FR2583541A1 - Tampon z a haute vitesse munie d'une memoire dynamique a acces aleatoire - Google Patents

Abstract

UN APPAREIL SELON L'INVENTION EST UTILISE EN RELATION AVEC UN SYSTEME D'AFFICHAGE A PROCESSEUR UTILISANT UN TAMPON Z POUR ASSURER L'ELIMINATION DE SURFACES CACHEES DANS UNE REPRESENTATION TRIDIMENSIONNELLE. UNE MEMOIRE TAMPON 21 A UNE DIMENSION PROPRE A REPRESENTER PAR UNE VALEUR DE 16BITS DE Z CHAQUE ELEMENT D'AFFICHAGE. LE TAMPON COMPREND UNE PLURALITE DE MEMOIRES DYNAMIQUES A ACCES ALEATOIRE AYANT DEUX MODES DE FONCTIONNEMENT: NORMAL ET LECTURE-MODIFICATION-ECRITURE (RMW). UN PROCESSEUR GRAPHIQUE 20 FOURNIT DES COORDONNEES DEFINISSANT UNE IMAGE TRIDIMENSIONNELLE A AFFICHER ET, POUR CHAQUE POINT DE L'OBJET, CALCULE UNE VALEUR Z EN COURS EN COMMENCANT A UNE ADRESSE DE COORDONNEE INITIALE DE LA MEMOIRE. L'ADRESSE INITIALE EST CHARGEE DANS LE PROCESSEUR GRAPHIQUE 20 ET UN CYCLE RMW EST INITIALISE EN MEME TEMPS QUE LE CALCUL DE Z. LA VALEUR DE Z PREEXISTANTE DANS LE TAMPON EST MISE A JOUR SEULEMENT SI Z EST INFERIEUR A Z. APPLICATION A LA REPRESENTATION EN DEUX DIMENSIONS D'IMAGES TRIDIMENSIONNELLES AVEC ELIMINATION DES PARTIES CACHEES.

Description

La pr4sente invention concerne un appareil et des procèdes pour afficher

des informations tridimensionnelles et plus particulièrement un appareil et des procèdes de traitement- de donn4es pour produire et manipuler des images tridimensionnelles sur un dispositif d'affichage. Dans le domaine du traitement de données, il est courant

de représenter et de transporter des informations vers un utilisa-

teur par l'intermédiaire de représentations graphiques. Ces représentations peuvent prendre diverses formes, par exemple des caractères alphanumériques, des graphiques en coordonn4es cartésiennes ou autres, ainsi que des formes tridimensionnelles d'objets physiques bien connus. Par exemple, dans des systèmes de dessin assiste par ordinateur (CAD), des objets tridimensionnels peuvent etre modélises, reconfigurés et assembles sur un affichage à tube à rayons cathodiques (CRT) bidimensionnel pour aider des ingénieurs de conception dans leurs taches. Toutefois, pour

l'affichage d'objets tridimensionnels sur un affichage bidimen-

sionnel, le dispositif de processeur produisant l'affichage doit permettre d'inclure une perspective dans les images pour ajouter

une dimension. En outre, dans le cas ou des objets solides tridi-

mensionnels doivent être reprisentés, un mécanisme doit qtre utilisé pour que des surfaces caches soient reconnues et que des

parties de l'image soient 4limin4es de façon convenable pour four-

nir l'effet tridimensionnel souhaité.

Un procéde courant pour éliminer des surfaces cachées dans des images graphiques d'ordinateur implique l'utilisation d'un tampon Z. En pratique, un tampon Z est une mémoire de grande dimension mise en oeuvre classiquement par des circuits integrés de mémoire vive (ou "à accès aléatoire") dynamique D-RAM. Un tampon Z est de

façon générale organisé sous forme d'un réseau linéaire dans le-

quel des valeurs successives dans le tampon Z correspondent a des

4lments d'image séquentiels dans des lignes de balayage de l'af-

fichage du tube à rayons cathodiques. Des objets à analyser sont examines, dans un ordre quelconque, pour examiner quels 4léments d'image ils recouvrent. Pour chaque element d'image recouvert, la

profondeur de perspective dans la direction Z de l'objet est d4-

terminee et comparée à la valeur Z d'un objet préc4demment calculé ou de l'arrière-plan mémorisé dans le reseau. Si la nouvelle valeur Z est plus proche de l'observateur, alors le nouvel objet recouvre l'objet precedent, le nouvel el4ment d'image est dessin! sur l'4cran, et la nouvelle valeur Z remplace la valeur présente

dans le réseau (voir brevet américain N 4 475 104).

