JP2002537614A - 並列のサンプル・ピクセル計算を実行するように構成されたグラフィックス・システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 サンプル・バッファ（１６２）及び複数の並列サンプル・ピクセル計算ユニット（１７０）を使用するように構成され、サンプル・ピクセル計算ユニットが、サンプル・バッファの異なった部分を並列にアクセスするように構成されたグラフィックス・システム。グラフィックス・システムはプロセッサ（３５２）、サンプル・バッファ（１６２）、及び複数のサンプル・ピクセル計算ユニット（１７０、３６０）を含んでよい。プロセッサは、グラフィックス・データのセットを受け取り、グラフィックス・データに基づいてサンプルをレンダリングするように構成される。サンプル・バッファは、サンプルを記憶するように構成される。サンプル・ピクセル計算ユニットは、サンプル・バッファからサンプルを読み出してフィルタし、出力ピクセルを作り出すように構成される。サンプル・ピクセル計算ユニットの各々は、画像の異なった領域に対応するピクセルを生成するように構成される。領域は、画像の垂直又は水平ストライプ、又は画像の長方形部分であってよい。領域は、視覚収差を防止するためオーバラップしてよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、一般的にはコンピュータ・グラフィックスの分野に関し、更に具体
的には、高パフォーマンス・グラフィックス・システムに関する。

【０００２】 （背景技術） コンピュータ・システムは、典型的には、そのグラフィックス・システムに依
存してコンピュータ・スクリーン又はディスプレイ装置の上に可視出力を作り出
す。初期のグラフィックス・システムは、プロセッサが出力として作り出したも
のを受け取って、それをスクリーン上に表示する責任を有するだけであった。要
するに、それらは、単純な中継器又はインタフェースとして働いた。しかし、現
代のグラフィックス・システムは、大きな処理パワーを有するグラフィックス・
プロセッサを組み込んでいる。今や、それらは単純な中継器というよりもコプロ
セッサに近い働きをする。この変化は、ディスプレイ装置へ送られるデータの複
雑性及び量が最近増大しているためである。例えば、現代のコンピュータ・ディ
スプレイは、増加したピクセル、増大したカラー深度を有して、初期のモデルよ
りも高いリフレッシュ・レートで、より複雑な画像を表示することができる。同
様に、表示される画像は、今や、より複雑であり、先進的な手法、例えばアンチ
エイリアシング及びテクスチャ・マッピングを含むことができる。

【０００３】 その結果、グラフィックス・システムに、かなりの処理パワーがないと、ＣＰ
Ｕは多くの時間を消費して、グラフィックス計算を実行することになる。これは
、プログラム実行に関連した他のタスクを実行するために必要な処理パワーをコ
ンピュータ・システムから奪い、それによって全体的システム・パフォーマンス
を劇的に低下させる可能性がある。しかし、強力なグラフィックス・システムを
備えていれば、ＣＰＵがスクリーン上でボックスを描くように命令されたとき、
ＣＰＵは、各々のピクセルの位置及びカラーを計算する必要性から解放される。
その代わりに、ＣＰＵは、「これらの座標でボックスを描け」と命令するリクエ
ストをビデオ・カードへ送ってよい。すると、グラフィックス・システムは、ボ
ックスを描き、他のタスクを実行するようにプロセッサを解放する。

【０００４】 一般的に、コンピュータ内のグラフィックス・システム（グラフィックス・シ
ステムとも呼ばれる）は、パフォーマンス・レベルを上げるため自分自身のプロ
セッサを含む一種のビデオ・アダプタである。これらのプロセッサは、図形変換
を計算するように専門化されている。従って、それらはコンピュータ・システム
によって使用される汎用ＣＰＵよりも良好な結果を達成する傾向がある。更に、
それらは、他のコマンドを実行するようにコンピュータのＣＰＵを解放し、その
一方で、グラフィックス・システムがグラフィックス計算を処理する。グラフィ
カル・アプリケーション、特にマルチメディア・アプリケーションの人気は、高
パフォーマンス・グラフィックス・システムを、コンピュータ・システムの普通
の特徴にしてしまった。大部分のコンピュータ製造業者は、今や、それらのシス
テムに高パフォーマンス・グラフィックス・システムをバンドルしている。

【０００５】 グラフィックス・システムは、典型的には、機能の制限されたセットのみを実
行するから、それらはカスタマイズされてよく、従って、グラフィックス演算に
おいて、コンピュータの汎用中央プロセッサよりも、はるかに効率的である。初
期のグラフィックス・システムは、２次元（２Ｄ）グラフィックスを実行するよ
うに制限されていたが、それらの機能は、３次元（３Ｄ）ワイヤフレーム・グラ
フィックス、３Ｄ立体をサポートするように増大し、今やテクスチャ及び特殊効
果、例えば先進シェーディング、フォギング、アルファ・ブレンディング、及び
スペキュラ・ハイライティングを有する３次元（３Ｄ）グラフィックスに対する
サポートを含む。

【０００６】 ３Ｄグラフィックス・システムの処理パワーは、驚くべき速さで改善されてき
た。数年前には、簡素なオブジェクトの陰影付き画像は、１秒に数フレームだけ
のレンダリングが可能であったが、今日のシステムは、複雑なオブジェクトのレ
ンダリングを６０Ｈｚ以上でサポートする。この増加率では、それほど遠くない
将来、グラフィックス・システムは、単一人間の視覚系が知覚できる以上のピク
セルを、実際にレンダリングすることができるであろう。この過剰なパフォーマ
ンスは、多数観察者の環境で使用可能性を発揮するが、もっと普通の、主として
単一観察者の環境では、無駄になってしまうであろう。従って、人間の解像度シ
ステムの可変的性質と調和することのできる（即ち、必要な場所又は最も知覚可
能な場所で品質を表示できる）グラフィックス・システムが望まれる。

【０００７】 ピクセル数は、グラフィックス・システムのパフォーマンスを決定する場合の
重要なファクタであるが、同じくらいに重要な他のファクタは、画像の品質であ
る。例えば、高いピクセル密度を有する画像は、画像内のエッジが、あまりに鋭
いかギザギザを有する場合（「エイリアス」とも呼ばれる）、非現実的に見える
であろう。これらの問題を克服する１つの周知の手法は、アンチエイリアシング
である。アンチエイリアシングは、図形要素の境界に沿ってピクセルをシェーデ
ィングすることによって、オブジェクトのエッジを滑らかにすることを含む。更
に具体的には、アンチエイリアシングは、頻度の高い成分が妨害可視アーチファ
クトを生じる前に、それらの成分を画像から除去することを必然的に伴っている
。例えば、アンチエイリアシングは、或るピクセルを中間値へ強制することによ
って（例えば、暗い背景へ重畳された鮮明なオブジェクトの輪郭の周りで）、画
像内の高コントラスト・エッジを柔らかくするか滑らかにしてよい。

【０００８】 コンピュータ画像のリアリズムを増大するために使用される他の視覚効果は、
アルファ・ブレンディングである。アルファ・ブレンディングは、オブジェクト
の透明度を制御する手法であり、透明な面、例えば水又はガラスをリアルにレン
ダリングすることができる。リアリズムを改善するために使用される他の効果は
、フォギングである。フォギングは、オブジェクトが観察者から離れて行くにつ
れて、オブジェクトを不明瞭にする。単純なフォギングは、アルファ・ブレンデ
ィングの特別の場合である。その場合、アルファ度は距離と共に変化し、従って
、オブジェクトが観察者から離れるにつれて、オブジェクトは霞の中へ消えてい
くように見える。この単純なフォギングは、「深度キューイング」又は雰囲気減
衰と呼ばれてもよい。即ち、それはオブジェクトのコントラストを低くして、オ
ブジェクトが遠くなるにつれて目立たないようにする。より複雑なタイプのフォ
ギングは、単純な一次関数を超越して、半透明レベルと、観察者からのオブジェ
クト距離との間の、より複雑な関係を提供する。現在の最高技術水準のソフトウ
ェア・システムは更に進歩しており、雰囲気モデルを使用することによって、改
善されたリアリズムで低く垂れ込めた霧を提供する。

【０００９】 これまで列挙した手法は、コンピュータ・グラフィックス画像の外観を劇的に
改善するが、或る制限を有する。具体的には、それらの手法は、それら自身の収
差を導入するかもしれず、典型的には、ディスプレイ装置上に表示されるピクセ
ルの密度によって制限される。

【００１０】 その結果、増大したパフォーマンス・レベルを利用して、レンダリングされる
ピクセルの数だけでなく、レンダリングされる画像の品質をも増大させることが
できるグラフィックス・システムが望まれる。更に、処理パワーの増大を利用し
て、グラフィックス効果、例えばアンチエイリアシングの結果を改善することの
できるグラフィックス・システムが望まれる。

【００１１】 従来技術のグラフィックス・システムは、一般的に、これらの目的を欠いてい
た。従来技術のグラフィックス・システムは、ディスプレイ上にピクセル／ビデ
オ・データをリフレッシュする通常のフレーム・バッファを使用する。フレーム
・バッファは、ディスプレイ上のそれぞれの行及び列に正確に対応するピクセル
の行及び列を記憶する。従来技術のグラフィックス・システムは、２Ｄ及び／又
は３Ｄ画像又はオブジェクトを、フレーム・バッファの中へピクセル形式でレン
ダリングし、次に、スクリーン・リフレッシュの間にフレーム・バッファからピ
クセルを読み出して、ディスプレイをリフレッシュする。従って、フレーム・バ
ッファは、ディスプレイへ提供される出力ピクセルを記憶する。フレーム・バッ
ファが更新されているとき、同時にスクリーンをリフレッシュすることによって
作り出されるかもしれない可視アーチファクトを縮小するため、大部分のグラフ
ィックス・システムのフレーム・バッファは、ダブルバッファされる。

【００１２】 よりリアルな画像を得るため、幾つかの従来技術のグラフィックス・システム
は、更に進んで１ピクセル当たり１つ以上のサンプルを生成する。ここで使用さ
れる「サンプル」の用語は、オブジェクト又は画像における特定の点のカラー、
深度（ｚ）、透明度、及び可能性のある他の情報を示す計算されたカラー情報を
意味する。例えば、サンプルは、次の成分値を含んでよい。即ち、赤の値、緑の
値、青の値、ｚ値、及びアルファ値（例えば、サンプルの透明度を表す）である
。更に、サンプルは他の情報、例えばｚ深度値、ブラー値、強度値、輝度増加情
報、及びインディケータを含んでよい。インディケータは、サンプルが部分的又
は全面的にカラー情報ではなく制御情報（即ち、「サンプル制御情報」）から構
成されることを示す。ピクセルよりも多くのサンプルを計算する（即ち、スーパ
サンプリング）ことによって、ディスプレイ装置上で表示されることのできる画
像よりも詳細な画像が計算される。例えば、グラフィックス・システムは、ディ
スプレイ装置へ出力される各々のピクセルのために４つのサンプルを計算してよ
い。サンプルが計算された後、それらはピクセルを形成するため結合又はフィル
タされる。これらのピクセルは、フレーム・バッファに記憶され、それからディ
スプレイ装置へ送られる。このようにして形成されたピクセルを使用することは
、よりリアルな最終画像を作り出すかもしれない。なぜなら、画像内の過度に急
激な変化は、フィルタリング・プロセスによって滑らかにされてよいからである
。

【００１３】 これらの従来技術のスーパサンプリング・システムは、典型的には、ディスプ
レイ上のピクセル位置の数よりも非常に多いサンプルを生成する。これらの従来
技術のシステムは、典型的には、サンプルを計算して、それらをレンダリング・
バッファに記憶するレンダリング・プロセッサを有する。次に、フィルタリング
・ハードウェアがレンダリング・バッファからサンプルを読み出し、ピクセルを
作り出すためサンプルをフィルタし、次に伝統的なフレーム・バッファの中にピ
クセルを記憶する。伝統的なフレーム・バッファは、典型的にはダブルバッファ
されて、その１つの側はディスプレイ装置をリフレッシュするために使用され、
他方の側はフィルタリング・ハードウェアによって更新される。一度、サンプル
がフィルタされると、結果のピクセルは、ディスプレイ装置をリフレッシュする
ために使用される伝統的フレーム・バッファの中に記憶される。しかし、これら
のシステムは、一般的に、通常のフレーム・バッファ、及びレンダリング・バッ
ファ並びにフィルタリングによって生じた追加の待ち時間によって課される制約
を受ける。従って、ピクセル・スーパサンプリングの利点を含み、同時に通常の
フレーム・バッファの欠点を排除した改良グラフィックス・システムが望まれる
。

【００１４】 米国特許出願第０９／２５１，８４４号「可変解像度サンプル・バッファを有
するグラフィックス・システム」（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ
ａ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｓａｍｐｌｅ Ｂｕｆｆｅｒ
）は、スーパサンプリング・サンプル・バッファ、及びディスプレイをリフレッ
シュするサンプル・ピクセル計算ユニットを使用するコンピュータ・グラフィッ
クス・システムを開示する。グラフィックス・プロセッサは、複数のサンプルを
生成し、それらをサンプル・バッファの中へ記憶する。グラフィックス・プロセ
ッサは、好ましくは、ディスプレイ上のピクセル位置の少なくともサブセットの
ために１つを超えるサンプルを発生して記憶する。従って、サンプル・バッファ
は、ディスプレイ上のピクセル位置の数よりも非常に大きな数のサンプルを記憶
するスーパサンプリング・サンプル・バッファである。サンプル・ピクセル計算
ユニットは、スーパサンプリング・サンプル・バッファからサンプルを読み出し
て、それぞれの出力ピクセルの中へサンプルをフィルタ又は畳み込むように構成
される。次に、出力ピクセルは、ディスプレイをリフレッシュするため提供され
る。サンプル・ピクセル計算ユニットは、１つ又は複数のサンプルを選択し、そ
れらをフィルタして、出力ピクセルを生成する。サンプル・ピクセル計算ユニッ
トは、サンプルを獲得しピクセルを生成するように動作してよい。ピクセルは、
フレーム・バッファを介在させないで、ディスプレイへ直接提供される。

【００１５】 （発明の開示） これまで説明された問題は、サンプル・バッファ及び複数の並列サンプル・ピ
クセル計算ユニットを使用するように構成され、サンプル・ピクセル計算ユニッ
トが、サンプル・バッファの異なった部分を並列にアクセスするように構成され
たグラフィックス・システムによって、少なくとも一部分が解決されるであろう
。都合が良いことに、この構成（実施形態に依存する）は、更に、ピクセルを記
憶する伝統的なフレーム・バッファの代わりにサンプル・バッファをグラフィッ
クス・システムに使用させるようにする。サンプル・ピクセル計算ユニットは、
並列に動作するように構成されてよいから、グラフィックス・システムの待ち時
間は、幾つかの実施形態で縮小されるかもしれない。

【００１６】 １つの実施形態において、グラフィックス・システムは、１つ又は複数のグラ
フィックス・プロセッサ、サンプル・バッファ、及び複数のサンプル・ピクセル
計算ユニットを含んでよい。グラフィックス・プロセッサは、３次元グラフィッ
クス・データのセットを受け取り、グラフィックス・データに基づいて複数のサ
ンプルをレンダリングするように構成されてよい。サンプル・バッファは、サン
プル・ピクセル計算ユニットのために複数のサンプルを記憶するように構成され
てよい（例えば、ダブルバッファ構成）。サンプル・ピクセル計算ユニットは、
サンプル・バッファからサンプルを受け取ってフィルタし、出力ピクセルを作り
出すように構成される。出力ピクセルは、ディスプレイ装置上に画像を形成する
ために使用することができる。サンプル・ピクセル計算ユニットの各々は、画像
の異なった領域に対応するピクセルを生成するように構成される。領域は、画像
の垂直ストライプ（即ち、列）、水平ストライプ（即ち、行）、又は画像の長方
形部分であってよい。本発明で使用される「水平行」及び「水平ストライプ」の
用語は、「垂直列」及び「垂直ストライプ」の用語と同じく、互換的に使用され
ることに注意されたい。各々の領域は、視覚収差（例えば、画像内の継ぎ目、線
、又は裂け目）を防止するため画像の他の領域とオーバラップしてよい。前述し
たように、サンプル・ピクセル計算ユニットの各々は、それ自身の領域上で並列
に動作するように有利に構成されてよい。サンプル・ピクセル計算ユニットは、
（ｉ）どのサンプルが所定のフィルタ・エンベロープ内にあるかを決定し、（ｉ
ｉ）それらのサンプルを加重値で乗算し、（ｉｉｉ）結果の値を合計し、（ｉｖ
）結果を正規化して出力ピクセルを形成することによって、サンプルを処理する
ように構成される。加重値は、フィルタ・エンベロープ内のサンプルの位置に関
して変化してよい（例えば、加重ファクタは、サンプルがフィルタ・エンベロー
プの中心から遠くに移動するにつれて減少してよい）。幾つかの実施形態では、
加重ファクタは、正規化されるか、前もって正規化されてよい。後者の場合、結
果の出力ピクセルは正規化プロセスを通らない。なぜなら、出力は既に正規化さ
れているからである。正規化された加重ファクタは調節される。それは、少数の
寄与するサンプルで生成されたピクセルが、多数の寄与するサンプルで生成され
たピクセルを打ち負かさないことを確実にするためである。もし正規化されてい
ない加重ファクタが使用されれば、結果のピクセルは典型的には正規化プロセス
を通るであろう。正規化は、典型的には、可変数のサンプルが各々の出力ピクセ
ルに寄与することができるグラフィックス・システムの実施形態で実行されるで
あろう。更に、正規化は、可変サンプル・パターンを許容するシステム、及びフ
ィルタの中心のピッチが、サンプル・パターンに関して広く変化するシステムで
実行されてよい。

【００１７】 幾つかの実施形態では、グラフィックス・システムは、使用される領域のサイ
ズ又はタイプをダイナミックに変化させる（例えば、使用される垂直列の幅をフ
レーム・ベースで変化させる）ように構成されてよい。グラフィックス・システ
ムの幾つかの実施形態は、可変解像度又は可変密度フレーム・バッファをサポー
トしてよい。これらの構成では、グラフィックス・システムは、画像の或る領域
（例えば、画像の中心、又は観察者の注意が最も集中する可能性のある画像部分
）で、より密にサンプルをレンダリングするように構成される。都合が良いこと
に、使用される領域のサイズ及び／又は形状をダイナミックに変更する能力は、
各々のサンプル・ピクセル計算ユニットが特定のフレームのために処理するサン
プルの数を、グラフィックス・システムが均一にする（又は、均一に近づける）
ことを可能にするかもしれない。

