスト・プロセッサと；前記ホスト・プロセッサに接続されたシステム・
メモリと；及びホスト・プロセッサに接続されたコンピュータ・グラフィックス
・パイプラインとを具備し、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプライン
は：３次元オブジェクトが、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプライン
によって処理されると、３次元オブジェクトにオブジェクト・タグを関連させる
ロジックと；前記３次元オブジェクトが、前記グラフィックス・レンダリング・
パイプラインにおいて処理されると、一つ以上の可視性基準で、前記３次元オブ
ジェクトをテストするロジックと；複数のビットを具備する状態レジスタであっ
て、前記ホスト・プロセッサによって読み取られることができる前記状態レジス
タと；前記オブジェクト・タグの一つに従って、前記状態レジスタにおいて前記
ビットの一つを選択するロジックと；及び前記可視性基準でのテストに合わせて
、前記３次元オブジェクトの対応する一つの応答に従って、前記状態レジスタに
おける選択されたビットの値を設定するロジックとを具備する、前記計算システ
ム。 （５４）（５３）に記載のシステムであって：画像のレンダリングを、特定され
た方法で機能するように導くプログラム・モジュールを実行する前記ホスト・プ
ロセッサを具備し、前記プログラム・モジュールは：前記３次元オブジェクトの
一つの文字枠ボリュームを定義する、非レンダリング可能グラフィックス・プリ
ミティブによって表示される前記３次元オブジェクトの一つを受信し；前記非レ
ンダリング可能グラフィックス・プリミティブを入力することによって、前記３
次元オブジェクトの一つを、前記コンピュータ・グラフィックス・パイプライン
に入力し；及び前記非レンダリング可能グラフィックス・プリミティブに対応す
るオブジェクトが隠されるか決定するために、状態レジスタ内容を読み取るため
の指示を含む、前記ホスト・プロセッサをさらに具備することを特徴とする、前
記システム。 （５５）（５４）に記載のシステムであって、前記コンピュータ・グラフィック
ス・パイプラインはさらに：その各々が前記非レンダリング・プリミティブの対
応する組によって表示される、複数の前記３次元オブジェクトを蓄積するメモリ
と；及び明確には最終的にレンダリングされた画像に寄与しない前記プリミティ
ブの部分を切り取るために、隠れ面除去を実行するロジックであって、前記隠れ
面除去は、色データが、前記画像の前記領域において、グラフィックス・プリミ
ティブに関して生成される前に、前記画像の領域に関して実行され、それによっ
て、生成される必要がある前記色データの量を低減させる前記ロジックとを具備
し；及び前記プログラム・モジュールはさらに：前記状態レジスタを読み取る前
に、複数の前記３次元オブジェクトを入力し；前記状態レジスタを読み取り、並
びに前記コンピュータ・グラフィックス・パイプラインへ、その非レンダリング
可能プリミティブは隠されない３次元オブジェクトに対応するレンダリング可能
プリミティブを入力し、それによって、その非レンダリング可能プリミティブは
隠されない、前記３次元オブジェクトに対応する前記レンダリング可能プリミテ
ィブを入力することを避けるための指示をさらに含むことを特徴とする、前記シ
ステム。

