JPH09245194A - Image processor - Google Patents
Image processorInfo
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- JPH09245194A JPH09245194A JP8050204A JP5020496A JPH09245194A JP H09245194 A JPH09245194 A JP H09245194A JP 8050204 A JP8050204 A JP 8050204A JP 5020496 A JP5020496 A JP 5020496A JP H09245194 A JPH09245194 A JP H09245194A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- buffer
- shape data
- image processing
- intermediate information
- scanning line
- Prior art date
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- Granted
Links
Landscapes
- Image Generation (AREA)
- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、コンピュ
ータを用いた映像機器であるビデオゲーム装置やグラフ
ィックスコンピュータシステム等に用いられ、３次元画
像をフレームメモリ上に描画する画像処理装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing device for drawing a three-dimensional image on a frame memory, which is used for a video game device which is a video device using a computer, a graphics computer system and the like. is there.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、家庭用ＴＶゲーム機やパーソナ
ルコンピュータあるいはコンピュータグラフィックスシ
ステム等において、テレビジョン受像機やモニタ受像機
あるいは陰極線管（ＣＲＴ:Cathode Ray Tube）ディス
プレイ装置等に出力して表示する画像のデータ、すなわ
ち表示出力画像データを生成する図５に示すような画像
処理装置２００では、中央演算処理装置（ＣＰＵ:Centr
al Processing Unit）２０１と描画バッファ（以下、フ
レームバッファと言う。）２０４の間に専用の描画装置
２０２を設けることにより、高速処理を可能にしてい
る。2. Description of the Related Art For example, in a home TV game machine, a personal computer, a computer graphics system, or the like, the image is output to a television receiver, a monitor receiver, a cathode ray tube (CRT) display device, or the like for display. In the image processing device 200 as shown in FIG. 5, which generates image data, that is, display output image data, a central processing unit (CPU: Centr) is used.
By providing a dedicated drawing device 202 between an al processing unit) 201 and a drawing buffer (hereinafter referred to as a frame buffer) 204, high speed processing is enabled.
【０００３】具体的に説明すると、画像生成装置２００
において、ＣＰＵ２０１側では、画像を生成する際に、
直接フレームバッファ２０４をアクセスするのではな
く、座標変換やクリッピング、光源計算等のジオメトリ
処理を行い、３角形や４角形等の多角形（ポリゴン）の
組み合わせとして３次元の形状を定義して３次元画像を
描画するための描画命令を作成し、その描画命令を描画
装置２０２に送る。More specifically, the image generating apparatus 200
On the CPU 201 side, when generating an image,
Instead of directly accessing the frame buffer 204, geometry processing such as coordinate conversion, clipping, and light source calculation is performed, and a three-dimensional shape is defined as a combination of polygons such as a triangle and a quadrangle, and a three-dimensional shape is defined. A drawing command for drawing an image is created, and the drawing command is sent to the drawing device 202.
【０００４】そして、描画装置２０２は、ＣＰＵ２０１
から送られてきた複数のポリゴンに各々対応する描画命
令（以下、ポリゴン情報と言う。）を解釈して、１ポリ
ゴン毎に、画素データをフレームバッファ２０４に書き
込むレンダリング処理を行い、フレームバッファ２０４
に図形を描画する。The drawing device 202 has a CPU 201.
The rendering command (hereinafter referred to as polygon information) corresponding to each of the plurality of polygons sent from the computer is interpreted, and the rendering process of writing the pixel data into the frame buffer 204 is performed for each polygon.
Draw a shape on.
【０００５】このとき、描画装置２０２は、ポリゴンの
頂点の色データと奥行きを示すＺ値から、ポリゴンを構
成する全ての画素（ピクセル）の色とＺ値を考慮するこ
とにより、ピクセル毎の陰面消去を行う。At this time, the drawing device 202 considers the colors and Z values of all the pixels (pixels) forming the polygon from the color data of the vertices of the polygon and the Z value indicating the depth, so that the hidden surface for each pixel is considered. Erase.
【０００６】すなわち、描画装置２０２は、前処理にお
いて得られたポリゴンの頂点の色データと奥行きを示す
Ｚ値が記憶されたＺバッファメモリ２０３から、対象描
画ピクセルに対応したＺ値を読み出し、現処理で得られ
たＺ値と、Ｚバッファ２０３から読み出したＺ値とを比
較する。そして、描画装置２０２は、その比較結果に応
じて、Ｚバッファメモリ２０３のＺ値を更新する。That is, the drawing device 202 reads out the Z value corresponding to the target drawing pixel from the Z buffer memory 203 in which the color data of the vertices of the polygon obtained in the preprocessing and the Z value indicating the depth are stored. The Z value obtained by the processing is compared with the Z value read from the Z buffer 203. Then, the drawing apparatus 202 updates the Z value of the Z buffer memory 203 according to the comparison result.
【０００７】尚、上記Ｚ値は、視点からの奥行き方向の
距離を示す情報である。The Z value is information indicating the distance from the viewpoint in the depth direction.
【０００８】上述のようにして、フレームバッファ２０
４に描画された図形は、ＣＲＴディスプレイ装置等の表
示装置２０５に対して出力される。As described above, the frame buffer 20
The figure drawn in 4 is output to the display device 205 such as a CRT display device.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、画像処理装置
２００のような従来の画像処理装置では、Ｚバッファの
記憶容量が１画面の画素分必要であり、また、描画を行
う際のアクセスアドレスがランダムに発生するため、ラ
ンダムアクセスを高速に行うことができるＺバッファが
必要とされていた。このため、上記画像処理装置では、
ランダムアクセスを高速に行うことができる高価なメモ
リが用いられていた。したがって、上記画像処理装置の
コストダウンを図ることができなかった。However, in the conventional image processing apparatus such as the image processing apparatus 200, the storage capacity of the Z buffer is required for one screen pixel, and the access address for drawing is required. Since they occur randomly, a Z buffer that can perform random access at high speed has been required. Therefore, in the image processing device,
Expensive memory that can perform random access at high speed has been used. Therefore, the cost of the image processing apparatus cannot be reduced.
