JPH07282269A

JPH07282269A - 画像生成装置

Info

Publication number: JPH07282269A
Application number: JP6095716A
Authority: JP
Inventors: Makoto Furuhashi; 真古橋; Masayoshi Tanaka; 正善田中; Masakazu Suzuoki; 雅一鈴置; Teiji Yutaka; 禎治豊
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1995-10-27
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JP3462566B2; US6392643B1; KR950033916A; AU1625195A; KR100340311B1; CN1111301C; DE69510483T2; CA2146516A1; MY113049A; DE69510483D1; EP0676720A3; ATE181779T1; CN1128381A; EP0676720A2; EP0676720B1; AU701873B2

Abstract

(57)【要約】【目的】描画命令のデータ量が大きくならず、また、
混合比率メモリとして容量の小さいものを使用可能であ
る画像生成装置を提供する。【構成】フレームバッファ６３から読み出された画素
データと、次に描画しようとする対応する位置の画素デ
ータとを、指定された混合比率で混合する混合回路１０
１を備える。この混合回路１０１の混合結果の画素デー
タを、フレームバッファ６３の対応する画素位置に書き
込む。混合比率記憶部１０６に、混合比率の複数個を記
憶する。選択手段１０７により、描画命令に含まれる混
合比率選択情報に応じて混合比率記憶部１０６から、混
合回路１０１に供給する混合比率を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオゲーム機やグ
ラフィックコンピュータなど、コンピュータグラフィッ
クスを応用した機器で、限られたハードウエア資源の中
で、高い可視化（ビジュアライゼーション）性能が要求
される場合に適用して好適な画像生成装置に関し、特
に、いわゆる半透明処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータグラフィックスにおいて、
通常、３Ｄ（３ディメンション＝３次元）グラフィック
スシステムと呼ばれるものは、現実感のある物体（描画
対象の物体をオブジェクトと称する）を描画するに際し
て、まず、オブジェクトの表面を複数のポリゴン（描画
装置が扱う図形の最小単位（三角形や四角形）をポリゴ
ンという）に分解し、各ポリゴンを、モニター表示画面
に対応したフレームメモリ（以下フレームバッファとい
う）に、順に、描画することで、立体的に見える画像を
再構成する。

【０００３】通常のこの種の画像生成装置では、処理を
高速に行わせるために、ＣＰＵとフレームバッファの間
に専用の描画装置を設ける。ＣＰＵは、画像を生成する
際に、直接フレームバッファをアクセスするのではな
く、三角形や四角形の基本的な図形（ポリゴン）を描画
する命令（以下、描画命令と略称する）を生成して描画
装置に送る。描画装置は、送られた描画命令を解釈し
て、フレームバッファに図形を描画する。

【０００４】ところで、コンピュータグラフィックスに
おいては、前に表示されていた画像の画素データ（例え
ば３原色データからなる。以下同じ）と、次に描画しよ
うとする画像の画素データとを所定の比率で混合するこ
とにより、半透明処理を行うようにしている。この半透
明処理は描画装置で行われ、従来は、描画装置の半透明
処理部は、図１１に示すような構成とされている。

【０００５】図１１において、１０はフレームバッファ
であり、２０は描画装置を示している。描画装置２０
は、半透明処理のための混合回路２１と、フレームバッ
ファ１０から画素データを読み出す読み出し回路２２
と、フレームバッファ１０に画素データを書き込む書き
込み回路２３と、描画装置２０に転送されてきた描画命
令をデコードする描画命令デコード部２４と、描画命令
デコード部２４でデコードされた描画命令にしたがって
描画画像を生成する画像生成回路２５と、混合比率メモ
リ２６と、半透明処理の全体を制御する制御部２７とを
備えている。

【０００６】この場合、描画命令は、混合比率のデータ
を備えており、描画命令デコード部２４で、その混合比
率のデータが抽出されて、混合比率メモリ２６に格納さ
れる。混合比率メモリ２６は、画像生成部２５からの描
画画素位置情報に基づいて、画像生成部２５で生成され
る描画画像を構成する各ピクセル（画素）ごとに混合比
率を記憶する。

【０００７】半透明処理は、次のように行われる。すな
わち、読み出し回路２２によりフレームバッファ１０か
ら、これから描画しようとする画素位置の前の画素デー
タＶｍが読み出され、混合回路２１に供給される。ま
た、画像生成部２５から、これから描画しようとする画
素データＶｃが混合回路２１に供給される。そして、混
合比率メモリ２６から、これから描画しようとする画素
についての混合比率αが読み出されて、混合回路２１に
供給される。

【０００８】混合回路２１では、前記混合比率αで、画
素データＶｍと画素データＶｃとが混合される。すなわ
ち、（１−α）Ｖｍ＋αＶｃ＝Ｖｏなる演算が行われ
て、混合出力画素データＶｏが得られる。そして、その
混合結果の画素データＶｏが、書き込み回路２３によ
り、フレームバッファ１０の、前記読み出された画素デ
ータＶｍと同じアドレス位置に書き戻される。

