JPH05249953A - Image display device - Google Patents
Image display deviceInfo
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- JPH05249953A JPH05249953A JP4316720A JP31672092A JPH05249953A JP H05249953 A JPH05249953 A JP H05249953A JP 4316720 A JP4316720 A JP 4316720A JP 31672092 A JP31672092 A JP 31672092A JP H05249953 A JPH05249953 A JP H05249953A
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Landscapes
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Studio Circuits (AREA)
- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、3次元画像コンピュー
タグラフィックス分野に用いられる画像表示装置に関す
るもので、特に、3次元画像によるアニメーションを高
速に表示する画像表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device used in the field of three-dimensional image computer graphics, and more particularly to an image display device for displaying animation by three-dimensional images at high speed.
【0002】[0002]
【従来の技術】以下、従来技術を説明する。先ず第1の
従来技術を説明する。2. Description of the Related Art The prior art will be described below. First, the first conventional technique will be described.
【0003】従来技術1:zバッファアルゴリズム 3次元画像を作成する際には、物体が前後に重なった時
に、最も手前側にあるものだけ表示する処理(陰面消
去)が必要である。この手法として、zバッファアルゴ
リズムがある。この手法では、画像データを保持するフ
レームバッファと別に更にその点に書き込まれた点のz
方向の座標値を保持するバッファであるzバッファを持
っている。フレームバッファ、zバッファともにx,y
座標(x,y)でアドレッシングができるものとする。Prior art 1: z-buffer algorithm When creating a three-dimensional image, it is necessary to perform processing (hidden surface removal) to display only the most front object when objects overlap each other in the front and rear. As this method, there is a z-buffer algorithm. In this method, apart from the frame buffer holding the image data, the z
It has a z-buffer, which is a buffer that holds coordinate values of directions. Both frame buffer and z buffer are x and y
Addressing can be performed at coordinates (x, y).
【0004】フレームバッファ,zバッファに書き込ま
れるピクセルの情報は、x,y座標(x,y)の他に、
色情報c、奥行き方向の座標zを持つ。Pixel information written in the frame buffer and the z buffer includes x, y coordinates (x, y), and
It has color information c and coordinates z in the depth direction.
【0005】座標(x,y)でのzバッファの値をz
(x,y)、新たに書き込もうとする点のzバッファ値
をzとすると、もし z≦z(x,y) であれば、新たに書き込もうとする点は既に書き込まれ
ている点よりも手前の物体のものであることがわかり
(zが小さい方が視点に近い側であると定義されている
ものとする)、その場合は、フレームバッファc(x,
y),zバッファ(x,y)の内容を以下の様に更新す
る。The value of the z buffer at coordinates (x, y) is z
(X, y), where z is the z buffer value of the point to be newly written, if z ≦ z (x, y), the point to be newly written is before the point already written. Of the object (the smaller z is defined as the side closer to the viewpoint), and in that case, the frame buffer c (x,
The contents of the y) and z buffers (x, y) are updated as follows.
【0006】c(x,y)←c z(x,y)←z ここで、c,zは座標(x,y)へ新たに書き込もうと
する点のフレームバッファ値、zバッファ値とする。C (x, y) c z (x, y) z Here, c and z are the frame buffer value and z buffer value of the point to be newly written to the coordinate (x, y).
【0007】もし、 z>z(x,y) であれば、新たに書き込もうとしている点のデータc,
zは、既に書き込まれている点のデータよりも、後ろ側
(視点より遠い側)のものであり、書き込む必要がない
ことを示している。従って、この場合は、フレームバッ
ファc(x,y)、zバッファz(x,y)の値をとも
に更新しない。If z> z (x, y), the data c of the point to be newly written,
z is on the rear side (farther from the viewpoint) than the data of the points already written, and indicates that writing is not necessary. Therefore, in this case, the values of the frame buffer c (x, y) and the z buffer z (x, y) are not updated.
【0008】このzバッファアルゴリズムの特徴は、各
物体に対応する点の処理の順番が任意であることであ
る。どの順番で発生しても各座標(x,y)の点につい
て、最終的には一番手前の物体の色情報が各バッファ内
に残ることになる。A feature of this z-buffer algorithm is that the processing order of the points corresponding to each object is arbitrary. Regardless of the order in which they occur, the color information of the object at the foremost point remains in each buffer for the point of each coordinate (x, y).
【0009】zバッファアルゴリズムを用いて3次元画
像を作成するのに良く用いられるのは、シェーディング
である。シェーディングでは、物体の表面は小さな多角
形で構成されたものとして近似される。各多角形につい
て、その多角形内部の点のz座標、色値を全て計算する
ことが必要になり、通常は1つの画像の中にある物体を
構成する多角形の個数は数千から数万個になるので、画
像の生成には長い処理時間を要することになる。Shading is often used to create three-dimensional images using the z-buffer algorithm. In shading, the surface of an object is approximated as being composed of small polygons. For each polygon, it is necessary to calculate all the z-coordinates and color values of the points inside the polygon. Normally, the number of polygons that make up an object in one image is several thousand to tens of thousands. Therefore, it takes a long processing time to generate an image.
【0010】特に、3次元画像の中で、一部の物体のみ
(x,y及びz方向に)移動するようなアニメーション
の場合であっても、毎回全ての物体のデータを再計算し
て、上の手順で画像を生成する必要があることが問題で
ある。In particular, even in the case of an animation in which only some of the objects move in the three-dimensional image (in the x, y and z directions), the data of all the objects are recalculated each time, The problem is that it is necessary to generate an image with the above procedure.
【0011】以下に第2の従来技術を図2,3を用いて
説明する。The second conventional technique will be described below with reference to FIGS.
【0012】従来技術2:スプライト手法 画像の中で一部のみが高速に移動するようなアニメーシ
ョンを可能にする手法として、スプライト手法がある。Prior Art 2: Sprite Method A sprite method is available as a method for enabling animation in which only a part of an image moves at high speed.
【0013】このスプライト手法では、フレームバッフ
ァ2−2とは別に、それよりも小さな大きさの動画用メ
モリ(スプライトメモリ)2−5を複数個持っておく。
各スプライトメモリ2−5は順番で表示上の前後関係
(表示上の優先度)が定められている。またスプライト
メモリ2−5はフレームバッファ2−2よりも前(視点
に近い側)にあるものと定義されている。さらに、各ス
プライトメモリ2−5が、フレームバッファのどこに位
置付けられるかという情報2−1も付加されている。In this sprite method, in addition to the frame buffer 2-2, a plurality of moving picture memories (sprite memories) 2-5 each having a smaller size than that are held.
In each sprite memory 2-5, the display context (display priority) is determined in order. Further, the sprite memory 2-5 is defined to be in front of the frame buffer 2-2 (on the side closer to the viewpoint). Further, information 2-1 indicating where each sprite memory 2-5 is located in the frame buffer is also added.
【0014】フレームバッファ2−2の内容を例えば表
示201のように、CRTへ表示する際に、同時にスプ
ライトメモリ2−5の内容も読みだし、スプライトが表
示される領域104,105については、フレームバッ
ファ2−2の内容の代わりに、スプライトメモリ2−5
の内容をCRTに送る。複数のスプライトが重なる場合
は、上記した表示上の優先度に応じて一番手前のスプラ
イトのデータ104をCRTに送る。その結果、CRT
上には図2に示す様な画像203が表示される。When the contents of the frame buffer 2-2 are displayed on the CRT as in the case of the display 201, the contents of the sprite memory 2-5 are also read out at the same time, and the regions 104 and 105 where the sprites are displayed are the frames. Instead of the contents of the buffer 2-2, the sprite memory 2-5
Send the contents of CRT to CRT. When a plurality of sprites overlap each other, the data 104 of the foremost sprite is sent to the CRT in accordance with the above-mentioned display priority. As a result, CRT
An image 203 as shown in FIG. 2 is displayed above.
【0015】この手法により、いわゆる2次元画像につ
いては、高速な動画処理が可能となる。しかし、この方
法では、画像の表示上の前後関係については、スプライ
ト単位に優先順位が決められているため、でこぼこの形
状に応じて一部分が前に出ているような3次元的な画像
を構成することができない。This method enables high-speed moving image processing for so-called two-dimensional images. However, in this method, since the priorities of the display context of the image are determined for each sprite, a three-dimensional image in which a part of the image is projected according to the uneven shape is formed. Can not do it.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】従来技術1で説明した
zバッファを用いた描画手法では毎回毎回新たに、背景
画像を生成させればならないため、背景画像表示推移速
度が遅く所要時間がかかるという欠点がある。従来技術
2で説明した2次元画像表示でのスプライトを用いる手
法は高速で描画できるが背景画像並びにスプライトによ
る表示情報の前後関係(優先順位)がスプライト単位で
決められているため画像の凸凹・形状に相応して形状の
1部が前に出るような3次元画像表示を行なうことが出
来ないという問題があった。そこで本発明では、高速で
動作する3次元画像表示装置を提供することを目的とす
る。言い換えると、ハードウェア的にコンパクトでデバ
イスの構成が比較的小規模でかつ安価に実現可能な高速
3次元画像表示装置を提供することを目的としている。
さらに、ゲーム機等に応用可能なアニメーションの表示
動作を大巾に向上させた3次元画像表示装置を提供する
ことを目的としている。In the drawing method using the z-buffer described in the prior art 1, a new background image has to be generated every time, so that the background image display transition speed is slow and the required time is taken. There are drawbacks. The method using the sprite in the two-dimensional image display described in the prior art 2 can draw at high speed, but since the context (priority order) of the background image and the display information by the sprite is determined for each sprite, the unevenness / shape of the image Therefore, there is a problem that a three-dimensional image display in which a part of the shape is exposed to the front cannot be performed. Therefore, it is an object of the present invention to provide a three-dimensional image display device that operates at high speed. In other words, it is an object of the present invention to provide a high-speed three-dimensional image display device which is compact in terms of hardware, has a relatively small device configuration, and can be realized at low cost.
Further, it is another object of the present invention to provide a three-dimensional image display device which has a greatly improved animation display operation applicable to a game machine or the like.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記した目的を実現する
ため、本発明の画像表示装置は以下の特徴を有してい
る。In order to achieve the above object, the image display device of the present invention has the following features.
【0018】請求項1に記載の画像表示装置は、画像情
報を格納するフレームバッファと、該画像情報の奥行き
値を格納するzバッファと、複数の動画情報を格納する
複数の動画バッファと、該動画情報の奥行き値を格納す
る動画奥行きバッファと、前記画像情報および動画情報
を表示する表示手段と、前記画像情報および動画情報を
前記表示手段上の所定のアドレスに表示する際、該アド
レスに対応した前記zバッファ内の画像情報の奥行き値
および複数の前記動画奥行きバッファ毎の動画情報の奥
行き値とを比較する比較手段と、前記比較手段における
比較結果に基づいて、前記フレームバッファ内の画像情
報、複数の前記動画バッファ内の動画情報の何れかを前
記表示手段へ転送する機能を持つ制御手段と、から構成
されていることを特徴としている。An image display device according to a first aspect of the present invention includes a frame buffer for storing image information, a z-buffer for storing a depth value of the image information, a plurality of moving image buffers for storing a plurality of moving image information, A moving image depth buffer that stores a depth value of moving image information, a display unit that displays the image information and the moving image information, and a corresponding address when the image information and the moving image information are displayed at a predetermined address on the display unit. Comparing means for comparing the depth value of the image information in the z buffer with the depth value of the moving image information for each of the plurality of moving image depth buffers, and the image information in the frame buffer based on the comparison result in the comparing means. And a control means having a function of transferring any one of a plurality of pieces of moving picture information in the moving picture buffer to the display means. It is a symptom.
