JPH09231384A

JPH09231384A - テクスチャマッピング方法及びそのための装置

Info

Publication number: JPH09231384A
Application number: JP8324852A
Authority: JP
Inventors: Daniel S Rice; ダニエル・エス・ライス; Yajyun Wang; ヤジュン・ワン
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 1997-09-05
Also published as: EP0775981B1; AU717344B2; US7652673B1; EP0775981A2; DE69626089T2; AU7042496A; EP0775981A3; DE69626089D1

Abstract

(57)【要約】【課題】より効率的なテクスチャマッピングシステム
を提案する。【解決手段】テクスチャマッピングが、（ｉ）特定の
ピクセルに最寄りの２つのテクセルの色の加重平均を計
算するステップ、（ii）ピクセルのテクスチャ座標の小
数部を求めるステップ、及び（iii）所定の相補係数の
テーブルからピクセルの座標の小数部に基づいて一対の
相補係数を読み出すステップを含む。各テクセルはテク
スチャ画像の座標空間内に整数座標を有するので、各相
補係数は、ピクセルとテクスチャ画像の座標空間内にお
けるピクセルの第１の座標の小数部によって表される２
つの各テクセルとの間の相対距離に対応する。一対の相
補係数の各々を用いて２つのテクセルの各々の色に重み
が付けられ、それらの重みを付けた色の和を求めること
によって、２つのテクセルの加重平均色が生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータシス
テムにおける図形画像処理に関し、特に、効率的なテク
スチャマッピング技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】テクスチャマッピングは、一種の画像処
理であり、通常、３次元または２次元オブジェクトに、
たとえば粗面を持った外観または大理石、御影石あるい
は煉瓦で形成されているような外観を与える技術であ
る。テクスチャマッピングについては周知であるが、よ
り完全な理解を図るため、ここで簡単に説明しておく。
通常テクスチャ化模様を指定する２次元テクスチャ画像
は、一般に、図形オブジェクトの表面上にマップされ
る。このようなテクスチャマッピングの後、コンピュー
タ表示装置上の図形オブジェクトをレンダリングする
と、テクスチャ化模様がそのレンダリングされた図形オ
ブジェクト上にあるような外観が得られる。たとえば、
テクスチャ画像は、御影石の色と模様に似た斑紋のある
灰色の２次元画像で、オブジェクトが３次元の椅子であ
ったりする。もう一つ例を挙げると、御影石のテクスチ
ャ画像を３次元の椅子にマッピングして、その椅子をレ
ンダリングすると、椅子が御影石でできているような３
次元の椅子がコンピュータ表示装置に表示される。この
外観は、一般に、図形オブジェクトの各ピクセルの色を
テクスチャ画像の対応するテクセルの色と結合すること
によって得られる。互いに対応するテクセルとピクセル
との色を結合するには、各種の調整、混合、置換、及び
ディーカル（デカルコマニア）法を含め、いくつかの方
法を用いることができる。

【０００３】テクスチャマッピングは、通常、相当なリ
ソースを必要とする。テクスチャ画像の図形オブジェク
トへのマッピングは、通常、ピクセルとテクセルの不整
列を伴う。ピクセルはピクチャ、すなわちコンピュータ
表示装置におけるレンダリングの、また図形オブジェク
トの表示要素であり、単一の色を有する。テクセルは、
テクスチャ画像の表示要素であり、同様に単一の色を持
つ。テクスチャ画像を平らでないか、あるいは２次元で
ない図形オブジェクトにマッピングすると、ほとんど全
ての場合、マッピングしたテクスチャ画像のテクセルと
図形オブジェクトのレンダリングされた画像のピクセル
との不整列を生じる。すなわち、共通の座標空間テクセ
ルとピクセルが一致しないという結果になる。さらに、
テクスチャ化図形オブジェクトを特定のサイズにスケー
リングし、それに応じてテクスチャ画像をスケーリング
したいことがしばしばある。テクスチャ画像のスケーリ
ングは、たとえば、コンピュータ表示装置中のテクスチ
ャ化図形オブジェクトの観察者からの距離を表すために
用いることができる。このようなスケーリングは、図形
オブジェクトの相対サイズに適合させるようテクスチャ
化画像を拡大または縮小することが必要である。

【０００４】上記のいずれかの方法でピクセルの色をテ
クセルの色と結合するには、テクスチャ画像の座標空間
におけるピクセルの座標を求め、色を結合することがで
きるように、それらの座標のテクセルの色をテクスチャ
画像から取り出す。ピクセルがどの特定テクセルとも整
列しない場合は、そのピクセルに対応するテクセルの色
は、一般に、最寄りのピクセルから引き出される。従来
の一部のテクスチャマッパでは、ピクセルに最寄りのテ
クセルの色が選択される。しかしながら、この方法でテ
クセルをピクセルにマッピングすると、テクスチャ化図
形オブジェクトのレンダリングに望ましくない影響がも
たらされることがたびたびある。通常は、ピクセルに最
寄りのテクセルの色間で色を補間することが望ましい。
補間テクセルをピクセルにマッピングし、補間テクセル
の色をピクセルの色と組み合わせれば、一般に、滑らか
で、見た目に心地よい望ましい結果が得られる。

【０００５】従来のテクスチャマッピングにおいては、
図形オブジェクトのピクセルテクスチャ画像の４つの最
寄りテクセルに対する近接度を求め、それら４つの最寄
りテクセルの色の加重平均を各テクセルのピクセルに対
する相対近接度に基づいて求める。各テクセルの特定ピ
クセルに対する相対近接度は、次のステップによって計
算される：（ｉ）各テクセルとピクセルとの間の距離を
求め；（ii）このように求めた距離をスケーリングして
テクセルに対する各重みを得（iii）各テクセルの色の
各成分にそのテクセルの各重みを乗じ、（iv）それらの
色の加重成分の和を求めて加重平均色を得る。

【０００６】たとえば、ピクセルに近い２つのテクセル
についての相補重みの計算は、２つの距離計算（各々、
通常少なくとも減法演算を伴う）、及び各距離計算毎に
別個の乗法演算が必要である。これらの演算が必要なの
は、１つの次元の２つのテクセルについてだけ加重平均
を取るためである。通常は、２つの次元の４つのテクセ
ルの加重平均をピクセルと結合する。従来のテクスチャ
マッピングの最も効率的な機構では、上記の演算を繰り
返して残りの２つのテクセルの加重平均を得た後、再び
上記演算を繰り返して、先に計算した２つの加重平均の
加重平均である補間テクセル色を形成する。これらの演
算は、テクスチャ画像を図形オブジェクトにマップする
のにリソースの相当大きな部分が必要になるということ
を意味している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図形画像のテクスチャ
マッピングには相当のリソースが必要なので、この産業
分野においては、より効率的なテクスチャマッピングシ
ステムが絶えず求められている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、図形オブジェ
クトのピクセルをテクスチャ画像の座標空間にマップ
し、テクスチャ画像の４つの最寄りテクセルの加重平均
色を各ピクセルの色と混合することによって、図形オブ
ジェクトのレンダリングにテクスチャ画像のテクスチャ
化外観を付与する構成としたものである。特定のピクセ
ルに近い２つのテクセルの色の加重平均を計算するに
は、そのピクセルのテクセル座標、たとえば水平テクセ
ル座標の小数部を求め、一対の所定の相補係数のテーブ
ルからその画像の座標の小数部に従って一対の相補係数
を取り出す。各テクセルはテクスチャ画像の座標空間で
整数座標を持つから、それらの各相補係数は、テクスチ
ャ画像の座標空間におけるピクセルの第１の座標の小数
部によって表されるピクセルと２つの各テクセルとの間
の相対距離に対応する。一対の相補係数の各々の係数を
用いて２つのテクセルの各々の色に重みを付け、これら
の重みを付けた色の和を求めて、２つのテクセルの加重
平均色を生成する。４つの最寄りテクセルの残り２つの
テクセルについても、同様にして色の加重平均を計算す
る。

【０００９】ピクセルのテクセル座標の小数部に従って
一対の相補係数をテーブルから取り出すので、テクセル
とピクセルとの間の距離計算及びその距離に重みを付け
るための乗法演算が不要になる。これらの演算を行う代
わりに、１つの値、すなわち、ピクセルのテクセル座標
の小数部を計算し、適切に重みを付けた相補係数をただ
１回の読出し動作で取り出す。従って、最寄りテクセル
の相対的重みを求めるために必要なリソースを実質的に
少なくすることができる。

