JP2898569B2

JP2898569B2 - コンピュータゲーム開発用ビデオアクセラレータボード

Info

Publication number: JP2898569B2
Application number: JP7068876A
Authority: JP
Inventors: 高志三浦
Original assignee: HADOSON KK
Current assignee: HADOSON KK
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH08241067A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＲＴや液晶等の高速
グラフィック処理を可能にするビデオアクセラレータボ
ードに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータグラフィック分野は、アニ
メーション、自然画像、ビデオ画像と、その応用分野は
拡大の一途をたどっている。表示色もより自然色に近い
ものが求められるようになってきているのも、現在のグ
ラフィック分野の新しい動きである。この問題を解決す
るためには、大容量メモリと高速処理を可能にする技術
は欠くことのできない要素となっている。

【０００３】グラフィック処理を高速にするために開発
されたものの一つにビデオアクセラレータボードがあ
る。ビデオアクセラレータボードは、グラフィックスカ
ード、グラフィックスボードあるいはグラフィックスア
ダプタなどとよばれているが、内容は同じものを指して
いる。

【０００４】ビデオアクセラレータは、メインＣＰＵに
代わってグラフィック処理を行う装置であり、ＣＰＵと
並行して処理ができる。ビデオアクセラレータは、メイ
ンＣＰＵから送られてきたグラフィックデータに対して
種々のレンダリング処理を施し、グラフィックディスプ
レイに表示できるようにピクセルデータに変換し、この
データをもとにフレームバッファメモリの内容を更新す
る。

【０００５】グラフィックデータを表示するときの最小
単位をピクセルという。グラフィックディスプレイはピ
クセルが格子状に並んだものに相当する。グラフィック
データやイメージデータからビデオアクセラレータある
いはメインＣＰＵによって、対応する各ピクセルに色デ
ータ等の情報が付加され、その内容がフレームバッファ
メモリ上に保持される。

【０００６】ピクセルデータを画面表示したときの状態
でビット表現した平面（２次元データ）をビットプレー
ンという。モノクロデータの場合には、白と黒の状態し
かないので１ビットプレーンで表現できる。表示色が増
えると、それに対応してビットプレーンの面数も増え
る。たとえば８色表示なら３面（＝２³）、１６色なら
４面（＝２⁴）というように、ビットプレーンも増加す
る。

【０００７】１６色表示の場合のビットプレーンの例で
は、各面の対応するビットのビット値の合計がカラーコ
ードとして画面表示される。たとえば、０〜３面のビッ
ト値が１、０、１、１ならビット値は１３（＝１・２⁰
＋０・２¹＋１・２²＋１・２³）がカラーコードとな
る。カラーコードがどの色かはカラーパレットに登録さ
れているカラーコードと画面表示色の対応によって最終
的に決められ、ディスプレイ画面に表示される。一般に
フレームバッファメモリ上のビット（ピクセル）はディ
スプレイ画面上ではドットとして、１対１の対応となっ
ている。

【０００８】したがって、１プレーン増えるということ
は、画面のドット数だけビット情報が増えることになる
ために、グラフィックデータはキャラクタデータと違っ
て、色の数が増えるに従って膨大なデータ量となるわけ
である。キャラクタデータの場合には８×８ドットある
いは１６×１６ドット単位の色情報でよかったものが、
グラフィックデータではドット単位の情報が必要なため
に、大量メモリと高速グラフィック処理は欠くことので
きない要素となっている。ビデオアクセラレータの重要
性もそこにある。

【０００９】人間の色彩感覚は３つの原色で記述でき
る。コンピュータの世界では赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）をカラーの３原色とし、ディスプレイ装置によっ
て色を再現している。人間が実際に感じることのできる
色に近づけるために、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の強さを等分に
配合したときに白になるように調整したり、ＣＲＴを駆
動する電圧の補正を行ったりする必要がある。また色の
表現にはＲＧＢの３原色のほかにも、色相、明度、彩度
の調整による方法、すなわちＨＬＳカラーモデルなどが
ある。

【００１０】ＲＧＢによる表色系は光源あるいは表示媒
体として３原色を表現できるものを準備すればカラー再
現できるために、ディスプレイ装置にとって便利なカラ
ーモデルである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、コンピュータ
側からＲＧＢのトゥルーカラーコード（True color cod
e）をディスプレイドライバに与えても、ディスプレイ
装置の特性によって色が変化してしまうことにある。つ
まり、同じカラーコードが入力されても、ディスプレイ
毎に異なる色がでてしまう。

