JP4581261B2 - 演算装置、演算処理方法及び画像処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、任意のゲームキャラクタを3次元映像で描画するゲーム再生機能付きの携帯電話機等に適用して好適な演算装置、演算処理方法及び画像処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、通信処理分野では電話機能の他に情報検索機能やゲーム再生機能を有した携帯電話機が使用される場合が多くなってきた。一方、コンピュータグラフィックス処理分野では物体を3次元映像で描画する場合が多くなってきた。通常、3次元映像は三角形を使用して表現するようになされる。三角形にするとその中の画素のカラー値等のパラメータを以下のような簡単な式で表わせるようになるからである。
P=dPdX・X+dPdY・Y
【0003】
これは、三角形のある頂点(座標X,Y)を始点としてパラメータのX方向の傾き及びY方向の傾きを用いて、三角形内部の画素のパラメータを線形補間することができることによる。画素のパラメータにはカラー(R、G、B、A)値、Z値、テクスチヤ座標(S、T、Q)、FOG係数というように数多くのパラメータが存在する。通常、これらのパラメータはクロック信号に基づいて補間演算され、高速に得るためにそれぞれ独立の演算器により並列に計算される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来例に係る商用電源駆動方式のデスクトップパソコンや、据え置き型のゲーム機等によれば、任意の物体を3次元映像で描画する場合に、一部のパラメータを使用していない場合でもクロック信号を連続的に演算器に供給して画素のパラメータを線形補間演算している。
【0005】
しかしながら、バッテリー駆動方式のモバイルパソコンや、PDA(Personal Digital Assistants)、携帯ゲーム機等に、このようなクロック供給方式をそのまま取り入れると、一部のパラメータを使用していない場合でも、そのパラメータを線形補間演算してしまう。
【0006】
特に、並列演算器により複数画素を同時にスキャンするような回路構成を採る場合、クロック配線による充電放電が多くなることから、無駄に電力を消費してしまい、バッテリーがすぐに放電してしまう。また、IC実装基板の発熱を抑えるために空冷用のファンをもこれらの携帯端末装置内に備えなくてはならないという問題が生ずる。
【0007】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを線形補間する場合に、パラメータ傾き値に応じて演算結果値を固定できるようにすると共に、クロック配線の充電放電に伴う電力消費を低減できるようにした演算装置、演算処理方法及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した課題は、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間する装置であって、多角形の頂点の座標値、X方向のパラメータ傾き値及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて該多角形内の画素のパラメータを線形補間する演算手段と、この演算手段にクロック信号を供給するクロック供給手段と、X方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値を検出する検出手段と、この検出手段からパラメータ傾き値検出信号を入力してクロック供給手段を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、検出手段によりX方向のパラメータ傾き値「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値「0」が検出された場合及びその検出期間中、演算手段へのクロック信号を停止する演算装置によって解決される。
【0009】
本発明に係る演算装置によれば、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間する場合に、クロック供給手段から制御手段を通じて演算手段へクロック信号が供給される。演算手段では、多角形の頂点の座標値、X方向のパラメータ傾き値及びY方向のパラメータ傾き値に基づいてその多角形内の画素のパラメータが線形補間される。
【0010】
一方、検出手段では多角形のX方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値が検出される。この特定のパラメータ傾き値は検出手段から制御手段に出力される。制御手段では、検出手段からパラメータ傾き値検出信号を入力してクロック供給手段を制御するようになされる。
【0011】
例えば、X方向のパラメータ傾き値が「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値が「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、演算手段へ供給されるクロック信号を停止するようになされる。
【0012】
従って、X方向のパラメータ傾き値が「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値が「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号を停止して演算出力値を固定するような出力制御を行うことができる。
【0013】
また、X方向のパラメータ傾き値「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値「0」が検出された場合及びその検出期間中、クロック配線の充電放電に係る消費電力を削減することができるので、当該演算装置を組み込んだICチップの発熱も軽減される。これにより、当該演算装置をバッテリー駆動型の画像処理装置に十分応用することができる。しかも、ファンなどの部品を削減又はスペックダウンすること、及び安価なICパッケージを使用することができ、商品価格の低廉化に寄与するところが大きい。
【0014】
本発明に係る演算処理方法は任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向のパラメータ傾き値、Y方向のパラメータ傾き値及びクロック信号に基づいて線形補間演算をする際に、X方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値を検出し、X方向のパラメータ傾き値「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値「0」を検出したときは、クロック信号の供給を停止して線形補間演算に係る出力値を固定することを特徴とするものである。
【0015】
本発明に係る演算処理方法によれば、X方向のパラメータ傾き値が「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値が「0」となるような特定のパラメータ傾き値を検出された場合及びその検出期間中、クロック配線の充電放電に係る消費電力を削減することができる。
【0016】
本発明に係る画像処理装置は任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間して画像を処理する装置であって、多角形の頂点の座標値、X方向のパラメータ傾き値及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて該多角形内の画素のパラメータを線形補間する演算手段と、この演算手段にクロック信号を供給するクロック供給手段と、X方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値を検出する検出手段と、この検出手段からパラメータ傾き値検出信号を入力してクロック供給手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【0017】