【０４９５】

【関連出願】 本出願は、１９９８年８月２０日提出、アメリカ特許仮出願第６０／０９７，３
３６号、「ディファード・シェーディングを伴うグラフィックス・プロセッサ（
GRAPHICS PROCESSOR WITH DEFFERED SHADING）」、の３５ＵＳＣセクション１１
９（ｅ）の利益を主張し、その内容はここに参照のために採用されている。 本出願はまた、１９９８年１２月１７日提出、アメリカ特許出願第０９／２１
３，９９０号、「ディファード・シェーディング・アーキテクチャにおける、接
線空間ライティングの方法（HOW TO DO TANGENT SPACE LIGHTING IN A DEFFERED
SHADING ARCHITECTURE）」、（代理人ドケット番号Ａ−６６３９７）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「統一されたプリミティブ記
述子を使用して、３Ｄグラフィックス・パイプラインにおいてセットアップ・オ
ペレーションを実行するための装置及び方法（APPARATUS AND METHOD FOR REFOR
MING SETUP OPERATIONS IN A 3-D GRAPHICS PIPELINE USING UNIFIED PRIMITIVE
DESCRIPTORS）」、（代理人ドケット番号Ａ−６６３８２）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「ポスト・ファイル・ソーテ
ィング・セットアップ（POST-FILE SORTING SETUP）」、（代理人ドケット番号
Ａ−６６３８３）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「タイル相対Ｙ値及びスクリ
ーン相対Ｘ値（TILE RELATIVE Y-VALUES AND SCREEN RELATIVE X-VALUES）」、
（代理人ドケット番号Ａ−６６３８４）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３次元グラフィックス・パ
イプラインにおいて、画像データを空間的にソートするためのシステム、装置、
及び方法（SYSTEM,APPARATUS AND METHOD FOR SPATIALLY SORTING IMAGE DATA I
N A THREE-DIMENSIONAL GRAPHICS PIPELINE）」、（代理人ドケット番号Ａ−６
６３８０）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３次元グラフィックス・パ
イプラインにおいて、オブジェクト・ジオメトリをソートするための、保証され
た保存性メモリ評価を生成するためのシステム、装置及び方法（SYSTEM, APPARA
TUS AND METHOD FOR GENERATING GUARANTEED CONSERVATIVE MEMORY ESTIMATE FO
R SORTING OBJECT GEOMETRY IN A THREE-DIMENSIONAL GRAPHICS PIPELINE）」、
（代理人ドケット番号Ａ−６６３８１）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３次元グラフィックス・パ
イプラインにおいて、レンダリング・リソースの均衡を取るためのシステム、装
置及び方法（SYSTEM, APPARATUS AND METHOD FOR BALANCING RENDERING RESOURC
ES IN A THREE-DIMENSIONAL GRAPHICS PIPELINE）」、（代理人ドケット番号Ａ
−６６３７９）；

【０４９６】 年 月 日提出、特許出願第 号、「パイプライン状態記憶及び
検索を伴うグラフィックス・プロセッサ（GRAPHICS PROCESSOR WITH PIPELINE S
TATE STORAGE AND RETRIEVAL）」、（代理人ドケット番号Ａ−６６３７８）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「テクスチャを生成するため
の方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING TEXTURE）」、（代理
人ドケット番号Ａ−６６３９８）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３Ｄグラフィックス・パイ
プラインにおけるジオメトリ・オペレーションのための装置及び方法（APPARATU
S AND METHOD FOR GEOMETRY OPERATIONS IN A 3D GRAPHICS PIPELINE）」、（代
理人ドケット番号Ａ−６６３７３）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「３Ｄグラフィックス・パイ
プラインにおけるフラグメント・オペレーションのための装置及び方法（APPARA
TUS AND METHOD FOR FRAGMENT OPERATIONS IN A 3D GRAPHICS PIPELINE）」、（
代理人ドケット番号Ａ−６６３９９）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「ディファード・シェーディ
ング・グラフィックス・パイプライン・プロセッサ（DEFFERED SHADING GRAPHIC
S PIPELINE PROCESSOR）」、（代理人ドケット番号Ａ−６６３６０）； 年 月 日提出、特許出願第 号、「ディファード・シェーディ
ングを伴うグラフィックス・プロセッサにおける保存性隠れ面除去を実行するた
めの方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR REFORMING CONSERVATIVE HIDDEN
SURFACE REMOVAL IN A GRAPHICS PROCESSOR WITH DEFFERRED SHADING）」、（
代理人ドケット番号Ａ−６６３８６）；及び 年 月 日提出、特許出願第 号、「向上した特性を有するディ
ファード・シェーディング・グラフィックス・パイプライン・プロセッサ（DEFE
RRED SHADING GRAPHICS PIPELINE PROCESSOR HAVING ADVANCED FEATURES）」、
（代理人ドケット番号Ａ−６６３６４） の３５ＵＳＣセクション１２０の利益を主張する。 本明細書に記載されたすべての公告、特許、及び特許出願は、各個別の公告又
は特許出願が、参照のために採用されるように特定的及び個別に示されているの
と同じ範囲で、参照のために採用されている。 本発明の特定の実施形態の上述の記載は、例示及び説明の目的で示されてきた
。それらは、完全なものではなく、また本発明を、開示された精密な形式に限定
する目的ではなく、明らかに多くの変更及び変形が、上述の教示に照らして可能
である。前記実施形態は、本発明及びその実践的応用の原則を最も良く説明し、
それによって当業者が、検討される特定の使用に適した様々な変更とともに、本
発明及び様々な実施形態を最も良く使用することができるようにするために、選
択され及び説明された。本発明の範疇は、本書に添付された特許請求の範囲及び
それの同等物によって定義されるものである。