【００１０】４つの全ての最寄りテクセルの色の加重平
均を計算するには、ピクセルの第２の座標、たとえば垂
直座標の小数部を求め、第２の一対の相補係数をその第
２の座標の小数部に従って同じテーブルから取り出す。
一対の相補係数の各係数を用いて各々の加重平均色に重
みを付け、２つの加重平均色の和を求めることにより、
ピクセル最寄りの４つのテクセルの色の加重平均である
補間テクセルを生成する。

【００１１】上記一対の相補係数はシングルデータワー
ドの形の区分値であり、そのために、２つの異なる色に
重みを付けるのに１回だけ加重平均の計算を実行するプ
ロセッサにロードする。その結果、レンダリングされる
各ピクセル毎に、２つの異なる係数の中の第２の係数を
ロードするための１つのロード命令を省くことができ
る。

【００１２】本発明の一実施態様においては、上記テー
ブルの各係数の精度及びデータフォーマットはレンダリ
ングされた図形画像の各ピクセルの各成分の精度及びデ
ータフォーマットと同じである。従って、コンピュータ
プロセッサが交互にテクセル色を補間し、その補間テク
セル色をピクセルの色と結合する間、処理環境は変化し
ない。たとえば、スケールファクタがテクセルの色の補
間及び補間テクセル色とピクセルの色との結合で実行さ
れる演算のオペランドの精度及びデータフォーマットを
決めるプロセッサでは、テーブル中に記憶された係数及
びピクセルの色の成分の精度もデータフォーマットも１
つのスケールファクタによって決定される。その結果、
テクセルの色の補間及びそのテクセルの補間色のピクセ
ルの色との結合中における通常少なくともストア命令
（格納命令）を伴う演算環境の変化をなくすことがで
き、これによってテクスチャ図形画像をレンダリングす
る際の効率がさらに改善される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明においては、ある特定のピ
クセルに最寄りのテクセルの相対重みをテクセルアドレ
スの小数部を表す整数に基づき所定の重みをテーブル検
索することによって求める。２つのテクセルの相対重み
を表す区分係数を重みテーブルから取り出し、これを用
いてプロセッサで乗法演算を行い、特定のテクセルの色
の４つの各成分に同時に並行して重みを付ける。この色
の４つの成分は、例えば、アルファ、ブルー、グリー
ン、及びレッドである。区分係数を用いることによっ
て、係数は連続する２つの区分乗法演算毎に１回だけプ
ロセッサにロードするので、プロセッサに区分係数を再
ロードする必要がない。

【００１４】さらに、区分係数のスケーリングは、別個
の独立した計算のためにプロセッサにロードされるスケ
ールファクタを最寄りテクセルの加重平均の計算中変え
ないでプロセッサに置いておくことができるようにして
行う。その結果、異なるスケールファクタをプロセッサ
にスワップイン／スワップアウトすることに伴う相当な
処理が省略される。

【００１５】テクスチャマッピングシステムのハードウ
ェアコンポーネント本発明の理解を容易にするために、ここでテクスチャマ
ッピングシステムのハードウェアコンポーネントについ
て簡単に説明する。コンピュータシステム１００（図
１）は、プロセッサ１０２及びメモリ１０４を含み、メ
モリ１０４はバス１０６を介してプロセッサ１０２に接
続されている。プロセッサ１０２は、メモリ１０４から
コンピュータ命令をフェッチし、そのフェッチしたコン
ピュータ命令を実行する。また、プロセッサ１０２は、
このようにフェッチされ、実行される命令に従って、メ
モリ１０４からデータを読み出し、これにデータを書き
込むと共に、データ及び制御信号をバス１０６を介して
コンピュータ表示装置１０８へ送る。

【００１６】メモリ１０４は、いかなる形態のコンピュ
ータメモリでもよく、ランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、及び磁気ディ
スクまたは光ディスクあるいは光磁気ディスクのような
記憶媒体を含む記憶装置を任意に使用することができ
る。メモリ１０４には、そこから読み出してプロセッサ
１０２で実行されるコンピュータプロセスであるテクス
チャマッパ１１０が記憶されている。コンピュータプロ
セスとは、コンピュータシステム１００によって実行さ
れるタスクをまとめて定義するコンピュータ命令とデー
タの集合である。以下にさらに詳しく説明するように、
テクスチャマッパ１１０は、（ｉ）図形オブジェクト１
１２及びテクスチャ画像１１４（どちらもメモリ１０４
に記憶されている）を読み出し、（ii）図形オブジェク
ト１１２及びテクスチャ画像１１４からテクスチャ化図
形オブジェクト１１６を生成し、（iii ）テクスチャ化
図形オブジェクト１１６をコンピュータ表示装置１０８
に表示させる。

【００１７】コンピュータ表示装置１０８は、どのよう
な形態のコンピュータ表示装置でもよく、ブラウン管
（ＣＲＴ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、あるいは液晶
表示装置（ＬＣＤ）などを任意に使用することができ
る。コンピュータ表示装置１０８は、プロセッサ１０２
から制御信号及びデータを受け取り、そのような制御信
号に応答して、受け取ったデータを制御する。コンピュ
ータ表示装置１０８及びプロセッサ１０２によるその制
御については、従来技術と同様である。

【００１８】プロセッサ１０２は、図２により詳しく示
してあり、またティモシー・ジェイ．ヴァン・フック
（ＴｉｍｏｔｈｙＪ．ＶａｎＨｏｏｋ）、レスリー
・ディーン・コーン（ＬｅｓｌｉｅＤｅａｎＫｏｈ
ｎ）、及びロバート・ユング（ＲｏｂｅｒｔＹｕｎ
ｇ）による「統合グラフィックス機能を有する中央処理
装置（ＡＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵ
ｎｉｔｗｉｔｈＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＧｒａｐｈ
ｉｃｓＦｕｎｃｔｉｏｎｓ）」という名称の米国特許
出願第０８／２３６，５７２号（以下‘５７２号出願と
する；出願日１９９４年４月２９日；参照により本願に
編入される）にさらに詳しく記載されている。図２にお
いて、プロセッサ１０２はプリフェッチ及びディスパッ
チ装置（ＰＤＵ）４６、命令キャッシュ４０、整数実行
装置（ＩＥＵ）３０、整数レジスタファイル３６、浮動
小数点装置（ＦＰＵ）２６、浮動小数点レジスタファイ
ル３８、及びグラフィックス実行装置（ＧＲＵ）２８を
有し、これらは互いに図示のように接続されている。さ
らに、プロセッサ１０２は、２つのメモリ管理機構（Ｍ
ＭＵ及びＤＭＭＵ）４４ａ、４４ｂ、及びロード／スト
ア装置（ＬＳＵ）４８を有し、これらは相互にまた上記
の各構成要素と図示のように接続されており、ＬＳＵ４
８はデータキャッシュ１２０を有する。このような構成
要素全体で、プロセッサ１０２は、コンピュータ命令、
たとえばテクスチャマッパ１１０（図１）のコンピュー
タ命令をフェッチし、ディスパッチし、実行し、実行結
果をセーブする。

【００１９】ＰＤＵ４６（図２）は、メモリ１０４（図
１）から命令をフェッチし、それらの命令をＩＥＵ３
０、ＦＰＵ２６、及びＬＳＵ４８へ適宜ディスパッチす
る。プリフェッチされた命令は命令キャッシュ４０に記
憶される。ＩＥＵ３０、ＦＰＵ２６、及びＧＲＵ２８
は、それぞれ、整数、浮動小数点、及びグラフィックス
演算を実行する。一般に、整数のオペランド及び結果
は、整数レジスタファイル３６に記憶され、他方、浮動
小数点及びグラフィックスのオペランド及び結果は、浮
動小数点レジスタファイル３８に記憶される。さらに、
ＩＥＵ３０は、いくつかのグラフィックス演算も実行
し、またアドレス空間識別子（ＡＳＩ）をＬＳＵ４８の
ためのロード／ストア命令のアドレスに追加して、アク
セス中のアドレスを指示する。ＬＳＵ４８は、全てのロ
ード及びストア動作のためのアドレスを生成する。ま
た、ＬＳＵ４８は、特にグラフィックスデータ用に設計
されたいくつかのロード及びストア動作をサポートす
る。メモリ参照は仮想アドレスで行われる。ＭＭＵ４４
ａ、４４ｂは仮想アドレスを物理アドレスにマップす
る。