本発明に係る画像処理装置によれば、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間する場合に、上述の演算装置を応用するようになされる。
【0018】
従って、X方向のパラメータ傾き値が「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値が「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号を停止して演算出力値を固定するような出力制御を行うことができる。
【0019】
これにより、3次元映像に係る描画能力を落とすことなく消費電力を削減できるため、バッテリー駆動型の画像処理装置において、当該バッテリーの寿命を延ばしたり、同じ寿命でもバッテリーを小さくすることが可能になり、コンピュータグラフィックスを応用した画像処理装置(携帯型商品)の価値を高めることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明に係る演算装置、演算処理方法及び画像処理装置の一実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。
【0021】
(1)実施形態
図1は本発明に係る実施形態としての演算装置100の構成例を示すブロック図である。
この実施形態では、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間する場合に、特定のパラメータ傾き値検出信号に基づいてクロック供給制御をする制御手段を備え、X方向のパラメータ傾き値「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値「0」を検出された場合及びその検出期間中、クロック信号の供給を停止して演算出力値を固定できるようにすると共に、クロック配線の充電放電に伴う電力消費を低減できるようにしたものである。
【0022】
図1に示す演算装置100は任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間する装置である。演算装置100は演算手段1を有しており、多角形の頂点の座標値(X,Y)、X方向のパラメータ傾き値及びY方向のパラメータ傾き値を入力し、この座標値及びパラメータ傾き値に基づいてその多角形内の画素のパラメータを次式により線形補間するようになされる。
【0023】
この演算手段1で3次元映像を描画するための画素のパラメータをPとし、多角形の頂点の座標値をX、Yとし、その多角形のX方向のパラメータ傾き値をdPdXとし、多角形のY方向のパラメータ傾き値をdPdYとしたとき、(1)式、すなわち、
P=dPdX・X+dPdY・Y・・・・(1)
を演算するようになされる。
【0024】
また、演算手段1では多角形の頂点のパラメータをPnとし、この多角形内の画素のパラメータをPn+1としたとき、X方向に関しては(2)式、すなわち、
Pn+1=Pn+dPdX ・・・・(2)
を演算し、Y方向に関しては(3)式、すなわち、
Pn+1=Pn+dPdY ・・・・(3)
を演算することにより多角形内の画素のパラメータを線形補間するようになされる。
【0025】
この演算手段1には制御手段3が接続されると共に、この制御手段3には検出手段2及びクロック供給手段4が接続される。検出手段2では演算手段1に入力されるX方向の特定のパラメータ傾き値dPdX又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値dPdYを検出して、例えば、制御手段3にロー・レベルのパラメータ傾き値検出信号Sdを出力するようになされる。
【0026】
クロック供給手段4は制御手段3を通じて演算手段1へクロック信号CLKを供給する。制御手段3では検出手段2からパラメータ傾き値検出信号Sdを入力してクロック供給手段4を制御する。例えば、X方向の特定のパラメータ傾き値としてdPdX=0及び/又はY方向の特定のパラメータ傾き値としてdPdY=0が検出された場合、及び、その検出期間中、制御手段3は演算手段1へ供給されるクロック信号CLKを停止してその演算手段1の出力値を固定するようになされる。
【0027】
続いて、本発明に係る演算処理方法について当該演算装置100の処理例について説明をする。図2は本発明に係る演算装置100の処理例を示すフローチャートである。この演算装置100では、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値(X,Y)、X方向のパラメータ傾き値dPdX、Y方向のパラメータ傾き値dPdY及びクロック信号CLKに基づいて線形補間演算をする場合を前提とする。もちろん、初期段階においてクロック信号CLKが演算手段1に供給されている場合を想定する。
【0028】
これを前提にして、図2に示すフローチャートのステップA1で多角形の頂点の座標値(X,Y)、X方向のパラメータ傾き値dPdX、Y方向のパラメータ傾き値dPdYが演算手段1に入力される。その後、演算系とクロック制御系で処理が分かれる。ステップA2で検出手段2ではX方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値が検出される。
【0029】
ここでX方向の特定のパラメータ傾き値としてdPdX=0又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値としてdPdY=0を検出した場合はステップA3に移行して制御手段3はクロック信号CLKを停止するようになされる。パラメータ傾き値dPdX=0又は/及びdPdY=0が検出されない場合はステップA4で制御手段3は演算手段1へのクロック信号CLKの供給を継続するようになされる。
【0030】
他方、演算手段1ではステップA5でクロック信号CLKの有無に基づいて演算処理がなされる。クロック信号CLKが供給されている場合(有)は、ステップA6で上述した(1)〜(3)式に基づいて線形補間処理が実行され、ステップA7に移行してその線形補間演算結果値が出力される。また、ステップA5でクロック信号CLKが供給されない場合(無)には、ステップA8でクロック信号停止直前の線形補間演算結果値を出力するように固定される。
【0031】
このように、本発明に係る実施形態としての演算装置100によれば、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値X,Y、X方向及びY方向のパラメータ傾き値dPdX及びdPdYに基づいて線形補間する場合に、X方向のパラメータ傾き値dPdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dPdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止して線形補間演算結果値を固定するような出力制御を行うことができる。
【0032】
また、X方向のパラメータ傾き値「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値「0」が検出された場合及びその検出期間中、クロック配線の充電放電に係る消費電力を削減することができるので、当該演算装置100(グラフィックスシステム)を組み込んだICチップの発熱も軽減される。これにより、当該演算装置100をバッテリー駆動型の画像処理装置に十分応用することができる。しかも、ファンなどの部品を削減又はスペックダウンすること、及び安価なICパッケージを使用することができ、商品価格を押さえる方向に働くことになる。
【0033】
(2)実施例
図3は本発明に係る画像処理装置の実施例としての携帯端末装置300の構成例を示すブロック図であり、図4はレンダリング装置50の内部構成例を示すブロック図である。
【0034】
