JPH11149569A - 3次元画像処理装置および3次元画像処理システム - Google Patents

3次元画像処理装置および3次元画像処理システム

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JPH11149569A
JPH11149569A JP33237797A JP33237797A JPH11149569A JP H11149569 A JPH11149569 A JP H11149569A JP 33237797 A JP33237797 A JP 33237797A JP 33237797 A JP33237797 A JP 33237797A JP H11149569 A JPH11149569 A JP H11149569A
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JP
Japan
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processing
circuit
image processing
geometry
cpu
Prior art date
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JP33237797A
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Toshio Shimizu
敏雄 清水
Koji Hakoyama
浩司 箱山
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 性能の低いCPUを有するパーソナルコンピ
ュータのユーザは、3D画像処理アプリケーション本来
の持ち味(ゲームの演出効果など)を享受することがで
きない。 【解決手段】 拡張バス10に装着される3D処理装置
2は、レンダリング処理を行う3次元処理回路32と、
ジオメトリ演算処理を構成する各処理内容が設定された
ROM31と、パーソナルコンピュータ1のCPU20
からの通知に応じてジオメトリ演算処理の各演算機能を
DSPに構築するプログラマブルDSP回路30とを有
する。CPU20の性能が低い場合には、ジオメトリ演
算処理の一部または全部の演算機能をプログラマブルD
SP回路30に構築することが決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータおよ
びコンピュータの拡張スロットに装着される3次元画像
処理装置およびその3次元画像処理装置を用いた3次元
画像処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、パーソナルコンピュータで3次
元(3D)画像処理を行おうとすると、パーソナルコン
ピュータのCPUにかかる負荷が大きくなり、満足しう
る速度や解像度で画像処理を行うことは困難である。そ
こで、PCIバス等の拡張バスに3D処理用の拡張ボー
ドを装着し、パーソナルコンピュータ本体のCPUと拡
張ボードとによって3D画像処理が行われる。3D画像
処理は、ジオメトリ演算とレンダリング処理とに大別さ
れるが、実数演算が主であるジオメトリ演算をCPUが
担当し、整数,ビット演算が主であるレンダリング処理
を拡張ボード側が担当するのが一般的である。ジオメト
リ処理も行う拡張ボードもあるが、そのような拡張ボー
ドを用いたシステムは高価なものとなってしまう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のパーソナルコン
ピュータによる3D画像処理システムは、以上のように
ジオメトリ演算はCPU側で行われているので、パーソ
ナルコンピュータのCPUの性能が3D処理に大きく影
響する。例えば、CPUの性能が比較的低いパーソナル
コンピュータを保有するユーザは、同じ3D画像処理ア
プリケーションを実行する場合であっても、CPUの性
能が高いパーソナルコンピュータを保有するユーザに比
べて、満足のいく描画性能を得ることはできない。すな
わち、ゲームなどの3D画像処理アプリケーションが要
求する性能に達しないCPUを有するパーソナルコンピ
ュータのユーザは、3D画像処理アプリケーション本来
の持ち味(ゲームの演出効果など)を享受することがで
きないという課題がある。
【0004】本発明はそのような課題を解決するために
なされたものであって、比較的低い性能のCPUを有す
るパーソナルコンピュータであっても、満足のいく実行
速度で3D画像処理アプリケーションが実行される環境
を提供しうる3次元画像処理装置および3次元画像処理
システムを得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による3次元画像
処理装置は、コンピュータの拡張バスに装着され、レン
ダリング処理を行う3次元画像処理回路と、ジオメトリ
演算処理を構成する各処理内容が設定された記憶回路
と、コンピュータからの通知に応じて記憶回路内の処理
