JP2003263650A - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ページミス等のペナルティの発生を抑止でき、
画像を効率的に描画することができる画像処理装置およ
びその方法を提供する。 【解決手段】トライアングルのページの内外判定を行っ
て、トライアングルが描画される可能性のあるページを
検出し、トライアングルが描かれるページリストを作成
し、このリストからページを取り出して、そのページ領
域内のみについてオブジェクト（トライアングル）を描
画するように、トライアングルデータＳ１３３ａおよび
対応する描画ページデータＳ１３３ｂを、トライアング
ル描画装置１３４に出力し、出力した描画ページを作成
したリストから消去し、リストにページがなくなるま
で、ページ内の全てのトライアングルを描画するよう
に、トライアングルデータＳ１３３ａおよび対応する描
画ページデータＳ１３３ｂを出力するトライアングル転
送制御装置１３３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モデルを単位図形
の組み合わせによって表現し、スクリーン座標系の描画
対象領域内に、ピクセルを発生する画像処理装置および
その方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今のコンピュータシステムにおける演
算速度の向上や描画機能の強化とも相俟って、コンピュ
ータ資源を用いて図形や画像の作成や処理を行う「コン
ピュータ・グラフィクス（ＣＧ）」技術が盛んに研究・
開発され、さらに実用化されている。

【０００３】たとえば、３次元グラフィクスは、３次元
オブジェクトが所定の光源によって照らされたときの光
学現象を数学モデルで表現して、このモデルに基づいて
オブジェクト表面に陰影や濃淡を付けたり、さらには模
様を貼り付けたりして、よりリアルで３次元的な２次元
高精細画像を生成するものである。このようなコンピュ
ータ・グラフィクスは、科学、工学、製造などの開発分
野でのＣＡＤ／ＣＡＭ、その他の各種応用分野において
ますます盛んに利用されるようになってきている。

【０００４】３次元グラフィクスは、一般には、フロン
トエンドとして位置づけられる「ジオメトリ・サブシス
テム」と、バックエンドとして位置づけられる「ラスタ
・サブシステム」とにより構成される。

【０００５】ジオメトリ・サブシステムとは、ディスプ
レイ・スクリーン上に表示する３次元オブジェクトの位
置や姿勢などの幾何学的な演算処理を行う過程のことで
ある。ジオメトリ・サブシステムでは、一般にオブジェ
クトは多数のポリゴンの集合体として扱われ、ポリゴン
単位で、「座標変換」、「クリッピング」、「光源計
算」などの幾何学的な演算処理が行われる。

【０００６】一方、ラスタ・サブシステムは、オブジェ
クトを構成する各ピクセル（ｐｉｘｅｌ）を塗りつぶす
過程のことである。ラスタライズ処理は、たとえばポリ
ゴンの頂点毎に求められた画像パラメータを基にして、
ポリゴン内部に含まれるすべてのピクセルの画像パラメ
ータを補間することによって実現される。ここで言う画
像パラメータには、いわゆるＲＧＢ形式などで表される
色（描画色）データ、奥行き方向の距離を表すｚ値など
がある。また、最近の高精細な３次元グラフィクス処理
では、遠近感を醸し出すためのｆ（ｆｏｇ：霧）や、物
体表面の素材感や模様を表現してリアリティを与えるテ
クスチャｔ（ｔｅｘｔｕｒｅ）なども、画像パラメータ
の１つとして含まれている。

【０００７】ここで、ポリゴンの頂点情報からポリゴン
内部のピクセルを発生する処理では、よくＤＤＡ（Ｄｉ
ｇｉｔａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｎａｌｙｚ
ｅｒ）と呼ばれる線形補間手法を用いて実行される。Ｄ
ＤＡプロセスでは、頂点情報からポリゴンの辺方向への
データの傾きを求め、この傾きを用いて辺上のデータを
算出した後、続いてラスタ走査方向（Ｘ方向）の傾きを
算出し、この傾きから求めたパラメータの変化分を走査
の開始点のパラメータ値に加えていくことで、内部のピ
クセルを発生していく。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発生された
ピクセルデータは、ピクセルレベルの処理における各種
テストをパスしたものがメモリモジュールに描画され
る。このメモリモジュールは、処理回路により所定の大
きさ、たとえば４×４の矩形領域単位にインターリーブ
される。

【０００９】また、たとえば２×８ピクセルの領域でメ
モリアクセスされたデータは、図１７に示すように、ペ
ージ（ロウ）とブロック（カラム）で示される領域に格
納される。各ロウＲＯＷ０〜ＲＯＷ７は、図１７に示す
ように、それぞれ４個のカラム（ブロックＢＫ−Ａ，Ｂ
Ｋ−Ｂ，ＢＫ−Ｃ，ＢＫ−Ｄに区分けされている。そし
て、ｘ方向について８画素毎のバウンダリ、かつｙ方向
について偶数のバウンダリの領域でアクセス（書き込
み、読み出し）が行われる。これにより、たとえばロウ
ＲＯＷ０とＲＯＷ１、あるいはロウＲＯＷ４とＲＯＷ５
をまたぐようなアクセスが行われることがなく、いわゆ
るページ違反が発生が抑止される。

【００１０】しかしながら、たとえば並列処理によっ
て、図１７に示すように、２つのプリミティブ（トライ
アングル）ＰＭ１，ＰＭ２を同時に描画する場合、ロウ
ＲＯＷ６のブロックＢＫ−ＣとロウＲＯＷ７のブロック
ＢＫ−Ｃとは同じバンクであるため、同時に活性化する
ことができない。したがって、従来の画像処理装置で
は、プリミティブ単位に並列処理する場合、ページに対
するペナルティが頻繁に起こり、効率良く描画を行うこ
とができないという不利益があった。

【００１１】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ページミス等のペナルティの発
生を抑止でき、画像を効率的に描画することができる画
像処理装置およびその方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点に係る画像処理装置は、プリミ
ティブを単位図形の組み合わせとして表現し、単位図形
をメモリに描画する画像処理装置であって、上記メモリ
は、一度に活性化できる記憶領域が所定のページ単位に
区分けされ、上記単位図形が描画される可能性のあるペ
ージを検出し、検出したページ領域内のみについて単位
図形を描画するように単位図形データおよび対応する描
画ページデータを生成する単位図形転送制御装置と、上
記単位図形転送制御装置による単位図形データおよび対
応する描画ページデータを受けて、指定されたページに
対する少なくとも一つの単位図形の描画処理を行う描画
装置とを有する。

【００１３】第１の観点では、上記単位図形転送制御装
置は、単位図形のページに対する内外判定を行うことに
より、単位図形が描画される可能性のあるページを検出
する。

【００１４】また、第１の観点では、上記単位図形転送
制御装置は、単位図形が描画されるページリストを作成
し、このリストからページを取り出して、取り出したペ
ージ領域内のみについて単位図形を描画するように、単
位図形データおよび対応する描画ページデータを上記描
画装置に出力する。

【００１５】好適には、上記単位図形転送制御装置は、
出力した描画ページを作成したリストから消去し、リス
トにページがなくなるまで、単位図形データおよび対応
する描画ページデータを上記描画装置に出力する。

【００１６】好適には、上記単位図形転送制御装置は、
ページ領域内の全ての単位図形を描画するように、単位
図形データを対応する描画ページデータとともに上記描
画装置に出力する。

【００１７】また、第１の観点では、上記単位図形転送
制御装置は、描画ページ判定装置および記憶装置を有
し、上記描画ページ判定装置は、単位図形が描画される
可能性のあるページを検出し、当該単位図形データと、
検出した描画される可能性のある描画ページデータとを
上記記憶装置に記憶させ、記憶した描画ページデータの
中からページを一つずつ選択し、選択したページに描画
される単位図形データおよび対応する描画ページデータ
を、上記処描画装置に出力させる。

【００１８】また、第１の観点では、好適には、上記描
画ページ判定装置は、上記記憶装置に単位図形データお
よび対応する描画ページデータを処理回路に出力させた
後、選択したページデータを消去させる。

