JP3161811B2 - 高速画像描画装置 - Google Patents
高速画像描画装置Info
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Description
ステーションなどの、画像を高速に描画する装置に関
し、ウィンドウシステムを搭載し、ウィンドウ処理とグ
ラフィクス表示とを共存させ、描画回路が生成する画像
を、効率よく高速に表示するためのシステム構成に係る
ものである。
ンジニアリング分野において、省力化、及び効率化を目
指す目的で、企画から設計・製造分野に至るまで使用さ
れている。また、ネットワークを介在させたCAD/C
AM/CAEを中心として、電気・機械・化学・建築・
医療など、幅広くマーケットを拡大してきている。
は、ワイヤフレーム画像や質感を伴った三次元画像を、
高速に描画する機能を要求されている。その要求処理速
度は、年率30%以上もの高い伸びを示している。とり
わけ、グラフィカル・ユーザ・インタフェースの標準化
動向も伴い、Xウィンドウを基本としたグラフィクスシ
ステムの要求が増えている。
ている最中であっても、装置は高速描画を続行しなけれ
ばならないし、逆に装置が高速描画を続行中であって
も、ユーザは、同一ウィンドウを操作したいという要求
が高い。しかし、描画処理とウィンドウ操作処理とは、
互いに排他的関係にある。
が共存すると、互いに他方の処理効率を落としてしまう
結果となるので、ハードウェア性能の向上を図ることが
できないという問題が生じる。
表示メモリ23を備え、この内容を表示回路24によっ
てディスプレイ25に表示する。描画回路21は、生成
画像を直接表示メモリ23に書き込んだりするものであ
り、CPU20は、表示メモリ23の内容を読み書き
し、ユーザによる操作を表示に反映させる。
らのアクセスと、描画回路21からのアクセスが競合す
るので、切替え22などを設け、排他制御のための待ち
を入れる必要がある。そのため、性能の劣化がある。
どのウィンドウシステムを採用している装置では、ある
ウィンドウに画像を描画している間、描画回路が表示メ
モリへのアクセス優先権を握っているとすると、画像の
描画が終了するまで、ユーザはCPUを介して表示メモ
リへ一切アクセスできないという問題点がある。
ば、描画回路が表示メモリをアクセスしている時にで
も、ユーザは、その要求によりいつでも表示メモリをア
クセスすることができる。しかし、CPUが表示メモリ
をアクセスする都度、描画回路は描画演算を中断しなけ
ればならないので、この場合、描画性能が低下するとい
う問題点がある。
発生する。そのチラツキを取り除くため、表示回路にア
クセス優先権を持たせると、CPU又は描画回路は、表
示周期の合間を縫って表示メモリにアクセスしなければ
ならないので、効率が格段に低下する。
の表示メモリに描画回路又はCPUがアクセスしている
間に、他方の表示メモリの内容を表示回路がディスプレ
イに表示するというやり方を採っているシステムもあ
る。しかしながら、依然として描画回路とCPUとの間
には、アクセス権の取り合いがあり、効率低下が免れて
いないのが実情である。
描画回路が生成する画像データは、R/G/Bという色
データと、奥行き情報を持ったZデータとの2種類のデ
ータである。この場合、例え2枚の表示メモリを持たせ
ても、描画回路が新たな生成画像を、一の表示メモリに
書き込み、描画を開始する前に、少なくともZデータを
格納するメモリの内容をクリアしなければならない。
た、表示メモリに書き込むデータが、奥にあるのか手前
にあるのかを、Zデータを使って判断しながら処理する
必要がある。つまり、従来の方式では、画像メモリの内
容をクリアする処理が必要となり、全体の描画速度が低
下するという問題点がある。
題点に鑑みて為されたものであり、全体の描画時間を短
縮すると共に、描画装置がウィンドウシステムをサポー
トしても、CPUによる表示メモリのアクセスと、描画
回路による表示メモリのアクセスとが、排他制御になら
ないようにするための手段を提供することを目的とす
る。
目的は、前記特許請求の範囲に記載した手段にて達成さ
れる。
イに画像を描画させるための色データ、及び奥行きデー
タを生成する描画回路と、前記色データ、及び奥行きデ
ータを格納する三次元メモリと、前記色データ、及び奥
行きデータを前記描画回路から読み出して前記三次元メ
モリに転送する機構と、前記色データを格納する二次元
メモリと、前記三次元メモリに格納されている色データ
を読み出して前記二次元メモリに転送する機構と、前記
色データを格納する表示メモリと、前記色データを二次
元メモリから読み出して前記表示メモリに転送する機構
と、前記表示メモリから前記色データを読み出して前記
ディスプレイに画像を描画させる表示回路とを備えたこ
とを特徴とする高速画像描画装置である。
リから前記二次元メモリに色データを転送するサイクル
と同一のサイクルで、前記三次元メモリを初期化する手
段を備えたことを特徴とする請求項1記載の高速画像描
画装置である。
前記二次元メモリから読み出して前記表示メモリに転送
する機構の転送サイクルは、前記ディスプレイに画像を
表示させる表示サイクルと同じかそれ以上高速なサイク