内容にもとづいてジオメトリ演算処理の各演算機能をD
SPに構築するプログラマブルDSP回路とを備えたも
のである。
【0006】また、本発明による3次元画像処理システ
ムは、コンピュータに拡張バスを介して装着され、レン
ダリング処理を行う3次元画像処理回路と、ジオメトリ
演算処理を構成する各処理内容が設定された記憶回路
と、コンピュータからの通知に応じてジオメトリ演算処
理の各演算機能をDSPに構築するプログラマブルDS
P回路とを有する3次元画像処理装置を含み、さらに、
コンピュータのCPUの性能解析を行う解析手段と、解
析手段の解析結果に応じてジオメトリ演算処理を構成す
る各処理をCPUで行うかプログラマブルDSP回路で
行うか決定する決定手段とを備えたものである。解析手
段および決定手段は、例えば、セットアッププログラム
である。決定手段は、例えば、CPUの性能が低い場合
にはジオメトリ演算処理の一部または全部の演算機能を
プログラマブルDSP回路に構築することを決定する。
また、記憶回路には画質改善処理の内容が設定され、決
定手段は、プログラマブルDSP回路に構築されるジオ
メトリ演算処理の演算機能が小さい場合には画質改善処
理の演算機能をプログラマブルDSP回路に構築するこ
とを決定するように構成されていてもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明による3次元画像処
理システムを示す構成図である。図に示すように、パー
ソナルコンピュータ1の拡張バス10には、本発明に係
る拡張ボードである3D処理装置(3次元画像処理装
置)2が接続される。パーソナルコンピュータ1のCP
U20と拡張バス10との間には、内部バスと拡張バス
10の変換を行うコントローラ21が設けられている。
なお、パーソナルコンピュータ1の構成要素として、コ
ントローラ21以外に、メインメモリ22、フロッピー
ディスク駆動装置(FDD)23およびハードディスク
(HD)24が示されているが、その他の構成要素は省
略されている。
【0008】3D処理装置2には、拡張バス10に接続
するプログラマブルDSP回路30、プログラマブルD
SP回路30がアクセス可能なROM31、プログラマ
ブルDSP回路30とインタフェース可能な3D処理回
路32および3D処理回路32がアクセス可能なRAM
33が設けられている。3D処理回路32は、従来の場
合と同様にレンダリング処理を行う。そして、この実施
の形態では、プログラマブルDSP回路30が、ジオメ
トリ演算の一部または全部を実行する。
【0009】図2は、3次元画像処理を示すブロック図
である。ジオメトリ演算処理60は、例えば、3D画像
構成要素の頂点の座標変換を行うモデリング変換61、
3次元形状の明るさを決定するとともに影を表現する陰
影づけ処理62、視点変換63および透視変換64から
なる。レンダリング処理70は、3D画像構成要素を線
分に分解する走査線分解71、手前に存在する部分で隠
される部分を消去する隠面消去72およびテクスチャを
形状表面に張り付けるテクスチャ処理73からなる。3
D処理回路32は、レンダリング処理70を行う。すな
わち、従来の3D拡張ボードの機能と同等の機能を有す
る回路である。3D処理回路32は、レンダリング処理
70の処理結果をRAM33に格納する。
【0010】プログラマブルDSP回路30は、DSP
とCPU20の指示に応じてDSPに演算機能を構成す
る部分とを含む。また、ROM31には、あらかじめ、
ジオメトリ演算処理60を構成する各処理の演算内容が
設定されている。
【0011】次に、図3および図4のフローチャートを
参照して動作について説明する。拡張ボードがパーソナ
ルコンピュータ1に装着されると、デバイスドライバの
登録等を行うためにセットアッププログラムが実行され
る。この実施の形態では、セットアッププログラムが記
憶されたフロッピーディスク(FD)40がFDD23
に挿入されると、CPU20は、FD40内のセットア
ッププログラムを実行する。図3に示すように、セット
アッププログラムが実行されると、まず、パーソナルコ
ンピュータ1の性能解析が実行される(ステップS
1)。性能解析では、例えば、CPUの種類、クロック
周波数、2次キャッシュの容量等の情報が収集される。
セットアッププログラムは、性能解析の結果をHD24
内にイニシャルファイルとして保存する。
【0012】次に、セットアッププログラムは、性能解
析の結果に応じて、ジオメトリ演算処理60を構成する
各処理のうち、どの処理をCPU20が行うべきか決定
する。例えば、CPU性能が低いと判断された場合に
は、ジオメトリ演算処理60を構成する全ての処理を3
D処理装置2側のプログラマブルDSP回路30で行う
ことを決定する。CPU性能がある程度高い場合には、
例えば、モデリング処理61および陰影づけ処理62を
CPU20が行い、ジオメトリ演算処理60におけるそ
の他の処理をプログラマブルDSP回路30で行うこと
を決定する。そして、セットアッププログラムは、決定
結果にもとづいてどの演算機能をDSPに構成すべきか