Bien que l'utilisation du tampon Z simplifie de façon notable le problème qui réside dans l'élimination des surfaces cachées des images tridimensionnelles, la vitesse I laquelle un

dispositif calculateur peut produire et traiter une image numOri-

que représentée dans une mgmoire est de façon g4n4rale limitée par

la vitesse d':accAs des dispositifs de mémoire constituant la mg-

moire du calculateur. De façon typique, chaque dispositif de la mémoire correspond à des blocs de pixels, ou autres eléments

d'image, adjacents definissant l'affichage. Ainsi, des consti-

tuants graphiques 4lémentaires, tels qu'un polygone, sont repro-

sentes par une pluralité d'images dont les valeurs de profondeurs

sont m&noris4es dans divers dispositifs de mgmoire. Dans des ap-

plications n4cessitant un traitement d'images graphiques I grande

vitesse, telles qu'une animation, la vitesse I1 laquelle le pro-

cesseur peut mettre à jour et afficher des images numériques de-

pend d9 teps d'accès de la mEmoire. Des mémoires telles que des m oi úes dynamiques a accesa alatoire (D-RAM) ont des temps de

cycl d'environ 250 nanosecondes.

Il s'est aver( que, pour des applications graphiques à processeur à haute vitesse, ces temps d'accès etaient totalement insatisfaisants. Ainsi, bien que le processeur d'un ordinateur soit capable de traitement de données 3 très haute vitesse, le systeme d'ensemble est limit4 par le temps d'accts des dispositifs

de mémoire qui correspondent aux 4lments d'image de l'affichage.

Comme cela sera décrit ci-après, la présente invention prévoit un appareil et un procédé permettant à un processeur graphique de comparer rapidement et efficacement des valeurs Z calculées à des valeurs Z antérieures m4morisées dans un tampon Z pour permettre une g4nération graphique tridimensionnelle à grande vitesse en utilisant des D-RAM commercialement disponibles. En

conséquence, en utilisant les enseignements de la présente inven-

tion, le temps d'accès des D-RAM ne Iimite pas la vitesse a laquelle l'ordinateur peut mettre à jour et afficher des images

graphiques tridimensionnelles.

La présente invention prévoit un appareil et des procédés qui sont de façon avantageuse utilisés en relation avec un dispositif d'affichage a ordinateur comprenant I'utilisation d'un tampon Z pour assurer l'enlèvement de surfaces cachées tridimensionnelles. Dans un mode de réalisation préf6r6, il est prévu une mgmoire tampon de capacit4 suffisante pour qu'une valeur de profondeur de chaque 4l1ment d'affichage soit représentée par une valeur Z à 16 bits. La valeur Z correspond à la profondeur selon l'axe Z de l'objet pour le point particulier qui correspond à l'élément d'image. Le tampon comprend une pluralité de mémoires

dynamiques a accès aléatoire (D-RAM) ayant deux modes de fonction-

nement: un mode normal et un mode Lecture-Modification-Ecriture (RMW). Un registre compteur/pointeur est prévu pour adresser de

façon successive des valeurs dans le tampon représentant des 419-

ments d'image successifs selon des lignes de balayage sur l'affi-

chage. Un processeur graphique reçoit les coordonnées définissant un objet tridimensionnel à afficher et calcule une adresse de

coordonnées initiale pour chaque ligne de balayage de l'objet.

Cette adresse initiale est chargée dans le registre compteur/poin-

teur et un cycle d'4criture et de modification de lecture de D-RAM (RMW) est initialism. Simultanément, le processeur graphique calcule Zc, la valeur Z du point en cours. L'emplacement en cours de lecture à partir de la mémoire tampon correspond au point

auquel le processeur graphique calcule Zc. La valeur de Zp, la va-

leur antérieure de Z pour cet emplacement, est lue à partir de la

mémoire tampon et m4morisge dans un registre de sortie de données.

La D-RAM dans le tampon attend alors dans le cycle RMW jusqu'à ce

que le processeur trouve la valeur Zp à partir du registre de sor-

tie de données et la compare a Zc. Si Zc est inférieur à Zp, alors le processeur achève le cycle RMW en 4crivant la valeur de Zc dans le tampon, remplaçant ainsi l'ancienne valeur de Zp par Zc. Au cas cG Zc est superieur ou égal à Zp, une commande de début de lecture est transmise au tampon interrompant le cycle RMW en cours et maintenant la valeur en cours de Zp dans le tampon. Dans l'un et l'autre cas, le pointeur est incrémenté vers l'adresse suivante pour lire une valeur Zp successive à partir du tampon et le cycle

RMW suivant est initialise. Si les D-RAM necessitent un rafrai-

chissement, le cycle de rafraîchissement est initialise avant que le cycle RMW suivant soit initialise. En utilisant la présente invention, la vitesse à laquelle I'information du tampon Z peut être comparée aux valeurs Z en cours pour des objets à afficher est notablement augmentee et dépend moins des limitations de temps

de cycle des D-RAM.

Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de l'invention seront exposes plus en détail dans la

description suivante de modes de réalisation particuliers faite en

relation avec les figures jointes parmi lesquelles:

La figure 1 reprEsente un dispositif d'affichage à pro-

cesseur incorporant les enseignements de la pr4sente invention; La figure 2 represente symboliquement des lignes de balayage et des eIlments d'image correspondant, définissant une image sur un affichage à processeur; La figure 3 est un schema sous forme de blocs de la présente invention; La figure 4 représente la sequence d'op4rations exEcutge par le processeur graphique et la mgmoire tampon pour mettre en oeuvre la presente invention;

La figure 5 représente le mode Lecture-Modification-

Ecriture du tampon selon la présente invention pendant une operation de lecture;

La figure 6 représente le mode Lecture-Modification-

Ecriture du tampon selon la prEsente invention pendant une operation d'écriture; et

La figure 7 représente le mode Lecture-Modification-

Ecriture du tampon selon la presente invention pendant un cycle de rafraîchissement.

NOTATIONS ET NOMENCLATURE

La description détaillée qui suit est présentée essen-

tiellement en termes de représentation symbolique d'opérations sur des bits de données dans une mémoire de processeur. Ces descrip- tions et représentations sont les moyens utilisés par les hommes

de l'art dans la technique du traitement de données pour trans-

mettre de façon efficace l'essentiel de leur travail à d'autres

hommes de l'art.

Un algorithme est ici, et de façon générale, consideré

comme étant une séquence cohérente d'étapes conduisant à un résul-

tat désiré. Ces -tapes sont celles qui nécessitent un traitement physique de quantités physiques. Habituellement, bien que cela ne soit pas nécessaire, ces quantités prennent la forme de signaux

Électriques ou magnétiques susceptibles d'etre mémorisés, transfé-

rés, combinés, compares ou traités d'une autre manière. Il s'avère parfois plus commode, essentiellement pour des raisons d'usage courant, de se référer à ces signaux en tant que bits, valeurs, éléments, symboles, caractères, termes, nombres, ou analogue. Il faut toutefois garder à l'esprit que tous ces termes et les termes

similaires doivent être associés aux quantités physiques appro-

priées et sont simplement des appellations commodes appliquées a

ces quantités.

En outre, les traitements réalisés sont souvent d4signés

par des termes, tels qu'addition ou comparaison, qui sont couram-

ment associés à des opérations mentales réalisées par un opérateur

humain. Aucune capacité de ce type d'un opérateur humain n'est né-

cessaire, ni souhaitable dans la plupart des cas, dans toutes les opérations décrites ici qui font partie de la présente invention,

puisque les opérations sont des opérations effectuées par machi-

nes. Des machines utiles pour réaliser des opérations selon la

présente invention comprennent des processeurs numériques multi-

fonctions ou autres dispositifs semblables. La présente invention

concerne des étapes de procédé pour faire fonctionner un proces-

seur et traiter des signaux physiques, électriques ou autres (par

exemple mécaniques, chimiques) pour produire d'autres signaux phy-

siques souhaites.

La présente invention concerne Également un appareil pour r4aliser ces opérations. Cet appareil peut 4tre construit de façon spécifique dans des buts requis ou il peut comprendre un processeur multifonctions tel que selectivement actionne et reconfigure par un programme mémorisé dans le processeur. Diverses machines multifonctions peuvent #tre utilisees avec les programmes 4crits selon les enseignements de l'invention, ou il peut s'averer plus commode de construire un appareil plus sp4cialise pour mettre en oeuvre les 4tapes du proc4d4 requis. La structure requise pour

plusieurs types de telles machines apparaîtra dans la description

ci-après.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

Il est decrit un dispositif d'affichage a processeur perfectionné, s'appliquant tout particulièrement pour être utilise dans des systèmes d'affichage incorporant l'utilisation de tampons Z pour afficher des objets tridimensionnels sur des ecrans

bidimensionnels. Dans la description suivante, dans des buts

d'explication, des nombres, bits, conventions d'algorithmes,

opérations logiques, etc. particuliers, sont présentés pour per-

mettre une compréhension précise de la pr4sente invention. Toute-

fois, il sera clair pour l'homme de l'art que la présente

invention peut etre mise en oeuvre sans ces détails particuliers.