【００１９】また、第１の観点では、高次プリミティブ
モード時は、高次プリミティブデータを受けて、当該高
次プリミティブデータが複数のページ領域にわたる場
合、隣接のページ間の境界に単位図形の辺のうちの一辺
が位置し、ページ境界にまたがらないようにページ毎に
少なくとも一つの単位図形を生成し、生成した単位図形
データおよびページ情報を上記単位図形転送制御装置に
供給する高次ページプリミティブ処理装置を有する。

【００２０】本発明の第２の観点に係る画像処理方法
は、プリミティブを単位図形の組み合わせとして表現
し、単位図形をメモリに描画する画像処理方法であっ
て、上記メモリを、一度に活性化できる記憶領域が所定
のページ単位に区分けする第１のステップと、上記単位
図形が描画される可能性のあるページを検出する第２の
ステップと、検出したページ領域内のみについて単位図
形を描画するように単位図形データおよび対応する描画
ページデータを生成し出力する第３のステップと、上記
生成された単位図形データおよび対応する描画ページデ
ータを受けて、指定されたページに対する少なくとも一
つの単位図形の描画処理を行う第４のステップとを有す
る。

【００２１】第２の観点では、上記第２のステップで
は、単位図形のページに対する内外判定を行うことによ
り、単位図形が描画される可能性のあるページを検出す
る。

【００２２】また、第２の観点では、上記第２のステッ
プでは、単位図形が描画されるページリストを作成し、
上記第３のステップでは、上記リストからページを取り
出して、取り出したページ領域内のみについて単位図形
を描画するように、単位図形データおよび対応する描画
ページデータを出力する。

【００２３】また、第２の観点では、上記第３のステッ
プでは、出力した描画ページを作成したリストから消去
し、リストにページがなくなるまで、単位図形データお
よび対応する描画ページデータを出力する。

【００２４】好適には、上記第３のステップでは、ペー
ジ領域内の全ての単位図形を描画するように、単位図形
データを対応する描画ページデータとともに出力する。

【００２５】また、第２の観点では、高次プリミティブ
モード時は、第２のステップの前に、高次プリミティブ
データが複数のページ領域にわたる場合、隣接のページ
間の境界に単位図形の辺のうちの一辺が位置し、ページ
境界にまたがらないようにページ毎に少なくとも一つの
単位図形を生成し、生成した単位図形データおよびペー
ジデータを出力する第５のステップを有する。

【００２６】本発明によれば、たとえばアプリケーショ
ンの進行状況などに応じて、メインメモリから必要なグ
ラフィックデータが読み出される。そして、上位装置に
おいて、このグラフィックデータに対して所定の処理が
施されて、ワールド座標系の単位図形データが生成さ
れ、ジオメトリ処理等が施されて単位図形転送制御装置
に供給される。また、曲面処理等の高次プリミティブモ
ードのときは、上位装置において高次プリミティブデー
タが生成されて、高次プリミティブ処理装置に供給され
る。高次プリミティブ処理装置では、高次プリミティブ
モード時に、上位装置により供給された複数のページに
わたる高次プリミティブデータを受けて、隣接のページ
間の境界に単位図形の辺のうちの一辺が位置し、生成し
た単位図形がページ境界にまたがらないように単位図形
の生成がページ毎に行われる。そして、高次プリミティ
ブ処理装置によりページ毎に生成された単位図形データ
が各ページ情報とともにジオメトリ処理等を受けた後、
単位図形転送制御装置に供給される。

【００２７】単位図形転送制御装置においては、ジオメ
トリ処理後の単位図形データを受けて、たとえば描画ペ
ージ判定回路で単位図形のページの内外判定が行われ、
単位図形が描画される可能性のあるページが検出され
る。そして、描画ページ判定回路では、オブジェクトを
構成する単位図形が描かれるページリストが作成され、
記憶装置に記憶される。単位図形転送制御装置では、作
成したこのリストからページが取り出されて、そのペー
ジ領域内のみについて単位図形を描画するように、単位
図形データＳおよび対応する描画ページデータが、描画
装置に出力される。また、単位図形転送制御装置では、
出力した描画ページが作成したリストから消去される。
そして、リストにページがなくなるまで、ページ内の全
ての単位図形を描画するように、単位図形データおよび
対応する描画ページデータが描画装置に出力される。そ
して、描画装置では、単位図形転送制御装置による単位
図形データおよび対応する描画ページデータを受けて、
指定されたページに対する少なくとも一つの単位図形の
描画処理が行われる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本実施形態においては、パ
ーソナルコンピュータなどに適用される、任意の３次元
物体モデルに対する所望の３次元画像をＣＲＴ(Cathode
Ray Tube)などのディスプレイ（モニタ）上に高速に表
示する３次元コンピュータグラフィックスシステムにつ
いて説明する。

【００２９】図１は、本発明に係る画像処理装置として
の３次元コンピュータグラフィックスシステム１０のシ
ステム構成図である。

【００３０】３次元コンピュータグラフィックスシステ
ム１０は、立体モデル（プリミティブ）を単位図形であ
る三角形（ポリゴンまたはトライアングル）の組み合わ
せとして表現し、このポリゴンを描画することで表示画
面の各画素の色を決定し、ディスプレイに表示するポリ
ゴンレンダリング処理を行うシステムである。また、３
次元コンピュータグラフィックスシステム１０では、平
面上の位置を表現する（ｘ，ｙ）座標の他に、奥行きを
表すｚ座標を用いて３次元物体を表し、この（ｘ，ｙ，
ｚ）の３つの座標で３次元空間の任意の一点を特定す
る。

【００３１】図１に示すように、３次元コンピュータグ
ラフィックスシステム１０は、メインプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）１１、メインメモリ１２、グラフィックスプロセッ
サ１３、およびＣＲＴ等のモニタ１４を有している。な
お、本実施形態においては、グラフィックスメモリ１３
５は、一度に活性化できる単位をページ単位として、複
数の領域に区分けされる。

【００３２】メインプロセッサ１１は、たとえば、アプ
リケーションの進行状況などに応じて、メインメモリ１
２から必要なグラフィックデータを読み出し、このグラ
フィックデータに対して所定の処理を施していわゆるワ
ールド座標系のトライアングルデータＳ１１ａを生成し
て、グラフィックスプロセッサ１３に出力する。また、
メインプロセッサ１１は、曲面処理等の高次プリミティ
ブモードのときは、高次プリミティブデータＳ１１ｂを
生成して、グラフィックスプロセッサ１３に出力する。

【００３３】グラフィックスプロセッサ１３は、高次プ
リミティブ処理装置１３１、ジオメトリ処理装置１３
２、トライアングル転送制御装置１３３、トライアング
ル描画装置１３４、グラフィックスメモリ１３５、およ
びデータバス１３６を有している。

【００３４】高次プリミティブ処理装置１３１は、メイ
ンプロセッサ１１により供給された図２（Ａ）に示すよ
うに、複数のページにわたる高次プリミティブデータＳ
１１ｂを受けて、図２（Ｂ）に示すように、トライアン
グルの生成（プリミティブの分割）に際しては、隣接の
ページ間の境界にトライアングルの３辺のうちの一辺が
位置し、生成したトライアングルがページ境界にまたが
らないようにトライアングルの生成を行い、データバス
１３６を介して各ページ情報とともに対応するトライア
ングルデータＳ１３１をジオメトリ処理装置１３２に出
力する。

【００３５】ジオメトリ処理装置１３２は、データバス
１３６を介して入力されるメインプロセッサ１１による
トライアングルデータＳ１１または高次プリミティブ処
理装置１３１によるトライアングルデータＳ１３１に対
して、座標変換、クリッピング(Clipping)処理、ライテ
ィング(Lighting)処理などのジオメトリ(Geometry)処理
などを行い、トライアングルデータ（ポリゴンレンダリ
ングデータ）Ｓ１３２を生成し、トライアングル転送制
御装置１３３に出力する。