を、拡張バス10を介してプログラマブルDSP回路3
0に通知する。
【0013】プログラマブルDSP回路30において、
DSPに演算機能を構成する部分は、該当する処理内容
をROM31から読み出し、演算機能をDSPに構成す
る。ROM31には、ジオメトリ演算処理60を構成す
る各処理を具体的にどのように実現したらよいか記述さ
れている。従って、DSPには、プログラマブルDSP
回路30が担当すべき処理の演算機能が構築される。
【0014】そして、セットアッププログラムは、ジオ
メトリ演算処理60を構成する各処理がCPU20とプ
ログラマブルDSP回路30とのうちのいずれで実行さ
れるのかを示す情報をイニシャルファイルに設定する
(ステップS3)。
【0015】図4に示すように3D画像処理アプリケー
ションが実行される場合には(ステップS11)、CP
U20は、イニシャルファイルの設定内容を参照し、ア
プリケーションからの入力データにもとづいて担当すべ
き処理を行い、処理結果をプログラマブルDSP回路3
0に出力する(ステップS12,S13)。例えば、イ
ニシャルファイルにモデリング処理61および陰影づけ
処理62をCPU20が行うことが設定されているなら
ば、CPU20はそれらの処理の結果を拡張バス10を
介してプログラマブルDSP回路30に出力する。CP
U20の性能が極めて高くてイニシャルファイルにジオ
メトリ演算処理60を全てCPU20が行うことが設定
されているならば、CPU20はジオメトリ演算処理6
0の処理結果をプログラマブルDSP回路30に出力す
る。また、イニシャルファイルにジオメトリ演算処理6
0を構成する全ての処理をプログラマブルDSP回路3
0で行うことが設定されているならば、CPU20は、
アプリケーションからの入力データを、拡張バス10を
介して3D処理装置2に出力する(ステップS14)。
【0016】以上のようにして、ジオメトリ演算処理6
0は、CPU20もしくはプログラマブルDSP回路3
0で、または、CPU20とプログラマブルDSP回路
30の双方で実行されるが、ジオメトリ演算処理60の
処理結果は、3D処理回路32に出力される。3D処理
回路32は、従来の場合と同様にレンダリング処理を行
って処理結果をRAM33に出力する。
【0017】この実施の形態では、3D処理装置2が拡
張バス10に装着されるとCPU20の性能が解析さ
れ、解析されたCPU20の性能が低い場合にはジオメ
トリ演算処理60の一部または全部が3D処理装置2上
のDSPで実行されるので、CPU20の性能が低い場
合でも、3D画像処理アプリケーションはシステム全体
として高速に実行される。
【0018】なお、CPU20が高性能であってジオメ
トリ演算処理60の大部分がCPU20で実行される場
合には、プログラマブルDSP回路30におけるDSP
の負荷が軽くなる。そのような場合には、DSPがスム
ースシェーディングなどの画質改善のための処理を行う
ようにすれば、3D画像処理アプリケーションを高速実
行させることができるとともに、よい画質の画像を得る
ことができる。このような処理は、3D処理装置2にお
けるROM31にスムースシェーディングなどの画質改
善処理を実現するための処理内容を設定しておき、セッ
トアッププログラムが、ジオメトリ演算処理60の大部
分をCPU20で実行するように決定したときにプログ
ラマブルDSP回路30に画質改善処理の演算機能を構
築するように通知することによって実現される。
【0019】また、この実施の形態では3D処理装置2
の装着時にプログラマブルDSP回路30においてジオ
メトリ演算処理60の演算機能が構築されるようにした
が、3D画像処理アプリケーションのインストール時
に、セットアッププログラムが、アプリケーションに適
するようにプログラマブルDSP回路30に演算機能を
構築するようにしてもよい。すなわち、そのアプリケー
ションが高い演算性能を要求する場合には、ジオメトリ
演算処理60の大部分がプログラマブルDSP回路30
で実行されるようにすればよい。なお、アプリケーショ
ンが要求する性能をセットアッププログラムが自動的に
判断できない場合には、ユーザに対話形式で使用ポリゴ
ン数等を入力させるようにすればよい。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、コンピ
ュータの拡張バスに装着される3次元画像処理装置を、
コンピュータからの通知に応じてジオメトリ演算処理の
各演算機能をDSPに構築するプログラマブルDSP回
路を備えた構成にしたので、コンピュータのCPUの性
能が低い場合であっても3D画像処理アプリケーション
を高速に実行できる効果がある。
【0021】また、3次元画像処理システムを、コンピ
ュータからの通知に応じてジオメトリ演算処理の各演算
機能をDSPに構築するプログラマブルDSP回路を有
する3次元画像処理装置と、コンピュータのCPUの性
能解析を行う解析手段と、解析手段の解析結果に応じて
ジオメトリ演算処理を構成する各処理をCPUで行うか
