JPH06223196A - ビデオバッファのリサイクル方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビデオサブシステムによってレンダリングす
ることのできる秒当たりのフレーム数を著しく増加する
方法及び装置を提供する。 【構成】 各フレームにＺバッファをクリアせずにビデ
オサブシステムによって三次現像をレンダリングする方
法であって、Ｚバッファ及びシーケンス番号をメモリに
確立し、各次々のフレームをレンダリングしながらシー
ケンス番号を増加し、シーケンス番号が所定値に達した
ときにＺバッファをクリアすることによりＺバッファを
クリア動作間に何回もリサイクルし、更に、シーケンス
番号が所定値に達するか又はクリア動作に割り当てられ
た所定時間がきたときに、Ｚバッファのクリア動作を行
えるようにＺバッファの精度を調整し、更に、多数のカ
ラーマップＩＤを使用して、現在フレームに含まれたデ
ータを手前のフレームのデータから区別し、手前のフレ
ームに関連したカラーマップＩＤを全てバックグランド
カラーに対してマップし、現在フレームのデータのみを
表示したままにするレンダリング方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、ビデオディス
プレイ装置に係り、より詳細には、グラフィック像をレ
ンダリングすることのできるビデオディスプレイ装置に
係る。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータに使用するためのビデオデ
ィスプレイ装置は、数十年にわたって知られている。最
も一般的なビデオディスプレイ装置は、モノクロの陰極
線管とＡＳＣＩＩキャラクターのみをテキストとして表
示できるサポート電子装置とで構成される。

【０００３】最近、グラフィック像を表示する能力をも
つビデオディスプレイ装置が紹介されている。このよう
なディスプレイの典型的な実施においては、スクリーン
上の各ピクセルの色、輝度等の属性が像バッファに維持
される。像バッファとは、スクリーン上に表示される少
なくとも各ピクセルに関する適当な情報を記憶するに充
分な記憶容量を有した単なるメモリアレイであり、スク
リーン上に表示される膨大な情報は多数の像バッファに
よって記憶することができる。

【０００４】三次元像のビデオ表示は、通常、形成され
ている対象物体のワイヤフレームモデルの構造を含む
が、多くのグラフィックディスプレイは、ワイヤフレー
ムモデル全体を単に表示するだけである。最近、実際の
対象物体の概観を密接に近似するやり方で立体的な三次
元像をスクリーン上にレンダリングすることのできるデ
ィスプレイ装置及びそれに関連したソフトウェアが紹介
されている。対象物体のレンダリングには、通常、「隠
れた」面、即ち実際の物体を見たときに隠れる面を削除
し、ディスプレイ上に見える面は、実際の物体を見てい
る人から見える面だけとなるようにすることが含まれ
る。例えば、上から立方体の右側を見るときには、３つ
の面が見えそして３つの面が隠れる。立方体のコンピュ
ータ表現は、通常、（ワイヤフレームモデルが全ての辺
を示すように）６面全部を表示するに充分な情報を含む
が、スクリーン上にその物体を立体的にレンダリングす
ると、それを見ている人が通常見える３つの面のみが表
示されることになる。

【０００５】三次元像のレンダリングは、通常、像バッ
ファに対して若干小さい二次元メモリアレイであるＺバ
ッファを使用することによって形成される。このＺバッ
ファの機能は、基準点より前方の各ピクセルの距離を記
憶することである。Ｚ値の大きいピクセルは、Ｚ値の小
さいピクセルの前方にあると仮定され、従って、レンダ
リングを形成するプロセスは、所与の対象物体に対して
各ピクセルのＺ値を計算しそして対象物体又はその面が
重畳する場合にはＺ値の最も大きい（即ち、それを見て
いる人に最も近い）ピクセルを保持するという概念的に
簡単なプロセスとなる。上記した立方体の表示に戻る
と、隠れた面は、見える面よりもＺバッファ値が小さ
い。

【０００６】ビデオ情報のフレームに対しＺバッファを
像表示プロセスに組み込むと、次の３つの基本的な段階
が生じる。即ち、（１）Ｚバッファを最小のＺ値に初期
化する。（２）像バッファをバックグランドカラーに初
期化する。（３）全ての対象物体をレンダリングする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ピクセルのスクリーン
に対してＺ値を計算するプロセスは概念的には簡単であ
るが、このような計算を迅速に行う必要性によって顕著
な問題が生じる。三次元レンダリングを行うことのでき
るビデオディスプレイの基本的な性能尺度は、１秒当た
りにレンダリングすることのできるフレームの数であ
る。動いている錯覚を与えるためには少なくとも１０フ
レーム／秒が必要であり、フレームレートが高い程、動
きの見掛けを大巾に改善する。従来のシステムに表示さ
れる簡単な像に対し、像バッファとＺバッファの両方が
各フレームの始めにクリアされる場合には、これら像バ
ッファ及びＺバッファをクリアするに要する時間が、フ
レームレートを決定する重要なファクタとなる。

【０００８】そこで、ビデオディスプレイスクリーン上
に三次元像をレンダリングするプロセスにおいて像バッ
ファ及びＺバッファの両方をクリアする必要性を実質上
低減する方法及び装置が要望されている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、各フレームの
始めにＺバッファをクリアせずにビデオディスプレイ上
に三次元物体をレンダリングすることのできる方法及び
装置の第１の実施例を提供することにより公知技術の多
数の制約を克服する。更に別の実施例においては、各フ
レームの始めに像バッファをクリアするのを不要とする
方法及び装置が提供される。これら２つの実施例を組み
合わせ、各フレームの始めに像バッファもＺバッファも
クリアする必要のないようにしてビデオディスプレイに
三次元像をレンダリングする方法及び装置を提供するこ
ともできる。

【００１０】典型的な実施例においては、バッファは１
６フレームごとに一度クリアするだけでよく、従って、
フレームレートを約１６倍も増加することができる。

【００１１】本発明は、簡単な意味では、Ｚバッファ又
は像バッファのいずれか又は両方のピクセルデータに使
用されるデータビットにシーケンス番号を追加するもの
と考えることができる。便宜上、本発明の方法はここで
はＺバッファのみを参照して要約するが、像バッファの
リサイクル（繰り返し動作）にも同じ方法が使用され
る。

【００１２】Ｚバッファの例を用いると、シーケンス番
号は、Ｚ値の数字的に最上位のビットに連結された１つ
以上のビットとして与えられる。例えば、本発明の整数
での実施例においては、ＺバッファはＺ値として２４ビ
ットを有しそしてシーケンス番号として８ビットを有
し、全部で３２ビットを有する。種々の用途では、シー
ケンス番号及びＺ値として他のサイズも受け入れられ
る。

【００１３】動作に際し、Ｚバッファは最初にクリアさ
れる。Ｚバッファをクリアすることは、シーケンス番号
部分と、従来のＺバッファデータ部分とをクリアするこ
とを含む。次いで、第１フレームの対象物体が、全く従
来のＺバッファの隠れた面の除去アルゴリズムを用いて
従来のやり方でレンダリングされる。第１フレームのレ
ンダリングが完了した後に、ＺバッファのＺ値はピクセ
ルごとに広範に変化するか、シーケンス番号はそのフレ
ームの各ピクセルに対しゼロのままである。２４ビット
のＺバッファの場合には、各ピクセルのＺ値は０ないし
２²⁴−１の間に制限され、或いはフレーム間にサイズＺ
_gap の「ギャップ」が設けられる場合には、各ピクセル
のＺ値が０ないし２²⁴−Ｚ_gap の間に制限される。