【０００９】この場合、混合比率αに応じて前の画素の
色が新たな画素に残り、半透明の色となって表示され
る。なお、混合比率α＝１であれば、完全不透明であ
り、混合比率α＝０であれば、完全透明となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
半透明処理においては、混合比率αの値は、描画命令が
有していて、それに基づいて混合比率メモリ２６に、画
素ごとに蓄えられようにされている。このため、混合比
率を細かく設定しようとすると、混合比率αのビット数
が大きくなり、描画命令のデータ量が大きくなると共
に、混合比率メモリ２６を容量の大きなものにしなけれ
ばならなくなる。

【００１１】また、描画装置の構成を簡略化するために
は、半透明処理を用いて完全透明処理及び完全不透明処
理をも行えるようにする方がよいが、上述のように、半
透明処理の場合には、１画素ごとに、フレームバッファ
１０からの読み出し、混合処理、フレームバッファ１０
への書き戻し処理の３段階の処理が必要となり、比較的
処理時間が長くなる欠点がある。

【００１２】この発明の第１の目的は、描画命令のデー
タ量が大きくならず、また、混合比率メモリとして容量
の小さいものを使用可能である画像生成装置を提供する
ことである。

【００１３】また、この発明の第２の目的は、半透明処
理を用いて完全透明処理及び完全不透明処理を、高速に
行うことができる画像生成装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明の画像生成装置は、後述の図１の実
施例の参照符号を対応させると、ＣＰＵ４２で生成した
描画命令を描画装置部６１に転送し、この描画装置部６
１で、前記描画命令にしたがって描画を順次実行してフ
レームバッファ６３上に画像を生成する装置において、
描画装置部６１は、フレームバッファ６３から前に描画
された画像の画素データを読み出す手段１０２と、フレ
ームバッファ６３から読み出された画素データと、次に
描画しようとする対応する位置の画素データとを、指定
された混合比率で混合する混合回路１０１と、この混合
回路１０１の混合結果の画素データを、フレームバッフ
ァ６３の対応する画素位置に書き込む書き込み手段１０
３と、前記混合比率の複数個を記憶する混合比率記憶部
１０６と、前記描画命令に含まれる混合比率選択情報に
応じて混合比率記憶部１０６から、混合回路１０１に供
給する混合比率を選択する選択手段１０７とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１５】また、請求項２の発明による画像生成装置
は、後述の図８の実施例の参照符号を対応させると、Ｃ
ＰＵ４２で生成した描画命令を描画装置部６１に転送
し、この描画装置部６１で、前記描画命令にしたがって
描画を順次実行してフレームバッファ上６３に画像を生
成する装置において、描画装置部６１は、フレームバッ
ファ６３から前に描画された画像の画素データを読み出
す読み出し手段１０２と、フレームバッファ６３から読
み出された画素データと、次に描画しようとする対応す
る位置の画素データとを、指定された混合比率で混合す
る混合回路１０１と、この混合回路１０１の混合結果の
画素データを、フレームバッファ６３の対応する画素位
置に書き込む書き込み手段１０３と、混合回路１０１に
供給する前記混合比率を記憶する混合比率記憶部１０６
と、前記描画命令に含まれる混合処理に関するフラグを
抽出して、このフラグの状態を判別するフラグ判別手段
１０９と、フラグ判別手段１０９の判別結果から、前記
フラグが一の状態のときには、読み出し手段１０２によ
るフレームバッファ６３からの画素データの読み出しを
省略すると共に、前記次に描画しようとする対応する位
置の画素データを、そのまま書き込み手段１０３により
フレームバッファ６３の対応する画素位置に書き込むよ
うに制御し、前記フラグが他の状態のときには、読み出
し手段１０２によるフレームバッファ６３からの画素デ
ータの読み出し及び書き込み手段１０３によるフレーム
バッファ６３への書き込みを省略するように制御する制
御手段１８とを備えることを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記の構成の請求項１の発明においては、描画
装置部６１の混合比率記憶部１０６には、あらかじめ混
合比率の情報が格納されている。描画命令には、この混
合比率記憶部１０６に格納されている混合比率のどれを
使用するかの選択情報が含められ、この選択情報により
混合回路１０１に供給する混合比率が決定される。した
がって、各画素単位には、この選択情報を用意すればよ
い。この選択情報は、混合比率記憶部１０６に格納され
ている混合比率の個数分を選択可能なビット数でよいの
で、混合比率をそのまま持たなければならない従来の場
合に比べて少ないビット数でよく、描画命令のデータ量
を小さくすることができると共に、混合比率の選択のた
めに必要なメモリ容量も小さくすることができる。

【００１７】また、請求項２の発明においては、判別手
段１０９において、描画命令に含まれる１ビットのフラ
グにより、完全透明処理（混合比率＝０）の場合と、完
全不透明処理（混合比率＝１）の場合とが判別される。

【００１８】そして、完全透明処理の場合には、読み出
し回路１０２によるフレームバッファ６３からの画素デ
ータの読み出しが行われず、また、書き込み回路１０３
によるフレームバッファ６３への書き戻しも行われな
い。このため、混合回路１０１と、読み出し回路１０２
と、書き込み回路１０３とを備える半透明処理装置を使
用する場合であっても、読み出し処理と、書き込み処理
とを省略した分だけ、完全透明処理を高速に行える。