【００３６】トライアングル転送制御装置１３３は、ジ
オメトリ処理装置１３２によるトライアングルデータＳ
１３２を受けて、図３に示すように、トライアングルの
ページの内外判定を行って、トライアングルが描画され
る可能性のあるページを検出する。そして、トライアン
グル転送制御装置１３３は、図４に示すように、オブジ
ェクトを構成するトライアングルが描かれるページリス
トを作成し（ＳＴ１１）、このリストからページを取り
出して、そのページ領域内のみについてオブジェクト
（トライアングル）を描画するように、トライアングル
データＳ１３３ａおよび対応する描画ページデータＳ１
３３ｂを、トライアングル描画装置１３４に出力する
（ＳＴ１２，ＳＴ１３）。また、トライアングル転送制
御装置１３３は、出力した描画ページをステップＳＴ１
１で作成したリストから消去し（ＳＴ１４）、リストに
ページがなくなるまで、ステップＳＴ１２〜ＳＴ１４の
処理を行わせて、ページ内の全てのトライアングルを描
画するように、トライアングルデータＳ１３３ａおよび
対応する描画ページデータＳ１３３ｂを出力する。

【００３７】図５は、トライアングル転送制御装置１３
３の構成例を示すブロック図である。

【００３８】トライアングル転送制御装置１３３は、図
５に示すように、描画ページ判定装置１３３１、および
トライアングル記憶装置１３３２を有している。

【００３９】描画ページ判定装置１３３１は、ジオメト
リ処理装置１３２によるトライアングルデータＳ１３２
を受けて、トライアングルが描画される可能性のあるペ
ージを検出し、このトライアングルデータＳ１３３１ａ
と、検出した描画される可能性のあるページデータＳ１
３３１ｂとをトライアングル記憶装置１３３２に記憶さ
せる。描画ページ判定装置１３３１は、たとえばいわゆ
るハッシュ表を作成してトライアングル記憶装置１３３
２に記憶する。また、描画ページ判定装置１３３１は、
トライアングル記憶装置１３３２に、記憶したページデ
ータの中からページを一つずつ選択し、選択したページ
に描画されるトライアングルデータＳ１３３ａおよび対
応する描画ページデータＳ１３３ｂを、次段のトライア
ングル描画装置１３４に対して出力させる。また、描画
ページ判定装置１３３１は、トライアングル記憶装置１
３３２にトライアングルデータＳ１３３ａおよび対応す
る描画ページデータＳ１３３ｂをトライアングル描画装
置１３４に出力させた後、選択したページデータを消去
させる。

【００４０】トライアングル記憶装置１３３２は、描画
ページ判定装置１３３１によるトライアングルデータＳ
１３３１ａと、検出された描画される可能性のある描画
ページデータＳ１３３１ｂを記憶し、描画判定装置１３
３１による指示に応じて選択されたページに描画される
トライアングルデータＳ１３３ａおよび対応する描画ペ
ージデータＳ１３３ｂを、次段のトライアングル描画装
置１３４に対して出力し、データ出力後に選択された描
画ページデータを消去する。

【００４１】図６は、図５のトライアングル転送制御装
置の動作を説明するためのフローチャートである。図６
に示すように、トライアングル転送制御装置１３３にお
いては、以下のステップＳＴ２１〜ＳＴ２７の処理が行
われる。

【００４２】ステップＳＴ２１においては、描画ページ
判定装置１３３１で、ジオメトリ処理装置１３２による
トライアングルデータＳ１３２を受けて、トライアング
ルが描画される可能性のあるページが検出される。

【００４３】次に、ステップＳＴ２２においては、この
トライアングルデータＳ１３３１ａと、検出した描画さ
れる可能性のある描画ページデータＳ１３３１ｂとがト
ライアングル記憶装置１３３２に記憶される。

【００４４】ステップＳＴ２３においては、描画ページ
判定装置１３３１によりトライアングル記憶装置１３３
２に空き容量がないか、または、オブジェクトが終了し
たか否かの判定が行われる。ステップＳＴ２３におい
て、否定的な判定結果が得られた場合には、ステップＳ
Ｔ２１の処理に戻り、肯定的な判定結果が得られた場合
には、次のステップＳＴ２４の処理に移行する。

【００４５】ステップＳＴ２４においては、描画ページ
判定装置１３３１によりトライアングル記憶装置１３３
２に描画していないページがあるか否かの判定が行われ
る。ステップＳＴ２４において、描画していないページ
があると判定された場合には、次のステップＳＴ２５の
処理に移行する。

【００４６】ステップＳＴ２５においては、描画ページ
判定装置１３３１により描画していないページがページ
リストから一つ選択され、次のステップＳＴ２６の処理
に移行する。

【００４７】ステップＳＴ２６においては、選択したペ
ージに描画されるトライアングルデータＳ１３３ａおよ
び対応する描画ページデータＳ１３３ｂが、トライアン
グル記憶装置１３３２からトライアングル描画装置１３
４に対して出力され、次のステップＳＴ２７の処理に移
行する。

【００４８】ステップＳＴ２７においては、選択したペ
ージデータがトライアングル記憶装置１３３２から消去
されて、ステップＳＴ２４の処理に戻り、描画していな
いページがなくなるまで、ステップＳＴ２５〜ＳＴ２７
の処理が繰り返される。

【００４９】以上の処理を行うトライアングル転送制御
装置１３３の処理を具体的なモデルに基づいて図７〜図
１０に関連付けてさらに説明する。図７〜図１０は、本
実施形態に係るトライアングル転送制御装置の４つのペ
ージにまたがるモデルに対する具体的な処理を説明する
ための図である。

【００５０】本実施形態では、たとえば２×８ピクセル
の領域でメモリアクセスされたデータは、図７に示すよ
うに、ページとブロックで示される領域に格納される。
各ページ０〜７は、図７に示すように、それぞれ４個の
ブロックＢＫ−Ａ，ＢＫ−Ｂ，ＢＫ−Ｃ，ＢＫ−Ｄに区
分けされている。本実施形態では、一度に活性化できる
記憶領域をページという単位にまとめ、ページの内部に
ついて描画を行う。

【００５１】図７〜図１０の例は、立体モデル（プリミ
ティブ）が複数のページ、具体的にはページ１、ページ
２、ページ５、およびページ６に跨がっている。このた
め、トライアングル転送制御装置１３３では、ページリ
ストに、ページ１、ページ２、ページ５、およびページ
６がリストアップされる。そして、ページ内で描画を行
う限りペナルティは起こらないことから、まず図７に示
すように、ページ１内に描画される全てのトライアング
ルデータＳ１３３ａおよび対応する描画ページデータＳ
１３３ｂが順次にトライアングル描画装置１３４に転送
されて、ページ１に関する描画を行わせる。ページ１に
関するトライアングルデータＳ１３３ａを転送し、ペー
ジ１に関する描画を行わせたらページリストからページ
１が消去される。

【００５２】次に、図８に示すように、ページ２内に描
画される全てのトライアングルデータＳ１３３ａおよび
対応する描画ページデータＳ１３３ｂが順次にトライア
ングル描画装置１３４に転送されて、ページ２に関する
描画を行わせる。ページ２に関するトライアングルデー
タＳ１３３ａを転送し、ページ２に関する描画を行わせ
たらページリストからページ２が消去される。

【００５３】次に、図９に示すように、ページ５内に描
画される全てのトライアングルデータＳ１３３ａおよび
対応する描画ページデータＳ１３３ｂが順次にトライア
ングル描画装置１３４に転送されて、ページ５に関する
描画を行わせる。ページ５に関するトライアングルデー
タＳ１３３ａを転送し、ページ５に関する描画を行わせ
たらページリストからページ５が消去される。

【００５４】次に、図１０に示すように、ページ６内に
描画される全てのトライアングルデータＳ１３３ａおよ
び対応する描画ページデータＳ１３３ｂが順次にトライ
アングル描画装置１３４に転送されて、ページ６に関す
る描画を行わせる。ページ６に関するトライアングルデ
ータＳ１３３ａを転送し、ページ６に関する描画を行わ
せたらページリストからページ６が消去される。