【００１４】従来の動作においては、第２のフレームを
始める前にＺバッファが再びクリアされる。しかしなが
ら、本発明では、第２フレームのレンダリングはシーケ
ンス番号を１にセットすることによって開始され、これ
は、Ｚバッファ部分と一緒に考えると、第２フレームの
最小Ｚ値を２²⁴にセットすることに等しい。第２フレー
ムのＺ値は、ここで、２²⁴ないし〔２²⁴＋２²⁴−１〕の
範囲に制限され、従って、第２フレームの各ピクセル
は、第１フレームのピクセルの最大Ｚ値よりも大きい複
合Ｚ値／シーケンス番号を有することになる。ここで
も、フレーム間に値Ｚ_gap の「ギャップ」が設けられる
場合には、第２フレームの最大Ｚ値が〔２²⁴＋２²⁴−Ｚ
_gap 〕となる。概念的な意味においては、Ｚ値が大きい
程、スクリーンに「接近」するようにレンダリングされ
るので、第２フレームは第１フレームの「前方」にレン
ダリングされる。

【００１５】それに続く各フレームは、次第に大きなシ
ーケンス番号で開始され、各次々のフレームは手前のフ
レームの前方にレンダリングされる。このように、最大
シーケンス番号に到達するまでＺバッファをクリアする
必要がなく、８ビットのシーケンス番号の場合には、Ｚ
バッファは２５６フレームごとに一度だけクリアすれば
よい。これは、ビデオコントローラによりレンダリング
することのできる大巾な性能上昇（フレーム／秒で測定
して）を表す。

【００１６】シーケンス番号をＺ値に追加することは、
以下に好ましい実施例に述べるように一連の段階で行う
こともできるし、３Ｄレンダリングパイプラインの最終
変換マトリクスの変更によって行うこともできる。

【００１７】又、本発明は、整数値ではなくて浮動小数
点値をＺバッファに用いて実施することもできる。この
ような実施例では、特殊なビット数がシーケンス番号と
して割り当てられない。そうではなくて、各次々のフレ
ームに浮動小数点値が追加され、この浮動小数点値は、
各次々のフレームが各手前のフレームの前方でレンダリ
ングされるよう確保するに充分な大きさのものである。
この方法及び装置の他の部分は、整数での実施例の場合
と実質的に同じである。

【００１８】全ての実施例に必要とされるものではない
本発明の付加的な特徴においては、Ｚバッファをクリア
しようとする要望と、高いＺバッファ精度を得ようとす
る要望とのバランスをとるための技術が提供される。特
に、Ｚ値とシーケンス番号との組み合わせに対して３２
ビットのバッファサイズが与えられる場合に、全ての場
合にＺバッファを例えば２４ビットにそしてシーケンス
番号を８ビットに固定する必要はない。むしろ、各フレ
ームのレンダリングと、その後のフレームをレンダリン
グするのに残されたシーケンス番号の組み合わせの数と
を慎重にマネージすることにより、Ｚ値に使用されるビ
ットの数と、シーケンス番号に使用されるビットの補数
とを変えることができる。Ｚバッファのクリアが必要と
されるかどうかを評価する目的で変数を確立し、次い
で、Ｚバッファの精度と、Ｚバッファをクリアする前に
レンダリングすることのできるフレームの数とを調整で
きるようにこの変数値を変えることにより、Ｚバッファ
をクリアする間の周期を長くすることとＺバッファの精
度を高くすることとの兼ね合いをとってクリア段階をス
ケジュールする方法が提供される。このようなスケジュ
ーリングは、より一般的に適用することができ、プロセ
ッサをベースとするシステム内の非常に多数のアカウン
ティングタスクを取り扱うのに使用できる。

【００１９】本発明の１つの特徴は、リサイクル方法
が、Ｚバッファに既に書き込まれているビットの修正を
必要としないことである。

【００２０】上記したように、同様のリサイクル方法を
像バッファにも適用することができる。このような構成
は、同様の性能改善をもたらす。Ｚバッファの場合と同
様、像バッファはカラーマップＩＤを含むように拡張さ
れ、最初のフレームに任意のカラーマップＩＤが割り当
てられる。各次々のフレームには、使用できるビット数
又はハードウェアの他の観点によって課せられる限界ま
で、異なるカラーマップＩＤが割り当てられる。各フレ
ームごとに、そのフレームに関連したカラーマップが初
期化され、現在カラーマップＩＤをもたないピクセルが
そのフレームのバックグランドカラーに対してマップさ
れる。Ｚバッファのリサイクル技術を像バッファのリサ
イクル技術と組み合わせて、パーソナルコンピュータ、
ワークステーション又はグラフィックターミナルのビデ
オサブシステムのスループットを著しく増加することが
できる。Ｚバッファのリサイクルの場合と同様に、本発
明の像バッファのリサイクル方法も、像バッファに既に
書き込まれているビットの修正を必要としない。

【００２１】本発明の方法は、浮動小数点形態でも整数
形態でも実施できるが、現在のところは整数での実施が
一般的に好ましい。

【００２２】そこで、本発明の１つの目的は、ビデオサ
ブシステムによってレンダリングすることのできる１秒
あたりのフレーム数を大巾に増加する方法及び装置を提
供することである。

【００２３】本発明の別の目的は、ビデオサブシステム
のＺバッファのクリア動作を回避しながらもビデオ情報
の多数のフレームをレンダリングできるようにする方法
を提供することである。

【００２４】本発明の更に別の目的は、像バッファのク
リア動作を回避しながらもビデオ情報の多数のフレーム
を表示できるようにする方法を提供することである。

【００２５】本発明の更に別の目的は、Ｚバッファのク
リア動作とＺバッファの分解能との間にバランスを保つ
ようにＺバッファのクリア動作を調整する方法を提供す
ることである。

【００２６】本発明の更に別の目的は、ビデオバッファ
がリサイクルされたことを指示するためにそのバッファ
に既に書き込まれているビットを変更する必要なくビデ
オバッファをリサイクルする方法を提供することであ
る。

【００２７】

【実施例】本発明のこれら及び他の目的は、添付図面を
参照した以下の詳細な説明から良く理解されよう。図１
を参照すれば、一般化された簡単な概略図は、二次元デ
ィスプレイにビデオ像を三次元レンダリングする基本的
な段階を示している。プロセスはステップ１２で始ま
り、その後、ステップ１６においてＺバッファが初期化
され、ステップ２０において像バッファが初期化され、
ステップ２４において対象物がレンダリングされ、その
後、プロセスはステップ２８で終了する。これらの簡単
なステップは、公知技術及び本発明の両方に適用できる
が、それ以降の図面は本発明のみを表している。

【００２８】次に、図２を参照すれば、本発明による例
示的なシステム２００を良く理解することができよう。
このような例示的な装置は、例えば、ＮＣＤモデル１９
−ＣＸウインドウズターミナルであるが、多数の他の装
置も本発明を組み込んでその利点を得ることができる。
モトローラの８８１００のようなＣＰＵ２０２は、メモ
リインターフェイス２０４を経て、ＶＲＡＭアレイ２０
６及びＤＲＡＭアレイ２０８と通信することができる。
ＶＲＡＭアレイはカラーマップロジック２１０に信号を
供給し、該ロジックは次いでモニタ２１２にビデオ出力
を供給する。ＶＲＡＭアレイ２０６はビデオＲＡＭでし
ばしば実施されるが、あるハードウェア実施において
は、従来のダイナミックＲＡＭで充分であり、従って、
以下に使用するビデオメモリという用語は、ビデオＲＡ
Ｍ、ＤＲＡＭ又は他の形態に係わりなく全ての実施を指
すものとする。カラーマップロジックは、ここに示す好
ましい実施例では、ブロックツリーＢｔ４６３ ＲＡＮ
ＤＡＣであるが、以下に詳細に述べるように、本発明が
実施される程度に基づいて他の装置も受け入れることが
できる。

