JP3422278B2 - グラフィックアクセラレータ - Google Patents

グラフィックアクセラレータ

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JP3422278B2
JP3422278B2 JP06085899A JP6085899A JP3422278B2 JP 3422278 B2 JP3422278 B2 JP 3422278B2 JP 06085899 A JP06085899 A JP 06085899A JP 6085899 A JP6085899 A JP 6085899A JP 3422278 B2 JP3422278 B2 JP 3422278B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、グラフィックアク
セラレータに係り、特にコンピュータの三次元画像表示
の高速化を図るグラフィックアクセラレータに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータの処理能力がめざま
しく向上し、GUI(Grafical UserInterface)が一般
的になっている。GUIではグラフィック表示を基本と
しているが、扱うデータ量が多いために画面表示を高速
化する目的でグラフィックアクセラレータが一般的に用
いられている。また、コンピュータの処理能力向上に伴
って、特にゲームや三次元CAD(Computer Aided Des
ign)では三次元画像処理の高速化を図るためのグラフ
ィックアクセラレータが案出されており、一般家庭にも
浸透しつつある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の三次
元表示用のグラフィックアクセラレータはバス性能、ジ
オメトリ演算部性能、レンダリング部性能が均衡しなけ
れば性能が出ないため、一部を改善しただけでは性能の
向上が図れない。よって、一部を取り替えて性能向上を
図るといった拡張性が乏しいという問題があった。ま
た、描画性能を向上させるためには、すべての部分の性
能を上げる必要があり、開発の負荷が重いという問題が
あった。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、拡張性が高い故に開発の負担とならず、しかも
性能向上が図れるグラフィックアクセラレータを提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、各々が1画面分の画像を表示するグラフ
ィックアクセラレータであって、タイマを備え、当該タ
イマで計測した1画面分の画像の生成時間と前記グラフ
ィックアクセラレータの総数とに基づいて決定した表示
時間の間は、前記画像を表示し、他のグラフィックアク
セラレータで作成された画像に切替えを行わない表示切
替部を具備することを特徴とする。また、本発明は、コ
ンピュータのバスに接続され、3次元のデータに対して
座標変換演算及び色変換を行って2次元画像に変換する
ジオメトリ演算部を具備することを特徴とする。また、
本発明は、前記ジオメトリ演算部によって変換された2
次元画像に対し、隠面処理及び隠線処理を行うレンダリ
ング部を具備することを特徴とする。また、本発明は、
アプリケーションからの3次元画像描画命令を受け、画
面単位で前記グラフィックアクセラレータの処理を割り
振るドライバにより制御されることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態によるグラフィックアクセラレータについて詳
細に説明する。図1は、本発明の一実施形態によるグラ
フィックアクセラレータの構成を示すブロック図であ
る。
【0007】本発明の一実施形態によるグラフィックア
クセラレータは、3次元グラフィックを描画するアプリ
ケーションが動作し、グラフィックバスが装備されたコ
ンピュータ10がある環境下にて以下の通り構成され
る。図1において、12は3次元グラフィックを描画す
るアプリケーションである。14は、ソフトウェアたる
アプリケーション12とハードウェアたるグラフィック
アクセラレータ20との間のデータ授受を制御するドラ
イバである。このドライバ14は、通常ソフトウェアの
形式で実装される。ドライバ14は、グラフィックアク
セラレータ20を制御・動作し、画面単位でグラフィッ
クアクセラレータ20の作業を割り振る。
【0008】グラフィックアクセラレータ20は、ジオ
メトリ演算部21、ローカルメモリ22、レンダリング
部23、フレームメモリ24、及び表示切替部25から
なり、コンピュータのバスBに接続される。ジオメトリ
演算部21は、 コンピュータ10のバスBに接続され
るバスインタフェース機能を有し、ドライバ14が出力
する命令・データを受け、3次元のデータを2次元の画
像空間に描画するため座標変換の演算や光を当てた場合
の色の変化を計算し、レンダリング部23に座標・色の
データとあわせ描画の指示を出力し、ドライバ14から
の命令がディスプレイリストを作成する命令の場合は受
け取ったデータからディスプレイリストを作成しローカ
ルメモリ22に格納する。
【0009】レンダリング部23は、ジオメトリ演算部
21から受け取った描画指示及びデータから奥行きを比
較し、見える面か見えない面かを判断しフレームメモリ
24に描画すべき画像を書き込む。また、ディスプレイ
30に表示るためフレームメモリ24からデータを読み
