專利名稱：圖形解碼器，圖形顯示加速方法和圖像再現(xiàn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像的再現(xiàn)，更具體地講，涉及一種具有基于命令的圖形加速功能的二維圖形解碼器，和一種為此用于加速圖形顯示的方法，以及一種圖像再現(xiàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
在圖像再現(xiàn)設(shè)備中，存在所有在屏幕上顯示的圖像以象素來表達從而在中央處理器(CPU)上加載沉重的計算負(fù)荷的問題。因此，為了減小CPU的計算負(fù)荷，圖像再現(xiàn)設(shè)備通常提供圖形顯示加速功能。該圖形顯示加速功能通過單獨地支持圖形顯示處理命令，或在圖形顯示適配器中插入用于圖形顯示處理功能的硬件電路進而減小CPU的負(fù)荷，來改善圖形顯示處理功能。
主要的傳統(tǒng)2維或3維圖形顯示加速技術(shù)使用通過改善CPU的性能來處理復(fù)雜形狀和圖像的方法。這樣的實例包括Intel公司的多媒體擴展(MMX)技術(shù)和AMD的3D Now技術(shù)。為了加快執(zhí)行矩陣的加法或乘法，MMX技術(shù)使用通過一個命令將用于執(zhí)行多個寄存器的加法或乘法的功能添加到CPU命令集中來提高CPU的處理速度的方法。此命令被稱為單指令多數(shù)據(jù)流(SIMD，Single Instruction MultipleData)，并且多個SIMD命令區(qū)域包含在CPU命令集中。
圖1A示出了使用多個SIMD命令的圖像再現(xiàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
另一種用于提供圖形顯示加速功能的方法是通過將圖形處理功能置于用于圖形顯示加速的硬件電路來減小在CPU上的計算負(fù)荷。加速的嵌入式硬件電路。由于該2維圖形顯示加速器芯片以顯示功能的形式使用嵌入式圖形顯示功能來處理圖形顯示，所以CPU在圖形圖案中的處理速度可被極大地提高。圖1B示出具有2維圖形顯示加速芯片的圖像再現(xiàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
然而，加速的顯示功能，例如線、多邊形、和四邊形繪制及塊復(fù)制，與用于由圖形卡的各制造商支持的2維圖形顯示加速器芯片的實現(xiàn)技術(shù)不同。而且，當(dāng)執(zhí)行沒有嵌入在圖形顯示加速芯片中的圖形顯示工作時，例如繪制具有曲線的圖形，對該工作很難期望正常的性能。另外，如果將被實現(xiàn)的分辨率與由二維圖形加速芯片支持的分辨率不同，或者如果真彩色(true color)以更高分辨率表達，則很難提高圖形處理速度。
另一種提供圖形加速功能的方法是通過使用如圖1C所示的處理3維矢量計算的3維圖形顯示加速芯片減小CPU的3維幾何計算處理和用于顯示的渲染(rendering)處理的負(fù)荷。使用諸如圓、長方形、三角形和線的多邊形，作為形成屏幕的最小單元，矢量圖形是以數(shù)字公式的形式表達的圖形，并且也被稱為多邊形圖形。為了表達諸如曲線和色調(diào)的細(xì)節(jié)感覺，該矢量圖形使用諸如渲染(rendering)、描影(shading)和紋理(texturing)的各種特殊效果，并且為了減小導(dǎo)致在CPU上的計算負(fù)荷，使用三維圖形加速器。
然而，如果2維矢量圖形被用于3維圖形顯示加速環(huán)境中，則當(dāng)包含形成多邊形的圓或曲線的多邊形將被表達時，需要使用復(fù)雜的3維矢量的頂點處理。因此，需要用于填充該頂點的紋理圖像的3維計算和圖像映射計算的高性能圖形處理器。
同時，由于傳統(tǒng)的消費電子(以下稱為CE)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，所以需要強大的圖形顯示功能，例如在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁上表示的2維矢量動畫。然而，傳統(tǒng)的CE產(chǎn)品，例如，如數(shù)字多功能盤(DVD)再現(xiàn)設(shè)備的圖像再現(xiàn)設(shè)備具有150 MIPS水平的CPU，而不是800 MIPSPentium水平的高性能CPU，從而存在對圖形顯示處理性能的限制。即，存在問題僅僅包括文本或簡單圖像的圖形的有限范圍可被表示，并且很難實現(xiàn)2維矢量圖形動畫功能，例如互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁。
此外，即使當(dāng)使用傳統(tǒng)的2維圖形顯示加速技術(shù)時，用于處理多種曲線的復(fù)雜的2維矢量計算和功能應(yīng)被包括在圖形顯示加速器芯片中，以致硬件電路的設(shè)計很復(fù)雜。另外，由于多種問題，例如硬件電路的有限大小，提高了硬件電路和外圍部件的價格，并且發(fā)生運行熱量和接下來風(fēng)扇的噪聲產(chǎn)生，所以不可能在硬件電路中包括所有的2維曲線處理功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種具有基于命令的圖形顯示加速功能的2維圖形解碼器。
本發(fā)明還提供了一種用于實現(xiàn)圖形顯示加速功能的方法。
本發(fā)明還提供了一種帶有具有基于命令的圖形顯示加速功能的2維圖形解碼器的圖像再現(xiàn)設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于加速圖形顯示的方法，包括解釋圖形數(shù)據(jù)，將圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為至少一個簡化的加速命令數(shù)據(jù)，并存儲數(shù)據(jù)；和通過執(zhí)行至少一個存儲的加速命令數(shù)據(jù)，顯示圖形圖像，其中存儲數(shù)據(jù)和顯示圖形圖像被獨立地執(zhí)行。