ルであることを特徴とする請求項1記載の高速画像描画
装置である。
示メモリにアクセス可能なCPUを備え、前記CPUに
よる前記表示メモリへのアクセスと、前記二次元メモリ
から前記表示メモリに前記色データを転送する際の前記
表示メモリへのアクセスとのアービトレーションを行う
機構を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載の高速画像描画装置である。
いて、描画回路2が生成する画像データは、ディスプレ
イ7の各ピクセルに表示する内容を特徴づけるR/G/
Bの色データと、奥行き情報のZデータである。この色
データとZデータとを格納するための描画メモリ3を、
三次元メモリと名付けることとする。
のデータは、R/G/Bの色データだけである。つま
り、描画回路2が奥行き計算に使用するZデータは、表
示に関しては無意味なデータとなる。従って、描画メモ
リは、図示するように、三次元メモリ3と二次元メモリ
4とに分けることが、すなわち、ハードウェアを分離
し、構成することができる。
三次元画像データのうち、R/G/Bの色データを、一
旦二次元メモリ4へR/G/Bの色データとして転送す
る。また、表示メモリ5の内容をディスプレイ7に表示
するサイクルの合間に、R/G/Bの色データを、二次
元メモリ4から特定のウィンドウへ転送する機構を設け
る。
モリ3から二次元メモリ4へ転送する時に、読み出しレ
ジスタへデータを読み出す。そして、さらに同じサイク
ル内で、三次元メモリ3の内容をクリアすれば、転送後
に改めて三次元メモリ4の内容をクリアするという余分
な時間を除去することができる。
ために、表示メモリ5をアクセスする経路と、描画回路
2が表示メモリ5をアクセスする経路とを、全く独立に
したことで、描画演算を実行している最中であっても、
ユーザは描画演算を中断することなくウィンドウ操作を
行なうことができる。
読み出す、ひとつの同一サイクル内で、表示メモリから
のデータの読み出し、及び、二次元メモリ4から特定の
ウィンドウへのデータ転送を行なうように制御すれば、
表示画像のチラツキを取り除くことができ、しかも、C
PU1からのメモリアクセスサイクルと、二次元メモリ
4からの転送サイクルとの調停も、容易に実現すること
ができる。
用してウィンドウ操作を行なうための処理が、CPU1
からの指令となって行なわれることを考えれば、容易に
理解することができる。すなわち、人間の操作速度は、
装置の処理速度と比較して、極めて低速だからである。
また、図3は、図2に示す描画回路10、選択回路13
によって選択的に使用される二枚の三次元メモリ11,
12、二次元メモリ14、並びに表示メモリ15間のデ
ータ転送を説明するためのタイムチャートの図である。
以下、図3のタイムチャートに基づき、図2の実施例に
ついて詳細に説明する。
レーム目の画像データを生成し、これを三次元メモリ1
1’A’に格納する。そのフレームと同一のタイミング
で、既に三次元メモリ12’B’に格納されている(n
−1)番目の画像データを、三次元メモリ12’B’か
ら二次元メモリ14へ転送する。
モリ14に既に格納されていた(n−2)番目の画像デ
ータを、二次元メモリ14から表示メモリ15へ転送す
る。これと同時に、三次元メモリ12’B’から二次元
メモリ14へ転送される(n−1)番目の画像データ
を、二次元メモリ14へ転送し格納する。
で、既に二次元メモリ14に格納されている(n−2)
番目の画像データを、二次元メモリ14から表示メモリ
15へ転送する。その読み出しサイクルにおいて、表示
メモリ15に既に格納されていた(n−3)番目の画像
データを、ディスプレイへ表示する。
置の描画回路10は、(n+1)フレーム目の画像デー
タを生成し、これを三次元メモリ12’B’に格納す
る。そのフレームと同一のタイミングで、既に三次元メ
モリ11’A’に格納されている(n)番目の画像デー
タを、三次元フレームメモリ11’A’から二次元メモ
リ14へ転送する。
モリ14に既に格納されていた(n−1)番目の画像デ
ータを、表示メモリ15へ転送する。同時に、三次元メ
モリ11’A’から読み出された(n)番目の画像デー
タを、二次元メモリ14へ転送し格納する。
二次元メモリ14に格納されている(n−1)番目の画
像データを、二次元メモリ14から表示メモリ15へ転
送する。その読み出しサイクルにおいて、表示メモリ1
5に既に格納されていた(n−2)番目の画像データを
ディスプレイへ表示する。
置の描画回路10は、(n+2)フレーム目の画像デー
タを生成し、これを三次元メモリ11’A’に格納す
る。そのフレームと同一のタイミングで、既に三次元メ
モリ12’B’格納されている(n+1)番目の画像デ
ータを、三次元メモリ12’B’から二次元メモリ14
へ転送する。
モリ14に既に格納されていた(n)番目の画像データ
を、表示メモリ15へ転送する。同時に、三次元メモリ
12’B’から読み出した(n+1)番目の画像データ
を、二次元メモリ14へ転送し格納する。
二次元メモリ14に格納されている(n)番目の画像
を、二次元メモリ14から表示メモリ15へ転送する。
その読み出しサイクルにおいて、表示メモリ15に既に