【００２９】更に、ＣＰＵ２０２はＩ／Ｏインターフェ
イス２１４と通信し、該インターフェイスは、次いで、
従来のキーボード２１６、スピーカ２１８及びＲＳ−２
３２コントローラ２２０と通信する。このＲＳ−２３２
コントローラ２２０は、ＮＶＲＡＭ２２２や、種々の従
来の補助ＲＳ−２３２デバイス２２８のいずれかとも通
信する。

【００３０】ＣＰＵ２０２、メモリインターフェイス２
０４、ＶＲＡＭアレイ２０６、ＤＲＡＭアレイ２０８、
カラーマップロジック（例えば、ＲＡＭＤＡＣを含む）
２１０、Ｉ／Ｏインターフェイス２１４、スピーカ２１
８、ＲＳ−２３２コントローラ２２０及びＮＶＲＡＭ２
２２は全て単一のロジックボードに組み込まれるが、こ
のような一体化は全ての場合に必要ではない。更に、シ
ステム２００はネットワークに接続することができ、こ
の場合、図２に示す典型的な構成体は、２３０で一般的
に示したネットワークインターフェイスカードを含むこ
とができ、このカードは、ネットワークコントローラ２
３２及びＥＰＲＯＭ２３４を備え、そしてその各々はＩ
／Ｏインターフェイス２１４と通信する。ネットワーク
カード２３０は、通常、ネットワークコントローラ２３
２とネットワークの別のノードとの間に延びるネットワ
ークケーブル２３６によってネットワークの他部分に接
続される。ある場合には、ネットワークインターフェイ
スカード２３０により実行される機能は、プロセッサが
存在するボードに一体化され、特定の機能を特定のボー
ドに割り当てることは重要ではない。

【００３１】次いで、図３ないし５を参照すれば、本発
明の一般化された形態が良く理解されよう。より詳細に
は、図３ないし５の方法は、Ｚバッファのリサイクリン
グを示すが、Ｚバッファのスケジューリングも像バッフ
ァのリサイクリングも含んでおらず、これらの特徴は、
図６ないし９について詳細に説明する。特に図３を参照
すれば、本発明によりＺバッファを初期化することに伴
う段階が良く理解されよう。即ち、これらの段階は、Ｚ
バッファを初期化する図１のステップ１６の全目的を果
たすものである。

【００３２】このプロセスはステップ１００で始まり、
次いで、ステップ１０２において、新たなＺバッファを
割り当てる必要があるかどうかを判断するチェックが行
われる。もしそうであれば、ステップ１０４において、
Ｚバッファがメモリに割り当てられる。Ｚバッファの割
り当てに関連して、ステップ１０６において、種々の変
数が初期値にセットされる。特に、変数ＺＢｉｔｓは、
ＩｎｉｔＺＢｉｔｓにセットされ、即ちＺバッファにお
けるビットの数（Ｚバッファの精度を定める）は、典型
的に２４ないし３２の間の整数値である初期値にセット
される。変数ＺＢａｓｅは、−２＾ＩｎｉｔＺＢｉｔｓ
にセットされ、特定点が原点からどれほど前方にあるか
を表す。更に、変数ＺＳｃａｌｅは、２＾ＺＢｉｔｓ−
ＺＧａｐに等しくセットされ、ＺＳｃａｌｅは、Ｚ値
（この処理段階では通常は浮動小数点形態である）を整
数値に変換するための換算係数であり、そしてＺＧａｐ
は、次々のフレーム間のギャップを表す任意に指定され
た変数である。前記したように、ある場合には、このよ
うなギャップは使用されず、ＺＧａｐは１にセットされ
る。

【００３３】ステップ１０６での変数の割り当てに続
き、そして又ステップ１０２でのチェックによってＺバ
ッファが既に割り当てられていると決定された場合に
は、ステップ１０８において、変数ＺＢａｓｅがＺＢａ
ｓｅの前の値及び２＾ＺＢｉｔｓに等しくセットされ
る。次いで、ステップ１１０においてチェックが行われ
て、ＺＢａｓｅの値がゼロであるかゼロより大きいかが
決定される。ＺＢａｓｅの値がゼロである場合には、Ｚ
バッファが従来のやり方でクリアされる。ＺＢｉｔｓ及
びＺＢａｓｅの初期値を与えると、Ｚバッファが最初に
割り当てられるときにＺＢａｓｅがゼロに等しくなるこ
とが明らかであろう。更に、以下で明らかとなるよう
に、最上位ビットが全て１に達した後にＺＢａｓｅが次
に増加されるときにもＺＢａｓｅはゼロに等しくなる。

【００３４】しかしながら、ＺＢａｓｅの最上位ビット
（即ち、シーケンス番号を指定するために割り当てられ
たビット）の値がゼロより大きい場合には、Ｚバッファ
はステップ１１４においてリサイクルされ、従来のよう
にクリアされない。リサイクル動作は、シーケンス番号
を増加しそしてＺバッファをクリアせずに続けることに
よって行われ、その後は、次のフレームに対してレンダ
リングプロセスを単に継続するだけである。クリア動作
が全レンダリング時間の２％以下にしかならないように
充分なリサイクル動作を行えることが望ましいと分かっ
ている。

【００３５】ワードのビットで記憶されていてＺ値とは
個別のものであるシーケンス番号を使用する必要はない
ことを理解されたい。等しく有効な別のやり方は、２の
累乗ではないＺＢａｓｅの増分を選択することである。
この別のやり方では、ステップ１０６において、変数Ｚ
Ｂｉｔｓが新たな変数Ｚｉｎｃｒｅｍｅｎｔに置き換え
られ、ＺＳｃａｌｅがＺｉｎｃｒｅｍｅｎｔ−ＺＧａｐ
に初期化される。ＺＢａｓｅはステップ１０８において
Ｚｉｎｃｒｅｍｅｎｔだけ増加され、ステップ１１０に
おいてゼロではなくオーバーフローに対してチェックが
行われる。更に別のやり方は、固定ではなく測定したＺ
ｉｎｃｒｅｍｅｎｔを使用することである。Ｚｉｎｃｒ
ｅｍｅｎｔの測定値は、例えば、手前のフレームでレン
ダリングされた最大Ｚ値から手前のフレームのＺＢａｓ
ｅを引いたものに等しい。これらの別のやり方は全て各
次々のフレームの対象物を全ての手前のフレームの全て
の対象物の前方にレンダリングするという本質的な目標
を達成する。

【００３６】Ｚバッファをクリアすべきかどうかの決定
に続いて、図４のステップ１１６において像バッファが
クリアされ、その後、図５において、レンダリングされ
るべき種々の対象物の頂点のＺ値を先ず評価することに
より対象物のレンダリングプロセスが開始される。ステ
ップ１１８では、ポインタが、スケーリング及び変換
（「Ｚ変換」とも称する）されるべき対象物のリストに
リセットされる。これに続いて、ステップ１２０におい
て、対象物のリストを横断することによってチェックを
行い、レンダリングプロセスの一部としてスケーリング
及び変換されるべき付加的な対象物が残っているかどう
か判断される。対象物は通常それらの頂点に関して画成
されることが当業者に明らかであろう。ステップ１２０
において対象物が見つかった場合には、ステップ１２２
において頂点のリストを横断することによりチェックを
行い、まだＺ変換されていない現在対象物に対して頂点
が存在するかどうか判断される。もしそうであれば、対
象物の頂点の最初の１つが、その頂点のＺ値を決定する
ことによって処理される。更に頂点が存在する場合に
は、ステップ１２４において、Ｚの値がＺ＊ＺＳｃａｌ
ｅ＋ＺＢａｓｅにセットされ、これは、現在頂点をその
適当な値とＺＢａｓｅのオフセットとの和に効果的に置
き、このオフセットは、頂点が処理されている特定のフ
レームを指示するものである。