【００１９】また、完全不透明処理の場合には、読み出
し回路１０２によるフレームバッファ６３からの画素デ
ータの読み出しは行われず、書き込み回路１０３による
新たな画素データのみがフレームバッファに書き込まれ
る。したがって、この場合も、フレームバッファ６３か
らの画素データの読み出し処理が省略される分だけ、高
速処理になる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。図２は、この発明の一実施例の画
像生成装置の構成例を示すもので、この例は３Ｄグラフ
ィック機能と、動画再生機能とを備えるゲーム機の実施
例である。

【００２１】図２において、４１はシステムバス（メイ
ンバス）である。このシステムバス４１には、ＣＰＵ４
２、メインメモリ４３、ソーティングコントローラ４５
が接続されている。

【００２２】システムバス４１には、また、画像伸長装
置部５１が、入力用のＦＩＦＯ（ＦｉｒｓｔＩｎＦ
ｉｒｓｔＯｕｔ）バッファメモリ（以下、ＦＩＦＯバ
ッファメモリをＦＩＦＯバッファと略称する）５４及び
出力用のＦＩＦＯバッファ５５を介して接続されてい
る。また、ＣＤ−ＲＯＭデコーダ５２がＦＩＦＯバッフ
ァ５６を介して、描画装置部６１がＦＩＦＯバッファ６
２を介して、それぞれシステムバス４１に接続されてい
る。

【００２３】また、７１は操作入力手段としてのコント
ロールパッドで、インターフェース７２を介してシステ
ムバス４１に接続されている。さらに、システムバス４
１には、ゲーム機としての立ち上げを行うためのプログ
ラムが格納されているブートＲＯＭ７３が接続されてい
る。

【００２４】ＣＤ−ＲＯＭデコーダ５２は、ＣＤ−ＲＯ
Ｍドライバ５３に接続されており、ＣＤ−ＲＯＭドライ
バ５３に装着されたＣＤ−ＲＯＭディスクに記録されて
いるアプリケーションプログラム（例えばゲームのプロ
グラム）やデータをデコードする。ＣＤ−ＲＯＭディス
クには、例えば離散コサイン変換（ＤＣＴ）により画像
圧縮された動画や静止画の画像データや、ポリゴンを修
飾するためのテクスチャー画像の画像データが記録され
ている。ＣＤ−ＲＯＭディスクのアプリケーションプロ
グラムには、ポリゴン描画命令が含まれている。ＦＩＦ
Ｏバッファ５６は、ＣＤ−ＲＯＭディスクの記録データ
の１セクタ分の容量を有する。

【００２５】ＣＰＵ４２は、システム全体の管理を行な
う。また、このＣＰＵ４２は、物体を多数のポリゴンの
集まりとして描画する場合の処理の一部を行う。すなわ
ち、ＣＰＵ４２は、後述もするように、描画命令を生成
すると共に、制御命令をメインメモリ４３上に生成す
る。そして、後述するようにして、これら描画命令と制
御命令との混在したものである描画命令例をメインメモ
リ４３上において作成する。

【００２６】また、このＣＰＵ４２は、キャッシュメモ
リ４６を有し、ＣＰＵインストラクションの一部は、シ
ステムバス４１からフェッチすることなく実行できる。
さらに、ＣＰＵ４２には、描画命令や制御命令を作成す
る際にポリゴンについての座標変換演算や制御のための
座標値の演算を行なうための座標演算装置部４４が、Ｃ
ＰＵ内部コプロセッサとして設けられている。座標演算
装置部４４は、３次元座標変換及び３次元から表示画面
上の２次元への変換の演算を行なう。

【００２７】このように、ＣＰＵ４２は、内部に命令キ
ャッシュ４６と座標演算装置部４４を有しているため、
その処理をシステムバス４１を使用しなくても、ある程
度行うことができるため、システムバス４１を開放しや
すい。

【００２８】画像伸長装置部５１は、ＣＤ−ＲＯＭディ
スクから再生された圧縮画像データの伸長処理を行なう
もので、ハフマン符号のデコーダと、逆量子化回路と、
逆離散コサイン変換回路のハードウエアを備える。ハフ
マン符号のデコーダの部分は、ＣＰＵ４２がソフトウエ
アとしてその処理を行うようにしてもよい。

【００２９】この例の場合、画像伸長装置部５１は、１
枚（１フレーム）の画像を、例えば１６×１６ピクセル
（画素）程度の小領域（これを以下マクロブロックと称
する）に分割して、このマクロブロック単位で画像伸長
デコードを行う。そして、このマクロブロック単位でメ
インメモリ４３との間でデータ転送が行われる。したが
って、ＦＩＦＯバッファ５４及び５５は、マクロブロッ
ク分の容量を備えるものとされている。

【００３０】描画装置部６１には、ローカルバス１１を
介してフレームメモリ６３が接続されている。描画装置
部６１は、ＦＩＦＯバッファ６２を介してメインメモリ
４３から転送されてくる描画命令を実行して、その結果
をフレームメモリ６３に書き込む。ＦＩＦＯバッファ６
２は、１命令分のメモリ容量を有する。

【００３１】フレームメモリ６３は、描画画像を記憶す
る画像メモリ領域と、テクスチャー画像を記憶するテク
スチャーメモリ領域と、カラールックアップテーブル
（色変換テーブルＣＬＵＴ）が格納されるテーブルメモ
リ領域とを備える。

