图像绘制装置及图像绘制方法制造方法及图纸

一种用于图形计算机、特技设备或视频游戏机中的图像绘制装置和方法。根据绘图命令，通过预处理器３２的预处理产生图像绘制所需的数据，根据产生的数据通过纹理映射产生象素数据，绘制引擎３３所需的纹理数据在预处理级从帧缓冲器１８的纹理区传送到纹理高速缓存３３Ｆ，预处理器３２和绘制引擎３３以流水线方式工作。这使纹理映射或ＭＩＰ映射时不必停止图像绘制装置，降低了访问纹理存贮器的次数和时间，提高了整体图像绘制速度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图像绘制装置和图像绘制方法，被用于图形计算机、特技设备或视频游戏机等利用计算机的视频设备。在家用TV游戏机、个人计算机或图形计算机中的图像生成装置(用于产生输出到电视接收机、监视器接收机或阴极射线管(CRT)显示装置上以便显示的图像数据)中，为了能高速处理，在中央处理单元(CPU)和帧缓冲器之间提供一专用绘制装置。也就是说，在上述的图像生成装置中，在生成图形时CPU并不直接访问帧缓冲器，而是执行几何处理，如坐标变换、剪切或光源计算，将三维模型定义为基本单元图形如三角形或四边形的组合，以形成绘制三维图形的绘制命令，并把产生的绘制命令送到绘制装置。例如，为了形成一个三维物体，该物体被分成多个多边形，每个多边形的绘制命令从CPU送到绘制装置。绘制装置解释从CPU送来的绘制命令，执行写象素数据到帧缓冲器的成像处理，根据指定顶点的彩色数据和深度的Z值，考虑形成多边形的所有象素的Z值和彩色，以便在帧缓冲器中绘图。Z值表示指定从视点沿深度方向的距离的信息。例如，若一个三维物体被显示在上述图像生成装置中，该物体被分解成多个多边形，与每个多边形有关的绘制命令从CPU发送到绘制装置上。为了更逼真地显示物体，使用了称为纹理映射或MIP映射的技术。还有大家熟知的通过彩色查找表(CLUT)转换图像彩色数据的技术，在查找表中存有为改变显示彩色的彩色转换数据。纹理映射是这样一种技术，单独提供一个作为纹理源图像的二维图像图案附加到组成物体的多边形表面。而MIP映射是内插象素数据的纹理映射技术中的一种，它使附加到多边形上的图案，在三维模型移向视点或离开视点时不会造成不自然感。而且，图像的绘制速度取决于绘制引擎中对每个多边形的纹理映射或MIP映射的处理速度。还有，图像的绘制速度受从绘制引擎到帧缓冲器的写速度的影响，这样如果帧缓冲器存取速度低，则绘制速度亦低。因此，如果为了增加绘制速度，采用昂贵的高速存贮器作为大容量帧缓冲器，则系统成本会过高地增加。而如果用便宜的动态随机存贮器(DRAM)，则系统的绘制速度会降低。鉴于上述本
的状况，本专利技术的目的如下面所述。即，本专利技术的一个目的是提供一种图像绘制装置和图像绘制方法，从而，即使使用便宜的存贮器，如DRAM作为帧缓冲器，也可以维持高绘制速度。本专利技术的另一个目的是提供一种图像绘制装置和图像绘制方法，从而在通过绘制装置执行纹理映射的图像绘制装置中，绘制处理可以不停顿绘图装置而执行。本专利技术还有一个目的是提供图像绘制装置和图像绘制方法，可以降低对图像存贮器的访问次数和访问时间而增加整个图像绘制速度。根据本专利技术的图像绘制设备包括预处理装置，用于根据绘制由单元图形的组合定义的图像模型的绘制命令，在以单元图形为基础的绘制处理之前产生绘制处理所需的数据；图像绘制装置，用于响应在图像存贮器中绘制图像的绘制命令，通过纹理映射处理以单位图形为基础形成像素数据；存贮装置，用于暂时存贮图像绘制装置进行纹理映射所需的纹理数据；以及供给装置，用于响应由预定处理装置输出的数据，把图像绘制装置进行纹理映射所需的纹理数据提供给存贮装置。根据本专利技术的图像绘制装置中，图像绘制装置具有执行MIP映射的功能，图像绘制装置响应预处理装置输出的数据，选择具有所需分辨率的纹理数据，以提供所选择的纹理数据给存贮装置。根据本专利技术的图像绘制方法包括以下步骤根据绘制由单元图形的组合定义的图像模型的绘制命令，以单元图形为基础，产生有关图像绘制处理数据；根据该数据，把图像绘制处理中纹理映射所需的纹理数据提供给存贮装置；通过纹理处理产生单元图形的象素数据以便在图像存贮器中绘图，以及在图像存贮器绘制图像。在根据本专利技术的图像绘制方法中，把纹理数据供给存贮装置的步骤包括下述步骤即响应有关图像绘制处理的数据，提供图像绘制处理中MIP映射所需分辨率的纹理数据。