【００５５】このように、ページ内で描画を行う限りペ
ナルティは起こらないため、並列処理を行っても描画性
能が落ちることはない。

【００５６】トライアングル描画装置１３４は、トライ
アングル転送制御装置１３３による描画すべきトライア
ングルデータＳ１３３ａおよび対応する描画ページデー
タＳ１３３ｂを受けて、以下に詳述する線形補間等の処
理を行って、一度に活性化できるページ単位でピクセル
データＰＩＸおよびテクスチャデータＴＥＸをグラフィ
ックスメモリに描画し、あるいは表示データのモニタ１
４への読み出し処理等を行う。

【００５７】トライアングル描画装置１３４に入力され
るトライアングルデータ（ポリゴンレンダリングデー
タ）は、ポリゴンの各３頂点の（ｘ，ｙ，ｚ，Ｒ，Ｇ，
Ｂ，ｓ，ｔ，ｑ）のデータを含んでいる。ここで、
（ｘ，ｙ，ｚ）データは、トライアングル（ポリゴン）
の頂点の３次元座標を示し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データは、
それぞれ当該３次元座標における赤、緑、青の輝度値を
示している。（ｓ，ｔ，ｑ）データのうち、（ｓ，ｔ）
は、対応するテクスチャの同次座標を示しており、ｑは
同次項を示している。ここで、「ｓ／ｑ」および「ｔ／
ｑ」に、それぞれテクスチャサイズＵＳＩＺＥおよびＶ
ＳＩＺＥを乗じて、実際のテクスチャ座標データ（ｕ，
ｖ）が得られる。トライアングル描画装置１３４による
グラフィックスメモリ（具体的には後記するテクスチャ
バッファ）１３５に記憶されたテクスチャデータへのア
クセスは、テクスチャ座標データ（ｕ，ｖ）を用いて行
われる。すなわち、トライアングルデータ（ポリゴンレ
ンダリングデータ）は、三角形の各頂点の物理座標値
と、それぞれの頂点の色とテクスチャデータである。

【００５８】以下、トライアングル描画装置１３４につ
いて詳細に説明する。

【００５９】図１１に示すように、トライアングル描画
装置１３４は、線形補間演算のための初期設定演算ブロ
ックとしてのＤＤＡ(Digital Differential Anaryzer)
セットアップ回路１３４１、線形補間処理ブロックとし
てのトライアングルＤＤＡ回路１３４２、テクスチャエ
ンジン回路１３４３、メモリインタフェース（Ｉ／Ｆ）
回路１３４４、およびＣＲＴコントロール回路１３４５
を有している。

【００６０】以下、トライアングル描画装置１３４の各
ブロックの構成および機能について、図面に関連付けて
順を追って説明する。

【００６１】ＤＤＡセットアップ回路１３４１は、後段
のトライアングルＤＤＡ回路１３４２において物理座標
系上の三角形の各頂点の値を線形補間して、三角形の内
部の各画素の色と深さ情報を求めるに先立ち、トライア
ングルデータ（ポリゴンレンダリングデータ）Ｓ１３３
ａが示す（ｚ，Ｒ，Ｇ，Ｂ，ｓ，ｔ，ｑ）データについ
て、三角形の辺と水平方向の差分などを求めるセットア
ップ演算を行う。このセットアップ演算は、具体的に
は、開始点の値と終点の値と、開始点と終点との距離を
用いて、単位長さ移動した場合における、求めようとし
ている値の変分を算出する。ＤＤＡセットアップ回路１
３４１は、算出した変分データを含むプリミティブに関
する情報としてのセットアップデータＳ１３４１および
ページデータＳ１３３ｂをトライアングルＤＤＡ回路１
３４２に出力する。

【００６２】ＤＤＡセットアップ回路１３４１の機能に
ついて図１２に関連付けてさらに説明する。上述したよ
うに、ＤＤＡセットアップ回路１３４１の主な処理は、
前段のジオメトリ処理を経て物理座標にまで落ちてきた
各頂点における各種情報（色、テクスチャ座標）の与え
られた三頂点Ｐ０（ｘ０，ｙ０）、Ｐ１（ｘ１，ｙ
１）、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）により構成される三角形内部
で変分を求めて、後段の線形補間処理の基礎デ−タを算
出することである。三角形の描画はひとつひとつの画素
の描画に集約されるが、そのために描画開始点における
最初の値を求める必要がある。最初の描画点における各
種情報は、頂点からその最初の描画点までの水平距離に
水平方向の変分を掛けた値と、垂直距離に垂直方向の変
分を掛けた値を足し合わせたものとなる。いったん目的
の三角形の内部の一つの整数格子上の値が求まれば、対
象の三角形内部のその他の格子点における値は変分の整
数倍で求めることが可能となる。

【００６３】三角形の各頂点データは、たとえばｘ，ｙ
座標が１６ビット、ｚ座標が２４ビット、ＲＧＢカラー
値が各１２ビット（＝８＋４）、ｓ，ｔ，ｑテクスチャ
座標は各３２ビット浮動少数値（ＩＥＥＥフォーマッ
ト）等で構成される。

【００６４】なお、このＤＤＡセットアップ回路１３４
１は、従来のようにＤＳＰ構造ではなく、ＡＳＩＣ手法
により実装している。具体的には、図１３に示すよう
に、多段に配置したレジスタ１３４１１−１〜１３４１
３間に並列に複数の演算ユニットを並列に配置した演算
ユニット群１３４１２−１〜１３４１２−３を挿入した
フルデータパスロジック、換言すれば、同期パイプライ
ン方式の時間並列構造として構成されている。

【００６５】トライアングルＤＤＡ回路１３４２は、Ｄ
ＤＡセットアップ回路１３４１から入力した変分データ
を含むプリミティブに関する情報としてのセットアップ
データＳ１３４１を基に、三角形内部の各画素における
線形補間された（ｚ，Ｒ，Ｇ，Ｂ，ｓ，ｔ，ｑ）データ
を算出する。トライアングルＤＤＡ回路１３４２は、各
画素の（ｘ，ｙ）データと、当該（ｘ，ｙ）座標におけ
る（ｚ，Ｒ，Ｇ，Ｂ，ｓ，ｔ，ｑ）データとを、ＤＤＡ
データ（補間データ）Ｓ１３４２としてテクスチャエン
ジン回路１３４３に出力する。

【００６６】すなわち、トライアングルＤＤＡ回路１３
４２は、ポリゴンの頂点毎に求められた画像パラメータ
に基づいてポリゴン内部に含まれるすべてのピクセルの
画像パラメータを補間するラスタライズ処理（ラスタラ
イゼーション：Ｒａｓｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ）を行う。
具体的には、トライアングルＤＤＡ回路１３４２は、各
種データ（ｚ，テクスチャ座標、カラーなど）をラスタ
ライズする。また、トライアングルＤＤＡ回路１３４２
は、ページデータＳ１３３ｂをテクスチャエンジン回路
１３４３に出力する。

【００６７】テクスチャエンジン回路１３４３は、「ｓ
／ｑ」および「ｔ／ｑ」の算出処理、テクスチャ座標デ
ータ（ｕ，ｖ）の算出処理、グラフィックスメモリ１３
５からの（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データの読み出し処理等をパイ
プライン方式で行う。なお、テクスチャエンジン回路１
３４３は、たとえば所定の矩形内に位置する複数（たと
えば４あるいは８）画素についての処理を同時に並行し
て行う。

【００６８】テクスチャエンジン回路１３４３は、ＤＤ
ＡデータＳ１３４２が示す（ｓ，ｔ，ｑ）データについ
て、ｓデータをｑデータで除算する演算と、ｔデータを
ｑデータで除算する演算とを行う。テクスチャエンジン
回路１３４３には、たとえば図示しない除算回路が並列
処理する画素数分だけ（たとえば８個）設けられてお
り、８画素についての除算「ｓ／ｑ」および「ｔ／ｑ」
が同時に行われる。また、８画素のうち代表点からの補
間演算処理を行うように実装することも可能である。