【００３２】図３は、フレームメモリ６３のメモリ空間
を示すものである。フレームメモリ６３は、カラムとロ
ウの２次元アドレスでアドレシングされる。この２次元
アドレス空間のうち、領域ＡＴがテクスチャーメモリ領
域とされる。このテクスチャー領域ＡＴには、複数種類
のテクスチャーパターンを配置することができる。ＡＣ
は色変換テーブルＣＬＵＴのテーブルメモリ領域であ
る。

【００３３】後述するように、色変換テーブルＣＬＵＴ
のデータは、ＣＤ−ＲＯＭディスクからＣＤ−ＲＯＭデ
コーダ５２を通じて、ソーティングコントローラ４５に
より、フレームメモリ６３に転送される。ＣＤ−ＲＯＭ
のテクスチャー画像のデータは、画像伸長装置部５１に
よりデータ伸長され、メインメモリ４３を介してフレー
ムメモリ６３に転送される。

【００３４】また、図３において、ＡＤは画像メモリ領
域であり、描画するエリアと、表示するエリアの２面分
のフレームバッファ領域を備えている。この例では、現
在表示用として用いているフレームバッファ領域を表示
バッファ、描画を行っているフレームバッファ領域を描
画バッファと呼ぶこととする。この場合、一方を描画バ
ッファとして描画を行っている間は、他方は表示バッフ
ァとして用い、描画が終了したら、両バッファを互いに
切り換える。この描画バッファと表示バッファの切り換
えは、描画終了時に、垂直同期に合わせて行う。

【００３５】フレームメモリ６３の表示バッファから読
み出された画像データは、Ｄ／Ａコンバータ６４を介し
て画像モニター装置６５に出力され、その画面に表示さ
れる。

【００３６】ソーティングコントローラ４５は、いわゆ
るＤＭＡコントローラと同様の機能を備え、メインメモ
リ４３と画像伸長装置部５１との間での画像データの転
送を行ったり、メインメモリ４３から描画装置部６１に
描画命令列を転送したりするもので、転送手段を構成し
ている。このソーティングコントローラ４５は、ＣＰＵ
４２やコントロールパッド７１などの他の装置がシステ
ムバス４１を開放している間隙をぬって、ＣＰＵ４２の
介在なしに前記の転送処理を行う。この場合、ＣＰＵ４
２がシステムバス４１の開放をソーティングコントロー
ラ４５に知らせるようにすることもできるし、ソーティ
ングコントローラ４５が強制的にＣＰＵ４２にバスの開
放を要求するようにすることもできる。

【００３７】メインメモリ４３は、動画や静止画の画像
データに対しては、圧縮された画像データのメモリ領域
と、伸長デコード処理された伸長画像データのメモリ領
域とを備えている。また、メインメモリ４３は、描画命
令列などのグラフィックスデータのメモリ領域（これを
以下パケットバッファという）を備える。

【００３８】このパケットバッファは、ＣＰＵ４２によ
る描画命令列の設定と、描画命令列の描画装置部への転
送とに使用され、ＣＰＵ４２と、描画装置部６１とが共
有することになる。ＣＰＵ４２と、描画装置部６１とで
処理を並列に動作するようにするため、この例では、描
画命令列の設定用のパケットバッファ（以下、これを設
定パケットバッファという）と、転送用のパケットバッ
ファ（以下、これを実行パケットバッファという）との
２つのパケットバッファが用意されており、一方を設定
パケットバッファとしているときには、他方は実行パケ
ットバッファとして使用し、実行パケットバッファで実
行が終了したら、２つのパケットバッファの機能を交換
するようにしている。

【００３９】図２の例の装置（ゲーム機）に電源が投入
され、ＣＤ−ＲＯＭディスクが装填されると、ブートＲ
ＯＭ７３のゲームを実行するためのいわゆる初期化処理
をするためのプログラムがＣＰＵ４２により実行され
る。そして、ＣＤ−ＲＯＭディスクの記録データが取り
込まれる。このとき、ＣＤ−ＲＯＭディスクの各セクタ
のユーザーデータ中の識別用情報ＩＤに基づいて各ユー
ザーデータのデコード処理がなされ、データのチェック
が行われる。このチェック結果により、ＣＰＵ４２は、
各ＩＤで示される内容の再生データに応じた処理を実行
する。

【００４０】すなわち、ＣＤ−ＲＯＭディスクから、圧
縮画像データ、描画命令及びＣＰＵ４２が実行するプロ
グラムが、ＣＤ−ＲＯＭドライバ５３、ＣＤ−ＲＯＭデ
コーダ５２を介して読み出され、ソーティングコントロ
ーラ４５によってメインメモリ４３にロードされる。そ
して、ロードされたデータのうち、色変換テーブルの情
報は、フレームメモリ６３の領域ＣＬＵＴに転送され
る。

【００４１】［圧縮画像データの伸長及び転送］メイン
メモリ４３の入力データのうち、圧縮画像データは、Ｃ
ＰＵ４２がハフマン符号のデコード処理を行った後、再
びＣＰＵ４２によりメインメモリ４３に書き込まれる。
そして、ソーティングコントローラ４５は、このハフマ
ン符号のデコード処理後の画像データをメインメモリ４
３からＦＩＦＯバッファ５４を介して画像伸長装置部５
１に転送する。