Dans d'autres exemples, des circuits et des dispositifs bien con-

nus sont représentes sous forme de schémas blocs pour ne pas

rendre la présente invention obscure de façon non nécessaire.

La figure I représente un système de processeur pour produire des images numériques selon la prdsente invention. Une unite centrale 10 (qui dans le mode de réalisation actuellement pr4f4úr est un microprocesseur à 32 bits fourni par Notorola sous l'appellation 68010) est couplée au bus VME 12 et à des ressources

locales de mémoire 14. L'unite centrale 10 réalise diverses fonc-

tions, y compris l'execution d'un logiciel d'application fourni

par un utilisateur qui peut d4finir des images bi et tridimension-

nelles à afficher. Comme cela est représente, un dispositif de commande à disque 16 et un entratnement de disque dur 18 peuvent

etre couples au bus 12 en tant que ressources mémoires suppl1men-

taires disponibles pour l'unit4 centrale 10. Un processeur graphi-

que 20 avec une mémoire tampon associée 21 est couple au bus 12 et, par 1l, à l'unitE centrale 10. Pour afficher des images, la présente invention utilise un tampon de trame en couleurs 24 couplé au bus VME 12 et à un tube à rayons cathodiques (CRT) 26,

de la façon représentEe. On notera à partir de la description

suivante que, bien que la présente invention dans son mode de réalisation préféré utilise un CRT 26, divers autres dispositifs d'affichage incluant des imprimantes à laser et analogues peuvent

être utilises.

Des objets à afficher sont définis par l'unit4 centrale en relation avec leurs coordonnées X, Y et Z, et sont fournis au processeur graphique 20 par le bus VME 12. Le processeur

graphique 20 transforme les coordonnées tridimensionnelles d4fi-

nissant l'objet à afficher en représentations de l'objet qui peuvent etre vues sur le tube à rayons cathodiques bidimensionnel 26. Par exemple, le processeur graphique 20 réalise les opérations appropriées nécessaires pour mettre à l'échelle et délimiter l'objet a afficher en relation avec les objets existants en cours d'affichage sur le tube à rayons cathodiques 26. Dans le cas oh plusieurs objets tridimensionnels doivent être affiches sur l'écran du tube à rayons cathodiques 26, des surfaces cachées doivent etre identifiées et les images 4cretées de façon

appropriée.

Plusieurs méthodes ont 4t4 développées pour identifier

les surfaces qui sont "cachEes" quand on définit des images tridi-

mensionnelles d'objets sur un écran d'affichage bidimensionnel tel qu'un tube à rayons cathodiques 26. Un procédé courant consiste h ménager un tampon "Z" dans une mEmoire d'ordinateur pour mémoriser les valeurs Z, de façon correspondante h la profondeur selon

l'axe des Z, pour chaque 4lément d'image de l'écran d'affichage.

Un objet h afficher est constitue d'une pluralité de points correspondant h des éléments d'image sur l'affichage 1 o l'image doit apparaître. Selon le présent mode de réalisation, le tube h

rayons cathodiques 26 comprend une pluralité d'éléments d'affi-

chage (pixels) qui sont disposes selon des lignes de balayage, comme cela est courant dans la technique. De la façon représente en figure 2, un polygone sur le tube à rayons cathodiques 26 est constitue d'une pluralité de lignes de balayage horizontal dans laquelle certains pixels sont affichEs avec la couleur du polygone

(telle que déterminee pour chaque pixel par un algorithme de tein-

tes appropri4es). L'Etat de chaque pixel le long d'une ligne de balayage est achemine sequentiellement vers le tube à rayons cathodiques 26 pour affichage, et chaque pixel correspond à une

adresse XY unique accessible par le processeur graphique 20.

Puisque des formes tridimensionnelles doivent etre affichées, cha-

que point définissant un polygone comprend des coordonnées X, Y et Z, la coordonnée Z -tant une fonction d'une valeur de profondeur en perspective Z. La valeur de profondeur en perspective 'Z' est

d4termin.e en utilisant des algorithmes bien connus dans la tech-

nique pour de tels calculs et est calculée par un processeur

graphique 20 en utilisant des informations de coordonnées fon-

damentales fournies par l'unité centrale 10. Comme cela sera décrit, le processeur graphique 20 compare des valeurs de Z existantes (Z) pour chaque pixel correspondant sur l'affichage

