JP3642259B2 - マルチスクリーン表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータによって生成された画像を表示するマルチスクリーン表示装置に関し、より詳細には、画像データを効率的に転送し処理する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、例えば特公平０２−０６１７５９号広報に示された従来のマルチスクリーン表示装置を示す構成図である。図１０において、２１はマルチスクリーン全体で表示すべき画像データを生成する制御装置、２２ａ〜２２ｄは前記制御装置２１から供給される画像データから担当する画像部分の切出しを行う表示計算機、８ａ〜８ｄは前記表示計算機２２ａ〜２２ｄで担当する画像部分が切出された画像データを記憶保持する画像メモリ、１０ａ〜１０ｄは前記画像メモリ８ａ〜８ｄに記憶された画像データを表示する表示部である。５ａ〜５ｄは、前記表示計算機２２ａ〜２２ｄ、画像メモリ８ａ〜８ｄ及び表示部１０ａ〜１０ｄを備えた表示ユニットであり、各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示部１０ａ〜１０ｄはそれぞれのスクリーンを互いに２次元的に密接配置されることによって１つのマルチスクリーンを構成する。
【０００３】
また２３は、前記制御装置２１と各表示ユニット５ａ〜５ｄとを接続し、制御装置２１で生成した画像データを転送するローカルネットワークや高速バス等の回線、２４はユーザが前記制御装置２１に対し画像データの表示に関する指示を入力するキーボード、タブレット、マウスなどの入力装置、２５は前記制御装置２１に接続され画像データの表示に関する指示を自動的に生成する親計算機である。
【０００４】
次に、前記の従来技術として示すマルチスクリーン表示装置の動作を説明する。まず、制御装置２１は、ユーザが入力手段２４を用いて入力した、あるいは、親計算機２５によって自動的に生成された、さらには、制御装置２１に予め設定された、マルチスクリーンの表示設定に関する制御パラメータに基づいて、各表示ユニット５ａ〜５ｄに対して、回線２３を介して、マルチスクリーンの全画面のうちでそれぞれの表示ユニット５ａ〜５ｄが担当すべき画像部分の指定を行う。
【０００５】
前記の表示ユニット５ａ〜５ｄに対する指定が完了した後、親計算機２５もしくはユーザから、図形描画に関する指示が発生すると、制御装置２１は、その指示に基づいてマルチスクリーン全体を１個の表示画面として表示すべき画像データを生成し、該画像データを前記各表示ユニット５ａ〜５ｄに回線２３を介して並列に転送する。
【０００６】
前記回線２３はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）や高速バスなどが用いられる。回線２３としてＬＡＮを用いる場合には、各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示計算機２２ａ〜２２ｄとして汎用のグラフィックコンピュータを用いることができるが、ＬＡＮ上で発生するデータ送信タイミングの衝突や、制御装置２１及び表示計算機２２ａ〜２２ｄのネットワークインタフェース間における誤り制御処理などによって、画像データの転送に遅延が生じる。一方、回線２３として高速バスを用いた場合には、制御装置２１と各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示計算機２２ａ〜２２ｄの間でダイレクト・メモリ・アクセス（ＤＭＡ）による高速な画像データの転送が可能である。したがって、表示する画像が高精細で画像データのサイズが大きく、且つ、表示画面の切替が頻繁に発生するようなマルチスクリーン表示装置においては、回線２３として高速バスが用いられるのが一般的である。
【０００７】
回線２３を介して各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示計算機２２ａ〜２２ｄにＤＭＡ転送された画像データは、各表示計算機２２ａ〜２２ｄが有するバッファメモリに一旦蓄積される。表示計算機２２ａ〜２２ｄは、前記バッファメモリに蓄積された画像データを読み取り、該画像データのうち自らの担当する画像部分を切出すいわゆるウィンドウイング処理を行って、該表示ユニット５ａ〜５ｄの表示部１０ａ〜１０ｄのスクリーンで表示されるべき画像部分のピクセルデータを生成する。
【０００８】
ここで、制御装置２１が転送した１つの画像データについて、全ての表示ユニット５ａ〜５ｄの表示計算機２２ａ〜２２ｄがピクセルデータの生成を完了してから、制御装置２１が次に表示すべき画像データを転送を完了するまでの間、表示計算機２２ａ〜２２ｄが画像データの処理を行わない「データ待ち時間」が生じる。このデータ待ち時間は、制御装置２１の画像データの転送間隔、各表示計算機２２ａ〜２２ｄの画像処理能力、さらには画像データの内容によって変化する。
【０００９】
前記データ待ち時間を削減し、マルチスクリーン表示装置の画像処理効率を向上させるために、従来のマルチスクリーン表示装置では、制御装置２１は連続して表示される複数の画像データをまとめて全表示ユニット５ａ〜５ｄに転送し、各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示計算機２２ａ〜２２ｄは転送された複数の画像データをバッファメモリに一旦蓄積し、該バッファメモリに蓄積された画像データを順次読み出して前記複数の画像データ連続して処理するといった方法が適用される。この方法によれば、前記データ待ち時間は、各表示計算機２２ａ〜２２ｄがまとめて転送された複数の画像データの処理を完了した後にのみ生じることとなり、データ待ち時間の削減が図られる。ここで、各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示計算機２２ａ〜２２ｄが有するバッファメモリの容量は、画像データのデータサイズと制御装置２１によってまとめて転送される画像データの枚数とによって予め定められる。
【００１０】
次に、表示計算機２２ａ〜２２ｄによって生成されたピクセルデータは、画像メモリ８ａ〜８ｄに一時的に記憶保持される。画像メモリ８ａ〜８ｄに記憶されたピクセルデータは、表示計算機２２ａ〜２２ｄによって読み出され表示部１０ａ〜１０ｄのスクリーンに表示される。
【００１１】
以上のような構成とすることで、従来のマルチスクリーン表示装置は、１つの制御装置２１で複数の表示ユニット５ａ〜５ｄを一体管理し、錯誤なく大画面表示機能を実現する。
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記、従来のマルチスクリーン表示装置では、各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示計算機２２ａ〜２２ｄのデータ待ち時間を削減するために、制御装置２１は各表示ユニット５ａ〜５ｄに複数の画像データをまとめて転送するとともに、各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示計算機２２ａ〜２２ｄは制御装置２１から転送される複数の画像データを蓄積するのに充分なメモリ容量のバッファメモリを有する必要がある。
【００１３】
したがって、マルチスクリーン表示装置で高精細な３次元グラフィック画像を表示する場合には、制御装置２１で生成される画像データ１つあたりデータサイズが増大するため、これに応じ各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示計算機２２ａ〜２２ｄのバッファメモリが大容量となり、各表示ユニット５ａ〜５ｄの回路規模が大きくなる、といった問題があった。
【００１４】
また、一般にマルチスクリーン表示装置では、３次元グラフィック画像データの他に、表示画面上にグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を構成するための２次元画像や文字などの描画データや、各表示ユニット５ａ〜５ｄに対し表示の設定に関する指示を与える制御データなどが発生する。これらのデータは制御装置２１においてそれぞれ別個の演算処理によって生成され、各データが生成された都度に回線２３を介して各表示ユニット５ａ〜５ｄに転送される。