【００１８】 サンプルは、カラー成分及びアルファ（例えば、透明度）成分を含んでよく、
記憶及びサンプル・バッファからの検索処理を簡単にするため「ビン」の中に記
憶されてよい。この後で詳細に説明されるように、ビンは、サンプル・バッファ
を記憶位置を、より小さなセットへ組織及び分割する手段である。更に、幾つか
の実施形態では、３次元グラフィックス・データは、圧縮形式で受け取られてよ
い（例えば、ジオメトリ圧縮を使用して）。これらの実施形態では、グラフィッ
クス・プロセッサは、サンプルをレンダリングする前に３次元グラフィックス・
データを解凍するように構成されてよい。ここで使用される「カラー成分」の用
語は、ピクセル又はサンプルのカラーを決定するために使用できるサンプル・ベ
ース又はピクセル・ベースの情報を含む。例えば、ＲＧＢ情報及び透明度情報は
、カラー成分であってよい。

【００１９】 更に、３次元グラフィックス・データのセットをレンダリングする方法も予想
される。１つの実施形態において、方法は、（ｉ）３次元グラフィックス・デー
タを受け取り、（ｉｉ）グラフィックス・データに基づいて１つ又は複数のサン
プルを生成し、（ｉｉｉ）サンプルを記憶し、（ｉｖ）記憶されたサンプルを選
択し、（ｖ）選択されたサンプルを並列にフィルタして、出力ピクセルを形成す
ることを含む。記憶されたサンプルは、前述したように、複数の領域に従って選
択されてよい。

【００２０】 本発明の前記及び他の目的、特徴、及び利点は、以下の詳細な説明を、添付の
図面と共に参照することによって、より完全に理解されるであろう。

【００２１】 本発明は、様々な変形及び代替形式を取ることができるので、その具体的な実
施形態は、図面で例として示され、本発明で詳細に説明されるであろう。しかし
、図面及び詳細な説明は、開示された特定の形式へ本発明を限定することを意図
するものではなく、反対に、従属項によって定義される本発明の趣旨及び範囲に
入る全ての変形、同等、及び代替をカバーすることが意図されていることを理解
すべきである。

【００２２】 （発明を実施するための最良の形態） コンピュータ・システム−図１Ａ ここで図１Ａを参照すると、３次元（３Ｄ）グラフィックス・システムを含む
コンピュータ・システム８０の１つの実施形態が示される。３Ｄグラフィックス
・システムは様々なシステムに含まれてよいが、そのようなシステムには、特に
、コンピュータ・システム、ネットワークＰＣ、インターネット機器、ＨＤＴＶ
システム及びインタラクティブ・テレビジョン・システムを含むテレビ、携帯情
報端末（ＰＤＡ）、及び２Ｄ及び／又は３Ｄグラフィックスを表示する他の装置
が含まれる。

【００２３】 図示されるように、コンピュータ・システム８０は、システム・ユニット８２
、及びシステム・ユニット８２へ結合されたビデオ・モニタ又はディスプレイ装
置８４を含む。ディスプレイ装置８４は、どのようなタイプのディスプレイ・モ
ニタ又は装置（例えば、ＣＲＴ、ＬＣＤ、ガスプラズマ・ディスプレイ）であっ
てもよい。様々な入力装置がコンピュータ・システムへ接続されてよいが、その
ような入力装置の中には、キーボード８６及び／又はマウス８８、又は他の入力
装置（例えば、トラックボール、ディジタイザ、タブレット、自由度６入力装置
、ヘッド・トラッカ、アイ・トラッカ、データ・グローブ、ボディ・センサなど
）が含まれる。ディスプレイ装置８４の上に３Ｄグラフィカル・オブジェクトを
表示するため、アプリケーション・ソフトウェアがコンピュータ・システム８０
によって実行されてよい。後で更に説明するように、コンピュータ・システム８
０内の３Ｄグラフィックス・システムは、ディスプレイ装置８４上で表示される
画像の品質及びリアリズムを改善するため、プログラム可能なリアルタイム・サ
ンプル・ピクセル計算ユニットと共にスーパサンプリング・サンプル・バッファ
を含む。

【００２４】 更に、コンピュータ・システム８０は、眼追跡センサ９２及び／又は３Ｄ眼鏡
９０を含んでよい。３Ｄ眼鏡９０は、能動的（例えば、ＬＣＤシャッタ・タイプ
）であるか受動的（例えば、偏光、レッドグリーンなど）であってよく、ディス
プレイ装置８４上で更に多くの３次元画像をユーザに見せるものであってよい。
眼鏡９０を使用すると、各々の眼は、少し違った画像を受け取る。観察者の心は
、それを「真の」３次元映像として解釈する。センサ９２は、ディスプレイ装置
８４上の画像のどの部分を観察者が見ているか（即ち、観察者の観測視野が集中
しているか）を決定するように構成されてよい。センサ９２によって提供された
情報は、後で説明されるように、多くの異なった様式で使用されてよい。

【００２５】 仮想現実コンピュータ・システム−図１Ｂ 図１Ｂは、コンピュータ・システム７０の他の実施形態を示す。この実施形態
において、システムは、ヘッドマウント・ディスプレイ装置７２、頭追跡センサ
７４、及びデータ・グローブ７６を含む。ヘッドマウント・ディスプレイ７２は
、光ファイバ・リンク９４を介してシステム・ユニット８２へ結合されるか、又
は導電性リンク、赤外線リンク、又はワイヤレス（例えば、ＲＦ）リンクの１つ
又は複数を介してシステム・ユニット８２へ結合されてよい。他の実施形態が可
能であり予想される。

【００２６】 コンピュータ・ネットワーク−図２ ここで図２を参照すると、少なくとも１つのサーバ・コンピュータ５０２及び
１つ又は複数のクライアント・コンピュータ５０６Ａ〜５０６Ｎを含むコンピュ
ータ・ネットワーク５００が示される。（図４に示される実施形態では、クライ
アント・コンピュータ５０６Ａ〜５０６Ｂが図示されている）。１つ又は複数の
クライアント・システムは、コンピュータ・システム８０と同じように構成され
てよい。各々のクライアント・システムは、前述したような１つ又は複数のグラ
フィックス・システム１１２を有する。サーバ５０２及びクライアント５０６は
、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク
（ＷＡＮ）、又はインターネット接続などの、多様な接続５０４を介して結合さ
れてよい。１つの実施形態では、サーバ５０２は、３Ｄジオメトリ・データ（圧
縮されてよい）を記憶し、１つ又は複数のクライアント５０６へ送信してよい。
クライアント５０６は、圧縮された３Ｄジオメトリ・データを受け取り、それを
解凍し（もし必要であれば）、それからジオメトリ・データをレンダリングする
。次に、レンダリングされた画像は、クライアントのディスプレイ装置上に表示
される。クライアントは、前述したスーパサンプリング・サンプル・バッファ及
びリアルタイム・フィルタ手法を使用して、ジオメトリ・データをレンダリング
し、画像を表示する。他の実施形態において、圧縮された３Ｄジオメトリ・デー
タは、クライアント・コンピュータ５０６の間で転送されてよい。

【００２７】 コンピュータ・システムのブロック図−図３Ａ 図３Ａは、コンピュータ・システム８０の簡単なブロック図を示す。便宜上、
本発明の理解に必要でないコンピュータ・システム８０の要素は省略されている
。コンピュータ・システム８０は、ホスト中央演算処理装置（ＣＰＵ）１０２、
及びシステム・バス１０４へ結合された３Ｄグラフィックス・システム１１２を
含む。更に、システム・メモリ１０６が、システム・バス１０４へ結合されてよ
い。

【００２８】 ホストＣＰＵ１０２は、様々なプロセッサ・テクノロジの任意のものによって
実現されてよい。例えばホストＣＰＵ１０２は、１つ又は複数の汎用マイクロプ
ロセッサ、並列プロセッサ、ベクトル・プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ
などを含んでよく、又は、これらの任意の組み合わせを含んでよい。システム・
メモリ１０６は、様々なタイプのメモリ・テクノロジを代表する１つ又は複数の
メモリ・サブシステムを含んでよい。例えば、システム・メモリ１０６は、読み
出し専用メモリ（ＲＯＭ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲ
ＡＭ）、同期ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＤＲＡＭ）、及び
ラムバス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＲＤＲＡＭ）のような
ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、及びマス・ストレージ装置を含んでよ
い。

【００２９】 システム・バス１０４は、１つ又は複数の通信バス又はホスト・コンピュータ
・バス（ホスト・プロセッサとメモリ・サブシステムとの間の通信用）を含んで
よい。更に、様々な周辺装置及び周辺バスが、システム・バス１０４へ接続され
てよい。

【００３０】 グラフィックス・システム１１２は、本発明の原理に従って構成されてよく、
クロスバ・スイッチ又は他のタイプのバス接続ロジックによってシステム・バス
１０４へ結合されてよい。グラフィックス・システム１１２は、対応するビデオ
信号を使用して投影装置ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌ及びディスプレイ装置８４の各々を駆動
する。

【００３１】 ３Ｄグラフィックス・システム１１２は、システム・バス１０４に加えて様々
なタイプの１つ又は複数のバスへ結合されてよいことに注意されたい。更に、３
Ｄグラフィックス・システム１１２は、通信ポートへ結合されてよく、それによ
って外部源、例えばインターネット又はローカル・エリア・ネットワークからグ
ラフィックス・データを直接受け取ってよい。

【００３２】 ホストＣＰＵ１０２は、グラフィックス・システム１１２との間で、プログラ
ムされた入力／出力（Ｉ／Ｏ）プロトコルに従って、システム・バス１０４上で
情報を転送してよい。代替的に、グラフィックス・システム１１２は、直接メモ
リ・アクセス（ＤＭＡ）プロトコルに従って、又はインテリジェント・バス・マ
スタリングを介して、システム・メモリ１０６にアクセスしてよい。

【００３３】 アプリケーション・プログラミング・インタフェース（ＡＰＩ）、例えばＯｐ
ｅｎＧＬ（登録商標）（シリコン・グラフィックス社の登録商標）又はＪａｖａ
３Ｄ（商標）（サン・マイクロシステムス社の商標）に準拠したグラフィックス
・アプリケーション・プログラムは、ホストＣＰＵ１０２上で実行されて、投影
装置ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌ及び／又はディスプレイ装置８４上に出力される幾何学的プ
リミティブ、例えばポリゴンを定義するコマンド及びデータを生成してよい。ホ
ストＣＰＵ１０２は、このグラフィックス・データをシステム・メモリ１０６へ
転送してよい。その後で、ホストＣＰＵ１０２は、システム・バス１０４を介し
て、グラフィックス・データをグラフィックス・システム１１２へ転送してよい
。他の実施形態では、グラフィックス・システム１１２は、ＤＭＡアクセス・サ
イクルを使用して、システム・メモリ１０６からジオメトリ・データ配列を読み
出してよい。更に他の実施形態では、グラフィックス・システム１１２は、ダイ
レクト・ポート、例えばインテル社から公表されている先進グラフィックス・ポ
ート（ＡＧＰ）を介して、システム・メモリ１０６へ結合されてよい。

【００３４】 グラフィックス・システム１１２は、ホストＣＰＵ１０２、システム・メモリ
１０６又は他のメモリ、外部源、例えばネットワーク（例えばインターネット）
又は放送媒体（例えばテレビ）を含む様々な源からグラフィックス・データを受
け取ってよい。

【００３５】 後で説明するように、グラフィックス・システム１１２は、より効率的なマイ
クロコード制御を可能にするように構成されてよい。このマイクロコード制御は
、ホストＣＰＵ１０２によって生成されたポリゴンに対応する到着カラー値を処
理するときのパフォーマンスを増大させる結果となる。

【００３６】 グラフィックス・システム１１２は、コンピュータ・システム８０の一部分と
して図示されているが、グラフィックス・システム１１２は、独立型装置として
構成されてもよい。更に、グラフィックス・システム１１２は、シングル・チッ
プ・デバイスとして、又はシステム・オン・ア・チップ又はマルチチップ・モジ
ュールの一部分として構成されてよい。

【００３７】 グラフィックス・システム１１２は、様々なシステムに含まれてよい。このよ
うなシステムとして、ネットワークＰＣ、インターネット機器、テレビ（ＨＤＴ
Ｖシステム又はインタラクティブ・テレビジョン・システムを含む）、携帯情報
端末（ＰＤＡ）、又は２Ｄ及び／又は３Ｄグラフィックスを表示する他の装置が
ある。

【００３８】 更に後で説明するように、コンピュータ・システム８０内の３Ｄグラフィック
ス・システムは、投影装置ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌ及び／又はディスプレイ装置８４によ
って表示される画像の品質及びリアリズムを改善するため、スーパサンプリング
・サンプル・バッファ及び複数のプログラム可能サンプル・ピクセル計算ユニッ
トを含む。各々のサンプル・ピクセル計算ユニットは、サンプル・バッファ内の
サンプルに基づいてピクセル値（例えば、赤、緑、及び青の値）を生成するフィ
ルタ（即ち、畳み込み）パイプライン又は他のハードウェアを含んでよい。各々
のサンプル・ピクセル計算ユニットは、サンプル・バッファからサンプルを獲得
して、ピクセル値を生成してよい。このピクセル値は、投影装置ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌ 又はディスプレイ装置８４の任意のものへ与えられる。サンプル・ピクセル計算
ユニットは、「リアルタイム」又は「オンザフライ」様式で動作してよい。

【００３９】 ここで使用される「フィルタ」及び「畳み込み」の用語は、互換的に使用され
る。ここで使用される「リアルタイム」の用語は、投影装置ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌ又は
ディスプレイ装置８４のリフレッシュ・レートで、又はそれに近いレートで実行
されるプロセス又は動作を意味する。「オンザフライ」の用語は、表示された運
動が滑らかに見えて（即ち、運動融合）光の強度が連続して見える（即ち、フリ
ッカ融合）ために必要な最小レートに近いレート、又はそれを超えるレートで画
像を生成するプロセス又は動作を意味する。これらの概念は、文献「空間視覚」
（”Ｓｐａｔｉａｌ Ｖｉｓｉｏｎ” ｂｙ Ｒｕｓｓｅｌ Ｌ．Ｄｅ Ｖａｌ
ｏｉｓ ａｎｄ Ｋａｒｅｎ Ｋ． Ｄｅ Ｖａｌｏｉｓ， Ｏｘｆｏｒｄ Ｕ
ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ， １９８８）で、詳細に説明されている。

【００４０】 グラフィックス・システム−図３Ｂ 図３Ｂは、本発明に従ったグラフィックス・システム１１２の１つの実施形態
のブロック図を示す。グラフィックス・システム１１２は、グラフィックス処理
ユニット（ＧＰＵ）９０、１つ又は複数のスーパサンプリング・サンプル・バッ
ファ１６２、及び１つ又は複数のサンプル・ピクセル計算ユニット１７０−１〜
１７０−Ｖを含んでよい。更に、グラフィックス・システム１１２は、１つ又は
複数のディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１７８−１〜１７８−Ｌを含んで
よい。グラフィックス処理ユニット９０は、プロセッサ・テクノロジの任意の組
み合わせを含んでよい。例えば、グラフィックス処理ユニット９０は、専門化さ
れたグラフィックス・プロセッサ又は計算ユニット、マルチメディア・プロセッ
サ、ＤＳＰ、又は汎用プロセッサを含んでよい。

【００４１】 １つの実施形態では、グラフィックス処理ユニット９０は、１つ又は複数のレ
ンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄを含んでよい。更に、グラフィックス
処理ユニット９０は、１つ又は複数の制御ユニット１４０、１つ又は複数のデー
タ・メモリ１５２Ａ〜１５２Ｄ、及び１つ又は複数のスケジュール・ユニット１
５４を含んでよい。サンプル・バッファ１６２は、１つ又は複数のサンプル・メ
モリ１６０Ａ〜１６０Ｎを含んでよい。

【００４２】 Ａ．制御ユニット１４０ 制御ユニット１４０は、グラフィックス・システム１１２とコンピュータ・シ
ステム８０との間のデータ転送を制御することによって、グラフィックス・シス
テム１１２とコンピュータ・システム８０との間のインタフェースとして動作す
る。２つ以上のレンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄを含むグラフィック
ス・システム１１２の実施形態において、制御ユニット１４０は、コンピュータ
・システム８０から受け取られたデータ・ストリームを、個々のレンダリング・
ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄへ回送されるように、対応する数の並列ストリーム
へ分割してよい。グラフィックス・データは、コンピュータ・システム８０から
圧縮形式で受け取られてよい。グラフィックス・データの圧縮は、コンピュータ
・システム８０とグラフィックス・システム１１２との間で必要な転送帯域幅を
有利に減少させるかもしれない。１つの実施形態において、制御ユニット１４０
は、受け取られたデータ・ストリームを分割して、圧縮形式でレンダリング・ユ
ニット１５０Ａ〜１５０Ｄへ回送するように構成されてよい。

【００４３】 グラフィックス・データは、１つ又は複数のグラフィックス・プリミティブを
含んでよい。ここで使用されるグラフィックス・プリミティブの用語は、ポリゴ
ン、パラメトリック曲面、スプライン、ＮＵＲＢＳ（非一様有理Ｂスプライン）
、細分サーフェイス、フラクタル、ボリューム・プリミティブ、及びパーティク
ル・システムを含む。これらのグラフィックス・プリミティブは、「コンピュー
タ・グラフィックス：原理と実際」（”Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ：
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ”ｂｙ Ｊａｍｅｓ Ｄ．
Ｆｏｌｅｙ， ｅｔ ａｌ．， ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ａｄｄｉｓｏｎ−
Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．， Ｉｎｃ．， １９９６）と題
する文献で詳細に説明されている。

【００４４】 本発明で説明される本発明の実施形態及び例は、簡便性のためにポリゴンの用
語を使用して説明されることに注意されたい。しかし、これらの実施形態及び例
では、ポリゴンの代わりに、任意のタイプのグラフィックス・プリミティブが使
用されてよい。

【００４５】 Ｂ．レンダリング・ユニット レンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄ（本発明ではドロー・ユニットと
も呼ばれる）は、制御ユニット１４０からグラフィックス命令及びデータを受け
取って、実際の実現方法に依存する多くの機能を実行する。例えば、レンダリン
グ・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄは、解凍（もし受け取られたグラフィックス・
データが圧縮形式で与えられるならば）、変換、クリッピング、ライティング、
テクスチャリング、深度キューイング、透明度処理、セットアップ、可視オブジ
ェクトの決定、及びグラフィックス・データ内で生じる様々なグラフィックス・
プリミティブの仮想スクリーン・レンダリングを実行するように構成されてよい
。

