JP2003296747A - ３−ｄコンピュータ・グラフィックス・レンダリングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示リストに関して必要とされるサイズ及び
メモリ帯域幅を低減するための方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 ３次元コンピュータ・グラフィックス・
レンダリングシステムは、レンダリングされるべきシー
ンに関するオブジェクトデータを受け取る。これは、頂
点データとインデックスデータとを含む。シーンは、優
先矩形領域（２０２）へ更に分割される。シーン内の各
矩形領域のオブジェクト８は、組立てられ（２０３）、
引き続き圧縮される（２０７）。このデータはその後、
表示するため適切にシェーディングされ、テクスチャリ
ングされた画像を生成するために、読み出され、解凍さ
れて、使用されることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元（３Ｄ）コ
ンピュータ・グラフィックス・レンダリング・システム
に関し、より詳細には、レンダリングされるシーンを複
数の矩形領域、すなわちタイルへと更に分割し、その各
々を、交差する全てのオブジェクトに関して順番に処理
する形式のシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来技術の３−Ｄレンダリング
システムを示す。

【０００３】このシステムは、シーン１００に関する三
次元記述を有し、コンピュータのモニターのような出力
装置上に表示することができる、二次元表現のシーン１
０５を生成する。

【０００４】効率的なオペレーションとするために、こ
のシステムは、二次元表現のシーンをタイルと称される
領域へ更に分割する。

【０００５】三次元シーンにおけるオブジェクトは、タ
イル・アクセラレータ１０１によって処理され、次に定
義データが、表示リスト１０２内に格納される。この表
示リストは、シーンをレンダリングするのに必要とされ
る全ての頂点データと制御データとを含む。この頂点デ
ータは、通常頂点の細片として格納される。

【０００６】シーン空間を含む各タイルに関して、画像
合成プロセッサ（ＩＳＰ）１０３は、タイルに対応する
表示リストを読み取り、どのシーンの部分が目に見える
かを決定する。この情報は次いで、テクスチャリング及
びシェーディングプロセッサ（ＴＳＰ）１０４に伝えら
れて、レンダリングされる。

【０００７】更に精緻化するには、タイル領域をマクロ
タイルへと互いにグループ化することである。シーン全
体の表示リストを生成する代わりに、このタイル・アク
セラレータは、各マクロタイルに関する表示リストを生
成する。これにより、表示リストのメモリを全て消費し
た場合には、その後マクロタイルをレンダリングするこ
とができ、このマクロタイルに関連付けられた表示リス
トメモリは、システムによって再生して使用されること
ができる利点を有する。欠点は、シーン内のオブジェク
トが多くのマクロタイルに及んでいる場合には、該オブ
ジェクトは、各マクロタイルの表示リスト内に複製され
た頂点データを有する可能性があることである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】非タイル化三次元図形
処理システムのほとんどは、直接モードでレンダリング
を行うアーキテクチャを有する。直接モードでレンダリ
ングを行うことは、表示リスト内にシーン全体に関する
記述を格納する必要がなく、その代わりに、システムに
対してプリミティブが示される場合に、該プリミティブ
がレンダリングされる。直接モードでレンダリングを行
うことは、表示リストに関するメモリを必要としないと
いう利点を有するが、タイル化されたアーキテクチャを
使用することによって可能な、例えば遅延テクスチャリ
ング及び半透明ソーティングのような、多くの最適化を
妨げる。

【０００９】強力で、低価格のレンダリングシステムが
より普及するにつれて、レンダリングされるシーンの複
雑さは増大している。このことは、表示リストが必要と
する記憶所要量及び帯域幅要件もまた増大することか
ら、タイル化されたレンダラーに対する問題がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の実施形態は、表
示リストに関して必要とされるサイズ及びメモリ帯域幅
を低減するための方法及び装置を提供し、これによりタ
イル化されたレンダリングシステムが低価格で実施可能
となる。

【００１１】本発明の特定の実施形態は、スクリーン空
間の頂点データのブロックをタイル・アクセラレータ内
に集め、該頂点データ間の空間的な関係を利用すること
によって、データを格納するのに必要な記憶量及び帯域
幅量を低減する。これは、基点値のセットを決定し、頂
点の属性を基点値を基準にしたデルタ（或いは、差分）
値として格納することによってなされる。

【００１２】また、好ましい実施形態は、表示リスト内
にあるインデックス付きプリミティブを簡潔に記述して
いる仕組みを使用し、この仕組みは、参照場所を保存す
ると同時に、細片のような従来の方法を上回って頂点を
シーン内で再利用することができる回数を改善する。

【００１３】本発明は、添付の請求項に一層正確に示さ
れ、その様々な態様において定義されており、ここで参
照されたい。

【００１４】ここで、添付図面を参照しながら、本発明
の特定の実施形態を例示的に以下に詳しく説明する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の実施形態におけ
る頂点データの圧縮を用いたタイル・アクセラレータの
処理段階及びデータの流れを示す。

【００１６】入力データ１００は、レンダリングされる
シーンの記述を含む。これは、シーンを定義する複数の
頂点と、これらの頂点を直線及び三角形のようなプリミ
ティブ・オブジェクトへ組み立てる方法の記述と、これ
らをレンダリングする方法を記述するステート情報とを
含む。このステート情報は、プリミティブ・オブジェク
トのラスタライズ、テクスチャリング、及びシェーディ
ングの方法に関する情報を含む。実施形態において、こ
のステート情報は、両方とも業界標準のアプリケーショ
ン・プログラミング・インターフェースであるＯｐｅｎ
ＧＬ及びＤｉｒｅｃｔ Ｘによって仕様が定められるス
テートを含む。