【００２０】ＰＤＵ４６、ＩＥＵ３０、ＦＰＵ２６、及
び整数レジスタファイル３６及び浮動小数点レジスタフ
ァイル３８、ＭＭＵ４４ａ、４４ｂ、及びＬＳＵ４８
は、‘５７２号出願により詳しく説明されているよう
に、任意の様々なコンフィギュレーションで相互に接続
することができる。‘５７２号出願に図８ａ〜８ｂを参
照して詳細に説明されているように、ＧＲＵ２８は、い
くつかの異なる区分乗法演算及び区分加法演算を実行す
る。テクスチャマッパ１１０（図１）によって使用され
る種々の区分演算について、以下により詳しく説明す
る。

【００２１】上に述べたように、プロセッサ１０２は４
つの異なる処理装置、すなわちＬＳＵ４８、ＩＥＵ３
０、ＦＰＵ２６、及びＧＲＵ２８を含む。これらの各処
理装置については、‘５７２号出願により詳しく記載さ
れている。これらの処理装置は、並行に動作し、また他
の処理装置が別のコンピュータ命令を実行中に、各々そ
れぞれの命令を実行することができる。ＧＲＵ２８は、
以下に説明する区分乗法及び区分加法演算を実行する。
‘５７２号出願に記載されているように、ＧＲＵ２８
は、２つの異なるパスを持ち、２つの命令を同時に実行
することができる。ＧＲＵ２８は、区分加法演算を実行
する一方で、区分乗法演算を同時に実行することができ
る。

【００２２】本発明の一実施形態においては、プロセッ
サ１０２は、ＳＰＡＲＣＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＵｌｔｒａＳＰＡＲＣプ
ロセッサであり、コンピュータシステム１００（図１）
は、米国カリフォルニア州マウンテンビューのサン・マ
イクロシステムズ（ＳｕｎＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ
ｓ，Ｉｎｃ．）社から入手可能なＵｌｔｒａＳＰＡＲＣ
ステーションである。Ｓｕｎ、ＳｕｎＭｉｃｒｏｓｙ
ｓｔｅｍｓ、及びＳｕｎＬｏｇｏは、米国及びその他
の国におけるサン・マイクロシステムズ社の商標並びに
登録商標である。ＳＰＡＲＣ商標は全て、米国及びその
他の国においてＳＰＡＲＣＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌ，Ｉｎｃ．社の実施許諾の下に使用される同社の商標
である。ＳＰＡＲＣの商標の付いた製品は、サン・マイ
クロシステムズ社により開発されたアーキテクチャに基
づき製造されたものである。

【００２３】テクスチャマッピングテクスチャ化図形オブジェクト１１６を生成するに際し
ては、テクスチャマッパ１１０が（ｉ）図形オブジェク
ト１１２のピクセルをテクスチャ画像１１４の座標空間
にマップして、各ピクセルに対応するテクセルの色を決
定し、（ii）いくつかの技法の中の１つを用いてテクセ
ル色を図形オブジェクト１１２の各ピクセルの色と結合
させて、テクスチャ化図形オブジェクトの対応ピクセル
を形成する。テクスチャ画像１１４のテクセルからの色
を図形オブジェクト１１２の対応ピクセルの色と結合す
ると、テクスチャ化図形オブジェクト１１６が得られ
る。そのテクスチャ化図形オブジェクトは、たとえば、
図形オブジェクト１１２の全体的な色と３次元シェーデ
ィングを持つと共に、テクスチャ画像１１４によって定
義されるテクスチャ化外観を有する。たとえば、図形オ
ブジェクト１１２がグリーンの三角形で、テクスチャ画
像１１３が煉瓦模様の場合、テクスチャ化図形オブジェ
クト１１６は、緑色煉瓦でできているような外観にな
る。

【００２４】図３は、図形オブジェクト１１２（図１）
のピクセルｐ₁を示し、このピクセルは、テクスチャ画
像１１４（図１）が定義される座標空間１１４ＣＳ（図
３）にテクスチャマッパ１１０によってマップされる。
図３に示すように、ピクセルｐ₁は、テクスチャ画像１
１４（図１）のテクセルｔ₁、ｔ₂、ｔ₃、及びｔ₄の最寄
りピクセルである。従って、テクスチャマッパ１１０
は、ピクセルｐ₁（図３）の色をテクセルｔ₁、ｔ₂、
ｔ₃、及びｔ₄から補間されたテクセル色と混合する。そ
の補間テクセル色は、たとえば、ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃、及び
ｔ₄の各テクセルに付けられる重みがｔ₁、ｔ₂、ｔ₃、及
びｔ₄の各テクセルとピクセルｐ₁との間の距離に対応す
る加重平均であってもよい。

【００２５】従来のテクスチャマッパにおいては、処理
リソース及び時間の面でかなりのコストを要する浮動小
数点演算を用いて加重平均色を計算する。しかしなが
ら、本発明によれば、一対の所定の相補係数によって表
され、テクスチャマッパ１１０中にある重みテーブル４
０２（図４）から取り出されるスケーリングされた重み
を用いて加重平均色を求める。

【００２６】一般に、図形オブジェクト１１２（図１）
は、各々座標空間で定義され、対応する色を持ついくつ
かの点によって定められる。また、一般に、図形オブジ
ェクト１１２の点の座標空間は座標ｘ，ｙ，ｚ，ｕ及び
ｖを含み、その中で（ｘ，ｙ，ｚ）は３次元空間内の位
置を指定し、（ｕ，ｖ）はテクスチャ画像１１４の座標
空間内の位置を指定する。コンピュータ表示装置１０８
で図形オブジェクト１１２をレンダリングしてテクスチ
ャ化図形オブジェクト１１６を形成する際に、テクスチ
ャマッパ１１０は、全体的に図形オブジェクト１１２を
定める点から個々のピクセル及び対応する色を補間す
る。図形オブジェクト１１６のいくつかの点から特定の
ピクセルを補間する際に、テクスチャマッパ１１０は、
テクスチャ画像１１４の座標空間１１４ＣＳ内のピクセ
ルｐ₁のテクスチャ座標、すなわち（ｕ_p，ｖ_p）の形で
補間する。テクスチャマッパ１１０は、３２ビットの符
号付き数を各々格納するレコードｉｐｘｕ及びｉｐｘｖ
にピクセルｐ₁のテクスチャ座標を格納する。レコード
ｉｐｘｕはピクセルｐ₁のｕ座標を格納し、レコードｉ
ｐｘｖはピクセルｐ₁のｖ座標を格納する。レコードｉ
ｐｘｕとｉｐｘｖは互いに全く同様であり、レコードｉ
ｐｘｕについての以下の説明は、レコードｉｐｘｖにも
等しく当てはまる。

【００２７】図５にレコードｉｐｘｕの構造を詳細に示
す。レコードｉｐｘｕは整数値を格納する。その整数値
では、間接的な（implicit）小数点が整数部５０６、小
数部５０８を分離する。従って、プロセッサ１０２は、
整数演算を用いて小数成分を持つ数を表すデータを処理
することができる。レコードｉｐｘｕに格納された値
は、（ｉ）ピクセルｐ₁が座標空間１１４ＣＳ内のテク
スチャ画像１１４に対して定義されたｕの最大値に等し
い座標を持つ場合、ｎ−１（ｎはテクスチャ画像１１４
のｕ座標の次元のテクセル数）という値がレコードｉｐ
ｘｕに格納され、かつ（ii）ピクセルｐ₁が座標空間１
１４ＣＳ内のテクスチャ画像１１４に対して定義された
ｕの最小値に等しい場合、値０がレコードｉｐｘｕに格
納されるようにして、スケーリングされる。レコードｉ
ｐｘｕは、テクスチャマッパ１１０のレコード５０２
（図４）及び５０４によって定義される整数部５０６及
び小数部５０８を含む。詳しく言うと、レコード５０２
は、整数部５０６の最下位ビットのレコードｉｐｘｕ内
の位置を表す整数値を有するデータを格納し、レコード
５０４は、小数部５０８の最下位ビットのレコードｉｐ
ｘｕ内の位置を表す整数値を有するデータを格納する。
本発明の一実施形態においては、小数部５０８は、レコ
ードｉｐｘｕの４ビットを含み、従って１６分の１単位
で小数を表し、整数部５０６は、レコードｉｐｘｕの最
大２８ビットを含む。