プログラマブルDSP回路で行うか決定する決定手段と
を備えた構成としたので、コンピュータのCPUの性能
が低い場合であっても3D画像処理アプリケーションを
高速に実行でき、性能の低いCPUを有するコンピュー
タのユーザであっても満足のいくアプリケーション処理
結果を得ることができる。解析手段および決定手段がセ
ットアッププログラムである場合には、3次元画像処理
装置をコンピュータに装着したときに容易に3D画像処
理アプリケーションを高速に実行できるシステムを構成
できる効果がある。決定手段がCPUの性能が低い場合
にはジオメトリ演算処理の一部または全部の演算機能を
プログラマブルDSP回路に構築することを決定する場
合には、CPUの負担を減らして3D画像処理アプリケ
ーションを高速に実行できる環境を容易に構成できる。
そして、決定手段がプログラマブルDSP回路に構築さ
れるジオメトリ演算処理の演算機能が小さいときには画
質改善処理の演算機能をプログラマブルDSP回路に構
築することを決定するように構成されている場合には、
プログラマブルDSP回路の負担が小さい場合に画質改
善処理を3D画像処理装置に負担させることによって、
3D画像処理アプリケーションを高速実行させることが
できるとともに、よい画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による3次元画像処理システムを示す
構成図である。
【図2】 3次元画像処理を示すブロック図である。
【図3】 セットアッププログラムの処理を示すフロー
チャートである。
【図4】 3次元画像処理システムの動作を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
1 パーソナルコンピュータ 2 3D処理装置(3次元画像処理装置) 10 拡張バス 20 CPU 30 プログラマブルDSP回路 31 ROM 32 3D処理回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンピュータの拡張バスに装着される3
    次元画像処理装置であって、 レンダリング処理を行う3次元画像処理回路と、 ジオメトリ演算処理を構成する各処理内容が設定された
    記憶回路と、 前記コンピュータからの通知に応じて、前記記憶回路内
    の処理内容にもとづいてジオメトリ演算処理の各演算機
    能をDSPに構築するプログラマブルDSP回路とを備
    えたことを特徴とする3次元画像処理装置。
  2. 【請求項2】 コンピュータに拡張バスを介して装着さ
    れ、レンダリング処理を行う3次元画像処理回路と、ジ
    オメトリ演算処理を構成する各処理内容が設定された記
    憶回路と、前記コンピュータからの通知に応じて前記記
    憶回路内の処理内容にもとづいてジオメトリ演算処理の
    各演算機能をDSPに構築するプログラマブルDSP回
    路とを有する3次元画像処理装置と、 前記コンピュータのCPUの性能解析を行う解析手段
    と、 前記解析手段の解析結果に応じてジオメトリ演算処理を
    構成する各処理を前記CPUで行うか前記プログラマブ
    ルDSP回路で行うか決定する決定手段とを備えた3次
    元画像処理システム。
  3. 【請求項3】 解析手段および決定手段は、セットアッ
    ププログラムである請求項2記載の3次元画像処理シス
    テム。
  4. 【請求項4】 決定手段は、CPUの性能が低い場合に
    はジオメトリ演算処理の一部または全部の演算機能をプ
    ログラマブルDSP回路に構築することを決定する請求
    項2または請求項3記載の3次元画像処理システム。
  5. 【請求項5】 記憶回路には画質改善処理の内容が設定
    され、決定手段は、プログラマブルDSP回路に構築さ
    れるジオメトリ演算処理の演算機能が小さい場合には画
    質改善処理の演算機能をプログラマブルDSP回路に構
    築することを決定する請求項2ないし請求項4記載の3
    次元画像処理システム。
JP33237797A 1997-11-17 1997-11-17 3次元画像処理装置および3次元画像処理システム Pending JPH11149569A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007526585A (ja) * 2004-03-03 2007-09-13 クゥアルコム・インコーポレイテッド 早期深さ検知を有するグラフィックスパイプライン及び方法
JP2011175656A (ja) * 2006-05-11 2011-09-08 Panasonic Corp 処理装置
US8081182B2 (en) 2004-03-03 2011-12-20 Qualcomm Incorporated Depth buffer for rasterization pipeline

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