【００１５】
しかし、制御装置２１から３次元グラフィック画像データがＤＭＡ転送されている時間は、回線２３はこのＤＭＡ転送によって占有される。したがって、この間に、制御装置２１で２次元ＧＵＩ描画データや表示設定に関する制御データが発生した場合には、これらのデータは各表示ユニット５ａ〜５ｄに転送されず、前記３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送が完了するまで転送待ちとなる。さらに、表示される３次元グラフィック画像が高精細となり画像のデータサイズが増大すると、３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送に要する回線１０７の占有時間が長くなり、前記の２次元ＧＵＩ描画データや表示設定に関する制御データの転送待ちが頻繁に発生することとなる。
【００１６】
また、前記従来のマルチスクリーン表示装置では、画像処理効率の向上のため制御装置２１から各表示ユニット５ａ〜５ｄに対して複数の画像データをまとめてＤＭＡ転送する方法が採用されているが、３次元グラフィック画像を表示する場合には、データサイズの大きな３次元グラフィック画像データを連続してＤＭＡ転送することにより、前記回線２３の占有時間はいっそう長くなる。この場合には、前記の２次元ＧＵＩ描画データや表示設定に関する制御データの転送待ちの時間も長くなり、２次元ＧＵＩのマルチスクリーン上へ表示や各表示ユニット５ａ〜５ｄの表示設定が実時間で行われない、といった問題があった。
【００１７】
一方、前記ＤＭＡ転送中に２次元ＧＵＩ描画データや制御データが発生した場合には、３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送を中断し、これらのデータの転送を優先するといった方法が考えられるが、この場合にはＤＭＡ転送の再開にオーバーヘッドが生じ、３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送の速度が低下する、といった問題があった。
【００１８】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、画像データの蓄積に必要となるバッファメモリの容量を削減するとともに、例えば３次元グラフィック画像などの主たる表示対象の表示と、これ以外の２次元ＧＵＩの表示やマルチスクリーンの表示設定等の処理とを、実時間で行うことが可能なマルチスクリーン表示装置を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるマルチスクリーン表示装置にあっては、それぞれのスクリーンが互いに隣り合わせて配置されることによって１個のマルチスクリーンを構成する複数の表示手段と、前記各表示手段に対応し、前記マルチスクリーンに表示すべき画像データから対応する表示手段のスクリーンで表示すべき画像部分を抽出して所定の座標変換処理を行う演算処理部を備え、前記各表示手段に対し映像信号を生成して出力する、複数の表示ユニットと、前記マルチスクリーン上に表示される物理オブジェクトの形状と位置の情報を画像データとして生成する中央演算処理手段と、前記中央演算処理手段で生成された画像データを、前記の全ての表示ユニットに対し転送するバス・ＤＭＡ制御手段とを備え、前記各表示ユニットは、前記演算処理部における画像データの演算処理の終了を前記バス・ＤＭＡ制御手段に通知する演算処理通知信号を出力し、前記バス・ＤＭＡ制御手段は、全ての表示ユニットの演算処理通知信号を監視し、これに基づいて前記表示ユニットに対する画像データの転送の起動を制御する構成とされたことを特徴とする。
【００２０】
次の発明にかかるマルチスクリーン表示装置にあっては、前記中央演算処理手段は、各表示手段のスクリーンの配置に関する情報を基に、前記各表示ユニットの演算処理部で行うべき画像データの演算処理のプログラムを記述したマイクロコードを自動的に生成し、画像データの転送に先だって該マイクロコードを各表示ユニットに転送し、前記各表示ユニットの演算処理部は、前記中央演算処理手段によって生成されたマイクロコードを記憶するマイクロコード記憶部を備え、画像データの演算処理を行う際に前記マイクロコードを該マイクロコード記憶部から自動的に読み出し、画像データの演算処理を行う構成とされたことを特徴とする。
【００２１】
次の発明にかかるマルチスクリーン表示装置にあっては、マルチスクリーンを構成する複数の表示手段は、そのスクリーンが同一の平面上ではなく観察者に対して立体的な位置に配置されることを特徴とする。
【００２２】
次の発明にかかるマルチスクリーン表示装置にあっては、前記バス・ＤＭＡ制御手段は、前記中央演算処理手段によって生成された画像データを受け取るデータ転送部と、前記データ転送部から転送された画像データを全ての表示ユニットに対し転送するマルチスクリーン表示制御部とを備え、前記マルチスクリーン表示制御部と前記複数の表示ユニットとを相互に接続するローカルバスを設け、前記マルチスクリーン表示制御部は、各表示ユニットに対する画像データの転送を前記ローカルバスを介して行うと共に、前記の全ての表示ユニットから出力される演算処理通知信号を監視し、これに基づいて全表示ユニットに対する画像データの転送の起動を制御する構成とされたことを特徴とする。
【００２３】
次の発明にかかるマルチスクリーン表示装置にあっては、前記各表示ユニットは、さらに他の表示ユニットとの間で演算処理された画像データの転送を行うユニット間データ転送制御部を備え、マルチスクリーン上で表示手段のスクリーン間で画像の移動が発生した場合には、対応する表示ユニットのユニット間データ転送制御部は、前記ローカルバスを介して表示ユニット間で演算処理済みの画像データを転送し、該画像データが転送された表示ユニットは、該画像データを基に移動した画像の映像信号を生成する構成とされたことを特徴とする。
【００２４】
次の発明にかかるマルチスクリーン表示装置にあっては、マルチスクリーンを構成する複数の表示手段は、そのスクリーンの縁端部が、隣接する表示手段のスクリーンの縁端部と重なり合うように密接配置され、前記各表示ユニットのユニット間データ転送制御部は、スクリーンの縁端部が重なり合う他の表示ユニットとの間で、当該重なり合う領域で表示される画像データを、前記ローカルバスを介して相互に転送し、各表示ユニットは、前記スクリーンの重なり合う領域について、自ら作成した画像データと前記他の表示ユニットから転送された画像データとを用いて、画像データの補間処理を行う構成とされたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係るマルチスクリーン表示装置の構成図である。図１において、１はマルチスクリーン上に表示される３次元グラフィック等の画像データを生成する中央演算装置（ＣＰＵ）、２はＣＰＵ１で生成された画像データを後述する複数の表示ユニットに転送するバス・ＤＭＡコントローラ、４はＣＰＵ１によって生成されバス・ＤＭＡコントローラ２によって転送される画像データを一時的に記憶保持するメインメモリである。
【００２６】
１０ａ〜１０ｄは、それぞれのスクリーンが互いに２次元的に密接配置され全体で１つのマルチスクリーンを構成する表示部、５ａ〜５ｄは、前記表示部１０ａ〜１０ｄに対応し、それぞれ前記バス・ＤＭＡコントローラ２から転送された画像データについて所定の演算処理を行って対応する表示部のスクリーンで表示されるピクセルデータを生成し、これを表示部に表示させる表示ユニットである。
【００２７】
３は、前記バス・ＤＭＡコントローラ２及び前記複数の表示ユニット５ａ〜５ｄを接続するシステムバスであり、バス・ＤＭＡコントローラ２は該システムバス３を介して前記画像データを各表示ユニット５ａ〜５ｄに転送する。
【００２８】