根据本专利技术的图像绘制装置和方法，图像绘制装置通过预处理装置，在预处理阶段，从纹理存贮器发送纹理映射所需的纹理数据到纹理高速缓存。预处理装置和图像绘制装置以流水线方式工作，使得图像绘制过程中不用停止图像绘制装置。根据本专利技术的图像绘制装置和方法，图像绘制装置进行MIP映射所需分辨率的数据由预处理装置在预处理阶段从纹理存贮器上的纹理数据中选择，并传送到纹理高速缓存，以降低对纹理存贮器的访问次数和访问的时间，提高整个图像的绘制速度。附图的简要说明附图说明图1是显示采用本专利技术的视频游戏机的结构框图；图2是显示视频游戏机中GPU的详细结构的框图；图3是显示GPU的基本结构的框图；图4显示了在GPU中纹理高速缓存中数据结构的示例；图5是显示在GPU中用预处理器分解第一多边形的处理流程图；图6是显示视频游戏机中第二总线转换器的结构框图；图7说明了视频游戏机中第二总线转换器的结构；图8说明了当对第一多边形形状内部访问时，要被访问的交错图案(interleaving pattern)；图9说明了当对第一多边形形状内部访问时，基于地址访问情况下的屏蔽；图10说明了通过屏蔽得到的访问地址；图11说明了用(4×4)交错图案访问绘制于帧缓冲器的存贮体的第二多边形形状的内部；图12说明了用(4×4)交错图案访问绘制于帧缓冲器的存贮体的第二多边形形状的内部时，所访问的交错图案；图13说明了以地址为基础用(4×4)交错图案访问第二多边形形状内部情况下的屏蔽；图14说明了用(8×2)交错图案对第二多边形的内部的访问；图15说明了用(8×2)交错图案访问绘制于帧缓冲器的存贮体的第二多边形形状内部时，所访问的交错图案；图16说明以地址为基础用(8×2)交错图案访问第二多边形形状内部情况下的屏蔽；图17说明了用(16×1)交错图案对第二多边形的内部的访问；图18说明了用(16×1)的交错图案访问绘制于帧缓冲器的存贮体的第二多边形形状的内部时，所访问的交错图案；图19说明了以地址为基础用(16×1)交错图案访问第二多边形形状内部情况下的屏蔽。图20说明了计算绘制于帧缓冲器的存贮体的多边形纵横比的处理。图21显示了具有16个地址的5种交错图案的图案。图22是采用本专利技术的视频游戏机装置的平面图。图23是该视频游戏装置的后视图。图24是该视频游戏装置的侧视图。图25是装载在该视频游戏装置上的CD-ROM的平面图。参考附图，下面详细说明本专利技术的优选实施例。根据本专利技术的绘制装置用于图1所示的视频游戏装置中。根据本专利技术的绘制方法在该视频游戏装置中被实现。视频游戏机根据用户发出的指令通过读和执行存贮在辅助存贮装置如光盘中的游戏程序执行游戏，其结构如图1所示。具体地，本视频游戏装置具有两类总线，即主总线1和副总线2。主总线1和副总线2经过总线控制器16被互相连接。主总线1上连接有由微处理器组成的中央处理单元(CPU)11，由随机存取存贮器(RAM)组成的主存贮器12，主动态存贮器存取控制器或主DMAC13，MPEG解码器14和图像处理单元或图形处理单元(GPU)15。副总线2上连接有由微处理器组成的辅助中央处理单元或副CPU21，由随机存取存贮器(RAM)组成的辅助存贮器22，辅助动态存贮器存取控制器或副DMAC23，其中存贮有程序例如操作系统的只读存贮器(ROM)24，声音处理单元(SPU)25，通信控制器或异步传送模式(A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像绘制装置，包括： 预处理装置，用于根据绘制由单元图形的组合定义的图像模型的绘制命令，在以单元图形为基础的绘制处理之前产生绘制处理所需的数据； 图像绘制装置，用于响应在图像存贮器中绘制图像的所述绘制命令，通过纹理映射处理以单位图形为基础产生像素数据； 存贮装置，用于临时存贮图像绘制装置进行纹理映射所需的纹理数据； 供给装置，用于响应由上述预处理装置输出的数据，把所述图像绘制装置进行纹理映射所需的纹理数据提供给所述存贮装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：広井聪幸，冈正昭，
申请(专利权)人：索尼计算机娱乐公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]