JPH10283495A

JPH10283495A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH10283495A
Application number: JP8629697A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Yasui; 啓祐安井
Original assignee: Sega Enterprises Ltd
Current assignee: Sega Corp
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-04
Also published as: JP3209140B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コンピュータグラフィックス用の画像処理装
置において、構成情報データの生成と効率の点で最適な
処理を可能にする。【解決手段】３次元映像の構成を解析する主プロセッ
サ１１と、３次元映像の構成情報を記憶する主メモリ１
２と、３次元映像の構成情報に基づき画像を生成する画
像生成装置１６と、主プロセッサ１１、主メモリ１２及
び画像生成装置１６の間のデータ転送のためのバスコン
トローラ１３とを備え、画像生成するときに、画像生成
装置１６が主メモリ１２を直接アクセスし必要なデータ
を読み出す。主プロセッサ１１は実質的な演算処理に専
念することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンピュータグ
ラフィックス用の画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１〜図１３は従来の３次元コンピュ
ータグラフィックシステムの概略を示したものである。
説明の便宜上、主プロセッサ１１と主メモリ１２を含む
部分をホストシステム１０１と呼び、画像生成装置１６
と表示装置１７を含む部分を画像表示システム１０２と
呼ぶことにする。

【０００３】図１１〜図１３において、ホストシステム
１０１と画像表示システム１０２とはシステムバス１５
を介してデータをやり取りする。図１１において、主プ
ロセッサ１１、主メモリ１２、バスコントローラ１３は
互いにプロセッサバス１４によりデータをやり取りす
る。図１２において、主プロセッサ１１とパスコントロ
ーラ１３とはプロセッサバス１４により結ばれ、主メモ
リ１２とバスコントローラ１３とはメモリバス１８によ
り結ばれている。また、図１３において、主プロセッサ
１１はシステムバス１５に直接接続されているととも
に、主メモリ１２とはメモリバス１８により結ばれてい
る。

【０００４】従来の３次元コンピュータグラフィック処
理上の構成情報データの流れを図１４に示す。従来のシ
ステムでは、３次元映像の構成情報を（１）の経路で主
プロセッサ１１内に取り込み、主プロセッサ１１が３次
元映像の構成を解析し、主プロセッサ１１が、画像生成
装置１６が理解できるように描画コマンドに分解し、
（２）の経路で主プロセッサ１１が画像生成装置１６に
前記描画コマンドを送り込んでいた。このように従来の
システムでは３次元映像の構成情報の伝達を主プロセッ
サ１６が直接行っていた。

【０００５】一般に３次元映像を構成する要素は所定の
形式でデータ化され、主メモリ１２に格納されている。
例えば、図８に示すような、直方体の上に２つの四角錐
が載っているような複雑な３次元情景を構成するために
は、この図に示すような要素データを組み合わせた構成
情報データベースがメモリに格納されている。

【０００６】図１５は、従来の３次元グラフィックスシ
ステムの３次元映像処理過程を示している。主プロセッ
サ１１が３次元構成情報データ（図１５に示すように、
このデータは物体１のデータ、物体２のデータとこれら
の間の構成を定義する構成の定義データからなる）を読
み、加工して画像生成装置１６に送り込む。さらに、画
像生成装置１６内の副プロセッサ１６ａが、描画プロセ
ッサ１６ｂが理解できる描画コマンドの羅列にして、描
画プロセッサ１６ｂに送り込む。描画プロセッサ１６ｂ
は描画コマンドを処理し、適切に描画する。そして１７
描画結果を表示装置に出力する。

【０００７】副プロセッサ１６ａの主な役割は幾何変換
処理である。なお、他のシステムの中には、幾何変換処
理を主プロセッサ１１がすべて行い、副プロセッサ１６
ａが存在しないシステムもある。

【０００８】この従来のシステムの欠点は３次元映像の
構成情報の伝達のプロセスに常に主プロセッサ１１が関
与するところにある。そのため、主プロセッサ１１に負
荷が集中し、シミュレータのようなリアルタイム処理が
必要な３次元グラフィックス表現において、物体を動か
すなどの動画情景を計算するための実質的な演算処理時
間を、主プロセッサ１１が充分確保することができなか
った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
３次元グラフィックスシステムは、３次元映像の構成情
報を主プロセッサ１１によって画像生成装置１６に直接
転送していた。そのため主プロセッサ１１は、処理時間
の大半をデータ転送処理に取られるので、主プロセッサ
の能力を実質的な演算処理に生かすことができなかっ
た。