【００４２】伸長された画像データは、ソーティングコ
ントローラ４５が、ＦＩＦＯバッファ５５を介してメイ
ンメモリ４３に転送する。この場合、画像伸長装置部５
１は、前述したように、マクロブロック単位で画像デー
タの伸長処理を行う。このため、メインメモリ４３から
は前記マクロブロック単位の圧縮データが入力用ＦＩＦ
Ｏバッファ５４に、ソーティングコントローラ４５によ
り転送される。そして、画像伸長装置部５１は、１マク
ロブロックの伸長デコード処理が終了すると、その結果
の伸長画像データを出力用ＦＩＦＯバッファ５５に入れ
ると共に、入力用ＦＩＦＯバッファ５４から次のマクロ
ブロックの圧縮データを取り出して、伸長デコード処理
を行う。

【００４３】ソーティングコントローラ４５は、システ
ムバス４１が開放されていて、かつ、画像伸長装置部５
１の出力用ＦＩＦＯバッファ５５が空でなければ、１マ
クロブロックの伸長画像データをメインメモリ４３に転
送し、次の１マクロブロックの圧縮画像データをメイン
メモリ４３から画像伸長装置部５１の入力用ＦＩＦＯバ
ッファ５４に転送する。

【００４４】ＣＰＵ４２は、伸長された画像データのマ
クロブロックが一定量、メインメモリ４３に蓄積された
時点で、当該伸長データを描画装置部６１を介してフレ
ームメモリ６３に転送する。この際に、伸長画像データ
がフレームメモリ６３の画像メモリ領域ＡＤに転送され
れば、そのまま背景動画像として画像モニター装置６５
で表示されることになる。また、フレームメモリ６３の
テクスチャーメモリ領域ＡＴに転送される場合もある。
このテクスチャーメモリ領域ＡＴの画像データは、テク
スチャー画像として、ポリゴンの修飾に使用される。

【００４５】［描画命令列についての処理と転送］物体
の面を構成するポリゴンは、３次元的な奥行きの情報で
あるＺデータに従って奥行き方向の深い位置にあるポリ
ゴンから順に描画することにより、２次元画像表示面に
立体的に画像を表示することができる。ＣＰＵ４２は、
このように奥行き方向の深い位置にあるポリゴンから順
に、描画装置部６１で描画が行われるようにするための
描画命令の列をメインメモリ４３上に作成する。

【００４６】図４Ａは、この例の命令ＩＰのデータ構造
の一例の概略を示すものである。すなわち、このデータ
構造は、ヘッダ部と、命令データ部とからなる。

【００４７】ヘッダ部は、タグＴＧとコマンド識別コー
ドＣＯＤＥとからなる。タグＴＧには、次の描画命令あ
るいは制御命令が格納されているメインメモリ４３上の
アドレスが書き込まれる。コマンド識別コードＣＯＤＥ
は、その命令がどのような命令であるかを示す識別デー
タＩＤＰを備えると共に、必要に応じてその命令にとっ
て必要な他の情報を含む。命令データ部ＰＤには、座標
値やその他のパラメータが書き込まれる。この命令デー
タ部ＰＤのパラメータは、命令ＩＰごとに定まってい
る。

【００４８】タグＴＧは、次のような役割をする。コン
ピュータグラフィックスでは、３次元画像を２次元画面
に描画するため、奥行きの深い方から順に描画を行う必
要がある。このためには、メインメモリ４３から、描画
順序にしたがった描画命令を、順次に描画装置部６１に
転送する必要がある。

【００４９】従来のＤＭＡコントローラによりメインメ
モリ４３から描画装置部６１にＤＭＡ転送する場合に
は、描画命令を実行順にメインメモリ４３上で並べ変え
る処理、つまり、描画命令の格納アドレス位置を変更す
る処理を行わなければならない。しかし、それでは、並
べ換えの処理のために時間がかかり、リアルタイム処理
が困難になる。

【００５０】そこで、この例では、描画命令に前述のよ
うなタグＴＧを設け、このタグＴＧをＣＰＵ４２が描画
命令順となるように書き換える。ソーティングコントロ
ール４５は、このタグＴＧを辿って描画命令を描画装置
部６１に転送する。ＣＰＵ４２は、描画命令自身のメイ
ンメモリ４３上でのアドレス位置を変更することなく、
ポリゴン描画の表示優先順位を決定する処理をメインメ
モリ４３上において行うことができる。

【００５１】図４Ｂは、ポリゴン描画命令の一例を示す
ものである。このポリゴン描画命令は三角形ポリゴンの
描画命令であり、この場合、コマンド識別コードＣＯＤ
Ｅの識別データＩＤＰは、それを示す内容となってい
る。また、そのポリゴンの中を１色でマッピングする場
合には、コードＣＯＤＥの、必要な他の情報として、マ
ッピングする３原色の色データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を含んで
いる。そして、命令データのパラメータとして、３頂点
の座標（Ｘ０，Ｙ０），（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ
２）が記述されている。さらに、パラメータには、後で
詳述するように、半透明処理のためのインデックスデー
タＩＮＤＸが含まれている。

【００５２】ＣＰＵ４２は、コントロールパッド７１か
らのユーザーの操作入力に基づいて、物体や視点の動き
を計算し、メインメモリ４３上に描画命令を作成する。
ついで、Ｚデータによって、描画命令のタグＴＧを、描
画順序の通りに書き換えて、メインメモリ４３上におい
て、描画命令列を生成するようにする。このとき、メイ
ンメモリ４３上の各命令のアドレスは、変更されずに、
タグのみが書き換わる。