【００１７】タイル・アクセラレータ１０１は、入力デ
ータ内のレンダリングコマンドのリストに従って頂点を
読み取って、処理を行う。

【００１８】図３は、入力データの可能な構成を示す。
レンダリングコマンド３００は、描かれるべき２つの三
角形があることを示し、ステート情報は、これらの三角
形がどのようにレンダリングされるべきかを定義する。
この構成において、アプリケーションは、２種類の三ビ
ットインデックス３０１及び３０２を得て、その各々
が、どの頂点３０３がそれぞれの三角形を構成している
かを記述する。

【００１９】また、三角形の細片或いは扇形を記述する
インデックスのリストのような、頂点のリストからプリ
ミティブがどのように組立てられるべきかを記述するた
めの別の構成も可能である。また、四分円及び直線のよ
うな、別の型式のプリミティブに関する記述は、より少
ない或いは追加的なインデックス値を使用することによ
って可能である。特定の構成においては、インデックス
のリストを、システムが内部的に包含し、発生させるこ
とができる。

【００２０】インデックスを使用することにより、細片
を使用して可能である場合よりも極めて多くのシーン内
のプリミティブが、個々の頂点を参照することが可能と
なることが分かる。以下に示されるように、このシステ
ムは、インデックスを表示リスト内に小さく効率的に格
納できるようにする。好ましい実施形態において、イン
デックスのセットは、プリミティブがどのように形成さ
れるかを記述するために、システム全体にわたって使用
される。

【００２１】レンダリングコマンドによって命令される
と、図２において、このシステムは頂点を読み取り、そ
れらを、クリップ空間座標へ変換するための変換プロセ
ッサ２００へ渡す。これにより、固定関数変換及び照明
ロジックとして、或いは、頂点に対して実際に適用され
たものである作業順序を利用するプログラム可能なロジ
ックとして実行することができる。この実施形態におい
て、変換プロセスはプログラム可能であり、プリミティ
ブ・オブジェクトへの頂点ブレンディングと高次曲面の
テセレーションとを含む。幾つかの状況によっては、レ
ンダリングシステムへ提供される入力データは、既にス
クリーン空間内にあるものとすることができ、この場
合、このデータを変換する必要がない。幾つかの実施形
態においては、頂点データがレンダリングシステムに提
供される前に常に変換を実行することができ、変換機能
は全く必要でないものとすることができる。

【００２２】クリッピング及びカリング２０１は、変換
された頂点及びインデックス情報を取り、プリミティブ
が前面又は背面に面しているかに基づいて、前部、後部
或いは任意のクリップ面に対するクリッピングと、カリ
ングとをプリミティブに対して実行する。この実施形態
においては、スクリーン空間への頂点の最終変換は、こ
こで実行される。

【００２３】タイル化ユニット２０２は、このクリッピ
ング及びカリングプロセスからインデックスと頂点とを
受け取る。この変換され、クリップリングされた頂点
は、頂点バッファ２０３内に置かれ、インデックスは、
インデックスバッファ２０４内に置かれる。このタイル
化プロセスは次いで、このインデックスを使用して対応
する頂点のスクリーン座標をバッファから取り出して、
データがどのタイルをバッファ効果内に含んだかを決定
する。

【００２４】実施形態において、頂点バッファは１６の
頂点まで、インデックスバッファは９６のインデックス
まで格納することができる。これらのバッファが満杯の
場合、頂点バッファの内容は圧縮プロセス２０７へ送ら
れ、インデックスは、表示リストの制御部分２０５へ送
られる。図４は、頂点及びインデックスをこれらのバッ
ファへ追加するために使用されるプロセスを示す。

【００２５】図４のプロセスは、５００において、次の
プリミティブに関する新規のインデックスを受け取り、
５０１で、この新規のインデックスがインデックスバッ
ファに適合するか否かを決定する。これらが適合しない
場合には、ステップ５０２において、インデックスバッ
ファの内容は表示リストへフラッシュされ、頂点バッフ
ァの内容は圧縮ユニット２０７へフラッシュされる。こ
のプロセスは次に、新規のインデックスがインデックス
バッファに適合する場合に、ステップ５０１から直接同
様に到達できるステップ５０３に移動する。この段階で
は、この新規のインデックスが、インデックスバッファ
の内容と比較され、この新規のインデックスによって参
照されるどの頂点が、現在の頂点バッファ内に存在しな
いかに関して決定される。この後、５０３において決定
された新規の頂点が、頂点バッファに適合するか否かに
関して、５０４で決定される。これら新規の頂点が適合
しない場合には、ステップ５０５において、インデック
スバッファの内容は表示リストへフラッシュされ、頂点
バッファの内容は圧縮ユニット２０７へフラッシュされ
る。このプロセスはその後、また同様にこの新規の頂点
が、頂点バッファに適合しない場合にステップ５０４か
ら移動するステップ５０６へ移り、次に新規のインデッ
クスがインデックスバッファに追加される。このプロセ
スは、新規の頂点が取り出されて頂点バッファへ追加さ
れるステップ５０７で完了する。