【００４６】 受け取られた圧縮グラフィックス・データのタイプに依存して、レンダリング
・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄは、算術デコーディング、ランレングス・デコー
ディング、ハフマン・デコーディング、及び辞書デコーディング（例えば、ＬＺ
７７、ＬＺＳＳ、ＬＺ７８、及びＬＺＷ）を実行するように構成されてよい。他
の実施形態では、レンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄは、ジオメトリ圧
縮を使用して圧縮されたグラフィックス・データをデコードするように構成され
てよい。３Ｄグラフィックス・データのジオメトリ圧縮は、画像品質の大部分を
維持しながら、データ・サイズの著しい縮小を達成するかもしれない。３Ｄジオ
メトリを圧縮及び解凍する２つの方法が、次の文献に説明されている。 米国特許第５、７９３、３７１号、出願番号第０８／５１１，２９４号、「３
次元グラフィックス・データのジオメトリ圧縮方法及び装置」（Ｍｅｔｈｏｄ
Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｃｏｍｐｒｅｓｓ
ｉｏｎ Ｏｆ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｄａ
ｔａ）１９９５年８月４日出願、代理人５１８１−０５９００番、及び 米国特許出願第０９／０９５，７７７号、「グラフィカル・オブジェクトの規
則的にタイルされたサーフェイス部分を表す３次元ジオメトリ・データの圧縮」
（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｇｅ
ｏｍｅｔｒｙ Ｄａｔａ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ ａ Ｒｅｇｕｌａｒｌｙ
Ｔｉｌｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｇｒａｐｈｉｃａ
ｌ Ｏｂｊｅｃｔ）１９９８年６月１１日出願、代理人５１８１−０６６０２番
。 解凍をサポートするグラフィックス・システム１１２の実施形態において、各々
のレンダリング・ユニット１５０によって受け取られたグラフィックス・データ
は、１つ又は複数のグラフィックス「プリミティブ」へ解凍され、続いて、これ
らのプリミティブがレンダリングされてよい。プリミティブの用語は、オブジェ
クトの形を定義するオブジェクトの構成要素（例えば、点、線、三角形、２次元
又は３次元のポリゴン、多面体、ボクセル、又は３次元の自由形式サーフェイス
）を意味する。各々のレンダリング・ユニット１５０は、高パフォーマンス・プ
ロセッサの任意適切なタイプ（例えば、専門化されたグラフィックス・プロセッ
サ又は計算ユニット、マルチメディア・プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ
、又は汎用プロセッサ）であってよい。

【００４７】 変換とは、プリミティブ、又はプリミティブのセットを含むオブジェクトへ幾
何学的操作を適用することを意味する。例えば、ローカル座標系内の頂点のセッ
トによって表されたオブジェクトは、平行移動、回転、及びスケーリング変換の
適切なシーケンスを使用して、任意の位置、方向、及びサイズを有するようにワ
ールド空間の中に埋め込まれてよい。更に、変換は、反転、スキューイング、又
は任意の他のアフィン変換を含んでよい。更に、一般的には、変換は非線形操作
を含んでよい。

【００４８】 ライティングとは、オブジェクトの照明を計算することである。ライティング
計算は、カラー及び／又は輝度を、オブジェクト、又はオブジェクト上の選択さ
れた点（例えば、頂点）へ割り当てる結果を生じる。使用されるシェーディング
・アルゴリズム（例えば、コンスタント、グーロー、又はフォンのシェーディン
グ）に依存して、多数の異なった位置でライティングが評価されてよい。例えば
、もしコンスタント・シェーディングが使用されるならば（即ち、ライティング
されたポリゴンの面は一定の照明値を割り当てられ）、ライティングはポリゴン
当たり１回計算されるだけでよい。もしグーロー・シェーディングが使用される
ならば、ライティングは頂点当たり１回計算される。フォン・シェーディングは
、サンプル・ベースでライティングを計算する。

【００４９】 クリッピングとは、ワールド空間内の３Ｄビュー・ボリュームの外側にあるグ
ラフィックス・プリミティブ、又はその一部分の除去を意味する。３Ｄビュー・
ボリュームは、ワールド空間内に位置する仮想の観察者に見えるワールド空間部
分を表してよい。例えば、ビュー・ボリュームは、２Ｄビュー・ウィンドウ及び
ワールド空間内に置かれた観察地点によって生成されたソリッド錐体であってよ
い。ソリッド錐体は、観察地点から発散してビュー・ウィンドウを通る全ての射
線の合併と考えてよい。観察地点は、仮想の観察者のワールド空間位置を表して
よい。３Ｄビュー・ボリュームの外側にあるプリミティブ、又はその一部分は、
現在は見ることができず、それ以上の処理から除外されてよい。３Ｄビュー・ボ
リュームの外側にあるプリミティブ、又はその一部分は、２Ｄビュー・ウィンド
ウへの投影候補である。

【００５０】 クリッピング及び投影計算を単純化するため、プリミティブは、ここではビュ
ーポート座標系と呼ばれる第２の、より便利な座標系へ変換されてよい。ビュー
ポート座標では、ビュー・ボリュームは、クリッピングに便利な標準的３Ｄビュ
ーポートへマップされる。セットアップの用語は、このようにグラフィックス・
プリミティブをビューポート座標へマップすることを意味する。

【００５１】 クリッピング計算を乗り切ったグラフィックス・プリミティブ、又はプリミテ
ィブの一部分は、可視性決定の結果に依存して、２Ｄビューポートの上に投影さ
れてよい。３Ｄ内でクリッピングする代わりに、グラフィックス・プリミティブ
は、２Ｄビュー平面（これは２Ｄビューポートを含む）上に投影されてよく、そ
れから２Ｄビューポートに関してクリッピングされる。

【００５２】 仮想表示レンダリングとは、グラフィックス・プリミティブの投影に使用され
るサンプルを生成するために実行される計算を意味する。例えば、３Ｄにおける
三角形の頂点が、２Ｄビューポート上に投影されてよい。投影された三角形はサ
ンプルで占拠されてよく、値（例えば、赤、緑、青、及びｚ値）は、投影された
頂点に対して既に決定された対応値に基づいてサンプルへ割り当てられてよい。
例えば、投影された三角形における各々のサンプルの赤の値は、頂点の既知の赤
の値から補間されてよい。投影された三角形に対するこれらのサンプル値は、サ
ンプル・バッファ１６２内に記憶されてよい。実施形態に依存して、サンプル・
バッファ１６は、更に、各々のサンプルのためにｚ値を記憶する。このｚ値は、
深度バッファリングを含む多くの理由のために、サンプルと共に記憶される。連
続したプリミティブのためのサンプルがレンダリングされるにつれて、仮想の画
像がサンプル・バッファ１６２内に累積する。従って、２Ｄビューポートは、仮
想の画像がレンダリングされる仮想スクリーンと呼ばれる。仮想の画像を含むサ
ンプル値は、サンプル・バッファ１６２の中へ記憶される。２Ｄビューポート内
の点は、仮想スクリーン座標Ｘ及びＹに関して描かれ、仮想スクリーン空間に存
在すると呼ばれる。

【００５３】 仮想画像が完了したとき、例えば、全てのグラフィックス・プリミティブがレ
ンダリングされたとき、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、仮想画像を
含むサンプルにアクセスして、サンプルをフィルタし、ピクセル値を生成してよ
い。言い換えれば、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、畳み込みカーネ
ルｆ（Ｘ，Ｙ）に関して仮想画像の空間畳み込みを実行し、ピクセル値を生成し
てよい。例えば、ピクセルＰの赤値Ｒｐは、次の関係に基づいて仮想スクリーン
空間内の任意の位置（Ｘ_ｐ，Ｙ_ｐ）で計算されてよい。 ここで、総和は、位置（Ｘ_ｐ，Ｙ_ｐ）の近傍にあるサンプル（Ｘ_ｋ，Ｙ_ｋ）で評
価される。畳み込みカーネルｆ（Ｘ，Ｙ）は原点の近傍でのみ非ゼロであるから
、変位したカーネルｆ（Ｘ−Ｘ_ｐ，Ｙ−Ｙ_ｐ）は、位置（Ｘ_ｐ，Ｙ_ｐ）の近傍で
のみ非ゼロ値を取ってよい。値Ｅは、次の関係に従って計算される正規化値であ
る。 ここで、総和は、前記と同じ近傍で評価される。正規化値Ｅの総和は、赤のピク
セル値Ｒｐの総和と並列に実行されてよい。位置（Ｘ_ｐ，Ｙ_ｐ）はピクセルの中
心又はピクセル原点と呼ばれる。畳み込みカーネルｆ（Ｘ，Ｙ）が原点（０，０
）に関して対称である場合、ピクセル中心の用語が使用されてよい。

【００５４】 ピクセル値は、投影スクリーンＳＣＲ上で表示するため投影装置ＰＤ_１〜ＰＤ _Ｌ へ与えられてよい。投影装置の各々は、統合された画像ＩＭＧの一部分を生成
する。更に、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、ディスプレイ装置８４
上で表示されるピクセル値を生成してよい。

【００５５】 図３に示されたグラフィックス・システム１１２の実施形態において、レンダ
リング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄは、ピクセル値の代わりにサンプル値を計
算する。これは、レンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄがスーパサンプリ
ングを実行すること、即ち、ピクセル当たり複数のサンプルを計算することを可
能にする。本発明に関連するスーパサンプリングは、後で詳細に説明される。ス
ーパサンプリングの詳細は、文献「ディジタル画像合成の原理」（”Ｐｒｉｎｃ
ｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ” ｂｙ
Ａｎｄｒｅｗ Ｇｌａｓｓｎｅｒ， １９９５， Ｍｏｒｇａｎ Ｋａｕｆｍ
ａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ （Ｖｏｌｕｍｅ １））、及び「レンダーマンの
友」（”Ｒｅｎｄｅｒｍａｎ Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ” ｂｙ Ｓｔｅｖｅ Ｕｐ
ｓｔｉｌｌ， １９９０， Ａｄｄｉｓｏｎ Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓｈｉ
ｎｇ）に説明されている。

【００５６】 サンプル・バッファ１６２はダブルバッファされてよく、従って、レンダリン
グ・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄが第１の仮想画像のためにサンプルをサンプル
・バッファ１６２の第１の部分へ書き込む間に、第２の仮想画像が、サンプル・
ピクセル計算ユニット１７０によってサンプル・バッファ１６２の第２の部分か
ら同時に読み出されてよい。

【００５７】 ２Ｄビューポート、及びサンプルを使用してサンプル・バッファ１６２の中へ
レンダリングされる仮想画像は、統合された画像ＩＭＧ又はディスプレイ画像Ｄ
ＩＭとして物理的に表示される領域よりも大きい領域に対応してよい。例えば、
２Ｄビューポートは、可視サブウィンドウを含んでよい。可視サブウィンドウは
、統合された画像ＩＭＧ及び／又はディスプレイ画像ＤＩＭに対応してよく、そ
の一方で、２Ｄビューポートの縁の領域（可視サブウィンドウの外側）は、様々
な効果、例えばパンニング及びズーミングを可能にしてよい。言い換えれば、可
視サブウィンドウ内に位置する仮想画像の部分のみが、物理的に表示される。１
つの実施形態において、可視サブウィンドウは、２Ｄビューポートの全体に等し
い。この場合、仮想画像の全部が物理的に表示される。

【００５８】 レンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄは、より小さくて専門化された多
数の機能ユニット、例えば１つ又は複数のセットアップ／解凍ユニット、及び１
つ又は複数のライティング・ユニットを含んでよいことに注意されたい。

【００５９】 Ｃ．データ・メモリ 各々のレンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄは、命令及びデータ・メモ
リ１５２Ａ〜１５２Ｄの対応するものへ結合されてよい。１つの実施形態におい
て、各々のメモリ１５２Ａ〜１５２Ｄは、レンダリング・ユニット１５０Ａ〜１
５０Ｄの対応するもののために、データ及び命令の双方を記憶するように構成さ
れてよい。実現方法は多様であるが、１つの実施形態において、各々のデータ・
メモリ１５２Ａ〜１５２Ｄは、２つの８ＭバイトＳＤＲＡＭを含んでよく、各々
のレンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄのために、トータルで１６Ｍバイ
トのストレージを提供する。他の実施形態では、各々のレンダリング・ユニット
の解凍及びセットアップ動作をサポートするために、ＲＤＲＡＭ（ラムバスＤＲ
ＡＭ）が使用されてよく、その一方で、各々のレンダリング・ユニットのドロー
機能をサポートするために、ＳＤＲＡＭが使用されてよい。データ・メモリ１５
２Ａ〜１５２Ｄは、テクスチャ及びレンダリング・メモリ１５２Ａ〜１５２Ｄと
呼ばれてもよい。

【００６０】 Ｄ．スケジュール・ユニット レンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄとサンプル・メモリ１６０Ａ〜１
６０Ｎとの間に、スケジュール・ユニット１５４が結合されてよい。スケジュー
ル・ユニット１５４は、完了したサンプルを順番に並べて、それらをサンプル・
メモリ１６０Ａ〜１６０Ｎに記憶するように構成される。より大きな構成では、
多数のスケジュール・ユニット１５４が、並列に使用されてよいことに注意され
たい。１つの実施形態では、スケジュール・ユニット１５４は、クロスバ・スイ
ッチとして実現されてよい。

【００６１】 Ｅ．サンプル・メモリ スーパサンプリング・サンプル・バッファ１６２は、サンプル・メモリ１６０
Ａ〜１６０Ｎを含む。サンプル・メモリ１６０Ａ〜１６０Ｎは、レンダリング・
ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄによって生成された複数のサンプルを記憶するよう
に構成される。ここで使用される「サンプル・バッファ」の用語は、サンプルを
記憶する１つ又は複数のメモリを意味する。前述したように、サンプルは、各々
の出力ピクセルを形成するためにフィルタされてよい。出力ピクセル値は、投影
スクリーンＳＣＲ上に表示するため投影装置ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌへ提供されてよい。
更に、出力ピクセル値は、ディスプレイ装置８４へ提供されてよい。サンプル・
バッファ１６２は、ピクセル解像度に関してスーパサンプリング、クリティカル
・サンプリング、又はサブサンプリングをサポートするように構成されてよい。
言い換えれば、仮想画像（サンプル・バッファ１６２内に記憶されている）にお
けるサンプル（Ｘ_ｋ，Ｙ_ｋ）間の平均距離は、仮想スクリーン空間内のピクセル
中心間の平均距離よりも小さいか、等しいか、大きくてよい。更に、畳み込みカ
ーネルｆ（Ｘ，Ｙ）は、幾つかのピクセル中心にまたがる近傍で非ゼロの関数値
を取ってよいから、単一のサンプルが幾つかの出力ピクセル値へ寄与してよい。

【００６２】 サンプル・メモリ１６０Ａ〜１６０Ｎは、様々なサイズ及び様々なタイプのメ
モリ（例えば、ＳＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ、３ＤＲＡＭ、又は次世代３
ＤＲＡＭ）を含んでよい。１つの実施形態において、各々のスケジュール・ユニ
ット１５４は、サンプル・メモリの４つのバンクへ結合される。ここで、各々の
バンクは、４つの３ＤＲＡＭ−６４メモリを含む。３ＤＲＡＭ−６４メモリは、
一緒になって、ピクセル当たり多数のサンプルを記憶する１１６ビット深度のス
ーパサンプリング・サンプル・バッファを形成してよい。例えば、１つの実施形
態において、各々のサンプル・メモリ１６０Ａ〜１６０Ｎは、ピクセル当たり１
６までのサンプルを記憶してよい。

【００６３】 ３ＤＲＡＭ−６４メモリは、１チップ内でシングルバッファされるＺと共にを
使用して完全内部ダブル・バッファリングをサポートするように構成された特殊
メモリである。ダブルバッファされる部分は、２つのＲＧＢＸバッファを含む。
ここで、Ｘは他の情報（例えば、アルファ）を記憶するために使用されることの
できる第４のチャネルである。更に、３ＤＲＡＭ−６４メモリはルックアップ・
テーブルを有する。ルックアップ・テーブルはウィンドウＩＤ情報を取り入れ、
どのバッファの内容が出力されるかを選択する内部２−１又は３−１マルチプレ
クサを制御する。３ＤＲＡＭ−６４メモリは、間もなく三菱電機の半導体グルー
プから発売される次世代３ＤＲＡＭメモリである。１つの実施形態において、組
み合わせて使用される４つのチップは、ダブルバッファされる１２８０×１０２
４スーパサンプリング・サンプル・バッファを作り出すのに十分である。

【００６４】 ３ＤＲＡＭ−６４メモリは内部的にダブルバッファされるので、ダブルバッフ
ァ・システムにおける２つのフレーム・バッファの各々の入力ピンは、タイム・
マルチプレックスされる（メモリ内のマルチプレクサを使用して）。出力ピンも
同様にタイム・マルチプレックスされてよい。これはピン・カウントの縮小を可
能にするが、依然としてダブルバッファリングの利点を提供する。更に、３ＤＲ
ＡＭ−６４メモりは、ｚ出力ピンを有しないことによって、ピン・カウントを縮
小する。ｚの比較及びメモリ・バッファの選択は内部的に処理されるから、３Ｄ
ＲＡＭ−６４メモリの使用は、サンプル・バッファ１６２の構成を単純化するか
もしれない。例えば、サンプル・バッファ１６２は、３ＤＲＡＭ−６４の出力側
で、選択ロジックを、ほとんど又は全然必要としないかもしれない。更に、３Ｄ
ＲＡＭ−６４メモリは、メモリ帯域幅を縮小する。なぜなら、データを読み出し
、ｚの比較を実行し、それからデータを書き戻す伝統的なプロセスなしに、情報
が３ＤＲＡＭ−６４メモリへ書き込まれてよいからである。それに代わって、デ
ータは３ＤＲＡＭ−６４メモリへ単純に書き込まれ、メモリは、前述したステッ
プを内部的に実行してよい。

【００６５】 しかし、グラフィックス・システム１１２の他の実施形態では、サンプル・バ
ッファ１６２を形成するため他のメモリ（例えば、ＳＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＲＤ
ＲＡＭ、又は現世代の３ＤＲＡＭ）が使用されてよい。

【００６６】 グラフィックス処理ユニット９０は、特定のサンプル位置決め計画（例えば、
正規グリッド、混乱正規グリッドなど）に従って複数のサンプル位置を生成する
ように構成されてよい。代替的に、サンプル位置（又は、サンプル位置を形成す
るため正規グリッド位置へ加えられるオフセット）は、サンプル位置メモリ（例
えば、ＲＡＭ／ＲＯＭテーブル）から読み取られてよい。レンダリングされるポ
リゴンを受け取ると、グラフィックス処理ユニット９０は、サンプル位置に基づ
いて、どのサンプルがポリゴン内に入るかを決定する。グラフィックス処理ユニ
ット９０は、ポリゴン内に入るサンプルをレンダリングし、レンダリングされた
サンプルをサンプル・メモリ１６０Ａ〜１６０Ｎの中に記憶する。ここで使用さ
れるレンダリング及びドローの用語は、互換的に使用され、サンプルのためにカ
ラー値を計算することを意味する。深度値、アルファ値、及び他のサンプル関連
値も、レンダリング又はドローイング・プロセスで計算されてよい。