加速命令數(shù)據(jù)可包括至少一個水平線繪制命令或垂直線繪制命令，該命令通過解釋圖形數(shù)據(jù)，產(chǎn)生多邊形，和執(zhí)行產(chǎn)生的多邊形的掃描轉(zhuǎn)換來獲得，并且迅速地將圖形圖像繪制在屏幕上。
轉(zhuǎn)變和存儲可由單獨的軟件來執(zhí)行以解釋多種圖形數(shù)據(jù)。
在轉(zhuǎn)變和存儲中，轉(zhuǎn)變的加速命令中的至少一個可被存儲在預(yù)定的存儲區(qū)域中。
圖形圖像的顯示可由單獨的硬件電路來執(zhí)行以增加圖形圖像的顯示速度。
加速命令數(shù)據(jù)可包括以下命令中的至少一個繪制像素的命令；用一種顏色繪制水平線或垂直線的命令；繪制將位像圖案應(yīng)用到其的水平線或垂直線的命令；繪制將線性漸變圖像圖案應(yīng)用到其的水平線或垂直線的命令；繪制將徑向漸變圖像圖案應(yīng)用到其的水平線或垂直線的命令；通過增加或減少先前命令的垂直坐標(biāo)或水平坐標(biāo)，重復(fù)先前執(zhí)行的水平或垂直線繪制命令到水平線或垂直線的預(yù)定坐標(biāo)；仿射變換命令(仿射變換)，用于當(dāng)填充數(shù)據(jù)應(yīng)用到繪制水平線或垂直線的命令時調(diào)整位像或漸變圖案的尺寸或位置；顏色轉(zhuǎn)換命令(顏色轉(zhuǎn)換)，用于轉(zhuǎn)換繪制在水平線或垂直線上的像素的顏色；轉(zhuǎn)移(branch)命令，用于轉(zhuǎn)移到在另一地址的加速命令數(shù)據(jù)的位置，并且執(zhí)行該地址的加速命令；指定與圖形圖像一起被混合并且被顯示的運動畫面的顯示位置和層的命令；和指定除了其與圖形圖像一起被混合并且被顯示的運動畫面區(qū)域的背景區(qū)域的顏色和處于沒有視頻信號的狀態(tài)下的運動畫面區(qū)域的顏色的命令。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種圖形解碼器，包括加速命令轉(zhuǎn)換單元，用于將通過外部通道讀取的圖形數(shù)據(jù)解碼，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹辽僖粋€簡化的加速命令數(shù)據(jù)，并且將加速命令數(shù)據(jù)存儲在預(yù)定的存儲區(qū)域；和加速命令處理單元，用于執(zhí)行至少一個存儲的加速命令數(shù)據(jù)并且顯示圖形圖像，其中，加速命令轉(zhuǎn)變單元和加速命令處理單元通過使用預(yù)定的存儲區(qū)域相互獨立地操作。
加速命令轉(zhuǎn)變單元可通過解釋圖形數(shù)據(jù)來產(chǎn)生多邊形，可將圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹辽僖粋€通過執(zhí)行產(chǎn)生的多邊形的掃描轉(zhuǎn)換獲得的加速命令數(shù)據(jù)項，并可在預(yù)定存儲區(qū)域中存儲加速命令數(shù)據(jù)，并且加速命令數(shù)據(jù)可包括水平線或垂直線繪制命令以迅速地在屏幕上繪制圖形圖像。
加速命令轉(zhuǎn)變單元可由獨立的軟件來實現(xiàn)以解釋多種圖形數(shù)據(jù)。
加速命令處理單元可作為單獨的硬件電路來實現(xiàn)以增加圖形圖像的顯示速度。
外部通道可包括可很容易地從再現(xiàn)設(shè)備拆卸的可拆卸的存儲介質(zhì)、嵌入在再現(xiàn)設(shè)備中的存儲介質(zhì)、或網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括圖形解碼器的再現(xiàn)設(shè)備。
通過圖形解碼器輸出的圖形圖像和通過將從外部通道讀取的視聽(AV)數(shù)據(jù)解碼輸出的運動畫面可被覆蓋并且顯示一個圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在其上包含用于執(zhí)行用于加速圖形顯示的方法的計算機程序的計算機可讀記錄介質(zhì)。


通過結(jié)合附圖對其示例性實施例進行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖1A至圖1C是解釋傳統(tǒng)圖形顯示加速技術(shù)的參考圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的帶有具有基于命令的圖形顯示加速功能的2維圖形解碼器的圖像再現(xiàn)設(shè)備的方框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的使用基于命令的圖形顯示加速功能的圖像再現(xiàn)處理；圖4是詳細(xì)解釋圖2所示的2維圖形顯示加速命令處理器的結(jié)構(gòu)的圖；圖5示出了2維圖形解碼器的頁面設(shè)定處理；圖6示出了用于通過頁面設(shè)定處理加速圖形顯示的處理；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的用于2維圖形解碼器中的圖形顯示加速命令的結(jié)構(gòu)的示例；圖8示出了由多邊形數(shù)據(jù)(polygon data)表達的2維矢量圖形的示例；圖9示出了圖8所示的2維矢量圖形的掃描轉(zhuǎn)換的結(jié)果；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的圖形顯示加速命令的示例；圖11A示出了圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)(filler data)的示例；圖11B示出了當(dāng)圖11A所示的圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)被執(zhí)行時所顯示的圖形圖像；圖12A至12E示出了根據(jù)本發(fā)明的實現(xiàn)作為圖形顯示加速命令的水平線繪制命令的代碼的示例；圖13A至圖13C示出了根據(jù)本發(fā)明的填充數(shù)據(jù)的示例；和圖14示出了本發(fā)明的應(yīng)用示例，其中，其中2維圖形和視聽(AV)數(shù)據(jù)被解碼的運動畫面被混合并顯示在一個屏幕上。