この例では上述した演算装置100を応用して画像処理装置の一例となる携帯端末装置300を構成したものである。図3に示す波線で囲んだ携帯端末装置300には例えば、ゲームアプリケーションを格納したメモリカートリッジ30が装着されて使用される。
【0035】
この携帯端末装置300はバッテリー5で駆動されるものである。このバッテリー5には電源供給部6が接続され、各回路に直流電源が供給される。電源供給部6にはクロック供給部7が接続されており、水晶発振子8に基づいて所定周波数のクロック信号CLKを発生するようになされる。クロック信号CLKは各回路に供給される。
【0036】
携帯端末装置300でゲーム映像は外部操作に基づいて加工されるが、このゲーム映像を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間するようになされる。画素のパラメータはカラー(R、G、B、A)値、Z値、テクスチヤ座標(S、T、Q)、FOG係数というように数多くのパラメータが対象となる。
【0037】
図3において、携帯端末装置300はバス41を有している。このバス41にはメインメモリ18、ジオメトリ演算部19、CPU40、入力コントローラ43、サウンドプロセスユニット(以下で単にSPUという)44及びROM(Read Only Memory)45などが接続されている。ジオメトリ演算部19はベジエ分割装置17、頂点並換え装置20、座標変換部24及びライティング処理部25から構成されている。
【0038】
ベジエ分割装置17ではメインメモリ18から読み出した制御点の座標値に基づいてn次の曲面図形を画像処理するようになされる。ベジエ分割装置17は浮動小数点の線形補間器を有しており、例えば23ビット幅の制御点の座標値X,Yと、8ビット幅で0≦t≦1の値をとる補間係数tとに基づき、これらの制御点間を内分する新たな制御点の座標値に関してX・(1−t)+Y・tを順次演算するようになされる。これらの制御手順はROM45に記述されており、アプリケーション実行時にCPU40によって読み出される。
【0039】
このベジエ分割装置17には座標変換部24とライティング処理部25とが接続されている。座標変換部24ではポリゴン描画命令に基づいて頂点の座標値X,Yがスクリーン座標(映像表示)系の座標値に変換される。頂点情報Cinは76バイトで1ポリゴンの形状データを構成するようになされる(図9参照)。
【0040】
この座標変換部24にはジオメトリトランスファエンジン(GTE:Geometry Transfer Engine)などの並列演算器が用いられ、CPU40からの演算要求に応じて座標変換、行列あるいはベクトル等の演算処理が高速に行われる。具体的には、この並列演算器により、例えば1つの三角形状のポリゴンに同じ色で描画するフラットシェーディングを行う演算の場合では、1秒間に最大150万程度のポリゴンの座標演算を行うことができ、これによって、この携帯端末装置300では、CPU40の負荷を低減するとともに、高速な座標演算を行うことができる。
【0041】
ライティング処理部25ではCPU40からの演算要求に応じて、頂点の座標の外積演算によって得られる頂点の法線ベクトルと、予め設定された光源ベクトルとの内積(cosθ)を演算して光色を算出するようになされる(光源計算)。
【0042】
この座標変換部24及びライティング処理部25には頂点並換え装置20が接続され、例えば、2ライン分のメモリを有して頂点情報Cinが記憶される。頂点並換え装置20にはグラフィックプロセッサユニット(GPU:Graphic Processing Unit )などが使用され、CPU40からの描画指示に従って頂点並び換えが行われる。頂点並換え装置20では座標変換されたm個の頂点情報Cinを順次1ライン目のメモリ領域に書き込むと共に、次のm個の頂点情報Cinを2ライン目のメモリ領域に書き込むようになされる。その後、1ライン目で各々隣接する2個づつの頂点情報Cinと2ライン目で各々隣接する2個づつの頂点情報Cinとにより形成されるm−1個の四角形を斜めに分割した2(m−1)個の三角形情報Coutを順次読み出すようになされる。
【0043】
この頂点並換え装置20には演算装置の一例となるレンダリング装置50が接続されており、ゲーム映像を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値X,Y、X方向及びY方向のパラメータ傾き値dPdX、dPdYに基づいて線形補間するようになされる(ラスタライズ処理)。
【0044】
レンダリング装置50は図4に示すようにセットアッププロセッサ51、パラメータ演算部52、マッピング部53、テクスチャメモリ54、メモリコントローラ55、フレームメモリ56を有しており、ポリゴンの頂点の色から補完してポリゴン内の色を決めるようになされる(グーローシェーディング処理)。
【0045】
セットアッププロセッサ51ではクロック信号CLKに基づいてパラメータ演算に必要なポリゴンの頂点の座標値(X,Y)をセットしたり、X方向のパラメータ傾き値dPdX、Y方向のパラメータ傾き値dPdYを計算するようになされる。また、1画素のカラーテクスチャ座標(S,T,Q)を算出するようになされる。
【0046】
セットアッププロセッサ51にはパラメータ演算部(DDA:Digital Differential Analyzer)52が接続されており、クロック信号CLKに基づいてポリゴン内の画素のパラメータに関して上述した(2)及び(3)式により線形補間するようになされる。パラメータ演算部52は例えば、図5に示すような9つのパラメータ演算ユニット521〜529を有している。パラメータ演算ユニット521等は単位演算ユニットの一例であり、画素のパラメータ毎に設けられる。
【0047】
Rパラメータ演算ユニット521は例えば、図6に示すようにセレクタ61、加算器62、レジスタ63、パラメータ生成部64、「0」検出回路65、クロックイネーブラ66及び4つのレジスタ671〜674を有しており、クロック信号CLKの供給を受けてカラー値(赤色)Rに関して上述した(3)式により線形補間して4ビットの赤色補間値R0,R1,R2,R3を出力するようになされる。
【0048】
図6において、セレクタ61ではカラー値Rに関してX方向のnビットのパラメータ傾き値dPdX又はY方向のnビットのパラメータ傾き値dPdYのいずれかをXYスキャン制御信号CTRLに基づいて選択するようになされる。XYスキャン制御信号CTRLはX方向にスキャンしているときはロー・レベル、Y方向にスキャンしているときは、ハイ・レベルになる信号である。セレクタ61には演算手段を構成する加算器62が接続され、上述した(3)式を演算するようになされる。
【0049】
加算器62にはレジスタ63が接続され、加算結果をクロック信号CLKに基づいて蓄積(アキュームレート)するようになされる。レジスタ63には演算手段を構成するパラメータ生成部64が接続され、X方向のパラメータ傾き値dPdX、Y方向のパラメータ傾き値dPdY及び加算結果に基づいて上述した(3)式により線形補間して4ビットの赤色補間値R0,R1,R2,R3を出力するようになされる。
【0050】
パラメータ生成部64には4つのレジスタ671〜674が接続され、レジスタ671では赤色補間値R0をクロック信号CLKに基づいて保持するようになされる。レジスタ672では赤色補間値R1をクロック信号CLKに基づいて保持するようになされる。レジスタ673では赤色補間値R2をクロック信号CLKに基づいて保持するようになされる。レジスタ674では赤色補間値R3をクロック信号CLKに基づいて保持するようになされる。
【0051】
一方、セレクタ61に入力されるX方向のパラメータ傾き値dPdX及びY方向のパラメータ傾き値dPdYは検出手段の一例となる「0」検出回路65にも入力される。「0」検出回路65は例えば、図7に示すようにn入力OR論理回路601、602及びセレクタ603を有しており、X方向の特定のパラメータ傾き値dPdX又はY方向の特定のパラメータ傾き値dPdYを検出するようになされる。