【００１０】この発明は係る問題を解決するためになさ
れたものであり、主プロセッサによる直接的なデータ転
送を少なくし、近年の高性能主プロセッサの能力を損な
うことなく、３次元映像を効率良く生成する手段を提供
する。

【００１１】また、３次元映像の構成情報をメモリに置
き、画像生成装置がその構成情報をメモリから取り出す
ことによって、主プロセッサの画像生成装置に対する実
質的なデータ転送を行う必要をなくす。

【００１２】また、上記構成情報を適応型のデータ構造
にすることによって、構成情報データの生成と効率にお
いて、最適な処理が行えるようにする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る画像処理
装置は、３次元映像の構成を解析する主プロセッサと、
３次元映像の構成情報を記憶するメモリと、前記３次元
映像の構成情報に基づき画像を生成する画像生成装置と
を備え、前記画像生成装置が前記メモリをアクセスする
ことにより前記３次元映像の構成情報を得るものであ
る。

【００１４】この発明に係る画像処理装置は、前記画像
生成装置が、前記主プロセッサのメインメモリをアクセ
スするものである。

【００１５】この発明に係る画像処理装置は、前記画像
生成装置が、画像生成の過程における中間的なデータ、
処理済みのデータ、あるいは画像生成装置の状態を通知
するためのデータのうちの少なくとも何れかを前記メモ
リに書き込むものである。

【００１６】この発明に係る画像処理装置は、前記画像
生成装置が、前記主プロセッサの仮想記憶に対応するア
ドレス変換機構を備えるものである。

【００１７】このアドレス変換機構は主プロセッサの仮
想記憶などの影響を考慮するためのものである。

【００１８】この発明に係る画像処理装置は、前記３次
元映像の構成情報はデータ制御情報を含み、前記画像生
成装置は前記データ制御情報を解釈実行するものであ
る。このことにより、主プロセッサを介さない処理を可
能とする。

【００１９】この発明に係る画像処理装置は、前記３次
元映像の構成情報は語長を識別するコードを含む要素デ
ータを含み、データ転送経路の語長を解析可能であるも
のである。

【００２０】要素データは３次元映像の構成情報の要素
である。要素データは３次元空間中の構造の一部あるい
は全部を定義するものであり、例えば頂点、法線などを
意味する要素コードと、頂点のＸ、頂点のＹ、頂点のＺ
のように要素を構成する情報であるパラメータを含む。

【００２１】この発明に係る画像処理装置は、前記３次
元映像の構成情報は、データ効率の良い第１のフォーマ
ットデータと変換効率の良い第２のフォーマットデータ
のいずれか一方あるいは両方を含むものである。

【００２２】データ効率が良いとは、同じ構成情報を表
現するために必要とされるデータの量が少ないことを意
味し、変換効率が良いとは、主プロセッサあるいは画像
生成装置による処理が容易に行えることである。

【００２３】

【発明の実施の形態】

発明の実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１の
装置及び方法について説明する。

【００２４】図１はこの発明の実施の形態１に係る画像
処理装置の概略機能ブロック図である。この図におい
て、１はＣＰＵ(central processing unit)であり、仮
想空間中の物体に対して操作を行ったり、その情報を得
たり、各種制御を行う。２はジオメトリプロセッサ（ge
ometry processor）であり、３次元コンピュータグラフ
ィックにおけるポリゴンの座標変換、クリッピング、透
視変換などの幾何変換（ベクトル演算）や輝度計算を高
速に行う。２ａはポリゴンマテリアルライトバッファメ
モリ（polygon material light buffer RAM）であり、
ジオメトリプロセッサ２が処理を行う際に、１フレーム
分の有効なポリゴンデータ、マテリアルデータ、ライト
データを保存するバッファである。ポリゴンとは、仮想
空間中の立体を構成する多面体のことである。このバッ
ファメモリ２ａに格納されるデータの内訳を示すと次の
ようになる。