各表示ユニット５ａ〜５ｄは、バス・ＤＭＡコントローラ２から転送された３次元グラフィックの画像データを受け取り座標変換等の演算処理を行う演算処理部６、前記演算処理部６によって演算処理された３次元グラフィック画像データや２次元ＧＵＩの描画データから担当する表示部で表示されるべきピクセルデータの生成を行う描画処理部７、前記描画処理部７で生成されたピクセルデータを一時的に記憶保持する画像メモリ８、画像メモリ８に記憶されたピクセルデータを読み出しアナログの映像信号に変換するＤ／Ａ変換部９を備える。前記Ｄ／Ａ変換部９によって変換された映像信号は、各表示ユニット５ａ〜５ｄから対応するそれぞれ対応する表示部１０ａ〜１０ｄに対して出力される。なお、図１では、簡単のため表示ユニット５ａのみ構成要素である演算処理部６、描画処理部７、描画メモリ８、Ｄ／Ａ変換部９が示されているが、他の全ての表示ユニット５ｂ〜５ｃも同様の構成とされる。
【００２９】
１１a〜１１ｄは、３次元グラフィック画像データの演算処理の完了と通知する演算処理通知信号であり、各表示ユニットの演算処理部６から出力されバス・ＤＭＡコントローラ２に入力される。
【００３０】
以下、前記のように構成されるマルチスクリーン表示装置の動作を図面に従って説明する。図２は、本実施の形態１のマルチスクリーン表示装置における３次元画像データの座標変換処理を示したフロー図である。
【００３１】
まずＣＰＵ１は、システムバス３を介して各表示ユニット５ａ〜５ｄに対しマルチスクリーンの全画面のうちでそれぞれの表示ユニットが担当すべき画像部分の指定を行う。
【００３２】
次にＣＰＵ１は、３次元グラフィック画像として表示されるべき３次元の物体である「物理オブジェクト」を仮想的に生成する。一般にＣＰＵ１によって生成される全ての物理オブジェクトは、三角形が帯状に連続したトライアングルストリップ、三角形が扇形に連続したトライアングルファン、多角形等の複数の頂点で規定される簡単な立体的形状を「単位オブジェクト」とし、このような単位オブジェクトの多数個の集合として表現される。また、各単位オブジェクトには物理オブジェクトの表面の色彩や模様等の属性が指定され、該属性によっても物理オブジェクトが表現される。
【００３３】
各物理オブジェクトはそれぞれ固有の座標系である「オブジェクト座標系」を有し、物理オブジェクトを構成する全ての単位オブジェクトの頂点は、このオブジェクト座標系上の位置及び色彩等の属性によって規定される。以下では、物理オブジェクトを構成する単位オブジェクトの各頂点の位置及び色彩等の属性のデータを「頂点データ」と呼ぶ。
【００３４】
ＣＰＵ１は生成された物理オブジェクトを配置する３次元空間を仮想的に規定する。この仮想空間は、固有の座標系である「ワールド座標系」を有する。ＣＰＵ１では、仮想空間内に配置した物理オブジェクトのオブジェクト座標系での頂点データを、前記仮想空間内のワールド座標系での頂点データに座標変換する。この座標変換処理を「モデルビュー変換」と呼ぶ（図２、ステップＳ１）。モデルビュー変換によって、前記仮想空間に配置された物理オブジェクトの位置及び角度は仮想空間のワールド座標系の頂点データによって表現され、仮想空間内における物理オブジェクトの移動、回転などの運動はワールド座標系の頂点データの変化によって表現される。
【００３５】
またＣＰＵ１は、前記仮想空間内に観察者の視点及び光源を仮想的に設定し、前記ワールド座標系における位置データで表現する。ＣＰＵ１は、マルチスクリーンで表示する全ての物体オブジェクトのワールド座標系の頂点データ、前記仮想的な観察者視点の位置データ、光源の位置や光量等に関するパラメータ等を、１つの３次元グラフィック画像データとし、メインメモリ４に蓄積する。ＣＰＵ１では、仮想空間内の物理オブジェクトの運動を計算し、マルチスクリーン上で表示されるべき３次元グラフィック画像データを連続して生成し、生成された画像データを順次メインメモリ４に蓄積する。
【００３６】
次に、バス・ＤＭＡコントローラ２は各表示ユニットの演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄを監視し、全ての表示ユニット５ａ〜５ｄで３次元グラフィック画像データの演算処理が行われていないことを確認した上で、メインメモリ４に蓄積された３次元グラフィック画像データのうち最初に表示すべき１つの画像データを読み出し、システムバス３を介して全ての表示ユニット５ａ〜５ｄに対してＤＭＡ転送する。ここで、全ての表示ユニット５ａ〜５ｄに転送される３次元グラフィック画像データは同一であるので、バス・ＤＭＡコントローラ２は、全ての表示ユニットに対してデータを同時転送するブロードキャスト機能を使用し、前記画像データの転送を行う。
【００３７】
以下で、１つの３次元グラフィック画像データに関する各表示ユニット５ａ〜５ｄの処理を説明する。まず、バス・ＤＭＡコントローラ２からシステムバス３を介してＤＭＡ転送された３次元グラフィック画像データは、各表示ユニット５ａ〜５ｄの演算処理部６に受け取られる。
【００３８】
次に演算処理部６は、ワールド座標系の頂点データとして表わされている３次元グラフィック画像データについて、物理オブジェクトの頂点データ、観察者視点の位置データ、光源に関するパラメータから、その物理オブジェクトの表面での光の反射に関する情報を算出する光源処理やその他の３次元グラフィック表示に要する演算処理を行う。
【００３９】
また演算処理部６は、予め設定された３次元グラフィック画像データに含まれた仮想的な観察者視点の位置データを基に、該観察者視点と前記物理オブジェクトとの間に仮想的な視野平面を設定した上で、前記演算処理がなされたワールド座標系の頂点データを該視野平面上に投影し、２次元の座標系である視野平面座標系の頂点データに変換する（図２、ステップＳ２）。この頂点データの変換を「視野変換」と呼ぶ。ここで、マルチスクリーンを構成する全ての表示部１０ａ〜１０ｄのスクリーンが、同一の平面上に配置される場合には、演算処理部６で設定される視野平面は全ての表示ユニットで同一平面となり、上記視野変換の結果得られる、物理オブジェクトの視野平面上への投影像が、最終的にマルチスクリーン上で表示されるべき３次元グラフィック画像となる。
【００４０】
その一方、３次元グラフィック画像が表示される表示部には、その表示部のスクリーンの解像度や画面サイズに対応して固有の２次元座標系である「ウィンドウ座標系」を有し、表示部のスクリーン上に表示される物理オブジェクトの頂点データはこのウインド座標系で表現される必要がある。そこで、演算処理部６は「正規化・ビューポート変換」と呼ばれる座標変換処理によって、前記表示視野平面座標系の頂点データを各表示部に固有のウィンドウ座標系の頂点データに変換する（図２、ステップＳ３）。
【００４１】
以下で、演算処理部６における３次元グラフィック画像データの正規化・ビューポート変換について、図３に従って説明する。図３は、マルチスクリーン上に簡単な物理オブジェクトが表示された状態を示した説明図である。図３では、縦横それぞれ２面ずつ合計４面の表示部１０ａ〜１０ｄのスクリーンが同一平面上に密接配置され構成された１つのマルチスクリーン上に、簡単な三角形の物体オブジェクトＰＱＲが表示されている。
【００４２】
演算処理部６による視野変換の結果、マルチスクリーン上で表示されるべき物体オブジェクトである三角形ＰＱＲは、視野平面座標系の頂点データ、すなわち、物体オブジェクトの各頂点Ｐ、Ｑ、Ｒの視野平面座標系の座標位置によって表現されている。
【００４３】
一方、１つの表示部のスクリーンには、マルチスクリーン上に表示される３次元グラフィック画像の一部分のみ、例えば、表示部１０ａのスクリーンには図３中の左上部分のみが表示される。そこで、演算処理部６は、前記視野平面座標系の頂点データから担当する表示部で表示すべき画像部分の切出し及び座標変換を行う。
【００４４】