【0052】
n入力OR論理回路601ではnビットのパラメータ傾き値dPdXが全て「0」の場合にdPdX=0を出力するようになされる。n入力OR論理回路602ではnビットのパラメータ傾き値dPdYが全て「0」の場合にdPdY=0を出力するようになされる。
【0053】
n入力OR論理回路601、602にはセレクタ603が接続されており、XYスキャン制御信号CTRLに基づいてdPdX=0又はdPdY=0を選択して、その検出期間中、ロー・レベルのパラメータ傾き値検出信号Sdを発生するようになされる。
【0054】
つまり、XYスキャン制御信号CTRLに基づいてパラメータ演算部52がX方向及びY方向にスキャンするように制御されている場合であって、パラメータ傾き値検出信号Sdが検出され、X方向のパラメータ傾き値がdPdX=0のとき、又は、Y方向のパラメータ傾き値がdPdY=0のときにクロック信号CLKの供給を止めるようになされる。
【0055】
この「0」検出回路65には図7に示したセレクタ603に替えて図8に示すような2入力OR論理回路604を接続してもよい。この場合も、パラメータ演算部52がX方向及びY方向にスキャンするように制御されている場合であって、パラメータ傾き値検出信号Sdが検出され、X方向のパラメータ傾き値がdPdX=0のとき、及び、Y方向のパラメータ傾き値がdPdY=0のときにクロック信号CLKの供給を止めるようになされる。
【0056】
このような「0」検出回路65には制御手段の一例となる、図6に示すようなクロックイネーブラ66が接続され、パラメータ傾き値検出信号Sdに基づいてクロック信号CLKの供給制御を行うようになされる。このクロックイネーブラ66にはレジスタ63及び671〜674が接続され、各々のレジスタ66,671〜674にクロック信号CLKが供給される。
【0057】
クロックイネーブラ66では「0」検出回路65からローレベルのパラメータ傾き値検出信号Sdを入力すると、レジスタ63及び671〜674へ供給されるクロック信号CLKを停止してレジスタ63に蓄積された加算結果値及びレジスタ671〜674に保持された赤色補間値R0、R1、R2、R3の出力を固定するようになされる。
【0058】
同様にして、図5に示したGパラメータ演算ユニット522ではクロック信号CLKの供給を受けてカラー値(緑色)Gに関して上述した(3)式により線形補間して4ビットの緑色補間値G0,G1,G2,G3を出力するようになされる。Bパラメータ演算ユニット523ではクロック信号CLKの供給を受けてカラー値(青色)Bに関して上述した(3)式により線形補間して4ビットの青色補間値B0,B1,B2,B3を出力するようになされる。
【0059】
Aパラメータ演算ユニット524ではクロック信号CLKの供給を受けて透明度Aに関して上述した(3)式により線形補間して4ビットの透明度補間値A0,A1,A2,A3を出力するようになされる。Zパラメータ演算ユニット525ではクロック信号CLKの供給を受けてZ値に関して上述した(3)式により線形補間して4ビットのZ値補間値Z0,Z1,Z2,Z3を出力するようになされる。
【0060】
Sパラメータ演算ユニット526ではクロック信号CLKの供給を受けてテクスチャ座標Sに関して上述した(3)式により線形補間して4ビットのS座標補間値S0,S1,S2,S3を出力するようになされる。Tパラメータ演算ユニット527ではクロック信号CLKの供給を受けてテクスチャ座標Tに関して上述した(3)式により線形補間して4ビットのT座標補間値T0,T1,T2,T3を出力するようになされる。
【0061】
Qパラメータ演算ユニット528ではクロック信号CLKの供給を受けてテクスチャ座標Qに関して上述した(3)式により線形補間して4ビットのQ座標補間値Q0,Q1,Q2,Q3を出力するようになされる。Fパラメータ演算ユニット529ではクロック信号CLKの供給を受けてFOG係数に関して上述した(3)式により線形補間して4ビットのFOG係数補間値FOG0,FOG1,FOG2,FOG3を出力するようになされる。
【0062】
なお、Gパラメータ演算ユニット522、Bパラメータ演算ユニット523、Aパラメータ演算ユニット524、Zパラメータ演算ユニット525、Sパラメータ演算ユニット526、Tパラメータ演算ユニット527、Qパラメータ演算ユニット528及びFパラメータ演算ユニット529の内部構成例についてはRパラメータ演算ユニット521と同じ構成を採るのでその説明を省略する(図6参照)。
【0063】
本発明方式ではパラメータ演算部52によって(3)式により前回のパラメータPnに傾き値dPdXを加算しているが、傾き値dPdXが「0」のときは、どちらにせよパラメータPnの値は変化しないため、クロック信号CLKの供給を止めて前回のパラメータPnを出力し続けても良いことに基づくものである。
従って、加算器(アキュミュレータ)62の出力値を保持するレジスタ63ヘのクロック信号CLKの供給を止め、前回のパラメータPnと傾き値dPdXとの加算結果をサンプルしないようになされる。
【0064】
このようなパラメータ演算部52には図4に示すマッピング部53が接続され、上述した9つのパラメータ演算部52による補間演算結果を入力するようになされる。このマッピング部53にはテクスチャメモリ54が接続され、描画時に座標変換されてメモリコントローラ55によって描画されるポリゴン等の中に挿入(マッピング)される素材(テクスチャ)が記憶される。マッピング部53ではテクスチャメモリ54に記憶されているテクスチャカラーをポリゴンに張り付けるテクスチャマッピング処理がなされる。
【0065】
メモリコントローラ55にはフレームメモリ56が接続されている。メモリコントローラ55ではマッピング部53からフレームメモリ56へ液晶表示モニタ36の1画面分の表示データが書き込まれる。例えば、メモリコントローラ55は、CPU40からの描画命令に従って、フレームメモリ56に対してゲームキャラクタに係るポリゴンの描画を行う。このメモリコントローラ55は、1秒間に最大36万程度のポリゴンの描画を行うことができるようになっている。
【0066】
さらに、このフレームメモリ56は、いわゆるデュアルポートRAMからなり、メモリコントローラ55からの描画処理と、表示のための読み出しとを同時に行うことができるようになっている。フレームメモリ56は、例えば1Mバイトの容量を有し、それぞれ16ビットの、横が1024画素、縦が512画素からなるマトリックスとして扱われる。
【0067】
また、このフレームメモリ56には、映像出力として展開される表示領域の他に、メモリコントローラ55がポリゴン等の描画を行う際に参照するカラールックアップテーブル(CLUT:Color Look Up Table )が記憶されている。テクスチャメモリ54及びフレームメモリ56は同一のメモリをテクスチャ領域とCLUT領域とに分割し、これらのCLUT領域とテクスチャ領域を表示領域の変更等に従って動的に変更するように使用してもよい。
【0068】
このメモリコントローラ55には図3に示す液晶表示コントローラ(LCDC)29が接続されると共に、このLCDC29には液晶表示モニタ36が接続されている。メモリコントローラ55から出力される表示データはLCDC29で映像出力信号φvに変換され、この映像出力信号φvが液晶表示モニタ36に出力される。液晶表示モニタ36では例えば、3次のベジエ曲面から成るゲームキャラクタを3次元表示するようになされる。
【0069】
図3において、携帯端末装置300のバス41にはROM45が接続され、各種制御手順や、メインメモリ18、SPU44等の管理を行ういわゆるオペレーティングシステム等のプログラム情報を格納するようになされる。この例で、インタフェース42にはメモリカートリッジ30などが装着されて使用される。メモリカートリッジ30はゲームデータや、電子アニメーションなどの電子コンテンツを記録したものである。
【0070】