【００５３】この描画命令列が完成すると、ソーティン
グコントローラ４５は、図５に示すように、各描画命令
ＩＰ１，ＩＰ２，ＩＰ３，…，ＩＰｎを、そのタグＴＧ
１，ＴＧ２，ＴＧ３，…，ＴＧｎに従って順番にたどっ
て、１命令毎に、メインメモリ４３から描画装置部６１
に転送する。このため、ＦＩＦＯバッファ６２は、１命
令分の容量を備えていればよい。

【００５４】描画装置部６１では、送られてきたデータ
が、既にソーティングされた状態にあるので、命令ＩＰ
１，ＩＰ２，ＩＰ３，…，ＩＰｎを、順次実行してフレ
ームメモリ６３の描画領域ＡＤに結果を格納する。

【００５５】なお、ポリゴン描画の際、データは、描画
装置部６１の勾配計算ユニットに送られ、勾配計算が行
なわれる。勾配計算は、ポリゴン描画で多角形の内側を
マッピングデータで埋めていく際、マッピングデータの
平面の傾きを求める計算である。テクスチャーの場合は
テクスチャー画像データでポリゴンが埋められ、また、
グーローシェーディングの場合は輝度値でポリゴンが埋
められる。

【００５６】物体の表面を構成するポリゴンにテクスチ
ャーを貼り付ける場合には、テクスチャー領域ＡＴのテ
クスチャーデータが２次元写像変換される。例えば、図
６Ａに示すようなテクスチャーパターンＴ１，Ｔ２，Ｔ
３は、図６Ｂに示すような物体の各面のポリゴンに適合
するように、２次元スクリーン上の座標に変換される。
このように写像変換されたテクスチャーパターンＴ１，
Ｔ２，Ｔ３が図６Ｃに示すように、物体ＯＢ１の表面に
貼り付けられる。そして、これが、画像メモリ領域ＡＤ
に配置され、画像表示モニター６５の表示画面上に表示
される。

【００５７】静止画テクスチャーの場合には、メインメ
モリ４３上のテクスチャーパターンが、描画装置部６１
を介して、フレームメモリ６３上のテクスチャー領域Ａ
Ｔに転送される。描画装置部６１は、これをポリゴンに
貼り付ける。これにより、物体に静止画のテクスチャー
が実現される。この静止画のテクスチャーパターンのデ
ータは、ＣＤ−ＲＯＭディスクに記録しておくことがで
きる。

【００５８】更に、動画のテクスチャーが可能である。
つまり、動画テクスチャーの場合には、前述したよう
に、ＣＤ−ＲＯＭディスクからの圧縮された動画データ
は、一旦、メインメモリ４３に読み込まれる。そして、
この圧縮画像データは、画像伸長装置部５１に送られ
る。画像伸長装置部５１で、画像データが伸長される。

【００５９】そして、伸長された動画データはフレーム
メモリ６３上のテクスチャー領域ＡＴに送られる。テク
スチャー領域ＡＴは、フレームメモリ６３内に設けられ
ているので、テクスチャーパターン自身も、フレーム毎
に書き換えることが可能である。このように、テクスチ
ャー領域ＡＴに動画を送ると、テクスチャーが１フレー
ム毎に動的に書き換えられて変化する。このテクスチャ
ー領域の動画により、ポリゴンへのテクスチャーマッピ
ングを行えば、動画のテクスチャーが実現される。

【００６０】前述したように、画像伸長装置部５１で伸
長した画像データを、フレームメモリ６３上の画像メモ
リ領域ＡＤに送れば、背景画の動画を画像モニター装置
６５のスクリーン上に表示することができるし、ＣＰＵ
４２により作成した描画命令により生成される描画画像
のみで画像メモリ領域ＡＤを埋めて、画像表示モニター
６５のスクリーンに描画することもできる。また、画像
メモリ領域ＡＤ上で、ＣＤ−ＲＯＭディスクからの画像
データを伸長して得た静止画の上に、ＣＰＵ４２による
ポリゴン描画により物体を描画することも可能である。

【００６１】［半透明処理の第１の実施例の説明］図１
は、描画装置部６１における半透明処理回路部分の第１
の実施例のブロック図を示すものである。

【００６２】すなわち、半透明処理のために、描画装置
部６１は、混合回路１０１と、フレームバッファ６３か
ら画素データを読み出す読み出し回路１０２と、フレー
ムバッファ６３に画素データを書き込む書き込み回路１
０３と、描画装置部６１に転送されてきた描画命令をデ
コードする描画命令デコード部１０４と、描画命令デコ
ード部１０４でデコードされた描画命令にしたがって描
画画像を生成する画像生成回路１０５と、混合比率テー
ブルメモリ１０６と、混合比率テーブルメモリ１０６か
ら、いずれの混合比率を選択して混合回路１０１に供給
させるかを指定するインデックスデータを記憶するイン
デックスメモリ１０７と、半透明処理の全体を制御する
制御部１０８とを備えている。

【００６３】混合比率テーブルメモリ１０６には、例え
ば図７に示すような混合比率βが、あらかじめ格納され
ている。ここで用意される混合比率βは、半透明処理に
よく使用される混合比率である。この混合比率テーブル
は、あらかじめメモリ１０６に初めからに設定しておい
てもよいが、ＣＤ−ＲＯＭディスクから転送するように
してもよい。