【図面の簡単な説明】 本発明のさらなる目的及び特徴は、図面を参照すると、以下の詳細な説明及び
添付の特許請求の範囲から容易に明らかになるであろう。

【図１】 図１は、自らの座標軸、ビューイング・ポイントの座標システム、及びスクリ
ーン座標を伴う、四面体を示す図である。

【図２】 図２は、３Ｄグラフィックス・パイプラインのための、従来の包括的レンダラ
を示す図である。

【図３】 図３は、本発明の３次元グラフィックス・パイプラインの実施形態を示す、特
に他の機能的ブロックを伴うジオメトリ・エンジン３０００と、及びホスト上で
実行するアプリケーション、及びホスト・メモリとの関係を示す図である。

【図４】 図４は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第一の実施形態を示す図である。

【図５】 図５は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第二の実施形態を示す図である。

【図６】 図６は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第三の実施形態を示す図である。

【図７】 図７は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第四の実施形態を示す図である。

【図８】 図８は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第五の実施形態を示す図である。

【図９】 図９は、本発明の３次元ディファード・シェーディング・グラフィックス・パ
イプラインの第六の実施形態を示す図である。

【図１０】 図１０は、保存性隠れ面除去の実施形態の検討を示す図である。

【図１１】 図１１は、保存性隠れ面除去の実施形態におけるアルファ・テスト及び深度テ
ストの検討を示す図である。

【図１２】 図１２は、保存性隠れ面除去の実施形態におけるステンシル・テストの検討を
示す図である。

【図１３】 図１３は、保存性隠れ面除去の実施形態におけるアルファ・ブレンディングの
検討を示す図である。

【図１４】 図１４は、保存性隠れ面除去の実施形態のさらなる検討を示す図である。

【図１５】 図１５は、パイプラインの実施形態の、ブロックを通過するデータの例示的な
流れを示す図である。

【図１６】 図１６は、カル・ブロックのある実施形態が、部分的に不明瞭な三角形からフ
ラグメントを作る方法を示す図である。

【図１７】 図１７は、ピクセル・ブロックのある実施形態が、１スタンプの価値を有する
フラグメントを処理する方法を示す図である。

【図１８】 図１８は、フロント・エンド・コマンド・フェッチ及びデコード・ブロック（
ＣＦＤ）２０００における主な機能的装置を示す、パイプラインの実施形態の例
示的なブロック図を示す図である。

【図１９】 図１９は、ディファード・シェーディング・グラフィックス・プロセッサ（Ｄ
ＳＧＰ）の一つの実施形態が、バーテックス座標を変換する方法を強調する図で
ある。

【図２０】 図２０は、ディファード・シェーディング・グラフィックス・プロセッサ（Ｄ
ＳＧＰ）の一つの実施形態が、法線、接線、及び従法線を変換する方法を強調す
る図である。

