JPH1153565A - ３次元画像処理装置及びそのバス切り替え手段の切り替え制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静止画テクスチャーのみをサポートした描画
装置を用いて静止画と動画を区別なく扱うことができる
ようにする。 【解決手段】 バス切り替え装置５は、描画装置２がテ
クスチャーメモリー３Ｘ，３Ｙの一方からテクスチャー
データの読み出しを行っている最中に他方に書き込みを
行なう。描画装置２が静止画テクスチャーデータの書き
込みを行う際はテクスチャーメモリー３Ｘ，３Ｙに同時
に書き込むようにバス切り替え装置５を切り替える。１
画面分の動画テクスチャーデータの書き込み終了時に描
画装置２からのアクセスを阻害しないタイミングで動画
テクスチャーデータを書き込むテクスチャーメモリーを
交換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は３次元コンピュータ
グラフィックス技術に関し、詳細にはテクスチャーメモ
リーに格納された静止画データを使用したテクスチャー
マッピングが行なえる描画手段において、静止画と動画
を区別なく扱うことができるテクスチャーマッピングの
仕組みを実現する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】３次元コンピュータグラフィックス技術
においては、テクスチャーマッピングと呼ばれる技法が
知られている。これは２次元平面上に作成したテクスチ
ャーを適当な関数を用いて３次元画像の上に貼り付ける
（マッピングする）ことである。テクスチャーマッピン
グでは立体の形状とその表面の画像とを分離して扱うの
で、現実的な模様や材質感を有する立体を容易に作成す
ることができる。

【０００３】例えば図７に示すシステムにおいて、描画
装置２はコンピュータ上で動作中のアプリケーション
（以下単にアプリケーションという）から与えられる描
画コマンドに従って、表示用メモリー１に所定の３次元
画像（ポリゴン）を書き込むと共にテクスチャーメモリ
ー３から静止画テクスチャーを読み出し、その３次元画
像の表面にマッピングする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したような静止画
像を使用したテクスチャーマッピング技術は一般的とな
り、低コストの３次元ＬＳＩでも可能となっているが、
ビデオ画像（動画）をテクスチャーとして用いることの
できるＬＳＩ（描画装置）は少ない。

【０００５】そこで、静止画テクスチャーのみをサポー
トした描画装置のテクスチャーメモリーを外部回路によ
ってダブルバッファ化し、裏バンクに外部からビデオデ
ータ（動画テクスチャーデータ）を強制的に書き込ん
で、適時バンク交換を行えば、動画データをテクスチャ
ー情報として読み出すことは可能である。

【０００６】しかし、テクスチャーメモリー全体をダブ
ルバッファで入れ替えてしまう構造で、動画データと一
緒に静止画データも混在させようとすると、メモリーバ
ンクの表裏に対して２度別々に書き込みを行なわなけれ
ばならず、アプリケーション側での考慮が不可欠にな
る。

【０００７】静止画テクスチャーを別メモリーとして動
画テクスチャー用のメモリーとは別に実装すれば解決は
容易であるが、部品コストの増大を招く。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、静止画テクスチャーのみをサポートし
た描画装置を用いて静止画と動画を区別なく扱うことが
できるテクスチャーマッピングの仕組みを実現すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る３次元画像
処理装置は、複数バンクを有するテクスチャーデータ記
憶手段と、外部映像入力の動画テクスチャーデータをテ
クスチャーデータ記憶手段に書き込むための制御手段
と、テクスチャーデータ記憶手段の各バンクと描画手段
及び制御手段との間の接続状態を切り替えるバス切り替
え手段とを備え、描画手段がテクスチャーデータ記憶手
段の１つのバンクからテクスチャーデータの読み出しを
行っている最中に他のバンクに対して動画テクスチャー
データの書き込みを行なうと共に、描画手段が静止画テ
クスチャーデータの書き込みを行う際は複数のバンクに
同時に書き込むようにバス切り替え手段を切り替えるこ
とを特徴とするものである。