【００２６】頂点バッファ内の各頂点は、関連する多く
の属性を有することができる。好ましい実施形態におい
て、各頂点は、４つの位置属性（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）、ベ
ース及びオフセット色と称される２つのグループの色属
性（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ａ）、８つのグループであるテクスチ
ャ座標（Ｕ、Ｖ、Ｓ、Ｔ）、及びフォグ値とからなる、
４５のＩＥＥＥ浮動小数点規格の属性値を有する。図５
は、頂点バッファの編成を示す。

【００２７】頂点位置４００は、頂点のスクリーン空間
座標を示す。このデータは、シーンをラスタライズする
のに必要とされ、オブジェクトの視認性を決定する。ベ
ース色及びオフセット色４０１と、テクスチャ座標４０
２と、フォグ値４０３とを含む残りのデータは、テクス
チャリング及びシェーディングの間に使用される。

【００２８】このシステムは、Ｚが目から頂点によって
表される点までの距離を表すように、或いは、Ｚが前平
面からの距離であるように、構成されることができる点
に留意されたい。

【００２９】タイル化プロセスの間、プリミティブは、
該プリミティブが完全に画面から外れており、或いはピ
クセルが抽出されるようになっている点をどこもカバー
しないので、カリングを行うことができる。プリミティ
ブをカリングした後、このタイル化プロセスは、残りの
プリミティブのインデックスを調べ、どの頂点を更に参
照するかを決定する。この情報は、マスクの形で圧縮プ
ロセスへ前送りされる。マクロタイル化が使用される場
合には、この情報を頂点バッファ効果の内容である各マ
クロタイル用に、マクロタイル基準相当で圧縮モジュー
ルへ渡すことができることに留意されたい。

【００３０】頂点バッファ内に格納可能な頂点数の限
界、又はタイル化においてバッファリング可能なインデ
ックス数の限界、或いは、プリミティブの最後の頂点、
又はシーンの最後に至った場合には、頂点バッファの内
容はフラッシュされて、圧縮プロセスへ送られ、プリミ
ティブを記述するインデックスが、表示リストの制御部
分２０５に書き込まれる。

【００３１】ステート情報は、タイル化プロセスによっ
て、この表示リストの制御部分内に置かれる。好ましい
実施形態において、システムに対する入力データのステ
ート情報には、１から６３までのタグが付けられる。タ
イル化プロセスは、現在のタグと、各タイルに書き込ま
れた最終ステートのタグとを記録する。プリミティブが
特定のタイルをもたらすと決定される場合には、該タイ
ルに書き込まれた最終タグは、現在のタグと対比され
る。番号が一致しない場合には、このステート情報は、
該タイルの制御データへ挿入され、該タイルに関する最
終タグが更新される。各フレームの開始時、又は６３の
タグがシステムへ送られた後、各タイルに書き込まれた
最終タグの記録はクリアされてゼロになる。

【００３２】図６は、表示リスト編成を示す。表示リス
ト内の各タイルは、制御データの自己ストリームを有す
る。領域アレー７０６は、各タイルに関する制御データ
の先頭に対するポインタを保持する。

【００３３】制御データ及び頂点データを含む表示リス
トの部分は、典型的にはメモリページと同じ大きさであ
るメモリブロック７００へ分割される。タイル化プロセ
スの間、タイル毎の制御データ７０６は、メモリブロッ
ク内の昇順アドレスへ書き込まれ、頂点データのブロッ
ク７０３は、降順メモリアドレス内へ書き込まれる。メ
モリブロック内の全アドレススペースが使用された場合
には、新しいメモリブロックが割り当てられる。このよ
うにして、頂点データが、参照する制御データと同一の
メモリブロック内へ格納されることができるので、参照
する場所が改善される。

【００３４】タイル化プロセスの間、メモリアレーは、
各タイルに関する制御データが付加されるべきメモリブ
ロックの、表示リスト内の場所を記録するために使用さ
れる。マクロタイル化の場合には、マクロタイル毎に埋
められている一つのメモリブロックがある。

【００３５】制御データは、ステート情報７０１と、頂
点ブロックポインタ７０２と、インデックス７０４と、
ストリームポインタ７０５とを含む。

【００３６】実施形態において、ＩＳＰによって必要と
されるだけであるステート情報は、制御データ内へ直接
格納される。ＴＳＰによって必要とされるステート情報
は、一旦表示リスト内へ書き込まれ、該ステート情報に
対する参照は、制御データ内に置かれる。

【００３７】ＴＳＰステート情報のために必要とされる
表示リストの記憶量を減少させるため、該ＴＳＰステー
ト情報は、３つの部分に分割される。即ち、多数のオブ
ジェクト全体にわたって共有されるオブジェクトステー
トと、通常は頻繁に変化するテクスチャステートと、概
して大きいが、多くのオブジェクト全体にわたって共有
されるブレンディングステートである。このようにし
て、テクスチャステートは、その都度大きなブレンディ
ングステートを複製する必要無しに頻度を変えることが
できる。

【００３８】頂点ブロックポインタは、プリミティブを
描くために引き続き使用されることになる頂点データの
ブロックを識別する。好ましい実施形態において、これ
は描かれるプリミティブの型式に関するバッファからの
記述を含む。これは、線、点、塗りつぶされた三角形、
及び輪郭だけの三角形を含む。

【００３９】表示リストの記憶量を減少させるため、制
御データ内へ書き込まれるインデックスは、ゼロと頂点
バッファ内に格納された頂点数との間の範囲内で、連想
記憶を使用してマッピングされる。実施形態において、
制御データ内に書き込まれるインデックスは、４ビット
値である。