具體實施例方式
以下，參照附圖通過解釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例來詳細(xì)描述本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的具有基于命令的圖形顯示加速功能的2維圖形解碼器包括圖形數(shù)據(jù)呈現(xiàn)引擎(presentation engine)，用于解釋從外部通道輸入的圖形數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)變?yōu)閳D形顯示加速命令，并且存儲該命令；和2維圖形顯示加速命令處理器，用于使用存儲的命令將圖形顯示在屏幕上。
具體地講，最好是，2維圖形顯示加速命令處理器被作為硬件電路來實現(xiàn)以提高圖形顯示處理功能。
另外，最好是，圖形顯示加速命令被作為水平線或垂直線繪制命令來實現(xiàn)。
因此，基于命令的圖形顯示加速功能可被實現(xiàn)并且該圖形顯示處理功能被提高。
此外，還提供了一種其中水平線或垂直線繪制命令從外部通道直接被接收并且不需通過圖形數(shù)據(jù)呈現(xiàn)引擎轉(zhuǎn)換，該命令被輸入到2維圖形顯示加速命令處理器并且被執(zhí)行的方法。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的帶有具有基于命令的圖形顯示加速功能的2維圖形解碼器的圖像再現(xiàn)設(shè)備的方框圖。
參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的圖像再現(xiàn)設(shè)備1包括讀單元210和212、輸入控制單元213、存儲器220、222和224、AV解碼器240、2維圖像解碼器200、幀緩沖存儲器260、和DA轉(zhuǎn)換器270。
讀單元210和212從外部通道讀取AV數(shù)據(jù)或圖形數(shù)據(jù)。外部通道是指從其讀取圖像數(shù)據(jù)，例如AV數(shù)據(jù)或圖形數(shù)據(jù)的介質(zhì)，并且包括記錄介質(zhì)，例如光盤，和網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，例如互聯(lián)網(wǎng)。AV數(shù)據(jù)是遵照如運動圖像專家組(MPEG)的標(biāo)準(zhǔn)被壓縮編碼的運動圖像數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)通常是指標(biāo)記文檔，例如超文本鏈接標(biāo)記語言(HTML)文檔；圖像文件，例如聯(lián)合圖片專家組(JPEG)文件和便攜式網(wǎng)絡(luò)圖形(PNG)文件，Macromedia的flash文件；和圖形數(shù)據(jù)，例如Java和字體數(shù)據(jù)(font data)。輸入控制單元213將AV數(shù)據(jù)或圖形數(shù)據(jù)裝載在被分別地安放的各個存儲器上。如果AV數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)被多路復(fù)用到一個文件中，則可包括用于多路分解該文件的功能。
存儲器220、222和224包括第一存儲器220、第二存儲器222、和第三存儲器224。第一存儲器220是用于存儲由讀單元210和212，以及輸入控制單元213從外部通道讀取的AV數(shù)據(jù)的緩沖存儲器。第二存儲器222存儲從外部通道讀取的圖形數(shù)據(jù)。第三存儲器224是由以后將被解釋的2維圖形加速解碼器200，和通過轉(zhuǎn)換圖形數(shù)據(jù)獲得的圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)使用的存儲器。根據(jù)設(shè)計者的意圖，第一至第三存儲器220至224可作為單獨的存儲器或在一個存儲器中通過對各個存儲器220至224劃分地址被實現(xiàn)。
AV解碼器240解碼存儲在第一存儲器220中的AV數(shù)據(jù)并且顯示運動畫面。
2維圖形解碼器200包括圖形數(shù)據(jù)呈現(xiàn)引擎250和2維圖形顯示加速命令處理器252。圖形數(shù)據(jù)呈現(xiàn)引擎250解釋讀取的圖形數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)，并且將該命令和數(shù)據(jù)存儲在第三存儲器224中。最好是，圖形呈現(xiàn)引擎250由在CPU中執(zhí)行的軟件來實現(xiàn)以致多種類型的圖形數(shù)據(jù)可被靈活的解釋。以下，圖形呈現(xiàn)引擎250將被稱為呈現(xiàn)引擎。2維圖形顯示加速命令處理單元252執(zhí)行存儲在第三存儲器224中的圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)并且顯示2維圖形。最好是，2維圖形顯示加速命令處理單元252作為硬件電路被實現(xiàn)以迅速地執(zhí)行簡化的圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)。以下，2維圖形顯示加速命令處理單元252將被稱為顯示加速命令處理單元。