メモリカートリッジ30は例えば、バス34を有しており、このバス34にインタフェース31、読出しコントロール用のマスクROM32及びコンテンツ記録用のEEPROM33などが接続されている。EEPROM33にはゲームデータなどのプログラム情報や映像素材情報が記録されている。
【0071】
このメモリカートリッジ30の内容はインタフェース42及びバス41を通してメインメモリ18に転送される。メモリカートリッジ30から転送されてきたゲームキャラタの、例えば、n次のベジエ曲面やベジエ曲線などを生成するための制御点の座標値が記憶される。メインメモリ18にはランダムアクセスメモリ(RAM:Random Access Memory)からなる。ここでいうメインメモリ18は、そのメモリ上でプログラムを実行できるものをいう。
【0072】
上述のバス41にはベジエ分割装置17を制御するために入力コントローラ(INTC)43が接続され、この入力コントローラ43には操作ボタン39が装備されている。この操作ボタン39はユーザによって操作される。操作ボタン39を操作すると入力コントローラ43で操作情報D3が発生され、この操作情報D3はバス41を通してCPU40に入力するようになされる。CPU40は操作情報D3に基づいてメインメモリ18から頂点情報Cinを読み出すと共に、このの頂点情報Cinに関して、その曲線図形及び曲面図形を変化させるような表示制御を実行するようになされる。
【0073】
CPU40はROM45に記憶されているオペレーティングシステムを実行することにより、この携帯端末装置300の全体を制御するもので、例えば、32ビットのRISC−CPUから成る。そして、この携帯端末装置300は電源が投入されると、ゲームモード又は番組再生モードに応じてCPU40がROM45に記憶されているオペレーティングシステムを実行することにより、CPU40がベジエ分割装置17や、SPU44等の制御を行うようになっている。このCPU40は割込み制御を行うので、制御負担を軽減するために、ダイレクトメモリアクセス(DMA:Direct Memory Access)転送用の制御装置を別に設けるようにしてもよい。
【0074】
また、SPU44ではCPU40からの指示に基づいて、ゲームや電子アニメーションに係る音声情報を再生し増幅などが行われてその音声信号がスピーカー37に出力される。SPU44内に波形データ等を記録したサウンドバッファなどを設け、楽音、効果音等を発生するようにしてもよい。
【0075】
サウンドバッファを設けた場合には、SPU44で、例えば16ビットの音声データを4ビットの差分信号として適応予測符号化(ADPCM:Adaptive Differential PCM )された音声データを再生(ADPCM復号機能)したり、サウンドバッファに記憶されている波形データを再生することにより、効果音等を発生(再生機能)したり、サウンドバッファに記憶されている波形データを変調させて再生(変調機能)することもできるようになる。このような機能を備えることによって、このSPU44は、CPU40からの指示によって記録された波形データに基づいて楽音、効果音等を発生するいわゆるサンプリング音源として使用することができる。
【0076】
続いて、携帯端末装置300の動作例について説明をする。図9は1ポリゴン(三角形)の形状データの記録内容例を示すデータフォーマットである。図10は三角形状のポリゴンの構成例を示すイメージ図である。図11はパラメータ演算処理例を示すイメージ図である。
【0077】
この例で図9に示す1ポリゴン(三角形)の形状データ(頂点情報Cin)は、図10に示すような三角形の1ポリゴンの形状データを76バイトで構成するようになされる。つまり、1ポリゴンは図10に示す3つの頂点1,2,3を有する三角形により表現され、形状データの先頭には図9に示すテクスチャIDが記述され、その後に、三角形の第1頂点のX、Y座標が各々の記述されると共に、第1頂点のカラー値、テクスチャS,T,Q座標が記述される。
【0078】
これに続いて第2頂点のX、Y座標が各々の記述されると共に、第2頂点のカラー値、テクスチャS,T,Q座標が記述される。更に、第3頂点のX、Y座標が各々の記述されると共に、第3頂点のカラー値、テクスチャS,T,Q座標が記述される。これらの頂点情報Cinはユーザーの操作に応じて三角形状の頂点1,2,3を繋ぎ合わせるように連続される。
【0079】
この例では、一方で、ペジェ分割装置17から出力される、n次の曲面図形を表現するための三角形の頂点の法線ベクトルをライティング処理し、他方で各々の三角形の頂点情報Cinを座標変換した後に、ソフトウエアあるいはハードウエアに依存して、その頂点情報Cinを並び換え、その後、ライン走査のための画像処理をするようになされる。
【0080】
つまり、連続された頂点情報Cinは1頂点毎に座標変換される。座標変換後の頂点情報Cinは、図11に示す三角形の頂点の座標値(X,Y)、X方向のパラメータ傾き値dPdX、Y方向のパラメータ傾き値dPdY及びクロック信号CLKに基づいて線形補間演算をする。また、1画素毎にカラーテクスチャアドレス(S,T,Q)が算出される。そして、テクスチャIDにより指示される頂点情報CinからS,T,Q座標のテクスチャカラーが読み出され、各々の画素のカラー値が決定され、このカラー値に基づいて液晶表示モニタなどに3次元映像画像が表示される。
【0081】
図12は携帯端末装置300における処理例を示すフローチャートである。図13はパラメータ演算処理例を示すフローチャートである。
この携帯端末装置300では、ゲームキャラクタを3次元映像で描画するための画素のパラメータを三角形(ポリゴン)の頂点の座標値(X,Y)、X方向のパラメータ傾き値dPdX、Y方向のパラメータ傾き値dPdY及びクロック信号CLKに基づいて線形補間演算をする場合を前提とする。もちろん、初期段階においてクロック信号CLKがパラメータ演算部52に供給されている場合を想定する。
【0082】
これを前提にして、図12に示すフローチャートのステップB1でユーザは当該携帯端末装置300にメモリカートリッジ30を装着した後に、ステップB2で電源をオンする。ここで電源が投入されると、クロック供給部7ではクロック信号CLKが発生され、このクロック信号CLKに基づいてCPU40がROM45に記憶されているオペレーティングシステムを実行することにより、ベジエ分割装置17や、SPU44等の制御を行うようになされる。この例ではユーザはステップB3でゲームモードを選択する。このアプリケーション実行時にCPU40によってROM45から制御手順が読み出される。
【0083】
そして、一方で、ユーザはステップB4で操作ボタン39を操作する。操作ボタン39が操作されると、入力コントローラ43及びバス41を通してCPU40に操作情報D3が入力される。この操作情報D3はゲームキャラタを構成する3次のベジエ曲面やベジエ曲線などを変形させたり、キャラクタを移動させたりするために使用される。
【0084】
この操作情報D3の入力に並行して、CPU40はステップB5〜ステップB10で操作情報D3に基づいてメインメモリ18から頂点情報Cinを読み出すと共に、この頂点情報Cinに関して、その3次の曲線図形及び曲面図形を変化させるような表示制御を実行するようになされる。
【0085】
つまり、ステップB5ではメモリカートリッジ30からプログラム情報及び映像素材情報から成るゲームデータが読み出され、メインメモリ18に転送される。この映像素材情報には、ゲームキャラタを構成する3次のベジエ曲面やベジエ曲線などを生成するための制御点の座標値が含まれている。
【0086】
このゲームデータがメインメモリ18に転送されると、ステップB6に移行してベジエ分割装置17では操作情報D3に基づいてメインメモリ18から読み出した制御点の座標値に基づいて3次の曲面図形を画像処理するようになされる。
例えば、ベジエ分割装置17の浮動小数点の線形補間器により、23ビット幅の制御点の座標値X,Yと、8ビット幅で0≦t≦1の値をとる補間係数tとに基づき、これらの制御点間を内分する新たな制御点の座標値に関してX・(1−t)+Y・tを順次演算するようになされる。
【0087】