【図２１】 図２１は、ジオメトリ・ブロック（ＧＥＯ）の機能的ブロック図を示す図であ
る。

【図２２】 図２２は、本発明の構造の３チップ実施形態における半導体チップ上の機能的
ブロック間の関係を示す図である。

【図２３】 図２３は、モード・エクストラクション・ブロック（ＭＥＸ）の一つの実施形
態における例示的なデータ・フローを示す図である。

【図２４】 図２４は、例示的なモード・エクストラクション・ブロックに送信されるパケ
ットを示す図である。

【図２５】 図２５は、例示的なモード・エクストラクション・ブロックのオンチップ状態
ベクトル・パーティショニングの実施形態を示す図である。

【図２６】 図２６は、ポリゴン・メモリへの情報をセーブするための処理の特徴を示す図
である。

【図２７】 図２７は、ＭＥＸと相対したポリゴン・メモリに関する例示的な構成を示す図
である。

【図２８】 図２８は、ＭＥＸブロックにおける色ポインタ生成と相対した色情報に関する
例示的ビット構成を示す図である。

【図２９】 図２９は、ＭＥＸブロックにおける色タイプ・フィールドに関する例示的構成
を示す図である。

【図３０】 図３０は、点リスト、線ストリップ、三角形ストリップ、又は三角形ファンの
リストの第一のデュアロクトに記憶されたＭＬＭポインタ・パケットの内容を示
す図である。

【図３１】 図３１は、データ記憶装置及びポインタ記憶装置に分割される方法を含む、デ
ータがソート・メモリ・ページに記憶される方法の例示的実施形態を示す。

【図３２】 図３２は、ソート・ブロックの例示的実施形態の単純化されたブロック図を示
す。

【図３３】 図３３は、タイルＡＢＣ及び（ｘ_Tile，ｙ_Tile）に中心を有するタイルに関す
るタッチド・タイル計算プロシージャの特徴を示す図である。

【図３４】 図３４は、タッチド・タイル計算プロシージャの特徴を示す図である。

【図３５Ａ及び３５Ｂ】 図３５Ａ及び３５Ｂは、タッチド・タイル・プロシージャにおけるしきい値距
離計算の特徴を示す図である。

【図３６Ａ】 図３６Ａは、垂直ベクトルとしきい値距離との間の特定の関係に関するタイル
の位置と三角形の位置との間の第一の関係を示す図である。

【図３６Ｂ】 図３６Ｂは、垂直ベクトルとしきい値距離との間の特定の関係に関するタイル
の位置と三角形の位置との間の第二の関係を示す図である。

【図３６Ｃ】 図３６Ｃは、垂直ベクトルとしきい値距離との間の特定の関係に関するタイル
の位置と三角形の位置との間の第三の関係を示す図である。

【図３７】 図３７は、タイルの辺の一つに関連した、線の角度の間の関係を含むしきい値
距離決定のエレメントを示す図である。

【図３８Ａ】 図３８Ａは、１８×１４アレイでの２５２タイルを有するウィンドウに関する
ＳｕｐｅｒＴｉｌｅホップ・プロシージャ・シーケンスの例示的な実施形態を示
す図である。

【図３８Ｂ】 図３８Ｂは、図３８Ａに記載のＮ＝６３及びＭ＝１３のＳｕｐｅｒＴｉｌｅホ
ップ・プロシージャに関する例示的シーケンスを示す図である。

【図３９】 図３９は、ＳＴＰブロックに到着し、及びエイリアス又はアンチ・エイリアス
・モードでレンダリングされることができるＤＳＧＰ三角形を示す図である。

【図４０】 図４０は、線をクワド及び様々な方向のエイリアスされ及びアンチ・エイリア
スされた線の描画のために生成された様々なクワドへと変換することによって、
ＤＳＧＰが線をレンダリングする方法を示す図である。

【図４１】 図４１は、ユーザ特定点が、ジオメトリ装置におけるレンダリングされた点に
調節される方法を示す図である。

【図４２】 図４２は、アンチ・エイリアスされた線セグメントが、平行四辺形及び三角形
を統一的にラステライズするＣＵＬ装置スキャン・コンバータにおいて、三角形
に変換される方法を示す図である。

【図４３】 図４３は、アンチ・エイリアスされた線の場合における長方形と比較して、エ
イリアスされた線のエンド・ポイントが、平行四辺形を使用して計算される方法
を示す図である。