【００６９】また、テクスチャエンジン回路１３４３
は、除算結果である「ｓ／ｑ」および「ｔ／ｑ」に、そ
れぞれテクスチャサイズＵＳＩＺＥおよびＶＳＩＺＥを
乗じて、テクスチャ座標データ（ｕ，ｖ）を生成する。
また、テクスチャエンジン回路１３４３は、メモリＩ／
Ｆ回路１３４４を介して、グラフィックスメモリ１３５
に、生成したテクスチャ座標データ（ｕ，ｖ）を含む読
み出し要求を出力し、メモリＩ／Ｆ回路１３４４を介し
て、グラフィックスメモリ１３５に含まれるテクスチャ
バッファに記憶されているテクスチャデータを読み出す
ことで、（ｓ，ｔ）データに対応したテクスチャアドレ
スに記憶された（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データを得る。テクスチ
ャエンジン回路１３４３は、読み出した（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
データの（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データと、前段のトライアング
ルＤＤＡ回路１３４２からのＤＤＡデータＳ１３４２に
含まれる（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データとを、それぞれ掛け合わ
せるなどして、画素データを生成する。テクスチャエン
ジン回路１３４３は、この画素データを最終的に画素の
カラー値としてメモリＩ／Ｆ回路１３４４に出力する。
また、テクスチャエンジン回路１３４３は、ページデー
タＳ１３３ｂをメモリＩ／Ｆ回路１３４４に出力する。

【００７０】なお、グラフィックスメモリ１３５に含ま
れるテクスチャバッファには、ＭＩＰＭＡＰ（複数解像
度テクスチャ）などの複数の縮小率に対応したテクスチ
ャデータが記憶されている。ここで、何れの縮小率のテ
クスチャデータを用いるかは、所定のアルゴリズムを用
いて、前記三角形単位で決定される。

【００７１】テクスチャエンジン回路１３４３は、フル
カラー方式の場合には、テクスチャバッファから読み出
した（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データを直接用いる。一方、テクス
チャエンジン回路１３４３は、インデックスカラー方式
の場合には、あらかじめ作成しておいたカラーインデッ
クステーブルのデータを、テクスチャカラールックアッ
プテーブル（ＣＬＵＴ）バッファより内蔵するＳＲＡＭ
等で構成した一時保管バッファに転送しておいて、この
カラールックアップテーブルを用いて、テクスチャバッ
ファから読み出したカラーインデックスに対応する
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データを得る。たとえばカラールックア
ップテーブルがＳＲＡＭで構成された場合、カラーイン
デックスをＳＲＡＭのアドレスに入力すると、その出力
には実際の（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データが出てくるといった使
い方となる。

【００７２】ここで、いわゆるテクスチャマッピング処
理について、図１４および図１５に関連付けてさらに説
明する。図１４は、テクスチャエンジン回路１３４３に
おけるテクスチャマッピング処理回路の構成例を示すブ
ロック図であり、図１５は、実際のテクスチャマッピン
グ処理をイメージ的に示す図である。

【００７３】このテクスチャマッピング処理回路は、Ｄ
ＤＡ回路１３４３１，１３４３２、テクスチャ座標算出
回路（Ｄｉｖ）１３４３３、ＭＩＰＭＡＰレベル算出回
路１３４３４、フィルタ回路１３４３５、第１の合成回
路（ＦＵＮＣ）１３４３６、および第２の合成回路（Ｆ
ＯＧ）１３４３７を有している。

【００７４】このテクスチャマッピング処理回路におい
ては、図１５（Ａ）に示すように、ＤＤＡ回路１３４３
１，１３４３２において、三角形の内部で線形補間され
たテクスチャの同時座標ｓ、ｔ、ｑを用いて、デカルト
座標でのテクスチャの実際のアドレスに変換する（ｑで
の除算）。さらにＭＩＰＭＡＰ等を行う場合は、ＭＩＰ
ＭＡＰレベル算出回路１３４３４においてＭＩＰＭＡＰ
のレベルの算出を行う。そして、図１５（Ｂ）に示すよ
うに、テクスチャ座標算出回路１３４３３においてテク
スチャ座標の算出を行う。また、フィルタ回路１３４３
５において、グラフィックスメモリ１３５に含まれるテ
クスチャバッファからそれぞれのレベルのテクスチャデ
ータを読み出し、そのまま使うポイントサンプリング
（Point Sampling）または、bi-Linea（４近傍）補間、
Tri-Linea 補間等を行う。そこで得られたテクスチャー
カラーに対して次の処理を行う。すなわち、第１の合成
回路１３４３６において、入力された物体カラーとテク
スチャーカラーを合成し、さらに第２の合成回路１３４
３７でそれにフォグカラーを合成して、最終的に描画す
る画素のカラーを決定する。

【００７５】メモリＩ／Ｆ回路１３４４は、テクスチャ
エンジン回路１３４３から入力した画素データＳ１３５
に対応するｚデータと、グラフィックスメモリ１３５に
含まれるｚバッファに記憶されているｚデータとの比較
を行い、入力した画素データによって描画される画像
が、前回、グラフィックスメモリ１３５（ディスプレイ
バッファ）に書き込まれた画像より、手前（視点側）に
位置するか否かを判断し、手前に位置する場合には、画
像データに対応するｚデータでｚバッファに記憶された
ｚデータを更新する。また、メモリＩ／Ｆ回路１３４４
は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データをグラフィックスメモリ１３
５（ディスプレイバッファ）に書き込む。

【００７６】さらに、メモリＩ／Ｆ回路１３４４は、今
から描画しようとしている画素におけるテクスチャアド
レスに対応したテクスチャデータを格納しているグラフ
ィックメモリ１３５のメモリブロックをそのテクスチャ
アドレスより算出し、そのメモリブロックにのみ読み出
し要求を出すことにより、テクスチャデータを読み出
す。この場合、該当するテクスチャデータを保持してい
ないメモリブロックにおいては、テクスチャデータの読
み出しのためのアクセスが行われないため、描画により
多くのアクセス時間を提供することが可能となってい
る。

【００７７】メモリＩ／Ｆ回路１３４４は、描画におい
ても同様に、今から描画しようとしている画素アドレス
に対応する画素データを格納しているグラフィックスメ
モリ１３５のメモリブロックに対して、該当アドレスか
ら画素データをモディファイ書き込みをするために読み
出し、モディファイ後同じアドレスへ書き戻す。隠れ面
処理を行なう場合には、やはり同じように今から描画し
ようとしている画素アドレスに対応する奥行きデータを
格納しているメモリブロックに対して、該当アドレスか
ら奥行きデータをモディファイ書き込みするため読み出
し、必要ならばモディファイ後同じアドレスへ書き戻
す。

【００７８】また、メモリＩ／Ｆ回路１３４４は、テク
スチャエンジン回路１３４３からグラフィックスメモリ
１３５に対する、生成されたテクスチャ座標データ
（ｕ，ｖ）を含む読み出し要求を受けた場合には、グラ
フィックスメモリ１３５に記憶された（Ｒ，Ｇ，Ｂ）デ
ータを読み出す。また、メモリＩ／Ｆ回路１３４４は、
ＣＲＴコントロール回路１３４５から表示データを読み
出す要求を受けた場合には、この要求に応じて、グラフ
ィックメモリ１３５（ディスプレイバッファ）から一定
の固まり、たとえば８画素あるいは１６画素単位で表示
データを読み出す。

【００７９】メモリＩ／Ｆ回路１３４４は、グラフィッ
クスメモリ１３５へのアクセス（書き込みまたは読み出
し）を行うが、書き込み経路と読み出し経路とが別経路
として構成されている。すなわち、書き込みの場合には
書き込みアドレスＡＤＲＷと書き込みデータＤＴＷが書
き込み系回路で処理されてグラフィックスメモリ１３５
に書き込み、読み出しの場合には読み出し系回路で処理
されてグラフィックスメモリ１３５から読み出す。そし
て、メモリＩ／Ｆ回路１３４４は、所定のインターリー
ブ方式のアドレッシングに基づいてグラフィックスメモ
リ１３５へのアクセスを、たとえば１６画素単位で行
う。

