TWI520094B

TWI520094B - Information processing device

Info

Publication number: TWI520094B
Application number: TW103101931A
Authority: TW
Inventors: Satoshi Sakurai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2016-02-01
Also published as: JPWO2015083279A1; WO2015083279A1; TW201523508A

Description

資訊處理裝置

本發明係關於資訊處理裝置中的動畫描繪技術。

在由工業用機器或基礎設備機器等的中央處理單元(Central Processing Unit，CPU，為處理裝置之一例)執行特定的資訊處理的資訊處理裝置中，以前使用單純的人機界面(Human Machine Interface,HMI)。不過，最近在資訊處理裝置中，動畫被使用的情況增加了。

動畫係藉由後述方式實現，依序描繪將顯示的按鈕或畫等構成畫面的元件的位置或尺寸、顏色之屬性漸漸變化的複數個靜止畫。為了使動畫看起來流暢，必須以約每秒30訊框(fps,frame per second)以上的速度執行描繪。

但是，如工業用機器或基礎設備機器那樣有限定用途的資訊處理裝置，只具有必要最低限的性能，所以難以用30fps以上的速度執行描繪。

因此，在這種資訊處理裝置中，多半安裝了用以實現動畫的專用的描繪電路。不過，在描繪電路執行用以實現動畫的所有處理的情況下，電路規模就會變大，成本也會上升。相反地，把描繪電路的電路規模縮小，用CPU執行一部份處理的情況下，CPU的負荷就會變大，會壓迫到描繪之外的處理。

在專利文獻1中記載了，降低CPU的負荷，並縮小描繪電路的電路規模，來實現動畫的技術。

在專利文獻1中記載的技術中，準備了構成畫面的元件之子畫面(sprite)的集合、表示描繪各子畫面影像的位置及尺寸的子畫面屬性、紀錄描繪子畫面影像的程序的動畫執行程式。而且，描繪電路解析動畫執行程式，並參照子畫面屬性以描繪子畫面影像。另一方面，CPU只要對應於經過時間執行更換子畫面屬性的處理。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-018291號公報。

但是，專利文獻1記載的技術中，由於動畫執行程式是固定的，而使動畫表現受到限制。

例如，描繪子畫面影像的順序無法改變，所以在重疊的位置描繪子畫面影像時，無法改變子畫面影像配置的前後關係。也無法在動畫中途把子畫面影像置換為其他的子畫面影像，或增減子畫面影像的數目。由於子畫面影像是預定的，所以也無法對應於動畫的進行而改變一部份的影像。由於子畫面影像為試映圖(raster)影像，所以放大時其畫質會降低。

此發明之目的為實現降低CPU的負荷，並縮小描繪電路的電路規模，且可以靈活表現的動畫。

藉由處理裝置執行資訊處理的資訊處理裝置，具有顯示藉由依序描繪複數個靜止畫而實現的動畫之功能，該資訊處理裝置包括：記憶裝置，記憶顯示列表，其係為描繪1個靜止畫的命令之集合；及描繪電路，當接收執行開始命令時，執行由該記憶裝置所記憶的顯示列表，描繪靜止畫，其中該處理裝置，當由該描繪電路描繪靜止畫時，更換該顯示列表，將新的執行開始命令傳送至該描繪電路。

本發明的資訊處理裝置，其描繪電路僅執行顯示列表以描繪靜止畫，所以其電路規模小。處理裝置僅更換顯示列表，所以其負荷小。另外，針對每個靜止畫更換描繪靜止畫的命令之集合的顯示列表，能夠靈活地表現。

1‧‧‧CPU

2‧‧‧描繪電路

3‧‧‧視訊隨機存取記憶體(VRAM)