格納されていた(n−1)番目の画像データをディスプ
レイへ表示する。以上のようにパイプライン式に画像デ
ータを転送することで、画像生成と表示とを途切れなく
実現できる。
次元メモリ12’B’から、二次元メモリ14へ画像デ
ータを転送するサイクルで、読み出しに係るメモリ領域
と同一のメモリ領域に、特定の定数(例えば、’0’)
を書き込めば、次のフレーム周期において、三次元メモ
リ11,12を初期化する必要がなくなるので、全体と
して高速な描画/表示を実現できる。
画像データを、二次元メモリから表示メモリへ転送する
時に、どの画像領域へデータ転送を行なえば良いのかを
指示するだけで、ハードウェアが高速に、かつフレーム
周期に同期して実現できる。そのため、ウィンドウ処理
と描画処理とをオーバラップして実現でき、アクセスの
持ち時間などのオーバヘッドを無くすることが可能とな
る。
描画演算を実行中であっても、ユーザはウィンドウ操作
を行なえ、しかも、この操作が描画演算の実行を中断さ
せないため、高速描画装置の描画速度を維持することが
できる。
ードウェアを分離すると共に、データ転送を行なう同一
のサイクルで三次元メモリをクリアしてしまうこともで
きるので、新しい画像を生成し、三次元メモリへ転送す
る時に、改めて描画メモリの全内容をクリアする処理を
除去できる。従って、全体の描画速度が高速になるとい
う効果がある。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ディスプレイ(7)に画像を描画させる
ための色データ、及び奥行きデータを生成する描画回路
(2)と、前記 色データ、及び奥行きデータを格納する三次元メモ
リ(3)と、前記色データ、及び奥行きデータを前記描画回路(2)
から読み出して前記三次元メモリ(3)に転送する機構
と、 前記 色データを格納する二次元メモリ(4)と、前記三次元メモリに格納されている色データを読み出し
て前記二次元メモリ(4)に転送する機構と、 前記色データを格納する表示メモリ(5)と、 前記色データを二次元メモリ(4)から読み出して前記
表示メモリ(5)に転送する機構と、 前記表示メモリ(5)から前記色データを読み出して前
記ディスプレイ(7)に画像を描画させる表示回路
(6)とを備えた ことを特徴とする高速画像描画装置。 - 【請求項2】 前記三次元メモリから前記二次元メモリ
に色データを転送するサイクルと同一のサイクルで、前
記三次元メモリを初期化する手段を備えたことを特徴と
する請求項1記載の高速画像描画装置。 - 【請求項3】 前記色データを前記二次元メモリから読
み出して前記表示メモリに転送する機構の転送サイクル
は、前記ディスプレイに画像を表示させる表示サイクル
と同じかそれ以上高速なサイクルであることを特徴とす
る請求項1記載の高速画像描画装置。 - 【請求項4】 さらに、前記表示メモリにアクセス可能
なCPUを備え、 前記 CPUによる前記表示メモリへのアクセスと、前記
二次元メモリから前記表示メモリに前記色データを転送
する際の前記表示メモリへのアクセスとのアービトレー
ションを行う機構を備えたことを特徴とする請求項1〜
3のいずれかに記載の高速画像描画装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15337192A JP3161811B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 高速画像描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15337192A JP3161811B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 高速画像描画装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05341751A JPH05341751A (ja) | 1993-12-24 |
JP3161811B2 true JP3161811B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=15560997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15337192A Expired - Fee Related JP3161811B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 高速画像描画装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3161811B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP15337192A patent/JP3161811B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH05341751A (ja) | 1993-12-24 |
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