【００６７】 Ｆ．サンプル・ピクセル計算ユニット サンプル・ピクセル計算ユニット１７０−１〜１７０−Ｖ（集合的にサンプル
・ピクセル計算ユニット１７０と呼ぶ）は、サンプル・メモリ１６０Ａ〜１６０
ＮとＤＡＣ１７８−１〜１７８−Ｌとの間に結合されてよい。サンプル・ピクセ
ル計算ユニット１７０は、ＤＡＣ１７８−１〜１７８−Ｌへ提供される出力ピク
セル値を生成するため、選択されたサンプルをサンプル・メモリ１６０Ａ〜１６
０Ｎから読み取って、そのサンプル上で畳み込み（即ち、フィルタリング動作）
を実行するように構成される。サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、望ま
れる出力のタイプに依存して、異なった時間に異なったフィルタ機能を実行でき
るようにプログラム可能であってよい。１つの実施形態において、サンプル・ピ
クセル計算ユニット１７０は、スーパサンプリング・サンプル・バッファのデー
タ（サンプル・メモリ１６０Ａ〜１６０Ｎに記憶されている）をピクセル値へ変
換するため、５×５スーパサンプリング再構成帯域フィルタを実装してよい。他
の実施形態では、計算ユニット１７０は、出力ピクセルを計算するため、選択さ
れた数のサンプルをフィルタしてよい。選択されたサンプルは、計算されている
ピクセルの中心に関するサンプル位置に基づいてサンプルへ加重を与える空間加
重関数によって乗算されてよい。フィルタリング動作は、様々なフィルタの任意
のものを、単独又は組み合わせて使用してよい。例えば、畳み込み動作は、テン
ト・フィルタ、円形フィルタ、楕円形フィルタ、ミッチェル・フィルタ、帯域フ
ィルタ、同期関数フィルタなどを使用してよい。

【００６８】 更に、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、次の特徴の１つ又は複数を
有するように構成されてよい。即ち、疑似カラー・テーブルを使用するカラー・
ルックアップ、ダイレクト・カラー、逆ガンマ補正、サンプル・ピクセル・フィ
ルタリング、プログラム可能ガンマ・エンコーディング、及びオプションとして
の色空間変換のような特徴である。サンプル・ピクセル計算ユニット１７０の他
の特徴は、プログラム可能ビデオ・タイミング・ジェネレータ、プログラム可能
ピクセル・クロック・シンセサイザ、エッジ・ブレンディング機能、ホットスポ
ット補正機能、色空間、及びクロスバ機能を含んでよい。一度、サンプル・ピク
セル計算ユニットが、各々のピクセルのタイミング及びカラーを処理すると、ピ
クセルはＤＡＣ１７８−１〜１７８−Ｌへ出力される。

【００６９】 Ｇ．ＤＡＣ ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１７８−１〜１７８−Ｌ（集合的にＤ
ＡＣ１７８と呼ぶ）は、グラフィックス・システム１１２の最終出力段階として
動作する。ＤＡＣ１７８は、計算ユニット１７０から受け取られたディジタル・
ピクセル・データをアナログ・ビデオ信号へ変換する。ＤＡＣ１７８−１〜１７
８−Ｌの各々は、投影装置ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌの対応する１つへ結合されてよい。Ｄ
ＡＣ１７８−１は、１つ又は複数の計算ユニット１７０からディジタル・ピクセ
ル・データの第１のストリームを受け取り、第１のストリームを第１のビデオ信
号へ変換する。第１のビデオ信号は、投影装置ＰＤ_１へ提供される。同様に、Ｄ
ＡＣ１７８−１〜１７８−Ｌの各々は、ディジタル・ピクセル・データの対応す
るストリームを受け取り、ディジタル・ピクセル・データのストリームを、対応
するアナログ・ビデオ信号へ変換する。このアナログ・ビデオ信号は、投影装置
ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌの対応する１つへ提供される。

【００７０】 １つの実施形態において、ＤＡＣ１７８は、アナログ・ビデオ信号に代わって
ディジタル・ピクセル・データを出力するため、バイパスされるか完全に省略さ
れてよいことに注意されたい。これは、投影装置ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌが、ディジタル
技術に基づいているとき有用であろう（例えば、ＬＣＤ型ディスプレイ、又はデ
ィジタル・マイクロミラー・ディスプレイ）。

【００７１】 スーパサンプリング−図４〜図５ 図４は、非スーパサンプリングの例における仮想スクリーン空間の一部分を示
す。ドットはサンプル位置を示し、仮想スクリーン空間上に重畳された長方形ボ
ックスは、ピクセル境界を定義する。１つのサンプルが各々のピクセルの中心に
置かれ、赤、緑、青、ｚなどの値が、サンプルについて計算される。例えば、サ
ンプル７４は、ピクセル７０の中心に割り当てられる。レンダリング・ユニット
１５０は、ピクセル当たり１つだけのサンプルについて値を計算してよいが、更
に、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、例えば、サポートが幾つかのピ
クセルにまたがる畳み込みフィルタを使用することによって、複数のサンプルに
基づく出力ピクセル値を計算してよい。

【００７２】 ここで図５Ａを参照すると、スーパサンプリングの１つの実施形態が例示され
る。この実施形態では、ピクセル当たり２つのサンプルが計算される。サンプル
は、正規グリッドに従って分布している。図ではピクセルの数よりも多いサンプ
ルが存在するが、例えば、各々のピクセルの中心に最も近いサンプルを除き全て
のサンプルを放棄し、ピクセル当たり１つのサンプルを使用することによって、
出力ピクセル値を計算することができる。しかし、多数のサンプルに基づいてピ
クセル値を計算することから、多くの利点が生じる。

【００７３】 サポート領域７２は、ピクセル７０の上に重畳し、ピクセル７０に局限される
フィルタのサポートを示す。フィルタのサポートは、フィルタ（即ち、フィルタ
・カーネル）が非ゼロ値を取る位置の集合である。この例では、サポート領域７
２は円形ディスクである。ピクセル７０の出力ピクセル値（例えば、赤、緑、青
、及びｚ値）は、サンプル７４Ａ及び７４Ｂによってのみ決定される。なぜなら
、これらのサンプルのみが、サポート領域７２内に入るサンプルだからである。
このフィルタリング動作は、表示される画像内の急峻なエッジを滑らかにする（
即ち、アンチエイリアシングを実行する）ことによって、表示される画像のリア
リズムを有利に改善するであろう。フィルタリング動作は、サンプル７４Ａ〜７
４Ｂの値を単純に平均してピクセル７０の対応する出力値を形成するか、サンプ
ル７４Ｂ（ピクセル７０の中心にある）の寄与分を増大して、サンプル７４Ａ（
即ち、ピクセル７０の中心から遠いサンプル）の寄与分を減少してよい。サポー
ト領域７２の中心が、計算されているピクセルの中心位置と一致するように、フ
ィルタ、従ってサポート領域７２が、計算されている各々の出力ピクセルのため
に再配置される。他のフィルタ及びフィルタ位置決め計画も可能であり予想され
る。

【００７４】 図５Ａの例では、ピクセル当たり２つのサンプルが存在する。しかし、一般的
に、サンプル数をピクセル数に関連づける要件は存在しない。サンプル数は、ピ
クセル数と完全に独立であってよい。例えば、サンプル数は、ピクセル数よりも
小さくてよい。（これは、サブサンプリングを定義する条件である）。

【００７５】 ここで図５Ｂを参照すると、スーパサンプリングの他の実施形態が示される。
この実施形態では、サンプルはランダムに配置される。従って、出力ピクセル値
を計算するために使用されるサンプルの数は、ピクセルごとに変化してよい。レ
ンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄは、各々のサンプル位置でカラー情報
を計算する。

【００７６】 リアルタイムのサンプル・ピクセル計算に関係するスーパサンプリング・サンプ
ル・バッファ − 図６〜図１０ 図６は、グラフィックス・システム１１２の１つの実施形態を通るデータ・フ
ローに対する１つの可能な構成を示す。図示されるように、ジオメトリ・データ
３５０は、グラフィックス・システム１１２によって受け取られ、ドロー・プロ
セス３５２を実行するために使用される。ドロー・プロセス３５２は、制御ユニ
ット１４０、レンダリング・ユニット１５０、データ・メモリ１５２、及びスケ
ジュール・ユニット１５４の１つ又は複数によって実現される。ジオメトリ・デ
ータ３５０は、１つ又は複数のポリゴンのデータを含む。各々のポリゴンは複数
の頂点（例えば、三角形の場合、３つの頂点）を含み、或る頂点は多数のポリゴ
ンによって共有されてよい。データ、例えばｘ、ｙ、ｚ座標、カラー・データ、
ライティング・データ、及びテクスチャ・マップ情報が、各々の頂点のために含
まれてよい。

【００７７】 頂点データに加えて、ドロー・プロセス３５２（これはレンダリング・ユニッ
ト１５０Ａ〜１５０Ｄによって実行されてよい）は、更に、サンプル位置メモリ
３５４からサンプル位置情報を受け取る。サンプル位置情報は、仮想スクリーン
空間、即ち２Ｄビューポート内のサンプルの位置を定義する。ドロー・プロセス
３５２は、現在レンダリングされているポリゴンの中に入るサンプルを選択し、
ポリゴン内のサンプルの位置に基づいて、サンプルの各々のために値（例えば、
赤、緑、青、ｚ、アルファ、及び／又はフィールド深度情報）のセットを計算す
る。例えば、三角形の中に入るサンプルのｚ値が、３つの頂点の既知のｚ値から
補間されてよい。計算されたサンプル値の各々のセットは、サンプル・バッファ
１６２の中に記憶される。

【００７８】 １つの実施形態において、サンプル位置メモリ３５４は、レンダリング・ユニ
ット１５０Ａ〜１５０Ｄの中に実現される。他の実施形態において、サンプル位
置メモリ３５４は、メモリ１５２Ａ〜１５２Ｄの一部分として実現されるか、別
個のメモリとして実現されてよい。

【００７９】 サンプル位置メモリ３５４は、サンプルの仮想スクリーン座標（Ｘ，Ｙ）に関
するサンプル位置を記憶してよい。代替的に、サンプル位置メモリ３５４は、正
規グリッド上の位置に関してサンプルのオフセットｄＸ及びｄＹのみを記憶する
ように構成されてよい。オフセットのみの記憶は、各々のサンプルについて座標
（Ｘ，Ｙ）の全体を記憶することよりも、少ない記憶空間を使用するかもしれな
い。サンプル位置メモリ３５４に記憶されたサンプル位置情報は、専用のサンプ
ル位置計算ユニット（図示されていない）によって読み取られ、グラフィックス
処理ユニット９０のためにサンプル位置を計算するように処理されてよい。サン
プル位置の計算に関する詳細情報は、この後で説明される（図９及び図１０の説
明を参照されたい）。

【００８０】 他の実施形態において、サンプル位置メモリ３５４は、乱数のテーブルを記憶
するように構成されてよい。更に、サンプル位置メモリ３５４は、１つ又は複数
の異なったタイプの正規グリッドを生成する専用ハードウェアを含んでよい。こ
のハードウェアはプログラム可能であってよい。記憶された乱数は、ハードウェ
アによって生成された正規グリッド位置へオフセットとして加えられてよい。１
つの実施形態において、サンプル位置メモリ３５４は、多数の異なった方法で乱
数テーブルをアクセス又は「展開」するようにプログラム可能であってよい。そ
れによって、サンプル位置メモリ３５４は、乱数テーブルの所与の長さに対して
、より明白な無作為性を提供してよい。従って、サンプル位置オフセットの単純
な反復によって可視アーチファクトを生成することなく、より小さなテーブルを
使用してよい。

【００８１】 サンプル・ピクセル計算プロセス３６０は、ドロー・プロセス３５２と同じサ
ンプル位置を使用する。従って、１つの実施形態において、サンプル位置メモリ
３５４は、ドロー・プロセス３５２のためにサンプル位置を計算するためランダ
ムなオフセットのシーケンスを生成してよく、続いてサンプル・ピクセル計算プ
ロセス３６０のために同じサンプル位置を計算するためランダムなオフセットの
同じシーケンスを生成してよい。言い換えれば、乱数テーブルの展開は反復可能
であってよい。従って、ドロー・プロセス３５２のためにサンプル位置を生成し
た時点でサンプル位置を記憶することは必要でないかもしれない。

【００８２】 図６に示されるように、サンプル位置メモリ３５４は、多数の異なった計画、
例えば正規正方形グリッド、正規六角形グリッド、混乱正規グリッド、ランダム
（統計的）分散に従って生成されたサンプル・オフセットを記憶するように構成
されてよい。グラフィックス・システム１１２は、オペレーティング・システム
、デバイス・ドライバ、又はジオメトリ・データ３５０から、どのタイプのサン
プル位置決め計画が使用されるべきかを示す表示を受け取ってよい。従って、サ
ンプル位置メモリ３５４は、１つ又は複数の異なった計画に従って位置情報を生
成するように構成可能又はプログラム可能である。幾つかのサンプル位置決め計
画に関する詳細情報は、更に後で説明される（図８の説明を参照）。

【００８３】 １つの実施形態において、サンプル位置メモリ３５４は、確率的に決定された
サンプル・ポイント又はサンプル・オフセットを含むＲＡＭ／ＲＯＭを含んでよ
い。従って、仮想スクリーン空間内のサンプルの密度は、小さな目盛りで観察し
たとき均一ではないかもしれない。仮想スクリーン空間内の異なった位置に中心
を有する等しい面積の２つのビンは、異なった数のサンプルを含んでよい。ここ
で使用される「ビン」の用語は、仮想スクリーン空間内の領域又は区域を意味す
る。

【００８４】 ビンの配列が、仮想スクリーン空間、即ち２Ｄビューポートの上に重畳されて
よく、サンプル・バッファ１６２内のサンプルの記憶は、ビンに関して組織され
てよい。サンプル・バッファ１６２は、ビンに対応するメモリ・ブロックの配列
を含んでよい。各々のメモリ・ブロックは、対応するビンの中に入るサンプルの
ためにサンプル値（例えば、赤、緑、青、ｚ、アルファなど）を記憶してよい。
サンプルの近似的位置は、サンプルが存在するビンによって与えられる。メモリ
・ブロックは、仮想スクリーン空間内の対応するビン位置から容易に計算可能な
アドレスを有してよい。その逆でもよい。従って、ビンの使用は、サンプル・バ
ッファ１６２内のサンプル値の記憶及びアクセスを簡単にするかもしれない。

【００８５】 ビンは、正規配列、例えば正方形配列、長方形配列、三角形配列、六角形配列
として、又は不規則配列として、２Ｄビューポートをタイルしてよい。ビンは、
多様なサイズと形状で起こってよい。サイズ及び形状はプログラム可能である。
ビンを占拠してよいサンプルの最大数は、対応するメモリ・ブロックに割り振ら
れた記憶空間によって決定される。サンプルのこの最大数は、ここではビン・サ
ンプル容量、又は単にビン容量と呼ばれる。ビン容量は、様々な値であってよい
。ビン容量値はプログラム可能であってよい。今から、仮想スクリーン空間内の
ビンに対応するサンプル・バッファ１６２内のメモリ・ブロックは、メモリ・ビ
ンと呼ぶことにする。

【００８６】 ビン内の各々のサンプルの特定の位置は、ＲＡＭ／ＲＯＭテーブル内のサンプ
ルのオフセット、即ちビン位置（例えば、ビンの下方左側コーナー、又は中心な
ど）に関するサンプルのオフセットを、ルックアップすることによって決定され
てよい。しかし、実現方法に依存して、ビン容量の全ての選択が、ＲＡＭ／ＲＯ
Ｍテーブル内にオフセットの固有なセットを記憶される必要はない。第１のビン
容量値に対するオフセットは、第２の、より大きなビン容量値に対して記憶され
たオフセットのサブセットをアクセスすることによって決定されてよい。１つの
実施形態において、各々のビン容量値は、少なくとも４つの異なったサンプル位
置決め計画をサポートする。異なったサンプル位置決め計画の使用は、サンプル
位置の反復による最終の画像アーチファクトを縮小するであろう。

【００８７】 １つの実施形態において、サンプル位置メモリ３５４は、８ビット数のペアを
記憶してよい。各々のペアは、ｘオフセット及びｙオフセットを含む。（他のオ
フセットも可能である。例えば、タイム・オフセット、ｚオフセットなど）。各
々のペアは、ビン位置へ加えられたとき、仮想スクリーン空間、即ち２Ｄビュー
ポート内の特定の位置を定義する。読み出しアクセス時間を改善するため、サン
プル位置メモリ３５４は、メモリが読み出しサイクル当たり２つ以上のサンプル
位置を出力できるように、幅広／並列様式に構成されてよい。

【００８８】 一度、サンプル位置がサンプル位置メモリ３５４から読み出されると、ドロー
・プロセス３５２は、現在レンダリングされているポリゴンの中に入るサンプル
を選択する。次に、ドロー・プロセス３５２は、これらのサンプルの各々につい
てｚ及びカラー情報（これは、アルファ又は他のフィールド深度情報値を含んで
よい）を計算し、データをサンプル・バッファ１６２の中に記憶する。１つの実
施形態において、サンプル・バッファ１６２は、ｚ値（そして多分、アルファ値
）を単にシングルバッファしてよく、その一方で、カラーのような他のサンプル
成分をダブルバッファしてよい。従来技術のシステムとは異なり、グラフィック
ス・システム１１２は、全てのサンプルについてダブルバッファリングを使用し
てよい（もっとも、全てのサンプル成分がダブルバッファされるわけではない。
即ち、サンプルは、ダブルバッファされない幾つかの成分を有するかもしれない
）。１つの実施形態において、サンプルは、ビンとしてのサンプル・バッファ１
６２の中へ記憶される。或る実施形態では、ビンの容量は、フレームごとに変化
してよい。更に、ビンの容量は、サンプル・バッファ１６２の中へレンダリング
された単一のフレーム内でビンに対して空間的に変化してよい。例えば、２Ｄビ
ューポートの縁の上のビンは、２Ｄビューポートの中心に対応するビンよりも小
さいビン容量を有してよい。観察者は、スクリーンＳＣＲ又はディスプレイ画像
ＤＩＭの中心に注意を最も集中させやすいので、２Ｄビューポートの中心へ高度
の画像品質を提供するように、より多くの処理帯域幅が使用されてよい。更に、
ビンのサイズ及び形状は、領域ごとに、又はフレームごとに、変化してよいこと
に注意すべきである。ビンの使用は、後で詳細に説明されるであろう。

【００８９】 フィルタ・プロセス３６０は、ドロー・プロセス３５２と並行して、また独立
して、（ａ）サンプル位置メモリ３５４からサンプル位置を読み出し、（ｂ）サ
ンプル・バッファ１６２から対応するサンプル値を読み出し、（ｃ）サンプル値
をフィルタし、（ｄ）結果の出力ピクセル値を、投影装置ＰＤ_１〜ＰＤ_Ｌ及び／
又はディスプレイ装置８４の１つ又は複数へ出力するように構成される。サンプ
ル・ピクセル計算ユニット１７０は、フィルタ・プロセス３６０を実現する。フ
ィルタ・プロセス３６０は、選択された複数のサンプル、例えば、ピクセルの中
心の近傍に入るサンプルのために、対応するデータの空間フィルタリングに基づ
いて、出力ピクセルのために赤、緑、及び青の値を生成するように動作可能であ
る。アルファのような他の値も生成されてよい。１つの実施形態において、フィ
ルタ・プロセス３６０は、（ｉ）ピクセルの中心から各々のサンプルまでの距離
を決定し、（ｉｉ）各々のサンプルの属性値（例えば、赤、緑、青、アルファ）
と、サンプルの距離の特定の（プログラム可能な）関数であるフィルタ加重とを
乗算し、（ｉｉｉ）加重された属性値について、属性ごとに１つの合計を生成し
（例えば、赤の合計、緑の合計など）、（ｉｖ）合計を正規化して、対応するピ
クセル属性値を生成するように構成される。フィルタ・プロセス３６０は、この
後で詳細に説明される（図１１、図１２、図１４に関する説明を参照）。