【００６４】前述の図３Ｂに示した描画命令に含まれる
インデックスデータは、この混合比率テーブルの各混合
比率を選択するための選択情報となる。つまり、描画命
令中のインデックスデータは、図７の混合比率テーブル
のインデックス番号に対応（メモリ１０６のアドレスに
対応）するものであり、これによりメモリ１０６から当
該インデックス番号の混合比率を選択して読み出すこと
ができる。

【００６５】この描画命令中のインデックスデータは、
描画命令デコード部１０４で抽出され、インデックスメ
モリ１０７に供給されて、格納される。この場合、イン
デックスメモリ１０７は、画像生成部１０５からの描画
画素位置情報に基づいて、画像生成部１０５で生成され
る描画画像を構成する各ピクセル（画素）ごとにインデ
ックスデータを記憶する。

【００６６】この場合、半透明処理は、次のように行わ
れる。すなわち、読み出し回路１０２によりフレームバ
ッファ６３から、これから描画しようとする画素位置の
画素データＶａが読み出され、混合回路１０１に供給さ
れる。また、画像生成部１０５から、これから描画しよ
うとする画素データＶｂが混合回路１０１に供給され
る。

【００６７】一方、インデックスメモリ１０７から、こ
れから描画しようとする画素についてのインデックスデ
ータが読み出され、読み出されたインデックスデータに
より混合比率テーブルメモリ１０６から混合比率βが選
択されて、読み出される。

【００６８】そして、この混合比率βが、混合回路１０
１に供給される。混合回路１０１では、前記混合比率β
で、画素データＶａと画素データＶｂとが混合される。
すなわち、（１−β）Ｖａ＋βＶｂ＝Ｖｅなる演算が行
われて、混合出力画像データＶｅが得られる。そして、
その混合結果の画素データＶｅが、書き込み回路１０３
により、フレームバッファ６３の、前記読み出された画
素データＶａと同じアドレス位置に書き戻される。

【００６９】この場合、混合比率βに応じて前の画素の
色が、新たな画素に残り、半透明の色となって表示され
る。なお、混合比率β＝１であれば、完全不透明であ
り、混合比率β＝０であれば、完全透明となる。

【００７０】［半透明処理の第２の実施例の説明］図８
は、描画装置部６１における半透明処理回路部分の第２
の実施例のブロック図を示すものである。この例の場合
には、描画命令のデータには、完全透明処理か、完全不
透明処理のためのフラグが含められる。

【００７１】図９は、この例の場合の描画命令の一例を
示す。すなわち、この例の場合の描画命令は、命令識別
コードＣＯＤＥの部分に前記フラグＦを、１ビットのデ
ータとして有する。命令データのパラメータにインデッ
クスデータＩＮＤＸを含むのは、前述の第１の実施例と
同様である。

【００７２】そして、この例の場合、混合比率テーブル
としては、図１０に示すように、混合比率β＝０と、β
＝１とを有しない。

【００７３】そして、図８に示すように、半透明処理の
ための描画装置部６１の構成は、前述の図１の例の各回
路ブロックに加えて、フラグ判別回路１０９が設けられ
る。そして、描画命令デコード部１０４は、描画命令中
からのフラグＦを抽出してこのフラグ判別回路１０９に
供給する。フラグ判別回路１０９は、フラグＦ＝［１］
のときには、完全不透明の処理として認識し、その判別
結果を制御部１０８に供給する。また、フラグＦ＝
［０］のときには、完全透明の処理として認識し、その
判別結果を制御部１０８に供給する。描画命令デコード
部１０４からのフラグＦは、当該描画命令による画像生
成が行われている間、常にフラグ判別回路１０９に供給
される。

【００７４】制御部１０８は、フラグＦの判別出力によ
り、完全不透明処理であるときには、読み出し回路１０
２によるフレームバッファ６３からの画素データの読み
出し処理をさせない。そして、制御部１０８は、画像生
成回路１０５からの画素データを混合回路１０１を通じ
てのそのままフレームバッファ６３に供給するように制
御し、書き込み回路１０３を、その画素データを描画し
ようとする画素位置に書き込むように制御する。これに
より、当該画素は、新たな画素データのみとなり、完全
に前の画素が新たな画素により隠される。

【００７５】制御部１０８は、また、フラグＦの判別出
力により、完全透明処理であるときには、読み出し回路
１０２によるフレームバッファ６３からの画素データの
読み出し処理と、書き込み回路１０３による書き込み処
理を行わせない。この結果、描画を行おうとする画素位
置には、前の画素データがそのまま残り、完全透明の状
態となって、表示される。

【００７６】なお、図８の例は、インデックスデータに
より混合比率テーブルから混合比率を読み出すようにす
る発明と、高速処理のための発明とを合わせた実施例で
あるが、高速処理のためには、従来のような混合比率α
を描画命令ごとに備え、この混合比率αを記憶するメモ
リを使用する半透明処理であってもよい。