【００２５】ポリゴンのリンク情報、座標情報、その他
の属性情報 LINK X, LINK Y, X, Y, iz, Tx, Ty, Nx, Ny, Sign Nz,
Alpha, Light ID, Material ID・・・などである。

【００２６】マテリアルの情報 Depth enable, Depth function, Depth density, Textr
e enable, Fog enable,translucensy enable, textre t
ype, texture function, offset x,y, size x,y, repea
t x,y, mirror x,y, color id, Sine, Material specul
ar, Material emission, Polygon color, Texture mod
e, blend modeなどである。

【００２７】ライトの情報 Light Position, Light Direction, Light Type, Atten
uation, Cutoff, Spotexp,Light Color, Light Ambient
などである。

【００２８】３は陰面消去処理を行うフィルプロセッサ
（fill processor）である。フィルプロセッサ３は、領
域中でポリゴンの塗りつぶしを行い、各ピクセル毎に最
も手前にくるポリゴンの各情報を求める。

【００２９】４はテクスチャプロセッサ（texture proc
essor）である。テクスチャプロセッサ４は、領域内の
各ピクセルにテクスチャを貼り付ける。テクスチャマッ
ピングとは、形状が定義された物体の表面に、形状とは
別に定義された模様（テクスチャ）を貼り付け（マッピ
ング）て画像を作成する処理である。４ａはテクスチャ
メモリ（texture RAM）であり、テクスチャプロセッサ
４で処理を行うためのテクスチャマップが保存されてい
る。

【００３０】５はシェーディングプロセッサ（shading
processor）である。シェーディングとは、ポリゴンで
構成される物体の影のような表現を、ポリゴンの法線ベ
クトル、光源の位置や色、視点の位置、視線の方向等を
考慮して行う手法である。シェーディングプロセッサ５
は、領域内の各ピクセルの輝度を求める。５ａは１画面
の画像データが記憶されるフレームバッファ（frame bu
ffer）である。フレームバッファ５ａから順次データが
読み出され、デジタルデータからアナログ信号に変換さ
れた後に、図示しないＣＲＴ、液晶表示装置、プラズマ
ディスプレイ装置等のディスプレイに供給される。

【００３１】６は、ＣＰＵ１のプログラムやグラフィッ
クプロセッサへのコマンド（ポリゴンのデータベース、
ディスプレイリストなど）を保存するプログラムワーク
ポリゴンバッファメモリ（program work polygon buffe
r RAM）である。このバッファメモリ６はＣＰＵ１のワ
ークメモリでもある。

【００３２】フィルプロセッサ３、テクスチャプロセッ
サ４、シェーディングプロセッサ５は、仮想空間座標中
に定義されたモデルを使って絵を作成するための、いわ
ゆるレンダリングを行う。レンダリングでは、各領域は
画面左上から順に処理される。レンダリングの処理は領
域の個数分繰り返される。

【００３３】次にこの発明の実施の形態１に係る画像処
理装置の詳細について、図２乃至図５の機能ブロック図
に基づき説明する。

【００３４】図２はジオメトリプロセッサ２の機能ブロ
ック図である。この図において、２１はデータディスパ
ッチャー（data dispatcher）であり、バッファメモリ
６からコマンドを読み出すとともに解析し、この解析結
果に基づきベクタエンジン２２、クリッピングエンジン
２４をコントロールし、処理されたデータをソートエン
ジン２７へ出力する。

【００３５】２２はベクタエンジン（vector engine）
であり、ベクトル演算を行う。扱うベクトルはベクタレ
ジスタ２３に保存される。

【００３６】２３はベクタレジスタ（vector registe
r）であり、ベクタエンジン２２で演算を行うベクトル
データを保存する。

【００３７】２４はクリッピングエンジン（clipping e
ngine）であり、クリッピングを行う。

【００３８】２５はＹソートインデックス（Y-sort IND
EX）であり、ソートエンジン２７でＹソーティングを行
うときに使うＹ指標を保存する。

【００３９】２６はＸソートインデックス（X-sort IND
EX）であり、ソートエンジン２７でＸソーティングを行
うときに使うＸ指標を保存する。

【００４０】２７はソートエンジン（sort engine）で
あり、Ｘソーティング及びＹソーティングを行うことに
より、注目している領域に入るポリゴンをバッファ６か
ら検索する。検索されたポリゴンはバッファメモリ２ａ
に格納されるとともに、フィルプロセッサ３に送られレ
ンダリングがなされる。また、ソートエンジン２７はポ
リゴンＴＡＧ２８及びポリゴンキャッシュ３４の制御も
行う。