【００４０】タイル用の制御データは、連続的なメモリ
アドレスの形でメモリブロックへ書き込まれる。各メモ
リブロックは、複数のタイル用の制御データを含むこと
ができ、タイル用の制御データは、複数のメモリブロッ
クにまたがることができる。各一連の制御データの最後
において、このタイル化プロセスは、表示リスト内の、
制御データが連続するアドレスを識別するため、或い
は、タイル用の制御データの最終を示すためのいずれの
目的としても、ストリームポインタを挿入する。

【００４１】図２における圧縮ユニット２０７は、頂点
バッファ内に格納される頂点の属性を調べ、該頂点の記
憶装置及びメモリ帯域幅要件を低減させるために、該頂
点の間の空間的な関係を利用することを試みる。実施形
態において、属性のブロックは、該ブロックを基点値に
対するデルタ値すなわち差分値として格納することによ
って圧縮される。ブロック内の全頂点に対する基点値及
びデルタ値は、表示リスト内の頂点データへ格納され
る。

【００４２】図７は、頂点属性を圧縮するプロセスを示
す。このプロセスは、圧縮されるべき各頂点用の各属性
に対して実行される。この結果は、各セットの属性が、
デルタ値と基点値とのセットとして圧縮形式の形で書き
出されるか、或いは、３２ビットＩＥＥＥ浮動小数点値
（Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＡ属性を除く全属性に対して）と８ビ
ット整数値（Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＡ属性に対して）とのセッ
トとして、生の「非圧縮」形式の形で書き出されるかの
いずれかである。タイル・アクセラレータは、可能な属
性の部分集合のみを処理するように構成されることがで
きる点に留意されたい。また、実施形態において、フォ
グ値は、圧縮されないが、しかしながら、他の属性に対
するのと同様に処理することもできる。

【００４３】６００において、どの属性が処理されるべ
きかを示す、タイル化からのマスク・ビットのセットと
共に、頂点バッファから属性のセットを受け取る。

【００４４】６０１において、対応するマスク・ビット
を有さない属性は、これ以降の処理から切り捨てられ
る。このシステムの幾つかの実施形態において、このマ
スクは使用されず、この場合、全ての属性が常に処理さ
れる。

【００４５】６０２において、属性値は、特定量の小数
精度に低減され、それはスナッピングと称される。保持
される精度量は、属性の型式及び、圧縮プロセスがどの
ように構成されてきたかによって異なる。該実施形態に
関して、表１は、切捨てられる属性と、保存される小数
ビット又は仮数ビット数とを示す。

【表１】表１

【００４６】スクリーン空間内の位置は、通常は整数値
座標で抽出され、変換の間に精度が低下するので、Ｘ、
Ｙ用に保存される小数ビットの数を比較的小さいものと
することができる。Ｚに人為的に影響を与えないよう
に、Ｚを十分な精度に維持する必要がある。

【００４７】テクスチャ座標に関しては、保存される小
数ビット数は、設定可能である点に留意されたい。圧縮
は通常、ｌｏｇ２（ｄｉｍ）＋８の小数ビットを保持す
るように設定される。ここで、ｄｉｍは、その属性と関
連するテクスチャ・マップのテクセルにおける最大寸法
であり、ｌｏｇ２は、２を底とする対数である。保存さ
れる小数ビット数は、精度を犠牲にして圧縮比を大きく
する目的で低減することができる。

【００４８】実施形態において、０と１．０との間の、
浮動小数点の色値は、符号なしの８ビット整数値に変換
され、２５５又は２５６と乗算されて、保持される。

【００４９】圧縮プロセスは、特定の属性の圧縮を無効
とするように設定することができる。これにより、属性
をそのままの形式で保存するように強制するので、スナ
ッピングは何も実行されない。

【００５０】６０３において、スナッピングされた属性
セットの最小値と最大値とが決定される。

【００５１】６０４において、この最小値は、基点値と
して選択される。

【００５２】テクスチャ・マップは、小数部分のみ、時
にはテクスチャ座標の奇数／偶数値が有効であるように
抽出されることが多い。このようにして使用されるテク
スチャ座標に対しては、圧縮プロセスは、基点値の最有
効ビットを切り捨てるように設定することができ、これ
は、１又は２の倍数を加算或いは減算することと等価で
あり、従って、該最有効ビットをゼロに近づけることが
できる。このようにしてテクスチャ座標基点値の大きさ
を低減することにより、テクスチャ座標基点に必要とさ
れる記憶量を低減することができる。

【００５３】マクロタイル化が実行されている場合、Ｘ
及びＹ属性は、両属性から減算されるマクロタイルの基
点に最も近い場所にマクロタイルコーナを有することが
できる。

【００５４】幾つかの属性は、圧縮形式で表すことがで
きる基点値の大きさに関して制限を有することができ
る。好ましい実施形態において、テクスチャ座標基点値
は、−２¹⁶と２¹⁶との間の値に制限され、Ｚ、Ｗ及びＴ
基点値は、正数に制限される。

【００５５】６０５において、圧縮プロセスは、基点値
を表すことができるかどうかを決定する。テクスチャ座
標基点値が、表示可能な範囲の外にある場合には、属性
は圧縮されずに、属性の「生」の３２ビットＩＥＥＥ形
式浮動値が、６１１において表示リスト内へ格納され
る。