【００１０】本発明に係るバス切り替え装置の切り替え
制御方法は、前記本発明に係る３次元画像処理装置にお
いて、１画面分の動画テクスチャーデータの書き込み終
了時に前記描画手段からのアクセスを阻害しないタイミ
ングで動画テクスチャーデータを書き込むバンクを交換
することを特徴とするものである。

【００１１】本発明によれば、バス切り替え手段は、描
画手段がテクスチャーデータ記憶手段の１つのバンクか
らテクスチャーデータの読み出しを行っている最中に他
のバンクに対して動画テクスチャーデータの書き込みを
行なうと共に、描画手段が静止画テクスチャーデータの
書き込みを行う際は複数のバンクに同時に書き込むよう
にバス切り替え手段を切り替える。また、１画面分の動
画テクスチャーデータの書き込み終了時に前記描画手段
からのアクセスを阻害しないタイミングで動画テクスチ
ャーデータを書き込むバンクを交換する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１３】本発明は図７に示したような表示用メモリ
ーとテクスチャーメモリーを物理的に分けて扱うことが
可能な構造をもった描画装置に、バス切り替え装置によ
るテクスチャーメモリーのダブルバッファ機構を付加す
ることで、静止画データと動画データを同一の方法でテ
クスチャーマッピングに利用できる描画装置の実現を可
能とするものである。

【００１４】図１は本発明による３次元画像処理装置の
第１の構成を示すブロック図である。ここで、図７と対
応する部分には図７で使用した符号と同一の符号が付し
てある。

【００１５】この３次元画像処理装置において、表示用
メモリー１は描画装置２により３次元画像データ及びそ
こにマッピングされるテクスチャーデータが書き込まれ
る。そして、書き込まれたデータは図示されていない表
示装置に送られ、表示される。

【００１６】描画装置２はアプリケーションから与えら
れる描画コマンドに従って、表示用メモリー１に３次元
画像を書き込む。また、描画装置２はバス切り替え装置
５のポートＡに接続されており、バス切り替え装置５を
介してテクスチャーメモリー３Ｘ，３Ｙに静止画テクス
チャーを書き込み、その後は所定のタイミングでテクス
チャーメモリー３Ｘ，３Ｙから静止画テクスチャーデー
タ及び動画テクスチャーデータを読み出し、表示用メモ
リー１上の３次元画像にマッピングする。ただし、描画
装置２はバス切り替え装置５によりテクスチャーメモリ
ーがダブルバッファ化されていることは意識していな
い。

【００１７】テクスチャーメモリーは、ダブルバッファ
化されたテクスチャーメモリー３Ｘ（Ｘ面）及び３Ｙ
（Ｙ面）で構成されている。そして、双方向バス線によ
りそれぞれバス切り替え装置５のポートＸ，Ｙに接続さ
れている。

【００１８】テクスチャーメモリーコントローラ４は、
バス切り替え装置５のポートＢに接続されており、外部
映像入力の動画テクスチャーデータをバス切り替え装置
５を介してテクスチャーメモリー３Ｘ，３Ｙに書き込
む。

【００１９】バス切り替え装置５によるダブルバッファ
の持つ機能は以下の通りである。

【００２０】（１）描画装置２が表バッファのテクスチ
ャーデータを読み出している最中に、裏面のバッファに
対して動画テクスャーデータの書き込みが可能。

【００２１】（２）１画面の動画テクスチャーデータの
書き込み終了時に描画装置２からのアクセスを阻害しな
いタイミングでダブルバッファの交換を行うことによ
り、描画装置２はダブルバッファの存在を意識すること
なしに、常に最新の動画テクスチャーデータを読み出す
ことが可能。