【００４１】２８はポリゴンＴＡＧ（polygon TAG）で
あり、ポリゴンキャッシュ３４のＴＡＧを保存するバッ
ファである。

【００４２】図３はジオメトリプロセッサ２の機能ブロ
ック図である。この図において、３１はキャッシュコン
トローラ（cache controller）であり、後述のマテリア
ルキャッシュ４２、４５、５１ｂ、５２ａ、５３ａ及び
ライトキャッシュ５１ａを制御する。

【００４３】３２はマテリアルＴＡＧ（material TAG）
であり、後述のマテリアルキャッシュ４２、４５、５１
ｂ、５２ａ、５３ａ及びライトキャッシュ５１ａのＴＡ
Ｇを保存する。

【００４４】３３はライトＴＡＧ（light TAG）であ
り、後述のライトキャッシュ５１ａのＴＡＧを保存する
バッファである。

【００４５】３４はポリゴンキャッシュ（polygon cach
e）であり、ポリゴンデータのキャッシュメモリであ
る。

【００４６】３５は初期パラメータ計算機（initial pa
rameter calculator）であり、ＤＤＡの初期値を求め
る。

【００４７】３６はＺコンパレータアレー（Z comparat
or array）であり、陰面消去処理のためにポリゴン間で
Ｚ比較を行うとともに、ポリゴンＩＤ及び内分比ｔ０、
ｔ１、ｔ２を埋め込む。Ｚコンパレータアレー３６は８
×８＝６４個のＺ比較器から構成される。これらがパラ
レルに動作するので、同時に６４個のピクセルについて
処理が可能である。１つのＺ比較器にはポリゴンに関す
るデータが保存される。例えば、polygon ID, iz, t0,
t1, t2, window, stencil, shadowなどである。

【００４８】３７は頂点パラメータバッファ（vertex p
arameter buffer）であり、ポリゴンの頂点でのパラメ
ータを保存するバッファである。Ｚコンパレータアレー
３６に対応して６４ポリゴン分の大きさをもつ。

【００４９】３８は補間器（interpolater）であり、Ｚ
コンパレータアレー３６の計算結果ｔ０、ｔ１、ｔ２及
びｉｚと頂点パラメータバッファ３７の内容により、ピ
クセルのパラメータを補間して算出する。

【００５０】図４はテクスチャプロセッサ４の機能ブロ
ック図である。この図において、４１は濃度計算機（de
nsity calculator）であり、フォグまたはデプスキュー
イングのためのブレンド比を算出する。

【００５１】４２はマテリアルキャッシュ（material c
ache）であり、深さ情報に関するデータが保存される。
例えば、Depth enable, Depth function, Depth densit
y, Depth end z, Texture enable, Fog enableなどであ
る。

【００５２】４３はウインドウレジスタ（window regis
ter）であり、ウインドウに関する情報を保存するバッ
ファである。例えば、kz, cz, fog function, fog dens
ity, fog end z ４４はアドレス発生器（address generator）であり、
テクスチャ座標Ｔｘ，Ｔｙ及びＬＯＤよりテクスチャマ
ップ上でのアドレスを算出する。

【００５３】４５はマテリアルキャッシュ（material c
ache）であり、材質に関するデータが保存される。例え
ば、translucensy enable, texture type, offset x,y,
size x,y, repeat x,y, mirror x,y, color idなどで
ある。