【0019】請求項2に記載の画像表示装置は、請求項
1に記載の画像表示装置において、さらに各前記動画バ
ッファ内の動画情報を前記表示手段内の所定アドレス上
に表示するためのアドレスを格納する位置レジスタを備
え、該レジスタの内容を書き換えることにより、該動画
バッファ内の動画情報を変更することなく、該表示手段
内の異なるアドレス上に該動画情報を表示する機能を有
することを特徴としている。The image display device according to a second aspect is the image display device according to the first aspect, further comprising an address for displaying the moving image information in each of the moving image buffers on a predetermined address in the display means. A position register for storing is provided, and by rewriting the contents of the register, it has a function of displaying the moving image information on a different address in the display means without changing the moving image information in the moving image buffer. I am trying.
【0020】請求項3に記載の画像表示装置は、請求項
1に記載の画像表示装置において、前記比較手段は、前
記奥行き値を比較する際に、前記画像情報あるいは前記
動画情報の何れかに所定のオフセット値を加算した後比
較動作を行なうことを特徴としている。An image display device according to a third aspect is the image display device according to the first aspect, wherein the comparing means uses either the image information or the moving image information when comparing the depth values. The feature is that the comparison operation is performed after adding a predetermined offset value.
【0021】請求項4に記載の画像表示装置は、請求項
1に記載の画像表示装置において、前記制御手段は、前
記表示手段に表示される前記画像情報および動画情報と
それらの奥行き値とをフィードバックして前記フレーム
バッファおよび前記zバッファに格納する機能を持つこ
とを特徴としている。An image display device according to a fourth aspect is the image display device according to the first aspect, wherein the control means displays the image information and the moving image information displayed on the display means and their depth values. It is characterized by having a function of feeding back and storing it in the frame buffer and the z buffer.
【0022】請求項5に記載の画像表示装置は、請求項
1に記載の画像表示装置において、さらに前記表示手段
の1ラインに対応する前記フレームバッファ内の画像情
報を格納する画像ラインバッファと該画像情報に関する
前記zバッファ内の奥行き値のz値ラインバッファとを
有し、前記動画バッファ内の1ライン分の情報を読みだ
し、該動画情報に対応する前記動画奥行きバッファ内の
z値と該z値ラインバッファ内のz値とを比較し、視点
側にある情報を該画像ラインバッファ内に格納し、この
動作を該動画バッファの個数分繰り返した後、該画像ラ
インバッファ内の情報を前記表示手段へ送信する機能を
持つことを特徴としている。An image display device according to a fifth aspect is the image display device according to the first aspect, further comprising an image line buffer for storing image information in the frame buffer corresponding to one line of the display means and the image line buffer. A z-value line buffer of depth values in the z-buffer relating to image information, reading information for one line in the moving-picture buffer, and a z-value in the moving-picture depth buffer corresponding to the moving-picture information and the z-value. The z value in the z value line buffer is compared, the information on the viewpoint side is stored in the image line buffer, and this operation is repeated for the number of the moving image buffers. It is characterized by having a function of transmitting to a display means.
【0023】請求項6に記載の画像表示装置は、請求項
5に記載の画像表示装置において、前記画像ラインバッ
ファは少なくとも2つ設けられ、一方の画像ラインバッ
ファ内の情報が前記表示手段に転送されているとき、他
方の画像ラインバッファで次の1ライン分の表示データ
が作成されている機能を持つことを特徴としている。An image display device according to a sixth aspect is the image display device according to the fifth aspect, wherein at least two image line buffers are provided, and information in one image line buffer is transferred to the display means. When this is done, the other image line buffer has a function of producing display data for the next one line.
【0024】請求項7に記載の画像表示装置は、画像情
報または動画情報を格納する複数のフレームバッファ
と、該画像情報または動画情報の奥行き値を格納する複
数のzバッファと、前記フレームバッファおよびzバッ
ファに対応し設けられた複数のプロセッサと、前記画像
情報および動画情報を表示する表示手段とから成り、複
数の前記プロセッサは、複数段に接続され、各プロセッ
サは、前記画像情報および動画情報を前記表示手段上の
所定アドレスに表示する際、該アドレスに対応した前記
zバッファ内の奥行き値と前段のプロセッサから入力さ
れた前記画像情報および動画情報の奥行き値とを比較す
る比較手段と、前記比較手段における比較結果に基づい
て、前記フレームバッファ内の画像情報、複数の前記動
画バッファ内の動画情報の何れかを次段のプロセッサへ
転送する制御手段と、を備えていることを特徴としてい
る。An image display apparatus according to a seventh aspect of the present invention is a plurality of frame buffers for storing image information or moving image information, a plurality of z buffers for storing depth values of the image information or moving image information, the frame buffer, It comprises a plurality of processors provided corresponding to a z-buffer and a display means for displaying the image information and the moving picture information. The plurality of processors are connected in a plurality of stages, and each processor has the image information and the moving picture information. When displaying at a predetermined address on the display means, a comparison means for comparing a depth value in the z buffer corresponding to the address with a depth value of the image information and moving image information input from the processor in the preceding stage, Image information in the frame buffer, moving images in the plurality of moving image buffers based on the comparison result in the comparing unit. It is characterized by comprising a control means for transferring one of the broadcast to the next processor.
【0025】[0025]
【作用】従来の2次元画像表示装置におけるスプライト
手法は高速に描画可能ではあるが、背景画像並びにスプ
ライト表示情報の前後関係(優先順位)がスプライト単
位で決められている。このため凸凹・形状に相応して1
部が前に出いるような3次元画像表示が出来ない欠点が
ある。これに対し本発明の3次元画像表示装置では、3
次元画像高速表示手段として3次元アニメーションのフ
レームバッファに背景画像表示情報奥行き値zバッファ
を付加し、これを用いてアニメーションの背景並びにス
プライトの前後表示対象を表わすことができる。3次元
スプライトは、フレームバッファよりは小さな矩形の画
像データでz値もピクセル領域範囲毎に持つことが出来
るので、表示の際に通常のスプライト処理と同じで、C
RT表示の際スキャンラインされ表示されるスプライト
データを取り込みz値の大小を比較し前(視点側)にあ
るもののみを表示データとみなす。この様に本発明の3
次元画像表示装置では背景画の前にスプライト前後情報
を入れた3次元高速動画像処理が可能となった。The sprite method in the conventional two-dimensional image display device can draw at high speed, but the context (priority order) of the background image and the sprite display information is determined for each sprite. For this reason, 1
There is a drawback that it is not possible to display a three-dimensional image such that the part is in front. On the other hand, in the three-dimensional image display device of the present invention,
As a three-dimensional image high-speed display means, a background image display information depth value z buffer is added to the frame buffer of the three-dimensional animation, and by using this, the background of the animation and the display object before and after the sprite can be represented. The three-dimensional sprite is a rectangular image data smaller than the frame buffer and can have az value for each pixel area range.
When the RT display is performed, the sprite data which is scan-lined and displayed is fetched, and the z values are compared in size, and only the one in front (viewpoint side) is regarded as the display data. Thus, the 3 of the present invention
In the three-dimensional image display device, it becomes possible to perform three-dimensional high-speed moving image processing in which sprite information before and after the background image is inserted.
【0026】又、スプライト・パターンにα値を持たせ
る拡張も考えられる。これにより、ハードウェア的にコ
ンパクトでデバイスの構成が比較的小規模で行え、安価
で高速な3次元画像表示装置を実現することができる。
本発明をゲーム機等のアニメーション表示装置に応用す
れば描画動作の効率を大巾に向上させ得る。It is also conceivable to extend the sprite pattern to have an α value. As a result, it is possible to realize an inexpensive and high-speed three-dimensional image display device that is compact in terms of hardware and can be configured in a relatively small device.
If the present invention is applied to an animation display device such as a game machine, the efficiency of drawing operation can be greatly improved.
【0027】[0027]
【実施例】先ず、本発明の概要を図1、図4、図5を用
いて説明する。図1は本発明の基本概念図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the outline of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a basic conceptual diagram of the present invention.
【0028】本発明の3次元画像装置では、従来技術1
で説明したzバッファアルゴリズムの場合と同様に、フ
レームバッファにzバッファおよびスプライトメモリ5
03,504が付いている。このスプライトメモリ50
3,504は、色彩情報はフレームバッファと同数の
(1ピクセル当たりの)ビット数を持ち、z情報もzバ
ッファと同数の(1ピクセル当たりの)ビット数を持
つ。スプライトメモリの領域の大きさとしては、通常は
フレームバッファよりも小さいが、フレームバッファと
同様の大きさを持つ場合もある。In the three-dimensional image device of the present invention, the prior art 1
As in the case of the z-buffer algorithm described above, the z-buffer and the sprite memory 5 are added to the frame buffer.
03,504 is attached. This sprite memory 50
3, 504, the color information has the same number of bits (per pixel) as the frame buffer, and the z information has the same number of bits (per pixel) as the z buffer. The size of the area of the sprite memory is usually smaller than that of the frame buffer, but it may have the same size as the frame buffer.
【0029】フレームバッファとzバッファに保持され
ている画像データを背景画301と呼ぶことにする。C
RT518上への表示時に、スプライトメモリの内容3
02は、フレームバッファおよびzバッファ内の画像デ
ータと一緒に読みだされ、両者が合成される。この時ス
プライトデータの中で背景画よりもz値が小さいもの、
即ち304については、背景画の色値の替わりにスプラ
イトの色値がCRT518に送られる。これによりCR
T518上へ合成表示される画像は、303のようにな
る。The image data held in the frame buffer and the z buffer will be referred to as a background image 301. C
Contents of sprite memory 3 when displayed on RT518
02 is read out together with the image data in the frame buffer and z buffer, and both are combined. At this time, in the sprite data, z value smaller than the background image,
That is, for 304, the color value of the sprite is sent to the CRT 518 instead of the color value of the background image. This makes CR
The image synthesized and displayed on T518 is like 303.
【0030】上記した処理は、図1の構成を有する画像
処理装置により実現される。背景画の色値はフレームバ
ッファ501にz値はzバッファ502に保持されてい
る。スプライトの色値はメモリ503にz値はメモリ5
04に保持されている。又、CRT518上へ表示され
るスプライトの開始位置(スプライトの左上角の位置)
の値はレジスタ505に設定される。アドレス生成器5
06は、CRT518のリフレッシュに同期して、順次
表示アドレス507をフレームバッファ501とzバッ
ファ502に送る。一方で、アドレス生成器506はス
プライト開始位置と表示位置の値により、スプライトが
表示される位置に来たことを判定し、領域判定結果50
8をアンド回路521へ出力し、かつスプライトメモリ
に関するアドレス509を出力する。The above processing is realized by the image processing apparatus having the configuration of FIG. The color value of the background image is held in the frame buffer 501 and the z value is held in the z buffer 502. Sprite color values are stored in memory 503 and z values are stored in memory 5.