出し、表示切替部25を経由してディスプレイ30に出
力する。フレームメモリ24は、レンダリング部23が
作成した2次元空間に描画する画像を格納するものであ
る。表示切替部25は、レンダリング部23で作られた
2次元画像を受け取り、ディスプレイ30に送る。ま
た、他の表示切替部25と相互接続された場合は、他の
レンダリング部23で作成された画像に切り替えを行
う。表示切替部25はタイマを装備しており、ある一定
時間は他のレンダリング部23で作成された画像に切替
えを行わない機能も有する。
【0010】次に、上記構成における本発明の一実施形
態によるグラフィックアクセラレータの動作について説
明する。まず、3次元グラフィックを描画する方式には
イミディエイト方式とディスプレイリスト方式がある。
イミディエイト方式は3次元データと一緒に描画命令を
発行する。イミディエイト方式はアニメーションの様な
3次元データの形状が刻々と変化するアプリケーション
に用いられる。一方、ディスプレイリスト方式はディス
プレイリストという3次元データをあらかじめ作成して
おき、描画命令のみを発行する。ディスプレイリスト方
式は、ウオークスルー等の3次元データが変化せずに色
々な方面から見るアプリケーションに用いられる。本発
明は後者のディスプレイリスト方式を用いた3次元グラ
フィックの描画の高速化が可能な方式である。
【0011】まず、ディスプレイリスト方式における動
作について説明する。アプリケーションが3次元画像を
描画するため、まずディスプレイリスト作成命令及び3
次元データを発行する。ドライバ14はアプリケーショ
ン12が発行したディスプレイリスト作成命令及び3次
元データを受け、グラフィックアクセラレータ20に対
してバスBを介して送る。
【0012】ジオメトリ演算部21はドライバ14から
受け取った3次元データからディスプレイリストを作成
し、ローカルメモリ22に保存する。次に、アプリケー
ション12が3次元画像の表示命令を発行する。ドライ
バ14がアプリケーション12の命令を受け取り、グラ
フィックアクセラレータ20に命令を発行する。ジオメ
トリ演算部21はバスBを介してドライバの表示命令を
受け取る。ジオメトリ演算部21はローカルメモリ22
に格納されていた3次元データから2次元画像を作成す
るため座標変換等の演算を行い、演算結果と描画命令を
レンダリング部23に送る。レンダリング部23はジオ
メトリ演算部21から受け取ったデータを元に、2次元
画像を作成しフレームメモリ24に格納する。レンダリ
ング部23は2次元画像を作成すると、2次元画像デー
タを表示切替部25に送る。表示切替部25はディスプ
レイ30に表示を行う。この動作は従来技術のグラフィ
ックアクセラレータの動作とほぼ同様である。
【0013】よって、従来技術のまま、ディスプレイリ
ストモードでの描画をするアプリケーションにおいて描
画の性能向上が可能となる。更に、表示切替部がタイマ
で表示時間の制御を行うため、滑らかな表示が可能とな
る。
【0014】図2は、2つのグラフィックアクセラレー
タ20a,20bを備えたコンピュータ10aの構成を
示すブロック図である。2つのグラフィックアクセラレ
ータ20a,20bはコンピュータ10aのバスBに接
続されている。まず、図1の場合と同様にアプリケーシ
ョン12はディスプレイリスト作成命令及び3次元デー
タを発行する。ドライバ14はグラフィックアクセラレ
ータ20aとグラフィックアクセラレータ20bに対し
ディスプレイリスト作成命令及び3次元データを送る。
【0015】また、ドライバ14は次に記す命令を除
き、全ての命令をグラフィックアクセラレータ20a及
びグラフィックアクセラレータ20bに送る。グラフィ
ックアクセラレータ20aとグラフィックアクセラレー
タ20bは前記の説明と同じ動作をし、ディスプレイリ
ストを各々のグラフィックアクセラレータに備えられた
ローカルメモリ22に格納する。アプリケーション12
がディスプレイリストに対する3次元画像の表示命令を
発行すると、ドライバ14はグラフィックアクセラレー
タ20aに対してのみ一画面分の命令群を発行する。
【0016】前記の説明と同様にグラフィックアクセラ
レータ20aは2次元画像を作成し、表示切替部を介し
てディスプレイ30に表示する。グラフィックアクセラ
レータ20aに設けられた表示切替部25はジオメトリ
演算部21が命令を受け取った時から1画面分の2次元
画像が作成される時間をタイマで計測し、この時間の1
/2の時間の間、この画像を表示し続ける。
【0017】アプリケーション12から次のディスプレ
イリストに対する3次元画像表示命令が発行されると、
ドライバ14はグラフィックアクセラレータ20bに対
してのみ一画面分の命令群を発行する。グラフィックア
クセラレータ20bも上記の説明と同様に2次元画像を
作成する。2次元画像が完成すると、グラフィックアク
セラレータ20bが備える表示切替部25はレンダリン
グ部23から画像を受け取りディスプレイ30に表示す
る。グラフィックアクセラレータ20aが2次元画像を
作成している間にグラフィックアクセラレータ20bも
2次元画像を作成することが可能である。これにより、
2倍の描画性能を得ることができ、3次元画像の滑らか
な表示を行うことが可能となる。
【0018】図3は、n(nは自然数)個のグラフィッ
クアクセラレータ20a〜20nを備えたコンピュータ
10cの構成を示すブロック図である。図2の場合と同