【００１０】そこで、上述のような問題点を解決するた
めに、図６に示すようなスキャンライン方式を採用した
画像処理装置３００がある。Therefore, in order to solve the above problems, there is an image processing apparatus 300 which adopts a scan line system as shown in FIG.
【００１１】この画像処理装置３００では、走査線毎に
描画が行われるため、画像処理装置３００に設けられた
Ｚバッファ３０２は、１走査線の画素分に対する小容量
のメモリである。また、画像処理装置３００では、１走
査線に対する描画処理の終了後は、Ｚバッファ３０２に
記憶された上記描画処理で用いたＺ値は必要ないため、
Ｚバッファ３０２は、次の走査線に対する描画処理の前
準備処理としてクリアされるようになされている。In this image processing apparatus 300, since drawing is performed for each scanning line, the Z buffer 302 provided in the image processing apparatus 300 is a small-capacity memory for the pixels of one scanning line. Further, in the image processing apparatus 300, after the drawing process for one scanning line is completed, the Z value used in the drawing process stored in the Z buffer 302 is not necessary.
The Z buffer 302 is adapted to be cleared as a preparation process for the drawing process for the next scanning line.
【００１２】そこで、画像処理装置３００において、例
えば、図７に示すようなポリゴンＰ１，Ｐ２，Ｐ３を描
画する場合、ＣＰＵ２０１は、各ポリゴンＰ１，Ｐ２，
Ｐ３の一番上の頂点Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3のＹ座標でソートし
たポリゴン情報を描画装置２０２に供給する。これによ
り、描画装置２０２は、走査線Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，・・・
の順に描画処理を行うこととなる。Therefore, when the image processing apparatus 300 draws polygons P1, P2 and P3 as shown in FIG. 7, for example, the CPU 201 causes the polygons P1, P2 and P2 to be drawn.
The polygon information sorted by the Y coordinates of the top vertices X 1 , X 2 , and X 3 of P3 is supplied to the drawing device 202. As a result, the drawing apparatus 202 causes the scanning lines Y 1 , Y 2 , Y 3 , ...
The drawing process is performed in this order.
【００１３】このとき、例えば、描画装置２０２におい
て、任意のポリゴン内で描画する走査線に対する画素の
描画処理が終了した後、同一のポリゴンで次の走査線に
対する画素を描画する必要がある場合、描画装置２０２
は、次の走査線とそれ以降の走査線に対する画素の描画
処理のために、上記任意のポリゴンに対する中間情報、
すなわち走査開始点及び走査終了点の情報を中間情報メ
モリ３０１に格納する。At this time, for example, in the drawing apparatus 202, when it is necessary to draw a pixel for the next scanning line in the same polygon after the drawing process of the pixel for the scanning line drawn in an arbitrary polygon is completed, Drawing device 202
Is the intermediate information for the arbitrary polygon for drawing processing of pixels for the next scan line and subsequent scan lines,
That is, the information on the scanning start point and the scanning end point is stored in the intermediate information memory 301.
【００１４】しかし、中間情報メモリ３０１の記憶容量
が大容量でないと、描画装置２０２で１走査線上に描画
することができるポリゴンの数に限界が生じてしまう。
また、描画装置２０２の中間情報メモリ３０１に対する
アクセススピードも高速でないと、画像処理装置３００
全体の描画スピードが落ちてしまう。However, unless the storage capacity of the intermediate information memory 301 is large, the number of polygons that can be drawn on one scanning line by the drawing device 202 will be limited.
If the access speed of the drawing device 202 to the intermediate information memory 301 is not high, the image processing device 300
The overall drawing speed is reduced.
【００１５】したがって、スキャンライン方式を採用し
た画像処理装置３００のような従来の画像処理装置で
は、記憶容量が大容量であり、且つ高速アクセスが可能
である非常に高価なメモリが中間情報メモリとして用い
られていた。このため、上記画像処理装置のコストダウ
ンを図ることができなかった。Therefore, in the conventional image processing apparatus such as the image processing apparatus 300 adopting the scan line method, a very expensive memory having a large storage capacity and capable of high speed access is used as the intermediate information memory. Was used. Therefore, the cost of the image processing device cannot be reduced.
【００１６】そこで、本発明は、上述の如き従来の実情
に鑑みてなされたものであり、次のような目的を有する
ものである。Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and has the following objects.
【００１７】即ち、本発明の目的は、描画処理性能の向
上を図ると共に、コストダウンを図った画像処理装置を
提供することにある。That is, it is an object of the present invention to provide an image processing apparatus which improves the drawing processing performance and reduces the cost.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る画像処理装置は、コンピュータグラ
フィックスにより生成された３次元の多角形からなる形
状データに対してスキャンライン方式により描画処理を
行う画像処理装置であって、上記形状データを画面上の
座標に変換して走査線に従ってソートする変換手段と、
上記変換手段により走査線に従ってソートされた形状デ
ータに対して走査線毎に描画処理を行う描画手段と、高
速バーストリードライト機能を有し上記描画手段により
描画処理が行われた形状データに対する走査開始点及び
走査終点の情報からなる中間情報が記憶される中間情報
メモリと、上記描画手段と上記中間情報メモリ間に設け
られた入出力バッファと、上記描画手段により描画処理
で発生した画素毎の奥行情報が記憶されるＺバッファ
と、少なくとも１組のバッファからなり上記描画手段に
より形状データが描画される描画バッファと、上記描画
バッファに描画された形状データを外部出力する出力手
段とを備える。そして、上記描画手段は、上記中間情報
メモリを上記入出力バッファを介して高速バーストリー
ドライト機能によりアクセスして中間情報の読出処理及
び書込処理を行うと共に、上記Ｚバッファに対する奥行
情報の読出処理及び書込処理を行うことにより、上記描
画バッファに形状データを描画することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, an image processing apparatus according to the present invention uses a scan line method for shape data composed of three-dimensional polygons generated by computer graphics. An image processing device that performs drawing processing, including a conversion unit that converts the shape data into coordinates on a screen and sorts according to scanning lines,
Drawing means for performing drawing processing for each scanning line on the shape data sorted according to the scanning lines by the converting means, and scanning start for the shape data having the high-speed burst read / write function and subjected to the drawing processing by the drawing means. Intermediate information memory for storing intermediate information consisting of point and scanning end point information, an input / output buffer provided between the drawing means and the intermediate information memory, and a depth for each pixel generated in the drawing processing by the drawing means. A Z buffer for storing information, a drawing buffer including at least one set of buffers for drawing the shape data by the drawing means, and an output means for externally outputting the shape data drawn in the drawing buffer. Then, the drawing means accesses the intermediate information memory via the input / output buffer by the high-speed burst read / write function to perform a reading process and a writing process of the intermediate information and a reading process of the depth information to the Z buffer. By performing the writing process and the writing process, the shape data is drawn in the drawing buffer.