It is held at 04. Also, the start position of the sprite displayed on the CRT 518 (the position of the upper left corner of the sprite)
Is set in the register 505. Address generator 5
06 sends the display address 507 to the frame buffer 501 and the z buffer 502 sequentially in synchronization with the refresh of the CRT 518. On the other hand, the address generator 506 determines that the position where the sprite is displayed is reached based on the values of the sprite start position and the display position, and the area determination result 50
8 is output to the AND circuit 521, and the address 509 related to the sprite memory is output.
【0031】背景画のz値510とスプライトのz値5
11が比較器512で比較される。比較結果513(ス
プライトのz値が小さい時に1となるものとする)と、
領域判定結果508(スプライト表示領域で1となるも
のとする)のAND演算がアンド回路521で行なわれ
その結果を選択信号514として、セレクタ520が背
景画の色情報515(選択信号が0)か又はスプライト
の色情報516(選択信号が1)の何れかを選択してデ
ィジタルアナログコンバータ(DAC)517を経由し
てCRT518に送られる。Background image z value 510 and sprite z value 5
11 are compared by the comparator 512. The comparison result 513 (assumed to be 1 when the sprite z value is small),
The AND operation of the area determination result 508 (assumed to be 1 in the sprite display area) is performed in the AND circuit 521, and the result is used as the selection signal 514, and the selector 520 determines whether the background image color information 515 (the selection signal is 0). Alternatively, one of the sprite color information 516 (selection signal is 1) is selected and sent to the CRT 518 via the digital-analog converter (DAC) 517.
【0032】上記構成の画像表示装置を用いれば、スプ
ライトメモリ503,504内の物体の位置を変化させ
る場合、スプライトスタート位置レジスタ505の内容
を書き換えるだけで、位置が移動した同一の3次元画像
をCRT518上へ表示できるので、リアルタイムな3
次元アニメーションが簡単な操作により可能になる。Using the image display device having the above-described configuration, when the position of the object in the sprite memories 503 and 504 is changed, the same three-dimensional image whose position has been moved can be displayed by simply rewriting the contents of the sprite start position register 505. Since it can be displayed on the CRT 518, 3
Dimensional animation becomes possible by simple operation.
【0033】次に本発明の第一の実施例としての画像表
示装置に関し図6、図7、図8を用いて説明する。Next, an image display apparatus as a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6, 7 and 8.
【0034】この実施例の画像表示装置の全体構成は図
6に示す。発明の概要の図1に対して、外部よりフレー
ムバッファ、zバッファ、スプライトメモリにデータを
書き込むためのバス601、zオフセットレジスタ60
2、フレームバッファとスプライトの色情報を一時的に
保持するためのレジスタ603,604、さらに比較器
の結果を1クロック分遅らせるための遅延レジスタ60
5が新たに追加されている。The overall structure of the image display device of this embodiment is shown in FIG. In contrast to FIG. 1 of the outline of the invention, a bus 601 for writing data to a frame buffer, a z buffer, and a sprite memory from the outside, a z offset register 60
2. Registers 603 and 604 for temporarily holding the color information of the frame buffer and sprite, and a delay register 60 for delaying the result of the comparator by one clock.
5 is newly added.
【0035】以下の説明では、フレームバッファのサイ
ズは512×512ピクセルとし、x,yともに9bi
tのカウンタでアドレスされるものとする。スプライト
の大きさは、32×32ピクセルとする。又、zバッフ
ァは1ピクセル8bitで構成されるものとする。しか
し他のbit数を用いた場合であってもzバッファ全く
同様に実現できる。In the following description, the size of the frame buffer is 512 × 512 pixels, and x and y are both 9 bi.
It shall be addressed by a counter of t. The size of the sprite is 32 × 32 pixels. Further, the z buffer is assumed to be composed of 1 pixel 8 bits. However, even if another number of bits is used, the z buffer can be realized in exactly the same manner.
【0036】図7はアドレス生成器506の構成図であ
る。701は表示アドレス生成器で、通常のCRT表示
のためのアドレス生成を行うものである。基準クロック
に対して1クロック毎に一度アドレスを更新して出力す
る。この出力のx702,y703より、スプライトメ
モリのためのアドレスx’704,y’705を生成す
る。減算器706,707により、次式のように、アド
レスを計算する。ここで、xs,ysは、スプライト開
始位置で、スプライト開始位置レジスタ505は、x,
yそれぞれの開始位置xs708,ys709からな
る。スプライト開始位置レジスタ505は、外部から新
しい値を信号線711,712を介して取り込むことに
よりその内容を変更する機能を持つ。FIG. 7 is a block diagram of the address generator 506. A display address generator 701 generates an address for normal CRT display. The address is updated once per clock with respect to the reference clock and output. From the outputs x702 and y703, addresses x'704 and y'705 for the sprite memory are generated. The address is calculated by the subtracters 706 and 707 as in the following equation. Here, xs and ys are sprite start positions, and the sprite start position register 505 is x,
Each of y has start positions xs708 and ys709. The sprite start position register 505 has a function of externally fetching a new value via the signal lines 711 and 712 and changing its content.
【0037】x’=x−xs y’=y−ys スプライト表示位置かどうかは、次式を用いて判定回路
710で判定される。X '= x-xs y' = y-ys Whether or not it is the sprite display position is determined by the determination circuit 710 using the following equation.
【0038】0<=x’<32 0<=y’<32 従って、判定回路710では、x,yどちらもこの条件
を満たす時に、判定結果出力508に値1を出力する。
減算結果のx’704とy’705は併せてスプライト
メモリへのアドレス509となる。0 <= x '<32 0 <= y'<32 Therefore, the judgment circuit 710 outputs the value 1 to the judgment result output 508 when both x and y satisfy this condition.
The subtraction result x'704 and y'705 together form the address 509 to the sprite memory.
【0039】図8でz比較器の説明を行う。z比較器で
は、スプライトのz値(スプライト)に対して所定のオ
フセット値(zオフセット)を足してから背景画のz値
と比較を行う。即ち次の条件を満たす時に、比較結果5
13として“1”を出力する。The z comparator will be described with reference to FIG. In the z comparator, a predetermined offset value (z offset) is added to the z value (sprite) of the sprite, and then the z value of the background image is compared. That is, when the following conditions are satisfied, the comparison result 5
"1" is output as 13.
【0040】zスプライト+zオフセット≦z背景 ここで、zスプライトはスプライトのz値、zオフセッ
トはスプライトのzオフセット値、z背景は背景画のz
値である。スプライトのz値511と背景のz値510
は8bitで無符号の数値である。一方zオフセット8
01は2の補数表現での有符合数で9bitの値をと
る。zスプライト511は最上位に符号bitとして0
を加えられて、加算器802により加算され、加算結果
803は9bitの有符号数になる。z背景のz値51
0は最上位に符号bitとして0を加えられて、有符号
の大小比較器804により比較結果513が出力され
る。Z sprite + z offset ≦ z background where z sprite is the z value of the sprite, z offset is the z offset value of the sprite, and z background is the z of the background image.
It is a value. Sprite z-value 511 and background z-value 510
Is an 8-bit unsigned numerical value. On the other hand, z offset 8
01 is a signed number in 2's complement notation and takes a value of 9 bits. The z sprite 511 has a code bit of 0 at the top.
Is added and added by the adder 802, and the addition result 803 becomes a signed bit number of 9 bits. z background z value 51
For 0, 0 is added to the highest order as a code bit, and the comparison result 513 is output by the magnitude comparator 804 with a sign.
【0041】比較結果は一度遅延レジスタ605に入
り、次のクロックサイクルで、セレクタ520に対する
選択信号として働き、一時レジスタ603に入っていた
背景画の色情報と一時レジスタ604に入っていたスプ
ライトの色情報のうちの何れかが選択される。The comparison result once enters the delay register 605 and, at the next clock cycle, acts as a selection signal for the selector 520, and the background image color information stored in the temporary register 603 and the sprite color stored in the temporary register 604. Any of the information is selected.
【0042】即ち、z値の比較と色値の選択は2段のパ
イプライン動作になっている。何故パイプライン構成に
するかと言えば、これは、CRT518への表示のドッ
トレートの短い1クロックサイクル内で、z値の比較と
色値との選択の両方を行うのは困難なためである。That is, the z value comparison and the color value selection are pipeline operations in two stages. The reason why the pipeline structure is adopted is that it is difficult to perform both z value comparison and color value selection within one clock cycle in which the dot rate of display on the CRT 518 is short.
【0043】この実施例では、図6に示すようにzのオ
フセットレジスタ602を持ち、このレジスタ602も
スプライト開始位置レジスタ505と同様に書き込みの
手段を持つ。このため、スプライトで表されている物体
が、x,y方向だけでなく、奥行き方向に移動した場合
でも、レジスタを書き換えるだけの処理で新たな3次元
画像を表示できることになる。In this embodiment, as shown in FIG. 6, an offset register 602 for z is provided, and this register 602 also has a writing means like the sprite start position register 505. Therefore, even if the object represented by the sprite moves not only in the x and y directions but also in the depth direction, a new three-dimensional image can be displayed only by rewriting the register.
【0044】この実施例は、フレームバッファとzバッ
ファにランダムアクセスのメモリを使っているが、通常
の画像表示システムでよく用いられるようにデュアルポ
ート・RAMを用いて、表示用の読みだしにシリアルポ
ートを用いる構成にすることも容易である。In this embodiment, a random access memory is used for the frame buffer and the z buffer, but a dual port RAM is used as is often used in an ordinary image display system, and a serial read is used for display. It is also easy to use a port.
【0045】以上説明した実施例は、スプライトメモリ
が1個の場合であるが、以下に複数のスプライトメモリ
を構成するモジュールの構造の説明を図9、図10を用
いて行う。図9に示すように、スプライトメモリとz値
の比較、色情報の選択の機能はモジュール化されてお
り、スプライトメモリ単位としての各モジュール901
は必要数だけ、直列につなげられる構成になっている。
これにより、このモジュール901をつなげた個数だけ
異なるスプライトを同時に画面上に表示できるようにな
る。図9に示す様に、このモジュール901には、色情
報902、z値903が基準クロック910に同期して
クロック毎に順次入力される。さらにCRT制御のため
の同期信号として、垂直同期信号904、水平同期信号
905が与えられる。これらの信号は次の2つの目的
(1),(2) のためこのモジュールの各モジュール901−
1,901−2,…901−Nへ入力され、CRTへ送
られる。The embodiment described above is for the case where there is one sprite memory, but the structure of the modules constituting a plurality of sprite memories will be described below with reference to FIGS. 9 and 10. As shown in FIG. 9, the functions of comparing the sprite memory with the z value and selecting the color information are modularized, and each module 901 as a unit of the sprite memory.
Can be connected in series as many times as necessary.
As a result, it becomes possible to simultaneously display different sprites on the screen by the number of connected modules 901. As shown in FIG. 9, color information 902 and z value 903 are sequentially input to this module 901 in synchronization with a reference clock 910 for each clock. Further, a vertical synchronizing signal 904 and a horizontal synchronizing signal 905 are given as synchronizing signals for CRT control. These signals have two purposes:
Due to (1) and (2), each module 901- of this module
1, 901-2, ..., 901-N and sent to the CRT.