【００３７】従来のレンダリングでは実行されないステ
ップ１１８ないし１２４は、基本的に、レンダリングさ
れるべき対象物のＺ値を、要求されたグラフィック動作
とは独立して計算することのできるプロセスを形成す
る。ステップ１２８ないし１３８の以下の説明から明ら
かなように、ステップ１１８ないし１２４の機能をステ
ップ１２８ないし１３８に統合できるが、これらステッ
プに対する変更が必要となる。しかしながら、ソフトウ
ェアのマネージメントが容易であり且つ又その説明が非
常に明確であることから、２つのプロセスを別々に説明
した。

【００３８】最終的に特定の対象物の全ての頂点がＺ変
換されそしてステップ１２２のチェックが「ノー」とな
る。この点において、プロセスはステップ１２０へ戻
り、Ｚ変換されるべき対象物が残っているかどうか判断
される。もしそうであれば、その新たな対象物に対して
ステップ１２２及び１２４が繰り返され、もしそうでな
ければ、ステップ１２０のチェックが「ノー」となり、
ステップ１２６において前記ステップ１１８で先にリセ
ットされたものと同じポインタをリセットすることによ
り処理が続けられる。ステップ１２０ないし１２４は、
対象物のＺ値及びそれらの頂点についてのみ作用するこ
とが明らかである。Ｘ、Ｙ及びＺ値の従来の処理がステ
ップ１２６で開始される。

【００３９】ステップ１２６でのポインタのリセットに
続いて、ステップ１２８でチェックを行い、レンダリン
グすべき付加的な対象物が残っているかどうか判断され
る。もしそうであれば、対象物は従来のやり方で処理さ
れ、ステップ１３０においてチェックを行って、処理さ
れるべきピクセルが残っているかどうかの判断がなされ
る。もしそうであれば、ピクセルは、要求された動作に
基づいて従来のやり方で処理され、典型的に、このよう
なピクセルに関連した頂点が位置及び色に変換され、そ
してステップ１３２においてバッファのｚ又はｂｚ値を
ＺＢｕｆｆｅｒ〔ｘ，ｙ〕に値に等しくセットすること
により処理が続けられる。更に、ステップ１３４では、
ｚ値が、ｘ，ｙにある対象物のｚ値に等しくセットされ
る。

【００４０】次いで、ステップ１３６において、ｚ値が
ｂｚ値に等しいか又はそれより大きいかの判断をするた
めにチェックが行われる。もしそうであれば、〔ｘ，
ｙ〕におけるＺＢｕｆｆｅｒの値がｚに等しくセットさ
れ、そして〔ｘ，ｙ〕におけるＩｍａｇｅＢｕｆｆｅｒ
の値がピクセル値に等しくセットされる。

【００４１】概念的には、ステップ１２６ないし１３８
は、二次元スクリーン上の特定の点又は現在レンダリン
グされている対象物に関連したピクセルが、その前の対
象物又は現在の対象物の手前の面に関連して既にレンダ
リングされたピクセルの前方にあるか後方にあるかを判
断することを単に考慮したものである。それが前方にあ
る場合には、現在対象物に関連したピクセルは、そのピ
クセルをそれに関連した色にセットすることにより表示
され、その後方にある場合には、そのピクセルは不変の
ままである。Ｚバッファ値は、現在ｚ値又は手前のｚ値
の大きい方に対してセットされる。

【００４２】プロセスは、ステップ１３８からステップ
１３０へ戻ることにより、処理されるべきピクセルがも
はや残らなくなるまで続けられ、その後、プロセスはス
テップ１２８へ戻り、全ての対象物及びそれら対象物に
関連した全てのピクセルが処理又はレンダリングされる
までこれが続けられる。そのフレームのレンダリングが
完了すると、ステップ１４０に示すようにプロセスが終
了し、図３のステップ１００へ復帰することにより、次
のフレームのレンダリングを開始することができる。

【００４３】Ｚバッファは既に割り当てられているの
で、ＺＢａｓｅの値が増加され、即ちシーケンス番号が
増加される。これが第２のフレームでありそしてＺＢａ
ｓｅの最上位ビットがまだ全部１でないと仮定すれば、
ステップ１１０においてＺＢａｓｅの値がゼロを越え
る。これは、Ｚバッファがこのフレームに対してクリア
されず、このフレームに関連した全ての対象物がその手
前のフレームの最大Ｚ値よりも大きなＺ値をもつと考え
られることを意味する。その結果、現在フレームの各対
象物は、最大のＺ値を有する手前のフレームの対象物の
前方でレンダリングされる。

【００４４】上記実施例の説明では、全ての対象物がレ
ンダリングされるまで各対象物を順次に処理することが
含まれた。しかしながら、少なくともある場合には、図
５に示すステップに続いて全対象物数のサブセットのみ
を選択することが望ましい。第２グループの対象物が選
択されて処理され、等々となって、全ての対象物が処理
される。従って、図５のステップは、単一の像をレンダ
リングするプロセスにおいて何回も繰り返される。対象
物は、この解決策のもとでは、任意の数のハイアラーキ
機構に従って処理されてもよい。しかしながら、これら
のより複雑な機構は明瞭化のために詳細に述べないが、
本発明の範囲内に包含される。

【００４５】更に、上記実施例では、従来の方法で全Ｚ
バッファをクリアすると仮定した。従って、上記した実
施例では、各次々のフレームが手前のフレーム全体の前
方でレンダリングされる。Ｘ−ウインドウズ環境では、
Ｚバッファの部分的なクリアのみが従来の方法で実行さ
れる場合が稀にある。従って、このような稀な場合、Ｚ
バッファの適切なリサイクル動作が、その部分的なクリ
アが行われる領域のみのリサイクル動作に限定される。
このような部分的なリサイクルは本発明の方法でも可能
であるが、その必要性は稀であるので、この特徴を詳細
に説明することは本発明の範囲を越えることになろう。

【００４６】ある場合には、精度を上げることと、クリ
ア動作間のリサイクル数を増加することとの兼ね合いを
図ることが所望される。この解決策（スケジューリング
と称する）は、図３ないし５に示した解決策よりも複雑
であるが、各フレームに必要なＺ精度を進行中に（オン
ザフライ）評価できるようにし、それに応じてリサイク
ルを調整できる。レンダリングされている像が単純であ
る場合には、低いＺ精度が使用され、より多くのリサイ
クルが許され、スループットが増加される。逆に、レン
ダリングされている像が複雑である場合には、より高い
Ｚ精度が使用され（各Ｚ値を定める追加ビットの形態
で）、Ｚバッファのクリア動作間にレンダリングされる
フレームの数が減少される。