【００２２】（３）描画装置２からの静止画テクスチャ
ーの書き込み時は両バンク（３Ｘ，３Ｙ）に対して同時
に行なわれるようにバスを切り替えることで、静止画テ
クスチャーデータと動画テクスチャーデータの不整合を
避けることができるため、動画と静止画が混在する場合
でも、ソフトウェアレベルでの特別な対応は必要としな
い。

【００２３】書き込み検出回路６は描画装置２が制御バ
ス上に送出する制御信号から、描画装置２が静止画テク
スチャーの書き込みを行うことを事前に知ると、ダブル
バッファ制御部７に対してＯＮ信号を送る。そして、描
画装置２が制御バス上に送出する制御信号から、静止画
テクスチャーの書き込みが終了したことを検出すると、
ダブルバッファ制御部７に対してＯＦＦ信号を送る。

【００２４】ダブルバッファ制御部７は書き込み検出部
６からＯＮ信号を受け取ると、テクスチャーメモリーコ
ントローラ４に対して動画テクスチャーデータを書き込
み停止を要求した後にバス切り替え装置５に切り替え制
御信号を送る。

【００２５】図２及び図３はバス切り替え装置５の接続
状態を示すものである。

【００２６】図２はダブルバッファ制御部７が書き込み
検出回路６からＯＮ信号を受けている時の接続状態を示
す。ダブルバッファ制御部７は書き込み検出回路６から
ＯＮ信号を受け取ると、テクスチャーメモリーコントロ
ーラ４に対して動画テクスチャーデータの書き込み停止
を要求して書き込みを停止させた後、描画装置２が出力
する静止画テクスチャーデータがテクスチャーメモリー
３Ｘ，３Ｙの両面に同時に書き込まれるようにバスを切
り替える。

【００２７】図３はダブルバッファ制御部７が書き込み
検出回路６からＯＦＦ信号を受けている時の接続状態を
示す。この場合、片面のバンクを動画テクスチャーデー
タの書き込み専用とし、残りのバンクを描画装置２から
の読み出し専用となるようにバスを切り替える。すなわ
ち、この図の（ａ）に示すように、テクスチャーメモリ
ー３Ｙを動画テクスチャーデータの書き込み専用とし、
テクスチャーメモリー３Ｘを描画装置２からの読み出し
専用とする状態と、この図の（ｂ）に示すように、テク
スチャーメモリー３Ｘを動画テクスチャーデータの書き
込み専用とし、テクスチャーメモリー３Ｙを描画装置２
からの読み出し専用とする状態の２つの接続状態があ
る。これらの接続状態の切り替えは、動画テクスチャー
データを１画面分書き終えた時点で、描画装置２からの
アクセスを阻害しないタイミングで実行される。描画装
置２からのアクセスを阻害しないタイミングは、例えば
描画装置２からダブルバッファ制御部７に対して１画面
分の描画が終了したことを通知することで決めることが
できる。

【００２８】この３次元画像処理装置は、描画装置２が
静止画テクスチャーデータを書き込むことを事前に知る
ことができ、かつ動画データの書き込みを任意の時点で
中断させることが可能な場合のインプリメントである。
そして、静止画テクスチャーデータの書き込みが書き込
み検出回路６によって事前に検知されると、動画テクス
チャーデータの書き込みを一時中断して、描画装置２か
らの書き込みが２つのバンク３Ｘ，３Ｙに対して同時に
行われるようにバスの切り替え制御を行うので、描画装
置２は動画テクスチャーの状態を全く意識することなく
テクスチャーメモリーを利用できる。この３次元画像処
理装置ではハードウェアのみで切り替え制御が行われ
る。

【００２９】図４は本発明による３次元画像処理装置の
第２の構成を示すブロック図である。ここで、図１と対
応する部分には図１で使用した符号と同一の符号が付し
てある。この３次元画像処理装置は、描画装置２が静止
画テクスチャーデータを書き込むことを事前に知ること
ができない場合のインプリメントで、ソフトウェアによ
って動画テクスチャー機能ＯＮ／ＯＦＦ制御レジスタ８
をＯＮ／ＯＦＦ操作し、ダブルバッファ制御部７に対し
て、描画装置２が静止画テクスチャーデータの書き込み
を行うことを知らせる。