そして、ステップB7ではCPU40からのポリゴン描画命令に基づいて頂点P0の座標値が座標変換部24により、スクリーン座標(映像表示)系の座標値に変換される。例えば、フラットシェーディングの場合に、1秒間に最大150万程度のポリゴンの座標演算が行われる。
【0088】
これに並行してステップB8ではCPU40からの演算要求に応じてライティング処理部25により、三角形の頂点の法線ベクトルと、予め設定された光源ベクトルとの内積(cosθ)を演算して光色を算出するようになされる(光源計算)。
【0089】
その後、ステップB9に移行してCPU40からの描画命令に応じて頂点並換え装置20では、座標変換されたm個の頂点情報Cinを順次1ライン目のメモリ領域に書き込むと共に、次のm個の頂点情報Cinを2ライン目のメモリ領域に書き込むようになされる。その後、1ライン目で各々隣接する2個づつの頂点情報Cinと2ライン目で各々隣接する2個づつの頂点情報Cinとにより形成されるm−1個の四角形を斜めに分割した2(m−1)個の三角形情報Coutを順次読み出すようになされる。
【0090】
そして、ステップB10に移行してパラメータ演算部52では図11に示した三角形の頂点の座標値(X,Y)、X方向のパラメータ傾き値dPdX、Y方向のパラメータ傾き値dPdY及びクロック信号CLKに基づいて線形補間演算がなされる。
【0091】
例えば、三角形の頂点の座標値(X,Y)、X方向のパラメータ傾き値dPdX、Y方向のパラメータ傾き値dPdYがパラメータ演算部52に入力される。
その後、パラメータ演算系とクロック制御系で処理が分かれる。「0」検出回路65ではX方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値が検出される。ここでX方向の特定のパラメータ傾き値としてdPdX=0又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値としてdPdY=0を検出した場合、クロックイネーブラ66ではクロック信号CLKを停止するようになされる。
【0092】
パラメータ傾き値dPdX=0又は/及びdPdY=0が検出されない場合はクロックイネーブラ66は各々のパラメータ演算ユニットでレジスタ63、671〜674へのクロック信号CLKの供給を継続するようになされる。他方、パラメータ演算部52ではクロック信号CLKの有無に基づいてパラメータ演算処理がなされる。クロック信号CLKが供給されている場合(有)は、上述した(1)〜(3)式に基づいて線形補間処理が実行される。
【0093】
例えば、図13のサブルーチンをコールしてそのフローチャートのステップC1でパラメータPnの初期値、X方向のパラメータ傾き値dPdX及びY方向のパラメータ傾き値dPdYを入力する。その後、ステップC2に移行してX方向をスキャンするかを判別される。X方向をスキャンする場合は、ステップC3に移行してXをインクリメントし、パラメータ初期値PnにX方向のパラメータ傾き値dPdXを加算する。
【0094】
ステップC2でX方向をスキャンしない場合及びdPdX加算後はステップC4に移行してX方向のパラメータ傾き値dPdXに関して三角形内の画素が外側にはずれかを周知の方法により検出される。三角形内の画素が外側に、はずれていない場合はステップC2に戻って加算処理を継続する。三角形内の画素が外側にはずれた場合は、X方向の加算処理を止めてステップC4でスキャン方向をX方向からY方向に切り換える。その後、ステップC6に移行してY方向をスキャンするかを判別される。Y方向をスキャンする場合は、ステップC7に移行してYをインクリメントし、パラメータ初期値PnにY方向のパラメータ傾き値dPdYを加算する。
【0095】
ステップC6でY方向をスキャンしない場合及びdPdY加算後はステップC8に移行してY方向のパラメータ傾き値dPdYに関して三角形内の画素が外側に、はずれかを周知の方法により検出する。三角形内の画素が外側に、はずれていない場合はステップC2に戻って加算処理を継続する。これにより、頂点間のカラー値やテクスチヤ座標等の線形補間を行いながらスキャンコンパージョンを行うことができる。
【0096】
三角形内の画素が外側にはずれた場合は、当該三角形内の画素の加算処理を止め、図12に示したフローチャートのステップB10へリターンする。このステップB10では線形補間演算結果値(以下で単に補間値という)が出力される。
【0097】
また、パラメータ演算部52では多くのパラメータを並列に線形補間しているが、描画する対象によってはZ値やA(アルファ)値が変化しない場合もあり、フレーム毎に行うクリア動作に至ってはすべてのパラメータが変化しないので、本発明によるクロック信号CLKの供給停止が頻繁に行われることになる。
【0098】
つまり、ステップB4で例えば、操作情報に変化がない場合は、「0」検出回路65によりX方向のパラメータ傾き値dPdX=0及びY方向のパラメータ傾き値dPdY=0を検出される場合が多くなり、クロック信号CLKを停止する場合が多くなる。このようなとき、パラメータ演算部52ではクロック信号停止直前の補間結果値を出力固定するようになされる。
【0099】
例えば、Rパラメータ演算ユニット521ではX方向のパラメータ傾き値dRdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dRdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止して赤色補間値R0,R1,R2,R3の4値を固定出力するようになされる。
【0100】
同様にしてGパラメータ演算ユニット522ではX方向のパラメータ傾き値dGdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dGdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止して緑色補間値G0,G1,G2,G3の4値を固定出力するようになされる。
【0101】
Bパラメータ演算ユニット523ではX方向のパラメータ傾き値dBdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dBdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止して青色補間値B0,B1,B2,B3の4値を固定出力するようになされる。
【0102】
Aパラメータ演算ユニット524ではX方向のパラメータ傾き値dAdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dAdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止して透明度補間値A0,A1,A2,A3の4値を固定出力するようになされる。
【0103】
Zパラメータ演算ユニット525ではX方向のパラメータ傾き値dZdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dZdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止してZ値補間値Z0,Z1,Z2,Z3の4値を固定出力するようになされる。
【0104】
Sパラメータ演算ユニット526ではX方向のパラメータ傾き値dSdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dSdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止してS座標補間値S0,S1,S2,S3の4値を固定出力するようになされる。
【0105】
Tパラメータ演算ユニット527ではX方向のパラメータ傾き値dTdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dTdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止してT座標補間値T0,T1,T2,T3の4値を固定出力するようになされる。