【００１９】また、本発明に係る画像処理装置は、上記
描画バッファは、複数組のバッファからなる。また、上
記画像処理装置は、上記描画手段により形状データが描
画されるバッファ、及び上記描画手段により描画された
形状データを上記出力手段に対して出力するバッファを
上記複数のバッファから選択して交互に切り換える切換
制御手段を備える。そして、上記描画手段は、上記切換
制御手段により切り換えられたバッファに形状データを
走査線毎に描画する。また、上記出力手段は、上記切換
制御手段により切り換えられたバッファからの形状デー
タを走査線毎に外部出力することを特徴とする。Further, in the image processing apparatus according to the present invention, the drawing buffer comprises a plurality of sets of buffers. Further, the image processing apparatus selects a buffer in which the shape data is drawn by the drawing means and a buffer for outputting the shape data drawn by the drawing means to the output means, from the plurality of buffers, and alternately. And a switching control means for switching to. The drawing means draws the shape data for each scanning line in the buffer switched by the switching control means. Further, the output means is characterized in that the shape data from the buffer switched by the switching control means is externally output for each scanning line.
【００２０】また、本発明に係る画像処理装置は、２画
面の画素分の記憶容量を有し、上記描画バッファからの
形状データが供給され、上記形状データを上記出力手段
に対して出力するダブルバッファを備えることを特徴と
する。The image processing apparatus according to the present invention has a storage capacity for pixels of two screens, is supplied with the shape data from the drawing buffer, and outputs the shape data to the output means. It is characterized by having a buffer.
【００２１】また、本発明に係る画像処理装置は、テク
スチャデータが記憶されたテクスチャメモリを備える。
そして、上記描画手段は、上記テクスチャメモリに記憶
されたテクスチャデータを用いて、上記変換手段からの
形状データに対してテクスチャマッピングを行うことを
特徴とする。The image processing apparatus according to the present invention further comprises a texture memory in which texture data is stored.
The drawing means uses the texture data stored in the texture memory to perform texture mapping on the shape data from the converting means.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２３】本発明に係る画像処理装置は、例えば、図
１に示すようなスキャンライン方式を採用した画像処理
装置１００に適用される。The image processing apparatus according to the present invention is applied to, for example, an image processing apparatus 100 adopting a scan line system as shown in FIG.
【００２４】この画像処理装置１００は、中間情報メモ
リ１０１と、中間情報メモリ１０１に接続されたライト
バッファ１０３及びリードバッファ１０４と、ライトバ
ッファ１０３及びリードバッファ１０４を介して中間情
報メモリ１０１に接続された描画装置１０２と、描画装
置１０２に接続されたＺバッファ１０５及びフレームバ
ッファ１０６とを備え、描画装置１０２の出力は、ライ
トバッファ１０３を介して中間情報メモリ１０１に供給
され、中間情報メモリ１０１の出力は、リードバッファ
１０４を介して描画装置１０２に供給されるようになさ
れている。The image processing apparatus 100 is connected to the intermediate information memory 101, the write buffer 103 and the read buffer 104 connected to the intermediate information memory 101, and the intermediate information memory 101 via the write buffer 103 and the read buffer 104. The drawing device 102, the Z buffer 105 and the frame buffer 106 connected to the drawing device 102, and the output of the drawing device 102 is supplied to the intermediate information memory 101 via the write buffer 103. The output is supplied to the drawing apparatus 102 via the read buffer 104.
【００２５】また、画像処理装置１００は、描画装置１
０２にポリゴン情報を供給するＣＰＵ１０８と、フレー
ムバッファ１０６の出力が供給される表示装置１０７と
を備えている。Further, the image processing apparatus 100 is the drawing apparatus 1
02, a CPU 108 for supplying polygon information and a display device 107 to which the output of the frame buffer 106 is supplied.
【００２６】以下、上述のような構成をした画像処理装
置１００について具体的に説明する。The image processing apparatus 100 having the above-mentioned structure will be specifically described below.
【００２７】先ず、描画装置１０２は、描画処理開始前
の準備として、中間情報メモリ１０１、ライトバッファ
１０３、及びリードバッファ１０４の各読出ポインタ及
び書込ポインタを初期状態にすることにより、中間情報
メモリ１０１、ライトバッファ１０３、及びリードバッ
ファ１０４をクリアする。First, the drawing apparatus 102 sets the read pointer and the write pointer of the intermediate information memory 101, the write buffer 103, and the read buffer 104 to the initial state as a preparation before the start of the drawing process, thereby making the intermediate information memory. 101, the write buffer 103, and the read buffer 104 are cleared.
【００２８】次に、描画装置１０２は、Ｚバッファ１０
５及びフレームバッファ１０６をクリアする。Next, the drawing device 102 uses the Z buffer 10
5 and the frame buffer 106 are cleared.