幀緩沖器260存儲從AV解碼器240輸出的運動畫面和從2維圖形解碼器200輸出的2維圖形圖像。運動畫面和圖形圖像被混合并且該混合的數(shù)字信號通過DA轉(zhuǎn)換器被轉(zhuǎn)換為模擬信號，并且顯示在屏幕上。因此，如DVD或DTV的圖像再現(xiàn)設(shè)備可提供將運動畫面與相關(guān)的2維圖形圖像一起顯示在一個屏幕上的交互內(nèi)容。
如果使用傳統(tǒng)的2維圖形顯示加速器，則包括在以上描述的圖形數(shù)據(jù)中的文本或表信息，例如標(biāo)記文檔，應(yīng)被解釋并轉(zhuǎn)變?yōu)轱@示功能，例如可由2維圖形顯示加速器處理的線、四邊形、和圓。另外，應(yīng)包括用于通過解釋JPEG文件或PNG文件輸出位圖的功能。另外，應(yīng)包括用于處理曲線、直線、和Java或flash文件的多邊形的功能。因此，傳統(tǒng)2維圖形顯示加速器的硬件結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。
然而，根據(jù)本發(fā)明的2維圖形解碼器200可通過使用將在下面解釋的，作為圖像顯示加速命令的水平線或垂直線繪制命令來更簡單地實現(xiàn)圖形顯示加速功能?，F(xiàn)在，將更加詳細(xì)地解釋根據(jù)本發(fā)明的2維圖形解碼器200。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用基于命令的圖形顯示加速功能的圖像再現(xiàn)處理。
參照圖3，2維圖形解碼器200解釋從外部通道讀取的圖形數(shù)據(jù)322，轉(zhuǎn)換為圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)324，并且存儲在第三存儲器224中。另外，2維圖形解碼器200讀取存儲的圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)，并且顯示2維圖形圖像。以下，存儲在第三存儲器中的圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)324將被稱為圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)。在屏幕280上，通過AV數(shù)據(jù)解碼器240解碼的運動畫面和通過2維圖形解碼器200解釋的2維圖形圖像被一起顯示。
更具體地講，呈現(xiàn)引擎250解釋圖形數(shù)據(jù)322，產(chǎn)生圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)324，并且將數(shù)據(jù)324存儲在第三存儲器中。如果用于將被繪制的屏幕的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)被完成，則呈現(xiàn)引擎250將頁面設(shè)定信號發(fā)送到顯示加速命令處理單元252以顯示屏幕。接收頁面設(shè)定信號的顯示加速命令處理單元252從第三存儲器讀取存儲的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)324，解釋并執(zhí)行數(shù)據(jù)324。通過執(zhí)行圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)產(chǎn)生的圖形圖像與運動畫面被混合并且存儲在幀緩沖器中。存儲的2維圖形圖像和運動畫面被覆蓋在一個屏幕上并且被顯示。
圖4是詳細(xì)解釋圖2所示的2維圖形顯示加速命令處理單元252的結(jié)構(gòu)的圖。
參照圖4，顯示加速命令處理單元252包括用于輸出頁面的鎖存器單元(latch unit)410、圖形命令解碼器420、和渲染電路(renderingcircuit)430。
鎖存器單元410讀取頁面顯示狀態(tài)并且選擇活動頁面。圖形命令解碼器420從第三存儲器讀取由以上描述的呈現(xiàn)引擎250存儲的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)324，解釋該數(shù)據(jù)，并且在渲染電路430中執(zhí)行選擇的圖形顯示加速命令。從渲染電路430輸出的圖形圖像與運動畫面一起在幀緩沖器260中被混合，并被存儲。存儲在幀緩沖器260中的2維圖形圖像和運動畫面覆蓋在一個屏幕上并被顯示。
更具體地講，參照圖2、3、和5，對于頁面設(shè)定，呈現(xiàn)引擎250將通過解釋圖形數(shù)據(jù)生成的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)324存儲在第三存儲器224中。將在下面解釋用于將圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D形顯示加速命令數(shù)據(jù)的詳細(xì)的處理。另外，呈現(xiàn)引擎250讀取頁面狀態(tài)寄存器(PAGE STATUS 1或PAGE STATUS 2)以了解2維圖形頁面的顯示狀態(tài)。如果讀取的頁面的狀態(tài)為忙，則該頁面處于由顯示加速命令處理單元252顯示在屏幕上的狀態(tài)，并且其頁面的狀態(tài)為閑的另一頁面被選擇。另外，使用表示圖形命令的寄存器(PAGE IP PTR 1或PAGE IP PTR 2)的值，在第三存儲器中選擇的頁面的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)的起始地址被設(shè)置。接下來，為了顯示加速命令處理單元252在屏幕上顯示選擇的頁面，選擇的頁面用頁面顯示寄存器(PAGE DISPLAY)值來設(shè)置。此系列的處理被稱為頁面設(shè)定處理。