4‧‧‧輸出部

21‧‧‧顯示列表執行部

22‧‧‧描繪部

31‧‧‧顯示列表

32‧‧‧輸出影像

100‧‧‧資訊處理裝置

第1圖為實施形態1的資訊處理裝置100的構成圖。

第2圖為顯示實施形態1的資訊處理裝置100的動畫描繪處理之流程圖。

第3圖為顯示列表31的圖。

第4圖為顯示用子常式X描繪的圖形的圖。

第5圖為顯示用子常式Y描繪的圖形的圖。

第6圖為顯示子常式X的各命令的圖。

第7圖為子常式X的說明圖。

第8圖為顯示用第3圖所示的顯示列表31所描繪之輸出影像32的圖。

第9圖為顯示被更換的顯示列表31的圖。

第10圖為顯示用第9圖所示的顯示列表31所描繪之輸出影像32的圖。

實施形態1

第1圖為實施形態1的資訊處理裝置100的構成圖。

資訊處理裝置100為工業用機器或基礎設備機器等，具有特定的功能。另外，為了支援特定功能等，而具有描繪動畫的功能。

資訊處理裝置100具有：CPU(中央處理單元)1、描繪電路2、視訊隨機存取記憶體(Video Random Access Memory,VRAM)3、輸出部4。

CPU1執行用以實現資訊處理裝置100所具有的特定功能的資訊處理，或者資訊處理裝置100整體的控制。

CPU1，在描繪動畫功能當中，將描繪靜止畫的命令之集合的顯示列表31記憶在視訊隨機存取記憶體3中，針對每1訊框(每個靜止畫)執行更換顯示列表31的一部份的處理。另外，CPU1將顯示列表31的執行開始命令傳送至描繪電路2。

描繪電路2，執行記憶在視訊隨機存取記憶體3的顯示列表31以描繪作為靜止畫的輸出影像32，將已描繪的輸出影像32輸出到視訊隨機存取記憶體3。

描繪電路2具有：顯示列表執行部21、及描繪部22。顯示列表執行部21執行顯示列表31，輸出描繪用的命令或資料。描繪部22基於顯示列表執行部21所輸出的命令或資料，描繪輸出影像32，並將已描繪的輸出影像32輸出至視訊隨機存取記憶體3。

視訊隨機存取記憶體3為記憶顯示列表31和輸出影像32的記憶裝置。

輸出部4，將輸出到視訊隨機存取記憶體3的輸出影像32輸出到液晶顯示器(LCD)等的顯示裝置。

首先，CPU1產生記載動畫最初訊框的描繪內容的顯示列表31，或者從某個記憶裝置取得之，並記憶在視訊隨機存取記憶體3中(S1)。繼之，CPU1，將顯示列表31的執行開始命令傳送至描繪電路2(S2)。

描繪電路2的顯示列表執行部21，當接收到執行開始命令時，依序執行記憶在視訊隨機存取記憶體3中的顯示列表31的命令，並輸出描繪用的命令或資料(S3)。描繪電路2的描繪部22，基於被輸出的命令或資料，描繪輸出影像32，並將已描繪的輸出影像32輸出到視訊隨機存取記憶體3(S4)。

輸出部4，將輸出至視訊隨機存取記憶體3的輸出影像32輸出至顯示裝置(S5)。

CPU1判斷是否有次一個訊框(S6)。

在有次一個訊框的情況下(S6中，有)，CPU1將記憶在視訊隨機存取記憶體3中的顯示列表31更換為記載次一個訊框的描繪內容的命令(S7)。繼之，CPU1之處理回到S2，將顯示列表31的執行開始命令傳送至描繪電路2。

另一方面，在沒有次一個訊框的情況下(S6，沒有)，CPU1結束動畫描繪處理。

第3圖為顯示列表31的圖。

顯示列表31為將描繪電路2可解析的命令依序排列之列表。顯示列表31包括：描繪至少構成畫面的圖形的命令群之子常式、呼叫子常式的呼叫命令、指定由子常式所描繪的圖形之位置姿勢等之屬性的屬性命令、以及表示顯示列表31之結束的結束命令。