avec la valeur de Z calculée (Zc) pour un objet à afficher et com-

pare les deux valeurs pour identifier des surfaces caches. (Voir

Newman, William M. et Sproull, Robert F., Principles of Interac-

tive. Computer Graphics, 2nde Ed., McGraw-Hill, Inc., New York,

1979, pp. 369-370; et Foley, James D. et Van Dam, Andreies, Fun-

damentals of Interactive Computer Graphics, Addison-Wesley

Publishing Company, Inc., Reading, Massachusetts, 1982, pp. 560-

561.) Une fois que les surfaces cachées sont identifiées, les coordonnées dgfinissant les pixels à valider sur le tube à rayons cathodiques 26 sont couplées au bus VME 12 pour mémorisation dans le tampon de trame couleur 24 et pour un affichage ultérieur sur

le tube à rayons cathodiques 26.

La vitesse à laquelle le processeur graphique 20 produit

les coordonnées nécessaires pour définir les images tridimension-

nelles dépend en grande partie de la vitesse à laquelle le pro-

cesseur graphique peut obtenir l'information de tampon Z à partir

de la mémoire tampon 21. Comme cela sera décrit, la pr4sente in-

vention 4limine les limitations de vitesse des mémoires vives dy-

namiques (D-RAM) de l'art antérieur en fournissant les valeurs

Zp requises pour chaque adresse dans la mémoire tampon 21, en cor-

respondance avec un élément d'affichage (pixel) unique sur le tube à rayons cathodiques 26, d'une façon qui dépend moins du temps

d'accès des dispositifs de mémoire.

La figure 3 représente la présente invention sous forme de schemas blocs. Dans le mode de réalisation décrit, la mémoire tampon 21 est constituée d'une mémoire dynamique a accès aléatoire (D-RAM) réalisée en utilisant des circuits intégrés D-RAM de 256K ayant des longueurs de mots de 16 bits pour une dimension totale de m4moire de deux m4gaoctets. Chaque mot dans la mémoire tampon 21 est associe à une adresse unique dans la mémoire et correspond à un 4lément d'affichage sur le tube à rayons cathodiques 26 (et dans le tampon de trame couleur 24). Le processeur graphique 20, agissant par l'interm4diaire d'une machine d'4tat 30, commande un registre 32 de compteur/pointeur par l'intermédiaire duquel on peut avoir accès à des emplacements d'adresse de la mémoire tampon

21. De façon générale, le registre compteur/pointeur 32 s'incré-

mente de façon successive en passant par chaque adresse de la mémoire en correspondance avec les 4l4ments d'image (pixels) le long de chaque ligne de balayage. La mémoire tampon 21 comprend aussi un registre de sortie de données 36 qui mémorise des valeurs Zp lues à partir des adresses définies par un registre compteur/ pointeur 32 dans la mémoire 21. Un registre d'entrée de donn4es 40 est pr4vu de sorte que les valeurs Z dans la mémoire tampon 21 peuvent etre mises à jour en remplaçant la valeur en cours Zp par une valeur fournie par le registre d'entrée de données 40 pour l'adresse spécifiée par le registre compteur/pointeur 32. Bien que la figure 3 représente de façon schématique et symbolique le mémoire tampon 21 et les 4l1ments de système associes, l'homme de l'art notera que la mise en oeuvre sous forme matérielle du mode de réalisation représente en figure 3 peut prendre diverses formes selon l'application particulière pour laquelle on utilise la

présente invention.

Le fonctionnement de la pr4sente invention sera décrit plus en dgtail en relation avec les figures 3 et 4. La m4moire à accès aléatoire dynamique (D-RAM) constituant la mEmoire tampon 21 a deux modes de fonctionnement principaux: le mode Normal et le mode Lecture-Modification-Ecriture (RMW). Dans le mode Normal, la

D-RAM comprend un reseau lin4aire dans lequel des données adres-

sees de façon aléatoire ou séquentielle peuvent tre lues ou écrites. Dans le mode RMW, la Lecture est suivie d'une opération d'Ecriture au même emplacement d'adresse qui s'est avgre devoir #tre utilise en relation avec des algorithmes d'élimination de surfaces cachées connus dans la technique. Dans le mode RMW, l'adresse a laquelle on veut avoir accès dans la mEmoire tampon est contenue dans le registre compteur/pointeur 32. Une commande de début de Lecture est fournie par le processeur graphique 20 et

le cycle Lecture-Modification-Ecriture de la D-RAM est initialisé.

Le mot d'adresse recherchE (valeur de Zp pour l'emplacement particulier) est charge dans le registre de sortie de données 36 qui peut Etre lu par le processeur graphique 20. On notera

qu'après la lecture des données dans la mémoire tampon 21, la D-

RAM reste dans l'etat RMW.