【００２８】テクスチャマッパ１１０は、たとえば１ビ
ットずつの桁移動及びマスキング操作を用いて整数部５
０６及び小数部５０８を解析する。整数部５０６は、テ
クセルｔ₁及びｔ₃のｕ座標を指定する。テクセルｔ₂及
びｔ₄のｕ座標は、テクセルｔ₁及びｔ₃のｕ座標をイン
クリメントすることによってそれぞれ求められる。整数
部５０６は、テクスチャ画像１１４によって表されるｕ
座標の範囲外にあるｕ座標、たとえば０からｎ−１まで
の範囲の外にあるｕ座標を指定することができる。この
ようなｕ座標には、いくつかの任意の方法ででテクセル
をマップすることができる。たとえば、（ｉ）ｕ座標が
０より小さいか、あるいはｎ−１より大きいテクセルに
特定の背景色を割り当てることができる；（ii）最寄り
のテクセルの色は、ｕ座標が０であるテクセルの色をｕ
座標が０より小さい全てのピクセルに使用し、ｕ座標が
ｎ−１であるテクセルの色をｕ座標が０以上の全てのピ
クセルに使用するように選択することができる；あるい
は（iii）ｕ座標がピクセルｐ₁のｕ座標であるテクセル
の色は、テクスチャ画像１１４によって指定されるテク
スチャ模様が、実際上、図形オブジェクト１１２の全面
に及ぶよう繰り返されるようにして、モジュロｎ処理す
る。

【００２９】小数部５０８は、ピクセルｐ₁のｕ座標の
小数部を表し、従って、テクセルｔ₁とｔ₂の相対重み及
びテクセルｔ₃とｔ₄の相対重みを指定する。浮動小数点
算術演算を用いてｔ₁〜ｔ₄の相対重みを計算する代わり
に、テクスチャマッパ１１０は、小数部５０８を用いて
重みテーブルから区分係数を取り出す。テーブル４０２
の各アイテムは、特定ピクセルの相対重みを表す２つの
１６ビット固定小数点数に区分される。本発明の一実施
形態においては、重みテーブル４０２は１６アイテムを
有し、小数部５０８は、全体として重みテーブル４０２
の１６アイテムの１つを指定する４ビットを有する。下
表Ａに、重みテーブルのアイテムを例示してある。

【００３０】

【表１】

【００３１】重みテーブル４０２の区分係数は、それら
の区分係数が小数部５０８の値の範囲の全体にわたって
実質的に均等に分布するよう、かつ重みテーブル４０２
の各アイテムの区分係数の和がある色成分の最大重みに
実質的に等しくなるよう選択される。本発明の一実施形
態においては、色の成分は値が０から２５５までの範囲
で変化する８ビットの無符号整数によって表される。こ
の実施形態においては、各一対の区分係数の和は、従っ
て、２５６．０に等しい。

【００３２】上の表Ａに示す各係数は１６進数で表して
ある。表Ａに示す各係数は、整数部、小数部を分離する
間接的な小数点を有する。各整数部及び小数部の各特定
のビット数は、テクスチャマッパ１１０によって図形オ
ブジェクト１１２の点から補間されるピクセルの色の特
定のデータフォーマットに適合するよう選択される。以
下にさらに詳しく説明するように、一実施形態において
は、上位側の１０ビットがある特定係数の整数部を定義
し、下位側の６ビットがその係数の小数部を定義する特
定のフォーマットが選択された。表Ａに示すこの実施形
態においては、各アイテムの区分係数の和は、１６進法
で約４０００であり、これは値２５６を表す。

【００３３】テクスチャマッパ１１０（図４）は、重み
テーブル４０２から小数部５０８に対応するアイテム４
０２Ｆを取り出し、アイテム４０２Ｆの区分係数を用い
て、テクセルｔ₁、ｔ₂、ｔ₃、及びｔ₄（図３）からピク
セルｐ₁に対応するテクセルの複合加重平均色を補間す
る。

【００３４】プロセッサ１０２（図１）は、ＭＵＬ８×
１６、ＭＵＬ８×１６ＡＬ、ＭＵＬ８×１６ＡＵ、ＦＰ
ＡＤＤ１６、及びＦＰＡＣＫ１６演算を含め、いくつか
の区分演算を行うことができる。テクスチャマッパ１１
０は、ＭＵＬ８×１６ＡＵ演算を実行することによっ
て、テクセルｔ１に対応する色６０２（図６）の各成分
にアイテム４０２Ｆの上位区分係数４０２ＦＵを乗じ
る。ＭＵＬ８×１６ＡＵ動作の実行に先立って、テクス
チャマッパ１１０は、アイテム４０２Ｆ及び色６０２を
プロセッサ１０２の小数点レジスタファイル３８（図
２）中のレジスタにロードする。色６０２は、ある色の
アルファ、ブルー、グリーン、及びレッド成分にそれぞ
れ対応する４つの成分６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｇ、
及び６０２Ｒを有する。６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２
Ｇ、及び６０２Ｒの各成分は、８ビットの無符号整数で
ある。テクスチャマッパ１１０は、プロセッサ１０２に
ＭＵＬ８×１６ＡＵ演算を実行させることによって、６
０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｇ、及び６０２Ｒの各成分に
上位係数４０２ＦＵを同時にかつ並行して乗じ、成分６
０４Ａ、６０４Ｂ、６０４Ｇ、及び６０４Ｒを有する加
重色６０４を生成する。加重色６０４は６４ビットワー
ドであり、６０４Ａ、６０４Ｂ、６０４Ｇ、及び６０４
Ｒの各成分は、１６ビットの固定小数点数である。

【００３５】テクスチャマッパ１１０は、プロセッサ１
０２にＭＵＳ８×１６ＡＬ演算を実行させることによっ
て、テクセルｔ₂に対応する色７０２（図７）の各成分
にアイテム４０２Ｆの下位計数４０２ＦＬを乗じる。Ｍ
ＵＬ８×１６ＡＬ演算の実行に先立って、テクスチャマ
ッパ１１０は色７０２を固定小数点レジスタファイル３
８（図２）中のレジスタにロードする。アイテム４０２
Ｆは、上に述べたように、ＭＵＬ８×１６演算の実行の
ために既に固定小数点レジスタファイル３８にロードさ
れているので、テクスチャマッパ１１０はアイテム４０
２Ｆを再ロードせず、これによって、テクセルを特定の
ピクセルにマップする効率がさらに改善される。色７０
２は、ある色のアルファ、ブルー、グリーン、及びレッ
ドにそれぞれ対応する４つの成分７０２Ａ、７０２Ｂ、
７０２Ｇ、及び７０２Ｒを有する。これらの７０２Ａ、
７０２Ｂ、７０２Ｇ、及び７０２Ｒの各成分は、８ビッ
トの無符号整数である。テクスチャマッパ１１０は、Ｍ
ＵＬ８×１６ＡＬ演算を用いて、プロセッサ１０２に下
位側１６ビットの固定小数点数４０２ＦＬを７０２Ａ、
７０２Ｂ、７０２Ｇ、及び７０２Ｒの各成分に同時にか
つ並行して乗じさせることにより加重色７０４を生成す
る。加重色７０４は１６ビットワードであり、７０２
Ａ、７０２Ｂ、７０２Ｇ、及び７０２Ｒの各成分は１６
ビットの区分固定小数点数である。

【００３６】テクスチャマッパ１１０は、ＦＰＡＤＤ１
６演算を用いて色６０４と７０４のそれぞれの区分成分
を加算することにより、加重平均色８０２を生成する。
特に、プロセッサ１０２（図１）によるテクスチャマッ
パ１１０からフェッチされたコンピュータ命令に基づく
ＰＡＤＤ１６演算の実行によって、成分６０２Ａ、６０
２Ｂ、６０２Ｇ、及び６０２Ｒがそれぞれ成分７０２
Ａ、７０２Ｂ、７０２Ｇ、及び７０２Ｒに同時にかつ並
行して加算されて、加重平均色８０２の各成分８０２
Ａ、８０２Ｂ、８０２Ｇ、及び８０２Ｒが生成される。
加重平均色８０２は６４ビットワードであり、８０２
Ａ、８０２Ｂ、８０２Ｇ、及び８０２Ｒの各成分は１６
ビットの区分固定小数点数である。