【００５６】圧縮メモリ形式の符号化及び復号化を簡単
にするため、属性を生の形式で格納するように決定する
ことはまた、関連する属性を生の形式で格納することを
強制することができる。例えば、圧縮プロセスが、Ｘ、
Ｙ又はＺの何れかを生の形式で格納することを決定する
場合、セット内の全ての属性を生の形式で格納すること
ができる。同様に、テクスチャ座標の各グループに対し
て、Ｕ、Ｖ、Ｓ又はＴの何かを生の形式で格納する場
合、該グループに対する全てのテクスチャ座標の属性
も、生の形式で格納できる。

【００５７】属性のセットが生の形式で格納される場合
には、基点値は使用されない点に留意されたい。

【００５８】６０６において、各属性の最大デルタ値の
すなわち差分値は、最大値から最小値を減算することに
よって計算される。

【００５９】６０７において、各属性に対する最大デル
タ値の大きさが調べられ、該デルタ値が、圧縮形式で表
されることができる最大値を超えるか否かを決定する。

【００６０】好ましい実施形態において、Ｘ、Ｙ、Ｕ、
Ｖ及びＳ属性全てに対する圧縮形式のデルタ値は、固定
小数点のデルタ値として格納される。表２は、圧縮形式
ではデルタを表すことができない大きさを示す。

【表２】表２

【００６１】色デルタ値Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＡは、０から２
５５までの範囲にある整数量である。好ましい実施形態
において、色デルタ値のグループは、単一の１６ビット
・ブロック内に格納される。このＡ属性が全て２５５と
は限らない場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＡデルタ値を表す
ことができない大きさは、２⁴である。Ａ属性が全て２
５５である場合には、Ｒ及びＢに対する値は２⁵であ
り、Ｇに対しては２⁶である。

【００６２】Ｚ、Ｗ及びＴ属性は、浮動小数点値として
格納される。デルタ値は、基点の指数に対する仮数値と
して格納される。デルタ値内に保存される仮数ビット数
は、スナッピング時に使用される数と同一である。基点
は最小値であるので、この指数に対する仮数値を格納す
ることは、全ての可能な仮数精度を保存することである
点に留意されたい。

【００６３】６０８において、最大デルタ値の大きさ
は、圧縮形式で格納されるように、属性デルタのサイズ
を決定するのに使用される。好ましい実施形態におい
て、各セット内の全ての属性に対するこの圧縮形式は、
同様のデルタ・サイズを有し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ、Ｕ、
Ｖ、Ｓ及びＴに対しては０、８又は１６ビット、色のグ
ループに対しては１６ビットとすることができる。これ
は、ブロック内の各頂点が同一サイズであることを意味
する点に留意されたい。

【００６４】６０９において、各属性に対するデルタ値
は、各属性の値から基点値を減算することによって計算
される。保存されるビット数は、上述の説明の通りであ
る。

【００６５】６１０において、属性のセットは、デルタ
値及び基点値のセットとして圧縮形式で表示リスト内へ
書き込まれる。

【００６６】６１１において、属性のセットは、３２ビ
ットＩＥＥＥ浮動値のセットとして生の形式で表示リス
トへ書き込まれる。

【００６７】図８は、表示リストメモリ内の各頂点デー
タブロックに対する頂点データを、圧縮プロセスがどの
ように編成しているかを示す。

【００６８】頂点データの最初の部分は、頂点形式７０
０である。これは、頂点データ形式の一部を記述してい
る。好ましい実施形態において、これは即ち、Ｘ、Ｙ及
びＺ属性が、生の形式又は圧縮形式のいずれで格納され
ているかを示すフラグと；圧縮形式のデルタＸ７０４、
デルタＹ７０５及びデルタＺ７０６が、８ビットデルタ
値又は１６ビットデルタ値のいずれであるかを示す３つ
のフィールドと；Ｗ基点７０７、ベース色基点７０８、
オフセット色基点７０９が存在するか否かを示す３つの
フラグと；存在するテクスチャ座標形式７１０の数を示
すフィールドと；Ｗデルタ７１５値が、０、８、又は１
６ビット・デルタ値のいずれか、或いは３２ビットの生
の値であるかを示すフィールドと；ベース・デルタ７１
６及びオフセット・デルタ７１７が、０、８、又は１６
ビット・デルタ値のいずれか、或いは３２ビットの生の
値であるかを示す２つのフィールドと；フォグ７１９値
が存在するか否かを示すフラグとを含む。

【００６９】頂点データの第２の部分７５０は、頂点に
対する位置情報を含む。

【００７０】Ｘ、Ｙ及びＺ属性が圧縮形式で格納されて
いる場合、この頂点形式の後には、６０４で決定された
ように、Ｘ基点７０１、Ｙ基点７０２及びＺ基点７０３
の値が続く。基点値に続いて、この頂点データは次に、
６０９で決定されたように、ブロック内の全ての頂点に
対する、Ｘデルタ値、Ｙデルタ値及びＺデルタ値を含
む。

【００７１】Ｘ、Ｙ及びＺ属性が生の形式である場合に
は、Ｘ基点、Ｙ基点及びＺ基点の値は使用されず、頂点
形式の後にはブロック内の全ての頂点に対する生の形式
のＸ、Ｙ及びＺ属性値が続く。幾つかの実施形態におい
て、Ｘ基点、Ｙ基点及びＺ基点は、常時存在するものと
することができる。