【００２９】次に、ＣＰＵ１０８は、図示していないメ
モリを用いて、１画面分の複数のポリゴンに各々対応す
るポリゴン情報を生成し、上記図７を用いて述べたよう
に、走査線に従ってＹ方向にソートする。そして、ＣＰ
Ｕ１０８は、生成したポリゴン情報を描画装置１０２に
供給する。Next, the CPU 108 uses a memory (not shown) to generate polygon information corresponding to each of a plurality of polygons for one screen, and as described with reference to FIG. Sort by direction. And CP
U 108 supplies the generated polygon information to the drawing device 102.
【００３０】描画装置１０２は、ＣＰＵ１０８からの複
数のポリゴンに各々対応するポリゴン情報により、各ポ
リゴンに対して走査線毎の描画処理を行う。The drawing device 102 performs drawing processing for each scanning line on each polygon based on the polygon information from the CPU 108 corresponding to each of the plurality of polygons.
【００３１】ここで、Ｚバッファ１０５は、例えば、１
走査線の画素分の記憶容量を有するメモリであり、Ｚバ
ッファ１０５には、前処理で得られた１走査線の画素分
のＺ値が記憶されている。Here, the Z buffer 105 is, for example, 1
This is a memory having a storage capacity for pixels of one scanning line, and the Z value for one scanning line pixel obtained in the preprocessing is stored in the Z buffer 105.
【００３２】そこで、例えば、描画しようとする複数の
ポリゴンのうち現在対象となっているポリゴンが図２に
示すようなポリゴンＰnである場合、描画装置１０２
は、先ず、描画しようとする走査線Ｙ1上の画素Ｘ1に対
するＺ値と、Ｚバッファ１０５に既に書き込まれている
画素Ｘ1に対応したＺ値とを比較する。そして、描画装
置１０２は、画素Ｘ1のＺ値がＺバッファ１０５に既に
書き込まれているＺ値より前に存在している場合に、描
画しようとする画素Ｘ1をフレームバッファ１０６に書
き込む。一方、画素Ｘ1のＺ値がＺバッファ１０５に既
に書き込まれているＺ値より後に存在している場合に
は、描画装置１０２は、画素Ｘ1のフレームバッファ１
０６への書き込みは行わない。Therefore, for example, when the currently targeted polygon is a polygon P n as shown in FIG. 2 among a plurality of polygons to be drawn, the drawing device 102
The first compares the Z value for the pixel X 1 on the scanning line Y 1 to be drawn, and a Z value corresponding to the pixel X 1 already written to the Z buffer 105. Then, when the Z value of the pixel X 1 exists before the Z value already written in the Z buffer 105, the drawing apparatus 102 writes the pixel X 1 to be drawn in the frame buffer 106. On the other hand, when the Z value of the pixel X 1 is present after the Z value has already been written to the Z buffer 105, the drawing unit 102, a frame buffer one pixel X 1
Writing to 06 is not performed.
【００３３】上述のようにして、描画装置１０２は、走
査線Ｙ1上の全ての画素に対して描画処理を行う。As described above, the drawing device 102 performs the drawing process on all the pixels on the scanning line Y 1 .
【００３４】フレームバッファ１０６は、１走査線の画
素分の記憶容量を有するメモリであり、描画装置１０２
での走査線Ｙ1に対する描画処理が終了した時点で、メ
モリ上に描画された走査線Ｙ1の情報を表示装置１０７
に対して出力する。The frame buffer 106 is a memory having a storage capacity for pixels of one scanning line, and the drawing device 102.
At the time when the drawing process for the scanning line Y 1 is completed, the information of the scanning line Y 1 drawn on the memory is displayed on the display device 107.
Output to
【００３５】表示装置１０７は、例えば、ＣＲＴディス
プレイ装置からなり、図示していないディスプレイコン
トローラから制御されることにより、フレームバッファ
１０６からの情報に基いて、画面表示を行う。The display device 107 is, for example, a CRT display device, and is controlled by a display controller (not shown) to display a screen based on the information from the frame buffer 106.
【００３６】上述のようにして、画像処理装置１００で
は、各走査線Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，・・・に対する描画処理
が順次行われる。As described above, in the image processing apparatus 100, the drawing process for each scanning line Y 1 , Y 2 , Y 3 , ... Is sequentially performed.
【００３７】ここで、例えば、ポリゴンＰn内におい
て、走査線Ｙ1〜Ｙ6に対する描画処理終了後、同一のポ
リゴンＰnで次の走査線に対する描画処理を行う必要が
ある場合、描画装置１０２は、走査線Ｙ1〜Ｙ6に対する
描画処理終了後、ライトバッファ１０３を広いバンド幅
で高速にアクセスすることにより、次の走査線に対する
描画処理を行う際の情報として、走査開始点（＝Ｙ7）
及び走査終了点（＝Ｙ21）の情報からなる中間情報をラ
イトバッファ１０３に対して出力する。In the case where, for example, in the polygon P n, where after the drawing process is completed for the scanning lines Y 1 to Y 6, it is necessary to perform the drawing process for the next scan line in the same polygon P n, the drawing device 102 After the drawing process for the scan lines Y 1 to Y 6 is completed, the write buffer 103 is accessed at a high speed with a wide bandwidth, and as a result of performing the drawing process for the next scan line, the scan start point (= Y 7 )
And intermediate information including information of the scanning end point (= Y 21 ) is output to the write buffer 103.
【００３８】尚、描画装置１０２は、次の走査線に対す
る描画処理を行う際の情報が存在しない場合、すなわち
残りの走査線Ｙ7〜Ｙ21の情報が存在しない場合には、
その情報をライトバッファ１０３に対して出力しない。If there is no information for performing the drawing process for the next scanning line, that is, if there is no information for the remaining scanning lines Y 7 to Y 21 , the drawing device 102
The information is not output to the write buffer 103.
【００３９】ライトバッファ１０３は、描画装置１０２
からの中間情報を記憶し、メモリが一杯になった時点、
又は描画装置１０２での走査線Ｙ1〜Ｙ6に対する描画処
理が終了した時点で、記憶した中間情報を、例えば、ペ
ージ単位で高速に中間情報メモリ１０１に転送する。The write buffer 103 is a drawing device 102.