【００９０】 前記の実施形態において、フィルタ・カーネルは、ピクセルの中心からの距離
の関数であり、従って半径方向に対称である。しかし、代替の実施形態において
は、フィルタ・カーネルは、ピクセルの中心からのＸ及びＹ変位の、より一般的
な関数であってよい。従って、フィルタのサポート、即ち、フィルタ・カーネル
が非ゼロの値を取る２Ｄ近傍は、円形ディスクである必要はない。フィルタ・カ
ーネルのサポート内に入るサンプルは、計算されている出力ピクセルに影響を与
えてよい。

【００９１】 ここで図７を参照すると、グラフィックス・システム１１２の代替の実施形態
が示される。この実施形態では、２つ以上のサンプル位置メモリ３５４Ａ及び３
５４Ｂが使用される。従って、サンプル位置メモリ３５４Ａ〜３５４Ｂは、本質
的にダブルバッファされる。もしサンプル位置がフレームからフレームへと同一
に維持されていれば、サンプル位置はシングルバッファされてよい。しかし、も
しサンプル位置がフレームからフレームへと変化すれば、グラフィックス・シス
テム１１２は、サンプル位置をダブルバッファするように有利に構成されてよい
。サンプル位置は、レンダリング側でダブルバッファされ（即ち、メモリ３５４
Ａがダブルバッファされ）、及び／又はフィルタ側でダブルバッファされてよい
（即ち、メモリ３５４Ｂがダブルバッファされてよい）。他の組み合わせも可能
である。例えば、メモリ３５４Ａはシングルバッファされ、その一方で、メモリ
３５４Ｂはダブルバッファされてよい。この構成は、メモリ３５４Ｂの１つの側
がドロー・プロセス３５２によって更新され、その一方で、メモリ３５４Ｂの他
の側がフィルタ・プロセス３６０によってアクセスされることを可能にする。こ
の構成では、グラフィックス・システム１１２は、各々のフレームがレンダリン
グされるとき、メモリ３５４Ａから、ダブルバッファされるメモリ３５４Ｂへ、
サンプル位置（又はオフセット）をシフトすることによって、フレーム・ベース
でサンプル位置決め計画を変更してよい。従って、メモリ３５４Ａの中に記憶さ
れて、サンプル値をレンダリングするためドロー・プロセス３５２によって使用
されるサンプル位置は、フィルタ・プロセス３６０によって使用されるように、
メモリ３５４Ｂへコピーされてよい。一度、サンプル位置情報がメモリ３５４Ｂ
へコピーされると、位置メモリ３５４Ａは、レンダリングされる第２のフレーム
に使用される新しいサンプル位置（又はオフセット）をロードされてよい。この
ようにして、サンプル位置情報は、ドロー・プロセス３５２からフィルタ・プロ
セス３６０へのサンプル値に後続する。

【００９２】 更に、他の代替の実施形態は、オフセットへのタグを、サンプル値と共にスー
パサンプリング・サンプル・バッファ１６２の中に記憶してよい。これらのタグ
は、各々の特定のサンプルに関連づけられたオフセット（又は、混乱）ｄＸ及び
ｄＹをルックアップするために使用されてよい。

【００９３】 サンプル位置決め計画 図８は、異なったサンプル位置決め計画の幾つかを示す。正規グリッド位置決
め計画１９０では、サンプルは、２Ｄビューポート上に重畳される正規グリッド
に関して固定位置に置かれる。例えば、サンプルは、正規グリッドによって生成
された長方形の中心に置かれてよい。もっと一般的には、２Ｄビューポートのタ
イリングは、正規位置決め計画を生成してよい。例えば、２Ｄビューポートは、
三角形でタイルされてよく、従って、サンプルは三角形タイルの中心（又は頂点
）に置かれてよい。六角形タイリング、対数タイリング、及びペンローズ・タイ
リングのような菱形タイリングも予想される。

【００９４】 混乱正規位置決め計画１９２において、サンプル位置は、正規グリッド又はタ
イリング上の固定位置のセットからの混乱に関して定義される。１つの実施形態
において、サンプルは、対応する固定グリッド位置から、ランダムなｘ及びｙオ
フセットだけ変位するか、ランダムな角度（０°から３６０°までの範囲）及び
ランダムな半径（ゼロから最大半径までの範囲）だけ変位してよい。オフセット
は、多数の方法によって生成されてよい。例えば、少数のシードに基づきハード
ウェアによって、記憶されたオフセットのテーブルを読み出すことによって、又
は疑似ランダム関数を使用することによって、生成されてよい。ここで再び、混
乱正規グリッド計画１９２は、任意のタイプの正規グリッド又はタイリングに基
づいてよい。サンプルは、グリッドに関する混乱によって生成される（例えば、
六角形タイリングは、この構成の幾何学的特性によって特に望ましいかもしれな
い）。

【００９５】 確率的サンプル位置決め計画１９４は、サンプルを位置決めする計画の第３の
可能なタイプを表す。確率的サンプル位置決めは、２Ｄビューポートを横断して
サンプルをランダムに分散することを含む。サンプルのランダムな位置決めは、
多数の異なった方法によって達成されてよい。例えば、疑似乱数を生成するため
、内部クロックのような乱数発生器を使用してよい。更に、ランダムな数又は位
置が、前もって計算され、メモリに記憶されてよい。本発明で使用されるように
、ランダムな位置は、統計的母集団（例えば、ポアソン・ディスク分布）から選
択されてよい。異なったタイプのランダム又は疑似ランダム位置は、「ディジタ
ル画像合成の原理」（”Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａ
ｇｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ” ｂｙ Ａｎｄｒｅｗ Ｓ．Ｇｌａｓｓｎｅｒ，
Ｍｏｒｇａｎ Ｋａｕｆｍａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ １９９５）と題する文
献の第１巻、第１０章で詳細に説明されている。

【００９６】 ここで図９を参照すると、混乱正規位置決め計画１９２の１つの実施形態の詳
細が示される。この実施形態では、サンプルは、正規正方形グリッドから、ｘ及
びｙオフセットだけランダムにオフセットされる。拡大された領域が示すように
、サンプル１９８はｘオフセット１３４を有する。このｘオフセット１３４は、
その対応するグリッド交差点１９６からの、その水平変位を指す。同様に、サン
プル１９８はｙオフセット１３６を有する。このｙオフセット１３６は、グリッ
ド交差点１９６からの、その垂直変位を指す。ランダムなｘオフセット１３４及
びｙオフセット１３６は、値の特定の範囲へ限定されてよい。例えば、ｘオフセ
ットは、ゼロからＸ_ｍａｘまでの範囲へ限定されてよい。ここで、Ｘ_ｍａｘは、
グリッド長方形の幅である。同様に、ｙオフセットは、ゼロからＹ_ｍａｘまでの
範囲へ限定されてよい。ここで、Ｙ_ｍａｘはグリッド長方形の高さである。更に
、ランダムなオフセットは、グリッド交差点１９６に関して角度及び半径によっ
て指定されてよい。

【００９７】 図１０は、混乱正規グリッド計画１９２の他の実施形態の詳細を示す。この実
施形態において、サンプルは長方形ビン１３８Ａ〜１３８Ｄへグループ分けされ
る。この実施形態において、各々のビンは９つのサンプルを含む。即ち、ビン容
量は９である。他の実施形態では、異なったビン容量が使用されてよい（例えば
、４つのサンプルを記憶するビン、１６のサンプルを記憶するビンなど）。各々
のサンプル位置は、サンプルが存在するビンの原点に対するｘ及びｙオフセット
によって決定されてよい。ビンの原点は、ビンの下方左側のコーナー（又は、ビ
ン内の他の便利な位置）として選択されてよい。例えば、サンプル１９８の位置
は、ビン１３８Ｄの原点１３２Ｄのｘ及びｙ座標と、それぞれｘオフセット１２
４及びｙオフセット１２６とを合計することによって決定される。前述したよう
に、これは、幾つかの実施形態で使用されるサンプル位置メモリ３５４のサイズ
を縮小するかもしれない。

【００９８】 図１１−サンプルをピクセルへ変換する 前述したように、２Ｄビューポートは、空間ビンの配列でカバーされてよい。
各々の空間ビンはサンプルで占拠されてよい。サンプル位置はサンプル位置メモ
リ３５４によって決定される。各々の空間ビンはサンプル・バッファ１６２内の
メモリ・ビンに対応する。メモリ・ビンは、対応する空間ビンに存在するサンプ
ルのために、サンプル値（例えば、赤、緑、青、ｚ、アルファなど）を記憶する
。サンプル・ピクセル計算ユニット１７０（畳み込みユニット１７０とも呼ばれ
る）は、サンプル・バッファ１６２からメモリ・ビンを読み出して、メモリ・ビ
ン内に含まれるサンプル値をピクセル値へ変換するように構成される。

【００９９】 列を使用した並列のサンプル・ピクセル・フィルタリング−図１１Ａ〜図１１Ｂ 図１１Ａは、サンプル・バッファ１６２内に記憶されたサンプル値をピクセル
値の中へ迅速に変換する１つの方法を示す。２Ｄビューポートをカバーする空間
ビンは、列（例えば、列１〜４）へ組織されてよい。各々の列は、空間ビンの２
次元副配列を含む。列は、水平方向でオーバラップする（例えば、１つ又は複数
のビンだけ）ように構成されてよい。サンプル・ピクセル計算ユニット１７０−
１〜１７０−４の各々は、列の１つに対応するメモリ・ビンにアクセスするよう
に構成されてよい。例えば、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０−１は、列
１の空間ビンに対応するメモリ・ビンにアクセスするように構成されてよい。サ
ンプル・バッファ１６２とサンプル・ピクセル計算ユニット１７０との間のデー
タ通路は、この列方式対応をサポートするように最適化されてよい。

【０１００】 列の間のオーバラップの量は、使用されているフィルタ・カーネルのフィルタ
・サポートの水平直径に依存してよい。図１１Ａに示される例は、２つのビンの
オーバラップを示す。各々の正方形（例えば、正方形１８８）は、１つ又は複数
のサンプルを含む単一のビンを表す。都合の良いことに、この構成は、対応する
列のメモリ・ビンに存在するサンプルを受け取って畳み込んでいるサンプル・ピ
クセル計算ユニット１７０の各々から独立して、また並列に、サンプル・ピクセ
ル計算ユニット１７０が働くことを可能にする。列のオーバラップは、範囲が１
ピクセルよりも大きい作用素について、可視帯域又は他のアーチファクトが列の
境界に現れないようにする。

【０１０１】 更に、図１１Ａの実施形態は、サンプル・バッファ１６２へ結合される複数の
ビン・キャッシュ１７６を含む。更に、ビン・キャッシュ１７６の各々は、サン
プル・ピクセル計算ユニット１７０の対応する１つへ結合される。一般的なビン
１７６−Ｉ（ここで、Ｉは任意の正の整数値を取る）は、列Ｉに対応するメモリ
・ビンの集合を記憶し、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０−Ｉのキャッシ
ュとして使用される。一般的なビン・キャッシュ１７６−Ｉは、列Ｉのためにメ
モリ・ビンへのアクセスを容易にするサンプル・バッファ１６２への最適カップ
リングを有してよい。２つの隣接する出力ピクセルのためのサンプル・ピクセル
計算は、同じビンの多くを含むかもしれないので、ビン・キャッシュ１７６は、
サンプル・バッファ１６２への全体的アクセス帯域幅を増大するかもしれない。
サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、多くの異なった方式で実現されてよ
い。そのような方式には、高パフォーマンスＡＬＵ（算術論理ユニット）コア、
マイクロプロセッサ又はＤＳＰからの機能ユニット、又はハードウェア乗算器及
び加算器を使用する特注設計を使用することが含まれる。

【０１０２】 ここで図１１Ｂを参照すると、並列のサンプル・ピクセル計算を実行する他の
方法が示される。この実施形態において、サンプル・バッファ１６２は、前述し
た実施形態と同じく、複数の垂直列又はストライプへ分割される。しかし、この
実施形態における列は、等しいサイズ又は幅ではない。例えば、列１は、列４よ
りも著しく少ないサンプル・ビンを含んでよい。この実施形態は、可変サンプル
密度をサポートするグラフィックス・システムの構成で特に有用であるかもしれ
ない。前述したように、また後で詳細に説明するように、グラフィックス・シス
テムは、より高いサンプル密度から最も利益を得る最終画像の領域、例えば、観
察者が特別の興味を持つ領域、又は観察者の窩注視点（後で詳説する）に対応す
るする画像領域に対応するサンプル・バッファ１６２の領域へ、より多くのサン
プル（即ち、より高いサンプル密度）を使用してよい。可変サンプル密度をサポ
ートするこれらのシステムにおいて、列の幅を変更する能力は、グラフィックス
・システムが、サンプル・ピクセル計算ユニットの各々によってフィルタされる
サンプルの数を均一にすることを有利に可能にするかもしれない。例えば、列１
は、観察者の観察地点の焦点が置かれる表示画像の部分に対応してよい。従って
、グラフィックス・システムは、より高い密度のサンプルを列１のビンで使用し
てよく、グラフィックス・システムは、より低い密度のサンプルを列４のビンで
使用してよい。従って、列１の幅を減少し、列４の幅を増大することによって、
サンプル・ピクセル計算ユニット１７０−１及び１７０−４の各々は、ほぼ同数
のサンプルをフィルタしてよい。都合の良いことに、サンプル・ピクセル計算ユ
ニットの間でフィルタリングの負荷をバランスさせることは、グラフィックス・
システムに、より効率的な方法でサンプル・ピクセル計算ユニットの処理リソー
スを使用させるかもしれない。

【０１０３】 幾つかの実施形態では、グラフィックス・システムは、フレームごと（又は、
フレームの端数ごと）に列の幅をダイナミックに変更するように構成されてよい
。サンプル密度をダイナミックに変更する（例えば、眼追跡、窩注視点追跡、主
要登場人物追跡）グラフィックス・システムの実施形態では、サンプル密度はフ
レーム・ベースで変化してよく、従って、フレーム・ベースで列の幅を変更する
ことは、再び、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０の計算リソースが、より
効率的な方法で使用されることを可能にする。幾つかの実施形態では、列の幅は
、走査線ベース又は或る他の時間ベースで変更されてよい。時間を変化させるこ
とに加えて、図が示すように、可視アーチファクト（例えば、シーム、裂け目、
又は垂直線）が現れないように、列はオーバラップするように構成されてよい（
前に説明した実施形態のように）。

【０１０４】 行を使用する並列のサンプル・ピクセル・フィルタリング−図１２ ここで図１２を参照すると、グラフィックス・システムの他の実施形態が示さ
れる。この実施形態において、サンプル・バッファ１６２は、複数の水平行又は
ストライプへ分割される。前の実施形態と同じように、行は、可変サンプル密度
を補償するため幅に関してオーバラップ及び／又は変化してよい。前の実施形態
と同じように、各々の行は、特定のビン・キャッシュ１７６及び対応するサンプ
ル・ピクセル計算ユニット１７０へビン（そして、サンプル）を提供してよい。

【０１０５】 行を使用する並列のサンプル・ピクセル・フィルタリング−図１３ ここで図１３を参照すると、グラフィックス・システムの更に他の実施形態が
示される。この実施形態において、サンプル・バッファ１６２は、複数の長方形
領域へ分割される。前の実施形態と同じように、長方形領域は、オーバラップし
てもオーバラップしなくてもよく、異なったサイズを有し、及び／又はサイズを
ダイナミックに変化させる（例えば、フレーム・ベースで、又は走査線ベースで
）。各々の領域は、特定のビン・キャッシュ１７６及び対応するサンプル・ピク
セル計算ユニット１７０へビン（及びサンプル）を提供するように構成されてよ
い。或る実施形態では、各々の長方形領域は、複数のプロジェクタ（例えば、Ｌ
ＣＤプロジェクタ）の１つによって投影される画像に対応してよい。他の実施形
態では、各々の長方形領域は、単一のディスプレイ装置の上に投影又は表示され
る単一の画像の特定の一部分に対応してよい。前の実施形態と同じように、都合
が良いことに、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、独立的及び並列に動
作するように構成されてよく、それによってグラフィックス・システムの待ち時
間を縮小する。前述したように、図１３に示された長方形領域は、均一のサイズ
及び／又は形状である必要はない。

【０１０６】 可変の領域サイズ又はストライプ幅を有するグラフィックス・システムの実施
形態において、オーバラップの量は、フレーム・ベース又はサブフレーム・ベー
スでダイナミックに変化してよい。サンプル・バッファ１６２が分割されてよい
領域の他の形状が可能であり、予想されることに注意されたい。例えば、或る実
施形態では、各々のサンプル・ピクセル計算ユニットは、複数の小さな領域又は
ストライプからビン（及びサンプル）を受け取ってよい。

【０１０７】 或る実施形態では、サンプル・キャッシュ１７６は、水平走査線の全体を記憶
する十分な記憶空間を有しないかもしれない。この理由のため、サンプル・バッ
ファを領域へ分割することが有用であろう。ディスプレイ装置に依存して、領域
は奇数のみ及び偶数のみの走査線の一部分であってよい。或るシステム、例えば
、多数のディスプレイ装置を有するシステムでは、各々の領域は単一のディスプ
レイ装置に対応するか、表示されている画像の４分円に対応してよい。例えば、
４つのプロジェクタによって形成された画像が、一緒にタイルされて、単一の大
きな画像を形成し、それから各々のサンプル・ピクセル計算ユニットが、特定の
プロジェクタによって表示されるピクセルに対応するサンプルを受け取るものと
仮定する。或る実施形態では、領域のオーバラップ区域は、２回記憶されてよく
、それによって、各々のサンプル・ピクセル計算ユニットが、サンプル・バッフ
ァの特定の領域へ排他的にアクセスできるようにする。これは、２つの異なった
サンプル・ピクセル計算ユニット（又は２つのサンプル・キャッシュ・コントロ
ーラ）が、メモリ位置の同じセットを同時にアクセスしようと試みるときに生じ
るタイミング問題を防止するかもしれない。他の実施形態では、サンプル・バッ
ファがマルチポートにされて、同じメモリ位置への１つ又は複数のマルチ同時ア
クセスが可能にされてよい。