まず演算処理部６は、担当する表示部で表示すべき画像部分の縁と物理オブジェクトの輪郭との交点である点Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の座標位置を算出し、これらを新たな頂点として視野平面座標系の頂点データに追加する。次に演算処理部６は、前記新たな頂点が追加された視野平面座標系の頂点データのうち、担当する表示部で表示する画像部分に含まれる頂点、例えば、表示部１０ａの場合には図３中で左上部分に含まれる頂点Ｐ、Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２について、視野平面座標系の頂点データから表示部１０ａに固有のウィンドウ座標系の頂点データに変換するとともに、担当する表示部１０ａが表示する画像部分に含まれる頂点以外の頂点データを破棄する。その結果演算処理部６によって、各表示部で表示されるべき３次元グラフィック画像のウィンドウ座標系の頂点データが算出される。
【００４５】
演算処理部６でウィンドウ座標系の頂点データが生成されると、演算処理部６は、前記ウィンドウ座標系の頂点データを描画処理部７に転送するとともに、演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄを介して該画像データに関する演算処理の完了をバス・ＤＭＡコントローラ２に通知する。
【００４６】
描画処理部７は、ウィンドウ座標系の頂点データから、表示部のスクリーン上に表示すべきピクセルデータを作成し画像メモリ８に書き込む。画像メモリ８に格納されたピクセルデータは、Ｄ／Ａ変換部９により読み出され、アナログの画像信号に変換される。各表示ユニット５ａ〜５ｄは対応する表示部に対して前記画像信号を出力し、各表示部１０ａ〜１０ｄは前記画像信号を入力しスクリーンに各々担当する３次元グラフィック画像の画像部分を表示する。以上が、１つの３次元グラフィック画像データの表示に関する、各表示ユニット５ａ〜５ｄにおける処理である。
【００４７】
一方、バス・ＤＭＡコントローラ２では、ＣＰＵ１によって生成されメインメモリ４に蓄積された複数の３次元グラフィック画像データを、システムバス３を介して各表示ユニット５ａ〜５ｄに対して順次ＤＭＡ転送する。以下で、本実施の形態１のマルチスクリーン表示装置における、バス・ＤＭＡコントローラ２による複数の３次元グラフィック画像データの転送の方法について、図４に従って説明する。図４は、本実施の形態１のバス・ＤＭＡコントローラ２による複数の３次元グラフィック画像データの転送の方法を示した動作説明図である。図４では、３つの３次元グラフィック画像データ（＃１〜＃３）をＤＭＡ転送する場合について示している。
【００４８】
本実施の形態１では、バス・ＤＭＡコントローラ２は各表示ユニット５ａ〜５ｄから演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄを入力し、各表示ユニットの演算処理部６における３次元グラフィック画像データの演算処理の終了を監視している。演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄの監視の結果、全ての表示ユニットで３次元グラフィック画像データの演算処理が行われていないと判定されると、バス・ＤＭＡコントローラ２はメインメモリ４に蓄積された３次元グラフィック画像データ＃１のＤＭＡ転送を開始する。
【００４９】
各表示ユニット５ａ〜５ｄの演算処理部６は、前記ＤＭＡ転送された３次元グラフィック画像データ＃１を前述の通り演算処理し、演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄを使用して３次元グラフィックの演算処理の終了をバス・ＤＭＡコントローラ２に通知する。
【００５０】
一般に、演算処理部６で行われる演算処理負荷とその演算処理時間は、各表示ユニットが担当する３次元グラフィックの内容に応じ各表示ユニット毎に異なる。図３に示す例では、３次元グラフィック画像データ＃１について表示ユニット５ｄの演算処理が最も短時間で終了し、表示ユニット５ａの演算処理に最も時間がかかっている。この場合には、バス・ＤＭＡコントローラ２は、全ての表示ユニットの演算処理部６から演算処理完了の通知が到達するまで、即ち表示ユニット５ａの演算処理完了の通知があるまで、３次元グラフィック画像データ＃２のＤＭＡ転送を開始しない。
【００５１】
表示ユニット５ａの演算処理部６から演算処理通知信号１１ｂを介して３次元グラフィック画像データ＃１の演算処理の終了が通知されると、バス・ＤＭＡコントローラ２は、全ての表示ユニットで演算処理が完了したと判断し、メインメモリ４に蓄積された３次元グラフィック画像データ＃２を読み出し、全ての表示ユニットに対しＤＭＡ転送する。以降、バス・ＤＭＡコントローラ２及び各表示ユニット５ａ〜５ｄは、各表示ユニットにおける３次元グラフィックの演算処理及び画像データ＃３のＤＭＡ転送を前述と同様の手順で行う。
【００５２】
ところで、一般にマルチスクリーン表示装置では、上記のように処理される３次元グラフィック画像データの他にも、表示画面上にＧＵＩを構成するための２次元画像や文字などの描画データや、各表示ユニットに対し表示の設定に関する指示を与える制御データなどが発生する。これらのデータは、ＣＰＵ１によって３次元グラフィック画像データの生成とは全く別個の演算処理によって生成され、前記の３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送が行われていないシステムバス３の空き時間に、バス・ＤＭＡコントローラ２によって各表示ユニット５ａ〜５ｄに転送される。したがって、３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送によってシステムバス３が占有されている時間は、２次元ＧＵＩの描画データや制御データ等は転送待ちとされる。
【００５３】
本実施の形態１では、バス・ＤＭＡコントローラ２は、各表示ユニットにおける演算処理の完了を待って３次元グラフィック画像データを１つずつＤＭＡ転送する。これにより、１つの３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送の後にシステムバス３の空き時間が必ず発生し、該空き時間で前記２次元ＧＵＩの描画データや制御データ等の転送が行われる。したがって、２次元ＧＵＩの描画データ等の転送待ち時間は最大でも１つの３次元グラフィック画像データが転送される時間に収まる。
【００５４】
このような構成とすることで、本実施の形態１のマルチスクリーン表示装置は、演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄを用いて３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送の起動を制御するので、各表示ユニットの演算処理部６は演算処理を行う１つの３次元グラフィック画像データだけを保持すれば良い。したがって、３次元グラフィック画像データを連続してＤＭＡ転送する従来のマルチスクリーン表示装置と比較して、各表示ユニットに配置されるバッファメモリの容量を大幅に削減することができる。
【００５５】
また、全ての表示ユニットにおける３次元グラフィック画像データの演算処理の完了を待って、次の３次元グラフィック画像データの転送を開始するので、各表示ユニットのデータ待ち時間の発生を最小限に抑え、各表示ユニットの画像処理効率の低下を防ぐことができる。
【００５６】
さらに、３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送を、空き時間を挟んで１つずつ行うので、３次元グラフィック画像データとは別個に発生する２次元ＧＵＩ描画データや制御データを、前記空き時間に各表示ユニットに転送することができ、２次元ＧＵＩの描画や各表示ユニット及び表示部の制御を遅れ時間を小さくすることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態１のマルチスクリーン表示装置では、構成する表示ユニット及び表示部の数が４個の場合について示しているが、表示ユニット及び表示部の数はこれに限定されるものではなく複数の表示ユニット及び表示部から構成されるマルチスクリーン表示装置であれば本実施の形態１による効果を得ることができる。
【００５８】