【００４７】一般的には、できるだけ高い精度を維持す
ることが所望されるが、Ｚバッファのクリア動作をでき
るだけ回避することによってスループットを改善するこ
とも同等に所望される。この兼ね合いが与えられると、
本発明では、Ｚバッファをクリアするためのある時間量
を割り当てることによって妥協を図ることができる。例
えば、全レンダリング時間の２％をＺバッファのクリア
動作に割り当てることによって充分な性能改善がもたら
されると任意に判断する。この解決策では、クリア動作
に割り当てられる時間は、クリア動作間の全レンダリン
グ時間が増加するにつれて加えられる。最終的には、ク
リア動作に充分な時間が得られるか、Ｚバッファのシー
ケンス番号部分がオーバーフローするかのいずれかであ
り、いずれにせよ、クリアは実行され、便宜上、クリア
のために得られる時間に「ＺＢｕｃｋｓ」のような任意
の変数を指定することができる。シーケンス番号に使用
されるビットの数（及び逆な言い方をすれば、Ｚ精度に
使用されるビットの数）を調整することにより、シーケ
ンス番号のオーバーフローにより生じるクリアが、クリ
アを行えるに充分なＺＢｕｃｋを生じさせるに要するの
とほぼ同じ時間の後に生じるようにバランスをとること
ができる。このように、性能に悪影響を及ぼさない最も
高い可能なレベルにＺ精度を維持することができる。こ
こに示す特定の方法は、ＮＣＤ １９−Ｃ Ｘ−ウイン
ドウズターミナルにおいて首尾よくテストされ、三次元
像のレンダリングに非常に大きな性能利得を与えた。

【００４８】ここに述べる実施例のスケジューリング
は、シーケンス番号のリサイクリングと組み合わせて使
用されるが、スケジューリング技術は、プロセッサをベ
ースとするシステム内でより一般的な使用目的を有す
る。例えば、時間スケジューリング技術は、どのクライ
エントにプロセッサの制御が許されたかを決定するため
の割り込みに適用できる。このようなシステムにおいて
は、多数のクライエントがしばしばアクセスに対して競
合し、所定のハイアラーキに従って待ち行列に入れられ
る。スケジューリング技術では、待ち行列内の各クライ
エントが、どれほど長くアクセスを待機させられたかに
基づく「値」を得ることができるようにするだけでこの
ような競合の問題を解決することができる。次いで、ア
クセスについて競合しているクライエントには、その待
機時間値に基づいて優先順位が与えられ、最も大きな値
を有するクライエントに最も高い優先順位が与えられ
る。この用途では、シーケンス番号や他のリサイクリン
グ技術は必要とされない。

【００４９】更に、多くの場合には、Ｚバッファをリサ
イクルするのに加えて像バッファをリサイクルすること
によりスループットを増加することが所望される。この
場合も、この解決策は、図３ないし５に示した方法を複
雑にするが、所望の性能上の利点が得られる。

【００５０】Ｚバッファリサイクリング、Ｚ精度スケジ
ューリング及び像バッファリサイクリングを含む本発明
の整数での実施例が図６ないし９に示されている。

【００５１】先ず、図６を参照すれば、プロセスはステ
ップ４００で始まり、そしてステップ４０２へと続き、
変数ＳｔａｒｔＴｉｍｅを現在時間にセットする。次い
で、ステップ４０４においてチェックを行い、Ｚバッフ
ァが既に存在するかどうか判断する。もし存在しなけれ
ば、ステップ４０６においてビデオメモリにＺバッファ
が確立され、その後、変数ＺＢｉｔｓ、ＺＢａｓｅ及び
ＺＢｕｃｋｓが初期値にセットされる。特に図３につい
て述べたように、ＺＢｉｔｓはＩｎｉｔＺＢｉｔｓにセ
ットされ、そしてＺＢａｓｅは−２＾ＩｎｉｔＺＢｉｔ
ｓにセットされる。しかしながら、図３の場合と異な
り、ＺＳｃａｌｅはセットされず、そうではなくて、新
たな変数ＺＢｕｃｋｓがゼロにセットされる。変数ＺＢ
ｕｃｋｓの実施により、以下で明らかとなるように、Ｚ
精度を進行中に調整して、クリア動作間のリサイクルの
数を増加又は減少することができる。ステップ４０８が
終わるか又はステップ４０４でのチェックによりＺバッ
ファが既に割り当てられていることが確立されると、プ
ロセスはステップ４１０へ続く。

【００５２】ステップ４１０において、ＺＢｕｃｋｓの
値がゼロより小さいかどうか判断するためのチェックが
行われる。最初のサイクルにおいては、ＺＢｕｃｋｓの
値がゼロに等しく、従って、プロセスはステップ４１２
へ続き、ＺＢｉｔｓの現在値が、ＺＢｉｔｓの手前の値
＋ＺＢａｓｅの未使用の最上位ビットに等しくセットさ
れる。例えば、ＺＢａｓｅが最上位３ビットにゼロを有
している場合には、シーケンス番号に指定されたＺＢａ
ｓｅの部分に３つの未使用ビットがあることになり、こ
れはＺ精度に割り当てできたものである。上記したよう
に、典型的な高性能の実施例では、ＺＢｉｔｓは２４な
いし３２の範囲であるが、それより低い分解能も公知で
ある。このようにＺＢｉｔｓを調整することにより、所
定の最大値と最小値との間で精度をシフトすることがで
きる。ＺＢａｓｅの初期値は、ステップ４１２において
全てのビットを処理に対して「使用ずみ」とマークする
ように−２＾ＩｎｉｔＺＢｉｔｓに任意にセットされ、
最初のフレームに対して、ＺＢｉｔｓはＩｎｉｔＺＢｉ
ｔｓの初期値から不変のままにされる。ＩｎｉｔＺＢｉ
ｔｓには、データがまだ受け取られていない場合に、予
想される像に対して受け入れられる性能と受け入れられ
る精度との間のバランスに基づく値が指定される。Ｉｎ
ｉｔＺＢｉｔｓの初期値としてＭｉｎＺＢｉｔｓを用い
ると、適当なバランスが与えられることが経験的に確立
されているが、ある場合には、ＭｉｎＺＢｉｔｓからＭ
ａｘＺＢｉｔｓの範囲の別の値を受け入れることができ
る。

【００５３】ステップ４１２においてＺＢｉｔｓの値を
調整した後に、プロセスはステップ４１４へと続き、Ｚ
ＢＩｔｓが、精度について割り当てが許されたＭａｘＺ
Ｂｉｔｓと称する最大ビット数よりも大きいかどうかの
チェックが行われる。もしそうであれば、ステップ４１
６において、ＺＢｉｔｓの値がＭａｘＺＢｉｔｓに等し
くセットされる。さもなくば、ステップ４１６はバイパ
スされ、ＺＢｉｔｓの値が不変のままとされる。

【００５４】ステップ４１０において、以下に詳細に述
べる理由で通常そうであるようにＺＢｕｃｋｓの値がゼ
ロより小さい場合には、図３のステップ１０８に対応す
るステップ４１８にプロセスが分岐する。又、ステップ
４１８で行われるＺＢａｓｅの増加は、Ｚバッファをリ
サイクルしようとする試みである。次いで、ステップ４
２０においてオーバーフローが存在するかどうか判断す
るためのチェックが行われる。もしなければ、このフレ
ームに対するＺバッファのリサイクルは首尾よく終わ
り、プロセスはステップ４２２へ続く。ステップ４２２
は、事象が確認されたことを確立するために便宜上示さ
れたものに過ぎず、実際の処理を表していないので、破
線で示されている。

【００５５】ステップ４２０においてＺＢａｓｅの値が
ゼロに等しい場合には、このフレームについてリサイク
ルがうまくいかず、プロセスはステップ４２４へと続
き、ＺＢｉｔｓの値が、ＺＢｉｔｓの手前に値−１にセ
ットされる。実際に、これは、リサイクルが所望される
がシーケンス番号ビットがもはや使用できない場合に、
Ｚ精度に対して割り当てられたビット数からビットを借
りることに相当する。ＺＢｉｔｓの値は、次いで、ステ
ップ４２６においてＺＢｉｔｓの最小値（ＭｉｎＺＢｉ
ｔｓ）と比較され、これが許容最小値より小さい場合に
は、ＺＢｉｔｓがステップ４２８においてＭｉｎＺＢｉ
ｔｓにリセットされる。ＺＢｉｔｓがＭｉｎＺＢｉｔｓ
の値に等しいか又はそれより大きい場合には、ステップ
４２８がバイパスされる。