【0046】(1) モジュールの個数だけ、CRTに送る
最終的な色信号も遅延するので、それに合わせて同期信
号904,905も同じ時間だけ遅延させる必要があ
る。(1) Since the final color signal sent to the CRT is delayed by the number of modules, it is necessary to delay the synchronization signals 904 and 905 by the same time accordingly.
【0047】(2) モジュール内のカウンタの初期化に用
いる。(2) Used to initialize the counter in the module.
【0048】更に、このモジュール901に対する各種
のパラメータや内部メモリのセットのための複数bit
からなるコマンド信号906も入力される。Furthermore, a plurality of bits for setting various parameters and internal memory for this module 901.
The command signal 906 consisting of
【0049】以下に次段以降のモジュール901−2,
…901−Nへ入力される各種信号の流れを説明する。
先ず、初段モジュール901−1の出力として、色情報
902−2、z値903−2、垂直同期信号904−
2、水平同期信号905−2、コマンド信号906−2
が出力される。これらの信号は、それぞれ次段以降のモ
ジュールへ入力される。これらの情報は初段モジュール
901−1の入力情報902−1,903−1,904
−1,905−1,906−1と同様なので説明を省略
する。The following modules 901-2 and the following modules are shown below.
The flow of various signals input to 901-N will be described.
First, as the output of the first-stage module 901-1, color information 902-2, z value 903-2, and vertical synchronization signal 904-
2, horizontal sync signal 905-2, command signal 906-2
Is output. Each of these signals is input to the subsequent modules. These pieces of information are input information 902-1, 903-1, 904 of the first-stage module 901-1.
Since it is the same as -1, 905-1 and 906-1, description thereof will be omitted.
【0050】初段のモジュール901−1の入力の色情
報902には、フレームバッファ502からの読みださ
れたデータが入力される。z値情報入力903としては
z値バッファ501から読みだされたデータが入力され
る。最終段のモジュール901−Nの出力としては、色
情報902−NはDAC517を経由してCRT518
へ送られ、垂直904−N及び水平同期信号905−N
はCRT518への同期信号として送られる。一方z値
情報とコマンド信号はCRTへ送信されない。The data read from the frame buffer 502 is input to the color information 902 of the input of the module 901-1 in the first stage. As the z value information input 903, the data read from the z value buffer 501 is input. As the output of the module 901-N at the final stage, the color information 902-N is sent to the CRT 518 via the DAC 517.
Sent to the vertical 904-N and horizontal sync signal 905-N.
Is sent as a sync signal to the CRT 518. On the other hand, the z value information and the command signal are not transmitted to the CRT.
【0051】各モジュール901には、モジュール毎の
識別番号としての信号920も又入力される。A signal 920 as an identification number for each module is also input to each module 901.
【0052】図10はモジュール901−1の内部構成
を示した構成図である。先ずcメモリ503,zメモリ
504等のメモリのアドレスの処理を説明する。垂直同
期信号904−1がアクティブになった時にyカウンタ
1001にy開始レジスタ1002の値が転送される。
さらにy幅カウンタ1003にy幅レジスタの1004
値が転送される。FIG. 10 is a block diagram showing the internal structure of the module 901-1. First, processing of addresses of memories such as the c memory 503 and the z memory 504 will be described. When the vertical synchronizing signal 904-1 becomes active, the value of the y start register 1002 is transferred to the y counter 1001.
Further, the y width counter 1003 is set to the y width register 1004.
The value is transferred.
【0053】以後、水平同期信号905−1がアクティ
ブになる毎にyカウンタ1001の値は1ずつデクリメ
ントされる。Thereafter, each time the horizontal synchronizing signal 905-1 becomes active, the value of the y counter 1001 is decremented by one.
【0054】yカウンタ1001が0になると、yカウ
ンタ1001内の値はデクリメントされない。y開始レ
ジスタ1002の内容が0であれば、全くデクリメント
されない。When the y counter 1001 becomes 0, the value in the y counter 1001 is not decremented. If the content of the y start register 1002 is 0, it is not decremented at all.
【0055】yカウンタ1001が0の時は、水平同期
信号905−1がアクティブになる毎にy幅カウンタ1
003の値が1ずつデクリメントされる。When the y counter 1001 is 0, the y width counter 1 is activated each time the horizontal synchronizing signal 905-1 becomes active.
The value of 003 is decremented by 1.
【0056】y幅カウンタ1003が0から−1に変わ
ったら、以後はy幅カウンタ1003内の値をデクリメ
ントしない。When the y width counter 1003 changes from 0 to -1, the value in the y width counter 1003 is not decremented thereafter.
【0057】水平同期信号905−1がアクティブにな
った時に、xカウンタ1005にx開始レジスタ100
6の値が、x幅カウンタ1007にx幅レジスタ100
8の値が転送される。When the horizontal synchronizing signal 905-1 becomes active, the x start register 100 is set in the x counter 1005.
The value of 6 is stored in the x-width counter 1007 by the x-width register 100.
A value of 8 is transferred.
【0058】以後、基準クロック910に同期して、x
カウンタ1005の値が1ずつデクリメントされる。Thereafter, x is synchronized with the reference clock 910.
The value of the counter 1005 is decremented by one.
【0059】xカウンタ1005が0になった後、xカ
ウンタx1001はデクリメントされない。x開始レジ
スタ1006の内容が0であれば、全くデクリメントさ
れないことになる。After the x counter 1005 reaches 0, the x counter x1001 is not decremented. If the content of the x start register 1006 is 0, it is not decremented at all.
【0060】xカウンタ1005が0の時は、基準クロ
ック910に同期して、x幅カウンタ1007の値が1
ずつデクリメントされる。When the x counter 1005 is 0, the value of the x width counter 1007 is 1 in synchronization with the reference clock 910.
Decremented one by one.
【0061】x幅カウンタ1007が0から−1になっ
た後、x幅カウンタ1007はデクリメントされない。After the x-width counter 1007 has changed from 0 to -1, the x-width counter 1007 is not decremented.
【0062】xカウンタ1005、yカウンタ1001
が0であって、x幅カウンタ1007、y幅カウンタ1
003が0でない場合、スプライトはCRT上へ表示さ
れる。領域判定部1010では、上記した条件の場合ス
プライト表示期間であることを示す信号1011をアン
ド回路1052へ出力する。X counter 1005, y counter 1001
Is 0, x width counter 1007, y width counter 1
If 003 is not 0, the sprite is displayed on the CRT. The area determination unit 1010 outputs to the AND circuit 1052 a signal 1011 indicating that it is in the sprite display period under the above conditions.
【0063】x幅カウンタ1007、y幅カウンタ10
03の符号bitを除いた部分を反転した信号を合わせ
た信号1009が、cメモリ503およびzメモリ50
4へアドレスとして入力される。X width counter 1007, y width counter 10
A signal 1009, which is a signal obtained by inverting the signal except for the sign bit of 03, is generated in the c memory 503 and the z memory 50.
4 is input as an address.
【0064】例えば、スプライトメモリ即ちcメモリ5
03、zメモリ504のサイズが256*256ピクセ
ルの場合、X(Y)幅カウンタ1007,1003はそ
れぞれ符号を含めて9bitで構成される。スプライト
の大きさは32*32ピクセルとすると、X(Y)幅レ
ジスタ1008には値31(16進で11111)が予
めセットされている。For example, sprite memory or c memory 5
03, when the size of the z memory 504 is 256 * 256 pixels, the X (Y) width counters 1007 and 1003 are each configured by 9 bits including a code. If the size of the sprite is 32 * 32 pixels, the value 31 (11111 in hexadecimal) is preset in the X (Y) width register 1008.
【0065】X(Y)幅カウンタ1007には垂直同期
信号904−1が入力された際に、X(Y)幅レジスタ
1008の値31(000011111)がロードさ
れ、以後x幅カウンタ1007は−1(1111111
11)になるまで順次デクリメントされる。水平同期信
号905−1が入力された際に、y幅カウンタ1003
はデクリメントされ、x幅レジスタ1008にはまた3
1がロードされる。When the vertical synchronizing signal 904-1 is input to the X (Y) width counter 1007, the value 31 (000011111) of the X (Y) width register 1008 is loaded, and thereafter the x width counter 1007 is -1. (1111111
It is decremented sequentially until 11). When the horizontal synchronizing signal 905-1 is input, the y width counter 1003
Is decremented and the x-width register 1008 again has 3
1 is loaded.
【0066】y幅カウンタはy幅レジスタ1004から
−1引いた値になるまで、デクリメントされる。The y-width counter is decremented to the value obtained by subtracting -1 from the y-width register 1004.
【0067】上記した場合における、cメモリ503、
zメモリ504へ入力されるアドレスの変化を以下に示
す。ここで、アドレスの前半8ビットはx座標、後半8
ビットはy座標を示している。In the above case, the c memory 503,
The change of the address input to the z memory 504 is shown below. Here, the first 8 bits of the address are the x coordinate and the second 8
The bit indicates the y coordinate.
【0068】[0068]
【表1】 以上でスプライトメモリとしてのcメモリ503,zメ
モリ504に対するアドレス処理の説明を終了する。[Table 1] This is the end of the description of the address processing for the c memory 503 and the z memory 504 as sprite memories.
【0069】次にモジュール901−1のデータの処理
の説明を行なう。Next, the data processing of the module 901-1 will be described.
【0070】●第1ステージ フレームバッファ502のc値、z値バッファ501の
z値は、基準クロック910に同期してc入力レジスタ
1020,z入力レジスタ1021に入る。同時にスプ
ライトメモリであるcメモリ503、zメモリ504の
内容がアドレス1009に従って読みだされ、スプライ
トメモリデータレジスタ1022,1023内に入る。The c value of the first stage frame buffer 502 and the z value of the z value buffer 501 enter the c input register 1020 and the z input register 1021 in synchronization with the reference clock 910. At the same time, the contents of the c memory 503 and z memory 504, which are sprite memories, are read out according to the address 1009 and entered into the sprite memory data registers 1022, 1023.
【0071】●第2ステージ 次のクロックサイクルで、z入力レジスタ1021内の
z値、c入力レジスタ1023内のc値とzオフセット
レジスタ602の値をz比較器512が比較する。さら
にスプライト表示期間であることを示す信号1011、
制御部1050からの“非コマンド信号”とAND演算
を行った結果を1bit構成のz比較結果レジスタ10
30に書き込む。Second Stage In the next clock cycle, the z comparator 512 compares the z value in the z input register 1021 and the c value in the c input register 1023 with the value in the z offset register 602. Further, a signal 1011 indicating the sprite display period,
The result of performing the AND operation with the "non-command signal" from the control unit 1050 is the z-comparison result register 10 of 1-bit configuration.
Write in 30.
【0072】一方、同時にc入力レジスタ1020、z
入力レジスタ1021、スプライトメモリ用のc値レジ
スタ1022およびz値レジスタ1023の内容はパイ
プライン処理される各レジスタ1024,1025,1
026,1027へそれぞれ転送される。Meanwhile, at the same time, the c input registers 1020, z
The contents of the input register 1021, the c value register 1022 for the sprite memory, and the z value register 1023 are pipeline-processed.
026 and 1027 respectively.