様にアプリケーション12はディスプレイリストの作成
命令及び3次元データを発行する。ドライバ14は接続
されている全てのグラフィックアクセラレータ20a〜
20nに対し、ディスプレイリスト作成命令及び3次元
データを送る。
【0019】また、ドライバ14は次に記す命令を除
き、全ての命令をグラフィックアクセラレータ20a〜
20nに送る。グラフィックアクセラレータ20a〜2
0nは前記の説明と同じ動作をし、ディスプレイリスト
を各々が備えるローカルメモリ22に格納する。アプリ
ケーション12がディスプレイリストに対する3次元画
像の表示命令を発行すると、ドライバ14はグラフィッ
クアクセラレータ20aから順番に一画面分の命令群を
発行する。
【0020】グラフィックアクセラレータ20aは2次
元画像を作成し、表示切替部25を介してディスプレイ
30に表示する。ディスプレイ30に表示される画像は
コマンドを受けたアクセラレータの順番に表示切替部3
0が取り出しディスプレイに表示する。また、表示切替
部25はジオメトリ演算部21が命令を受け取った時か
ら1画面分の2次元画像が作成される時間をタイマで計
測し、この時間の1/nの時間の間、この画像を表示し
続ける。ドライバ14がディスプレイリストに対する3
次元画像の表示命令をグラフィックアクセラレータ20
a〜20nに画面単位で切り替えて発行する。これによ
り、n倍の描画性能を得ることができ、滑らかな表示を
行うことが可能となる。
【0021】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、複数枚実装されたグラフィックアクセラレータが、
所定時間は他のグラフィックアクセラレータで作成され
た画像に切替えを行わない表示切替部を備えているの
で、実装する枚数分描画処理が向上するため拡張性が高
い故に開発の負担とならず、しかも性能向上が図れると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態によるグラフィックアク
セラレータの構成を示すブロック図である。
【図2】 2つのグラフィックアクセラレータ20a,
20bを備えたコンピュータ10aの構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】 n(nは自然数)個のグラフィックアクセラ
レータ20a〜20nを備えたコンピュータ10cの構
成を示すブロック図である。
【符号の説明】
20,20a,20b,20n グラフィックアクセ
ラレータ 12 アプリケーション 14 ドライバ 21 ジオメトリ演算部 23 レンダリング部 25 表示切替部 B バス
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−36011(JP,A) 特開 平10−240700(JP,A) 特開 平10−307932(JP,A) 中川純一,Windows98のグラフ ィックス環境,エーアイムック208 こ こがポイントWindows98,エーア イ出版株式会社,1998年 9月30日, p.90−102 橋本新義,3Dゲームを新たなステー ジへと導く「Voodoo2」の“過激 度”,PC WAVE 第6巻第4号 (1998年4月号),株式会社ラッセル社 出版,1998年 4月 1日,p.138− 143 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 5/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各々が1画面分の画像を表示するグラフ
    ィックアクセラレータであって、 タイマを備え、当該タイマで計測した1画面分の画像の
    生成時間と前記グラフィックアクセラレータの総数とに
    基づいて決定した表示時間の間は、前記画像を表示し、
    他のグラフィックアクセラレータで作成された画像に切
    替えを行わない表示切替部を具備することを特徴とする
    グラフィックアクセラレータ。
  2. 【請求項2】 コンピュータのバスに接続され、3次元
    のデータに対して座標変換演算及び色変換を行って2次
    元画像に変換するジオメトリ演算部を具備することを特
    徴とする請求項1記載のグラフィックアクセラレータ。
  3. 【請求項3】 前記ジオメトリ演算部によって変換され
    た2次元画像に対し、隠面処理及び隠線処理を行うレン
    ダリング部を具備することを特徴とする請求項2記載の
    グラフィックアクセラレータ。
  4. 【請求項4】 アプリケーションからの3次元画像描画
    命令を受け、画面単位で前記グラフィックアクセラレー
    タの処理を割り振るドライバにより制御されることを特
    徴とする請求項2記載のグラフィックアクセラレータ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中川純一,Windows98のグラフィックス環境,エーアイムック208 ここがポイントWindows98,エーアイ出版株式会社,1998年 9月30日,p.90−102
橋本新義,3Dゲームを新たなステージへと導く「Voodoo2」の"過激度",PC WAVE 第6巻第4号(1998年4月号),株式会社ラッセル社出版,1998年 4月 1日,p.138−143

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