【0106】
Qパラメータ演算ユニット528ではX方向のパラメータ傾き値dQdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dQdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止してQ座標補間値Q0,Q1,Q2,Q3の4値を固定出力するようになされる。これにより、1画素のカラーテクスチャ座標(S,T,Q)を算出することができる。
【0107】
Fパラメータ演算ユニット529ではX方向のパラメータ傾き値dFdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dFdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止してFOG係数補間値FOG0,FOG1,FOG2,FOG3の4値を固定出力するようになされる。
【0108】
その後、ステップB11に移行してマッピング処理がなされる。この処理はマッピング部53によって上述した9つのパラメータ演算部52による各種の補間値が入力されると、テクスチャIDにより指示される頂点情報CinからS,T,Q座標のテクスチャカラーがテクスチャメモリ54から読み出され、各々の画素のカラー値が決定され、このテクスチャカラーがポリゴンに張り付けられる。
【0109】
そして、ステップB12に移行してマッピング部53からフレームメモリ56へ液晶表示モニタ36の1画面分の表示データが書き込まれる。例えば、メモリコントローラ55は、CPU40からの描画命令に従って、フレームメモリ56に対して1秒間に最大36万程度のポリゴンの三角形(ポリゴン)等の描画が行われる。ここで、メモリコントローラ55はポリゴン等の描画を行う際に、カラールックアップテーブルなどが参照されて映像処理される。この映像表示処理による表示データはLCDC29で映像出力信号φvに変換され、この映像出力信号φvが液晶表示モニタ36に出力される。
【0110】
液晶表示モニタ36では例えば、3次のベジエ曲面から成るゲームキャラクタを3次元表示するようになされる。この映像表示処理に伴う音声情報はCPU40からの指示に基づいて、SPU44により再生され増幅され、その音声信号がスピーカー37に出力される。これにより、ユーザは携帯端末装置300でゲームを楽しむことができる。
【0111】
なお、ゲームが終わると、ステップB14に移行してゲームモードを終了するか否かがCPU40により判断される。ゲームモードを終了する場合には、電源オフ情報などがCPU40により検出されるので、これらの情報処理を終了する。ユーザが操作ボタン39を操作してゲームモードの繰り返しなどをCPU40に指示した場合には、ステップB4及びステップB5に戻って、上述したステップB4〜ステップB12が繰り返される。これにより、ユーザは携帯端末装置300で何度もゲームを楽しむことができる。
【0112】
このように、本発明に係る実施例としての携帯端末装置300によれば、バッテリー5により駆動される、Rパラメータ演算ユニット521、Gパラメータ演算ユニット522、Bパラメータ演算ユニット523、Aパラメータ演算ユニット524、Zパラメータ演算ユニット525、Sパラメータ演算ユニット526、Tパラメータ演算ユニット527、Qパラメータ演算ユニット528及びFパラメータ演算ユニット529を備えている。
【0113】
そして、各々の演算ユニット521〜529でX方向のパラメータ傾き値dRdX、dGdX、dBdX、dAdX、dZdX、dSdX、dTdX、dQdX、dFdXが「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値dRdY、dGdY、dBdY、dAdY、dZdY、dSdY、dTdY、dQdY、dFdYが「0」となるような特定のパラメータ傾き値が検出された場合及びその検出期間中、クロック信号CLKを停止して赤色補間値R0,R1,R2,R3の4値、緑色補間値G0,G1,G2,G3の4値、青色補間結果値B0,B1,B2,B3の4値、透明度補間値A0,A1,A2,A3の4値、Z値補間値Z0,Z1,Z2,Z3の4値、S座標補間値S0,S1,S2,S3の4値、T座標補間値T0,T1,T2,T3の4値、Q座標補間値Q0,Q1,Q2,Q3の4値、FOG係数補間値FOG0,FOG1,FOG2,FOG3の4値を各々固定するような出力制御を行うことができる。
【0114】
従って、3次元映像に係る描画能力を落とすことなく消費電力を削減できるため、携帯端末装置300において、バッテリー5の寿命を延ばしたり、同じ寿命でもバッテリー5を小さくすることが可能になり、コンピュータグラフィックスを応用した携帯端末装置300の価値を高めることができる。
【0115】
また、各々の演算ユニット521〜529でクロックイネーブラ66からレジスタ63,671〜674に至るクロック配線の充電放電に係る消費電力を削減することができるので、パラメータ演算部(グラフィックスシステム)52を組み込んだICチップの発熱も軽減される。
【0116】
従って、ファンなどの部品を削減又はスペックダウンすること、安価なICパッケージを使用することができ、商品価格を抑える方向に働くことになる。これにより、3DCGのアプリケーションをモバイル(移動体・携帯端末)装置で実現するときに有効となり、例えば、任意のゲームキャラクタを3次元映像で描画するゲーム再生機能付きの携帯電話機等の提供に大きく寄与する。
【0117】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る演算装置によれば、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間する場合に、特定のパラメータ傾き値検出信号を入力してクロック供給制御する制御手段を備えるものである。
【0118】
この構成によって、X方向のパラメータ傾き値が「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値が「0」となるような特定のパラメータ傾き値を検出された場合及びその検出期間中、演算手段へ供給されるクロック信号CLKを停止して演算出力値を固定するような出力制御を行うことができる。
【0119】
また、X方向のパラメータ傾き値「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値「0」が検出された場合、及びその検出期間中、クロック配線の充電放電に係る消費電力を削減することができるので、当該演算装置を組み込んだICチップの発熱も軽減される。従って、当該演算装置をバッテリー駆動型の画像処理装置に十分応用することができる。しかも、ファン等の部品が削減できるので商品価格の低廉化に寄与するところが大きい。
【0120】
本発明に係る演算処理方法によれば、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向のパラメータ傾き値、Y方向のパラメータ傾き値及びクロック信号CLKに基づいて線形補間演算をする際に、X方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値を検出したときは、クロック信号CLKの供給を停止して線形補間演算に係る出力値を固定するようになされる。
【0121】
この構成によって、X方向のパラメータ傾き値が「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値が「0」となるような特定のパラメータ傾き値を検出された場合及びその検出期間中、クロック配線の充電放電に係る消費電力を削減することができる。
【0122】
本発明に係る画像処理装置によれば、任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間する場合に、上述の演算装置が応用されるものである。