【００３７】上に述べたように、色６０２（図６）及び
７０２（図７）は、各々８ビットの区分無符号整数であ
る４つの成分を含み、加重平均色８０２は、各々１６ビ
ットの区分固定小数点数である４つの成分を含む。テク
スチャマッパ１１０（図１）は、ＦＰＡＣＫ１６演算を
用いて、加重平均色８０２をＴＭＰ１１０が使用する色
のフォーマット、すなわち８ビットの４つの区分無符号
整数を含む３２ビットワードに変換する。このＦＰＡＣ
Ｋ１６演算は、１６ビットの４つの各区分固定小数点数
をスケーリング、クリッピング及びパックしてそれぞれ
８ビットの区分無符号整数にするが、この演算を図９Ａ
及び９Ｂに図式化して示す。

【００３８】浮動小数点レジスタファイル３８（図２）
は、グラフィックス状態レジスタ（ＧＳＲ）９０２（図
９）を含み、このレジスタはスケールファクタ９０２Ｓ
が書き込まれている。論理ブロック９０４によって表し
てあるように、８０２Ａ、８０２Ｂ、８０２Ｇ、及び８
０２Ｒの各成分は、ＧＳＲ９０２のスケールファクタ９
０２Ｓによって指定されるビット数だけ左方にビットシ
フトされる。例えば、成分８０２Ａをビットシフトする
と（図１０）、中間ワード９５２が得られる。中間ワー
ド９５２の下位側７ビットは、中間ワード９５２の小数
部を表し、中間ワード９５２の上位側の残りのビットは
中間ワードの整数部を表す。スケールファクタ９０２Ｓ
に具体的な値を与えることによって、成分８０２Ａの間
接的な小数点は、実際上、スケールファクタ９０２Ｓに
よって指定される距離だけデフォルト位置から左方へ移
動する。たとえば、図９に示すデフォルト位置は、下位
側６ビットのすぐ前にある。本発明の一実施形態におい
ては、スケールファクタ９０２Ｓは、値１を有するデー
タを格納し、従って、成分８０２Ａは、下位側５ビット
のすぐ前に間接的な小数点を有する。

【００３９】論理ブロック９０６によって表してあるよ
うに、ビットシフトされた８０２Ａ、８０２Ｂ、８０２
Ｇ、及び８０２Ｒの各成分は、クリッピングされて、最
大値、たとえば２５５と最小値、たとえば０との間のあ
る値を生成する。例えば、成分８０２Ａの処理に関して
言うと、論理ブロック９０６のクリップモジュール９０
６Ａが中間ワード９５２（図１０）の値を、最大レコー
ド９５６に格納された最大値及び最小レコード９５８に
格納された最小値と比較する。クリップモジュール９０
６Ａは、パックモジュール９０８Ａに下記を与える：
（ｉ）中間レコード９５２の値が最大レコード９５６に
格納された最大値よりも大きい場合は、最大値；（ii）
中間レコード９５２の値が最小レコード９５８に格納さ
れた最小値より小さい場合は、最小値；あるいは（ii
i）中間レコード９５２の値が最大値と最小値の間の値
である場合は、中間レコード９５２の整数部の下位側８
ビット。

【００４０】論理ブロック９０８によって表してあるよ
うに、ビットシフトされ、クリッピングされた８０２
Ａ、８０２Ｂ、８０２Ｇ、及び８０２Ｒの各成分は、加
重平均色９１０のそれぞれ８ビットの区分成分にパック
される。加重平均色９１０は、成分９１０Ａ、９１０
Ｂ、９１０Ｇ、及び９１０Ｒを含み、これらの各成分
は、上に述べたように、テクスチャマッパ１１０によっ
て使用される色のフォーマットとして好適な８ビットの
区分無符号整数である。加重平均色９１０は、それぞれ
テクセルｔ₁及びｔ₂の色６０２及び７０２の加重平均で
ある。

【００４１】テクスチャマッパ１１０は、上に図６、
７、８、９Ａ、及び９Ｂを参照して説明したプロセスを
繰り返して、テクセルｔ₃及びｔ₄に対応する色から加重
平均色を生成する。テクセルｔ₃及びｔ₄は、垂直方向に
おいて、ピクセルｐ₁のｕ座標の小数部５０８に対応す
るアイテム４０２Ｆのそれぞれの区分係数により指定さ
れる相対重みを持つテクセルｔ₁及びｔ₂とそれぞれ整列
される。これに従って、テクスチャマッパ１１０はアイ
テム４０２Ｆの区分係数を用いてテクセルｔ₃及びｔ₄に
対応する加重平均色を生成する。

【００４２】上に述べたようなテクセルｔ₁とｔ₂及びテ
クセルｔ₃とｔ₄の加重平均計算と全く同様にして、テク
スチャマッパ１１０は、加重平均色９１０（図９）とテ
クセルｔ₃及びｔ₄に対応する加重平均色との加重平均で
ある補間テクセル色を生成する。具体的に言うと、テク
スチャマッパ１１０（図４）は、テクスチャ画像１１４
の座標空間１１４ＣＳ（図３）内のピクセルｐ₁のｖ座
標を表すデータをレコードｉｐｘｖに格納する。テクス
チャマッパ１１０（図４）は、上に述べた方法でレコー
ドｉｐｘｖに格納されたデータを解析して、レコードｉ
ｐｘｖの整数部、小数部を生成する。レコードｉｐｘｖ
の整数部は、テクセルｔ₁及びｔ₂のｖ座標を指定する。
テクセルｔ₃及びｔ₄は、テクセルｔ₁及びｔ₂のｖ座標よ
り１インクリメント分大きいｖ座標を有する。もちろ
ん、テクスチャマッパ１１０は、テクセルｔ₁、ｔ₂、ｔ
₃、及びｔ₄を全体的に決定しなければならず、従って、
加重平均色９１０（図９）とテクセルｔ₃及びｔ₄に対応
する加重平均色との加重平均の計算に先立って、レコー
ドｉｐｘｕ及びｉｐｘｖの整数部を決定しなければなら
ない。

【００４３】テクスチャマッパ１１０（図４）は、重み
テーブル４０２からレコードｉｐｘｖの小数部に対応す
る重みテーブル４０２のアイテムを取り出す。テクスチ
ャマッパ１１０は、上に図６を参照して説明したように
してＭＵＬ８×１６ＡＵ演算を使用し、区分重みの上位
側１６ビットの固定小数点数を用いて、テクセルｔ₁と
ｔ₂の色の加重平均である加重平均色９１０（図９Ａ）
に重みを付ける。同様に、テクスチャマッパ１１０（図
４）は、上に図７を参照して説明したようにしてＭＵＬ
８×１６ＡＬ演算を使用し、区分重みの下位側１６ビッ
トの固定小数点数を用いて、テクセルｔ₃とｔ₄の色の加
重平均であるもう一つの加重平均色に重みを付ける。テ
クスチャマッパ１１０は、上に図８を参照して説明した
ようにして、ＦＰＡＤＤ１６演算を用いることにより、
これらのＭＵＬ８×１６ＡＵ及びＭＵＬ８×１６ＡＬ演
算の結果の和を求める。その結果得られた区分和を、上
に図９及び１０を参照して説明したように、ＦＰＡＣＫ
１６演算を用いて４つの８ビットの区分無符号整数にパ
ックすることによって、補間テクセル色が生成される。

【００４４】テクスチャマッパ１１０は、上記補間テク
セル色とピクセルｐ₁の色から対応する表示色を有する
表示ピクセルを生成する。上に簡単に述べたように、補
間テクセル色とピクセルｐ₁の色は、たとえば、置換、
調整、混合、あるいはディーカル法によって結合され
る。本発明の一実施形態においては、テクスチャマッパ
１１０は、上記の区分算術演算を用いて補間テクセル色
とピクセルの色を結合することにより、これらの色の４
つの全ての成分をプロセッサ１０２内部で同時にかつ並
行して結合する。テクスチャマッパ１１０は、生成され
た表示ピクセルをテクスチャ化図形オブジェクト１１６
の部分としてコンピュータ表示装置１０８に表示する。
一実施形態においては、テクスチャマッパ１１０は、Ｚ
バッファ隠れ面消去機構を使用し、そのために、Ｚバッ
ファの内容がピクセルｐ₁が可視であることを示してい
る場合、生成された表示ピクセル色及びピクセルｐ₁の
対応するｚ座標を表示バッファ及びＺバッファにそれぞ
れ格納する。