【0073】●第3ステージ 次のクロックサイクルで、比較結果レジスタ1030の
出力を選択信号としてこの信号の値に従ってセレクタ1
031,1032により、レジスタ1024内のスプラ
イトのc値およびレジスタ1026内のフレームのc値
とをセレクタ1031で比較しそのいずれかをc出力レ
ジスタ1033へ出力する。又レジスタ1025内のス
プライトのz値およびレジスタ1027内のフレームの
z値とをセレクタ1032により比較しそのいずれかを
z出力レジスタ1034に書き込む。Third stage In the next clock cycle, the output of the comparison result register 1030 is used as a selection signal according to the value of this signal and the selector 1
031, 1032, the c value of the sprite in the register 1024 and the c value of the frame in the register 1026 are compared by the selector 1031 and one of them is output to the c output register 1033. Also, the z value of the sprite in the register 1025 and the z value of the frame in the register 1027 are compared by the selector 1032, and one of them is written in the z output register 1034.
【0074】c出力レジスタ1033、z出力レジスタ
1034の内容がCRT518への出力となる。The contents of the c output register 1033 and the z output register 1034 are output to the CRT 518.
【0075】以上のように第1〜3ステージは3段のパ
イプライン処理で実行される。即ち、各ステージでは1
クロック毎に入力を受取り、3クロックの遅れをもって
1クロック毎にモジュール901−1から出力する動作
を行なう。As described above, the first to third stages are executed by pipeline processing of three stages. That is, 1 at each stage
It receives an input every clock and outputs from the module 901-1 every clock with a delay of three clocks.
【0076】●同期信号の扱い 垂直同期信号904−1、水平同期信号905−1は、
色信号、z値のモジュール901−1内での遅延の長さ
と同期をとるために、レジスタ1040,1041,1
042に順次転送される。初段のレジスタ1040の値
は制御部1050に送られ、前記アドレス制御に用いら
れる。Handling of sync signal The vertical sync signal 904-1 and the horizontal sync signal 905-1 are
In order to synchronize the length of the delay of the color signal and the z value in the module 901-1, the registers 1040, 1041, 1
042 is sequentially transferred. The value of the register 1040 at the first stage is sent to the control unit 1050 and used for the address control.
【0077】●コマンドの扱い 各モジュールの初期設定として、各種レジスタへのセッ
トとcメモリ、zメモリへの書き込みが必要であり、こ
れらの処理はコマンド信号に基づいて実行される。コマ
ンド信号の概略構成を図11に示す。● Handling of commands As initial setting of each module, it is necessary to set various registers and write to c memory and z memory, and these processes are executed based on command signals. A schematic structure of the command signal is shown in FIG.
【0078】コマンド信号906−1はコマンドレジス
タ1043に入り、制御部でデコードされ、かつ各種制
御信号1051が作られる。コマンドは、コマンドの種
類を指示するコード部1101とモジュールの番号を指
示するID部1102とからなる。直列に接続可能なモ
ジュールの個数はこのID部のbit数で決まる。制御
部1050では、コマンドのID部1101の値とモジ
ュールに対するID入力信号920とを比較し、これら
が一致する場合のみそのモジュール内で対応する動作を
行い、一致しない場合には、そのコマンド及びデータを
素通りさせる。The command signal 906-1 enters the command register 1043, is decoded by the control unit, and various control signals 1051 are produced. The command includes a code section 1101 for instructing the type of command and an ID section 1102 for instructing the module number. The number of modules that can be connected in series is determined by the number of bits in this ID section. The control unit 1050 compares the value of the ID section 1101 of the command with the ID input signal 920 for the module, performs the corresponding operation in the module only when they match, and when they do not match, the command and data Pass through.
【0079】コマンド信号906−1も同期信号と同様
に、レジスタ1043,1044,1045へ転送され
る。The command signal 906-1 is also transferred to the registers 1043, 1044 and 1045 similarly to the synchronizing signal.
【0080】レジスタへのパラメータをセットする際に
は、パラメータは色情報としてのc入力902−1とz
値としてのz入力903−1を用いて該レジスタへ与え
られる。コマンドの種類に応じてc入力レジスタ102
0とz入力レジスタ1021の内容が、zオフセットレ
ジスタ602、z開始レジスタ1006、y開始レジス
タ1002、x幅レジスタ1008、y幅レジスタ10
04に転送される。When setting the parameters in the register, the parameters are c input 902-1 and z as color information.
It is provided to the register using the z input 903-1 as the value. C input register 102 depending on the type of command
0 and the contents of the z input register 1021 are the z offset register 602, the z start register 1006, the y start register 1002, the x width register 1008, and the y width register 10.
04.
【0081】スプライト情報としてのcメモリ503、
zメモリ504への書き込みデータもc入力レジスタ1
020、z入力レジスタ1021を経由してcメモリ5
03、zメモリ504へ与えられる。メモリ書き込みの
コマンドを出しているときは、両方のメモリは書き込み
モードになり、あらかじめセットされた、x幅レジスタ
1008、y幅レジスタ1004の値に応じてメモリ内
の該当する領域に書き込まれる。C memory 503 as sprite information,
The write data to the z memory 504 is also the c input register 1
020, c memory 5 via z input register 1021
03, z memory 504. When the memory write command is issued, both memories are in the write mode and are written in the corresponding areas in the memories according to the preset values of the x width register 1008 and the y width register 1004.
【0082】次に制御部の構成について図17を用いて
説明する。Next, the structure of the control unit will be described with reference to FIG.
【0083】制御部は、図17のような構成を取り、デ
コーダ部と比較器からなる。The control unit has a structure as shown in FIG. 17, and comprises a decoder unit and a comparator.
【0084】コマンド信号906−1内のID部110
2は制御部1050内ではID部1705として比較器
1706によりモジュールID信号920と比較(一致
するかどうかの比較)される。その比較結果とコマンド
の信号906−1内のコード部1101、即ち制御部1
050内のコード部1702、同期信号1700がデコ
ーダ1703の入力となる。デコーダ1703により、
制御信号1051が生成される。ID section 110 in command signal 906-1
In the control unit 1050, 2 is compared with the module ID signal 920 by the comparator 1706 as an ID unit 1705 (comparison of whether they match). The comparison result and the code portion 1101 in the signal 906-1 of the command, that is, the control portion 1
The code portion 1702 in 050 and the synchronization signal 1700 are input to the decoder 1703. With the decoder 1703,
The control signal 1051 is generated.
【0085】デコーダ1703は以下に示す各種制御信
号1051を生成する。尚、これらの制御信号の概略説
明を以下に行なう。The decoder 1703 generates various control signals 1051 shown below. A brief description of these control signals will be given below.
【0086】●非コマンド信号 現在の動作がコマンドに基づく動作ではなく、通常の表
示であることを示す。コマンド実行中は、この信号は0
になり、これにより図10で示す、ANDゲート105
2により、z比較器512の出力結果によらず、モジュ
ール901−1の入力データがそのまま出力データとし
てモジュール901−1の外部へ出力されていく。Non-command signal Indicates that the current operation is not a command-based operation but a normal display. This signal is 0 during command execution.
And the AND gate 105 shown in FIG.
2, the input data of the module 901-1 is directly output to the outside of the module 901-1 as output data regardless of the output result of the z comparator 512.
【0087】●各種ライト信号 x開始レジスタライト y開始レジスタライト x幅レジスタライト y幅レジスタライト zオフセットライト これらの信号は、コマンドコードに応じて1になり、モ
ジュールID信号920とコマンド信号のID部110
2の値が一致しなかった場合は0となる。Various write signals x start register write y start register write x width register write y width register write z offset write These signals become 1 according to the command code, and the module ID signal 920 and the ID portion of the command signal. 110
When the values of 2 do not match, the value becomes 0.
【0088】●xカウンタロード信号 この信号は、水平同期信号が出た場合にのみ1となる。X counter load signal This signal becomes 1 only when the horizontal synchronizing signal is output.
【0089】●yカウンタロード信号 この信号は、垂直同期信号が出た場合に1となる。Y counter load signal This signal becomes 1 when the vertical synchronizing signal is output.
【0090】●x幅カウンタロード信号 この信号は、次の2つの場合に1となる。X-width counter load signal This signal becomes 1 in the following two cases.
【0091】(1)水平同期信号が出た場合 (2)コマンドがx幅カウンタロードコマンドである場
合 ●y幅カウンタロード信号 この信号は、次の2っの場合に1となる。(1) When the horizontal synchronizing signal is output (2) When the command is the x width counter load command: y width counter load signal This signal becomes 1 in the following two cases.
【0092】(1)垂直同期信号が出た場合 (2)コマンドがy幅カウンタロードコマンドである場
合 ●メモリ書き込み信号 コマンドがメモリ書き込みマンドである場合、この信号
は1になる。(1) When the vertical synchronizing signal is output (2) When the command is the y width counter load command ● Memory write signal When the command is the memory write command, this signal becomes 1.
【0093】次に上記した第2の実施例の画像表示装置
に関していくつかの変形について説明する。Next, some modifications of the image display device of the second embodiment will be described.
【0094】第一の変形は、各モジュール901で、x
開始、x幅、y開始、y幅、zオフセットのレジスタの
セットを複数セット持った構成にする。これにより同一
のスプライトのデータであるが、画面上複数の位置に異
なる奥行き値を持って同一のスプライト情報を表示でき
るようにすることが可能となる。The first modification is that each module 901 has x
The configuration has a plurality of sets of registers for start, x width, y start, y width, and z offset. This makes it possible to display the same sprite information with different depth values at a plurality of positions on the screen, although the data is for the same sprite.
【0095】第二の変形は、最終的な画像データをDA
C517のほうに送るだけでなく、フレームバッファと
zバッファあるいは別に設けたメモリ内に書き込む構成
にする。これにより、いくつかのスプライトデータを重
ね合わせたものを新たに背景データとして用いることが
可能となる。The second modification is that the final image data is DA
Not only the data is sent to C517, but also the data is written in the frame buffer and the z buffer or in a separately provided memory. As a result, it is possible to newly use a combination of some sprite data as background data.
【0096】第三の変形は、フレームバッファとzバッ
ファを併せて同一のメモリとして、該メモリの1ワード
内に色データとzデータとを併せて持つ構成にする。こ
の場合、スプライトメモリも同一の1ワード当たりのビ
ット数を持つメモリとなる。更に、1ワードの中の色デ
ータとzデータとのbit数の配分を可変にする。この
ために、z比較器の変更が必要とされる。1ワードの中
でのzの部分を表すマスクレジスタを持った構成にし、
z比較器の入力には、このマスクレジスタの値とAND
演算の結果が入る。この変形例の構成を図12、図13
で説明する。入力データ1201は32bitからな
り、z部分はこの内の上位bit側に連続してとられて
おり最高で24bitまでzデータとすることができ
る。この場合、色データは最低で8bitである。図1
2にモジュール内のデータ処理の部分を示す。In the third modification, the frame buffer and the z buffer are combined into the same memory, and one word of the memory has both color data and z data. In this case, the sprite memory also has the same number of bits per word. Furthermore, the distribution of the number of bits of color data and z data in one word is made variable. This requires modification of the z comparator. It has a structure with a mask register that represents the z part in one word,
The value of this mask register is ANDed to the input of the z comparator.