【００５４】４６は３次元補間であるトライリニアミッ
プマップ補間を行うＴＬＭＭＩ計算機（TLMMI calculat
or, TLMMI:Tri Linear MIP Map Interpolation）であ
る。ミップマップとは、テクスチャマッピングを行うと
きのアンチエイリアシング、すなわちテクスチャのジャ
ギ（ぎざぎざ）をなくすための技法である。これは次の
ような原理によるものである。本来、１画素に投影され
る物体面の色（輝度）は、対応するマッピング領域の色
の平均値としなければならない。そうしないとジャギが
目立ってしまい、テクスチャの質が極端に落ちる。一
方、いちいち平均を求める処理を行うと計算負荷が過大
となり、処理に時間がかかったり、高速プロセッサが必
要になったりする。ミップマップはこれを解決するため
のものである。ミップマップでは、１画素に対応するマ
ッピング領域の色（輝度）の集計を簡素化するために、
あらかじめ２の倍数幅のマッピングデータを複数用意す
る。１画素に対応したすべてのマッピング領域の大きさ
は、これら２の倍数倍のいずれか２つのデータの間に存
在することになる。これら２つのデータを比較すること
により対応するマッピング領域の色を求める。例えば、
１倍の画面Ａと１／２倍の画面Ｂとがあったとき、１／
１．５倍の画面Ｃの各画素と対応する画面Ａ及びＢの画
素をそれぞれ求める。このとき、画面Ｃの当該画素の色
は、画面Ａの画素と画面Ｂの画素の中間の色になる。

【００５５】４７はカラーコンバータ（color converte
r）であり、４ｂｉｔテクセル時にカラー変換を行う。

【００５６】４８はカラーパレット（color pallet）で
あり、４ｂｉｔテクセル時のカラー情報が保存される。
カラーパレット４８は、グラフィックを書くときに使う
色を格納する。カラーパレット４８の内容に対応して１
つの画素に使える色が決まる。

【００５７】図５はシェーディングプロセッサ５の機能
ブロック図である。この図において、５１は輝度処理
器（intensity processor）であり、テクスチャマッピ
ングされた後のポリゴンに対して輝度計算を行う。

【００５８】５１ａはライトキャッシュ（light cach
e）であり、ライト情報を格納する。例えば、Light Pos
ition, Light Direction, Light Type, Attenuation, C
utoff, Spotexp, Light Color, Light Ambientなどであ
る。

【００５９】５１ｂはマテリアルキャッシュ（material
cache）であり、材質に関する情報を格納する。Sine,
Material specular, material emissionなどである。

【００６０】５１ｃはウインドウレジスタ（window reg
ister）であり、ウインドウに関する情報を保存する。S
creen center, Focus, Scene ambientなどである。

【００６１】５２はモジュレート処理器（modulate pro
cessor）であり、ポリゴンカラーとテクスチャカラーの
関連づけ、輝度変調、フォグ処理を行う。

【００６２】５２ａはマテリアルキャッシュ（material
cache）であり、材質に関する情報を格納する。例え
ば、Polygon color, Texture modeなどである。

【００６３】５２ｂはウインドウレジスタ（window reg
ister）であり、ウインドウに関する情報を保存するバ
ッファである。Fog colorなどである。

【００６４】５３はブレンド処理器（blend processo
r）であり、カラーバッファ５４上のデータとブレンド
を行い、カラーバッファ５４に書き込む。ブレンド処理
器５３は、プレンドレートレジスタの値に基づき、カレ
ントピクセルカラーとフレームバッファのピクセルカラ
ーとをブレンドし、ライトバンクレジスタで示されるバ
ンクのフレームバッファに書き込む。ブレンド処理器５
３によれば、残像処理を施すことが可能である。

【００６５】５３ａはマテリアルキャッシュ（material
cache）であり、材質に関する情報を格納する。blend
modeなどである。

【００６６】５４はカラーバッファ（color buffer）で
あり、８×８の大きさのカラーバッファである。ダブル
バンク構造になっている。

【００６７】５５はプロット処理器（plot processor）
であり、カラーバッファ５４上のデータをフレームバッ
ファ５ａに書き込む。

【００６８】５６はビットマップ処理器（bitmap proce
ssor）であり、ビットマップ処理を行う。

【００６９】５７はディスプレイ制御器（display cont
roller）であり、フレームバッファ５ａのデータを読み
出して、ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter：デ
ジタル−アナログ変換器）に供給し、図示しないディス
プレイに表示する。