【００７２】頂点データの第３の部分７５１は、頂点の
テクスチャリング及びシェーディングに必要なデータを
含む。幾つかの実施形態において、頂点がテクスチャリ
ング又はシェーディングを必要としない場合には、該第
３の部分は存在しないものとすることができる。

【００７３】６０４で決定されたように、Ｗ基点７０
７、ベース色基点７０８、オフセット色基点７０９は、
Ｗに対する基点値と、ベース色及びオフセット色に対す
るＲ、Ｇ、Ｂ及びＡ基点値とを含む。これら基点値は、
頂点形式内の対応するフラグが設定されている場合にだ
け存在する。

【００７４】ゼロ又はそれ以上のテクスチャ座標形式が
存在してもよい。各々は、Ｕ、Ｖ、Ｓ及びＴ属性のグル
ープに対する形式を記述する。好ましい実施形態におい
て、これは、このグループに対するＵ、Ｖ及びＳ属性
が、生の形式か又は圧縮形式のいずれで格納されるかを
示すフラグと；このグループに対するＵデルタ値、Ｖデ
ルタ値及びＳデルタ値が、８ビット又は１６ビットのい
ずれであるかを示す３つのフィールドと；Ｓ及びＴ属性
が存在するか否かを示す２つのフラグと；Ｓデルタ値及
びＴデルタ値が、８ビット又は１６ビットであるかを示
す２つのフィールドとを含む。

【００７５】各テクスチャ座標形式の後には、６０４で
決定されたように、Ｕ基点値７１１、Ｖ基点値７１２、
Ｓ基点値７１３及びＴ基点値７１４が続く。好ましい実
施形態において、このＵ基点値、Ｖ基点値及びＳ基点値
は、１つの符号ビットと、４つの指数ビットと、１１の
仮数ビットとを有する１６ビットの浮動小数点数として
格納され、Ｔ基点は、３２ビットＩＥＥＥ形式の浮動小
数点数として格納される。

【００７６】このテクスチャ座標形式並びにＵ基点、Ｖ
基点、Ｓ基点及びＴ基点データの後に、残りの属性に対
する頂点毎のデータが続く。これは、Ｗデルタ７１５、
ベース色デルタ７１６、オフセット色デルタ７１７、フ
ォグ７１８を含み、またテクスチャ座標属性の各グルー
プに対しては、Ｕデルタ７１９、Ｖデルタ７２０、Ｓデ
ルタ７２１及びＴデルタ７２２が存在する。幾つかの実
施形態において、これらの値は、頂点形式又はレイヤ形
式内の対応するビットが設定されている場合にのみ存在
する。

【００７７】頂点位置データは、ＩＳＰがタイル毎の制
御データを表示リストから取り出すと解凍される。図９
は、シーンの各タイルに対して実行されるプロセスを示
す。制御ストリームの取り出しを開始するため、制御ス
トリームデータのポインタは、領域アレー内に格納され
ているアドレスから、制御ストリームデータの開始点に
初期設定される。９００において、制御ストリームのポ
インタによって示されたアイテムが読み込まれ、該ポイ
ンタは、増分して次のアイテムを示す。９０１におい
て、読み込まれたアイテムは、制御ストリームが最後に
至ったかどうかを決定するために調べられる。最後に至
った場合には、このタイルに対するＩＳＰデータ取り出
しは完了し、シーンの次のタイルが処理されなければな
らないか、又はシーンのレンダリングが完了であるかの
いずれかである。ストリームが最後に至っていない場合
には、続いて９０２において、該アイテムがストリーム
ポインタであるか否かを決定するために調べられる。ス
トリームポインタである場合には、続いて９０３におい
て、この制御ストリームデータのポインタは、示された
アドレスに更新され、制御はステップ９０１に戻る。該
アイテムがストリームポインタではない場合には、９０
４において調べられて、ステートであるか否かが決定さ
れる。ステートである場合には、該ステートデータは、
９０５において記録され、制御はステップ９０１へ戻
る。該アイテムがステートではない場合には、９０６に
おいて調べられて、頂点ブロックポインタであるか否か
が決定される。頂点ブロックである場合、続いて基点デ
ータが、９０７において頂点ブロックから読み込まれ、
制御はステップ９０１へ戻る。該アイテムが頂点ブロッ
クポインタでない場合には、該アイテムはインデックス
でなければならない。この場合、該インデックスに対応
するデルタ値は、頂点ブロックから取り出される。頂点
の属性は、基点値に対してデルタ値を加算することによ
って再構成される。

【００７８】頂点を解凍するために必要なデータは、こ
の頂点に対する基点値とデルタ値とからなる点に留意さ
れたい。このようにして、ブロック内にある他の全ての
頂点を形成するデータを取り出す必要も無く、単一の頂
点を取り出すことができる。

【００７９】実施形態において、Ｚ、Ｗ及びＴ基点値
は、正数であるように制限される。圧縮プロセスに関す
る別の実施形態において、Ｚ、Ｗ及びＴ属性のセットの
符号が記録され、圧縮プロセスは、上述のように、属性
の絶対値に対して実行される。これら属性の各々に対し
て、圧縮形式が選択される場合には、元の属性の符号を
含む追加のビットが、頂点データ内の各属性デルタ値と
共に記録される。これにより、圧縮された浮動小数点値
が、該浮動小数点値の符号を維持することが可能になる
点に留意されたい。生の形式が選択される場合には、頂
点データ内へ書き込まれるこの値は、元の符号を含む。