Le cycle RMW est normalement achevé de l'une de deux façons: (1) en chargeant des données dans le registre d'entrée de données 40 qui achève le cycle RMW en Ecrivant les nouvelles données dans la D-RAM à l'adresse qui a été lue préc4demment; ou (2) en fournissant un nouvel ordre de début de lecture qui fait s'achever le cycle RMW. Dans l'un et l'autre cas, le registre de compteur/pointeur 32 est alors incrémenté est un nouveau cycle RMW est initialise. En utilisant les technologies commercialement disponibles, la logique de la D-RAM peut rester dans un etat d'attente d'une commande d'Ecriture, d'un début de Lecture ou d'une commande de sortie à partir du mode RMW pendant au maximum dix microsecondes. En conséquence, un utilisateur doit ex4cuter une commande d'Ecriture, de début de Lecture ou de sortie, au moins une fois toutes les dix microsecondes quand on se trouve

dans le mode RMW.

Come cela est representé en figure 4, la présente

2 58354 1'

invention pallie les limitations antérieures existant dans l'uti-

lisation des D-RAM pour des fonctionnements de tampon Z en effec-

tuant en recouvrement la recherche de données représentatives des valeurs Zp et le calcul des nouvelles valeurs Zc pour des images d'objets à afficher. Le processeur graphique 20 calcule une adres- se initiale pour chaque ligne de balayage d'une image d'un objet à afficher sur le tube à rayons cathodiques 26. En coïncidence avec le chargement de l'adresse initiale dans le registre compteur/ pointeur 32, le processeur graphique 20 fournit une commande de

d4but de lecture qui initialise un cycle RMW. Le processeur gra-

phique 20 procède alors au calcul de la valeur en cours de Zc, ainsi que d'une valeur d'intensité (couleur) Ic, pour le point

specifiC. Comme cela a (te expose precedemment, les calculs rea-

lises par le processeur graphique 20 pour déterminer les valeurs de Zc et Ic sont bien connus dans la technique et ne seront pas

exposés une fois de plus dans cette description. Comme cela est

représente, pendant le calcul de Zc et Ic par le processeur gra-

phique 20, les contenus de la m4moire tampon 21, adressés par le

registre compteur/pointeur 32, sont lus et acheminés vers le re-

gistre de sortie de données 36 en tant que valeurs de Z antérieur (Zp). La mémoire tampon 21 attend alors dans le cycle RMW jusqu'à ce que le cycle soit achevE, que des données soient placees dans le registre d'entrée de données 40, ou bien que le mode RMW soit arrPté. Le processeur graphique 20 compare alors la valeur en cours Zc pour le point adresse particulier à la valeur antérieure Zp mémorisée dans la mémoire tampon 21. Si Zc est supérieur ou égal à Zp, le point identifie par Zc se trouve "derrière" un point visible dejà represerte par Zp dans la m4moire tampon 21. En conséquence, le processeur graphique 20 fournit un ordre du debut

de lecture à la mémoire tampon 21 arrêtant le cycle RMW sans modi-

fier la valeur en cours de Zp qui est mémorisee dans la mémoire 21. Si un cycle de rafraîchissement est alors requis, il est execute. Le registre de compteur/pointeur 32 est incremente pour adresser la valeur de Z immédiatement suivante dans la memoire

tampon 21 et un autre cycle RMW est initialisE.

Dans le cas o Zc est inférieur à Zp, le processeur graphique 20 4crit la valeur de Zc dans le registre d'entr4e de données 40, amenant les données à être inscrites dans la mémoire tampon 21, achevant ainsi le cycle RMW. Les nouvelles données Zc remplacent la valeur précédente de Zp dans la memoire tampon 21

pour l'emplacement adresse par le registre compteur/pointeur 32.

Apres achèvement de l'criture, si un cycle de rafraîchissement est requis, il est execute. Le registre compteur/pointeur 32 est incr4menté pour adresser la valeur de Z immédiatement suivante

dans la mémoire tampon 21, et un autre cycle RMW est initialise.

Simultanément, le processeur graphique 20 4crit la valeur de Ic dans le tampon de trame couleur 24 pour permettre a la couleur appropriée d'etre affichee sur le tube à rayons cathodiques 26,

comme cela est bien connu dans la technique.

Les figures 5, 6 et 7 représentent les etats logiques des divers signaux dans les cas o la mémoire tampon 21, dans un mode RMW, réalise respectivement les opérations de Lecture, d'Ecriture et de Rafratchissement. Ces figures qui se comprennent par elles-memes seront considérees comme faisant partie intégrante

de la présente description.