【００５６】次いで、プロセスは、ステップ４１６によ
るか、ステップ４１４におけるステップ４１６のバイパ
スによるか、ステップ４２８によるか或いはステップ４
２６におけるそのバイパスにより、ステップ４３０へと
続く。このステップ４３０においては、ＺＢａｓｅがゼ
ロにセットされ、ＺＳｃａｌｅが２＾ＺＢｉｔｓ−ＺＧ
ａｐにセットされる。Ｚバッファは、次いで、ステップ
４３２においてクリアされ、その後、ステップ４３４に
おいて、変数ＥｌａｐｓｅｄＴｉｍｅがｔｉｍｅ（）−
ＳｔａｒｔＴｉｍｅにセットされ、そして変数ＺＢｕｃ
ｋｓがＺＢｕｃｋｓの手前の値−ＥｌａｐｓｅｄＴｉｍ
ｅにセットされる。

【００５７】次いで、プロセスは、像バッファのリサイ
クルに関連したステップのフローチャートである図７に
続く。対象物がいったんピクセル情報に変換されると、
ピクセルデータは像バッファに記憶されることが明らか
である。更に、前記で述べたように、本発明のここに示
す好ましい実施例は、多数の論理的なカラールックアッ
プテーブルを有するという点で注目すべきＢｒｏｃｋｔ
ｒｅｅ Ｂｔ４６３ＲＡＭＤＡＣを使用している。各論
理カラールックアップテーブルには、ウインドウＩＤ又
はカラーマップＩＤとも称する独特のＩＤが関連され
る。

【００５８】一般に、像バッファをリサイクルするプロ
セスは、多数のカラールックアップテーブルに関連した
多数のカラーマップＩＤ（Ｂｔ４６３文書においてＢｒ
ｏｃｋｔｒｅｅで識別された「ウインドウＩＤ」に等価
である）を、各フレームごとに１つづつ使用する。各ア
プリケーションには、通常、カラーマップが関連してい
る。アプリケーションに関連したカラーマップは、次い
で、現在フレームに対するカラーマップＩＤに関連した
適当な論理カラールックアップテーブルにロードされ
る。像バッファに記憶されたピクセルデータは、各ピク
セルごとに、カラーマップＩＤ情報と、カラー情報とを
備えている。第１のカラーマップがロードされそしてそ
のフレームの対象物がレンダリングされた後に、像バッ
ファからのピクセルデータを解読することにより第１の
フレームが表示される。

【００５９】従来のシステムでは、第１のフレームをレ
ンダリングした後に像バッファがクリアされる。しかし
ながら、本発明のシステムでは、このようなクリア動作
は行われない。むしろ、第２のフレームに第２のカラー
マップＩＤが指定され、第２フレームにおいてレンダリ
ングされる対象物に関連した各ピクセルがその第２のカ
ラーマップＩＤをそのピクセルデータの一部として含む
ようにする。第２フレームを処理した結果として像バッ
ファに書き込まれるピクセルは、第２フレームの対象物
に関連したピクセルだけであるので、このとき像バッフ
ァには、第１のカラーマップＩＤをピクセルデータに含
む第１フレームからの多数のピクセルと、第２のカラー
マップＩＤをピクセルデータに含む第２フレームからの
多数のピクセルとが記憶される。

【００６０】古いカラーマップＩＤを有する全てのピク
セルをバックグランドカラーに対してマップするように
カラーマップハードウェアをプログラムすることによ
り、第２フレームからのピクセルのみがカラーデータと
して評価される。その結果、第２フレームのみが表示さ
れる。第３フレームは、独特のカラーマップＩＤが指定
されるという点で同様に処理され、第３フレームの対象
物を表す像バッファの各ピクセルは、その第３のカラー
マップＩＤをピクセルデータに含む。前記したように、
全ての手前のカラーマップＩＤがバックグランドカラー
に対してマップされ、第３フレームの像のみがスクリー
ンに表示されたままとなる。

【００６１】このようなリサイクリングは何回も繰り返
すことができるので、ハードウェアによって独特のカラ
ーマップＩＤが与えられる。従って、例えば、８つのカ
ラーマップＩＤが使用できる場合には、像バッファを再
びクリアしなければならないときまでに像バッファにい
ったん書き込んで７回リサイクルすることができ、これ
に伴い、スループットを増加することができる。

【００６２】前記の説明を銘記して、図７のプロセスを
良く理解することができよう。このプロセスは、ステッ
プ４３６において、新たな像バッファが要求されたかど
うか或いは逆に言うと、像バッファが既に割り当てられ
ているかどうかを判断するようチェックすることによっ
て始まる。Ｚバッファは典型的にレンダラーによって割
り当てられるが、像バッファは典型的にクライエント
（即ち、アプリケーション）によって割り当てられるこ
とが当業者に明らかであろう。従って、ステップ４３６
では、レンダラーが新たな像バッファをレンダリングの
ために取り扱いしたところかどうかを効果的にチェック
する。

【００６３】像バッファが新たなものであってそれまで
クリアされていない場合には、ステップ４３８において
像バッファをクリアすることによって処理を続行し、そ
の後に、ステップ４４０において、古いカラーマップＩ
Ｄリストを空にしそして変数ＣｕｒｒｅｎｔＩＤを次に
使用できるカラーマップＩＤにセットする。

【００６４】或いは又、ステップ４３６のチェックによ
り、像バッファが変更されていないことが指示された場
合には、プロセスはステップ４４２へ続き、処理される
べき付加的なカラーマップＩＤが残っているかどうかチ
ェックされる。従来のレンダリング方法と異なり、各フ
レームごとに新たなカラーマップＩＤが設けられる。割
り当てられるべき付加的なカラーマップＩＤが残ってい
ない場合には、フレームが完全にリサイクルされてお
り、プロセスはステップ４３８へと続き、像バッファが
クリアされる。しかしながら、割り当てられるべきＩＤ
が更に残っている場合には、破線のボックス４４６で示
すようにリサイクルを行うことができる。プロセスはス
テップ４４８へ続き、現在カラーマップＩＤが古いカラ
ーマップＩＤリストに添付されると共に、現在ＩＤが次
に使用できるカラーマップＩＤに等しくセットされる。

【００６５】ステップ４４０又はステップ４４８が完了
した後に、プロセスはステップ４５０へ続き、現在カラ
ーマップＩＤが要求されたカラーマップとなるようにカ
ラーマップハードウェアをプログラムする。これに続い
て、ステップ４５２においてＩＤの値が古いＩＤリスト
の第１のＩＤに等しくなるようセットされる。ＩＤの値
はステップ４５４においてチェックされ、それがナルで
あるかどうか、即ち全てのＩＤが処理されたかどうか判
断される。もしそうでなければ、カラーマップハードウ
ェアは、カラーマップＩＤ（古いＩＤリストから選択さ
れた）をもつ全てのピクセルを現在フレームのバックグ
ランドカラーに対してマップするようにプログラムさ
れ、その後、ステップ４５８において現在ＩＤが古いＩ
Ｄリストの次のＩＤにセットされる。ステップ４５８の
完了後に、プロセスはステップ４５４へ戻り、処理され
るべきＩＤが更に残っているかどうか判断される。もし
なければ、ＩＤはナルであり、プロセスは図８へと続
く。