同時，包括在顯示加速命令處理單元252中的鎖存器單元410讀取由以上描述的呈現(xiàn)引擎250設(shè)置的寄存器值，選擇將被顯示的頁面，并且從第三存儲器中讀取相應(yīng)于選擇的頁面的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)。包括在顯示加速命令處理單元252中的圖形命令解碼器420解釋讀取的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)，并且通過渲染電路430來執(zhí)行在數(shù)據(jù)之中選擇的圖形顯示加速命令。從渲染電路430輸出的圖形圖像在幀緩沖存儲器260中與運動畫面一起被混合并被存儲。存儲的圖形圖像和運動畫面覆蓋并顯示在屏幕上。
圖5示出了2維圖形解碼器的頁面設(shè)定處理。
基于上述參照圖4描述的處理，頁面設(shè)定處理被概括如下。即，呈現(xiàn)引擎250(1)讀取頁面狀態(tài)寄存器(PAGE STATUS 1)，(2)設(shè)置指示處于空閑狀態(tài)的頁面的圖形命令的寄存器(PAGE IP PTR 1)，和(3)設(shè)置指示作為顯示頁面的被選擇頁面的頁面顯示寄存器(PAGE DISPLAY)。通過頁面設(shè)定處理，呈現(xiàn)引擎250完全地完成對繪制2維圖形的準(zhǔn)備。然后，顯示加速命令處理單元252解釋存儲在第三存儲器中的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)并且繪制2維圖形。
圖6示出用于通過頁面設(shè)定處理加速圖形顯示的處理。
參照圖6，呈現(xiàn)引擎250和顯示加速命令處理單元252通過交替使用兩個頁面控制寄存器能將圖形數(shù)據(jù)輸出到幀緩沖器。即，呈現(xiàn)引擎250預(yù)先將用于頁面的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)交替存儲于空閑狀態(tài)的page#1 662和page#2 664，顯示加速命令處理單元252交替執(zhí)行存儲在page#1 662和page#2 664中的顯示加速命令數(shù)據(jù)，從而可以增強圖形處理性能。此外，能夠以頁面交換方法來操作圖形動畫，該交換畫面可被延伸到2或更多畫面(三畫面交換)方法。
具體地講，在具有將被考慮的多個因素并因此具有復(fù)雜的邏輯結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)引擎250情況下，最好通過軟件實現(xiàn)呈現(xiàn)引擎250，以支持多個曲線和多邊形的顯示。這將生成并存儲圖形顯示加速命令的靈活組合。同時，最好通過硬件電路來實施需要很多處理時間的顯示加速命令處理單元252。因此，通過使用第三存儲器，預(yù)先準(zhǔn)備并存儲將被輸出的圖形的顯示加速命令數(shù)據(jù)(下面將要解釋的用于生成多邊形和掃描轉(zhuǎn)換的步驟)，和從第三存儲器讀取存儲的圖形顯示加速命令數(shù)據(jù)并渲染2維圖形(下面將被解釋的用于象素渲染的步驟)被分離并獨立執(zhí)行，從而當(dāng)具有多個幀的圖形動畫輸出時發(fā)生的瓶頸現(xiàn)象可被減少。
另外，基于以頁面為單位執(zhí)行圖形顯示加速命令的情況下解釋本發(fā)明。然而，這只是實施例并且根據(jù)2維圖形解碼器200的設(shè)計方法，本發(fā)明可以各種方式的變化來被修改和實施，包括當(dāng)在立即生成多邊形后，被轉(zhuǎn)換成圖形顯示加速命令且被執(zhí)行該命令時的情況下，以目標(biāo)為單位執(zhí)行圖形顯示加速命令。
現(xiàn)在，將更詳細(xì)地解釋上述由2維圖形解碼器200執(zhí)行的圖形顯示加速命令。圖7表示根據(jù)本發(fā)明的在2維圖形解碼器中使用的圖形顯示加速命令的結(jié)構(gòu)的例子。
參照圖7，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的圖形顯示加速命令具有64比特命令結(jié)構(gòu)。最好是該命令集由用于顯示多種多邊形數(shù)據(jù)的命令形成。
更具體地講，最好是圖形顯示加速命令包括作為命令標(biāo)識符(CMD)、垂直位置(Y)、多邊形的水平開始位置(STX)和水平結(jié)束位置(EDX)、和關(guān)于圖形的繪制和填充數(shù)據(jù)的信息(FPTR)的參數(shù)。這些參數(shù)可根據(jù)將被執(zhí)行的命令的類型被修改和使用。下面將參照圖8解釋圖形顯示加速命令的特定示例。
圖8示出由多邊形表示的2維矢量圖形的例子。
參照圖8，示出了多種多邊形數(shù)據(jù)。在圖8(A)中，表示了三角形，在圖8(B)中，表示了圓形。根據(jù)傳統(tǒng)圖形加速器，可通過使用采用(x，y)坐標(biāo)的移動命令(moveto)、線繪制命令(lineto)、水平線繪制命令(hlineto)、和垂直線繪制命令(vlineto)來表示三角形。此外，可通過使用采用(x，y)坐標(biāo)的移動命令(moveto)和具有表示中點的曲線繪制命令(curveto)來表示圓。即，在傳統(tǒng)技術(shù)中，所使用的用于圖形顯示加速處理方法中，通過該方法圖形數(shù)據(jù)被分為多個基本形狀，并通過將例如移動命令、線繪制命令、和水平線繪制命令的基本形狀繪制功能添加到圖形顯示加速器電路中，快速繪制2維圖形。
同時，在本發(fā)明中，為了處理繪制更多種形狀，所使用的為圖9所示的方法，呈現(xiàn)引擎250執(zhí)行多邊形數(shù)據(jù)的掃描轉(zhuǎn)換，然后，基于作為掃描轉(zhuǎn)換的結(jié)果生成的水平或垂直線繪制命令，生成圖形顯示加速命令。
圖9示出圖8所示的2維矢量圖形的掃描轉(zhuǎn)換的結(jié)果。如圖9所示，如果通過執(zhí)行三角多邊形的掃描轉(zhuǎn)換獲得的多個水平線的每一個的垂直位置(Y)、水平開始位置(STX)、水平結(jié)束位置(EDX)、和水平填充數(shù)據(jù)信息(FPTR)被確定，則可繪制相應(yīng)多邊形。根據(jù)填充數(shù)據(jù)的特征，也可繪制實多邊形。這提供可以采用使用參照圖8描述的常規(guī)基本形狀繪制功能的加速方法中的那些相對更簡單構(gòu)造的命令快速地繪制更復(fù)雜圖形的優(yōu)點。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的圖形顯示加速命令的示例。