Intermediate information from, when the memory is full,
Alternatively, when the drawing process for the scanning lines Y 1 to Y 6 in the drawing device 102 is completed, the stored intermediate information is transferred to the intermediate information memory 101 at high speed in page units, for example.
【００４０】中間情報メモリ１０１は、ランダムアクセ
ス速度は遅いが、バーストリードライト速度が高速であ
る高速バーストリードライト機能を有し、記憶容量が大
容量のメモリである。このため、中間情報メモリ１０１
は、安価なメモリで構成されている。このような中間情
報メモリ１０１は、上述したようにしてライトバッファ
１０２から転送されてきた中間情報を記憶する。The intermediate information memory 101 is a memory having a large storage capacity, having a high-speed burst read / write function in which the random access speed is slow but the burst read / write speed is high. Therefore, the intermediate information memory 101
Is composed of inexpensive memory. Such intermediate information memory 101 stores the intermediate information transferred from the write buffer 102 as described above.
【００４１】上述のようにして、画像処理装置１００で
は、ＣＰＵ１０８から描画装置１０２に供給される複数
のポリゴンに各々対応するポリゴン情報のうちの、１個
のポリゴンＰnに対する描画処理が行われ、その描画処
理終了後、描画装置１０２は、次のポリゴンに対して描
画処理を行うために、Ｚバッファ１０５及びフレームバ
ッファ１０６をクリアする。As described above, in the image processing apparatus 100, the drawing processing is performed for one polygon P n of the polygon information corresponding to each of the plurality of polygons supplied from the CPU 108 to the drawing apparatus 102. After the drawing process is completed, the drawing device 102 clears the Z buffer 105 and the frame buffer 106 to perform the drawing process on the next polygon.
【００４２】そして、描画装置１０２は、上述したポリ
ゴンＰnに対する描画処理と同様にして、次のポリゴン
に対する描画処理を行う。Then, the drawing apparatus 102 performs the drawing process for the next polygon in the same manner as the drawing process for the polygon P n described above.
【００４３】また、描画装置１０２は、前のポリゴンＰ
nに対する描画処理で描画が終了していない走査線Ｙ7〜
Ｙ21に対する描画処理を行うために、リードバッファ１
０４を広いバンド幅で高速にアクセスする。Further, the drawing device 102 uses the previous polygon P.
The scanning line Y 7 that has not been drawn in the drawing process for n
In order to perform drawing processing for Y 21 , the read buffer 1
04 access a wide bandwidth at high speed.
【００４４】リードバッファ１０４は、中間情報メモリ
１０１に記憶されている走査線Ｙ7〜Ｙ21に関する中間
情報をページ単位毎にまとめて高速に読み出すことによ
り、中間情報メモリ１０１から中間情報を効率良く読み
出す。そして、リードバッファ１０４は、中間情報メモ
リ１０１から読み出した中間情報を描画装置１０２に対
して出力する。The read buffer 104 collects the intermediate information on the scanning lines Y 7 to Y 21 stored in the intermediate information memory 101 for each page at a high speed and reads the intermediate information efficiently from the intermediate information memory 101. read out. Then, the read buffer 104 outputs the intermediate information read from the intermediate information memory 101 to the drawing device 102.
【００４５】したがって、描画装置１０２は、次のポリ
ゴンに対する描画処理を行うと共に、前のポリゴンＰn
に対する描画処理で描画が終了していない走査線Ｙ7〜
Ｙ21に対する描画処理を行う。Therefore, the drawing apparatus 102 performs the drawing process for the next polygon and also the previous polygon P n.
Scanning line Y 7 to which drawing has not been completed in the drawing processing for
Drawing processing for Y 21 is performed.
【００４６】上述のようにして、１画面の全ポリゴンの
描画処理が終了すると、ＣＰＵ１０８は、次の画面に対
するポリゴン情報を描画装置１０２に供給する。When the drawing processing of all the polygons on one screen is completed as described above, the CPU 108 supplies the drawing device 102 with polygon information for the next screen.
【００４７】そして、描画装置１０２は、描画処理開始
前の準備として、中間情報メモリ１０１、ライトバッフ
ァ１０３、及びリードバッファ１０４をクリアし、上述
した前の画面に対するポリゴン情報の描画処理と同様に
して、次の画面に対するポリゴン情報の描画処理を行
う。Then, the drawing apparatus 102 clears the intermediate information memory 101, the write buffer 103, and the read buffer 104 in preparation for the start of the drawing process, in the same manner as the above-described polygon information drawing process for the previous screen. , Drawing processing of polygon information for the next screen is performed.
【００４８】上述のように、画像処理装置１００では、
描画装置１０２と中間情報メモリ１０１間にライトバッ
ファ１０３及びリードバッファ１０４を設け、描画装置
１０２からライトバッファ１０３及びリードバッファ１
０４へのアクセスを広いバンド幅のアクセスとし、中間
情報メモリ１０１とライトバッファ１０３及びリードバ
ッファ１０４間の情報の転送をページ単位の高速転送と
しているため、中間情報メモリ１０１として、ランダム
アクセスは遅いがバーストリードライトが高速な安価な
大容量のメモリを用いることができる。したがって、画
像処理装置１００は、高速に描画処理を行うことができ
ると共に、１走査線上に描画することができるポリゴン
数を上げることができる。また、画像処理装置１００の
コストダウンを図ることができる。As described above, in the image processing apparatus 100,
The write buffer 103 and the read buffer 104 are provided between the drawing device 102 and the intermediate information memory 101, and the write buffer 103 and the read buffer 1 are connected from the drawing device 102.
Since the access to 04 is a wide bandwidth access and the transfer of information between the intermediate information memory 101 and the write buffer 103 and the read buffer 104 is a high-speed transfer in page units, random access is slow as the intermediate information memory 101. It is possible to use an inexpensive large-capacity memory that can perform burst read / write at high speed. Therefore, the image processing apparatus 100 can perform drawing processing at high speed and can increase the number of polygons that can be drawn on one scanning line. Further, the cost of the image processing apparatus 100 can be reduced.