【０１０８】 前述したように、或る実施形態では、サンプル・キャッシュは、サンプル・バ
ッファからサンプルを読み出すように構成される。或る実施形態では、サンプル
は、サンプル・バッファからビン・ベースで読み出されてよい。サンプル・キャ
ッシュ及び／又はサンプル・バッファは、制御ロジックを含んでよい。この制御
ロジックは、フィルタされている（又は、フィルタされようとしている）１つ又
は複数のピクセルに寄与する可能性がある全てのサンプルが、対応するサンプル
・ピクセル計算ユニットで利用できることを確実にするように構成される。或る
実施形態では、サンプル・キャッシュは、ビンの所定の配列、例えば５×５ビン
（例えば、最大フィルタ・サイズと釣り合った）を記憶するのに十分な大きさで
あってよい。他の実施形態では、５×５ビン・キャッシュの代わりに、サンプル
・キャッシュは、ピクセルが一連の多数のアキュムレータへ集積されるにつれて
、ピクセルを出力するように構成されてよい。この実施形態では、サンプルの数
及び加重に依存して、異なった係数が各々のピクセルのために生成される。

【０１０９】 サンプル・バッファからサンプルを読み出す方法−図１４ ここで図１４を参照すると、スーパサンプリング・サンプル・バッファからサ
ンプル値を読み出す方法の１つの実施形態が詳細に示される。図示されるように
、サンプル・ピクセル・フィルタ・カーネル４００は、列Ｉを横断し（矢印４０
６の方向へ）、出力ピクセル値を生成する。ここでインデックスＩは、１から４
の任意の値を取る。サンプル・ピクセル計算ユニット１７０−Ｉは、サンプル・
ピクセル・フィルタ・カーネル４００を実装してよい。ビン・キャッシュ１７６
−Ｉは、列Ｉに対応するメモリ・ビンへの高速アクセスを提供するために使用さ
れてよい。例えば、ビン・キャッシュ１７６−Ｉは、２５メモリ・ビンより大き
いか等しい容量を有してよい。なぜなら、サンプル・ピクセル・フィルタ・カー
ネル４００のサポートは、空間ビンの５×５配列をカバーするからである。サン
プル・ピクセル動作が進行するにつれて、メモリ・ビンはスーパサンプリング・
サンプル・バッファ１６２から読み出され、ビン・キャッシュ１７６−Ｉへ記憶
される。１つの実施形態において、もはや必要とされないビン、例えば、ビン４
１０は、ビン・キャッシュ１７６−Ｉ内で新しいビンによって上書きされる。各
々の出力ピクセルが生成されるにつれて、サンプル・ピクセル・フィルタ・カー
ネル４００はシフトする。カーネル４００は、列Ｉ内で矢印４０６で示される方
向へ逐次に進行するように想像してよい。カーネル４００が列Ｉの右側境界４０
４に達したとき、それはビンの１つ又は複数の行だけ下へシフトし、それから左
側の列境界４０２からスタートして水平方向へ進行してよい。従って、サンプル
・ピクセル動作は走査線様式で進行し、表示用の出力ピクセルの連続行が生成さ
れる。

【０１１０】 図１５は、出力ピクセル値の計算で可能な境界条件を示す。２Ｄビューポート
４２０は、空間ビンの長方形配列を重ねられた長方形として示される。全ての空
間ビンは、サンプル・バッファ１６２内のメモリ・ビンに対応することを想起さ
れたい。メモリ・ビンは、対応する空間ビン内に存在するサンプルのためにサン
プル値及び／又はサンプル位置を記憶する。前述したように、サンプル・ピクセ
ル計算ユニット１７０は、出力ピクセル値（例えば、赤、緑、青など）を生成す
るために、ピクセルの中心の近傍にあるサンプルをフィルタする。ピクセルの中
心ＰＣ_０は、２Ｄビューポート４２０の下方境界（Ｙ＝０）に十分近いので、そ
のフィルタ・サポート４００は、２Ｄビューポート内に完全には含まれない。サ
ンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、様々な方法に従って、フィルタ・サポ
ート４００のマージナル部分（即ち、２Ｄビューポート４２０の外側に入る部分
）のために、サンプル位置及び／又はサンプル値を生成してよい。

【０１１１】 １つの実施形態において、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、フィル
タ・サポート４００のマージナル区域をカバーするため、１つ又は複数のダミー
・ビンを生成してよい。ダミー・ビンのサンプル位置は、２Ｄビューポート境界
を横切って空間ビンのサンプル位置を折り返すことによって生成されてよい。例
えば、ダミー・ビンＦ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊは、境界線Ｙ＝０を横切って、空間ビン
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応するサンプル位置を折り返すことによって、サンプル
位置を割り当てられてよい。所定のカラー値が、ダミー・ビン内のこれらのダミ
ー・サンプルに関連づけられてよい。例えば、ＲＧＢカラー・ベクトルの値（０
，０，０）が、各々のダミー・サンプルへ割り当てられてよい。ピクセルの中心
ＰＣ_０が下方へ移動するにつれて（即ち、境界Ｙ＝０へ、及びそれを通過して）
、ダミー・サンプルを有する追加のダミー・ビンが、フィルタ・サポート４００
（これは、ピクセルの中心ＰＣ_０と共に移動する）をカバーするように生成され
てよい。フィルタ・サポート４００内に入るダミー・サンプルの数は増加し、フ
ィルタ・サポート４００が２Ｄビューポート４２０の外側へ完全に移動したとき
最大に達する。従って、フィルタ・サポート４００に基づいて計算されたカラー
値は、ピクセルの中心ＰＣ_０が境界を横切るにつれて所定の背景色に達する。

【０１１２】 ピクセルの中心は２Ｄビューポート４２０の外側に位置するかもしれないが、
ビューポート境界に十分近いので、そのフィルタ・サポートの一部分が２Ｄビュ
ーポート４２０の中にあるかもしれない。フィルタ・サポート４０１は、１つの
そのようなピクセルの中心に対応する。サンプル・ピクセル計算ユニット１７０
は、フィルタ・サポート４０１の外側部分（即ち、２Ｄビューポートの外側にあ
る部分）をカバーするため、ダミー・ビンＱ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖを生成してよ
い。ダミー・ビンＱ、Ｒ、Ｓは、空間ビンＮ、Ｏ、Ｐ、及び／又は空間ビンＫ、
Ｌ、Ｍのサンプル位置に基づいてサンプル位置を割り当てられてよい。

【０１１３】 更に、ダミー・ビンのサンプル位置は、ビューポート境界を横切る空間ビンに
対応するサンプル位置を変換することによって生成されてよく、又は正規、混乱
正規、又は統計的サンプル位置決め計画に従って、サンプル位置がオンザフライ
で生成されてよい。

【０１１４】 図１６は、ピクセル値計算を実行する方法の代替の実施形態を示す。サンプル
・ピクセル計算ユニット１７０は、２Ｄビューポート４２０の可視サブウィンド
ウ４２２を使用して、ピクセル値計算を実行してよい。可視サブウィンドウは、
仮想スクリーン空間内で（Ｘ_１，Ｙ_１）に下方左側コーナーを有し、（Ｘ_２，Ｙ _２ ）に上方右側コーナーを有する長方形として描かれる。幾つかの実施形態では
、フィルタは自動正規化されるか、事前に正規化されて、最終のピクセル値を決
定するために必要な計算回数を縮小されてよいことに注意されたい。

【０１１５】 サンプルをスーパサンプリング・サンプル・バッファの中へレンダリングする−
図１７ 図１７は、サンプルをスーパサンプリング・サンプル・バッファの中へドロー
又はレンダリングする方法の１つの実施形態のフローチャートである。図１７の
或るステップは、同時に、又は異なった順序で起こってもよい。ステップ２００
で、グラフィックス・システム１１２は、ホストＣＰＵ１０２から、又はシステ
ム・メモリ１０６から直接に、グラフィックス・コマンド及びグラフィックス・
データを受け取る。ステップ２０２で、命令及びデータは、１つ又は複数のレン
ダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄへ回送される。ステップ２０４で、レン
ダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄは、グラフィックス・データが圧縮され
ているかどうかを決定する。もしグラフィックス・データが圧縮されていれば、
ステップ２０６で示されるように、レンダリング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄ
は、グラフィックス・データを、使用可能なフォーマット、例えば三角形へ解凍
する。次に三角形が、例えばモデル空間からワールド空間へ変換され、ライティ
ングされ、変形される（ステップ２０８Ａ）ように処理される。

【０１１６】 もしグラフィックス・システムが可変解像度スーパサンプリングを実行するな
らば、三角形は、サンプル密度領域境界のセットと比較される（ステップ２０８
Ｂ）。可変解像度スーパサンプリングでは、２Ｄビューポートの異なった領域が
、多数のファクタ（例えば、眼追跡又は頭追跡によって決定されるように、投影
スクリーンＳＣＲ上での観察者の注意の中心）に基づいて、異なったサンプル密
度を割り振られてよい。サンプル密度領域については、この後で詳細に説明する
（この後の可変解像度サンプル・バッファのセクションを参照）。もし三角形が
サンプル密度領域境界を横切れば（ステップ２１０）、三角形は領域境界に沿っ
て２つの、より小さなポリゴンへ分割されてよい（ステップ２１２）。更に、も
し必要であれば、ポリゴンは三角形へ更に分割されてよい（三角形の一般的切り
分けは、三角形及び四辺形を生じる）。従って、各々の新しく形成された三角形
は、単一のサンプル密度を割り当てられてよい。１つの実施形態において、グラ
フィックス・システム１１２は、元の三角形を２回、即ち、各々のサンプル密度
で１回ずつレンダリングし、次に２つのバージョンをクリッピングして、２つの
それぞれのサンプル密度領域に当てはめるように構成されてよい。

【０１１７】 ステップ２１４で、サンプル位置決め計画（例えば、正規、混乱正規、又は統
計的）の１つが、サンプル位置メモリ３５４から選択される。サンプル位置決め
計画は、一般的には、サンプル位置メモリ３５４の中へ前もってプログラムされ
ているが、「オンザフライ」で選択されてもよい。ステップ２１６で、レンダリ
ング・ユニット１５０Ａ〜１５０Ｄは、選択されたサンプル位置決め計画及び空
間ビンのサイズ及び形状に基づいて、どの空間ビンが、三角形境界の内部に置か
れたサンプルを含むかを決定する。ステップ２１８において、これらの空間ビン
の内部にあるサンプルのオフセットｄＸ及びｄＹが、サンプル位置メモリ３５４
から読み出される。ステップ２２０では、各々のサンプル位置が、オフセットｄ
Ｘ及びｄＹ、並びに対応するビン原点の座標を使用して計算され、三角形の頂点
と比較され、サンプルが三角形の中にあるかどうかが決定される。ステップ２２
０は、この後で詳細に説明される。

【０１１８】 三角形の中にあると決定された各々のサンプルについて、レンダリング・ユニ
ットは、サンプルのカラー、アルファ、及び他の属性を計算することによってサ
ンプルをドローする。これは、三角形の頂点に関連づけられたカラー及びテクス
チャ・マップ情報に基づいたライティング計算及び補間を含んでよい。一度、サ
ンプルがレンダリングされると、それはスケジュール・ユニット１５４へ転送さ
れてよい。続いて、スケジュール・ユニット１５４は、サンプルをサンプル・バ
ッファ１６２に記憶する（ステップ２２４）。

【０１１９】 前述したレンダリング方法の実施形態は、説明目的のためにだけ使用され、限
定を意味しないことに注意されたい。例えば、或る実施形態では、図１３で逐次
に起こるものとして示されたステップは、並列に実行されてよい。更に、或るス
テップは、グラフィックス・システムの或る実施形態では、縮小又は除去されて
よい（例えば、ジオメトリ圧縮を実行しない実施形態におけるステップ２０４〜
２０６、又は可変解像度スーパサンプリング・サンプル・バッファを実装しない
実施形態におけるステップ２１０〜２１２）。

【０１２０】 どのサンプルが、レンダリングされているポリゴンの中に存在するかを決定する
−図１８ どのサンプルが、レンダリングされているポリゴンの中に存在するかの決定は
、多数の異なった方法で行われてよい。１つの実施形態では、三角形を定義する
３つの頂点の間のデルタが先ず決定される。例えば、これらのデルタは、第１の
頂点から第２の頂点（ｖ２−ｖ１）＝ｄ１２、第２の頂点から第３の頂点（ｖ３
−ｖ２）＝ｄ２３、及び第３の頂点から第１の頂点（ｖ１−ｖ３）＝ｄ３１の順
序で取られてよい。これらのデルタはベクトルを形成し、（例えば、そのデルタ
Ｘ及びＹ成分の２つの符号ビットを使用することによって）各々のベクトルは座
標平面の４つの象限の１つに属するものとして分類されてよい。ベクトルがＸ主
要ベクトルかＹ主要ベクトルかを決定する第３の条件が付け加えられてよい。こ
れは、ａｂｓ（ｄｅｌｔａ＿ｘ）がａｂｓ（ｄｅｌｔａ＿ｙ）よりも大きいかど
うかを計算することによって決定されてよい。これら３つの情報ビットを使用し
て、ベクトルの各々は、座標平面の８つの異なった領域の１つに属するものとし
て分類されてよい。もしこれらの領域を定義するために３つのビットが使用され
るならば、図１８に示されるように、Ｘ符号ビット（２つだけ左へシフト）、Ｙ
符号ビット（１つだけ左へシフト）、及びＸ主要ビットが、８つの領域を作り出
すために使用されてよい。

【０１２１】 次に、３つの辺不等式が、三角形の内部を定義するために使用されてよい。辺
自体は、形式ｙ＝ｍｘ＋ｂ又はｘ＝ｒｙ＋ｃのいずれか、又は双方における線と
して記述されてよい。ここで、ｒｍ＝１である。勾配を表すために必要な数値範
囲を縮小するため、辺方程式のためのＸ主要方程式及びＹ主要方程式の形式が使
用されてよい（従って、勾配の絶対値は０から１の範囲にある）。従って、辺（
又は半平面）不等式は、２つの対応する形式のいずれかで表されてよい。 Ｘ主要： 点（ｘ，ｙ）が辺の下にあるとき、ｙ−ｍ・ｘ−ｂ＜０ Ｙ主要： 点（ｘ，ｙ）が辺の左にあるとき、ｘ−ｒ・ｙ−ｃ＜０

【０１２２】 Ｘ主要不等式は、問題の点（ｘ，ｙ）が、辺によって定義される線の下にある
とき、論理の真値（即ち、符号ビットは１に等しい）を発生する。Ｙ主要方程式
は、問題の点（ｘ，ｙ）が、辺によって定義される線の左にあるとき、論理の真
値を発生する。三角形の内部を含む側は、線形不等式の各々について知られてお
り、ここでは採択ビットと呼ばれるブール変数によって指定されてよい。従って
、次式を満足させるとき、サンプル（ｘ，ｙ）は、辺の内側にある。 Ｘ主要： （ｙ−ｍ・ｘ−ｂ＜０）＜ｘｏｒ＞採択 ＝ 真 Ｙ主要： （ｘ−ｍ・ｙ−ｂ＜０）＜ｘｏｒ＞採択 ＝ 真

【０１２３】 所与の辺に対する採択ビットは、（ａ）辺デルタ・ベクトルが存在する領域（
０から７）及び（ｂ）辺裁断の方向に基づき、次のテーブルに従って計算されて
よい。ここで、右回り裁断はｃｗ＝１によって示され、左回り裁断はｃｗ＝０に
よって示される。記号「！」は、論理補集合を表す。 １： 採択＝！ｃｗ ０： 採択＝ｃｗ ４： 採択＝ｃｗ ５： 採択＝ｃｗ ７： 採択＝ｃｗ ６： 採択＝！ｃｗ ２： 採択＝！ｃｗ ３： 採択＝！ｃｗ

【０１２４】 更に、この表現に対する連接中断規則が実行されてよい（例えば、座標軸は、
正の８分円に属するものと定義されてよい）。同様に、Ｘ主要は、勾配上で連接
する全ての点を所有するものとして定義されてよい。

【０１２５】 代替の実施形態では、辺の採択側は、辺不等式を三角形の第３の頂点（即ち、
辺を形成する２つの頂点の１つではない頂点）へ適用することによって決定され
てよい。この方法は、前述した手法によって避けられるかもしれない乗算−加算
の追加コストを招くかもしれない。

【０１２６】 三角形の「方向性」（即ち、三角形が右回りか、左回りか）を決定するため、
三角形の２つの辺のデルタ方向がチェックされてよく、２つの辺の勾配が比較さ
れてよい。例えば、辺１２が１のデルタ方向を有し、第２の辺（辺２３）が０、
４、又は５のデルタ方向を有すると仮定すれば、三角形は左回りである。しかし
、もし辺２３が３、２、又は６のデルタ方向を有するならば、三角形は右回りで
ある。もし辺２３が１のデルタ方向を有するならば（即ち、辺１２と同じ）、２
つの辺の勾配の比較は、連接を中断する（双方は、ｘ主要）。もし辺１２が、よ
り大きい勾配を有するならば、三角形は右回りである。もし辺２３が７のデルタ
方向を有するならば（辺１２の正反対）、再び勾配が比較されるが、三角形が右
回りか左回りかに関して反対の結果となる。

【０１２７】 辺１２及び辺２３のデルタ方向の全ての組み合わせに対して、同じ分析を徹底
的に適用することができ、その全ての場合に、適切な方向性が決定される。もし
勾配が、連接の場合に同じであれば、三角形は退化している（即ち、内部の区域
を有しない）。それは明白にテスト及び選別されることができるか、適切な数値
上の注意を払って見逃すことができる。なぜなら、それはピクセルのレンダリン
グを生じないからである。三角形が可視平面を分割するとき、１つの特別の場合
が生じる。しかし、この場合は、パイプライン内で早期に検出されてよい（例え
ば、前面及び背面クリッピングが実行されるとき）。

【０１２８】 大部分の場合、三角形の１つの側だけがレンダリングされることに注意された
い。従って、もし前述の分析によって決定された三角形の方向性が、拒絶される
べきものであれば、三角形を選別することができる（即ち、それ以上の処理はな
されず、サンプルは生成されない）。更に、方向性のこの決定は、既に計算され
たファクタのほかに１つの追加の比較（即ち、辺１２の勾配と辺２３の勾配との
比較）を使用するだけであることに注意されたい。多くの伝統的なアプローチは
、（セットアップ計算の初期の段階において）より複雑な計算を利用するかもし
れない。

【０１２９】 サンプル値から出力ピクセル値を生成する−図１９ 図１９は、スーパサンプリング・サンプル・バッファ１６２の中に記憶された
サンプルを選択及びフィルタして、出力ピクセル値を生成する方法の１つの実施
形態のフローチャートである。ステップ２５０において、メモリ・ビンのストリ
ームが、スーパサンプリング・サンプル・バッファ１６２から読み出される。ス
テップ２５２で、これらのメモリ・ビンは１つ又は複数のビン・キャッシュ１７
６に記憶され、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０が、サンプル・ピクセル
動作の間にサンプル値へ容易にアクセスできるようにしてよい。ステップ２５４
で、どのメモリ・ビンが、現在生成されている出力ピクセルに寄与するサンプル
を含むかを決定するため、メモリ・ビンが検査される。次に、サンプルが出力ピ
クセルへ実際に寄与するかどうかを決定するため、ビンの中に存在して出力ピク
セルに寄与するかもしれない各々のサンプルが個々に検査される（ステップ２５
６〜２５８）。この決定は、サンプルから、生成されている出力ピクセルの中心
までの距離に基づいて行われてよい。