【００１２】本発明は、トゥルーカラーコードと実際の
ディスプレイ装置上の表示色との色のズレを補正してデ
ィスプレイ装置の問題点を解決する色補正処理を行い、
かつグラフィック処理全体の処理速度に悪影響を及ぼさ
ないビデオアクセラレータボードを得ることを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】ＲＧＢ表色系はＲ、Ｇ、
Ｂの３原色を客観的に定量化した３次元カラー空間モデ
ルである。ＲＧＢ３次元カラー空間はＲ、Ｇ、Ｂを各軸
にした直交座標で表せる。トゥルーカラーコードＣは
Ｒ、Ｇ、Ｂの各要素のベクトル和として求まる。ある色
のトゥルーカラーコードＣは、色Ｃの標準的な色の強さ
を表す。その各要素（ベクトル要素）をＲ、Ｇ、Ｂとす
ると、ＣはＲ、Ｇ、Ｂの関数Ｃ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）として表
せる。しかしこの色と同じ色を出すためには、ディスプ
レイ装置の特性によって、Ｃ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を直接ディ
スプレイドライバに与えても必ずしも求める色が得られ
るとは限らない。その場合、実際のディスプレイ装置で
同じ色Ｃを再現するには、Ｃ´（Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´）の
カラーコードを与えなければならない。

【００１４】トゥルーカラーコードＣと実際の装置のカ
ラーコードＣ´はあらかじめわかる値である。そこで本
発明においては、トゥルーカラーコードＣが与えられれ
ば、実際の装置でのカラーコードがトゥルーカラーコー
ドの一次結合で算出できるとする。すなわち、

【００１５】Ｒ´＝α₁₁Ｒ＋α₁₂Ｇ＋α₁₃ＢＧ´＝α₂₁Ｒ＋α₂₂Ｇ＋α₂₃Ｂ …………… （１）Ｂ´＝α₃₁Ｒ＋α₃₂Ｇ＋α₃₃Ｂ

【００１６】あるいはＲ´＝α₁₁Ｒ＋α₁₂Ｇ＋α₁₃Ｂ＋α₁₄ Ｇ´＝α₂₁Ｒ＋α₂₂Ｇ＋α₂₃Ｂ＋α₂₄ …………… （２）Ｂ´＝α₃₁Ｒ＋α₃₂Ｇ＋α₃₃Ｂ＋α₃₄ として、Ｃ´（Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´）を求める。（１）式
および（２）式をマトリックスで表現すると、（１）式
は

【００１７】

【数１】

【００１８】となり、（２）式は

【００１９】

【数２】

【００２０】となる。すなわち、（３）式、（４）式に
よって補正係数αが連立方程式の解として求まる。

【００２１】補正カラーコードＣ´（Ｒ´，Ｇ´，Ｂ
´）は、トゥルーカラーコードＣ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が与え
られれば、上記の（３）式または（４）式より一義的に
求まる。また、この補正のためにグラフィック処理が遅
くならないよいに、本発明では上記の計算を家庭用ゲー
ム機のメインＣＰＵで行わずに、ビデオアクセラレータ
ボードに上記の計算アルゴリズムを登録しておき、アク
セラレータボードで行う。

【００２２】補正係数αを求める方法を説明する。それ
には（３）式では３組のカラーデータが必要であり、
（４）式では４組のカラーデータが必要となる。しか
し、人がＣＲＴなどを見ながら補正する場合には、どう
しても誤差の混入は避けられない。この誤差を少しでも
減らすためにはサンプルの色の組み合わせを一つでも多
く採取し、最小自乗解で求めることが望ましい。そこ
で、ここでは未知数より多い個数の５組をサンプリング
し、最小自乗法で解を求める。その解法を以下で示す。

【００２３】まず（３）式の場合、トゥルーカラーデー
タＣ１〜Ｃ５に対応するサンプリングカラーデータをＣ
１´〜Ｃ５´とすると、（３）式は

【００２４】

【数３】と表せる。ここで

【００２５】

【数４】

【００２６】

【数５】

【００２７】

【数６】

【００２８】とすれば、上式はＣＡ＝Ｃ´ またはＣ^TＣＡ＝Ｃ^TＣ´ と表せる。

【００２９】ここでＣはトゥルーカラーコードのマトリ
ックスであり、Ｃ´はＣに対応するサンプリングデータ
のカラーコードのマトリックス、Ｃ ^T はＣの転置行列で
ある。係数マトリックスＡが求める値であるから、上式
をＡについて解くとＡ＝（Ｃ^TＣ）^-1Ｃ^TＣ´となる。

【００３０】すなわち、この係数マトリックスＡと
（３）式をもとにトゥルーカラーコードから、ビデオア
クセラレータはそのディスプレイ装置にあったカラーコ
ードを自動算出し、ディスプレイドライバに渡してディ
スプレイに表示する。