【００７０】図６は、図１〜図５の発明の実施の形態１
の３次元コンピュータグラフィックシステムを理解しや
すいように簡略化して示したものである。説明の便宜
上、主プロセッサ１１と主メモリ１２を含む部分をホス
トシステム１０１と呼び、画像生成装置１６と表示装置
１７を含む部分を画像表示システム１０２と呼ぶことに
する。

【００７１】図６において、ホストシステム１０１と画
像表示システム１０２とはシステムバス１５を介してデ
ータをやり取りする。主プロセッサ１１、主メモリ１
２、バスコントローラ１３は互いにプロセッサバス１４
によりデータをやり取りする。

【００７２】図６において、３次元映像の構成情報を
（１）の経路で主プロセッサ１１内に取り込み、主プロ
セッサ１１が３次元映像の構成を解析する。また画像生
成装置１６が（３）の経路で主メモリ１２との間で３次
元映像の構成情報の読み書きを行う。

【００７３】この発明の実施の形態１の装置の特徴は、
（３）の経路を画像生成装置１６が利用するところにあ
る。ホストシステム１０１上では、バスコントローラ１
３が主メモリ１２にアクセスしているように見えるが、
その指示を行っているのは画像生成装置１６である。す
なわち、画像生成装置１６がホストシステム１０１に対
してマスター権をもっていることになる。したがって、
主プロセッサ１１の負荷は軽減され、本来の処理に専念
することにより処理の効率化・高速化が図れる。

【００７４】次に、図８に示す３次元映像の構成を例に
とり、３次元グラフィックシステムの処理について説明
する。この例は、直方体の上に２つの四角錐がのってい
る物体を示す。この物体は直方体の部分と四角錐の部分
とに分けられて定義される。物体のそれぞれの部分は、
物体１及び物体２として複数の要素（三角形）の集合と
して定義される。要素（三角形）は３つの頂点により定
義され、頂点は座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）により定義される。

【００７５】図７は、この発明の実施の形態１の３次元
グラフィックスシステムの３次元映像処理過程を示した
ものである。本システムでは主プロセッサ１１は基本的
に物体を定義するマトリクスデータの操作だけを行う。
情景の生成は、画像生成装置１６内のデータプロセッサ
１６ｃが構成情報データを直接処理し、描画コマンドを
生成し描画プロセッサ１６ｂに直接送る。このように描
画に関して主プロセッサ１１を介さない。

【００７６】また、従来の場合は図１５に示すように、
構成の定義データと物体の定義データとがリンクされて
いたが、この発明の実施の形態１の場合は図７に示すよ
うに、データを制御するコードが構成情報データ上に組
み込まれている。図７の例では「コール」と「復帰」に
より両者は結ばれている。構成の定義データ中のマトリ
クス１の場合、物体２がコールされる。物体２の定義デ
ータ中の要素が順番にアクセスされ（三角形７〜三角形
１８）、アクセスが終了すると復帰する。同様に、マト
リクス２及び３のいずれの場合でも、物体１がコールさ
れ要素が順番にアクセスされた後（三角形１〜三角形
６）、復帰する。

【００７７】この発明の実施の形態１のシステムの構成
情報の要素データには、図９のように要素データがどの
ような要素であるかを識別するコードがデータに埋め込
んである。１語タイプの要素データは１つの要素コード
からなり、２語タイプの要素データは１つの要素コード
と１つのパラメータからなり、４語タイプの要素データ
は１つの要素コードと３つのパラメータからなり、８語
タイプの要素データは１つの要素コードと７つのパラメ
ータからなる。

【００７８】要素とは、例えば、頂点、法線などのこと
を指し、パラメータとは頂点のＸ、頂点のＹ、頂点のＺ
のように、要素を構成する情報のことである。

【００７９】要素は様々な種類があり、必要なパラメー
タの数もまちまちである。そこで要素コードにパラメー
タを含むデータ長の情報を含ませておき、データの転送
経路が独自にデータ長を知ることができるようにした。