【００４９】尚、上述した画像処理装置１００では、Ｚ
バッファ１０５及びフレームバッファ１０６の記憶容量
を１走査線の画素分とし、１走査線毎に描画処理を行う
こととしたが、Ｚバッファ１０５及びフレームバッファ
１０６の記憶容量を複数の走査線の画素分とし、複数の
走査線単位で描画処理を行うものとしてもよい。In the image processing apparatus 100 described above, Z
Although the storage capacities of the buffer 105 and the frame buffer 106 are set to the pixels of one scanning line and the drawing process is performed for each scanning line, the storage capacities of the Z buffer 105 and the frame buffer 106 are set to the pixels of a plurality of scanning lines. The drawing process may be performed in units of a plurality of scanning lines.
【００５０】具体的に説明すると、装置全体の描画スピ
ードは、中間情報メモリ１０１とライトバッファ１０３
及びリードバッファ１０４間の転送スピードで決定され
る。そこで、例えば、この転送スピードが十分速くない
場合等に、処理単位を１走査線から複数の走査線に増や
すことにより、描画装置１０２での１画面処理内におけ
る中間情報の生成回数を減らすことができる。これによ
り、Ｚバッファ１０５とフレームバッファ１０６の記憶
容量を処理走査線分増やす必要があるが、装置全体の描
画スピードをさらに高速なものとすることができる。す
なわち、画像処理装置１００は、メモリのコストと描画
スピードから最適な走査線の処理単位の本数を選択する
ことにより、描画処理を効率良く行うことができる。More specifically, the drawing speed of the entire apparatus is determined by the intermediate information memory 101 and the write buffer 103.
And the transfer speed between the read buffers 104. Therefore, for example, when the transfer speed is not sufficiently fast, the number of times of generating intermediate information in one screen processing in the drawing apparatus 102 can be reduced by increasing the processing unit from one scanning line to a plurality of scanning lines. it can. As a result, although it is necessary to increase the storage capacity of the Z buffer 105 and the frame buffer 106 by the number of processing scan lines, the drawing speed of the entire device can be further increased. That is, the image processing apparatus 100 can efficiently perform the drawing process by selecting the optimum number of scanning line processing units from the cost of the memory and the drawing speed.
【００５１】また、画像処理装置１００では、１組のフ
レームバッファ１０６を設けることとしたが、図３に示
すように、２組のフレームバッファ１０６ａ，１０６ｂ
を設けることとしてもよい。Although the image processing apparatus 100 is provided with one set of frame buffers 106, two sets of frame buffers 106a and 106b are provided as shown in FIG.
May be provided.
【００５２】具体的に説明すると、この場合、画像処理
装置１００は、描画装置１０２からフレームバッファ１
０６ａへの出力と、描画装置１０２からフレームバッフ
ァ１０６ｂへの出力とを切り換えるスイッチＳＷ１と、
フレームバッファ１０６ａから表示装置１０７への出力
と、フレームバッファ１０６ｂから表示装置１０７への
出力を切り換えるスイッチＳＷ２とを備えている。More specifically, in this case, the image processing apparatus 100 is configured so that the drawing apparatus 102 changes the frame buffer 1
A switch SW1 for switching between the output to 06a and the output from the drawing apparatus 102 to the frame buffer 106b,
The switch SW2 is provided for switching the output from the frame buffer 106a to the display device 107 and the output from the frame buffer 106b to the display device 107.
【００５３】これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２の切り換
え動作は、例えば、図示していないスイッチ制御回路に
より制御されるようになされており、上記スイッチ制御
回路は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を交互に切り換える制
御を行う。これにより、２組のフレームバッファ１０６
ａ，１０６ｂのうち一方のフレームバッファに対して描
画装置１０２により描画処理が行われ、他方のフレーム
バッファから表示装置１０７にデータが出力される。The switching operation of these switches SW1 and SW2 is controlled by, for example, a switch control circuit (not shown), and the switch control circuit performs control to alternately switch the switches SW1 and SW2. . This allows two sets of frame buffers 106
The drawing device 102 performs drawing processing on one of the frame buffers a and 106b, and the data is output from the other frame buffer to the display device 107.
【００５４】上述のような構成とすることにより、画像
処理装置１００は、データの転送効率の向上を図ること
ができるため、さらに効率良く描画処理を行うことがで
きる。With the above-described configuration, the image processing apparatus 100 can improve the data transfer efficiency, and thus can perform the drawing process more efficiently.
【００５５】また、フレームバッファ１０６の出力がダ
ブルバッファを介して表示装置１０７に供給されること
としてもよい。例えば、上記図３の構成では、図４に示
すように、スイッチＳＷ２と表示装置１０７間に、２画
面分の記憶容量を有するダブルバッファ１１０を設け
る。これにより、画像処理装置１００は、画面のＹ方向
でポリゴンが均一に散らばっていない場合、すなわちポ
リゴンが集中して存在している場合に生じる描画スピー
ドのばらつきを吸収することができる。The output of the frame buffer 106 may be supplied to the display device 107 via the double buffer. For example, in the configuration shown in FIG. 3, as shown in FIG. 4, a double buffer 110 having a storage capacity for two screens is provided between the switch SW2 and the display device 107. As a result, the image processing apparatus 100 can absorb variations in drawing speed that occur when polygons are not evenly distributed in the Y direction of the screen, that is, when polygons are concentrated.
【００５６】また、上記図１に示すように、テクスチャ
情報が格納されたテクスチャメモリ１０９を備えた画像
処理装置１００としてもよい。これにより、画像処理装
置１００は、テクスチャマッピングを行うことができる
ため、グラフィックスの表現力を向上させた画像を得る
ことができる。Further, as shown in FIG. 1, the image processing apparatus 100 may be provided with a texture memory 109 in which texture information is stored. As a result, the image processing apparatus 100 can perform texture mapping, and thus an image with improved graphics expressiveness can be obtained.