Si on utilise des accès normaux à des D-RAM, le cas o Zc est inférieur A Zp nécessite deux cycles de D-RAM, a savoir une lecture et une ecriture. Utiliser le mode RMW pour ce cas combine ces deux cycles en un cycle unique. En outre, quand une operation d'écriture dans le tampon Z est nécessaire, celle-ci est effectuée en parallèle avec l'op-ration d'écriture de tampon de trame. Si le cycle RMW est arrête ou achevE, la lecture de la valeur Zp de l'lment d'image suivant est effectuée en recouvrement avec le

calcul de Zc et Ic par le processeur graphique 20.

En conséquence, on notera que la présente invention per-

met une comparaison et une mise a jour efficace des valeurs de Z calculées par le processeur graphique 20 avec les valeurs de Z precEdemment mémorisees dans la memoire tampon 21, permettant ainsi des traitements graphiques très rapides qui dépendent moins du temps d'accès aux D-RAM. Il est clair que diverses variantes et modifications peuvent être effectuées par l'homme de l'art aux

258354 1

matériaux et agencements décrits sans sortir du domaine de

l 'invention.

Claims (26)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'affichage à ordinateur comprenant un processeur pour produire des images constituées d'une pluralité de points et des moyens d'affichage pour afficher ces images, les moyens d'affichage comprenant une pluralité d'ellments d'affichage validés sélectivement, caracterise en ce qu'il comprend: un moyen tampon (21) couplé au processeur (20) pour

mémoriser une pluralité de valeurs Zp, ces valeurs Zp correspon-

dant à un element sur l'affichage, et un point d'une image precg-

demment produite par le processeur, et représentant une profondeur en perspective selon Z de l'image; un moyen de lecture couplé au moyen tampon pour lire les valeurs Zp dans le moyen tampon; un moyen de calcul de valeur Zc couplé au processeur pour calculer une valeur Zc pour chaque point d'une image à afficher produite par le processeur; un moyen de commande couple au moyen de lecture et au processeur pour indiquer au moyen de lecture de lire la valeur de Zp suivante, de façon géneralement simultanée avec le calcul de la valeur Zc correspondante pour l'image produite par le processeur à afficher;

un moyen de comparaison couplé au processeur pour com-

parer la valeur Zc calculée à la valeur Zp lue dans le tampon, de sorte que, si la valeur Zc calculEe est inférieure à la valeur Zp lue, la valeur Zc calculee remplace la valeur Zp lue dans le tampon, et que, dans le cas contraire, la valeur de Zp lue est maintenue dans le tampon; d'o il résulte que les valeurs Z sont comparEes et

mises à jour à haute vitesse.

2. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérise en ce que les valeurs Zp sont lues à partir du tampon

successivement par le moyen de lecture.

3. Dispositif d'affichage selon la revendication 2,

caractérise en ce que le moyen tampon comprend un registre de sor-

tie de données (36) et un registre d'entrée de données (40).

4. Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune des valeurs Zp est identifiée dans le moyen tampon par une adresse unique, le moyen de lecture comprenant un registre compteur/pointeur (32) couple au processeur

(20) et au moyen tampon (21).

5. Dispositif d'affichage selon la revendication 4, caracteris4 en ce que le moyen tampon comprend des dispositifs de mémoires dynamiques A accès aléatoire (D-RAM) ayant un cycle de

Lecture-Modification-Ecriture (RMW).

6. Dispositif d'affichage selon la revendication 5, caractérise en ce que le moyen de commande initialise un cycle RMW pour la valeur immédiatement suivante Zp avant le calcul par le

moyen de calcul de la valeur Zc immédiatement suivante.

7. Dispositif d'affichage selon la revendication 6, caractérise en ce que chacune des valeurs Zp lues est fournie au

registre de sortie de données (36).

8. Dispositif d'affichage selon la revendication 7, caract4risé en ce que le moyen de comparaison fournit la valeur de Zc calculée au registre d'entr4e de données (40) si la valeur

Zc calculée est inférieure à la valeur Zp lue.

9. Dispositif d'affichage selon la revendication 8, caractérise en ce que le cycle RMW est arrêt! dans le cas o la valeur Zc est supérieure ou 4gale à la valeur Zp, maintenant ainsi

la valeur Zpdans le tampon (21).

10. Dispositif d'affichage selon la revendication 9,

caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de rafrat-

chissement pour rafraîchir les dispositifs D-RAM, ce rafrafchis-

sement survenant après achèvement du cycle RMW.