顯示列表31，在屬性命令之後配置呼叫命令，在呼叫命令之後則配置由呼叫命令所叫出的子常式。而且，在最後的呼叫命令之後則配置結束命令。

在第3圖所示的顯示列表31中，在位址A0配置能夠同時指定轉動、放大縮小、平行移動等的行列設定命令(屬性命令之一例)，在位址A1配置呼叫配置於位址A5的子常式之呼叫命令。而且，在位址A2再配置行列設定命令，在位址A3配置呼叫配置於位址A6的子常式之呼叫命令。而且，在位址A4配置結束命令。

在此，子常式X為描繪第4圖所示之矩形的子常式，子常式Y為描繪第5圖所示之圖形的子常式。

第6圖為顯示子常式X的各命令的圖。第7圖為子常式X的說明圖。

從位址A50到位址A54，配置指定要描繪的矩形的各點1~4的位置的命令。在位址A55配置要描繪的線的粗細的命令，在位址A56配置了要描繪的線的顏色的命令。在位址A57，配置用位址A55及位址A56所指定之線來連結從位址A50到位址A54被指定之各點之間(點1和點2之間、點2和點3之間、點3和點4之間、點4和點1之間)的命令。位址A58配置回到子常式的呼叫端的返回命令。

關於子常式Y，也和子常式X一樣，首先配置指定各點位置的命令，繼之再配置指定要描繪的線的粗細及顏色的命令，配置用線連結各點之間的命令，配置返回命令。

說明資訊處理裝置100的動作例。

CPU1將表示動畫的第1個訊框的描繪內容的顯示列表31記憶在視訊隨機存取記憶體3之後(S1)，將顯示列表31的執行開始命令傳送至描繪電路2(S2)。在此，以第3圖所示顯示列表31作為記憶在視訊隨機存取記憶體3的列表。

然後，顯示列表執行部21依序執行顯示列表31，並輸出描繪用的命令或資料(S3)，描繪部22基於被輸出的命令或資料，描繪輸出影像32，並將已描繪的輸出影像32輸出到視訊隨機存取記憶體3(S4)。在此，以第8圖所示輸出影像32作為輸出到視訊隨機存取記憶體3的影像。

具體言之，顯示列表執行部21首先讀取第3圖所示顯示列表31的位址A0的行列設定命令，輸出行列M0。繼之，顯示列表執行部21讀取位址A1的呼叫命令，依據呼叫命令向位址A5的子常式X移動。繼之，顯示列表執行部21，依序讀取第6圖所示的位址A50到位址A56，輸出各點的位置、線的粗細和顏色，在讀取位址A57，輸出描繪直線的命令。

此時，描繪部22在位址A50~A54所指定的點的座標實現由行列M0所指定的轉動、放大縮小、平行移動等以決定各點的位置，用位址A55及A56所指定的粗細及顏色的線描繪將已決定的各點連結的畫。

繼之，顯示列表執行部21依據位址A58的返回命令回到位址A2，讀取位址A3的行列設定命令，執行子常式Y，並輸出命令及資料。此時，描繪部22在子常式Y指定的點的座標，實現位址A3的行列M1所指定的轉動、放大縮小、平行移動等以決定各點的位置，用子常式Y所指定的粗細及顏色的線描繪將已決定的各點連結的畫。

繼之，輸出部4，將輸出至視訊隨機存取記憶體3的輸出影像32輸出至顯示裝置(S5)。

CPU1，當第1個訊框的靜止畫輸出到顯示裝置時，判斷是否有次一個訊框(S6)。在此，假設有次一個訊框。

因為有次一個訊框，所以，CPU1將記憶在視訊隨機存取記憶體3中的顯示列表31的一部份更換之後(S7)，將顯示列表31的執行開始命令傳送至描繪電路2(S2)。在此，如第9圖所示，將配置於第3圖所示的顯示列表31的位址A0的行列M0更換為行列M0’，將配置於位址A2的行列M1更換為行列M1’。