【００６６】好ましい方法の上記説明は、多数のカラー
ルックアップテーブルを有するカラーマップハードウェ
アの使用に関するものであるが、このような複雑なカラ
ーマップハードウェアが各々の場合に必要とされるので
はないことが明らかである。例えば、ある実施例におい
ては、たとえカラー情報に８ビットしか必要でなくても
像バッファが１０ビットの深さになる。このような場合
には、２ビットが未使用であって、カラーマップＩＤと
して割り当てることができ、この場合に、像バッファは
書き込んでから３回リサイクルすることができる。

【００６７】図８は、Ｚスケジューリングに加えて像バ
ッファ及びＺバッファのリサイクリングが行われる場合
の対象物のレンダリングに含まれるステップをフローチ
ャートの形態で示している。図７のステップ４５４から
プロセスはステップ４６０ないし４８２へと続き、これ
らは、ステップ４８０以外は、図５の対応ステップ１１
８ないし１３８と同様に動作する。ステップ４８０は、
像バッファのリサイクルを示すもので、現在レンダリン
グされているピクセルのｚ値がｂｚ値より大きい場合
に、ピクセルのカラーを現在対象物のカラー＋ＩＤ（こ
こでＩＤはステップ４４０又はステップ４４８のいずれ
かにおいてフレームごとに一度セットされる現在ＩＤで
ある）にセットする。更に、ステップ４７０のチェック
により処理されるべき対象物がそれ以上ない場合には、
プロセスは、図５の場合と同様に、完了するのではな
く、図９へと続く。

【００６８】図９において、プロセスはステップ４８４
へ続き、ＥｌａｐｓｅｄＴｉｍｅがｔｉｍｅ（）−Ｓｔ
ａｒｔＴｉｍｅにセットされると共に、ＺＢｕｃｋｓが
手前のＺＢｕｃｋｓの値と、ＥｌａｐｓｅｄＴｉｍｅに
所定のレートを乗じた結果との和に等しくなるようにセ
ットされる。所定のレートとは、クリア動作のために割
り当てられた時間が生じる割合である。例えば、例とし
て既に使用されたように、全レンダリング時間の２％を
クリア動作のために割り当てることによって充分な性能
が得られると判断された場合には、このレートが２％の
値を表す。次いで、ステップ４８６において、ＺＢｕｃ
ｋｓの値が所定の最大値ＭａｘＺＢｕｃｋｓと比較され
る。このＺＢｕｃｋｓの値が許容最大値を越える場合に
は、ステップ４８８においてＺＢｕｃｋｓがＭａｘＺＢ
ｕｃｋｓにリセットされ、さもなくば、ステップ４８８
をバイパスし、ＺＢｕｃｋｓの現在値が保持される。こ
れは、最大のＺ精度で非常に複雑な像をレンダリングす
ることによってＺＢｕｃｋｓの過剰な累積が生じそして
その後の単純な像でＺバッファの過剰なクリア動作が生
じるのを防止する。しかしながら、累積されたＺＢｕｃ
ｋｓに対するこのような制約は全ての場合に必要となる
のではない。フレームのレンダリングはステップ４９０
で完了し、図６に復帰することにより次のフレームのレ
ンダリングを続けることができる。

【００６９】図６ないし９は、整数での実施を示してい
るが、リサイクリング及びスケジューリングを含むＺバ
ッファの浮動小数点での実施を行うこともできる。この
ような実施が図１０に示されており、このプロセスはス
テップ５００で始まり、ステップ５０２へと続き、変数
ＳｔａｒｔＴｉｍｅが現在時間即ちｔｉｍｅ（）に等し
くセットされる。ステップ５０４では、新たなＺバッフ
ァを割り当てるべきであるかどうかを判断するチェック
がなされる。

【００７０】もしそうであれば、プロセスはステップ５
０６へ続き、ハードウェアの実施に基づいてＶＲＡＭで
あるか又は従来のＤＲＡＭであるメモリに新たなＺバッ
ファが割り当てられ、そしてステップ５０８において、
変数ＺＳｃａｌｅ及びＺＢｕｃｋｓが各々１及び０の初
期値にセットされる。もしそうでなければ、即ちＺバッ
ファが既に割り当てられている場合には、プロセスはス
テップ５１０へ続き、ＺＢｕｃｋｓの値がゼロより小さ
いかどうかの判断がなされる。ＺＢｕｃｋｓがゼロに等
しいか又はそれより大きい場合、或いはステップ５０８
が完了した後、プロセスはステップ５１２へ続き、ＺＢ
ａｓｅの値がゼロにセットされ、そしてステップ５１４
においてＺバッファがクリアされる。次いで、ステップ
５１６において、変数ＥｌａｐｓｅｄＴｉｍｅがｔｉｍ
ｅ（）−ＳｔａｒｔＴｉｍｅにセットされ（ｔｉｍ
ｅ（）は現在時間である）そして変数ＺＢｕｃｋｓがそ
の手前のＺＢｕｃｋｓの値−ＥｌａｐｓｅｄＴｉｍｅの
値に調整される。

【００７１】しかしながら、ＺＢｕｃｋｓの値がゼロよ
り小さい場合には、リサイクリングが許され、そしてＺ
Ｂａｓｅの値は、ステップ５１８において、ＺＢａｓｅ
の手前の値＋１＋任意のギャップサイズＺＧａｐに調整
される。第１フレームのＺ値は０．０ないし１．０の範
囲であり、１を加えると、新たなフレームの各Ｚ値は手
前のフレームの最大値よりも大きくなるよう確保される
ことが当業者に明らかであろう。ギャップサイズＺＧａ
ｐの典型的な値は０．０１である。リサイクル段階が首
尾よく行われることがステップ５２０の破線ボックスで
示されており、ステップ５１６の完了後又はステップ５
１８でＺバッファが首尾よくリサイクルされた後に、プ
ロセスは前記したように図７ないし図９へ続く。

【００７２】別の実施例においては、上記した２の累乗
ではなくて手前のフレームでレンダリングされた最大Ｚ
値でＺＢａｓｅを増加することもできる。このような場
合には、ステップ１１０及び４２０のテストがゼロでは
なくてオーバーフローをテストするように変更される。
増加のサイズは、それが適当な範囲内である限り重要で
はないことが当業者に明らかであろう。本発明によれ
ば、像バッファ又はＺバッファのクリア動作は、従来の
ようなバッファ内の各ビットのクリア動作を伴う必要が
ないことが明らかであろう。むしろ、少なくともある実
施例においては、シーケンス番号を表すＺバッファの部
分のみをクリアすればよい。同様に、像バッファの場合
には、カラーマップＩＤを表す部分のみをクリアすれば
よい。更に少なくともある場合には、これら各々の部分
の一部だけをクリアすればよいが、このような部分的な
クリア動作によって可能となる付加的なリサイクリング
は、全ての部分がクリアされる場合よりも少ない。

【００７３】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明から逸脱せずに種々の変更や等効物が存在することは
当業者に明らかであろう。それ故、本発明は上記の説明
に限定されるものではなく、請求の範囲のみによって限
定されるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】ビデオディスプレイの三次元レンダリングプロ
セス全体を示すフローチャートである。

【図２】本発明によるビデオサブシステムの概略ブロッ
ク図である。

【図３】本発明によるＺバッファリサイクルの整数実施
のみを示す簡単な一般的な図であって、本発明によりＺ
バッファリサイクルは行うがスケジューリングは行わず
にＺバッファを初期化する段階を示したフローチャート
である。

【図４】本発明によるＺバッファリサイクルの整数実施
のみを示す簡単な一般的な図であって、Ｚバッファリサ
イクルのみを使用し、スケジューリングは行わずに像バ
ッファを初期化する段階を示したフローチャートであ
る。

【図５】本発明によるＺバッファリサイクルの整数実施
のみを示す簡単な一般的な図であって、図３及び４に示
す方法段階を用いて対象物をレンダリングする段階を示
したフローチャートである。