【００４５】テクスチャマッパ１１０は、図形オブジェ
クト１１２（図１）のレンダリングされた各ピクセルに
ついて上記のテクスチャマッピング処理を実行すること
により、テクスチャ化図形オブジェクト１１６を生成
し、コンピュータ表示装置１０８に表示する。テクスチ
ャマッパ１１０は、従来技術の方法を用いて図形オブジ
ェクト１１２をレンダリングして、図形オブジェクト１
１２の図形表現の各ピクセルの位置と色を決定する。し
かしながら、図形オブジェクト１１２の各ピクセルを表
示させる前に、テクスチャマッパ１１０は、上に述べた
ようにして、各ピクセルをテクスチャ画像１１４にマッ
プし、４つの最寄りテクセルの色を混合することによっ
て、テクスチャ化図形オブジェクト１１６を生成すると
共に、そのテクスチャ化図形オブジェクト１１６にテク
スチャ画像１１４によって定義されるテクスチャ化外観
を与える。

【００４６】区分重みのスケーリング指示を出すテクスチャマッパ１１０のコンピュータ命令
に応答してプロセッサ１０２が上記のＦＰＡＣＫ１６演
算を実行すると、４つの１６ビットの区分固定小数点数
は同時にかつ並行してスケーリングされ、クリッピング
され、４つの８ビットの区分整数にパックされる。さら
に上に述べたように、ＦＰＡＣＫ１６演算が実行される
と、浮動小数点レジスタファイル３８（図２）に記憶さ
れたＧＳＲ９０２のスケールファクタ９０２Ｓ（図９
Ａ）で指定されたビット数だけ１６ビットの各区分固定
小数点数を左方に桁送りすることによってスケーリング
が行われる。上に述べたように、ＦＰＡＣＫ１６演算
は、加重平均色を図９及び１０を参照して上に説明した
ようにしてスケーリングし、パックするため、及び補間
テクセル色及びピクセル色から表示ピクセル色を生成す
るために使用される。また、上により詳しく説明したよ
うに、ＧＳＲ９０２のスケールファクタ９０２Ｓ（図
９）は、１６ビットワードの整数部を１６ビットワード
の小数部から分離する間接的な小数点の１６ビットワー
ドの範囲内の位置を指定する。

【００４７】本発明の一実施形態においては、スケール
ファクタ９０２は、上記のような１６ビットワードが整
数部を指定する上位側１０ビットと、小数部を指定する
下位側６ビットを含むことを指定するように選択され
る。この実施形態においては、最上位ビットはオーバー
フロービットであり、その次のビットは符号ビットであ
り、その次の８ビットは、符号ビットと共に、−２５
６．０と２５６．０との間の数の整数部を指定する。そ
の結果、上記のような１６ビットワードは、ある色につ
いて可能な全ての値を表すことができ、しかも色の小数
成分を表す場合に最大の精度を確保することができる。

【００４８】重みテーブル４０２のアイテムの区分係数
は、重みテーブル４０２の区分係数は、補間テクセル色
をピクセル色と結合するのに使用したオペランドと同じ
フォーマットでテクスチャマッパ１１０内に格納され
る。その結果、１６ビットワード中の間接的な小数点が
１０ビットの整数部と６ビットの小数部を分離すること
を指定するデータは、図形オブジェクト１１２の多数の
ピクセルのレンダリング中ＧＳＲ９０２に１回しかロー
ドされない。このような構成でない場合は、ＳＦ９０２
Ｓに格納されたデータを補間テクセル色の計算前、また
補間テクセル色及びピクセルｐ₁からの対応表示ピクセ
ル色の生成前にも変えなければならない。各ピクセルが
レンダリングされる毎にデータを２回スケールファクタ
に格納するのを避けることによって、テクスチャマッパ
１１０は、図形オブジェクト１１２及びテクスチャ画像
１１４からテクスチャ化図形オブジェクト１１６をレン
ダリングする効率が著しく改善される。

【００４９】テクセル色のトライリニア補間；ミップマ
ッピングテクスチャマッピングでは、図形オブジェクト１１２の
縮小または拡大に従ってテクスチャ画像のテクスチャパ
ターンをそれぞれ縮小または拡大するために、テクスチ
ャ画像、例えばテクスチャ画像１１４（図１）を縮小ま
たは拡大することが必要な場合がしばしばある。たとえ
ば、図形オブジェクト１１２が観察者から遠い側の位置
に来るよう定義された場合、図形オブジェクト１１２は
比較的小さなサイズのテクスチャ化図形オブジェクト１
１６としてレンダリングされる。テクスチャ化図形オブ
ジェクト１１６を比較的現実的なテクスチャ化状態に保
つには、テクスチャ画像１１４のテクスチャパターンを
縮小しなければならない。

【００５０】上記のような縮小は、ミップマッピングと
呼ばれる従来の技術によって行われる。ミップマッピン
グにおいては、テクスチャ画像１１４（図１１）は、い
くつかのテクスチャサブ画像１１４Ａ〜Ｇを含み、これ
らのサブ画像は、各々、テクスチャ化図形オブジェクト
１１６（図１）の各縮小度に対応する図形テクスチャパ
ターンを含む。たとえば、テクスチャサブ画像１１４Ａ
（図１１）は、元のサイズ、すなわち縮小、拡大なしの
図形オブジェクト１１２（図１）に対応する図形テクス
チャパターンである。テクスチャサーバ画像１１４Ｂ
は、テクスチャサブ画像１１４Ａの幅の２分の１の幅を
有し、テクスチャサーバ画像１１４Ａの高さの２分の１
の高さを有し、図形オブジェクト１１２（図１）を元の
サイズの２分の１のサイズにレンダリングした場合にお
ける図形オブジェクト１１２に対応する図形テクスチャ
パターンである。相続く各テクスチャサブ画像１１４Ｂ
〜Ｇ（図１１）は、それぞれ一つ前の各テクスチャシス
テムバス画像１１４Ａ〜Ｇの２分の１の幅と２分の１の
高さを有する。いくつかの縮小度に合わせて図形テクス
チャパターンを指定することにより、テクスチャ画像１
１４の図形テクスチャパターンを縮小する操作が相当大
きく低減される。

【００５１】図形オブジェクト１１２（図１）のような
図形オブジェクトは、テクスチャサブ画像１１４Ａ〜Ｇ
（図１０）に対応する個々の縮小度間にある縮小度のサ
イズでレンダリングされることがしばしばある。その結
果、図形オブジェクト１１２（図１）のピクセルをレン
ダリングする場合は、特定のテクスチャサーバ画像中の
最寄りテクセル間だけでなく、テクスチャサーバ画像１
１４Ａ〜Ｇ（図１１）の中の最寄り２つのサブ画像間で
も補間することが望ましいことが度々ある。

【００５２】本発明によれば、テクスチャマッパ１１０
（図１）は、区分重みを用いてテクスチャサブ画像１１
４Ａ〜Ｇ（図１１）の中のピクセル最寄りの２つのサー
バ画像間で補間を行う。図１２には、最寄りのテクスチ
ャサブ画像１１４Ｂと１１４Ｃとの間でマップされたピ
クセルｐ₁が示されている。平行視野を用いて図形オブ
ジェクト１１２をレンダリングする場合、ピクセルｐ₁
のデプス、すなわちピクセルｐ₁の縮小度は、テクスチ
ャサブ画像１１４Ａ〜Ｇの中の特定の１つのテクスチャ
サブ画像の座標空間におけるピクセルｐ₁のｕ及びｖ座
標よりピクセルｐ₁のレンダリングにおける有意度が低
い。そのために、本発明の一実施形態においては、縮小
度は平行視点による図形オブジェクト１１２（図１）の
レンダリング中１回だけ計算し、その計算した縮小度を
図形オブジェクト１１２の全てのピクセルのレンダリン
グに使用する。従って、重みテーブル４０２のアイテム
の区分係数は、平行視点により図形オブジェクト１１２
をレンダリングする場合は使用されない。しかしなが
ら、図形オブジェクト１１２を透視視点でレンダリング
する場合は、縮小度の計算回数はこれより多くなり、重
みテーブル４０２（図４）の区分係数を用いてテクスチ
ャ画像１１４の隣接テクスチャサブ画像にそれぞれの相
対重みを関連付ける。