【００８０】このようなメモリとのデータのやりとりに
おいては、それまでの処理を複数並行処理することで、
描画性能を向上させることができる。特に、トライアン
グルＤＤＡ部分とテクスチャエンジン部分を並列実効形
式で、同じ回路を設ける（空間並列）か、または、パイ
プラインを細かく挿入する（時間並列）ことで、複数画
素の同時算出を行っている。グラフィックスメモリ１３
５のメモリブロックは表示領域において隣接した部分
は、後述するように異なるメモリブロックとなるように
配置してあるので、三角形のような平面を描画する場合
には面で同時に処理できることになるため、それぞれの
メモリブロックの動作確率は非常に高くなっている。

【００８１】グラフィックスメモリ１３５は、テクスチ
ャバッファ、ディスプレイバッファ、ｚバッファおよび
テクスチャＣＬＵＴ(Color Look Up Table) バッファと
して機能する。また、グラフィックスメモリ１３５は、
同一機能を有する複数、たとえば４個のモジュールに分
割されている。

【００８２】また、グラフィックスメモリ１３５には、
より多くのテクスチャデータを格納するために、インデ
ックスカラーにおけるインデックスと、そのためのカラ
ールックアップテーブル値が、テクスチャＣＬＵＴバッ
ファに格納されている。インデックスおよびカラールッ
クアップテーブル値は、上述したように、テクスチャ処
理に使われる。すなわち、通常はＲ，Ｇ，Ｂそれぞれ８
ビットの合計２４ビットでテクスチャ要素を表現する
が、それではデータ量が膨らむため、あらかじめ選んで
おいたたとえば２５６色等の中から一つの色を選んで、
そのデータをテクスチャ処理に使う。このことで２５６
色であればそれぞれのテクスチャ要素は８ビットで表現
できることになる。インデックスから実際のカラーへの
変換テーブルは必要になるが、テクスチャの解像度が高
くなるほど、よりコンパクトなテクスチャデータとする
ことが可能となる。これにより、テクスチャデータの圧
縮が可能となり、内蔵メモリの効率良い利用が可能とな
る。

【００８３】さらに、グラフィックスメモリ１３５に
は、描画と同時並行的に隠れ面処理を行うため、描画し
ようとしている物体の奥行き情報が格納されている。な
お、表示データと奥行きデータおよびテクスチャデータ
の格納方法としては、たとえばメモリブロックの所定の
位置、たとえば先頭から連続して表示データが格納さ
れ、次に奥行きデータが格納され、残りの空いた領域
に、テクスチャの種類毎に連続したアドレス空間でテク
スチャデータが格納される。図面に関連付けて概念的に
説明すると、図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、いわ
ゆるベースポインタ（ＢＰ）で示された位置から図中Ｆ
Ｂで示す領域に、たとえば２４ビット幅で表示データと
奥行きデータが格納され、残りの空いた領域である８ビ
ット幅の領域に図中ＴＢで示すようにテクスチャデータ
が格納される。これらは表示データとテクスチャデータ
のユニファイドメモリ（Unified Memory）化ということ
になる。これにより、テクスチャデータを効率よく格納
できることになる。

【００８４】以上のように、ＤＤＡセットアップ回路１
３４１、トライアングルＤＤＡ回路１３４２、テクスチ
ャエンジン回路１３４３、メモリＩ／Ｆ回路１３４４等
における処理を経て、最終的なメモリアクセスがピクセ
ル(Pixel；Picture Cell Element) という描画画素単位
になる。

【００８５】ＣＲＴコントロール回路１３４５は、与え
られた水平および垂直同期信号に同期して、ＣＲＴ等の
モニタ１４に表示する表示アドレスを発生し、グラフィ
ックスメモリ１３５に含まれるディスプレイバッファか
ら表示データを読み出す要求をメモリＩ／Ｆ回路１３４
４に出力する。この要求に応じて、メモリＩ／Ｆ回路１
３４４は、グラフィックスメモリ１３５（ディスプレイ
バッファ）から一定の固まりで表示データを読み出す。
ＣＲＴコントローラ回路１３４５は、グラフィックスメ
モリ１３５から読み出した表示データを記憶するたとえ
ばＦＩＦＯ回路を内蔵し、一定の時間間隔で、ＲＧＢの
インデックス値を発生する。ＣＲＴコントローラ回路１
３４５は、各インデックス値に対応するＲ，Ｇ，Ｂデー
タを記憶しており、発生したＲＧＢのインデックス値に
対応するデジタル形式のＲ，Ｇ，Ｂデータを、図示しな
いＤ／Ａコンバータ(Digital/Analog Converter)に転送
し、アナログ形式のＲ，Ｇ，Ｂデータを生成する。ＣＲ
Ｔコントローラ回路１３４５は、この生成されたＲ，
Ｇ，Ｂデータを図示しないＣＲＴに出力する。

【００８６】次に、上記構成による動作を説明する。

【００８７】３次元コンピュータグラフィックスシステ
ム１０においては、メインプロセッサ１１に、たとえ
ば、アプリケーションの進行状況などに応じて、メイン
メモリ１２から必要なグラフィックデータが読み出され
る。メインプロセッサ１１では、このグラフィックデー
タに対して所定の処理が施されて、ワールド座標系のト
ライアングルデータＳ１１ａが生成され、グラフィック
スプロセッサ１３に出力される。また、メインプロセッ
サ１１においては、曲面処理等の高次プリミティブモー
ドのときは、高次プリミティブデータＳ１１ｂが生成さ
れて、グラフィックスプロセッサ１３に出力される。

【００８８】高次プリミティブ処理装置１３１では、高
次プリミティブモード時に、メインプロセッサ１１によ
り供給された複数のページにわたる高次プリミティブデ
ータＳ１１ｂを受けて、隣接のページ間の境界にトライ
アングルの３辺のうちの一辺が位置し、生成したトライ
アングルがページ境界にまたがらないようにトライアン
グルの生成がページ毎に行われる。そして、高次プリミ
ティブ処理装置１３１によりページ毎に生成されたトラ
イアングルデータ１３１がデータバス１３６を介して各
ページ情報とともにジオメトリ処理装置１３２に出力さ
れる。

【００８９】ジオメトリ処理装置１３２では、データバ
ス１３６を介して入力されるメインプロセッサ１１によ
るトライアングルデータＳ１１または高次プリミティブ
処理装置１３１によるトライアングルデータＳ１３１に
対して、座標変換、クリッピング(Clipping)処理、ライ
ティング(Lighting)処理などのジオメトリ(Geometry)処
理などが行われる。そして、ジオメトリ処理装置１３２
において、トライアングルデータＳ１３２が生成され、
トライアングル転送制御装置１３３に出力される。

【００９０】トライアングル転送制御装置１３３におい
ては、ジオメトリ処理装置１３２によるトライアングル
データＳ１３２を受けて、描画ページ判定回路１３３１
でトライアングルのページの内外判定が行われ、トライ
アングルが描画される可能性のあるページが検出され
る。そして、描画ページ判定回路１３３１では、オブジ
ェクトを構成するトライアングルが描かれるページリス
トが作成され、トライアングル記憶装置１３３２に記憶
される。トライアングル転送制御装置１３３では、作成
したこのリストからページが取り出されて、そのページ
領域内のみについてトライアングルを描画するように、
トライアングルデータＳ１３３ａおよび対応する描画ペ
ージデータＳ１３３ｂが、トライアングル描画装置１３
４に出力される。また、トライアングル転送制御装置１
３３では、出力した描画ページが作成したリストから消
去される。そして、リストにページがなくなるまで、ペ
ージ内の全てのトライアングルを描画するように、トラ
イアングルデータＳ１３３ａおよび対応する描画ページ
データＳ１３３ｂがトライアングル描画装置１３４に出
力される。