【図面の簡単な説明】

【図１】上述の従来技術のレンダリングシステムであ
る。

【図２】本発明を具現化するタイル・アクセラレータの
ブロック図である。

【図３】図３の実施形態内部の入力データ編成を示す。

【図４】本発明の実施形態におけるタイル化によるイン
デックス処理のフロー図を示す。

【図５】図２のタイル・アクセラレータ内の頂点バッフ
ァ編成の構造を示す。

【図６】本発明実施形態における表示リストの編成を概
略的に示す。

【図７】属性がどのように圧縮されるかを示すフロー図
である。

【図８】頂点編成の更に詳細な図である。

【図９】頂点データの読み出し及び解凍に関するフロー
図である。

【符号の説明】

１００ 入力データ ２００ 変換 ２０１ クリッピング及びカリング ２０２ タイル化 ２０３ 頂点バッファ ２０４ インデックスバッファ ２０５ 制御 ２０７ 圧縮 ２０８ 頂点データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストファー フレイザー イギリス ロンドン エヌ５ ２エイチデ ィー ハイバリー バルフォア ロード 43 Ｆターム(参考） 5B080 AA14 BA03 FA02 FA17 GA11 GA22

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オブジェクトプリミティブを定義するた
   めの、頂点データと該頂点データを示すインデックスデ
   ータとを含む、レンダリングされるべきシーンに関する
   オブジェクトデータを受け取るための手段と、 レンダリングされるべき前記シーンを複数の矩形領域へ
   更に分割するための手段と、 前記シーン内の各矩形領域に関するオブジェクトデータ
   を組立てるための手段と、 前記シーン内の各矩形領域に関する前記オブジェクトデ
   ータを圧縮するための手段と、 前記オブジェクトデータを読み出し、解凍するための手
   段と、 表示するために、前記オブジェクトデータをシェーディ
   ングし、テクスチャリングするための手段と、を含むこ
   とを特徴とする３次元コンピュータ・グラフィックス・
   レンダリングシステム。
2. 【請求項２】 前記圧縮手段が、各頂点に関する基点を
   基準にした差分データを得るための手段を含み、表示リ
   ストメモリが、前記基点と差分データとを格納すること
   を特徴とする、請求項１に記載の３次元コンピュータ・
   グラフィックス・レンダリングシステム。
3. 【請求項３】 複数の基点を決定する差分データを得る
   ための手段を含み、各頂点に関して基点を基準にして前
   記差分を得ることを特徴とする、請求項２に記載の３次
   元コンピュータ・グラフィックス・レンダリングシステ
   ム。
4. 【請求項４】 前記オブジェクトデータを組立てるため
   の手段が、インデックスデータが格納されるインデック
   スバッファと、頂点データが格納される頂点バッファと
   を含むことを特徴とする、請求項１、２、又は３に記載
   の３次元コンピュータ・グラフィックス・レンダリング
   システム。
5. 【請求項５】 前記頂点バッファの内容を前記圧縮手段
   へ送るための手段と、 前記インデックスバッファの内容と圧縮された頂点デー
   タとを前記表示リストメモリへ送るための手段と、を含
   むことを特徴とする、請求項４に記載の３次元コンピュ
   ータ・グラフィックス・レンダリングシステム。
6. 【請求項６】 前記データが、前記インデックスバッフ
   ァ内に格納されるデータ量に応じて、前記圧縮手段と前
   記表示リストに送られることを特徴とする、請求項５に
   記載の３次元コンピュータ・グラフィックス・レンダリ
   ングシステム。
7. 【請求項７】 前記データが、前記頂点バッファ内に格
   納されるデータ量に応じて、前記圧縮手段と前記表示リ
   ストに送られることを特徴とする、請求項５又は６に記
   載の３次元コンピュータ・グラフィックス・レンダリン
   グシステム。
8. 【請求項８】 前記表示リストメモリが、複数のメモリ
   ブロックを含み、前記表示リストメモリ内にデータを格
   納するための手段が、各矩形領域内の各頂点に関連付け
   られる制御データを前記メモリブロックの一方端から書
   き込むための手段と、前記同じ矩形領域のための前記制
   御データに関連付けられる頂点データを同じ前記メモリ
   ブロック内に前記ブロックの他方端から書き込むための
   手段とを含むことを特徴とする、前述の請求項の何れか
   に記載の３次元コンピュータ・グラフィックス・レンダ
   リングシステム。
9. 【請求項９】 前記メモリブロックがそれぞれ、メモリ
   ページを含むことを特徴とする、請求項８に記載の３次
   元コンピュータ・グラフィックス・レンダリングシステ
   ム。
10. 【請求項１０】 各頂点が、該頂点に関連付けられた複
    数の画像属性を有し、前記圧縮手段が、前記属性を定義
    するデータを圧縮する手段を含むことを特徴とする、請
    求項１に記載の３次元コンピュータ・グラフィックス・
    レンダリングシステム。
11. 【請求項１１】 前記属性が、基点値及び差分値に圧縮
    された位置データを含むことを特徴とする、請求項１０
    に記載の３次元コンピュータ・グラフィックス・レンダ
    リングシステム。
12. 【請求項１２】 前記属性が、テクスチャ属性、頂点位
    置、色及びフォグ値の少なくとも１つを含むことを特徴
    とする請求項１０又は１１に記載の３次元コンピュータ
    ・グラフィックス・レンダリングシステム。
13. 【請求項１３】 前記属性の一部だけが圧縮されている
    ことを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の３次元
    コンピュータ・グラフィックス・レンダリングシステ
    ム。