【００５３】テクスチャマッパ１１０は、コンピュータ
表示装置１０８（図１）のテクスチャ座標と装置座標と
の間の周知の関係を用いて縮小度を計算する。その計算
した縮小度は、整数部及び小数部を有する浮動小数点の
数としてテクスチャマッパ１１０内に格納される。整数
部の値は、テクスチャサブ画像１１４Ａ〜Ｇ（図１０）
の中の最寄りの２つのうちの第１のテクスチャサブ画像
を指定する。テクスチャサブ画像１１４Ａ〜Ｇの中の最
寄りの２つのうちの第２のテクスチャサブ画像は、１１
４Ａ〜Ｇの中の第１のテクスチャサブ画像に対応する縮
小度より縮小度の１インクリメント分大きい縮小度に対
応するテクスチャサブ画像である。たとえば、ピクセル
ｐ₁（図１２）の縮小度の整数部は、２つの最寄りテク
スチャサブ画像の中の第１のテクスチャサブ画像として
１１４Ｂを指定し、テクスチャサブ画像１１４Ｃは、テ
クスチャサブ画像１１４Ｂの縮小度より１インクリメン
ト分大きい縮小度に対応し、従って、２つの最寄りテク
スチャサブ画像の中の２番目のテクスチャサブ画像であ
る。

【００５４】ピクセルｐ₁の計算縮小度の小数部は、上
記の１６ビットの固定小数点の数のフォーマットで０．
０〜１．０の範囲から０．０〜２５６．０の範囲にスケ
ーリングされる。そのスケーリング後小数部は、テクス
チャマッパ１１０（図４）内で加重レベルレコード１２
０２の下位側区分係数１２０Ｌに格納される。加重レベ
ルレコード１２０２（図１２）は、２つの１６ビットの
区分固定小数点係数を含む３２ビットワードである。テ
クスチャマッパ１１０（図４）は、相補形のスケーリン
グ後小数部、すなわち、２５６．０−上記最初のスケー
リング後整数部を計算し、その相補形のスケーリング後
整数部を加重レベルレコード１２０２の上位側区分係数
１２０２Ｕに格納する。従って、上位側区分係数１２０
２と下位側区分係数１２０２Ｌの和は、前に重みテーブ
ル４０２のアイテムの区分係数に関連して説明した理由
で選択された２５６．０である。

【００５５】ピクセルｐ₁（図１２）をレンダリングす
るに際しては、テクスチャマッパ１１０（図４）は、テ
クセルｔ₁（図１２）、ｔ₂、ｔ₃、及びｔ₄の色に対応す
る第１の合成加重平均色を、テクスチャサブ画像１１４
Ｂの平面にピクセルｐ₁を投影したピクセルｐ_1Bからテ
クセルｔ₁、ｔ₂、ｔ₃、及びｔ₄までの相対距離に基づい
て計算する。また、テクスチャマッパ１１０（図４）
は、テクセルｔ₅（図１２）、ｔ₆、ｔ₇、及びｔ₈の色に
対応する第２の複合加重平均色を、ピクセルｐ₁をテク
スチャサブ画像１１４Ｃの平面に投影したピクセルｐ_1C
からテクセルｔ₅、ｔ₆、ｔ₇、及びｔ₈までの相対距離に
基づいて計算する。テクスチャマッパ１１０（図４）
は、上に説明した方法で２次元テクスチャマッピングに
ついての第１及び第２の合成加重平均色を計算する。テ
クスチャマッパ１１０は、図６乃至１０を参照して上に
説明したようにして加重レベルレコード１２０２及びＭ
ＵＬ８×１６ＡＵ、ＭＵＬ８×１６ＡＬ、ＦＰＡＤＤ１
６、及びＦＰＡＣＫ１６演算を用いることにより、上記
第１と第２の合成加重平均色の加重平均である３次元の
合成加重平均色を生成する。上位側区分数１２０２（図
１３）及び下位側区分数１２０Ｌは、その和が２５６．
０になるようにスケーリングされるので、ＧＳＲ９０２
のスケールファクタ９０２Ｆ（図９）を変えることな
く、３次元の合成加重平均色の生成、スケーリング、ク
リッピング、及びパッキングが行われる。テクスチャマ
ッパ１１０（図４）は、テクスチャ化図形オブジェクト
１１６（図１）のピクセルを生成するための２次元テク
スチャマッピングに関連して上に説明した方法により、
３次元の合成加重平均色をピクセルｐ₁（図１２）の色
と混合する。

【００５６】上記説明は、もっぱら例示説明のためのも
のであり、限定的な意味を有するものではない。本発明
は、特許請求の範囲の記載によってのみ限定されるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプロセッサ及びテクスチャマッ
パを有するコンピュータシステムのブロック図である。

【図２】図１のプロセッサをより詳細に示すブロック
図である。

【図３】テクスチャ座標空間におけるピクセルを示す
説明図である。

【図４】図１のテクスチャマッパをより詳細に示すブ
ロック図である。

【図５】ピクセルのテクスチャ座標のレコードのブロ
ック図である。

【図６】図２のプロセッサによって実行される区分乗
法演算を図解した説明図である。

【図７】図６同様、図２のプロセッサによって実行さ
れる区分乗法演算を図解した説明図である。

【図８】図２のプロセッサによって実行される区分加
法演算を図解したブロック図である。

【図９】図２のプロセッサによって実行される区分パ
ッキング演算を図解した説明図である。

【図１０】図９同様、図２のプロセッサによって実行
される区分パッキング演算を図解した説明図である。

【図１１】ミップマップ画像の多重テクスチャサブ画
像の概略図である。

【図１２】ミップマッピングテクスチャ座標空間のレ
ベル間のピクセルの位置について図解した説明図であ
る。

【図１３】加重レベルレコードの構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】１００コンピュータシステム、１０２プロセッサ、
１０４メモリ、１０６バス、１０８表示装置、１
１０テクチャマッパ、１１４テクスチャ画像、１１
６テクスチャ化図形オブジェクト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヤジュン・ワンアメリカ合衆国 95132 カリフォルニア州・サンホゼ・ベスビアスレーン・ 3015