【００９１】トライアングル描画装置１３４において、
ＤＤＡセットアップ回路１３４１でポリゴンレンダリン
グデータＳ１１に基づいて、三角形の辺と水平方向の差
分などを示す変分データが生成される。具体的には、開
始点の値と終点の値、並びに、その間の距離を用いて、
単位長さ移動した場合における、求めようとしている値
の変化分である変分が算出され、変分データを含むセッ
トアップデータＳ１３４１としてトライアングルＤＤＡ
回路１３４２に出力される。

【００９２】トライアングルＤＤＡ回路１３４２におい
ては、変分データを含むセットアップデータＳ１３４１
を用いて、、三角形内部の各画素における線形補間され
た（ｚ，Ｒ，Ｇ，Ｂ，ｓ，ｔ，ｑ）データが算出され
る。そして、この算出された（ｚ，Ｒ，Ｇ，Ｂ，ｓ，
ｔ，ｑ）データと、三角形の各頂点の（ｘ，ｙ）データ
とが、ＤＤＡデータＳ１３４２として、トライアングル
ＤＤＡ回路１３４２からテクスチャエンジン回路１３４
３に出力される。すなわち、トライアングルＤＤＡ１３
４２においては、ポリゴンの頂点毎に求められた画像パ
ラメータに基づいてポリゴン内部に含まれるすべてのピ
クセルの画像パラメータ（ｚ，テクスチャ座標、カラー
など）を補間するラスタライズ処理が行われる。そし
て、トライアングルＤＤＡ回路１３４２において、各種
データ（ｚ，テクスチャ座標、カラーなど）がラスタラ
イズされて、ＤＤＡデータＳ１３４２としてテクスチャ
エンジン回路１３４３に出力される。

【００９３】テクスチャエンジン回路１３４３において
は、ＤＤＡデータＳ１３４２が示す（ｓ，ｔ，ｑ）デー
タについて、ｓデータをｑデータで除算する演算と、ｔ
データをｑデータで除算する演算とが行われる。そし
て、除算結果「ｓ／ｑ」および「ｔ／ｑ」に、それぞれ
テクスチャサイズＵＳＩＺＥおよびＶＳＩＺＥが乗算さ
れ、テクスチャ座標データ（ｕ，ｖ）が生成される。

【００９４】次に、テクスチャエンジン回路１３４３か
らメモリＩ／Ｆ回路１３４４に対して生成されたテクス
チャ座標データ（ｕ，ｖ）を含む読み出し要求が出力さ
れ、メモリＩ／Ｆ回路１３４４を介して、グラフィック
スメモリ１３５に記憶された（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データが読
み出される。次に、テクスチャエンジン回路１３４３に
おいて、読み出した（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データの（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）データと、前段のトライアングルＤＤＡ回路１３４
２からのＤＤＡデータＳ１３４２に含まれる（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）データとが掛け合わされ、画素データとして生成さ
れる。この画素データは、テクスチャエンジン回路１３
４３からメモリＩ／Ｆ回路１３４４に出力される。

【００９５】そして、メモリＩ／Ｆ回路１３４４におい
て、テクスチャエンジン回路１３４３から入力した画素
データに対応するｚデータと、ｚバッファに記憶されて
いるｚデータとの比較が行われ、入力した画素データＳ
１３５によって描画される画像が、前回、ディスプレイ
バッファに書き込まれた画像より、手前（視点側）に位
置するか否かが判断される。判断の結果、手前に位置す
る場合には、画像データに対応するｚデータでｚバッフ
ァに記憶されたｚデータが更新される。

【００９６】次に、メモリＩ／Ｆ回路１３４４におい
て、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データがグラフィックスメモリ１３
５のディスプレイバッファに書き込まれる。これら書き
込む（更新も含む）べきデータは、書き込み系回路を介
し所定のメモリに対して並列的に書き込まれる。

【００９７】メモリＩ／Ｆ回路１３４４においては、今
から描画しようとしている画素におけるテクスチャアド
レスに対応したテクスチャを格納しているグラフィック
スメモリ１３５のメモリブロックがそのテクスチャアド
レスにより算出され、そのメモリブロックにのみ読みだ
し要求が出され、テクスチャデータが読み出される。こ
の場合、該当するテクスチャデータを保持していないメ
モリブロックにおいては、テクスチャ読み出しのための
アクセスが行われないため、描画により多くのアクセス
時間を提供することが可能となっている。

【００９８】描画においても同様に、今から描画しよう
としている画素アドレスに対応する画素データを格納し
ているメモリブロックに対して、該当アドレスから画素
データがモディファイ書き込み(Modify Write)を行うた
めに読み出され、モディファイ後、同じアドレスへ書き
戻される。

【００９９】隠れ面処理を行う場合には、やはり同じよ
うに今から描画しようとしている画素アドレスに対応す
る奥行きデータを格納しているメモリブロックに対し
て、該当アドレスから奥行きデータがモディファイ書き
込み(Modify Write)を行うために読み出され、必要なら
ばモディファイ後、同じアドレスへ書き戻される。

【０１００】そして、図示しないＣＲＴに画像を表示す
る場合には、ＣＲＴコントロール回路１３４５におい
て、与えられた水平垂直同期周波数に同期して、表示ア
ドレスが発生され、メモリＩ／Ｆ回路１３４４へ表示デ
ータ転送の要求が出される。メモリＩ／Ｆ回路１３４４
では、その要求に従い、一定のまとまった固まりで、表
示データがＣＲＴコントロール回路１３４５に転送され
る。ＣＲＴコントロール回路１３４５では、図示しない
ディスプレイ用ＦＩＦＯ等にその表示データが貯えら
れ、一定の間隔でＲＧＢのインデックス値が生成され
る。ＣＲＴコントロール回路１３４５においては、内部
にＲＧＢのインデックスに対するＲＧＢ値が記憶されて
いて、インデックス値に対するＲＧＢ値が図示しないＤ
／Ａコンバータへ転送される。そして、Ｄ／Ａコンバー
タでアナログ信号に変換されたＲＧＢ信号がＣＲＴへ転
送される。

【０１０１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ジオメトリ処理装置１３２によるトライアングルデ
ータＳ１３２を受けて、トライアングルのページの内外
判定を行って、トライアングルが描画される可能性のあ
るページを検出し、トライアングルが描かれるページリ
ストを作成し、このリストからページを取り出して、そ
のページ領域内のみについてオブジェクト（トライアン
グル）を描画するように、トライアングルデータＳ１３
３ａおよび対応する描画ページデータＳ１３３ｂを、ト
ライアングル描画装置１３４に出力し、出力した描画ペ
ージを作成したリストから消去し、リストにページがな
くなるまで、ページ内の全てのトライアングルを描画す
るように、トライアングルデータＳ１３３ａおよび対応
する描画ページデータＳ１３３ｂを出力するトライアン
グル転送制御装置１３３を設けたので、メモリの活性化
に伴うペナルティを低減することができ、その結果、画
像を効率的に描画することができる利点がある。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メモリが同時に活性化できる領域を考慮してピクセル生
成を行うことで、メモリの活性化に伴うペナルティを低
減することができる。その結果、画像を効率的に描画す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置としての３次元コン
ピュータグラフィックスシステムのシステム構成図であ
る。