Contains the result of the operation. The configuration of this modification is shown in FIGS.
Described in. The input data 1201 consists of 32 bits, and the z portion is continuously taken on the upper bit side of this, and up to 24 bits can be z data. In this case, the minimum color data is 8 bits. Figure 1
2 shows the data processing part in the module.
【0097】内部メモリの読みだしデータ1202は、
レジスタ1204に、入力データはレジスタ1203に
取り込まれる。両レジスタの上位24bitのデータ1
205,1206とzオフセットレジスタ602がz比
較器512の入力となる。zオフセットレジスタ602
は24bitに符号bitを加えた25bitからな
る。比較器の出力と領域信号のANDをとったものがレ
ジスタ1030に格納され、セレクタ1210の選択信
号となる。レジスタ1203内に格納された入力データ
とレジスタ1204内に格納された内部メモリの読みだ
しデータ1202はパイプラインレジスタ1207,1
208に入り、次のクロックでセレクタ1210で選択
されて出力レジスタ1211に入り出力データ1212
となる。z比較器512は、25bitのzマスクレジ
スタ1301を持つ。このレジスタ1301には、上位
から1がn(bit)(0≦n≦25)あり、下位から
0が25−n(bit)あるような値を設定しておく。
例えば、“111.......000”の様に設定し
ておく。The read data 1202 in the internal memory is
Input data is taken into the register 1204 and taken into the register 1203. Higher 24 bit data 1 of both registers
205 and 1206 and the z offset register 602 are inputs to the z comparator 512. z offset register 602
Is composed of 25 bits obtained by adding a code bit to 24 bits. The AND of the output of the comparator and the area signal is stored in the register 1030 and becomes the selection signal of the selector 1210. The input data stored in the register 1203 and the read data 1202 of the internal memory stored in the register 1204 are pipeline registers 1207, 1
208 is entered, selected by the selector 1210 at the next clock, entered into the output register 1211, and output data 1212 is entered.
Becomes The z comparator 512 has a 25-bit z mask register 1301. In this register 1301, values are set such that 1 is n (bit) (0 ≦ n ≦ 25) from the higher order and 0 is 25−n (bit) from the lower order.
For example, it is set as "111 .... 000".
【0098】入力1206は最上位に“0”をつけて2
5bitとし、zマスクレジスタ1301の値とAND
演算をAND回路1310により行ないその演算結果は
加算器802の入力となる。この加算結果と入力120
5の最上位に“0”をつけたデータが有符号の比較器8
04の入力となるのは図8の場合と同様である。Input 1206 is 2 with "0" added at the top.
5 bits and AND with the value of z mask register 1301
The AND circuit 1310 performs the operation, and the operation result is input to the adder 802. This addition result and input 120
Comparator 8 in which the data with "0" added to the top of 5 has a sign
The input of 04 is the same as in the case of FIG.
【0099】次に本発明の第3の実施例の画像表示装置
について図14を用いて説明する。Next, an image display device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0100】この実施例では、スプライトバッファとフ
レームバッファとは同じサイズであり、かつ、フレーム
バッファとスプライトバッファのペア毎に描画プロセッ
サP0 ,P1 〜Pm-1 を持つ構成となっている。フレー
ムバッファとスプライトバッファとの相違は無く、例え
ば、直列に接続されたバッファペアの1つ目がフレーム
バッファ、2つ目がzバッファとして用いられているだ
けである。以後は、バッファペア全体の表現としてフレ
ームバッファ、zバッファと呼ぶことにする。全てのバ
ッファが同一のサイズを持つため、表示時のz比較を用
いた重ね合わせは、全画面について行われる。m個のフ
レームバッファはcj(j=0,1,………m−1)1
401とzバッファzj1402に対して、m個の、描
画プロセッサ1403pjを持ち、pjがcjに対する
描画を受け持つ。表示の際には、c0,z0とc1,z
1は同一のタイミングでデータを読みだすが、c2,z
2以降は、それぞれ一つ前のバッファに比べ一定(以下
の例では基準クロックで3クロック)の遅れをもって読
み出される。z比較を行いながらデータを選択するため
のモジュールdj(j=1,2,……m−1)1404
があり、各モジュールは対応するバッファからのcデー
タ1405、zデータ1406、一つ前のモジュールか
らのc入力1407、z入力1408をもらい、一つ後
のモジュールに対しc出力1409、z出力1410を
出す。図15にモジュールdjの構成図を示す。In this embodiment, the sprite buffer and the frame buffer have the same size, and the drawing processors P 0 , P 1 to P m-1 are provided for each pair of the frame buffer and the sprite buffer. .. There is no difference between the frame buffer and the sprite buffer, and, for example, only the first buffer pair connected in series is used as the frame buffer and the second buffer pair is used as the z buffer. Hereinafter, the entire buffer pair will be referred to as a frame buffer and a z buffer. Since all buffers have the same size, the superimposition using z comparison at the time of display is performed for the entire screen. The m frame buffers are cj (j = 0, 1, ...
There are m drawing processors 1403pj for 401 and z buffer zj1402, and pj is responsible for drawing for cj. When displaying, c0, z0 and c1, z
1 reads data at the same timing, but c2, z
The second and subsequent buffers are read with a constant delay (three reference clocks in the example below) compared to the previous buffer. Module dj (j = 1, 2, ... M-1) 1404 for selecting data while performing z comparison
Each module receives c data 1405, z data 1406 from the corresponding buffer, c input 1407, z input 1408 from the previous module, and c output 1409, z output 1410 to the next module. Give out. FIG. 15 shows a block diagram of the module dj.
【0101】モジュールdjはz比較と選択を行うた
め、図15の構成を有する第3実施例の画像表示装置は
第1,2実施例に示した画像表示装置の構成と異なり、
フレーム画像とスプライト画像とを表示領域全てで重ね
合わせるため、領域の判断は不要である。又zオフセッ
トも無くて良い(あっても良い)。第二の実施例の画像
表示装置でモジュール内部にあったメモリが外に出た場
合に相当しており、この場合に対応した動作になる。Since the module dj performs z comparison and selection, the image display device of the third embodiment having the configuration of FIG. 15 differs from the image display devices of the first and second embodiments in that
Since the frame image and the sprite image are overlapped in the entire display area, it is not necessary to judge the area. Also, z offset is not necessary (it may be). This corresponds to the case where the memory inside the module goes out of the image display device of the second embodiment, and the operation corresponds to this case.
【0102】入力1407,1408,1405,14
06がレジスタ1501,1502,1503,150
4に取り込まれる。zレジスタの内容は単純な有符号の
比較器1505で比較され比較結果がレジスタ1506
にしまわれる。Inputs 1407, 1408, 1405, 14
06 is a register 1501, 1502, 1503, 150
Taken in 4. The contents of the z register are compared by a simple signed comparator 1505, and the comparison result is registered in the register 1506.
Be stored in.
【0103】同時にレジスタ1501,1502,15
03,1504の内容をレジスタ1511,1512,
1513,1514に伝送する。At the same time, the registers 1501, 1502, 15
03,1504 contents of the registers 1511,1512,
1513 and 1514.
【0104】セレクタ1031,1032で選択された
値が出力レジスタ1033,1034に入り出力され
る。The values selected by the selectors 1031 and 1032 are output to the output registers 1033 and 1034.
【0105】この構成は、今までの実施例ては異なる効
果を有する。通常の描画プロセッサを複数個並列に用い
るグラフィックシステムでは、フレームバッファが1つ
であるために、メモリアクセスがボトルネックとなり、
充分な描画性能が得られず、従って高速な3次元アニメ
ーションは困難である。ところが、本実施例の画像表示
装置の構成を用いて、各フレームバッファは全ての物体
のデータの一部分を分担して描画させ、最後に表示の際
にz比較を行いながらこれらの画像を重ね合わせること
にすると、処理のボトルネックは消滅する。処理性能
は、描画プロセッサの数mに比例する。この描画プロセ
ッサ数の原理的な上限は無い。This structure has an effect different from those of the above-described embodiments. In a graphics system that uses multiple normal drawing processors in parallel, memory access becomes a bottleneck because there is only one frame buffer.
Sufficient drawing performance cannot be obtained, so high-speed 3D animation is difficult. However, by using the configuration of the image display device of the present embodiment, each frame buffer shares a part of the data of all the objects, and finally, these images are superimposed while performing z comparison at the time of display. By doing so, the processing bottleneck disappears. The processing performance is proportional to the number m of drawing processors. There is no theoretical upper limit to the number of drawing processors.
【0106】尚,分担描画の際,分担した部分につい
て、画像の変更が無ければそのプロセッサは再描画しな
くてもよい構成になっていることは言うまでもない。It is needless to say that, in the shared drawing, the processor does not need to redraw the shared portion if the image is not changed.
【0107】最後に本発明の第4の実施例をである画像
表示装置を図16を用いて以下に説明する。Finally, an image display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0108】この実施例の画像表示装置では、表示の際
にラインバッファを用いる。ラインバッファは、色デー
タ用に2本(1602,1603)、z値用に1本(1
604)設けてある。フレームバッファ、zバッファ及
びスプライトデータは全て共通のメモリ1605内にあ
る。In the image display device of this embodiment, a line buffer is used for displaying. There are two line buffers (1602, 1603) for color data and one line buffer for z values (1
604) is provided. The frame buffer, z buffer, and sprite data are all in the common memory 1605.
【0109】表示の制御は表示プロセッサ1601が受
け持ち、CRT518の1ライン分の表示の手順は以下
のようになる。The display processor 1601 takes charge of display control, and the procedure for displaying one line of the CRT 518 is as follows.
【0110】フレームバッファの1ライン分をラインバ
ッファに読み込む(c及びz)。One line of the frame buffer is read into the line buffer (c and z).
【0111】このライン上に来るスプライトの1ライン
分のデータを読み込み、ラインバッファ中の該当箇所を
z比較を行って更新する。The data for one line of the sprite that comes on this line is read, and the corresponding portion in the line buffer is updated by performing z comparison.
【0112】この手順をスプライトの個数だけ繰り返
す。This procedure is repeated for the number of sprites.
【0113】cのラインバッファの内容をDAC517
経由でCRT518へ転送する。この際、2つのライン
バッファ内のデータのいずれかをセレクタ1606を用
いて選択する。The contents of the line buffer of c are converted to DAC517.
Transfer to CRT 518 via. At this time, one of the data in the two line buffers is selected using the selector 1606.
【0114】この時、同時に他方のcのラインバッファ
とzのラインバッファを用いて再度上の手順を繰り返
す。At this time, the above procedure is repeated again using the other line buffer c and line buffer z.
【0115】この実施例では、今までの実施例と異な
り、スプライトメモリとフレームバッファやzバッファ
が同一のメモリ内にある方が望ましいが、もちろんこれ
らを異なるメモリ中に置くことも自由である。又、スプ
ライトの個数、大きさについても全く制限がなく自由に
変えることができる。ただし、CRTの1ラインの表示
の時間は限られるため、個数については処理時間の点で
上限が決定される。ラインバッファの個数は2より大き
くしてもよい。In this embodiment, unlike the previous embodiments, it is desirable that the sprite memory and the frame buffer or z buffer be in the same memory, but of course they can be placed in different memories. Further, the number and size of sprites can be freely changed without any limitation. However, since the time for displaying one line of the CRT is limited, the upper limit of the number of processing is determined in terms of processing time. The number of line buffers may be larger than two.