【図４４】 図４４は、長方形が、線の可視部分を表示する方法を示す図である。

【図４５】 図４５は、点描オフセットｓｔｐｌＳｔａｒｔＢｉｔと同様に、新しい線開始
点が、クリップされた点に関して生成される方法を示す図である。

【図４６】 図４６は、線モード三角形のジオメトリを示す図である。

【図４７】 図４７は、セットアップが、バーテックス割り当てを含む、線及び三角形をど
のように表示するかの特徴を示す図である。

【図４８】 図４８は、セットアップが、スロープ割り当てを含む、線及び三角形をどのよ
うに表示するかの特徴を示す図である。

【図４９】 図４９は、セットアップが、線の方向に基づいて四分円弧割り当てを含む、線
及び三角形をどのように表示するかの特徴を示す図である。

【図５０】 図５０は、セットアップが、クリップ記述子のネーミング及びバーテックスへ
のクリップ・コードの割り当てを含む、線及び三角形をどのように表示するかを
示す図である。

【図５１】 図５１は、セットアップが、特定の値をＣＵＬにどのように渡すかの特徴を含
む、セットアップがどのように線及び三角形を表示するかの特徴を示す図である
。

【図５２】 図５２は、点処理と関連したタイル座標の決定を示す図である。

【図５３】 図５３は、カル・ブロックの例示的実施形態の図である。

【図５４】 図５４は、カル・ブロック・サブユニットの例示的実施形態の図である。

【図５５】 図５５は、完全に結合的であり、キャッシュ・タグ・ルックアップに関してコ
ンテント・アドレッサブル・メモリ（ＣＡＭｓ）を使用するタグ・キャッシュの
例示的実施形態の図である。

【図５６】 図５６は、モード・データが流れ、及びＤＳＧＰパイプラインの部分にキャッ
シュされる方法を示す図である。

【図５７】 図５７は、フラグメント・ブロックの例示的実施形態の図である。

【図５８】 図５８は、様々なプリミティブによって形成されるピクセル・フラグメントを
有するＶＳＰの例を示す図である。

【図５９】 図５９は、三角形に関して透視的修正重心補間を使用するフラグメント・ブロ
ック補間の特徴を示す図である。

【図６０】 図６０は、不等マグニチュードのベクトル間の補間が、どのように一様でない
角度粒状度（uneven angular granularity）を生み、及びなぜ本発明の構造及び
方法が、このように法線と接線を補間しないのか、の例を示す。