然後，和描繪第1個訊框的時候一樣，顯示列表執行部21依序執行顯示列表31，並輸出描繪用的命令或資料(S3)，描繪部22基於被輸出的命令或資料，描繪輸出影像32，並將已描繪的輸出影像32輸出到視訊隨機存取記憶體3(S4)。在此，以第10圖所示輸出影像32作為輸出到視訊隨機存取記憶體3的影像。在第10圖中，所描繪的圖形雖然和第8圖相同，不過因為行列M0和M1更換為行列M0’和M1’，所以所描繪的位置和第8圖並不相同。

之後，重複執行當顯示列表31更換時(S7)，基於已更換的顯示列表31進行描繪處理(S2~S5)，直到沒有訊框為止。藉此，漸漸改變輸出影像32的內容，實現動畫顯示。

如上述，在實施形態1的資訊處理裝置100中，描繪電路2僅執行顯示列表31以描繪靜止畫，所以其電路規模小。CPU1僅更換顯示列表31，所以其負荷小。

另外，針對每個靜止畫更換描繪靜止畫的命令之集合的顯示列表31，藉此，不只是所描繪圖形的位置、姿勢，還能夠實現描繪圖形的順序、圖形出現及刪除、描繪的圖形的部分的變化等表現多樣的動畫。

另外，所描繪的圖形為由點座標羅列所構成的向量形式。因此，即使進行放大縮小、轉動等也不會使描繪結果的畫質劣化。

再者，在上述說明中，表示描繪線的命令之例子作為描繪圖形的命令。不過，描繪圖形的命令不僅有描繪線的命令，而可以為可由顯示列表31執行的任意的命令。

例如，描繪試映圖形式的子畫面影像的命令、或塗滿由線將點連結而成的區域的命令等。可以不只是用單色塗滿，還可以用具有不透明度的配色、漸層的配色、特定的圖案、特定的影像來進行塗滿。另外，連結點的線也可以不只是直線，還可以使用貝齊爾(Bezier)曲線或棘曲線等的任意的曲線連續。另外，也可以是指定試映操作的指令、或指定剪形區域的指令等，會影響描繪內容的其他命令。

另外，在上述說明中，表示在呼叫命令之前，設定作為屬性命令之例的行列設定命令的例子。不過，在呼叫命令之前，可以配置除了行列設定命令之外的任意的屬性命令。

例如，可以配置單純僅指定位置的命令、將特定顏色加到或累加到圖形整體的命令。

另外，在上述說明中，係說明顯示列表31為依據呼叫命令移動之目的之子常式的例子。不過，顯示列表31也可已有巢狀構造，亦即用呼叫命令呼叫之子常式中，再配置呼叫命令的構造。

例如，顯示列表31可以構成為：描繪人物的子常式具有數個行列設定命令和呼叫命令，各個呼叫命令所呼叫的子常式描繪手或腳等。

另外，上述說明中，係說明在S7中CPU1在顯示列表31當中更換行列設定命令的例子。不過，CPU1也可以更換除了顯示列表31的行列設定命令之外的任意的命令。

例如，CPU1也可以更換顯示列表31的呼叫命令。在第3圖中，若把位址A1的呼叫命令的移動目的更換為向位址A6，把位址A3的呼叫命令的移動目的更換為向位址A5，就能夠在動畫中途交換圖形的描繪順序。藉此，能夠交換在圖形重疊時的配置的前後關係。

另外，例如，也可以把被呼叫的子常式更換為其他的子常式。藉此，可以將被描繪的圖形更換為其他的圖形。另外，也可以把被呼叫的子常式更換為什麼都不執行的NOP命令。相反地，也可以事先將NOP命令配置作為被呼叫的子常式，然後再將NOP命令更換為描繪圖形的子常式。藉此，可以在動畫中途刪除圖形或者使圖形出現。

另外，例如，也可以把被呼叫的子常式的一部份的內容更換。例如，第6圖所示之子常式X中，能夠藉由更換位址A51使得圖形的一部份變形，能夠藉由更換位址A55或位址A56，以改變線的粗細或顏色。

另外，CPU1也可以僅更換上述子常式、該呼叫命令、及該屬性命令當中的一者。藉此，使動畫表現的變化變少，但能夠使CPU1的負荷減少。