【図６】スケジューリングを伴うＺバッファリサイクル
と、像バッファリサイクルとを行う本発明の高度な実施
例を示す図であって、リサイクリング及びスケジューリ
ングの両方を行うようにしてＺバッファを初期化する段
階を示すフローチャートである。

【図７】スケジューリングを伴うＺバッファリサイクル
と、像バッファリサイクルとを行う本発明の高度な実施
例を示す図であって、像バッファのリサイクリングを図
６の方法段階と組み合わせて像バッファを初期化する段
階を示したフローチャートである。

【図８】スケジューリングを伴うＺバッファリサイクル
と、像バッファリサイクルとを行う本発明の高度な実施
例を示す図であって、図６及び７の方法を用いて対象物
をレンダリングする段階を示すフローチャートである。

【図９】スケジューリングを伴うＺバッファリサイクル
と、像バッファリサイクルとを行う本発明の高度な実施
例を示す図であって、図６ないし８のプロセスの終了段
階を示す図である。

【図１０】リサイクリング及びスケジューリングを伴い
Ｚバッファを初期化する浮動小数点実施の段階を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

２０２ ＣＰＵ ２０４ メモリインターフェイス ２０６ ＶＲＡＭアレイ ２０８ ＤＲＡＭアレイ ２１０ カラーマップロジック ２１２ モニタ ２１４ Ｉ／Ｏインターフェイス ２１６ キーボード ２１８ スピーカ ２２０ ＲＳ−２３２コントローラ ２２２ ＮＶＲＡＭ ２２６ 補助的なＲＳ−２３２デバイス ２３０ ネットワークインターフェイスカード ２３２ ネットワークコントローラ ２３４ ＥＰＲＯＭ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセッサと、レンダリング用のＺバッ
   ファとを有するビデオディスプレイ装置において、Ｚ値
   を有する少なくとも１つの対象物より各々成る三次元像
   の複数のフレームを、それらフレーム間でＺバッファを
   クリアせずにレンダリングする方法が、 Ｚバッファをクリアし、 第１フレームの少なくとも１つの対象物をレンダリング
   し、 第２フレームの少なくとも１つの対象物のＺ値を変更し
   て、第２フレームの対象物の最小Ｚ値がその手前のフレ
   ームの少なくとも１つの対象物の最大Ｚ値よりも大きく
   なるようにし、そして第２フレームの上記少なくとも１
   つの対象物をその変更されたＺ値に基づいてレンダリン
   グする、という段階を備えたことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 プロセッサと、ワードの形態の複数のビ
   ットを記憶するメモリアレイとを有していて、ビデオ像
   を表示するためのビデオディスプレイ装置において、三
   次元像を高いレートでレンダリングする方法が、 上記メモリアレイの一部分にＺバッファを確立し、 上記Ｚバッファによって使用されない上記メモリアレイ
   の一部分に記憶されるシーケンス番号を確立し、このシ
   ーケンス番号部分はＺバッファ部分よりも上位のワード
   ビットによってアドレスされ、 第１の像をレンダリングする前にＺバッファをクリア
   し、 第１の像をレンダリングする前に任意のシーケンス番号
   を確立し、 各像をレンダリングした後に上記シーケンス番号を増加
   し、そしてシーケンス番号部分がオーバーフローしたと
   きにＺバッファをクリアする、という段階を備えたこと
   を特徴とする方法。
3. 【請求項３】 ワードの形態の複数のビットを記憶する
   メモリアレイを有していて、ビデオ情報のフレームを表
   示するためのビデオディスプレイ装置において、三次現
   像をレンダリングする方法が、 上記メモリアレイの一部分にＺバッファを確立し、 上記Ｚバッファによって使用されない上記メモリアレイ
   の一部分にシーケンス番号を確立し、このシーケンス番
   号部分はＺバッファ部分よりも上位のワードビットによ
   ってアドレスされ、 第１のフレームをレンダリングする前にＺバッファをク
   リアし、 各像をレンダリングした後に上記シーケンス番号を増加
   し、そしてシーケンス番号が所定値に達したときにＺバ
   ッファを再びクリアする、という段階を備えたことを特
   徴とする方法。
4. 【請求項４】 上記シーケンス番号部分がオーバーフロ
   ーしたときに上記所定値に到達する請求項３に記載の方
   法。
5. 【請求項５】 ワードの形態の複数のビットを記憶する
   メモリアレイを有していて、ビデオ情報のフレームを表
   示するためのビデオディスプレイ装置において、三次現
   像をレンダリングする方法が、 上記メモリアレイの一部分にＺバッファを確立し、 上記Ｚバッファによって使用されない上記メモリアレイ
   の一部分にシーケンス番号を確立し、このシーケンス番
   号部分はＺバッファ部分よりも上位のワードビットによ
   ってアドレスされ、 全レンダリング時間の一部分として、Ｚバッファをクリ
   アするための時間量を発生させ、 第１のフレームをレンダリングする前にＺバッファをク
   リアし、 各像をレンダリングした後に上記シーケンス番号を増加
   し、そしてシーケンス番号が第１の所定値に達したとき
   又はＺバッファをクリアするために発生された時間が第
   ２の所定値に達したときにＺバッファを再びクリアす
   る、という段階を備えたことを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 複数のアドレスビットによってアドレス
   される像バッファを含むメモリアレイを有していて、ビ
   デオ情報のフレームを三次元レンダリングとして表示す
   ることのできるビデオディスプレイ装置において、フレ
   ーム間で像バッファをクリアせずにビデオ情報の多数の
   フレームを順次に表示する方法が、 像バッファをクリアし、 表示されるべき第１フレームに、第１カラーマップを表
   す指示を割り当て、 上記第１フレームの対象物に関連した各ピクセルに、第
   １カラーマップを表す指示及び他のピクセル情報を割り
   当て、この第１カラーマップを表す指示と他のピクセル
   情報との組み合わせは、第１フレームのピクセルデータ
   を形成し、 上記第１フレームのピクセルデータを像バッファに書き
   込み、 第１カラーマップを表す指示を有していて像バッファに
   記憶された上記ピクセルデータを、要求されたカラーに
   対してマッピングし、 表示されるべき次のフレームに、異なるカラーマップを
   表す指示を割り当て、 上記次のフレームの対象物に関連した各ピクセルに、上
   記次のカラーマップを表す指示及び他のピクセル情報を
   割り当て、上記次のカラーマップを表す指示と他のピク
   セル情報との組み合わせは、上記次のフレームのピクセ
   ルデータを形成し、 上記次のフレームのピクセルデータを像バッファに書き
   込み、 上記次のカラーマップを表す指示を有しておらずに像バ
   ッファに記憶されたピクセルデータをバックグランドカ
   ラーに対してマッピングし、 上記次のカラーマップを表す指示を有していて像バッフ
   ァに記憶されたピクセルデータを、要求されたカラーに
   対してマッピングし、そして各次々のフレームに対し、
   所定の限界まで、上記次のフレームに対する割り当て、
   書き込み及びマッピングの段階を繰り返すことを特徴と
   する方法。
7. 【請求項７】 プロセッサへアクセスするために複数の
   通話が競合し得るようなプロセッサベースのシステムに
   おいて、アクセスをスケジュールするための方法が、 プロセッサへアクセスするために各々競合する複数の通
   話を識別し、 このような複数の通話の少なくとも幾つかに対し、プロ
   セッサへのアクセスを待機するのに費やされる時間量に
   比例する値を発生し、そしてこのような複数の通話の各
   々によって発生された値に基づいてプロセッサへアクセ
   スさせる、という段階を備えたことを特徴とする方法。