【0116】[0116]
【発明の効果】上記説明した様に、一般に、3次元コン
ピュータグラフィック画像は1画面作成に時間がかか
り、通常のプロセッサを用いて実時間でアニメーション
描画は従来困難であった。特に、画像の一部物体のみ動
くような場合であっても、始めから画像を作成する必要
があり、画像の作成速度はやはり遅かった。これに対し
本発明の画像表示装置では、一部のみ動く場合の画像を
極めて高速に表示することができ、実時間での3次元画
像によるアニメーションを可能にすることが可能であ
る。本発明では、変化しない部分の画像はあらかじめ時
間をかけて作成したり、又、別の手段で作成したものを
用いることができるため、簡単な構成で、従って安価に
3次元画像アニメーション装置や電子ゲーム器を構成す
ることができる。As described above, in general, it takes time to create one screen for a three-dimensional computer graphic image, and it has been difficult to draw an animation in real time using an ordinary processor. In particular, even when only a part of the image moves, it is necessary to create the image from the beginning, and the image creation speed is still slow. On the other hand, the image display device of the present invention can display an image when only a part of the image moves at an extremely high speed, and enables animation by a three-dimensional image in real time. In the present invention, since the image of the part that does not change can be created in advance over time, or can be created by another means, it has a simple structure, and thus can be manufactured at low cost and with a three-dimensional image animation device or electronic device. A game console can be configured.
【0117】又、本発明の別の効果として以下のものが
ある。従来の画像表示装置では複数の描画プロセッサを
用いて描画処理を並列に行ってもメモリアクセスがボト
ルネックになり画像作成速度は上がらず高速表示ができ
なかったが、本発明の画像表示装置により、各プロセッ
サは、相当する画像のみ作成すればよく、スループット
に対する全体を重ね合わせる際のオーバヘッドの影響は
全く無い。この結果、プロセッサの個数に比例して画像
作成速度が上がり、高速3次元グラフィックスシステム
を構成することが可能になる。Another effect of the present invention is as follows. In the conventional image display device, even if the drawing process is performed in parallel using a plurality of drawing processors, the memory access becomes a bottleneck, the image creation speed does not increase, and high-speed display cannot be performed. Each processor only needs to create the corresponding image, and there is no influence of the overhead in superimposing the whole on the throughput. As a result, the image creation speed increases in proportion to the number of processors, and it becomes possible to construct a high-speed three-dimensional graphics system.
【図1】本発明の基本概念を示す画像表示装置の構成
図。FIG. 1 is a configuration diagram of an image display device showing the basic concept of the present invention.
【図2】従来技術であるスプライト手法を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a sprite method that is a conventional technique.
【図3】従来技術であるスプライト手法を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a sprite method that is a conventional technique.
【図4】本発明の画像表示手法を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating an image display method of the present invention.
【図5】本発明の画像表示手法を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating an image display method of the present invention.
【図6】本発明の第一実施例である画像表示装置のブロ
ック図。FIG. 6 is a block diagram of an image display device that is a first embodiment of the present invention.
【図7】図6に示す画像表示装置内の構成要素であるア
ドレス生成器のブロック図。7 is a block diagram of an address generator that is a component in the image display device shown in FIG.
【図8】図6に示す画像表示装置内の構成要素であるz
比較器のブロック図。FIG. 8 is a diagram showing the components z in the image display device shown in FIG.
The block diagram of a comparator.
【図9】図6に示す画像表示装置内の構成要素であるモ
ジュールを直列に接続したモジュールのブロック図。9 is a block diagram of a module in which modules, which are constituent elements in the image display device shown in FIG. 6, are connected in series.
【図10】モジュールの詳細な内部構成図。FIG. 10 is a detailed internal configuration diagram of the module.
【図11】コマンドのフォーマットを示した図。FIG. 11 is a diagram showing a command format.
【図12】z比較器の他の構成図。FIG. 12 is another configuration diagram of the z comparator.
【図13】z比較器の他の構成図。FIG. 13 is another configuration diagram of the z comparator.
【図14】本発明の第三実施例の画像表示装置のブロッ
ク図。FIG. 14 is a block diagram of an image display device according to a third embodiment of the present invention.
【図15】図14に示す第三実施例の画像表示装置に用
いられているモジュールのブロック図。FIG. 15 is a block diagram of a module used in the image display device of the third embodiment shown in FIG.
【図16】本発明の第四実施例の画像表示装置のブロッ
ク図。FIG. 16 is a block diagram of an image display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図17】図6に示す画像表示装置に用いられている制
御部の詳細構成図。17 is a detailed configuration diagram of a control unit used in the image display device shown in FIG.
103 合成表示画像 2−1 表示アドレス制御 2−2 フレームバッファ 2−3 P/S 2−4 セレクタ 2−5 スプライトパターンバッファ 2−6 zバッファ 2−7 大小比較器 2−8 zバッファ 201 背景画 202 スプライトメモリの内容 203 表示画像 210 背景画 301 背景画 302 スプライトメモリの内容 303 合成表示される画像 304 動画 501 zバッファ 502 フレームバッファ 503 色値メモリ 504 zメモリ 505 レジスタ(スプライト開始信号の値) 506 表示アドレス生成器 507 表示アドレス 508 判定結果出力 509 スプライトメモリに対するアドレス 510 背景のz値 511 スプライトのz値 512 z比較器 513 比較結果(スプライトのz値が小さい時に1と
なるものとする) 514 選択信号 515 背景画の色情報(選択信号が0) 516 スプライトの色情報(選択信号が1) 517 DAコンバーター 518 CRT 520 セレクタ 521 AND回路 601 バス 602 zオフセットレジスタ 603 レジスタ 604 レジスタ 605 レジスタ 701 表示アドレス生成器 702 アドレスx 703 アドレスy 704 アドレスx’ 705 アドレスy’ 706 減算器 707 減算器 708 開始位置xs 709 開始位置ys 710 判定回路 801 zオフセット 802 加算器 803 加算結果 804 有符号の大小比較器 901 モジュール 902−1 色情報入力 903−1 z値入力 904−1 垂直同期信号入力 905−1 水平同期信号入力 910 基準クロック 906−1 コマンド入力 911 色情報出力 912 z値出力 913 垂直同期信号出力 914 水平同期信号出力 915 コマンド出力 920 モジュール毎に異なる値を持つ信号 921 C入力 923 z入力 1001 yカウンンタ 1002 y開始レジスタ 1003 y幅カウンタ 1004 y軸レジスタ 1005 xカウンタ 1006 x開始カウンタ 1007 x幅カウンタ 1008 x幅レジスタ 1010 領域判定部 1011 領域判定結果 1020 c入力レジスタ 1021 z入力レジスタ 1022 メモリから読みだしたcレジスタ 1023 メモリから読みだしたzレジスタ 1024 c値パイプラインレジスタ 1026 c値パイプラインレジスタ 1025 z値パイプラインレジスタ 1027 z値パイプラインレジスタ 1030 z比較結果 1031 セレクタ 1032 セレクタ 1033 c出力レジスタ 1034 z出力レジスタ 1040 レジスタ 1041 レジスタ 1042 レジスタ 1043 コマンドレジスタ 1044 レジスタ 1045 レジスタ 1050 制御部 1051 制御信号 1101 コマンドの種類を指示するコード部 1102 モジュールの番号を指示するID部 1201 入力データ 1202 内部メモリの読みだしデータ 1203 レジスタ 1204 レジスタ 1205 レジスタ1023の上位24bitのデータ 1206 レジスタ1024の上位24bitのデータ 1207 パイプラインレジスタ 1208 パイプラインレジスタ 1301 zマスタレジスタ 1310,1312 AND回路 1401 m個のフレームバッファcj 1402 zバッファzj 1403 m個の描画プロセッサpj 1404j モジュールdj 1405 cデータ入力 1406 zデータ入力 1407 前のモジュールからのcデータ 1408 前のモジュールからのzデータ 1501 cレジスタ 1502 zレジスタ 1503 cレジスタ 1504 zレジスタ 1506 z比較結果 1511 cパイプラインレジスタ 1512 zパイプラインレジスタ 1513 cパイプラインレジスタ 1514 zパイプラインレジスタ 1601 表示プロセッサ 1602 色データ用ラインバッファ 1603 色データ用ラインバッファ 1604 z用ラインバッファ 1605 メモリ 1700 同期信号 1701 コマンド 1702 コード部 1703 デコーダ 1705 ID部 1706 比較器103 Composite display image 2-1 Display address control 2-2 Frame buffer 2-3 P / S 2-4 selector 2-5 Sprite pattern buffer 2-6 z buffer 2-7 Large / small comparator 2-8 z buffer 201 Background image 202 Content of Sprite Memory 203 Display Image 210 Background Image 301 Background Image 302 Content of Sprite Memory 303 Image to be Synthesized and Displayed 304 Video 501 z Buffer 502 Frame Buffer 503 Color Value Memory 504 z Memory 505 Register (Value of Sprite Start Signal) 506 Display address generator 507 Display address 508 Judgment result output 509 Address to sprite memory 510 Background z value 511 Sprite z value 512 z Comparator 513 Comparison result (it should be 1 when the sprite z value is small ) 514 selection signal 515 color information of background image (selection signal is 0) 516 sprite color information (selection signal is 1) 517 DA converter 518 CRT 520 selector 521 AND circuit 601 bus 602 z offset register 603 register 604 register 605 register 701 Display address generator 702 address x 703 address y 704 address x '705 address y' 706 subtractor 707 subtractor 708 start position xs 709 start position ys 710 judgment circuit 801 z offset 802 adder 803 addition result 804 comparison of signed sign 901 Module 902-1 Color information input 903-1 z-value input 904-1 Vertical sync signal input 905-1 Horizontal sync signal input 910 Reference clock 906-1 Command input 911 color Report output 912 z-value output 913 vertical sync signal output 914 horizontal sync signal output 915 command output 920 signal having different value for each module 921 C input 923 z input 1001 y counter 1002 y start register 1003 y width counter 1004 y axis register 1005 x counter 1006 x start counter 1007 x width counter 1008 x width register 1010 area determination unit 1011 area determination result 1020 c input register 1021 z input register 1022 c register read from memory 1023 z register 1024 c value pipe read from memory Line register 1026 c-value pipeline register 1025 z-value pipeline register 1027 z-value pipeline register 1030 z comparison result 1031 selector 1 32 selector 1033 c output register 1034 z output register 1040 register 1041 register 1042 register 1043 command register 1044 register 1045 register 1050 control unit 1051 control signal 1101 code unit for instructing command type 1102 ID unit for instructing module number 1201 input data 1202 read data from internal memory 1203 register 1204 register 1205 register 1023 upper 24 bit data 1206 register 1024 upper 24 bit data 1207 pipeline register 1208 pipeline register 1301 z master register 1310, 1312 AND circuit 1401 m frame buffers cj 1402 z buffer zj 1403 m drawing Processor pj 1404j module dj 1405 c data input 1406 z data input 1407 c data from previous module 1408 z data from previous module 1501 c register 1502 z register 1503 c register 1504 z register 1506 z comparison result 1511 c pipeline register 1512 z pipeline register 1513 c pipeline register 1514 z pipeline register 1601 display processor 1602 color data line buffer 1603 color data line buffer 1604 z line buffer 1605 memory 1700 sync signal 1701 command 1702 code section 1703 decoder 1705 ID section 1706 comparator
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成4年12月2日[Submission date] December 2, 1992
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項1[Name of item to be corrected] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0018】請求項1に記載の画像表示装置は、画像情
報を格納するフレームバッファと、該画像情報の奥行き
値を格納するzバッファと、複数の動画情報を格納する
複数の動画バッファと、該動画情報の奥行き値を格納す
る複数の動画奥行きバッファと、前記画像情報および動
画情報を表示する表示手段と、前記画像情報および動画
情報を前記表示手段上の所定のアドレスに表示する際、
該アドレスに対応した前記zバッファ内の画像情報の奥
行き値および複数の前記動画奥行きバッファ毎の動画情
報の奥行き値とを比較する比較手段と、前記比較手段に
おける比較結果に基づいて、前記フレームバッファ内の
画像情報、複数の前記動画バッファ内の動画情報の何れ
かを前記表示手段へ転送する機能を持つ制御手段と、か
ら構成されていることを特徴としている。An image display device according to a first aspect of the present invention includes a frame buffer for storing image information, a z-buffer for storing a depth value of the image information, a plurality of moving image buffers for storing a plurality of moving image information, A plurality of moving picture depth buffers for storing the depth value of moving picture information, a display means for displaying the image information and the moving picture information, and displaying the image information and the moving picture information at a predetermined address on the display means,
Comparing means for comparing the depth value of the image information in the z buffer corresponding to the address and the depth value of the moving picture information for each of the plurality of moving picture depth buffers, and the frame buffer based on the comparison result in the comparing means. And a control means having a function of transferring any one of the image information in the inside and the moving picture information in the plurality of moving picture buffers to the display means.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0071[Correction target item name] 0071
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0071】●第2ステージ 次のクロックサイクルで、z入力レジスタ1021内の
z値、スプライトzレジスタ1023内のz値、zオフ
セットレジスタ602の値をz比較器512が比較す
る。さらにスプライト表示期間であることを示す信号1
011、制御部1050からの“非コマンド信号”とA
ND演算を行った結果を1bit構成のz比較結果レジ
スタ1030に書き込む。Second stage At the next clock cycle, z value in z input register 1021, z value in sprite z register 1023, z off
The z comparator 512 compares the value of the set register 602 . Further, the signal 1 indicating that it is the sprite display period
011 and the “non-command signal” from the control unit 1050 and A
The result of the ND operation is written in the z-comparison result register 1030 having a 1-bit configuration.