また、演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄは各々バス・ＤＭＡコントローラ２に直接入力されているが、これはこのような構成に限定されるものではなく、全ての表示ユニットにおいて演算処理が完了したことを通知する信号をバス・ＤＭＡコントローラ２に入力するような構成であってもよい。さらに、マルチスクリーン表示装置を構成する表示ユニットが多数である場合には、これらを幾つかのブロックに分け、各ブロック毎に表示ユニットの演算処理の完了をバス・ＤＭＡコントローラ２に通知するような構成であってもよい。
【００５９】
また、本実施の形態１のマルチスクリーン表示装置では、３次元グラフィック画像データの生成処理について、ＣＰＵ１においてモデルビュー変換を行い、作成された画像データを各表示ユニットに転送し、各表示ユニット５ａ〜５ｄにおいて光源処理、クリッピング処理、視野変換及び正規化・ビューポート変換を行う構成とされていたが、各演算処理の処理分担はこの様に限定されるものではなく、各表示ユニットで行っている演算処理の一部、例えば光源処理やクリッピング処理等をＣＰＵで行い、その後画像データを各表示ユニットに転送するような構成であってもよい。
【００６０】
実施の形態２．
運転、操縦、操舵などのシミュレーション装置では、３次元グラフィック画像を表示する複数の表示部のスクリーンが、実際の運転台の窓の配置と同様に、観察者の前面、両側面、上面というように立体的に配置される必要がある。本実施の形態２のマルチスクリーン表示装置は、このように立体的に配置された複数のスクリーン上に３次元グラフィック画像を表示する。
【００６１】
図５は、本実施の形態２のマルチスクリーン表示装置における複数のスクリーンの配置を示した外観図である。図５において、１２ａ〜１２ｄは全体で１つのマルチスクリーンを構成するマルチスクリーン表示装置の複数のスクリーン、１３はマルチスクリーン表示装置を使用する観察者の視点位置である。本実施の形態２のマルチスクリーン表示装置では観察者に与える臨場感を高めるために、複数有る表示部のスクリーンは観察者視点１３に対して、１２ａは正面、１２ｂは左側面、１２ｃは右側面、１２ｄは上面にそれぞれ配置され、同一平面上には配置されない。マルチスクリーン表示装置における観察者視点１３及び各表示部のスクリーン１２ａ〜１２ｄの位置関係は、マルチスクリーンの表示制御パラメータとして予め測定される。
【００６２】
図６は、本実施の形態２のマルチスクリーン表示装置の構成図である。本実施の形態２のマルチスクリーン表示装置では、前述の通り表示部１２ａ〜１２ｄの各スクリーンは同一平面上に配置されない。そのため、演算処理部６の視野変換において設定される視野平面は各表示ユニット毎に異なり、物理オブジェクトの頂点データのワールド座標系から視野平面座標系へと変換する視野変換の演算処理も各表示ユニット毎に相違する。各表示ユニット毎に異なった視野変換の演算処理を行うために、本実施の形態２の各表示ユニットの演算処理部６は、視野変換の演算処理に関するプログラムを記述したマイクロコードを記憶するマイクロコード記憶部１４を有する。このように構成された表示ユニット５ａ〜５ｄは、各々対応する表示部１２ａ〜１２ｄに接続される。なお、本実施の形態２は、前記実施の形態１とは表示部１２ａ〜１２ｄのスクリーンの配置及び演算処理部６の構成が異なるだけであるので、その他の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
以下、前記のように構成されるマルチスクリーン表示装置の動作を説明する。まずＣＰＵ１は、前述の実施の形態１と同様に仮想的な３次元空間を作成し、該空間内にマルチスクリーン上に表示すべき物理オブジェクトを配置するとともに、観察者視点を仮想的に設定する。
【００６４】
またＣＰＵ１は、予め測定された前述のマルチスクリーンの表示制御パラメータに基づいて、前記仮想的な観察者視点の周囲に複数の視野平面を立体的に設定する。前述の図５に示すとおり、各表示部１２ａ〜１２ｄのスクリーンが実際の観察者視点１３に対しそれぞれ正面、左側面、右側面及び上面に配置されている場合には、ＣＰＵ１によって設定される仮想空間内の視野平面も、仮想的な観察者視点の正面、左側面、右側面及び上面にそれぞれ設定される。このように設定される視野平面は、それぞれ固有の視野平面座標系を有する。
【００６５】
次にＣＰＵ１は、仮想空間内に配置された物理オブジェクトのワールド座標系の頂点データを視野平面座標系の頂点データに変換する幾何学演算処理を行うプログラムを記述したマイクロコードを自動的に生成する。例えば、仮想的な観察者視点の正面に設定された視野平面については、ワールド座標系の頂点データを前記正面の視野平面座標系の頂点データに変換する幾何学演算処理のプログラムを記述したマイクロコードが生成される。仮想空間内に設定された複数の視野平面はそれぞれ固有の視野平面座標系を有するので、各視野平面ごとに異なった幾何学演算処理のマイクロコードが生成される。
【００６６】
ＣＰＵ１によって生成されたマイクロコードは、バス・ＤＭＡコントローラ２及びシステムバス３を介して、それぞれの視野平面に対応した演算処理を行う表示ユニットに転送される。例えば、観察者視点の正面に設定された視野平面について生成された座標変換の幾何学演算処理に関するマイクロコードは、これに対応する表示部１２ａを担当する表示ユニット５ａに対して転送される。座標変換の幾何学演算処理に関するマイクロコードは、各表示ユニットの演算処理部６のマイクロコード記憶部１４に記憶される。
【００６７】
全ての表示ユニット５ａ〜５ｄについて、座標変換の幾何学演算処理に関するマイクロコードの転送が完了すると、ＣＰＵ１はワールド座標系の頂点データで表現された３次元グラフィック画像データを順次生成し、メインメモリ４に蓄積する。バス・ＤＭＡコントローラ２は、メインメモリ４に蓄積された３次元グラフィック画像データを読み出し、システムバス３を介して全ての表示ユニット５ａ〜５ｄに対してＤＭＡ転送する。ここで前述の通り、表示部のスクリーンの配置に応じ異なった演算処理が必要となる視野変換は、各表示ユニットの演算処理部６においてそれぞれ別個に行われる構成とされているので、全ての表示ユニット５ａ〜５ｄには同一のワールド座標系の頂点データが３次元グラフィック画像データとしてブロードキャスト機能を使用してＤＭＡ転送される。
【００６８】
各表示ユニット５ａ〜５ｄにＤＭＡ転送された３次元グラフィック画像データは、演算処理部６に読み取られる。演算処理部６では、３次元グラフィック画像データとして転送されたワールド座標系の頂点データについて光源処理、クリッピング処理等を行った後、予めＣＰＵ１から転送されマイクロコード１４に記憶されている座標変換の幾何学演算処理のプログラムを記述したマイクロコードを読み出し、該マイクロコードに従って、ワールド座標系の頂点データを視野平面座標系の頂点データに変換する。その後実施の形態１と同様に正規化・ビューポート変換を行ってウィンドウ座標系の頂点データを生成し、描画処理部７に対して出力する。
【００６９】
以降、前述の実施の形態１と同様に、描画処理部７は、ウィンドウ座標系の頂点データから、実際に表示部上に表示すべきピクセルデータを作成し画像メモリ８に書き込み、画像メモリ８に格納されたピクセルデータは、Ｄ／Ａ変換部９により読み出され、アナログの画像信号に変換される。各表示ユニット５ａ〜５ｄは対応する表示部１２ａ〜１２ｄに対して前記画像信号を出力し、各表示部１２ａ〜１２ｄは前記画像信号を入力し立体的に配置されたスクリーン上に各々画像を表示する。
【００７０】
前述の実施の形態１と同様に、バス・ＤＭＡコントローラ２には、各表示ユニットから演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄが入力されており、各表示ユニットの演算処理部６における演算処理の終了が報告される。バス・ＤＭＡコントローラ２は全ての表示ユニットで３次元グラフィック画像データの演算処理が行われていないことを確認した上で、次に表示されるべき１つの３次元グラフィック画像データをメインメモリ４から読み出して、システムバス３を介して各表示ユニットに対しＤＭＡ転送する。バス・ＤＭＡコントローラ２による３次元グラフィック画像データのＤＭＡ転送は、演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄによって起動制御されているので、システムバス３がＤＭＡ転送によって連続して長時間占有されることはない。