14. 【請求項１４】 前記圧縮されたテクスチャ属性が、浮
    動小数点値として格納されていることを特徴とする、請
    求項１２に記載の３次元コンピュータ・グラフィックス
    ・レンダリングシステム。
15. 【請求項１５】 各矩形領域に対して複数のタグ値を関
    連付けるための手段を含むことを特徴とする、請求項１
    に記載の３次元コンピュータ・グラフィックス・レンダ
    リングシステム。
16. 【請求項１６】 前記タグを更新するための手段を含む
    ことを特徴とする、請求項１５に記載の３次元コンピュ
    ータ・グラフィックス・レンダリングシステム。
17. 【請求項１７】 入ってくるデータに関連付けられたタ
    グ値が、矩形領域と関連付けられた現在のタグ値と一致
    しない場合には、前記矩形領域内へデータが挿入される
    ことを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の３次元
    コンピュータ・グラフィックス・レンダリングシステ
    ム。
18. 【請求項１８】 ３次元コンピュータ・グラフィックス
    画像をレンダリングするための方法であって、 オブジェクトプリミティブを定義するための、頂点デー
    タと、該頂点データを示すインデックスデータとを含
    む、レンダリングされるべきシーンに関するオブジェク
    トデータを受け取る段階と、 レンダリングされるべき前記シーンを複数の矩形領域へ
    更に分割する段階と、 前記シーン内の各矩形領域に関するオブジェクトデータ
    を組立てる段階と、 各矩形領域に関する前記オブジェクトデータを圧縮する
    段階と、 各矩形領域に関する前記圧縮されたオブジェクトデータ
    を、表示リストメモリ内に格納する段階と、 前記オブジェクトデータを読み出し、解凍する段階と、 表示するための、前記オブジェクトデータをシェーディ
    ングし、テクスチャリングする段階と、を含むことを特
    徴とする方法。
19. 【請求項１９】 前記圧縮する段階が、各頂点に関する
    基点を基準にした差分データを得る段階を含み、 前記格納する段階が、前記基点データ及び差分データを
    前記表示リストメモリ内に格納する段階を含むことを特
    徴とする、請求項１８に記載の方法。
20. 【請求項２０】 各矩形領域に関するオブジェクトデー
    タを組立てる前記段階が、 インデックスデータをインデックスバッファへ書き込む
    段階と、 頂点データを頂点バッファ内へ書き込む段階と、を含む
    ことを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記インデックスバッファの内容を、
    圧縮するために送り出す段階と、 前記インデックスバッファの内容と圧縮された頂点デー
    タとを前記表示リストメモリへ送り出す段階と、を含む
    ことを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記圧縮のために送り出されるデータ
    と、前記表示リストメモリに送り出されるデータとが、
    前記インデックスバッファ内に格納されるデータ量に応
    じて送られることを特徴とする、請求項２１に記載の方
    法。
23. 【請求項２３】 圧縮のため、及び前記表示リストメモ
    リに送り出される前記データが、前記頂点バッファ内に
    格納されるデータ量に応じて送り出されることを特徴と
    する、請求項２１又は２２に記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記表示リストメモリが、複数のメモ
    リブロックを含み、 前記表示リストメモリ内にデータを格納する前記段階
    が、各矩形領域内の各頂点に関連付けられた制御データ
    を、前記表示リストメモリ内のメモリブロックの一方端
    から書き込む段階と、 同じ前記矩形領域に関する前記制御データに関連付けら
    れた対応する頂点データを、同じ前記メモリブロック内
    で、前記ブロックの他方端から書き込む段階と、を含む
    ことを特徴とする、請求項２０から２３の何れかに記載
    の方法。
25. 【請求項２５】 各頂点が、該頂点に関連付けられた複
    数の画像属性を有し、前記圧縮段階が、これらの属性を
    定義するデータを圧縮する段階を含むことを特徴とす
    る、請求項２０に記載の方法。
26. 【請求項２６】 前記属性が、基点値及び差分値に対し
    て圧縮された位置データを含むことを特徴とする、請求
    項２５に記載の方法。
27. 【請求項２７】 前記属性が、テクスチャ座標、頂点位
    置、色、フォグ値の少なくとも１つを含むことを特徴と
    する、請求項２５又は２６に記載の方法。
28. 【請求項２８】 前記属性の一部だけが圧縮されている
    ことを特徴とする、請求項２５、２６又は２７に記載の
    方法。
29. 【請求項２９】 前記圧縮されたテクスチャ属性が、浮
    動小数点値として格納されていることを特徴とする、請
    求項２７に記載の方法。
30. 【請求項３０】 レンダリングされるべきシーン内のオ
    ブジェクトプリミティブを表す、頂点データとインデッ
    クスデータとを格納するための方法であって、 画像を複数の矩形領域へ更に分割する段階と、 各矩形領域内のオブジェクトプリミティブに関する前記
    頂点データと関連する制御データとを、表示リストメモ
    リにおけるメモリブロック内に格納する段階と、を含
    み、各矩形領域内の前記頂点に関連付けられた前記制御
    データが、メモリブロックの一方端から格納され、前記
    制御データと同じ前記矩形領域で関連付けられたもので
    ある前記頂点データが、前記同じメモリブロック内に前
    記ブロックの他方端から格納されることを特徴とする方
    法。