參照圖10，根據(jù)本發(fā)明的圖形顯示加速命令(即，水平線繪制命令)324可包括用來繪制用一種顏色形成的象素的命令(Plot)、用來繪制用一種顏色形成的實線的命令(SolidL)、用來繪制平鋪位圖線(tiled bitmap line)的命令(TiledL)、用來繪制剪輯位圖線的命令(ClippedL)、用來繪制線性漸變線的命令(LinearGL)、和用來繪制徑向漸變線的命令(RadialGL)。
此外，作為用來繪制水平線的命令的輔助命令，命令(Repeat)，通過增加或降低開始點(STX)和結(jié)束點(EDX)，重復(fù)在直到水平坐標(biāo)變?yōu)閅之前立即執(zhí)行的水平繪制命令的水平坐標(biāo)；仿射變換命令(Affine Translate)，用來設(shè)置仿射變換值(M0、M1、M2、M3)或位置(TX，TY)到應(yīng)用于繪制水平線的命令的位像或漸變圖案；和顏色變換命令(ColorTranslate)，用于繪制水平線的顏色改變(C0、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7)被包括在圖形顯示加速命令324中。
此外，作為用來控制命令的解釋和執(zhí)行的命令，用于轉(zhuǎn)移(branch)到預(yù)定地址以執(zhí)行水平線繪制命令的轉(zhuǎn)移命令(branchcommand)(Link)、用于停止命令的執(zhí)行的結(jié)束命令(End)、和用于將命令的執(zhí)行延遲預(yù)定時間的執(zhí)行延遲命令(Nop)被包括在圖形顯示加速命令324中。
此外，作為將被用于與2維AV圖像合成的視頻顯示控制命令，指定AV數(shù)據(jù)的顯示圖像的位置、大小和層的命令(VideoPlace)、和指定排除了視頻屏幕區(qū)域的背景的顏色和其中沒有視頻信號的狀態(tài)下的視頻屏幕區(qū)域的顏色的命令(SetColor)被包括在圖形顯示加速命令324中。
在圖10中，表示了上述圖形加速命令和它們的參數(shù)之間的關(guān)系的實施例。即，Y表示多邊形的垂直位置、STX表示水平開始位置、EDX表示水平結(jié)束位置、和FPTR表示圖形的繪制和填充數(shù)據(jù)指示信息。具體地講，F(xiàn)PTR被用于指示具有位圖數(shù)據(jù)、漸變圖案、顏色指示信息、和各種輔助數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址。因此，復(fù)雜命令的執(zhí)行可被簡化。輔助數(shù)據(jù)包括位圖的大小、位圖數(shù)據(jù)的顏色表、仿射變換值、和顏色變換值。
當(dāng)然，由水平線繪制命令形成的圖形顯示加速命令324可以用于實施的多種形狀被修改。例如，不在水平方向執(zhí)行掃描轉(zhuǎn)換和不使用如圖9所示的由水平線繪制命令形成的命令，而是通過在垂直方向執(zhí)行掃描轉(zhuǎn)換由垂直線繪制命令形成的命令可被實施以被使用。
更具體地講，圖11A示出圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)324的示例，圖11B示出當(dāng)執(zhí)行圖11A中所示的圖形顯示加速命令和填充數(shù)據(jù)時顯示的圖形圖像。
參照圖11A，為了表示預(yù)定的多邊形，參照圖10所描述的實線繪制命令(SolidL)被首先執(zhí)行。從垂直位置0開始繪制了與從水平開始位置0至水平結(jié)束位置100的101個象素相應(yīng)的實線。此時，應(yīng)用了由實線繪制命令的FPTR參數(shù)指示的地址2000H的填充數(shù)據(jù)。即，101個象素使用100％不透明(或透明)紅色填充。其次，相同的操作，即，實線繪制命令被重復(fù)命令(Repeat)重復(fù)執(zhí)行，直到垂直位置變?yōu)?00。第三，再次根據(jù)實線繪制命令，與對垂直位置0從水平開始位置50和水平結(jié)束位置50的1個象素相應(yīng)的線被繪制。此時，由FPTR參數(shù)指示的地址2004H的填充數(shù)據(jù)被應(yīng)用，并且1個象素被透明度100％的藍色填充。第四，通過重復(fù)命令，實線繪制命令被重復(fù)直到垂直位置變?yōu)?0。通過第五命令，實線繪制命令從垂直位置50到垂直位置100被重復(fù)執(zhí)行，并且執(zhí)行結(jié)束。圖11B示出執(zhí)行圖11A所示的所有命令集的結(jié)果。
圖12A至12E示出執(zhí)行作為根據(jù)本發(fā)明的圖形顯示加速命令的水平線繪制命令的代碼的例子。
圖12A的SolidL()函數(shù)是由一種顏色形成的實線繪制命令的描述代碼，圖12B的TiledL()函數(shù)是平鋪位圖繪制命令的描述代碼，和圖12C的ClippedL()函數(shù)是剪輯位圖線繪制命令的描述代碼。此外，圖12D的LinearGL()函數(shù)是線性漸變線繪制命令的代碼的描述，圖12E的RadialGL()函數(shù)是徑向漸變線繪制命令的代碼的描述。
圖13A至圖13C示出根據(jù)本發(fā)明的填充數(shù)據(jù)的例子。圖13A是實填充的例子，圖13B是其中顏色逐漸變化的漸變填充的例子，和圖13C表示其中相同圖像被重復(fù)以充滿屏幕的位圖填充，和剪輯填充。
圖14示出其中2維圖形和AV數(shù)據(jù)被解碼的移動畫面被混合并顯示在一個屏幕上的本發(fā)明的應(yīng)用示例。