【図６１】 図６１は、フラグメント・ブロックにおける補間係数を形成するために使用さ
れるフラグメントｘ及びｙ座標が、どのように形成されるかを示す図である。

【図６２】 図６２は、テクスチャ・アレイ・アドレッシングの概観を示す図である。

【図６３】 図６３は、パイプラインにおけるフォン装置位置及び隣接するブロックへの関
係を示す図である。

【図６４】 図６４は、いくつかのサブ・ユニットを具備するフォンのブロック図を示す図
である。

【図６５】 図６５は、ＰＩＸブロックのブロック図を示す図である。

【図６６】 図６６は、バックエンド・ブロック（ＢＫＥ）及びそれに接する装置を示す図
である。

【図６７】 図６７は、ＢＫＥを通したメモリ読み取り及び書き込みを実行する外部クライ
アント装置を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (71)出願人 １ Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｌｏｏｐ，Ｃｕｐ ｅｒｔｉｎｏ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ 95014 Ｕ．Ｓ．Ａ． (72)発明者 ヘッセル リチャード イー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94588 プレザントン フレミントン コ ート 3225 (72)発明者 アーノルド ヴォーン ティ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95066 スコッツ ヴァリー カネパ ド ライヴ 621 (72)発明者 ベンコール ジャック アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパーティノ ティンバー ス プリング コート 11661 (72)発明者 ブラット ジョセフ ピー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95129 サン ホセ オークトリー ドラ イヴ 1045 (72)発明者 クアン ジョージ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94086 サニーヴェイル ルスターリーフ ドライヴ 798 (72)発明者 ドッジェン スティーヴン エル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95006 ボールダー クリーク フォレス ト ヒル ドライヴ 15735 (72)発明者 ファン エマーソン エス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フリーモント ウィステリア ド ライヴ 1197 (72)発明者 ゴン ザオユ ジー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパーティノ サウス ステリ ング ロード 1342 (72)発明者 ホー トーマス ワイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フリーモント オンディナ プレ イス 40732 (72)発明者 スー ヘングウェイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94536 フリーモント キャンフィールド ドライヴ 4209 (72)発明者 リー シドン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95118 サン ホセ ルフェーヴル ドラ イヴ 5598 (72)発明者 ング サム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94555 フリーモント メイバード サー クル 34377 (72)発明者 パパキポス マシュー エヌ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94025 メンロ パーク オーク アベニ ュー 1701 (72)発明者 レッドグレイヴ ジェイソン アール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95040 マウンテン ヴィュー マーテン ス アベニュー 278 (72)発明者 トリヴェディ スシュマ エス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94087 サニーヴェイル レンブラント ドライヴ 1208 (72)発明者 タック ネイサン ディー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92123 サン ディエゴ サマーセット アベニュー 8666 Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA08 CA13 CA17 CB01 CB08 CB13 CB16 CC04 CE02 CE11 CE16 CH08 CH11 CH14 5B080 AA13 BA03 BA05 CA04 CA07 CA08 FA01 FA02 FA03 FA13 FA14 FA17 GA03 GA14 GA15 GA18 GA22 GA23