【００７７】なお、以上の例では、ＣＤ−ＲＯＭディス
クに画像データやアプリケーションプログラムを記録し
たが、記録媒体としては、例えば磁気ディスク、メモリ
カードのような半導体メモリなどの他の記録媒体を使用
することもできる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、描画命令は、半透明処理のための混合比率そのもの
を持つ必要はなく、描画装置部が備える混合比率テーブ
ルの内の希望する混合比率を選択するためのインデック
スデータを持てばよいので、少ないビット数でよくな
る。また、描画装置部は、混合比率テーブルを記憶する
メモリと、インデックスデータとを記憶するメモリを備
えればよいので、メモリ容量の小さいメモリを使用する
ことができる。

【００７９】また、第２の発明によれば、半透明処理回
路を使用する場合であっても、完全不透明処理の場合に
は、フレームバッファからの画素データの読み出しを省
略することができ、また、完全透明処理の場合には、フ
レームバッファからの画素データの読み出しと、フレー
ムバッファへの画素データの書き戻しを省略することが
できるので、高速の処理が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による画像生成装置の要部の一実施例
のブロック図である。

【図２】この発明による画像生成装置の一実施例の全体
の構成のブロック図である。

【図３】この発明の一実施例におけるフレームメモリ領
域の説明のための図である。

【図４】この発明の一実施例における命令のデータ構造
例を示す図である。

【図５】この発明の一実施例における描画命令の転送例
を示す図である。

【図６】テクスチャーマッピングの説明のための図であ
る。

【図７】この発明の第１の実施例における混合比率テー
ブルの例を示す図である。

【図８】この発明の第２の実施例の要部のブロック図で
ある。

【図９】この発明の第２の実施例の場合の描画命令の例
を示す図である。

【図１０】この発明の第２の実施例の場合の混合比率テ
ーブルの例を示す図である。

【図１１】従来の半透明処理回路を説明するためのブロ
ック図である。

【符号の説明】

４１システムバス４２ＣＰＵ４３メインメモリ４４座標演算装置部４５ソーティングコントローラ４６キャッシュメモリ５１画像伸長装置部５２ＣＤ−ＲＯＭデコーダ５３ＣＤ−ＲＯＭドライバ５４、５５ＦＩＦＯバッファ６１描画装置部６２ＦＩＦＯバッファ６３フレームメモリ６５画像表示モニター装置７１コントロールパッドＡＤ画像メモリ領域ＡＴテクスチャー領域１０１混合回路１０２読み出し回路１０３書き込み回路１０４描画命令デコード部１０５画像生成回路１０６混合比率テーブルメモリ１０７インデックスメモリ１０８制御部１０９フラグ判別回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴置雅一東京都港区赤坂８丁目１番22号株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント内 (72)発明者豊禎治東京都港区赤坂８丁目１番22号株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＰＵで生成した描画命令を描画装置部に
転送し、この描画装置部で、前記描画命令にしたがって
描画を順次実行してフレームバッファ上に画像を生成す
る装置において、前記描画装置部は、前記フレームバッファから前に描画された画像の画素デ
ータを読み出す手段と、前記フレームバッファから読み出された画素データと、
次に描画しようとする対応する位置の画素データとを、
指定された混合比率で混合する混合回路と、この混合回路の混合結果の画素データを、前記フレーム
バッファの対応する画素位置に書き込む手段と、前記混合比率の複数個を記憶する混合比率記憶部と、前記描画命令に含まれる混合比率選択情報に応じて前記
混合比率記憶部から、前記混合回路に供給する混合比率
を選択する選択手段とを備えることを特徴とする画像生
成装置。
【請求項２】ＣＰＵで生成した描画命令を描画装置部に
転送し、この描画装置部で、前記描画命令にしたがって
描画を順次実行してフレームバッファ上に画像を生成す
る装置において、前記描画装置部は、前記フレームバッファから前に描画された画像の画素デ
ータを読み出す読み出し手段と、前記フレームバッファから読み出された画素データと、
次に描画しようとする対応する位置の画素データとを、
指定された混合比率で混合する混合回路と、この混合回路の混合結果の画素データを、前記フレーム
バッファの対応する画素位置に書き込む書き込み手段
と、前記混合回路に供給する前記混合比率を記憶する混合比
率記憶部と、前記描画命令に含まれる混合処理に関するフラグを抽出
して、このフラグの状態を判別するフラグ判別手段と、前記フラグ判別手段の判別結果から、前記フラグが一の
状態のときには、前記読み出し手段によるフレームバッ
ファからの画素データの読み出しを省略すると共に、前
記次に描画しようとする対応する位置の画素データを、
そのまま前記書き込み手段により前記フレームバッファ
の対応する画素位置に書き込むように制御し、前記フラ
グが他の状態のときには、前記読み出し手段によるフレ
ームバッファからの画素データの読み出し及び前記書き
込み手段による前記フレームバッファへの書き込みを省
略するように制御する制御手段とを備える画像生成装
置。
【請求項３】操作入力手段が設けられ、この操作入力手
段での操作入力に応じて、前記ＣＰＵは、前記描画命令
を生成すると共に、前記描画命令中の混合比率選択情報
の設定を行うようにしたゲーム機の構成とされてなる請
求項２に記載の画像生成装置。
【請求項４】操作入力手段が設けられ、この操作入力手
段での操作入力に応じて、前記ＣＰＵは、前記描画命令
を生成すると共に、前記描画命令中のフラグの設定を行
うようにしたゲーム機の構成とされてなる請求項２に記
載の画像生成装置。