【００７１】
このように、本実施の形態２においては、ワールド座標系の頂点データで表現される３次元グラフィック画像データを全ての表示ユニット５ａ〜５ｄにＤＭＡ転送し、各表示ユニットの演算処理部６において、各表示部で表示される視野平面座標系の頂点データへの変換等の演算処理を行う。したがって、例えば運転シミュレータ装置のように、複数の表示部のスクリーンが立体的に配置され、視野変換の演算処理がマルチスクリーンを構成する表示ユニット毎に異なる場合であっても、システムバス３を介して全ての表示ユニットに転送される３次元グラフィック画像データは同一であるため、システムバス３のブロードキャスト機能を使用して効率的に転送し画像処理能力の高いマルチスクリーン表示装置を提供することができる。さらに、スクリーン数を増やした場合であっても、ＣＰＵ１の処理負荷を高めることなくマルチスクリーンを構成することができるといった効果も奏する。
【００７２】
また、ＣＰＵ１は、予め設定されたマルチスクリーンの表示制御パラメータに従って、各表示ユニットで行われる視野平面座標系への変換処理等を行うプログラムを記述したマイクロコードを自動的に生成し、各表示ユニットは、該マイクロコードに従って３次元グラフィック画像データの演算処理を行うので、前記マルチスクリーンの表示制御パラメータを変更することにより、各表示ユニットにおける３次元グラフィック画像データの演算処理を自在に変更することができ、様々なマルチスクリーンの配置に対応することができる。
【００７３】
実施の形態３．
図７は、本実施の形態３のマルチスクリーン表示装置の構成図である。図７において、１５ａは、ＣＰＵ１によって生成されメインメモリ４に蓄積された３次元グラフィック画像データからマルチスクリーンで表示すべき画像データを読み出すデータ転送ユニット、１５ｂは、前記データ転送ユニットによって読み出された３次元グラフィック画像データをシステムバス３を介して受け取り、該画像データを表示ユニット５ａ〜５ｄに転送するマルチスクリーン表示コントローラである。データ転送ユニット１５ａとマルチスクリーン表示コントローラ１５ｂは、システムバス３によって互いに接続されており、両者は一体として前述の実施の形態１におけるバス・ＤＭＡコントローラ２に相当するような構成とされる。
【００７４】
１６は前記マルチスクリーン表示コントローラ１５ｂ及び複数の表示ユニット５ａ〜５ｄの間に設けられデータの転送を行うローカルバスである。本実施の形態３では、各表示ユニット５ａ〜５ｄはシステムバス３には接続されず、ローカルバス１６にのみ接続される。また、各表示ユニットの演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄは、マルチスクリーン表示コントローラ１５ｂに入力される。
【００７５】
１７は、各表示ユニット５ａ〜５ｄに備えられたユニット間データ転送コントローラであり、前記ローカルバス１６を介して、前記マルチスクリーン表示コントローラ１５ｂとの間、或いは、表示ユニット相互間で各種データのやり取りを行う。
【００７６】
なお、本実施の形態３のマルチスクリーン表示装置は、前述の実施の形態１とは、データ転送ユニット１５ａ及びマルチスクリーン表示コントローラ１５ｂから各表示ユニット５ａ〜５ｄへの３次元グラフィック画像データの転送方法、及び、各表示ユニット間でのデータ転送を行う点のみが異なるものであるため、以下では３次元グラフィック画像データの転送方法、及び、各表示ユニット間のデータ転送方法についてのみ説明し、その他の動作は同一であるため説明を省略する。
【００７７】
まず、データ転送ユニット１５ａは、ＣＰＵ１が生成しメインメモリ４に蓄積された３次元グラフィック画像データを読み出し、システムバス３を介してマルチスクリーン表示コントローラ１５ｂに転送する。マルチスクリーン表示コントローラ１５ｂは、各表示ユニットの演算処理通知信号１１ａ〜１１ｄを監視し、全ての表示ユニットが３次元グラフィック画像データの演算処理を行っていないことを確認した上で、ローカルバス１６を介して前記３次元グラフィック画像データを転送する。ここでマルチスクリーン表示コントローラは、ローカルバス１６のブロードキャスト機能を使用して、全ての表示ユニットに同一の３次元グラフィック画像データを一度でＤＭＡ転送する。
【００７８】
各表示ユニット５ａ〜５ｄでは、ユニット間データ転送コントローラ１７はマルチスクリーン表示コントローラ１５ｂからＤＭＡ転送された３次元グラフィック画像データを読み取り、演算処理部６に送る。演算処理部６では、転送された３次元グラフィック画像データについて、光源処理、クリッピング処理、視野変換等及び正規化・ビューポート変換などの演算処理を行う。演算処理された画像データは、描画処理部７によって表示部のスクリーンに表示されるべきピクセルデータに変換される。
【００７９】
また、各表示ユニット５ａ〜５ｄは、ローカルバス１６を介して該表示ユニット相互間で、前記描画処理部７で生成されたピクセルデータを転送する。以下で、ローカルバス１６を介した表示ユニット相互間のピクセルデータの転送の方法について図に従って説明する。
【００８０】
図８は、マルチスクリーン上で２次元ＧＵＩが移動される場合について示した説明図である。図８において、１８は２次元ＧＵＩのウィンドウ、１９ａ及び１９ｂは３次元グラフィック画像の物理オブジェクトである。
【００８１】
まず、ＣＰＵ１から２次元ＧＵＩウィンドウ１８の描画データが転送された表示ユニット５ａでは、当該２次元ＧＵＩウィンドウ１８の表示に先だって、該２次元ＧＵＩウィンドウ１８の背面に隠れることとなる部分の３次元グラフィック画像のピクセルデータをメインメモリ４に一時的に退避させる。次に表示ユニット５ａは、前記２次元ＧＵＩの描画データに従い、２次元ＧＵＩのウィンドウ１８をマルチスクリーン上で図８中左上に配置された表示部１０ａに表示する。
【００８２】
ＣＰＵ１によりバス・ＤＭＡコントローラ２を介して２次元ＧＵＩウィンドウ１８の移動が指示されると、マルチスクリーン表示コントローラ１５ｂは当該指示を各表示ユニット５ａ〜５ｄに転送する。ここでは、２次元ＧＵＩウィンドウ１８を表示部１０ａから図８中右上に配置された表示部１０ｃに移動するよう指示された場合について説明する。
【００８３】
前記２次元ＧＵＩウィンドウ１８の移動指示を受けた表示ユニット５ａでは、ユニット間データ転送コントローラ１７が、描画メモリ８に蓄積された２次元ＧＵＩウィンドウ１８のピクセルデータを描画処理部７を介して読み出し、前記２次元ＧＵＩウィンドウ１８を移動して表示される表示ユニット５ｃに対して当該ピクセルデータを転送する。次に描画処理部７は、前記２次元ＧＵＩウィンドウ１８のピクセルデータを削除するとともに、ユニット間データ転送コントローラ１７及びマルチスクリーン表示コントローラ１５ｂを介して、予めメインメモリ４に退避させた、２次元ＧＵＩウィンドウ１８の背面に隠れていた部分のピクセルデータを読み出して、当該部分の表示を行う。
【００８４】
一方、前記２次元ＧＵＩウィンドウ１８のピクセルデータが転送された表示ユニット５ｃでは、ユニット間データ転送コントローラ１７が当該ピクセルデータを描画処理部７に転送する。描画処理部７は、前記表示ユニット５ａから転送されたピクセルデータをそのまま用いて、表示部１０ｃ上の指定位置に２次元ＧＵＩウィンドウ１８を表示する。その際、表示ユニット５ｃは、２次元ＧＵＩウィンドウの表示に先だって、該２次元ＧＵＩウィンドウの背面に隠れることとなる部分の３次元グラフィック画像等のピクセルデータをメインメモリ４に一時的に退避させておく。
【００８５】
このような構成とすることで、本実施の形態３のマルチスクリーン表示装置は、システムバス３とは別個に、複数の表示ユニット間を接続するローカルバス１６を設け、該ローカルバス１６を介して、マルチスクリーン表示コントローラ１５ｂから各表示ユニットに、３次元グラフィック画像データをＤＭＡ転送する構成としたので、３次元グラフィック画像データの転送に要するシステムバス３の占有時間を削減することができるとともに、ＣＰＵ１に対しては、複数の表示ユニットで行われる画像処理を隠蔽することができるので、錯誤無くマルチスクリーン表示装置を構成することが可能である。