【０１３０】 １つの実施形態において、サンプル・ピクセル計算ユニット１７０は、この距
離（即ち、サンプル位置におけるフィルタの範囲又はエンベロープ）を計算し、
それを使用して、フィルタ加重値を記憶しているテーブルをフィルタ範囲に従っ
てインデックスするように構成されてよい（ステップ２６０）。しかし、ピクセ
ルの中心からサンプルまでの距離を決定する計算は、可能性として費用のかかる
計算となるので（それは、典型的には平方根関数を含む）、その計算は、他の実
施形態では、２乗された距離を使用してフィルタ加重テーブルへインデックスす
ることによって排除される。代替的に、距離計算に依存する関数に代わって、ｘ
及びｙの関数が使用されてよい。１つの実施形態では、これは、距離のために浮
動小数点形式を使用し（例えば、４〜５ビットの仮数と３ビットの指数）、値の
増大範囲を補償しながら大きな正確度を維持することによって達成される。１つ
の実施形態では、テーブルはＲＯＭの中に実現されてよい。しかし、ＲＡＭテー
ブルも使用されてよい。都合がよいことに、ＲＡＭテーブルは、幾つかの実施形
態において、グラフィックス・システムがフレーム・ベースでフィルタ係数を変
更できるようにする。例えば、ディスプレイの既知の欠点又はユーザの個人的好
みを補償するように、フィルタ係数が変更されてよい。幾つかの実施形態では、
ＲＡＭテーブルの使用は、異なったフィルタをユーザが選択できるようにするか
もしれない（例えば、ディスプレイ装置又はウィンドウ・システム制御パネル内
の尖鋭度制御を介して）。異なったディスプレイ・タイプに基づいて所望の尖鋭
度レベルを生成するため、多数の異なったフィルタが実装されてよい。例えば、
制御パネルは、ＬＣＤディスプレイに最適化された１つの設定を有し、ＣＲＴデ
ィスプレイに最適化された他の設定を有してよい。更に、グラフィックス・シス
テムは、フレーム内のスクリーン区域ベースで、又は出力ピクセル・ベースで、
フィルタ係数を変更することができる。他の代替的実施形態は、特殊のハードウ
ェア（例えば、乗算器又は加算器）を使用して、各々のサンプルのために所望の
フィルタ加重を実際に計算してよい。サンプル・ピクセル・フィルタの限界の外
側にあるサンプルのフィルタ加重は、ゼロのフィルタ加重によって単純に乗算さ
れるか（ステップ２６２）、計算から全面的に排除されてよい。

【０１３１】 一度、サンプルのフィルタ加重が決定されると、次にサンプルは、そのフィル
タ加重によって乗算されてよい（ステップ２６４）。次に、加重されたサンプル
は、出力ピクセルの最終カラー値を決定するため、現在のトータルと合計されて
よい（ステップ２６６）。更に、フィルタ加重は、ピクセル・フィルタ加重の現
在のトータルへ加算されてよい（ステップ２６８）。この現在のトータルは、フ
ィルタされたピクセルを正規化するために使用される。都合が良いことに、正規
化は、サンプル・ピクセル計算プロセスによって導入されたゲインを補償するこ
とによって、フィルタされたピクセル（例えば、他のピクセルよりも多くのサン
プルを有するピクセル）が、あまりに鮮明に、又はあまりに暗く、現れることが
ないようにする。寄与するサンプルの全てが加重及び合計された後、フィルタリ
ングによって生じたゲインを除算するため、トータルのピクセル・フィルタ加重
が使用されてよい（ステップ２７０）。最後に、正規化された出力ピクセルは、
次のプロセス、即ち最終的に表示される前のガンマ補正、疑似カラー・テーブル
を使用するカラー・ルックアップ、ダイレクト・カラー、逆ガンマ補正、プログ
ラム可能ガンマ・エンコーディング、色空間変換、及びディジタル・アナログ変
換の１つ又は複数（必ずしも、この順序ではない）を介して出力及び／又は処理
されてよい（ステップ２７４）。

【０１３２】 幾つかの実施形態では、グラフィックス・システムは、各々のサンプルのアル
ファ情報を使用して、サンプルと一緒に出力されるマスクを生成するように構成
されてよい。マスクは、ソフトエッジのブルー・スクリーン効果をリアルタイム
で実行するために使用されてよい。例えば、マスクは、レンダリングされた画像
のどの部分がマスクされるべきか（また、どの程度マスクされるべきか）を示す
ために使用されてよい。このマスクは、レンダリングされた画像を他の画像（例
えば、ビデオ・カメラからの信号）とブレンドして、滑らかなブルー・スクリー
ン効果（２つの画像のオーバラップ領域に関してアンチエイリアシングされる）
、又はゴースト効果（例えば、部分的に透明なオブジェクトを、他のオブジェク
ト、シーン、又はビデオ・ストリームの上に滑らかに重畳する）を作り出すため
、グラフィックス・システム又は外部ハードウェアによって使用されることがで
きよう。

【０１３３】 出力ピクセルの計算の例−図２０ 図２０は、出力ピクセルの畳み込みの簡単な例を示す。図示されるように、４
つのビン２８８Ａ〜２８８Ｄは、出力ピクセルに寄与する可能性のあるサンプル
を含む。この例において、出力ピクセルの中心は、ビン２８８Ａ〜２８８Ｄの境
界に置かれている。各々のビンは１６のサンプルを含み、出力ピクセルを生成す
るため、４つのビン（２×２）の配列がフィルタされる。円形フィルタが使用さ
れるものと仮定すると、ピクセルの中心からの各々のサンプルの距離は、どのフ
ィルタ値がサンプルへ適用されるかを決定する。例えば、サンプル２９６は、ピ
クセルの中心に比較的近く、従って８のフィルタ値を有するフィルタ領域の中に
入る。同様に、サンプル２９４及び２９２は、それぞれ４及び２のフィルタ値を
有するフィルの領域の中に入る。しかし、サンプル２９０は、最大フィルタ範囲
の外側に入り、従って０のフィルタ値を受け取る。従って、サンプル２９０は、
出力ピクセルの値に寄与しない。この種のフィルタは、ピクセルの中心に最も近
く置かれたサンプルが最も多く寄与し、ピクセルの中心から遠くに置かれたピク
セルは、最終の出力ピクセル値に少なく寄与することを確実にする。この種のフ
ィルタリングは、画像内の急激な変化（例えば、暗い線から明るい背景へ）を滑
らかにすることによって、アンチエイリアシングを自動的に実行する。アンチエ
イリアシングの他の特に有用なタイプのフィルタは、ウィンドウ同期フィルタで
ある。都合の良いことに、ウィンドウ同期フィルタは、混合又は「ぼかされた」
画像の或るものを再先鋭化する負のローブを含む。負のローブは、計算されてい
るピクセルからサンプルを減算させる区域である。対照的に、負のローブのいず
れかの側にあるサンプルは、計算されているピクセルへ加えられる。

【０１３４】 サンプル２９０〜２９６の値の例が、ボックス３００〜３０８に示される。こ
の例では、各々のサンプルは、サンプル位置データに加えて、赤、緑、青、及び
アルファ値を含む。ブロック３１０は、正規化されていない出力ピクセルについ
て各々のピクセル成分値の計算を例示する。ブロック３１０が示すように、可能
性として望ましくないゲインが、最終ピクセル値の中へ導入される（即ち、２０
００の赤の成分値を有する出力ピクセルは、サンプルの赤の成分値のいかなるも
のよりも、はるかに高い）。前述したように、フィルタ値は、正規化値３０８を
得るため合計されてよい。正規化値３０８は、出力ピクセルからの望ましくない
ゲインを除算するために使用される。ブロック３１２は、このプロセス及び最終
正規化ピクセル値の例を示す。

【０１３５】 ここで使用された値は、説明目的のためだけに選択され、限定を意味しないこ
とに注意されたい。例えば、フィルタは多数の領域を有し、各々の領域は異なっ
たフィルタ値を有してよい。１つの実施形態において、幾つかの領域は負のフィ
ルタ値を有してよい。使用されるフィルタは、ピクセルの中心からのサンプルの
距離に基づいて各々のサンプルのために評価される連続関数であってよい。更に
、精度を増大するため、浮動小数点値が使用されてよい。様々なフィルタ、例え
ばボックス、テント、円柱、錐、ガウス、カトマル・ローム、ミッチェル及びネ
トラバリ、ウィンドウ同期などが使用されてよい。

【０１３６】 更に、フィルタの加重は、図示されるような２の累乗である必要はないことに
注意すべきである。図の例は、説明目的のために単純化されている。フィルタ加
重のテーブルが使用されてよい（例えば、ピクセル又はフィルタの中心からのサ
ンプルの距離に基づいてインデックスされる多数のエントリーを有するテーブル
）。更に、幾つかの実施形態では、各々のビン内の各々のサンプルが、ピクセル
値を形成するために合計されてよい（もっとも、ビン内の幾つかのサンプルはゼ
ロの加重を有してよく、従って、最終のピクセル値へ何も寄与しなくてもよい）
。

【０１３７】 フルスクリーン・アンチエイリアシング 現在の３Ｄグラフィックス・システムの大多数は、線及びドットについてのみ
リアルタイムのアンチエイリアシングを提供する。更に、幾つかのシステムは、
ポリゴンの辺が「ぼかされる」ことを可能にするが、この手法は、典型的には、
全てのポリゴンが深度において予めソートされているとき最も良好に働く。これ
は、大部分のアプリケーション（ポリゴンを深度で事前にソートしない）に汎用
３Ｄレンダリング・ハードウェアを使用する目的を挫折させるかもしれない。１
つの実施形態において、グラフィックス・システム１１２は、５×５畳み込みフ
ィルタによってフィルタされる出力ピクセルの１つにつき１６までのサンプルを
確率的にサンプリングすることによって、フルスクリーンのアンチエイリアシン
グを実行するように構成されてよい。

【０１３８】 可変解像度スーパサンプリング−図２１〜図２５ ここで図２１を参照すると、サンプル・バッファ１６２を分割する１つの可能
な計画の図が示される。この実施形態において、サンプル・バッファ１６２は、
次の３つのネストされた領域へ分割される。即ち、窩領域３５４、中間領域３５
２、及び周辺領域３５０である。これら領域の各々は、長方形の外側境界を有す
るが、中間領域及び周辺領域は、それらの中心に長方形の孔を有する。各々の領
域は、或る一定の（フレーム当たり）特性、例えば一定密度のサンプル密度及び
一定サイズのピクセル・ビンを有するように構成されてよい。１つの実施形態に
おいて、トータルの密度範囲は２５６であってよい。即ち、領域は、１６スクリ
ーン・ピクセル（４×４）ごとに１サンプルと、１つのスクリーン・ピクセルご
とに１６サンプルとの間をサポートすることができる。他の実施形態では、トー
タルの密度範囲は、他の値、例えば６４に限定されてよい。１つの実施形態にお
いて、サンプル密度は、それぞれの領域を横切って線形的又は非線形的に変化す
る。他の実施形態では、ディスプレイは複数の一定サイズの領域（例えば、４×
４ピクセル・サイズの正方形、又は４０×４０ピクセル・サイズの正方形）へ分
割されてよいことに注意されたい。

【０１３９】 １つ又は複数の領域コーナー（例えば、窩領域コーナー）にまたがるポリゴン
の計算を簡単にするため、サンプル・バッファは更に複数の副領域へ分割されて
よい。図２１において、副領域へ分割されたサンプル・バッファ１６２の１つの
実施形態が示される。これらの副領域の各々は長方形であり、グラフィックス・
システム１１２が、副領域内の２Ｄアドレスをサンプル・バッファ１６２内の線
形アドレスへ変換することを可能にする。従って、或る実施形態では、各々の副
領域は、副領域内のピクセルのための記憶がどこから始まるかを示すメモリ・ベ
ース・アドレスを有する。更に、各々の副領域は、その幅に関連づけられた「ス
トライド」パラメータを有してよい。

【０１４０】 スーパサンプリング・サンプル・バッファの他の可能な分割は、円形である。
ここで図２２を参照すると、１つのそのような実施形態が示される。例えば、各
々の領域は、それに関連づけられた２つの半径を有し（即ち、３６０〜３６８）
、これらの半径は領域を３つの同心円領域へ分割する。円形領域の全ては、同じ
スクリーン・ポイント、即ち窩中心点を中心としてよい。しかし、窩中心点は、
常に窩領域の中心に置かれる必要はないことに注意されたい。幾つかの場合には
、それはスクリーン外（即ち、ディスプレイ装置の可視表示面の側面）に置かれ
てよい。図示された実施形態は、７つまでの別個の円形領域をサポートするが、
円の或るものは、２つの異なった領域によって共有されることが可能であり、そ
れによって、個別の円形領域は５以下に縮小される。

【０１４１】 円形領域は、実際に使用される一定サンプル密度の領域を表してよい。例えば
、図示された例において、窩領域３５４は、スクリーン・ピクセル当たり８サン
プルのサンプル・バッファ密度を割り振ってよいが、最も内部の円３６８の外側
では、それはピクセル当たり４サンプルを使用するだけであり、次の円３６６の
外側では、それはピクセル当たり２サンプルを使用するだけであるかもしれない
。従って、この実施形態では、リングは、必ずしも実際のメモリを節約する必要
はないが（領域がそれを行う）、サンプル・バッファとの間のメモリ帯域幅（及
びピクセル畳み込み帯域幅）を可能性として節約するかもしれない。異なった有
効サンプル密度を表示することに加えて、リングは、使用すべき異なったサンプ
ル位置決め計画を表示するために使用されてもよい。前述したように、これらの
サンプル位置決め計画は、オンチップＲＡＭ／ＲＯＭ又はプログラム可能メモリ
の中に記憶されてよい。

【０１４２】 前述したように、幾つかの実施形態では、スーパサンプリング・サンプル・バ
ッファ１６２は、更にビンへ分割されてよい。例えば、１つのビンは、単一のサ
ンプル又はサンプルの配列（例えば、２×２又は４×４のサンプル）を記憶して
よい。１つの実施形態において、各々のビンは、１から１６までのサンプル・ポ
イントを記憶してよい。もっとも、他の構成が可能であり予想される。各々の領
域は、特定のビン・サイズ、及び一定のメモリ・サンプル密度を有するように構
成されてよい。密度の低い領域が、必ずしもビン・サイズを大きくする必要はな
いことに注意されたい。１つの実施形態において、領域（又は、少なくとも内部
領域）は、領域を囲んでいるビン・サイズの正確な整数倍である。これは、或る
実施形態では、サンプル・バッファの、より効率的な使用を可能にするかもしれ
ない。

【０１４３】 可変解像度スーパサンプリングは、ディスプレイ装置上で表示される各々のピ
クセルについて、可変数のサンプルを計算することを含む。画像の或る区域は、
サンプル数が多くなれば利益を得るかもしれないが（例えば、オブジェクトのエ
ッジの近く）、他の区域は余分のサンプルを必要としないかもしれない（例えば
、一定のカラー及び輝度を有する滑らかな区域）。資金及び帯域幅を節約するた
め、余分のサンプルは、増大した解像度から利益を得る区域でのみ使用されてよ
い。例えば、もしディスプレイの一部分が青の一定のカラーで表示されるのであ
れば（例えば、背景の中で）、余分のサンプルが特に役立つとは言えないであろ
う。なぜなら、そのようなサンプルは、全て単純に一定値を有するからである（
表示されている背景色に等しい）。対照的に、もしスクリーン上の第２の区域が
複雑なテクスチャ及びエッジを有する３Ｄレンダリング・オブジェクトを表示し
ていれば、追加のサンプルの使用は、エイリアシングのような或るアーチファク
トを排除する上で有用であろう。画像のどの領域が、より高いサンプル密度から
利益を得るかを決定又は予言するため、多数の異なった方法が使用されてよい。
例えば、最終画像の上でエッジ分析を実行することができよう。その情報は、ど
のようにサンプル密度が分布されるべきかを予言するために使用される。更に、
ソフトウェア・アプリケーションは、フレームのどの区域が、より高いサンプル
密度を割り振られるべきかを表示できるかもしれない。

【０１４４】 可変解像度スーパサンプリングを実行するためには、多数の異なった方法が使
用されてよい。これらの方法は、次のような２つの一般的なカテゴリーに入る傾
向がある。（１）ドロー又はレンダリングのプロセスに関連する方法。（２）畳
み込みのプロセスに関連する方法。例えば、サンプルは、次の方法のいずれかを
使用して、スーパサンプリング・サンプル・バッファ１６２の中へレンダリング
されてよい。 １）均一のサンプル密度 ２）領域ベース（例えば、中間、窩、及び周辺）での可変サンプル密度 ３）走査線ベース（又は、少数走査線ベース）で密度を変更することによる可
変サンプル密度。

【０１４５】 走査線ベースでの可変サンプル密度は、密度のルックアップ・テーブルを使用
することによって達成されてよい。例えば、テーブルは、特定の走査線の最初の
５つのピクセルが、それぞれ３つのサンプルを有し、次の４つのピクセルが、そ
れぞれ２つのサンプルを有することを指定してよい。以下同様である。 畳み込み側では、次の方法が可能である。 １）均一畳み込みフィルタ ２）連続可変畳み込みフィルタ ３）多数の空間周波数で動作する畳み込みフィルタ。

【０１４６】 均一畳み込みフィルタは、例えば、計算される各々のピクセルについて一定範
囲（又は、選択されるサンプルの一定数）を有してよい。対照的に、連続可変畳
み込みフィルタは、ピクセルを計算するために使用されるサンプルの数を漸次に
変更してよい。関数は、注意の中心における最大から周辺区域における最小まで
、連続的に変化してよい。

【０１４７】 これらの方法の異なった組み合わせ（レンダリング側と畳み込み側との双方に
おいて）も可能である。例えば、一定サンプル密度がレンダリング側で使用され
、同時に、連続可変畳み込みフィルタがサンプル上で使用されてよい。

【０１４８】 画像のどの区域が、ピクセル当たり、より多くのサンプルを割り振られるかを
決定するために、異なった方法も予想される。１つの実施形態において、もしス
クリーン上の画像が主な焦点（例えば、コンピュータ・ゲームにおけるマリオの
ような登場人物）を有するならば、マリオの周囲の区域では、より多くのサンプ
ルが計算されてよく、他の区域（例えば、背景、又はスクリーンの縁の近く）で
は、より少ないサンプルがピクセルのために計算されてよい。