【0123】
この構成によって、3次元映像に係る描画能力を落とすことなく消費電力を削減できるため、バッテリー駆動型の画像処理装置において、バッテリーの寿命を延ばしたり、同じ寿命でもバッテリーを小さくすることが可能になり、コンピュータグラフィックスを応用した画像処理装置の付加価値を向上させることができる。3DCGのアプリケーションをモバイルで実現するときに有効となる。
この発明は任意のゲームキャラクタを3次元映像で描画するゲーム再生機能付きの携帯電話機等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施形態としての演算装置100の構成例を示すブロック図である。
【図2】本発明に係る演算装置100における処理例を示すフローチャートである。
【図3】本発明に係る画像処理装置の実施例としての携帯端末装置300の構成例を示すブロック図である。
【図4】レンダリング装置50の内部構成例を示すブロック図である。
【図5】パラメータ演算部52の内部構成例を示すブロック図である。
【図6】Rパラメータ演算ユニット521の内部構成例を示すブロック図である。
【図7】「0」検出回路65の構成例を示す論理回路図である。
【図8】「0」検出回路65の他の構成例を示す論理回路図である。
【図9】1ポリゴン(三角形)の形状データの記録内容例を示すデータフォーマットである。
【図10】三角形状のポリゴンの構成例を示すイメージ図である。
【図11】パラメータ演算処理例を示すイメージ図である。
【図12】携帯端末装置300における処理例を示すフローチャートである。
【図13】パラメータ演算処理例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1・・・演算手段、2・・・検出手段、3・・・制御手段、4・・・クロック供給手段、7・・・クロック供給部、19・・・ジオメトリ演算部、50・・・レンダリング装置(演算手段)、52・・・パラメータ演算部(演算手段)、63,671〜674・・・レジスタ、64・・・パラメータ生成部、65・・・「0」検出回路(検出手段)、66・・・クロックイネーブラ(制御手段)、100・・・演算装置、300・・・携帯端末装置(画像処理装置)
Claims (11)
- 任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間する装置であって、
前記多角形の頂点の座標値、X方向のパラメータ傾き値及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて該多角形内の画素のパラメータを線形補間する演算手段と、
前記演算手段にクロック信号を供給するクロック供給手段と、
前記X方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値を検出する検出手段と、
前記検出手段からパラメータ傾き値検出信号を入力して前記クロック供給手段を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により前記X方向のパラメータ傾き値「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値「0」が検出された場合及びその検出期間中、前記演算手段へのクロック信号を停止する
ことを特徴とする演算装置。 - 前記3次元映像を描画するための画素のパラメータをPとし、
前記多角形の頂点の座標値をX、Yとし、
前記多角形のX方向のパラメータ傾き値をdPdXとし、
前記多角形のY方向のパラメータ傾き値をdPdYとしたとき、
前記演算手段は、
P=dPdX・X+dPdY・Y
を演算する
ことを特徴とする請求項1に記載の演算装置。 - 前記多角形の頂点のパラメータをPnとし、
前記多角形の中の画素のパラメータをPn+1としたとき、
前記X方向に関しては、
Pn+1=Pn+dPdXを演算し、
前記Y方向に関しては、
Pn+1=Pn+dPdYを演算する
ことを特徴とする請求項1に記載の演算装置。 - 任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向のパラメータ傾き値、Y方向のパラメータ傾き値及びクロック信号に基づいて線形補間演算をする際に、
前記X方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値を検出し、
前記X方向のパラメータ傾き値「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値「0」を検出したときは、
前記クロック信号の供給を停止して前記線形補間演算に係る出力値を固定する
ことを特徴とする演算処理方法。 - 前記線形補間演算をする際に、
前記3次元映像を描画するための画素のパラメータをPとし、
前記多角形の頂点の座標値をX、Yとし、
前記多角形のX方向のパラメータ傾き値をdPdXとし、
前記多角形のY方向のパラメータ傾き値をdPdYとしたとき、
P=dPdX・X+dPdY・Y
を求める
ことを特徴とする請求項4に記載の演算処理方法。 - 前記多角形の頂点のパラメータをPnとし、
前記多角形の中の画素のパラメータをPn+1としたとき、
前記X方向に関しては、
Pn+1=Pn+dPdXを演算し、
前記Y方向に関しては、
Pn+1=Pn+dPdYを演算する
ことを特徴とする請求項5に記載の演算処理方法。 - 任意の物体を3次元映像で描画するための画素のパラメータを多角形の頂点の座標値、X方向及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて線形補間して画像を処理する装置であって、
前記多角形の頂点の座標値、X方向のパラメータ傾き値及びY方向のパラメータ傾き値に基づいて該多角形内の画素のパラメータを線形補間する演算手段と、
前記演算手段にクロック信号を供給するクロック供給手段と、
前記X方向又は/及びY方向の特定のパラメータ傾き値を検出する検出手段と、
前記検出手段からパラメータ傾き値検出信号を入力して前記クロック供給手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出手段により前記X方向のパラメータ傾き値「0」及び/又はY方向のパラメータ傾き値「0」が検出された場合及びその検出期間中、前記演算手段へ供給されるクロック信号を停止して該演算手段の出力値を固定する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記演算手段、クロック供給手段、検出手段及び制御手段がバッテリーにより駆動される
ことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記3次元映像を描画するための画素のパラメータをPとし、
前記多角形の頂点の座標値をX、Yとし、
前記多角形のX方向のパラメータ傾き値をdPdXとし、
前記多角形のY方向のパラメータ傾き値をdPdYとしたとき、
前記演算手段は、
P=dPdX・X+dPdY・Y
を演算する
ことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記多角形の頂点のパラメータをPnとし、
前記多角形の中の画素のパラメータをPn+1としたとき、
前記X方向に関しては、
Pn+1=Pn+dPdXを演算し、
前記Y方向に関しては、
Pn+1=Pn+dPdYを演算する
ことを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 少なくとも、前記演算手段の一部又は全部、前記検出手段及び制御手段を単位演算ユニットとしたとき、
前記単位演算ユニットが前記画素のパラメータ毎に設けられる
ことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
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