參照圖14，通過將MPEG壓縮編碼的AV數(shù)據(jù)解碼來輸出的運動畫面1401和通過基于圖形加速命令的2維解碼器200輸出的圖形圖像1402被混合并顯示在一個屏幕上。因此，根據(jù)本發(fā)明的如DVD和DTV的圖像再現(xiàn)設(shè)備可以提供與相關(guān)的2維圖形圖像一起顯示運動畫面的交互內(nèi)容。具體地講，可以提供包括高速動畫的2維圖形。此外，通過使用存儲在第三存儲器中的圖形顯示加速命令，呈現(xiàn)引擎250和顯示加速命令處理單元252的功能可被分開并獨立操作。因此，當(dāng)顯示圖形時，渲染處理所需的CPU的載荷可被減少，圖形顯示性能可被增強。
存儲如AV數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)的外部通道包括嵌入如硬盤驅(qū)動器的圖像再現(xiàn)裝置中的存儲介質(zhì)，和如光盤或存儲卡的可被容易地連接與拆卸的可以動存儲介質(zhì)。在光盤的情況下，可包括CD-ROM和藍光光盤(Bluray-Disc)，和將來被開發(fā)的光盤。此外，也包括通過如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)提供內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)。
此外，本發(fā)明的圖像再現(xiàn)裝置可被作為一個集成電路來實施，也可作為其中各個功能塊被分開并在通過網(wǎng)絡(luò)連接的多個系統(tǒng)中執(zhí)行的分布的系統(tǒng)來實施。
本發(fā)明可作為計算機可讀代碼包含于計算機可讀記錄介質(zhì)上。計算機可讀記錄介質(zhì)是存儲隨后可由計算機讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可讀記錄介質(zhì)的例子包括只讀存儲介質(zhì)(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤、光數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、和載波(如通過互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸)。計算機可讀記錄介質(zhì)還可被分布在與計算機系統(tǒng)連接的網(wǎng)絡(luò)上，從而計算機可讀代碼以分布的方式被存儲和執(zhí)行。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，基于命令的2維圖形解碼器或包括該解碼器的圖像再現(xiàn)設(shè)備通過使用采用水平線繪制命令或垂直線繪制命令的圖形顯示加速命令來加速2維圖形圖像的顯示，從而2維圖形圖像可被提供增強的顯示幀速率，并且通過將其和解碼的運動畫面混合，可提供交互內(nèi)容。具體地講，2維圖形數(shù)據(jù)基于由與使用基本形狀繪制功能的常規(guī)圖形加速器相比具有相對簡單結(jié)構(gòu)的水平或垂直線繪制命令形成的圖形顯示加速命令被解碼。因此，簡化了2維圖形顯示加速器的硬件電路實現(xiàn)方法、降低了設(shè)計成本、減小了硬件電路的尺寸，從而提高了性價比。
此外，即使在具有低速CPU的圖像再現(xiàn)裝置中，也可提供具有由計算機支持的快速顯示的2維圖形動畫和多種曲線表示。
盡管已經(jīng)參照器具體實施例具體表示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行各種形式和細(xì)節(jié)的變化。優(yōu)選實施例應(yīng)該被理解為只是為了描述而不是為了限制。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)該被本發(fā)明的詳細(xì)的描述所限制，而是由所附權(quán)利要求所限定，在本范圍內(nèi)的所有變化均應(yīng)該被理解為包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種用于加速圖形顯示的方法，包括解釋圖形數(shù)據(jù)、將圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為至少一條簡化的加速命令數(shù)據(jù)、并存儲該數(shù)據(jù)；和通過執(zhí)行至少一條存儲的加速命令數(shù)據(jù)，顯示圖形圖像，其中，存儲數(shù)據(jù)和顯示圖形圖像是獨立進行的。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括至少一條水平線繪制命令或垂直線繪制命令，該命令通過解釋圖形數(shù)據(jù)、產(chǎn)生多邊形以及執(zhí)行所產(chǎn)生的多邊形的掃描轉(zhuǎn)換獲得，并且在屏幕上快速地繪制圖形圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中轉(zhuǎn)換和存儲通過單獨的軟件執(zhí)行以解釋不同的圖形數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在轉(zhuǎn)換和存儲中，至少一條轉(zhuǎn)換的加速命令被存儲在預(yù)定的存儲區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中圖形圖像的顯示通過單獨的硬件電路執(zhí)行以提高圖形圖像的顯示速度。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括繪制象素的命令。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括用一種顏色繪制水平線或垂直線的命令。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括繪制將位像圖案應(yīng)用于其的水平線或垂直線的命令。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括繪制將線性漸變圖像圖案應(yīng)用于其的水平線或垂直線的命令。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括繪制將徑向漸變圖像圖案應(yīng)用于其的水平線或垂直線的命令。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括通過增大或減小在前命令的垂直坐標(biāo)或水平坐標(biāo)，重復(fù)在前執(zhí)行的水平線繪制或垂直線繪制到預(yù)定的水平線或垂直線坐標(biāo)的命令。