【００３０】図５は動画テクスチャー機能ＯＮ／ＯＦＦ
制御レジスタ８がＯＦＦの場合のバス切り替え装置５の
接続状態を示すものである。動画テクスチャーの機能が
ＯＦＦの時は、ダブルバッファ制御部７はテクスチャー
メモリーコントローラ４に対して動画テクスチャーデー
タの書き込み停止を要求する。そして、描画装置２が静
止画テクスチャーデータを書き込む時には、この図の
（ａ）に示すように、テクスチャーメモリー３Ｘ，３Ｙ
の両面に同時に書き込まれるようにバスを切り替える。
また、描画装置２がテクスチャーデータを読み出す時に
は、この図の（ｂ）に示すように、テクスチャーメモリ
ー３Ｘ，３Ｙのどちらか一方（通常は最新の動画テクス
チャーデータが書き込まれたバンク）からテクスチャー
データが読み出されるようにバスを切り替える。

【００３１】図６は動画テクスチャー機能ＯＮ／ＯＦＦ
制御レジスタ８がＯＮの場合のバス切り替え装置５の接
続状態を示すものである。動画テクスチャー機能がＯＮ
の時は、描画装置２からの読み出しを表バンクに対して
行うのと並行して裏バンクに対して動画テクスチャーデ
ータの書き込みが行われ、１画面の書き込み終了時に描
画装置２のアクセスを阻害しないタイミングに合わせて
バンクが交換される。すなわち、図６（ａ）に示すよう
に、テクスチャーメモリー３Ｙを動画テクスチャーデー
タの書き込み専用とし、テクスチャーメモリー３Ｘを描
画装置２からの読み出し専用とする状態と、図６（ｂ）
に示すように、テクスチャーメモリー３Ｘを動画テクス
チャーデータの書き込み専用とし、テクスチャーメモリ
ー３Ｙを描画装置２からの読み出し専用とする状態の２
つの接続状態があり、これらの接続状態の切り替えを前
述したタイミングで実行する。

【００３２】この３次元画像処理装置では、描画装置２
からは静止画のつもりでテクスチャーメモリーの読み出
しを行うだけで常に最新の動画データを読み出すことが
可能であるため、レジスタ操作をコントロールパネルな
どで別に行う形にすれば、アプリケーションソフトの特
別な対応は必要なくなる。また、レジスタ操作情報をア
プリケーションソフトの中に含めた場合も、テクスチャ
ーメモリーへの静止画テクスチャーデータの書き込みは
プログラムの開始時に１回だけ行われるのが普通である
ため、動作速度に対するペナルティは殆ど生じない。

【００３３】なお、以上の説明では、３次元画像処理装
置はテクスチャーメモリーを２個備えたものとしたが、
３個以上のテクスチャーメモリーを備えるように構成し
てもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、テクスチャーメモリーに格納された静止画データ
を使用したテクスチャーマッピングが行なえる描画手段
において、テクスチャーメモリーをバス切り替え装置に
よって２重化し、描画手段が表バンクからテクスチャー
データの読み出しを行っている最中に裏バンクに対して
動画テクスチャーデータの書き込みを行うと共に、描画
手段から静止画テクスチャーデータを書き込む際は両バ
ンク同時に行われるように制御を行うことによって、ひ
とつのメモリー装置の中で静止画と動画を区別なく扱う
ことができるテクスチャーマッピングの仕組みを作成す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による３次元画像処理装置の第１の構成
を示すブロック図である。