11. Dispositif d'affichage selon la revendication 9, caractérise en ce que le registre compteur/pointeur (32) est incrémenté vers une adresse suivante après achèvement du cycle RMW

et, si nécessaire, rafraîchissement des dispositifs D-RAM.

12. Dispositif d'affichage selon la revendication 11, caractéris4 en ce que le moyen de calcul de valeur Zc comprend des moyens pour calculer des valeurs Ic pour chaque point de l'image

à afficher produite par le processeur.

13. Dispositif d'affichage selon la revendication 12,

caractérise en ce que le moyen d'affichage comprend un moyen tam-

pon de trame couleur couple (24) entre l'affichage (26) et le pro- cesseur (20), les valeurs Ic étant fournies au tampon de trame

(24) si la valeur Zc est inférieure à la valeur Zp.

14. Procède d'affichage d'images à grande vitesse dans un dispositif d'affichage a ordinateur pour afficher des images constituées d'une pluralité de points, ces images 4tant affichées sur un affichage comprenant une pluralité d'éléments d'affichage validés selectivement, caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

lire des valeurs de profondeur de perspective Zp a par-

tir d'un moyen tampon (2I) couple à un processeur (20), chacune

des valeurs Zp mémorisees dans le tampon correspondant à un e61-

ment de l'affichage et à une image precEdemment affichee par le processeur; calculer une valeur de profondeur en perspective Zc au moyen du processeur pour chaque point d'une image à afficher, ce calcul etant synchronise de sorte que la valeur suivante Zp est lue à partir du tampon de façon genéralement simultanée avec le calcul de la valeur en perspective Zc suivante; comparer la valeur Zc calculee a la valeur Zp lue, de sorte que si Zc est inférieure à Zp, la valeur calculee de Zc remplace la valeur Z lue dans le tampon, et que dans le cas P contraire, la valeur Zp lue est maintenue dans le tampon; d'oI il résulte que les valeurs Z sont comparées et

mises a jour a haute vitesse.

15. ProcédE selon la revendication 14, caractérise en ce

que les valeurs Zp lues sont lues à partir du tampon de façon suc-

cessive.

16. ProcédE selon la revendication 15, caractérise en ce que le moyen tampon comprend un registre de sortie de données (36)

et un registre d'entrée de données (40).

17. ProcèdE selon la revendication 16, caractérise en ce que chacune des valeurs Zp est identifiée dans le moyen tampon par une adresse unique, et en ce que l'étape de lecture est réalis5e par un moyen de lecture pour lire les valeurs de profondeur en

perspective Zp comprenant un registre compteur/pointeur (32) cou-

pl au processeur (20) et au moyen tampon (21).

18. ProcEd4 selon la revendication 17, caracterisé en ce que le moyen tampon comprend des dispositifs de mEmoire dynamique

à accès aleatoire (D-RAM) ayant un cycle de Lecture-Modification-

Ecriture (RMW).

19. Procéde selon la revendication 18, caractérise en ce qu'un cycle RMW pour la valeur de Zp immédiatement suivante est

initialise avant le calcul de la valeur de profondeur en perspec-

tive Zc.

20. Procede selon la revendication 19, caractérise en ce que chacune des valeurs Zp lues est fournie au registre de sortie

de données (36).

21. ProcEdé selon la revendication 20, caractérisE en ce que la valeur Zc calcul4e est fournie au registre d'entrée de

données (40) si la valeur Zc calculée est inférieure à Zp lue.

22. Procedé selon la revendication 21, caractérise en ce que le cycle RMW est arr6tE dans le cas o la valeur Zc est supérieure ou egale à la valeur Zp, maintenant ainsi la valeur

Zp dans le tampon (21).

23. Procédé selon la revendication 22, caractEris4 en ce

qu'il comprend en outre l'étape de rafraîchissement des disposi-

tifs D-RAM après achèvement du cycle RMW.

24. ProcEde selon la revendication 23, caracterisé en ce que le registre compteur/pointeur (32) est incrementé à une adresse suivante après achèvement du cycle RMW et rafraîchissement

des dispositifs D-RAM.

25. ProcèdE selon la revendication 24, caractérise en ce

qu'il comprend en outre une etape de calcul des valeurs d'intensi-

t9 Ic pour chaque point de l'image à afficher produite par le processeur.

26. Proc4d4 selon la revendication 25, caract4risé en ce que l'affichage comprend un moyen tampon de trame couleur (24) couple entre l'affichage et le processeur, les valeurs de Ic étant fournies au tampon de trame si la valeur Zc est inférieure à la valeur Zp.