【０１４９】 他の実施形態では、観察者の窩注視点が、眼／頭／手追跡によって決定されて
よい。頭追跡の実施形態では、観察者の注視の方向は、観察者の頭の方向から決
定又は推定される。頭の方向は、様々なメカニズムを使用して測定されてよい。
例えば、観察者によって装着されたヘルメット又はバイザが（眼／頭追跡の場合
）、単独で、又は手追跡メカニズム、ワンド、又は眼追跡センサと組み合わせて
使用され、グラフィックス・システム１１２へ方向情報を提供してよい。他の代
替方法は、ユーザの額の上に置かれた赤外線反射ドットを使用する頭追跡、又は
頭追跡センサ又は眼追跡センサを組み込まれた眼鏡を使用する頭追跡を含む。頭
追跡及び手追跡を使用する１つの方法は、米国特許第５，４４６，８３４号（Ｍ
ｉｃｈａｅｌ Ｄｅｅｒｉｎｇによる「頭追跡ディスプレイを使用する高解像度
仮想現実システムの方法と装置」（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ
ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ
Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ｈｅａｄ Ｔｒａｃｋｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）
１９９５年８月２９日）に開示される。頭追跡の他の方法も可能であり予想され
る（例えば、赤外線センサ、電磁センサ、容量性センサ、ビデオ・カメラ、音響
及び超音波検出器、衣服ベース・センサ、ビデオ追跡装置、導電性インク、歪み
ゲージ、強制フィードバック検出器、光ファイバ・センサ、空気圧センサ、磁気
追跡装置、及び機械的スイッチ）。

【０１５０】 前述したように、眼追跡は頭追跡と組み合わせて使用されるとき特に利点があ
る。眼追跡の実施形態において、観察者の頭に関して観察者の眼の方向を検出す
ることによって、観察者の注視の方向が直接測定される。この情報は、ディスプ
レイ装置に対する観察者の頭の位置及び方向に関する他の情報と組み合わせられ
たとき、観察者の１つの窩注視点（又は、もし２つの眼追跡センサが使用される
ならば、複数の窩注視点）の正確な測定を可能にするかもしれない。眼追跡の１
つの可能な方法は、米国特許第５，６３８，１７６号（題名は「安価なインタフ
ェロメトリック眼追跡システム」（Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒ
ｏｍｅｔｒｉｃ Ｅｙｅ Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ））に開示されてい
る。眼追跡の他の方法も可能であり予想される（例えば、前述した頭追跡の方法
）。

【０１５１】 どの方法が使用されるかに関わらず、観察者の窩注視点が位置を変更するにつ
れて、サンプルの分布も変化する。例えば、もし観察者の注視がスクリーンの上
方左手コーナーに集中されるならば、スクリーンの上方左手コーナーに対応する
ピクセルの各々は、８又は１６のサンプルを割り振られてよく、その一方で、反
対のコーナー（即ち、スクリーンの下方右手コーナー）のピクセルは、ピクセル
当たり１つか２つだけのサンプルを割り振られてよい。一度、観察者の注視が変
化すると、ピクセル当たりのサンプルの割り当ても変化する。観察者の注視がス
クリーンの下方右手コーナーへ移動するとき、スクリーンの上方左手コーナーに
あるピクセルは、ピクセル当たり１つ又は２つだけのサンプルを割り振られてよ
い。従って、ピクセル当たりのサンプルの数は、観察者の窩注視点に関してスク
リーンの異なった領域のために積極的に変更されてよい。幾つかの実施形態では
、複数のユーザの各々が、入力をグラフィックス・システム１１２へ提供する頭
／眼／手追跡メカニズムを有するかもしれないことに注意されたい。これらの実
施形態では、スクリーン上に２つ以上の窩注視点が概念的に存在し、高及び低の
サンプル密度の区域に対応してよい。前述したように、これらのサンプル密度は
、レンダリング・プロセスのみ、フィルタ・プロセスのみ、又は双方のプロセス
に影響してよい。

【０１５２】 ここで図２４Ａ〜図２４Ｂを参照すると、ピクセル当たりにサンプルの数を配
分する方法の１つの実施形態が示される。方法は、１つ又は複数の窩注視点に対
するピクセルの位置に基づいてサンプルの数を配分する。図２４Ａにおいて、窩
注視点（即ち、観察者の注視の焦点）３６２を決定するため、眼追跡又は頭追跡
装置３６０が使用される。これは、観察者の眼（図で３６４として表される）が
直視している方向を決定する追跡装置３６０を使用することによって決定されて
よい。図示されるように、この実施形態において、ピクセルは窩領域３５４（窩
注視点３６２を中心としてよい）、中間領域３５２、及び周辺領域３５０へ分割
される。

【０１５３】 ３つのサンプル・ピクセルが図に示される。サンプル・ピクセル３７４は、窩
領域３１４の中に置かれる。窩領域３１４が、８つのサンプルを有するビンで構
成されるものと仮定し、また各々のピクセルに対する畳み込み半径が４つのビン
に接触すると仮定すると、最大で３２のサンプルが各々のピクセルに寄与してよ
い。サンプル・ピクセル３７２は、中間領域３５２の中に置かれる。中間領域３
５２は、４つのサンプルを有するビンで構成されるものと仮定し、また各々のピ
クセルに対する畳み込み半径が４つのビンに接触すると仮定すると、最大で１６
のサンプルが各々のピクセルに寄与してよい。サンプル・ピクセル３７０は周辺
領域３５０の中に置かれる。周辺領域３７０は、それぞれ１つのサンプルを有す
るビンで構成されると仮定し、また各々のピクセルに対する畳み込み半径が１つ
のビンに接触すると仮定すると、周辺領域３５０内のピクセルについて、ピクセ
ル当たり１サンプルの相互関係が存在する。これらの値は単なる例であり、異な
った数の領域、ビン当たりのサンプル、及び畳み込み半径が使用されてよいこと
に注意されたい。

【０１５４】 ここで図２４Ｂを参照すると、同じ例が示されるが、窩注視点３６２が異なっ
ている。図示されるように、追跡装置３６０が、窩注視点３６２の位置の変化を
検出したとき、それは入力をグラフィックス・システムへ提供する。次に、グラ
フィックス・システムは、窩領域３５４及び中間領域３５２の位置を調節する。
幾つかの実施形態では、或る領域（例えば中間領域３５２）の一部分が、ディス
プレイ装置８４の縁を超えて拡張されてよい。この例では、ピクセル３７０は、
今や窩領域３５４の中にあり、その一方で、ピクセル３７２及び３７４は、今や
周辺領域の中にある。図２４Ａの例に示されるようなサンプル構成を仮定すると
、最大で３２のサンプルがピクセル３７０に寄与してよく、その一方で、１つの
サンプルのみがピクセル３７２及び３７４へ寄与するであろう。都合がよいこと
に、この構成は、窩注視点（即ち、観察者の注視の焦点）に近い領域へ、より多
くのサンプルを割り振るかもしれない。これは、ディスプレイ装置８４上の全て
のピクセルのために多数のサンプルを計算する必要なしに、よりリアルな画像を
観察者へ提供するかもしれない。

【０１５５】 ここで図２５Ａ〜図２５Ｂを参照すると、可変解像度スーパサンプリング・サ
ンプル・バッファを構成されたコンピュータ・システムの他の実施形態が示され
る。この実施形態において、観察者の注意の中心は、主要登場人物３６２の位置
によって決定される。中間領域及び窩領域は、主要登場人物３６２がスクリーン
上を移動するにつれて、主要登場人物に中心を移す。幾つかの実施形態では、主
要登場人物は単なるカーソル（例えば、キーボード入力又はマウスによって動か
されるような）であってよい。

【０１５６】 更に、他の実施形態において、より高いサンプル密度を有する領域は、ディス
プレイ装置８４のスクリーンの中央に中心を有してよい。都合の良いことに、こ
れは、必要な制御ソフトウェア及びハードウェアを、より少なくするかもしれな
いが、依然として、より尖鋭な画像をスクリーンの中央（観察者の注意が、大部
分の時間の間、集中するかもしれない場所）で提供する。

【０１５７】 これまでの実施形態は、かなり詳細に説明されたが、他のバージョンが可能で
ある。一度、上記の開示が十分に理解されたならば、多数の変形及び変更が当業
者に明らかとなるであろう。本発明の請求項は、そのような変形及び変更を全て
包含するように解釈されるべきことが意図されている。ここで使用された見出し
は、構成を目的とするだけであって、ここで提供された説明又は本発明の請求項
を限定することを意味しないことに注意すべきである。

【０１５８】 （産業上の応用） 本発明及び添付の図面を検討した後で当業者に分かるように、ここで開示され
たシステム及び方法は、多くの異なった分野に応用可能である。このような分野
として、グラフィックス・システム及びサブシステム、コンピュータ、計算装置
、セット・トップ・ボックス、ゲーム・コンソール、携帯情報端末、ディジタル
・テレビ、ビデオ・プロセッサ、グラフィックス・プロセッサ、マルチメディア
・システム及びプロセッサ、バーチャル・リアリティ・システム、及びグラフィ
ックス・データをレンダリング及び／又は表示する他のシステムがある。しかし
、これらに限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 図１Ａは、グラフィックス・システムの１つの実施形態を含むコンピュータ・
システムの１つの実施形態を示す。

【図１Ｂ】 図１Ｂは、グラフィックス・システムを含むコンピュータ・システムの他の実
施形態を示す。

【図１Ｃ】 図１Ｃは、仮想現実ワークステーションの一部分であるコンピュータ・システ
ムの他の実施形態を示す。

【図２】 図２は、図１Ａ〜図１Ｃのコンピュータ・システムが接続されてよいネットワ
ークの１つの実施形態を示す。

【図３Ａ】 図３Ａは、図１のグラフィックス・システムの他の実施形態を仮想現実ワーク
ステーションとして示す図である。

【図３Ｂ】 図３Ｂは、サンプル・バッファを有するグラフィックス・システムの１つの実
施形態を示す、より詳細な図である。

【図４】 図４は、伝統的なピクセル計算を示す。

【図５Ａ】 図５Ａは、スーパサンプリングの１つの実施形態を示す。

【図５Ｂ】 図５Ｂは、サンプルのランダム分布を示す。

【図６】 図６は、可変解像度スーパサンプリング・サンプル・バッファの１つの実施形
態を有するグラフィックス・システムの１つの実施形態の詳細を示す。

【図７】 図７は、可変解像度スーパサンプリング・サンプル・バッファ及びダブルバッ
ファ・サンプル位置メモリの１つの実施形態を有するグラフィックス・システム
の他の実施形態の詳細を示す。

【図８】 図８は、サンプル位置決め計画の３つの異なった実施形態の詳細を示す。

【図９】 図９は、サンプル位置決め計画の１つの実施形態の詳細を示す。

【図１０】 図１０は、サンプル位置決め計画の他の実施形態の詳細を示す。

【図１１Ａ】 図１１Ａは、垂直スクリーン・ストライプ（列）を使用してサンプルをピクセ
ルへ並列に変換するように構成されたグラフィックス・システムの１つの実施形
態の詳細を示す。

【図１１Ｂ】 図１１Ｂは、垂直スクリーン・ストライプ（列）を使用してサンプルをピクセ
ルへ並列に変換するように構成されたグラフィックス・システムの他の実施形態
の詳細を示す。

【図１２】 図１２は、水平スクリーン・ストライプ（行）を使用してサンプルをピクセル
へ並列に変換するように構成されたグラフィックス・システムの他の実施形態の
詳細を示す。

【図１３】 図１３は、長方形領域を使用してサンプルをピクセルへ並列に変換するように
構成されたグラフィックス・システムの他の実施形態の詳細を示す。

【図１４】 図１４は、サンプルをサンプル・バッファから読み出す１つの方法の詳細を示
す。

【図１５】 図１５は、境界条件を処理する方法の１つの実施形態の詳細を示す。

【図１６】 図１６は、境界条件を処理する方法の他の実施形態の詳細を示す。

【図１７】 図１７は、サンプルをスーパサンプリング・サンプル・バッファの中へドロー
する方法の１つの実施形態を示すフローチャートである。

【図１８】 図１８は、三角形の頂点を符号化する方法の１つの実施形態を示す。

【図１９】 図１９は、サンプルからピクセルを計算する方法の１つの実施形態を示す。

【図２０】 図２０は、サンプル・セットの例について、サンプル・ピクセル計算の１つの
実施形態の詳細を示す。

【図２１】 図２１は、サンプルの密度を変更する方法の１つの実施形態を示す。

【図２２】 図２２は、サンプルの密度を変更する方法の他の実施形態を示す。

【図２３】 図２３は、サンプルの密度を変更する方法の更に他の実施形態を示す。

【図２４】 図２４Ａから図２４Ｂは、サンプルの密度を変更するため眼追跡を使用する方
法の１つの実施形態の詳細を示す。

【図２５】 図２５Ａから図２５Ｂは、サンプルの密度を変更するため眼追跡を使用する方
法の１つの実施形態の詳細を示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年２月１９日（２００１．２．１９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ネイグル，ナサニエル，ディヴィッド アメリカ合衆国 94588 カリフォルニア 州，プレザントン，オーク クリーク コ ート 7756 (72)発明者 ネルソン，スコット，アール． アメリカ合衆国 94588 カリフォルニア 州，プレザントン，クローブウッド レー ン 4429 Ｆターム(参考） 5B057 CH04 CH11 CH14 5B080 AA13 BA01 BA05 CA01 CA03 CA05 CA09 FA02 FA03 FA14

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グラフィックス・システムであって、 グラフィックス・データのセットを受け取って、グラフィックス・データに基
   づいて複数のサンプルをレンダリングするように構成された１つ又は複数のプロ
   セッサ（３５２）と、 複数のサンプルを記憶するように構成されたサンプル・バッファ（１６２）と
   、 複数のサンプル・ピクセル計算ユニット（３６０）と、ここでサンプル・ピク
   セル計算ユニットは、出力ピクセルを作り出すためサンプル・バッファからサン
   プルを受け取ってフィルタするように構成され、出力ピクセルは、ディスプレイ
   装置上に画像を形成するように使用可能であり、複数のサンプル・ピクセル計算
   ユニットの各々は、画像の複数の領域の異なった１つに対応するピクセルを生成
   するように構成されていること を備えたグラフィックス・システム。
2. 【請求項２】 グラフィックス・データのセットをレンダリングする方法で
   あって、 グラフィックス・データを受け取り、 グラフィックス・データに基づいて１つ又は複数のサンプルを生成し、 サンプルを記憶し、 サンプルを複数の領域へ分割し、 記憶されたサンプルを、複数の領域から選択し、 選択されたサンプルをフィルタして、複数の出力ピクセルを並列に形成し、こ
   こで出力ピクセルは、ディスプレイ装置上に画像を形成するために使用可能であ
   る ことを備えた方法。
3. 【請求項３】 各々のサンプルがカラー成分を含み、前記フィルタリングが
   、 どのサンプルが所定のフィルタ・エンベロープの中にあるかを決定し、 所定のフィルタ・エンベロープ内のサンプルと、１つ又は複数の加重ファクタ
   とを乗算し、ここで前記加重ファクタは、フィルタ・エンベロープの中心に対す
   るサンプルの位置に関して変化し、 加重されたサンプルを合計して、出力ピクセルを形成する ことを備えた、請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 コンピュータ・システムであって、 ディスプレイ装置（８４）と、 グラフィックス・データのセットを受け取る手段と、 グラフィックス・データのセットに基づいて複数のサンプルをレンダリングす
   るように構成された１つ又は複数のプロセッサ（３５２）と、 レンダリングされたサンプルを記憶するように構成されたサンプル・バッファ
   （１６２）と、 記憶されたサンプルをフィルタして、出力ピクセルを作り出すように構成され
   た複数のサンプル・ピクセル計算ユニット（１７０）と、ここで出力ピクセルは
   、ディスプレイ装置上に画像を形成するように使用可能であり、複数のサンプル
   ・ピクセル計算ユニットの各々は、画像の複数の異なった領域の１つに対応する
   ピクセルを生成するように構成されていることと を備えたコンピュータ・システム。
5. 【請求項５】 各々のサンプルがカラー成分を含み、サンプル・ピクセル計
   算ユニットが、どのサンプルが所定のフィルタ・エンベロープの中にあるかを決
   定し、所定のフィルタ・エンベロープ内のサンプルと、１つ又は複数の加重ファ
   クタとを乗算し、ここで加重ファクタは、フィルタ・エンベロープの中心に対す
   るサンプルの位置に関して変化し、加重されたサンプルを合計して、１つ又は複
   数の出力ピクセルを形成するように構成された、請求項１から４のいずれか一項
   に記載のシステム又は方法。
6. 【請求項６】 各々の領域が、画像の異なった垂直又は水平ストライプに対
   応する、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
7. 【請求項７】 各々の領域が、１つ又は複数の奇数又は偶数の走査線に対応
   する画像部分を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム又は方法
   。
8. 【請求項８】 各々の領域が、画像の異なった４分円を含む、請求項１から
   ５のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
9. 【請求項９】 複数の領域がオーバラップする、請求項１から８のいずれか
   一項に記載のシステム又は方法。
10. 【請求項１０】 ディスプレイ装置が複数の個別のディスプレイ装置を含み
    、各々の領域が複数の個別のディスプレイ装置の１つに対応する、請求項１から
    ９のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
11. 【請求項１１】 ディスプレイ装置が複数の個別のディスプレイ装置を含み
    、各々の領域が、複数の個別のディスプレイ装置の異なった１つに対応する、請
    求項１から９のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
12. 【請求項１２】 領域がフレーム・ベースで大きさを変化させる、請求項１
    から１１のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
13. 【請求項１３】 画像の領域が、フレーム・ベースで大きさを変化させて、
    サンプル・ピクセル計算ユニットの各々によってフィルタされたサンプルの数を
    バランスさせる、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
14. 【請求項１４】 各々の領域が、画像の異なった長方形部分である、請求項
    １から５及び９から１３のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
15. 【請求項１５】 各々のサンプルが、カラー成分を有し、サンプル・ピクセ
    ル計算ユニットが、 どのサンプルが、所定のフィルタ・エンベロープの内部にあるかを決定し、 所定のフィルタ・エンベロープ内のサンプルと、１つ又は複数の加重ファクタ
    とを乗算し、ここで加重ファクタは、フィルタ・エンベロープの中心に対するサ
    ンプルの位置に関して変化する ように構成された、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム又は方
    法。
16. 【請求項１６】 各々のサンプルがｚ成分を含む、請求項１から１５のいず
    れか一項に記載のシステム又は方法。
17. 【請求項１７】 サンプル・バッファ内に記憶されたサンプルがダブルバッ
    ファされる、請求項１から１６のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
18. 【請求項１８】 領域が時間と共にサイズを変化させる、請求項１から１７
    のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
19. 【請求項１９】 各々の領域が、フレーム・ベースでサイズを変化させて、
    サンプル・ピクセル計算ユニットの各々によってフィルタされるサンプルの数を
    バランスさせる、請求項１から１８のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
20. 【請求項２０】 各々の領域が、フレーム・ベースでサイズを変化させ、各
    々の領域でサンプルの数を均一にする、請求項１から１９のいずれか一項に記載
    のシステム又は方法。
21. 【請求項２１】 サンプル・バッファ内に記憶されたサンプルがビンの中に
    記憶される、請求項１から２０のいずれか一項に記載のシステム又は方法。
22. 【請求項２２】 各々のピクセルのためにフィルタされたサンプルの数が、
    領域を横切って変化する、請求項１から２１のいずれか一項に記載のシステム又
    は方法。