12.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，加速命令數(shù)據(jù)包括仿射變換命令(Affine Translate)，用于調(diào)整作為應(yīng)用到繪制水平線或垂直線的命令的填充數(shù)據(jù)的位像或漸變圖案的大小或位置。
13.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括翻譯繪制在水平線或垂直線上的象素的顏色的顏色翻譯命令(ColorTranslate)。
14.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)移(branch)到在另一地址的加速命令數(shù)據(jù)的位置并且執(zhí)行該地址的加速命令的轉(zhuǎn)移命令(branch command)。
15.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括指定與圖形圖像混合并顯示的運動畫面的顯示位置和層的命令。
16.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加速命令數(shù)據(jù)包括指定除了與圖形圖像混合并顯示的運動畫面區(qū)域以外的背景區(qū)域的顏色和在無視頻信號的狀態(tài)中的運動畫面區(qū)域的顏色的命令。
17.一種圖形解碼器，包括加速命令轉(zhuǎn)換單元，用于對通過外部通道讀取的圖形數(shù)據(jù)解碼，將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為至少一條簡化的加速命令數(shù)據(jù)，將加速命令數(shù)據(jù)存儲在預(yù)定的存儲區(qū)域；和加速命令處理單元，用于執(zhí)行至少一條存儲的加速命令數(shù)據(jù)項目并且顯示圖形圖像，其中加速命令轉(zhuǎn)換單元和加速命令處理單元通過使用預(yù)定的存儲區(qū)域彼此獨立地操作。
18.如權(quán)利要求17所述的圖像解碼器，其中加速命令轉(zhuǎn)換單元通過解釋圖形數(shù)據(jù)產(chǎn)生多邊形，將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為至少一條通過執(zhí)行產(chǎn)生的多邊形的掃描轉(zhuǎn)換獲得的加速命令數(shù)據(jù)項，將加速命令數(shù)據(jù)存儲在預(yù)定的存儲區(qū)域，并且加速命令數(shù)據(jù)包括以快速在屏幕上繪制圖形圖像的水平線繪制命令或垂直線繪制命令。
19.如權(quán)利要求17所述的圖像解碼器，其中加速命令轉(zhuǎn)換單元由單獨的軟件實現(xiàn)以解釋不同的圖形數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求17所述的圖像解碼器，其中加速命令處理單元作為單獨的硬件電路來實現(xiàn)以提高圖形圖像的顯示速度。
21.如權(quán)利要求17所述的圖像解碼器，其中外部通道包括容易從再現(xiàn)設(shè)備分離的可分離存儲介質(zhì)、嵌入在再現(xiàn)設(shè)備中的存儲介質(zhì)、或網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)。
22.一種包含權(quán)利要求17的圖形解碼器的再現(xiàn)設(shè)備。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中經(jīng)圖形解碼器輸出的圖形圖像和通過對從外部通道讀取的視聽(AV)數(shù)據(jù)解碼輸出的運動畫面相互覆蓋并且顯示且顯示一個圖像。
24.一種在其上包含用于執(zhí)行權(quán)利要求1的方法的計算機程序的計算機可讀記錄介質(zhì)。
全文摘要
提供了一種具有基于命令的圖形顯示加速功能的2維圖形解碼器、為此加速圖形顯示的方法和圖像再現(xiàn)設(shè)備。加速圖形顯示的方法包括解釋圖形數(shù)據(jù)，將圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為至少一條簡化的加速命令數(shù)據(jù)，并存儲數(shù)據(jù)；和通過執(zhí)行至少一條存儲的加速命令數(shù)據(jù)來顯示圖形圖像，其中，存儲數(shù)據(jù)和顯示圖形圖像被獨立地進行。具體地講，加速命令數(shù)據(jù)可包括用于在屏幕上快速繪制至少一個圖形圖像的水平線繪制命令或垂直線繪制命令，該命令通過解釋圖形數(shù)據(jù)以產(chǎn)生多邊形并執(zhí)行所產(chǎn)生的多邊形的掃描轉(zhuǎn)換而獲得。因此，通過使用水平線繪制的圖形顯示加速命令，可增強2維圖形圖像的顯示處理功能。
文檔編號G06T1/20GK1612163SQ20041008709
公開日2005年5月4日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者鄭鉉權(quán) 申請人:三星電子株式會社