【００３１】（４）の場合も同様に計算できる。ただし
この場合は定数項目があるから、各マトリックスは次の
ように取る。

【数７】

【００３２】

【数８】

【００３３】

【数９】

【００３４】求める結果は（３）の場合と同様、Ａ＝（Ｃ^TＣ）^-1Ｃ^TＣ´ となる。（３）式あるいは（４）式を用いるかは、状況
によって異なる。

【００３５】本発明のアクセラレータボードを用いてピ
クセルデータが表示されるまでの流れを説明する。１．描画コマンドにより、指定された座標のピクセルデ
ータがディスプレイドライバによりビデオアクセラレー
タボードに送り込まれる。２．アクセラレータボードは受け取ったカラーデータの
Ｒ，Ｇ，Ｂの値を設定されている係数マトリクスにより
色変換を行う。３．色変換されたカラーデータを指定された座標に相当
するＶＲＡＭアドレスに書き込む。４．ＶＲＡＭのデータにしたがって画面が表示される。

【００３６】

【実施例】本発明の実施例として、本発明のビデオアク
セラレータボードの設定方法について説明する。図１は
初期設定用の画面の説明図である。画面１にはＣｉに対
応する色表示部２が表示され、その色は色表示調整用ス
ライダー３をマウスなどで移動させることにより変化さ
せることができる。以下、初期設定の動作について説明
する。。

【００３７】１．（３）式または（４）式における係数
のうち、 α₁₁＝α₂₂＝α₃₃＝１とし、それ以外の係数はすべて０にセットする。

【００３８】２．ｉ＝１３．Ｃ_iに対するトゥルーカラーコードを出力してＣＲ
Ｔに色を表示する。４．Ｃ_iに対するトゥルーカラーコードのＲ，Ｇ，Ｂ値
にあわせて、画面上のＲ，Ｇ，Ｂのスライダー位置の表
示を更新する。５．Ｃ_iに対応する参照カラー用紙の色を見ながら、画
面上のＲ，Ｇ，Ｂのスライダーを調整してＣＲＴに表示
される色を参照カラー用紙の色に近づける。６．色の誤差が十分少なくなったところで、完了のボタ
ンをダブルクリックする。

【００３９】７．ｉ＝ｉ＋１８．ｉが５以下であれば、３に戻る。９．係数マトリクスを計算して、アクセラレータボード
上の係数マトリクスを保持する不揮発性メモリに書き込
む。１０．設定完了。

【００４０】

【発明の効果】本発明のビデオアクセラレータ装置を用
いれば、サンプリングしたカラーデータをもとに簡単な
補正式で補正係数を求めておけば、ビデオアクセラレー
タが色補正を行うので、ソフトウェアでは常にトゥルー
カラーコードのみの使用ですむ。したがって、ソフトウ
ェア開発時に装置の特性を考えずにすむし、また装置に
合わせたカラーコードを考慮しなくてもすむから、ソフ
トウェアの開発が楽になり、ソフトウェア開発効率も向
上する。

【００４１】また、本発明の色補正方法はビデオアクセ
ラレータボードに色補正式を搭載する形で提供できるた
めに、色補正を行うことによるグラフィック処理の遅れ
を気にすることもないなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のビデオアクセラレータボードの初期設
定用画面の例である。

【符号の説明】

１本発明のビデオアクセラレータボード初期設定用で
ある。２本発明のビデオアクセラレータボード初期設定用で
ある。３本発明のビデオアクセラレータボード初期設定用で
ある。４本発明のビデオアクセラレータボード初期設定用で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09G 5/00 - 5/40 G06T 3/00 G06F 3/14 - 3/153

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】描画コマンドにより、指定された座標のピ
クセルデータがディスプレイドライバにより送り込ま
れ、カラーデータを指定された座標に相当するＶＲＡＭ
アドレスに書き込むコンピュータのビデオアクセラレー
タボードにおいて、 (1)コンピュータからのトゥルーカラーコードがＲＧＢ
表色系（Ｒ、Ｇ、Ｂ）で表される色Ｃと、前記色Ｃと同
じ色をディスプレイ装置上で再現するに必要なＲＧＢ表
色系カラーコードが（Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´）である場合、
前記ＲＧＢ表色系カラーコード（Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´）と
前記ＲＧＢ表色系トゥルーカラーコード（Ｒ、Ｇ、Ｂ）
が線形１次結合の関係にあるとして求められた変換係数
マトリクスによって、トゥルーカラーコードを変換して
ディスプレイに送出する手段、 (2)前記変換係数マトリクスを記憶する手段、を備えたことを特徴とするビデオアクセラレータボー
ド。