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータシステムのメモリに記憶さ
れたテクスチャ画像をそのメモリに記憶された図形オブ
ジェクトにマップする方法において；前記テクスチャ画
像のアドレス空間における図形オブジェクトのピクセル
の１つ以上のテクスチャ座標の整数部及び小数部を求め
るステップと；そのピクセルの前記テクスチャ座標のう
ちの第１のテクスチャ座標に対応し、各々色を有する２
つ以上のテクセルを前記テクスチャ画像から選択するス
テップと；前記メモリに記憶された所定の相補係数のテ
ーブルから、前記ピクセルの前記第１のテクスチャ座標
の小数部に基づいて一対の相補係数を選択するステップ
と；前記テクセルのうち第１のテクセルの色と第２のテ
クセルの色の加重平均を一対の相補係数に基づいて計算
して、補間テクセル色を生成するステップと；を具備し
た方法。
【請求項２】テクスチャ画像の各特定の縮小度に対応
する２つ以上のテクスチャサブ画像を含むテクスチャ画
像を図形オブジェクトにマップする方法において：図形
オブジェクトのピクセルに対応する縮小度の整数部及び
小数部を求めるステップと；前記テクスチャ画像からそ
のピクセルの縮小度に対応する第１及び第２のテクスチ
ャサブ画像を選択するステップと；前記第１及び第２の
テクスチャサブ画像の各々から、各々が色を有しかつ各
々がそのピクセルに対応するテクセルをそれぞれ得るス
テップと；所定の相補係数のテーブルから、前記ピクセ
ルの縮小度の小数部に基づいて一対の相補係数を選択す
るステップと；第１のテクスチャサブ画像から得られる
前記テクセルの色と前記第２のテクスチャサブ画像から
得られる前記テクセルの色の加重平均を前記一対の相補
係数に基づいて計算して、補間テクセル色を生成するス
テップと；を具備した方法。
【請求項３】テクスチャ画像のアドレス空間における
ピクセルの１つ以上のテクスチャ座標の整数部及び小数
部を求めるためのコンフィギュレーションを有するテク
スチャ座標パーサと；所定の相補係数のテーブルと；前
記テクスチャ座標パーサ及び前記所定の相補係数のテー
ブルに動作可能な関係に接続されていて、前記所定の相
補係数のテーブルから前記ピクセルの第１のテクスチャ
座標の前記小数部に基づいて一対の相補係数を取り出す
ためのコンフィギュレーションを有するテーブルアイテ
ム検索モジュールと；前記テーブルアイテム検索モジュ
ールに動作可能な関係に接続されていて、前記ピクセル
の前記テクスチャ座標に対応する対テクスチャ画像の各
々色を有する２つ以上のテクセルのうち第１のテクセル
の色と第２のテクセルの色の加重平均を前記一対の相補
係数に基づいて計算することにより、補間テクセル色を
生成するためのコンフィギュレーションを有する補間テ
クセルジェネレータと；を具備したテクスチャマッパ。
【請求項４】テクスチャ画像の縮小度の整数部及び小
数部を求めるためのコンフィギュレーションを有し、前
記テクスチャ画像がそれをマップする図形オブジェクト
のピクセルに対応する前記テクスチャ画像の各特定の縮
小度に対応する２つ以上のテクスチャサブ画像を含む縮
小モジュールと；前記縮小モジュール及び所定の相補係
数のテーブルに動作可能な関係に接続されていて、前記
ピクセルの前記縮小度の小数部に基づいて前記テーブル
から一対の相補係数を取り出すためのコンフィギュレー
ションを有するテーブルアイテム検索モジュールと；前
記縮小モジュールに動作可能な関係に接続されていて、
前記テクスチャ画像から前記ピクセルの前記縮小度に対
応する前記テクスチャサブ画像のうちの第１及び第２の
テクスチャサブ画像を選択するためのコンフィギュレー
ションを有するテクスチャサブ画像指定モジュールと；
前記テクスチャサブ画像指定モジュールに動作可能な関
係に接続されていて、前記第１及び第２のテクスチャサ
ブ画像から各々色を有しかつ各々前記ピクセルに対応す
るテクセルをそれぞれ得るためのコンフィギュレーショ
ンを有するテクセル検索モジュールと；前記テーブルア
イテム検索モジュール及び前記テクセル検索モジュール
に動作可能な関係に接続されていて、前記第１のテクス
チャサブ画像から得られる対テクセルの色と前記第２の
テクスチャサブ画像から得られる前記テクセルの色の加
重平均を前記一対の相補係数に基づいて計算することに
より、補間テクセル色を生成するためのコンフィギュレ
ーションを有する補間テクセルジェネレータと；を具備
したテクスチャマッパ。
【請求項５】プロセッサと；前記プロセッサに動作可
能な関係に接続されいて、所定の相補係数のテーブルが
記憶されたメモリと；前記プロセッサ及び前記テーブル
に接続されていて：前記メモリに記憶されたテクスチャ
画像のアドレス空間における前記メモリに記憶された図
形オブジェクトのピクセルの１つ以上のテクスチャ座標
の整数部及び小数部を求めるためのコンフィギュレーシ
ョンを有するテクスチャ座標パーサと；前記テクスチャ
座標パーサ及び前記テーブルに動作可能な関係に接続さ
れていて、前記テーブルから前記ピクセルの第１のテク
スチャ座標の小数部に基づいて一対の相補係数を取り出
すためのコンフィギュレーションを有するテーブルアイ
テム検索モジュールと；前記テーブルアイテム検索モジ
ュールに動作可能な関係に接続されていて、前記ピクセ
ルの前記テクスチャ座標に対応する各々色を有する前記
テクスチャ画像の２つ以上のテクセルのうち第１のテク
セルの色と第２のテクセルの色の加重平均を前記一対の
相補係数に基づいて計算することにより、補間テクセル
色を生成するためのコンフィギュレーションを有する補
間テクセルジェネレータと；を含むテクスチャマッパ
と；を具備したコンピュータシステム。
【請求項６】プロセッサと；前記プロセッサに動作可
能な関係に接続されいて、所定の相補係数のテーブルが
記憶されたメモリと；前記プロセッサ及び前記テーブル
に動作可能な関係に接続されていて：テクスチャ画像の
縮小度の整数部及び小数部を求めるためのコンフィギュ
レーションを有し、前記テクスチャ画像がそれをマップ
する図形オブジェクトのピクセルに対応する前記テクス
チャ画像の各特定の縮小度に対応する２つ以上のテクス
チャサブ画像を含む縮小モジュールと；前記縮小モジュ
ール及び前記所定の相補係数のテーブルに動作可能な関
係に接続されていて、前記ピクセルの前記縮小度の小数
部に基づいて前記テーブルから一対の相補係数を取り出
すためのコンフィギュレーションを有するテーブルアイ
テム検索モジュールと；前記縮小モジュールに動作可能
な関係に接続されていて、前記テクスチャ画像から前記
ピクセルの前記縮小度に対応する前記テクスチャサブ画
像のうちの第１及び第２のテクスチャサブ画像を選択す
るためのコンフィギュレーションを有するテクスチャサ
ブ画像指定モジュールと；前記テクスチャサブ画像指定
モジュールに動作可能な関係に接続されていて、前記第
１及び第２のテクスチャサブ画像から各々色を有しかつ
各々前記ピクセルに対応するテクセルをそれぞれ得るた
めのコンフィギュレーションを有するテクセル検索モジ
ュールと；前記テーブルアイテム検索モジュール及び前
記テクセル検索モジュールに動作可能な関係に接続され
ていて、前記第１のテクスチャサブ画像から得られる対
テクセルの色と前記第２のテクスチャサブ画像から得ら
れる前記テクセルの色の加重平均を前記一対の相補係数
に基づいて計算することにより、補間テクセル色を生成
するためのコンフィギュレーションを有する補間テクセ
ルジェネレータと；を含むテクスチャマッパと；を具備
したコンピュータシステム。
【請求項７】テクスチャ画像を図形オブジェクトにマ
ッピングさせるためのコンピュータ可読コードが実装さ
れたコンピュータ使用可能媒体を具備したコンピュータ
プログラム製品において、前記コンピュータ可読コード
が：テクスチャ画像のアドレス空間におけるピクセルの
１つ以上のテクスチャ座標の整数部及び小数部を求める
ためのコンフィギュレーションを有するテクスチャ座標
パーサと；所定の相補係数のテーブルと；前記テクスチ
ャ座標パーサ及び前記所定の相補係数のテーブルに動作
可能な関係に接続されていて、前記所定の相補係数のテ
ーブルから前記ピクセルの第１のテクスチャ座標の前記
小数部に基づいて一対の相補係数を取り出すためのコン
フィギュレーションを有するテーブルアイテム検索モジ
ュールと；前記テーブルアイテム検索モジュールに動作
可能な関係に接続されていて、前記ピクセルの前記テク
スチャ座標に対応する対テクスチャ画像の各々色を有す
る２つ以上のテクセルのうち第１のテクセルの色と第２
のテクセルの色の加重平均を前記一対の相補係数に基づ
いて計算することにより、補間テクセル色を生成するた
めのコンフィギュレーションを有する補間テクセルジェ
ネレータと；を含むコンピュータプログラム製品。
【請求項８】テクスチャ画像を図形オブジェクトにマ
ッピングさせるためのコンピュータ可読コードが実装さ
れたコンピュータ使用可能媒体を具備したコンピュータ
プログラム製品において、前記コンピュータ可読コード
が：テクスチャ画像の縮小度の整数部及び小数部を求め
るためのコンフィギュレーションを有し、前記テクスチ
ャ画像がそれをマップする図形オブジェクトのピクセル
に対応する前記テクスチャ画像の各特定の縮小度に対応
する２つ以上のテクスチャサブ画像を含む縮小モジュー
ルと；前記縮小モジュール及び前記所定の相補係数のテ
ーブルに動作可能な関係に接続されていて、前記ピクセ
ルの前記縮小度の小数部に基づいて前記テーブルから一
対の相補係数を取り出すためのコンフィギュレーション
を有するテーブルアイテム検索モジュールと；前記縮小
モジュールに動作可能な関係に接続されていて、前記テ
クスチャ画像から前記ピクセルの前記縮小度に対応する
前記テクスチャサブ画像のうちの第１及び第２のテクス
チャサブ画像を選択するためのコンフィギュレーション
を有するテクスチャサブ画像指定モジュールと；前記テ
クスチャサブ画像指定モジュールに動作可能な関係に接
続されていて、前記第１及び第２のテクスチャサブ画像
から各々色を有しかつ各々前記ピクセルに対応するテク
セルをそれぞれ得るためのコンフィギュレーションを有
するテクセル検索モジュールと；前記テーブルアイテム
検索モジュール及び前記テクセル検索モジュールに動作
可能な関係に接続されていて、前記第１のテクスチャサ
ブ画像から得られる対テクセルの色と前記第２のテクス
チャサブ画像から得られる前記テクセルの色の加重平均
を前記一対の相補係数に基づいて計算することにより、
補間テクセル色を生成するためのコンフィギュレーショ
ンを有する補間テクセルジェネレータと；を含むコンピ
ュータプログラム製品。