【００８０】図１０は、表面データの例を示したもので
ある。図には２つの形態が示してある。図１０（ａ）は
４語の法線要素データと４語の位置要素データとからな
る組み合わせタイプである。図１０（ｂ）は４語の表面
要素データからなるパックタイプである。このタイプで
は１つの語に法線と位置の２つの情報が含まれている。
図１０（ａ）のタイプはトータルのデータ長が長いが、
主プロセッサ１１が直接パラメータを操作しやすい。一
方、図１０（ｂ）のタイプはデータ長は短いが、主プロ
セッサ１１が直接パラメータを操作しにくい。このよう
に、どちらにも一長一短がある。ここで重要なのは、本
システムはどちらの形態もとることができる点である。
本システムの利用者は、それぞれの長所が生かせるよう
に選ぶことができる。

【００８１】以上のように、この発明の実施の形態１に
よれば次のような特徴を備える。

【００８２】（１）マスター権をもって画像生成装置が
ホストシステムにアクセスできる。

【００８３】（２）３次元映像の構成情報データを画像
生成装置が解析し処理できる。

【００８４】（３）３次元映像の構成情報データにその
データを制御するコードを含んでいる。

【００８５】（４）３次元映像の構成情報データの要素
データにその語長さを識別するコードを含んでいる。

【００８６】（５）処理結果が同一になる複数の構成情
報データの形態がある。

【００８７】以上の特徴により次のような優れた効果を
奏する。

【００８８】（１）主プロセッサのデータ転送によるオ
ーバーヘッドをなくし、主プロセッサは実質的な演算処
理に専念することができる。

【００８９】（２）ＦＩＦＯやバッファなどのデータ緩
衝用のメモリを少なくあるいはなくすことができ、コス
ト的に無駄のないシステムにできる。

【００９０】（３）３次元映像の構成情報を固定的なデ
ータとして予め定義しておくことができ、特に動画処理
において最小限の情報操作で連続したフレームを生成す
ることができる。

【００９１】（４）３次元映像の構成情報そのものにデ
ータ制御情報を持たせ、主プロセッサがデータを制御す
るのではなく、画像生成装置がデータを制御するため、
主プロセッサ動作と無関係に情景を生成できる。

【００９２】（５）３次元映像の構成情報を、そのデー
タサイズの効率を重視する場合、データ生成の効率を重
視する場合、またはその中間的な場合のそれぞれに最適
な対応ができる。

【００９３】以上、要するに構成情報データの生成と効
率において、最適な処理が行えるようになる。

【００９４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、３次
元映像の構成を解析する主プロセッサと、３次元映像の
構成情報を記憶するメモリと、前記３次元映像の構成情
報に基づき画像を生成する画像生成装置とを備え、前記
画像生成装置が前記メモリをアクセスするので、データ
転送によるオーバーヘッドがなくなり、主プロセッサは
実質的な演算処理に専念することができる。したがっ
て、構成情報データの生成と効率において最適な処理が
行える。

【００９５】また、この発明によれば、前記３次元映像
の構成情報はデータ制御情報を含み、前記画像生成装置
は前記データ制御情報を解釈実行するので、主プロセッ
サを介さない処理を可能とする。したがって、構成情報
データの生成と効率において最適な処理が行える。

【００９６】また、この発明によれば、前記３次元映像
の構成情報は語長を識別するコードを含む要素データを
含みので、データ転送経路の語長を解析可能である。要
素に様々な種類があるときでも、データの転送経路でデ
ータ長を知ることにより、適切に対応可能である。

【００９７】また、この発明によれば、前記３次元映像
の構成情報は、データ効率の良い第１のフォーマットデ
ータと変換効率の良い第２のフォーマットデータのいず
れか一方あるいは両方を含むので、３次元映像の構成情
報を、そのデータサイズの効率を重視する場合、データ
生成の効率を重視する場合、またはその中間的な場合の
それぞれに最適な対応ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の
概略機能ブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の
ジオメトリプロセッサの機能ブロック図である。

【図３】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の
ジオメトリプロセッサの機能ブロック図である。

【図４】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の
テクスチャプロセッサの機能ブロック図である。

【図５】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の
シェーディングプロセッサの機能ブロック図である。