【００８６】
また、前記ローカルバス１６はシステムバス３とは独立した構成とされたことにより、システムバス３のバス占有時間を増加させることなく、表示ユニット相互間でデータ転送を行うことができる。これによって、マルチスクリーン上で表示部をまたいで２次元ＧＵＩウィンドウ等が移動される場合には、当該２次元ＧＵＩのピクセルデータを、システムバス３及びメインメモリ４を介さずに、対応する表示ユニット間でローカルバスを介して直接に転送することができ、システムバス３のバス占有時間を削減させてマルチスクリーン表示装置全体の画像処理能力を高めることができる。
【００８７】
なお、本実施の形態３では、２次元ＧＵＩウィンドウの表示の際、その背面に隠れることとなる部分の３次元グラフィック画像等のピクセルデータをメインメモリ４に一時的に退避させることとしたが、前記ピクセルデータの退避先はメインメモリ４に限定されるものではなく、各表示ユニット５ａ〜５ｄの画像メモリ８にデータ退避用の領域を設けて該領域に前記ピクセルデータを退避させる構成や、マルチスクリーン表示コントローラ１５ｂにデータ退避用のメモリを設け該メモリに前記ピクセルデータを退避させる構成であっても、同様の効果を得ることが可能である。
【００８８】
実施の形態４．
本実施の形態４のマルチスクリーン表示装置は、マルチスクリーンを構成する複数のスクリーンが互いにその縁端が重なり合うように配置されたものであり、その重なり合う領域の画像データを表示ユニット間で相互に転送して補完処理を行うものである。
【００８９】
図９は、本実施の形態４のマルチスクリーン表示装置のスクリーンの重なり合いの様子を示した説明図である。図９では、表示部１０ａ〜１０ｄのスクリーンが密接配置され１つのマルチスクリーンを構成している。本実施の形態４では、隣接するスクリーン同士は縁端が互いに重なり合うように配置される。図９中網掛けで示した領域２０は、隣接するスクリーン同士が重複する領域である。例えば、図９中左上に配置された表示部１０ａのスクリーンには、その下端は図中左下に配置された表示部１０ｂのスクリーンと、またその右端は図中右上に配置された表示部１０ｃのスクリーンと重なり合う領域２０が含まれる。
【００９０】
図９において、マルチスクリーン上には簡単な物理オブジェクトである３角形ＰＱＲが表示されている。ここで、Ｙａ１、Ｙａ２は物理オブジェクトＰＱＲの輪郭が表示部１０ａのスクリーンの縁とが交差した点であり、Ｙｃ１、Ｙｃ２は物理オブジェクトＰＱＲの輪郭が表示部１０ｃのスクリーンの縁とが交差した点である。
【００９１】
なお本実施の形態４は、前述の実施の形態３とは、複数のスクリーンが互いにその縁端が重なり合うように配置され、その重なり合う領域の画像データを表示ユニット間で相互に転送して補完処理を行う点のみが異なるものであるため、以下では表示ユニット間の画像データの転送及び重複領域における補間処理について説明し、その他の構成は同一の符号を付して説明を省略する。
【００９２】
まず各表示ユニット５ａ〜５ｄでは、マルチスクリーン表示コントローラ１５ｂからＤＭＡ転送された３次元グラフィック画像データを、ユニット間データ転送コントローラ１７が読み取って、演算処理部６に転送する。演算処理部６では、前記３次元グラフィック画像データについて、光源処理、クリッピング処理、視野変換及び正規化・ビューポート変換等の処理をおこなって、ウィンドウ座標系の頂点データを生成する。このウィンドウ座標系の頂点データには、正規化・ビューポート変換によって、表示部のスクリーンの縁と表示される物理オブジェクトの輪郭との交点は新たな頂点として追加される。図９では簡単のため、このように追加される頂点のうち、表示部１０ａと１０ｃの隣接部分に存する交点Ｙａ１、Ｙａ２、Ｙｃ１、Ｙｃ２のみが明示されている。
【００９３】
演算処理部６で作成されたウィンドウ座標系の頂点データは、描画処理部７によってピクセルデータに変換される。このピクセルデータのうち表示部のスクリーンが重なり合う領域２０については、対応する表示ユニットで重複して生成される。例えば隣接する表示部１０ａ及び１０ｃでは、図９中、頂点Ｙａ１、Ｙａ２、Ｙｃ１、Ｙｃ２によって規定される物理オブジェクトの部分を含む重複領域２０のピクセルデータは、対応する表示ユニット５ａ及び５ｃの両方の描画処理部７によって生成される。
【００９４】
次に、各表示ユニットの描画処理部７は、重複領域２０のピクセルデータをユニット間データ転送コントローラ１７に転送し、ユニット間データ転送コントローラ１７は当該ピクセルデータをローカルバス１６を介して重なり合う相手の表示ユニットに転送する。すなわち、表示ユニット１０ａと表示ユニット１０ｃとでは、ローカルバス１６を介して、相互に頂点Ｙａ１、Ｙａ２、Ｙｃ１、Ｙｃ２を含む重複領域２０のピクセルデータの転送を行う。
【００９５】
各表示ユニットの描画処理部７は、他の表示ユニットから転送された重複領域２０のピクセルデータと、自ら作成した重複領域２０のピクセルデータとを用いて、重複領域２０についてピクセルデータの補間処理を行う。この補間処理では、重複領域２０のピクセルデータの画素間引き、前記二つのピクセルデータの中間値算出など一般的な画像処理の手法が用いられる。このような補間処理を行うことで、隣接するスクリーン間で色彩や明るさなどが自然と遷移し画像の連続性が高度に再現される。
【００９６】
このような構成とすることで、本実施の形態４のマルチスクリーン表示装置は、ローカルバス１６を介して重複領域２０のピクセルデータを相互に転送し、隣接配置されたスクリーン間で画像の補間処理をおこなうことにより、複数のスクリーンによって構成されるマルチスクリーンであってもスクリーンの継ぎ目が目立たず３次元グラフィック等の画像を高品位に表示することができる。また、前記重複領域２０のピクセルデータの転送を、表示ユニット相互間を接続するローカルバス１６を用いて行う構成としたため、前記のとおり隣接スクリーン間でピクセルデータの補間処理を行う場合であっても、システムバス３の占有時間を増大させることはない。
【００９７】
なお、上記の実施の形態１ないし４では、３次元グラフィック画像を主たる対象としてマルチスクリーン上に表示する場合における画像データの転送及び演算処理について説明したが、これは３次元グラフィック画像に限定されるものではなく、２次元の画像を主たる対象としてマルチスクリーン上に表示する場合であっても、同様の効果を得ることは当然可能である。
【発明の効果】
【００９８】
以上のように、本発明によれば、バス・ＤＭＡ制御手段は各表示ユニットから出力される画像データの演算処理の完了を通知する演算処理通知信号を監視し、これに基づいて各表示ユニットに対する画像データの転送の起動を制御する構成としたことにより、各表示ユニットにおける画像データの転送待ち時間を短縮することができ、マルチスクリーン表示装置全体の画像処理能力を高めることができる。また、各表示ユニットで演算処理されるために保持される画像データを１つとすることができるため、当該画像データを保持するために必要となるバッファメモリの容量を削減し、各表示ユニットの回路規模を小さくすることができる。
【００９９】
また、表示手段のスクリーンの配置に応じて相違する画像部分の抽出及び所定の座標変換等の演算処理を、各表示手段に対応した表示ユニットの演算処理部においてそれぞれ別個に行うような構成としたので、バス・ＤＭＡ制御手段は、表示される物理オブジェクトの形状と位置の情報である画像データを、全ての表示ユニットに対し同時に転送するブロードキャスト機能を使用してＤＭＡ転送することができる。したがって、当該ＤＭＡ転送のためにシステムバスが占有される時間をできるだけ短くして、主たる表示対象の画像データ以外のデータ、例えば２次元ＧＵＩの描画データや各表示装置の制御データ等の転送待ち時間を短くすることが可能である。
【０１００】