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0100[Correction target item name] 0100
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0100】この実施例では、スプライトバッファとフ
レームバッファとは同じサイズであり、かつ、フレーム
バッファとスプライトバッファのペア毎に描画プロセッ
サP0 ,P1 〜Pm-1 を持つ構成となっている。フレー
ムバッファとスプライトバッファとの相違は無く、例え
ば、直列に接続されたバッファペアの1つ目のペアがフ
レームバッファとzバッファとして用いられているだけ
である。以後は、バッファペア全体の表現としてフレー
ムバッファ、zバッファと呼ぶことにする。全てのバッ
ファが同一のサイズを持つため、表示時のz比較を用い
た重ね合わせは、全画面について行われる。m個のフレ
ームバッファcj(j=0,1,………m−1)140
1とバッファzj1402に対して、m個の描画プロセ
ッサ1403pjがあり、pjがcjに対する描画を受
け持つ。表示の際には、c0,z0とc1,z1は同一
のタイミングでデータを読みだすが、c2,z2以降
は、それぞれ一つ前のバッファに比べ一定(以下の例で
は基準クロックで3クロック)の遅れをもって読み出さ
れる。z比較を行いながらデータを選択するためのモジ
ュールdj(j=1,2,……m−1)1404があ
り、各モジュールは対応するバッファからのcデータ1
405、zデータ1406、一つ前のモジュールからの
c入力1407、z入力1408をもらい、一つ後のモ
ジュールに対しc出力1409、z出力1410を出
す。図15にモジュールdjの構成図を示す。In this embodiment, the sprite buffer and the frame buffer have the same size, and the drawing processors P 0 , P 1 to P m-1 are provided for each pair of the frame buffer and the sprite buffer. .. No differences between the frame buffer and the sprite buffer, for example, only one pair of eyes of the buffer pairs connected in series is used as the frame buffer and the z-buffer. Hereinafter, the entire buffer pair will be referred to as a frame buffer and a z buffer. Since all buffers have the same size, the superimposition using z comparison at the time of display is performed for the entire screen. m frames buffer c j (j = 0,1, ......... m-1) 140
For one and a bar Ffa Zj1402, there are m portrayal processor 1403pj, pj is responsible for drawing against cj. At the time of display, c0, z0 and c1, z1 read data at the same timing, but after c2, z2, each is constant compared to the previous buffer (in the example below, 3 clocks of the reference clock). It is read with a delay of. There is a module dj (j = 1, 2, ... M-1) 1404 for selecting data while performing z comparison, each module having c data 1 from the corresponding buffer.
405, z data 1406, c input 1407 and z input 1408 from the previous module, and c output 1409 and z output 1410 are output to the next module. FIG. 15 shows a block diagram of the module dj.
【手続補正5】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図10[Name of item to be corrected] Fig. 10
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図10】 [Figure 10]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/265 7337−5C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H04N 5/265 7337-5C
Claims (7)
と、 該画像情報の奥行き値を格納するzバッファと、 複数の動画情報を格納する複数の動画バッファと、 該動画情報の奥行き値を格納する動画奥行きバッファ
と、 前記画像情報および動画情報を表示する表示手段と、 前記画像情報および動画情報を前記表示手段上の所定の
アドレスに表示する際、該アドレスに対応した前記zバ
ッファ内の画像情報の奥行き値および複数の前記動画奥
行きバッファ毎の動画情報の奥行き値とを比較する比較
手段と、 前記比較手段における比較結果に基づいて、前記フレー
ムバッファ内の画像情報、複数の前記動画バッファ内の
動画情報の何れかを前記表示手段へ転送する機能を持つ
制御手段と、から構成された画像表示装置。1. A frame buffer for storing image information, az buffer for storing depth values of the image information, a plurality of moving image buffers for storing a plurality of moving image information, and a moving image for storing depth values of the moving image information. A depth buffer, a display unit for displaying the image information and the moving image information, and a display unit for displaying the image information and the moving image information at a predetermined address on the display unit. Comparing means for comparing the depth value and the depth value of the moving picture information for each of the plurality of moving picture depth buffers; An image display device comprising: a control unit having a function of transferring any of the information to the display unit.
に各前記動画バッファ内の動画情報を前記表示手段内の
所定アドレス上に表示するためのアドレスを格納する位
置レジスタを備え、該レジスタの内容を書き換えること
により、該動画バッファ内の動画情報を変更することな
く、該表示手段内の異なるアドレス上に該動画情報を表
示する機能を有する画像表示装置。2. The image display device according to claim 1, further comprising a position register for storing an address for displaying the moving picture information in each moving picture buffer on a predetermined address in the display means, and the register. An image display device having a function of displaying the moving picture information on a different address in the display means by rewriting the contents of the moving picture buffer without changing the moving picture information in the moving picture buffer.
る際に、前記画像情報あるいは前記動画情報の何れかに
所定のオフセット値を加算した後比較動作を行なうこと
を特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。3. The comparing means, when comparing the depth values, performs a comparison operation after adding a predetermined offset value to either the image information or the moving image information. The image display device described in 1.
れる前記画像情報および動画情報とそれらの奥行き値と
をフィードバックして前記フレームバッファおよび前記
zバッファに格納する機能を持つことを特徴とする請求
項1に記載の画像表示装置。4. The control means has a function of feeding back the image information and moving image information displayed on the display means and their depth values to store them in the frame buffer and the z buffer. The image display device according to claim 1.
に前記表示手段の1ラインに対応する前記フレームバッ
ファ内の画像情報を格納する画像ラインバッファと該画
像情報に関する前記zバッファ内の奥行き値のz値ライ
ンバッファとを有し、 前記動画バッファ内の1ライン分の情報を読みだし、該
動画情報に対応する前記動画奥行きバッファ内のz値と
該z値ラインバッファ内のz値とを比較し、視点側にあ
る情報を該画像ラインバッファ内に格納し、この動作を
該動画バッファの個数分繰り返した後、該画像ラインバ
ッファ内の情報を前記表示手段へ送信する機能を持つこ
とを特徴とする画像表示装置。5. The image display device according to claim 1, further comprising an image line buffer for storing image information in the frame buffer corresponding to one line of the display means, and a depth in the z buffer for the image information. A z-value line buffer of values, and reads out information for one line in the motion picture buffer, and z value in the motion picture depth buffer and z value in the z value line buffer corresponding to the motion picture information. And the information on the viewpoint side is stored in the image line buffer, the operation is repeated for the number of the moving image buffers, and then the information in the image line buffer is transmitted to the display means. An image display device characterized by.
つ設けられ、一方の画像ラインバッファ内の情報が前記
表示手段に転送されているとき、他方の画像ラインバッ
ファで次の1ライン分の表示データが作成されている機
能を持つことを特徴とする請求項5に記載の画像表示装
置。6. The image line buffer is at least 2
One of the image line buffers is transferred to the display means, and the other image line buffer has a function of generating display data for the next one line. The image display device according to claim 5.
のフレームバッファと、 該画像情報または動画情報の奥行き値を格納する複数の
zバッファと、 前記フレームバッファおよびzバッファに対応し設けら
れた複数のプロセッサと、 前記画像情報および動画情報を表示する表示手段とから
成り、 複数の前記プロセッサは、複数段に接続され、 各プロセッサは、前記画像情報および動画情報を前記表
示手段上の所定アドレスに表示する際、該アドレスに対
応した前記zバッファ内の奥行き値と前段のプロセッサ
から入力された前記画像情報および動画情報の奥行き値
とを比較する比較手段と、 前記比較手段における比較結果に基づいて、前記フレー
ムバッファ内の画像情報、複数の前記動画バッファ内の
動画情報の何れかを次段のプロセッサへ転送する制御手
段と、を備えていることを特徴とする画像表示装置。7. A plurality of frame buffers for storing image information or moving image information, a plurality of z buffers for storing depth values of the image information or moving image information, and a plurality of z buffers provided corresponding to the frame buffers and z buffers. And a display means for displaying the image information and the moving picture information, the plurality of processors are connected in a plurality of stages, and each processor sets the image information and the moving picture information at a predetermined address on the display means. When displaying, based on the comparison result in the comparison means for comparing the depth value in the z-buffer corresponding to the address and the depth value of the image information and the moving image information input from the processor in the previous stage, , One of the image information in the frame buffer and the moving image information in the plurality of moving image buffers, An image display device, comprising:
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31943091 | 1991-12-03 | ||
JP3-319430 | 1991-12-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05249953A true JPH05249953A (en) | 1993-09-28 |
Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4316720A Pending JPH05249953A (en) | 1991-12-03 | 1992-11-26 | Image display device |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH05249953A (en) |
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