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディファード・グラフィックス・パイプライン・プロセッサ（deferred graph
   ics pipeline processor）であって： （ａ）通信チャネルを介して、外部コンピュータからデータ及び／又はコマン
   ドの入力を通信し、及び前記入力を、一連のパケットに変換するコマンド・フェ
   ッチ（command fetch）及びデコート（decode）装置であって、前記パケットは
   、色、表面法線、テクスチャ座標、レンダリング情報、ライティング、ブレンデ
   ィング・モード、及びバッファ機能を含むグループから選択された情報項目を含
   む前記装置と； （ｂ）前記パケットを受信し、及び座標変換、すべてのポリゴンの実際の又は
   退化した三角形への分解、ビューイング・ボリューム・クリッピング（viewing
   volume clipping）、並びに任意で、グロー・シェーディング（Gouraud shading
   ）に必要とされるパー・バーテックス・ライティング（per-vertex lighting）
   並びに色計算を実行するジオメトリ（geometry）装置と； （ｃ）モード・エクストラクション（mode extraction）装置及び前記ポリゴ
   ン装置と関連するポリゴン・メモリ（polygon memory）であって、前記モード・
   エクストラクション装置は、前記ジオメトリ装置からデータ・ストリームを受信
   し、前記データ・ストリームを、ソート装置と通信するバーテックス・データと
   、及び記憶のために前記ポリゴン・メモリに送信される非バーテックス・データ
   とに分割する前記装置及びメモリと； （ｄ）ソート装置及び前記ソート装置と関連するソート・メモリであって、前
   記ソート装置は、前記モード・エクストラクション装置からバーテックスを受信
   し、及びその結果の点、線並びに三角形をタイルでソートし、及びタイル毎のオ
   ーダで、完全なプリミティブを表すソート・ブロック出力パケット（sort block
   output packet）の手段によって、前記ソートされたジオメトリを、セットアッ
   プ装置（setup unit）に通信する前記装置及びメモリと； （ｅ）前記ソート・ブロック出力パケットを受信し、及び一度に一つのプリミ
   ティブで、タイル毎のベースで線及び三角形に関して空間的導関数を計算し、及
   び前記空間的導関数を、パケット形状で、カル（cull）装置に通信するセットア
   ップ装置と； （ｆ）一度に、１タイル分の価値を有するデータを受信し、及び大きさ比較コ
   ンテント・アドレッサブル・メモリ（Magnitude Comparison Content Addressab
   le Memory）（ＭＣＣＡＭ）カル・サブ装置並びにサブピクセル・カル・サブ装
   置（Sub-pixel Cull sub-unit）を有するカル装置であって、前記ＭＣＣＡＭカ
   ル・サブ装置は、以前に処理されたジオメトリによって完全に隠されているプリ
   ミティブを廃棄するように操作可能であり、及び前記サブピクセル・カル・サブ
   装置は、一部又は全体が可視である残りのプリミティブを処理し、及び前記残り
   のプリミティブの可視フラグメントを決定し、前記サブピクセル・カル・サブ装
   置は、一度に、１スタンプ分の価値を有するフラグメントを出力する前記カル装
   置と； （ｇ）前記カル装置からの入力を受信し、及び前記ポリゴン・メモリから、色
   並びに素材属性を含むモード情報を検索し、及び前記モード情報を、フラグメン
   ト装置、テクスチャ装置、フォン装置、ピクセル装置、及びバックエンド（back
   end）装置のうち一つ以上に通信するモード・インジェクション（mode injectio
   n）装置であって；前記フラグメント装置、前記テクスチャ装置、前記フォン装
   置、前記ピクセル装置、又は前記バックエンド装置の少なくともいくつかは、最
   近使用されたモード情報をキャッシュするためのモード・キャッシュを含み；前
   記モード・インジェクション装置は、すでにキャッシュされた情報を識別し、及
   びすでにキャッシュされた情報を送信しない状態情報を維持し、それによって通
   信帯域幅を低減させる前記装置と； （ｈ）グロー・シェーディングに関する色値を補間し、フォン・シェーディン
   グに関する表面法線及びテクスチャ・マッピングに関するテクスチャ座標を補間
   し、及びテクスチャを、高さフィールド勾配として表示するバンプ・マップが使
   用されている場合に、表面接線を補間するためのフラグメント装置であって；重
   心係数を使用して、透視的な修正された補間を実行する前記フラグメント装置と
   ； （ｉ）テクスチャ装置及び前記テクスチャ装置と関連するテクスチャ・メモリ
   であって；前記テクスチャ装置は、前記テクスチャ・メモリに記憶されたテクス
   チャ・マップを、ピクセル・フラグメントに適用し；前記テクスチャは、ＭＩＰ
   マップされ、及び異なるレベルの詳細において、一連のテクスチャ・マップを具
   備し；各マップは、視点から一定の距離における、前記テクスチャの外観を表し
   ；前記テクスチャ装置は、正しいレベルの詳細に近い一定のピクセル・フラグメ
   ントに関してテクスチャ値を生成するために、前記テクスチャ・マップから３線
   の補間を実行し；前記テクスチャ装置は、補間されたテクスチャ値を、前記フォ
   ン装置へ、パー・フラグメント・ベース（per-fragment basis）で通信する前記
   装置及びメモリと； （ｊ）前記モード・インジェクション装置と、前記テクスチャ装置からの前記
   テクスチャ色と、及び前記フラグメントの外見の色を決定するための前記フラグ
   メント装置によって生成された前記表面法線とによって供給された素材及びライ
   ティング情報を使用して、各ピクセル・フラグメントに関して、フォン・シェー
   ディングを実行するフォン・ライティング装置であって；前記フォン・ブロック
   は任意で、バンプ・マッピングが使用されている場合に、シェーディングの前に
   、フラグメントの表面法線を摂動させるために、前記テクスチャ装置から前記補
   間された高さフィールド勾配を使用する前記装置と； （ｋ）一度に、１スタンプ分の価値を有するフラグメントを受信し、ビジブル
   ・スタンプ・ポーション（Visible Stamp Portion）と称され、各フラグメント
   は独立の色値を有し、及びピクセル・オーナシップ・テスト、シザー・テスト、
   アルファ・テスト、ステンシル・オペレーション、深度テスト、ブレンディング
   、ディザリング及び論理オペレーションを、各ピクセルにおいて、各サンプル上
   で実行し、及び１タイル分の価値を有する完成したピクセルを蓄積した後に、前
   記ピクセルをアンチエイリアスするために、各ピクセル内のサンプルをブレンド
   し、及び前記アンチエイリアスされたピクセルを、バックエンド装置に通信する
   ピクセル装置と；及び （ｌ）前記ピクセル装置から、一度に１タイル分の価値を有するピクセルを受
   信するための前記ピクセル装置に接続され、及び前記ピクセルをフレームバッフ
   ァに記憶する前記バックエンド装置と を具備する前記プロセッサ。