また、中央制御処理手段は、各表示手段のスクリーンの配置に関する情報を基に、画像部分の抽出及び座標変換等の演算処理のプログラムを記述したマイクロコードを自動的に生成し、各表示ユニットの演算処理部は、前記マイクロコードに従って画像データの演算処理を行うような構成としたことにより、前記スクリーンの配置に関する情報を変更することで様々なスクリーンの配置に対応することが可能であり、各スクリーンの配置の自由度が高い、使い勝手の良いマルチスクリーン表示装置を提供することができる。
【０１０１】
また、前記複数の表示ユニットを接続するローカルバスを設け、各表示ユニットはユニット間データ転送制御部を備え、前記ローカルバスを介して表示ユニット相互間で演算処理した画像データの転送を行うことによって、マルチスクリーン表示装置の画像処理能力を高めることできる。
【０１０２】
また各表示手段は、そのスクリーンの縁端部が隣接するスクリーンの縁端部と重なり合うように密接配置され、その重複領域について、対応する表示ユニット間で画像データを相互に転送し、自ら作成した画像データと転送された画像データとを用いて画素間引きや中間値算出等の補間処理を行うことにより、隣接するスクリーン間で画像の連続性が高度に再現されてスクリーンの継ぎ目が目立たず高品位に画像表示するマルチスクリーン表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１のマルチスクリーン表示装置の構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態１の３次元グラフィック画像データの座標変換の演算処理を示した処理フロー図である。
【図３】 本発明の実施の形態１のマルチスクリーン表示装置に簡単な物理オブジェクトが表示された例を示した説明図である。
【図４】 本発明の実施の形態１のマルチスクリーン表示装置における複数の３次元グラフィック画像データの転送の方法を示した動作説明図である。
【図５】 本発明の実施の形態２のマルチスクリーン表示装置における複数のスクリーンの配置を示した外観図である。
【図６】 本発明の実施の形態２のマルチスクリーン表示装置の構成図である。
【図７】 本発明の実施の形態３のマルチスクリーン表示装置の構成図である。
【図８】 本発明の実施の形態３のマルチスクリーン表示装置で２次元ＧＵＩが移動される場合について示した説明図である。
【図９】 本発明の実施の形態４のマルチスクリーン表示装置のスクリーンの重なり合いの様子を示した説明図である。
【図１０】 従来のマルチスクリーン表示装置を示した構成図である。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ バス・ＤＭＡコントローラ
３ システムバス
４ メインメモリ
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 表示ユニット
６ 演算処理部
７ 描画処理部
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 画像メモリ
９ Ｄ／Ａ変換部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 表示部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 演算処理通知信号
１３ 観察者視点
１４ マイクロコード記憶部
１５ａ データ転送ユニット
１５ｂ マルチスクリーン表示コントローラ
１６ ローカルバス
１７ ユニット間データ転送コントローラ
１８ ２次元ＧＵＩのウィンドウ
１９ａ、１９ｂ ３次元の物理オブジェクト
２０ 隣接する表示部のスクリーンが重なり合う領域
２１ 制御手段
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 表示計算機
２３ 回線
２４ 入力装置
２５ 親計算機
Ｐ、Ｑ、Ｒ 物理オブジェクトの頂点
Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｙａ１、Ｙａ２、Ｙｃ１、Ｙｃ２ 物体オブジェクトの輪郭と表示部のスクリーンの境界の交点

Claims (6)

1. それぞれのスクリーンが互いに隣り合わせて配置されることによって１個のマルチスクリーンを構成する複数の表示手段と、
   前記各表示手段に対応し、前記マルチスクリーンに表示すべき画像データから対応する表示手段のスクリーンで表示すべき画像部分を抽出して所定の座標変換処理を行う演算処理部を備え、前記各表示手段に対し映像信号を生成して出力する、複数の表示ユニットと、
   前記マルチスクリーン上に表示される物理オブジェクトの形状と位置の情報を画像データとして生成する中央演算処理手段と、
   前記中央演算処理手段で生成された画像データを、前記の全ての表示ユニットに対し転送するバス・ＤＭＡ制御手段と、を備えたマルチスクリーン表示装置において、
   前記各表示ユニットは、前記演算処理部における画像データの演算処理の終了を前記バス・ＤＭＡ制御手段に通知する演算処理通知信号を出力し、
   前記バス・ＤＭＡ制御手段は、全ての表示ユニットの演算処理通知信号を監視し、これに基づいて前記表示ユニットに対する画像データの転送の起動を制御する構成とされたことを特徴とするマルチスクリーン表示装置。
2. 前記中央演算処理手段は、各表示手段のスクリーンの配置に関する情報を基に、前記各表示ユニットの演算処理部で行うべき画像データの演算処理のプログラムを記述したマイクロコードを自動的に生成し、画像データの転送に先だって該マイクロコードを各表示ユニットに転送し、
   前記各表示ユニットの演算処理部は、前記中央演算処理手段によって生成されたマイクロコードを記憶するマイクロコード記憶部を備え、画像データの演算処理を行う際に前記マイクロコードを該マイクロコード記憶部から自動的に読み出し、画像データの演算処理を行う構成とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマルチスクリーン表示装置。
3. マルチスクリーンを構成する複数の表示手段は、そのスクリーンが同一の平面上ではなく観察者に対して立体的な位置に配置されることを特徴とする請求項２に記載のマルチスクリーン表示装置。
4. 前記バス・ＤＭＡ制御手段は、前記中央演算処理手段によって生成された画像データを受け取るデータ転送部と、前記データ転送部から転送された画像データを全ての表示ユニットに対し転送するマルチスクリーン表示制御部とを備え、
   前記マルチスクリーン表示制御部と前記複数の表示ユニットとを相互に接続するローカルバスを設け、
   前記マルチスクリーン表示制御部は、各表示ユニットに対する画像データの転送を前記ローカルバスを介して行うと共に、前記の全ての表示ユニットから出力される演算処理通知信号を監視し、これに基づいて全表示ユニットに対する画像データの転送の起動を制御する構成とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマルチスクリーン表示装置。
5. 前記各表示ユニットは、さらに他の表示ユニットとの間で演算処理された画像データの転送を行うユニット間データ転送制御部を備え、
   該ユニット間データ転送制御部は、前記ローカルバスを介して表示ユニット間で演算処理済みの画像データを転送し、該画像データが転送された表示ユニットは、該画像データを基に映像信号を生成する機能を備えた構成とされたことを特徴とする、請求項４に記載のマルチスクリーン表示装置。
6. マルチスクリーンを構成する複数の表示手段は、そのスクリーンの縁端部が、隣接する表示手段のスクリーンの縁端部と重なり合うように密接配置され、
   前記各表示ユニットのユニット間データ転送制御部は、スクリーンの縁端部が重なり合う他の表示ユニットとの間で、当該重なり合う領域で表示される画像データを、前記ローカルバスを介して相互に転送し、
   各表示ユニットは、前記スクリーンの重なり合う領域について、自ら作成した画像データと前記他の表示ユニットから転送された画像データとを用いて、画像データの補間処理を行う構成とされたことを特徴とする、請求項５に記載のマルチスクリーン表示装置。

Images