【００５７】また、画像処理装置１００では、中間情報
メモリ１０１、上記図４に示したダブルバッファ１１
０、及びＣＰＵ１０８のポリゴン情報を生成する際に用
いる図示していないメモリを各々設けることとしたが、
各メモリを全てまとめて、又は一部をまとめて、物理的
に１つのメモリとしてもよい。In the image processing apparatus 100, the intermediate information memory 101 and the double buffer 11 shown in FIG.
Although 0 and a memory (not shown) used when generating polygon information of the CPU 108 are provided respectively,
All the memories may be collected together or a part of them may be physically combined into one memory.
【００５８】[0058]
【発明の効果】本発明に係る画像処理装置では、変換手
段は、コンピュータグラフィックスにより生成された３
次元の多角形からなる形状データを画面上の座標に変換
して走査線に従ってソートする。描画手段は、中間情報
メモリを入出力バッファを介して高速バーストリードラ
イト機能によりアクセスして中間情報の読出処理及び書
込処理を行うと共に、Ｚバッファに対する奥行情報の読
出処理及び書込処理を行うことにより、描画バッファに
形状データを描画する。出力手段は、上記描画バッファ
に描画された形状データを外部出力する。これにより、
上記描画手段は、上記入出力バッファへのアクセスを広
いバンド幅のアクセスとすることができ、上記中間情報
メモリは、上記入出力バッファへの情報の転送をページ
単位の高速転送とすることができる。このため、上記画
像処理装置では、上記中間情報メモリとして、ランダム
アクセスは遅いがバーストリードライトが高速な安価な
大容量のメモリを用いることができる。したがって、上
記画像処理装置は、高速に描画処理を行うことができる
と共に、１走査線上に描画することができるポリゴン数
を上げることができる。また、上記画像処理装置のコス
トダウンを図ることができる。In the image processing device according to the present invention, the converting means is generated by computer graphics.
Shape data consisting of three-dimensional polygons are converted into coordinates on the screen and sorted according to scanning lines. The drawing means accesses the intermediate information memory through the input / output buffer by the high-speed burst read / write function to read and write the intermediate information, and read and write the depth information to the Z buffer. As a result, the shape data is drawn in the drawing buffer. The output means outputs the shape data drawn in the drawing buffer to the outside. This allows
The drawing means can access the input / output buffer with a wide bandwidth, and the intermediate information memory can transfer information to the input / output buffer at high speed in page units. . Therefore, in the above image processing apparatus, as the intermediate information memory, an inexpensive large-capacity memory that is slow in random access but high in burst read / write can be used. Therefore, the image processing apparatus can perform drawing processing at high speed and can increase the number of polygons that can be drawn on one scanning line. Moreover, the cost of the image processing apparatus can be reduced.
【００５９】また、本発明に係る画像処理装置では、切
換制御手段は、上記描画手段により形状データが描画さ
れるバッファ、及び上記描画手段により描画された形状
データを上記出力手段に対して出力するバッファを上記
描画バッファの複数のバッファから選択して交互に切り
換える。そして、上記描画バッファは、複数組のバッフ
ァからなる。そして、上記描画手段は、上記切換制御手
段により切り換えられたバッファに形状データを走査線
毎に描画する。また、上記出力手段は、上記切換制御手
段により切り換えられたバッファからの形状データを走
査線毎に外部出力する。これにより、上記画像処理装置
は、データの転送効率の向上を図ることができるため、
さらに効率良く描画処理を行うことができる。In the image processing apparatus according to the present invention, the switching control means outputs the buffer in which the shape data is drawn by the drawing means and the shape data drawn by the drawing means to the output means. A buffer is selected from a plurality of buffers in the drawing buffer and switched alternately. The drawing buffer is composed of a plurality of sets of buffers. The drawing means draws the shape data for each scanning line in the buffer switched by the switching control means. Further, the output means externally outputs the shape data from the buffer switched by the switching control means for each scanning line. As a result, the image processing device can improve the data transfer efficiency.
The drawing process can be performed more efficiently.
【００６０】また、本発明に係る画像処理装置では、上
記描画バッファは、２画面の画素分の記憶容量を有する
ダブルバッファに形状データを供給する。また、上記ダ
ブルバッファは、上記描画バッファからの形状データを
上記出力手段に対して出力する。これにより、上記画像
処理装置は、画面のＹ方向で多角形が均一に散らばって
いない場合、すなわち多角形が集中して存在している場
合に生じる描画スピードのばらつきを吸収することがで
きる。Further, in the image processing apparatus according to the present invention, the drawing buffer supplies the shape data to the double buffer having a storage capacity for pixels of two screens. Further, the double buffer outputs the shape data from the drawing buffer to the output means. As a result, the image processing apparatus can absorb variations in drawing speed that occur when the polygons are not evenly distributed in the Y direction of the screen, that is, when the polygons are concentrated.
【００６１】また、本発明に係る画像処理装置では、テ
クスチャメモリにテクスチャデータが記憶されている。
そして、上記描画手段は、上記テクスチャメモリに記憶
されたテクスチャデータを用いて、上記変換手段からの
形状データに対してテクスチャマッピングを行う。これ
により、上記画像処理装置は、テクスチャマッピングを
行うことができるため、グラフィックスの表現力を向上
させた画像を得ることができる。Further, in the image processing apparatus according to the present invention, texture data is stored in the texture memory.
Then, the drawing means uses the texture data stored in the texture memory to perform texture mapping on the shape data from the converting means. As a result, the image processing apparatus can perform texture mapping, and thus an image in which the expressiveness of graphics is improved can be obtained.
【図１】本発明に係る画像処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to the present invention.
【図２】ポリゴンに対する描画処理を説明するための図
である。FIG. 2 is a diagram for explaining drawing processing for a polygon.
【図３】２組のフレームバッファを設けた場合の画像処
理装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an image processing device when two sets of frame buffers are provided.