【図２】図１の高次プリミティブ処理装置における高次
プリミティブ処理を説明するための図である。

【図３】図１のトライアングル転送制御装置におけるト
ライアングルが描画される可能性のあるページの検出処
理を説明するための図である。

【図４】図１のトライアングル転送制御装置の動作を説
明するためのフローチャートである。

【図５】本実施形態に係るトライアングル転送制御装置
の構成例を示すブロック図である。

【図６】図５のトライアングル転送制御装置の動作を説
明するためのフローチャートである。

【図７】本実施形態に係るトライアングル転送制御装置
の４つのページにまたがるモデルに対する具体的な処理
を説明するための図である。

【図８】本実施形態に係るトライアングル転送制御装置
の４つのページにまたがるモデルに対する具体的な処理
を説明するための図である。

【図９】本実施形態に係るトライアングル転送制御装置
の４つのページにまたがるモデルに対する具体的な処理
を説明するための図である。

【図１０】本実施形態に係るトライアングル転送制御装
置の４つのページにまたがるモデルに対する具体的な処
理を説明するための図である。

【図１１】本実施形態に係るトライアングル描画装置の
構成例を示すブロック図である。

【図１２】本実施形態に係るＤＤＡセットアップ回路の
機能を説明するための図である。

【図１３】本実施形態に係るＤＤＡセットアップ回路の
構成例を示す図である。

【図１４】本実施形態に係るテクスチャエンジン回路に
おけるテクスチャマッピング処理回路の構成例を示すブ
ロック図である。

【図１５】本実施形態に係るテクスチャエンジン回路に
おける実際のテクスチャマッピング処理をイメージ的に
示す図である。

【図１６】本実施形態に係るグラフィックスメモリへの
表示データと奥行きデータおよびテクスチャデータの格
納方法を概念的に説明するための図である。

【図１７】従来の課題を説明するための図である。

【符号の説明】

１０…画像処理装置、１１…メインプロセッサ、１２…
メインメモリ、１３…グラフィックスプロセッサ、１３
１…高次プリミティブ処理装置、１３２…ジオメトリ処
理装置、１３３…トライアングル転送制御装置、１３３
１…描画ページ判定装置、１３３２…トライアングル記
憶装置、１３４…トライアングル描画装置、１３４１…
ＤＤＡセットアップ回路、１３４２…トライアングルＤ
ＤＡ回路、１３４３…テクスチャエンジン回路、１３４
４…メモリインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路、１３４５…
ＣＲＴコントロール回路、１３５…グラフィックスメモ
リ、１４…モニタ。

フロントページの続き (72)発明者 山口 裕司 東京都品川区東五反田１丁目14番10号 株 式会社ソニー木原研究所内 Ｆターム(参考） 5B080 AA14 CA01 CA03 CA09 FA02 FA16 GA11 GA22 GA26

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリミティブを単位図形の組み合わせと
   して表現し、単位図形をメモリに描画する画像処理装置
   であって、 上記メモリは、一度に活性化できる記憶領域が所定のペ
   ージ単位に区分けされ、 上記単位図形が描画される可能性のあるページを検出
   し、検出したページ領域内のみについて単位図形を描画
   するように単位図形データおよび対応する描画ページデ
   ータを生成する単位図形転送制御装置と、 上記単位図形転送制御装置による単位図形データおよび
   対応する描画ページデータを受けて、指定されたページ
   に対する少なくとも一つの単位図形の描画処理を行う描
   画装置とを有する画像処理装置。
2. 【請求項２】 上記単位図形転送制御装置は、単位図形
   のページに対する内外判定を行うことにより、単位図形
   が描画される可能性のあるページを検出する請求項１記
   載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 上記単位図形転送制御装置は、単位図形
   が描画されるページリストを作成し、このリストからペ
   ージを取り出して、取り出したページ領域内のみについ
   て単位図形を描画するように、単位図形データおよび対
   応する描画ページデータを上記描画装置に出力する請求
   項１記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 上記単位図形転送制御装置は、出力した
   描画ページを作成したリストから消去し、リストにペー
   ジがなくなるまで、単位図形データおよび対応する描画
   ページデータを上記描画装置に出力する請求項３記載の
   画像処理装置。
5. 【請求項５】 上記単位図形転送制御装置は、ページ領
   域内の全ての単位図形を描画するように、単位図形デー
   タを対応する描画ページデータとともに上記描画装置に
   出力する請求項１記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 上記単位図形転送制御装置は、ページ領
   域内の全ての単位図形を描画するように、単位図形デー
   タを対応する描画ページデータとともに上記描画装置に
   出力する請求項４記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】 上記単位図形転送制御装置は、描画ペー
   ジ判定装置および記憶装置を有し、 上記描画ページ判定装置は、単位図形が描画される可能
   性のあるページを検出し、当該単位図形データと、検出
   した描画される可能性のある描画ページデータとを上記
   記憶装置に記憶させ、記憶した描画ページデータの中か
   らページを一つずつ選択し、選択したページに描画され
   る単位図形データおよび対応する描画ページデータを、
   上記処描画装置に出力させる請求項１記載の画像処理装
   置。
8. 【請求項８】 上記描画ページ判定装置は、上記記憶装
   置に単位図形データおよび対応する描画ページデータを
   処理回路に出力させた後、選択したページデータを消去
   させる請求項７記載の画像処理装置。
9. 【請求項９】 高次プリミティブモード時は、高次プリ
   ミティブデータを受けて、当該高次プリミティブデータ
   が複数のページ領域にわたる場合、隣接のページ間の境
   界に単位図形の辺のうちの一辺が位置し、ページ境界に
   またがらないようにページ毎に少なくとも一つの単位図
   形を生成し、生成した単位図形データおよびページ情報
   を上記単位図形転送制御装置に供給する高次ページプリ
   ミティブ処理装置を有する請求項１記載の画像処理装
   置。
10. 【請求項１０】 高次プリミティブモード時は、高次プ
    リミティブデータを受けて、当該高次プリミティブデー
    タが複数のページ領域にわたる場合、隣接のページ間の
    境界に単位図形の辺のうちの一辺が位置し、ページ境界
    にまたがらないようにページ毎に少なくとも一つの単位
    図形を生成し、生成した単位図形データおよびページ情
    報を上記単位図形転送制御装置に供給する高次ページプ
    リミティブ処理装置を有する請求項７記載の画像処理装
    置。
11. 【請求項１１】 プリミティブを単位図形の組み合わせ
    として表現し、単位図形をメモリに描画する画像処理方
    法であって、 上記メモリを、一度に活性化できる記憶領域が所定のペ
    ージ単位に区分けする第１のステップと、 上記単位図形が描画される可能性のあるページを検出す
    る第２のステップと、 検出したページ領域内のみについて単位図形を描画する
    ように単位図形データおよび対応する描画ページデータ
    を生成し出力する第３のステップと、 上記生成された単位図形データおよび対応する描画ペー
    ジデータを受けて、指定されたページに対する少なくと
    も一つの単位図形の描画処理を行う第４のステップとを
    有する画像処理方法。
12. 【請求項１２】 上記第２のステップでは、単位図形の
    ページに対する内外判定を行うことにより、単位図形が
    描画される可能性のあるページを検出する請求項１１記
    載の画像処理方法。
13. 【請求項１３】 上記第２のステップでは、単位図形が
    描画されるページリストを作成し、 上記第３のステップでは、上記リストからページを取り
    出して、取り出したページ領域内のみについて単位図形
    を描画するように、単位図形データおよび対応する描画
    ページデータを出力する請求項１１記載の画像処理方
    法。
14. 【請求項１４】 上記第３のステップでは、出力した描
    画ページを作成したリストから消去し、リストにページ
    がなくなるまで、単位図形データおよび対応する描画ペ
    ージデータを出力する請求項１３記載の画像処理方法。
15. 【請求項１５】 上記第３のステップでは、ページ領域
    内の全ての単位図形を描画するように、単位図形データ
    を対応する描画ページデータとともに出力する請求項１
    １記載の画像処理方法。
16. 【請求項１６】 上記第３のステップでは、ページ領域
    内の全ての単位図形を描画するように、単位図形データ
    を対応する描画ページデータとともに出力する請求項１
    ４記載の画像処理方法。
17. 【請求項１７】 高次プリミティブモード時は、第２の
    ステップの前に、高次プリミティブデータが複数のペー
    ジ領域にわたる場合、隣接のページ間の境界に単位図形
    の辺のうちの一辺が位置し、ページ境界にまたがらない
    ようにページ毎に少なくとも一つの単位図形を生成し、
    生成した単位図形データおよびページデータを出力する
    第５のステップを有する請求項１１記載の画像処理方
    法。