【図２】ダブルバッファ制御部が書き込み検出回路から
ＯＮ信号を受けている時のバス切り替え装置の接続状態
を示す。

【図３】ダブルバッファ制御部が書き込み検出回路から
ＯＦＦ信号を受けている時のバス切り替え装置の接続状
態を示す。

【図４】本発明による３次元画像処理装置の第２の構成
を示すブロック図である。

【図５】動画テクスチャー機能がＯＦＦの場合のバス切
り替え装置の接続状態を示す図である。

【図６】動画テクスチャー機能がＯＮの場合のバス切り
替え装置の接続状態を示す図である。

【図７】表示用メモリーとテクスチャー用メモリーを物
理的に分けて扱うことが可能な構造をもった描画装置を
備えた３次元画像処理装置の一般的構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…表示用メモリー、２…描画装置、３Ｘ，３Ｙ…テク
スチャーメモリー、４…テクスチャーメモリーコントロ
ーラ、５…バス切り替え装置、６…書き込み検出回路、
７…ダブルバッファ制御部、８…動画テクスチャー機能
ＯＮ／ＯＦＦ制御レジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植松 尚士 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テクスチャーデータ記憶手段と、そのテ
   クスチャーデータ記憶手段に格納されている静止画デー
   タを使用したテクスチャーマッピングが行なえる描画手
   段とを備えた３次元画像処理装置であって、 複数バンクを有する前記テクスチャーデータ記憶手段
   と、 外部映像入力の動画テクスチャーデータを前記テクスチ
   ャーデータ記憶手段に書き込むための制御手段と、 前記テクスチャーデータ記憶手段の各バンクと前記描画
   手段及び前記制御手段との間の接続状態を切り替えるバ
   ス切り替え手段とを備え、前記描画手段が前記テクスチ
   ャーデータ記憶手段の１つのバンクからテクスチャーデ
   ータの読み出しを行っている最中に他のバンクに対して
   動画テクスチャーデータの書き込みを行なうと共に、前
   記描画手段が静止画テクスチャーデータの書き込みを行
   う際は複数のバンクに同時に書き込むように前記バス切
   り替え手段を切り替えることを特徴とする３次元画像処
   理装置。
2. 【請求項２】 前記バス切り替え手段は、１画面分の動
   画テクスチャーデータの書き込み終了時に前記描画手段
   からのアクセスを阻害しないタイミングで動画テクスチ
   ャーデータを書き込むバンクを交換する請求項１に記載
   の３次元画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記描画手段が静止画テクスチャーデー
   タを書き込むことを事前に検出する手段をさらに備える
   請求項１に記載の３次元画像処理装置。
4. 【請求項４】 動画テクスチャーデータの書き込みをオ
   ン／オフするための制御レジスタを設け、この制御レジ
   スタをソフトウェアで設定するようにした請求項１に記
   載の３次元画像処理装置。
5. 【請求項５】 複数バンクを有するテクスチャーデータ
   記憶手段と、そのテクスチャーデータ記憶手段に格納さ
   れているテクスチャーデータを使用したテクスチャーマ
   ッピングが行なえる描画手段と、外部映像入力の動画テ
   クスチャーデータを前記テクスチャーデータ記憶手段に
   書き込むための制御手段と、前記テクスチャーデータ記
   憶手段の各バンクと前記描画手段及び前記制御手段との
   間の接続状態を切り替えるバス切り替え手段とを備え、
   前記バス切り替え手段は前記描画手段が前記テクスチャ
   ーデータ記憶手段の１つのバンクからテクスチャーデー
   タの読み出しを行っている最中に他のバンクに対して動
   画テクスチャーデータの書き込みを行なうと共に、前記
   描画手段が静止画テクスチャーデータの書き込みを行う
   際は複数のバンクに同時に書き込むように切り替えられ
   る３次元画像処理装置において、 １画面分の動画テクスチャーデータの書き込み終了時に
   前記描画手段からのアクセスを阻害しないタイミングで
   動画テクスチャーデータを書き込むバンクを交換するこ
   とを特徴とするバス切り替え手段の切り替え制御方法。