【図４】ダブルバッファを設けた場合の画像処理装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus when a double buffer is provided.
【図５】Ｚバッファを用いた従来の画像処理装置の構成
を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional image processing apparatus using a Z buffer.
【図６】スキャンライン方式を採用した従来の画像処理
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional image processing apparatus adopting a scan line method.
【図７】Ｙ方向にソートされたポリゴン情報である。FIG. 7 is polygon information sorted in the Y direction.
１００ 画像処理装置、１０１ 中間情報メモリ、１０
２ 描画装置、１０３ライトバッファ、１０４ リード
バッファ、１０５ Ｚバッファ、１０６ フレームバッ
ファ、１０７ 表示装置、１０８ ＣＰＵ100 image processing device, 101 intermediate information memory, 10
2 drawing device, 103 write buffer, 104 read buffer, 105 Z buffer, 106 frame buffer, 107 display device, 108 CPU
Claims (4)
された３次元の多角形からなる形状データに対してスキ
ャンライン方式により描画処理を行う画像処理装置であ
って、 上記形状データを画面上の座標に変換して走査線に従っ
てソートする変換手段と、 上記変換手段により走査線に従ってソートされた形状デ
ータに対して走査線毎に描画処理を行う描画手段と、 高速バーストリードライト機能を有し、上記描画手段に
より描画処理が行われた形状データに対する走査開始点
及び走査終点の情報からなる中間情報が記憶される中間
情報メモリと、 上記描画手段と上記中間情報メモリ間に設けられた入出
力バッファと、 上記描画手段により描画処理で発生した画素毎の奥行情
報が記憶されるＺバッファと、 少なくとも１組のバッファからなり、上記描画手段によ
り形状データが描画される描画バッファと、 上記描画バッファに描画された形状データを外部出力す
る出力手段とを備え、 上記描画手段は、上記中間情報メモリを上記入出力バッ
ファを介して高速バーストリードライト機能によりアク
セスして中間情報の読出処理及び書込処理を行うと共
に、上記Ｚバッファに対する奥行情報の読出処理及び書
込処理を行うことにより、上記描画バッファに形状デー
タを描画することを特徴とする画像処理装置。1. An image processing apparatus for performing drawing processing by a scan line method on shape data composed of three-dimensional polygons generated by computer graphics, the shape data being converted into coordinates on a screen. Conversion means for sorting according to the scanning line, drawing means for performing drawing processing for each scanning line on the shape data sorted according to the scanning line by the conversion means, and having a high-speed burst read / write function. An intermediate information memory for storing intermediate information including information on a scanning start point and a scanning end point for the shape data subjected to the drawing process; an input / output buffer provided between the drawing means and the intermediate information memory; A Z buffer for storing depth information for each pixel generated in the drawing process by the means, and at least one set of buffers. The drawing means includes a drawing buffer for drawing the shape data by the drawing means, and an output means for outputting the shape data drawn in the drawing buffer to the outside. The drawing means stores the intermediate information memory in the input / output buffer. Via the high-speed burst read / write function to perform intermediate information read processing and write processing, and depth information read processing and write processing to the Z buffer, shape data is drawn in the drawing buffer. An image processing device characterized by:
からなり、 上記描画手段により形状データが描画されるバッファ、
及び上記描画手段により描画された形状データを上記出
力手段に対して出力するバッファを上記複数のバッファ
から選択して交互に切り換える切換制御手段を備え、 上記描画手段は、上記切換制御手段により切り換えられ
たバッファに形状データを走査線毎に描画し、 上記出力手段は、上記切換制御手段により切り換えられ
たバッファからの形状データを走査線毎に外部出力する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。2. The drawing buffer comprises a plurality of sets of buffers, in which the drawing data is drawn by the drawing means,
And a switching control means for selecting the buffer for outputting the shape data drawn by the drawing means to the output means from the plurality of buffers and switching the buffer alternately. The drawing means is switched by the switching control means. The image data according to claim 1, wherein the shape data is drawn in the buffer for each scanning line, and the output means externally outputs the shape data from the buffer switched by the switching control means for each scanning line. Processing equipment.
描画バッファからの形状データが供給され、上記形状デ
ータを上記出力手段に対して出力するダブルバッファを
備えることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。3. A double buffer having a storage capacity for pixels of two screens, supplied with the shape data from the drawing buffer, and outputting the shape data to the output means. The image processing apparatus according to item 1.
ャメモリを備え、 上記描画手段は、上記テクスチャメモリに記憶されたテ
クスチャデータを用いて、上記変換手段からの形状デー
タに対してテクスチャマッピングを行うことを特徴とす
る請求項１記載の画像処理装置。4. A texture memory having texture data stored therein, wherein the drawing means uses the texture data stored in the texture memory to perform texture mapping on the shape data from the conversion means. The image processing apparatus according to claim 1, which is characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05020496A JP3481382B2 (en) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | Image processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05020496A JP3481382B2 (en) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | Image processing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09245194A true JPH09245194A (en) | 1997-09-19 |
| JP3481382B2 JP3481382B2 (en) | 2003-12-22 |
Family
ID=12852594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05020496A Expired - Lifetime JP3481382B2 (en) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | Image processing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481382B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006073131A1 (en) * | 2005-01-04 | 2006-07-13 | Ssd Company Limited | Plotting device and plotting method |
| JP2006285372A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | S I Electron:Kk | Z-sorting processing circuit and three-dimensional image drawing device using the same |
-
1996
- 1996-03-07 JP JP05020496A patent/JP3481382B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006073131A1 (en) * | 2005-01-04 | 2006-07-13 | Ssd Company Limited | Plotting device and plotting method |
| JP4725741B2 (en) * | 2005-01-04 | 2011-07-13 | 新世代株式会社 | Drawing apparatus and drawing method |
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| JP4610394B2 (en) * | 2005-03-31 | 2011-01-12 | 株式会社エスアイエレクトロニクス | Z sort processing circuit and three-dimensional image drawing apparatus using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3481382B2 (en) | 2003-12-22 |
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