【図６】この発明の実施の形態１の３次元コンピュータ
グラフィックシステムの概略を示したブロック図であ
る。

【図７】この発明の実施の形態１の３次元コンピュータ
グラフィックシステムの３次元映像処理過程の説明図で
ある。

【図８】３次元映像の構成の一例である。

【図９】この発明の実施の形態１のシステムの構成情報
の要素データの一例である。

【図１０】この発明の実施の形態１の表面データの例を
示す図である。図１０（ａ）は４語の法線要素データと
４語の位置要素データとからなる組み合わせタイプであ
る。図１０（ｂ）は４語の表面要素データからなるパッ
クタイプである。

【図１１】従来の３次元コンピュータグラフィックシス
テムの概略を示したものである。

【図１２】従来の３次元コンピュータグラフィックシス
テムの概略を示したものである。

【図１３】従来の３次元コンピュータグラフィックシス
テムの概略を示したものである。

【図１４】従来の３次元コンピュータグラフィック処理
上の構成情報データの流れを示す図である。

【図１５】従来の３次元グラフィックスシステムの３次
元映像処理過程を示している。

【符号の説明】

１ＣＰＵ２ジオメトリプロセッサ２ａポリゴン・マテリアル・ライトバッファメモリ３フィルプロセッサ４テクスチャプロセッサ４ａテクスチャメモリ５シェーディングプロセッサ５ａフレームバッファ６プログラム・ワークポリゴンバッファメモリ１１主プロセッサ１２主メモリ１３バスコントローラ１４プロセッサバス１５システムバス１６画像生成装置１７表示装置１８メモリバス２１データディスパッチャー２２ベクタエンジン２３ベクタレジスタ２４クリッピングエンジン２５Ｙソートインデックス２６Ｘソートインデックス２７ソートエンジン２８ポリゴンＴＡＧ３１キャッシュコントローラ３２マテリアルＴＡＧ３３ライトＴＡＧ３４ポリゴンキャッシュ３５初期パラメータ計算機３６Ｚコンパレータアレー３７頂点パラメータバッファ３８補間器４１濃度計算機４２マテリアルキャッシュ４３ウインドウレジスタ４４アドレス発生器４５マテリアルキャッシュ４６ＴＬＭＭＩ計算機４７カラーコンパレータ４８カラーパレット５１輝度処理器５１ａライトキャッシュ５１ｂマテリアルキャッシュ５１ｃウインドウレジスタ５２モジュレート処理器５２ａマテリアルキャッシュ５２ｂウインドウレジスタ５３ブレンド処理器５３ａマテリアルキャッシュ５４カラーバッファ５５プロット処理器５６ビットマップ処理器５７ディスプレイ制御器１０１ホストシステム１０２画像表示システム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元映像の構成を解析する主プロセッ
サと、３次元映像の構成情報を記憶するメモリと、前記
３次元映像の構成情報に基づき画像を生成する画像生成
装置とを備え、前記画像生成装置が前記メモリをアクセ
スすることにより前記３次元映像の構成情報を得ること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記画像生成装置は、前記主プロセッサ
のメインメモリをアクセスすることを特徴とする請求項
１記載の画像処理装置。
【請求項３】前記画像生成装置は、画像生成の過程に
おける中間的なデータ、処理済みのデータ、あるいは画
像生成装置の状態を通知するためのデータのうちの少な
くとも何れかを前記メモリに書き込むことを特徴とする
請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】前記画像生成装置は、前記主プロセッサ
の仮想記憶に対応するアドレス変換機構を備えることを
特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】前記３次元映像の構成情報はデータ制御
情報を含み、前記画像生成装置は前記データ制御情報を
解釈実行することにより、主プロセッサを介さずに処理
可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項４いず
れかに記載の画像処理装置。
【請求項６】前記３次元映像の構成情報は、語長を識
別するコードを含む要素データを含み、データ転送経路
の語長を解析可能であることを特徴とする請求項１乃至
請求項４いずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】前記３次元映像の構成情報は、データ効
率の良い第１のフォーマットデータと変換効率の良い第
２のフォーマットデータのいずれか一方あるいは両方を
含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに
記載の画像処理装置。