專(zhuān)利名稱(chēng)：產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的方法和圖像數(shù)據(jù)處理裝置以及記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像數(shù)據(jù)處理，特別涉及一種通過(guò)數(shù)據(jù)處理改進(jìn)產(chǎn)生增強(qiáng)圖像數(shù)據(jù)的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的圖像數(shù)據(jù)處理裝置和載有這類(lèi)圖像數(shù)據(jù)的記錄媒體。
眾所周知，在現(xiàn)有技術(shù)中，從電視接收機(jī)，監(jiān)視器或家用電視游戲機(jī)、微機(jī)或圖形計(jì)算機(jī)的CRT顯示器上產(chǎn)生的圖像基本上都是二維的。這種圖像的動(dòng)畫(huà)通常是通過(guò)在一個(gè)平面二維背景上移動(dòng)和改變一個(gè)二維字符或物體來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而，由于這種二維圖像或圖形受背景的模擬和字符物體運(yùn)動(dòng)的限制，因此不能產(chǎn)生更逼真的圖像，在電視游戲機(jī)中尤其如此。
近來(lái)為了改進(jìn)上述狀況，已經(jīng)提出了產(chǎn)生高逼真三維圖像或圖形的各種方法，下面將對(duì)其中一些方法做出描述。人們可以根據(jù)視覺(jué)的變化，例如圖像視點(diǎn)的變化進(jìn)行選擇和顯示從幾個(gè)方向看到的字符物體的各種預(yù)定運(yùn)動(dòng)中的一種運(yùn)動(dòng)，也可以通過(guò)對(duì)許多二維圖像在縱深方向一個(gè)一個(gè)重疊來(lái)產(chǎn)生模擬的三維圖像。也可以提供一種紋理(texture)映射方法，用這種方法在一個(gè)多邊形表面填充(物質(zhì)的或圖案的)紋理映像來(lái)產(chǎn)生圖像模型。在另一種方法中，通過(guò)運(yùn)用彩色查找表改變圖像的彩色數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生色彩的變化。
家用電視游戲機(jī)是現(xiàn)有技術(shù)的典型例子，控制信息從諸如輸入鍵盤(pán)或操縱桿的輸入裝置輸入，并通過(guò)主要由微處理機(jī)組成的CPU的動(dòng)作沿著主總線通過(guò)一個(gè)接口，根據(jù)引入的控制數(shù)據(jù)信息，儲(chǔ)存在主存儲(chǔ)器中的三維數(shù)據(jù)由視頻處理器傳送到視頻信號(hào)源存儲(chǔ)器作臨時(shí)寄存。
上述CPU也運(yùn)行來(lái)傳輸給該視頻處理器一個(gè)特殊序列，用于從視頻信號(hào)源存儲(chǔ)器中讀出一系列圖像數(shù)據(jù)段，將其在屏幕上一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行重疊。根據(jù)圖像數(shù)據(jù)段的讀出次序，該視頻處理器從視頻信號(hào)源存儲(chǔ)器中讀出圖像數(shù)據(jù)段，并按它們的重疊排列顯示。
當(dāng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)段進(jìn)行讀出和顯示時(shí)，控制信息的聲頻成分被送進(jìn)聲頻處理器，聲頻處理器又從聲頻存儲(chǔ)器中依次提取相應(yīng)的聲頻數(shù)據(jù)，與圖像數(shù)據(jù)同步。
例如，視頻信號(hào)源存儲(chǔ)器可帶有一個(gè)檢測(cè)板圖形在背景上和一組矩形圖像區(qū)，或表示一個(gè)圓柱體的橫截面的子畫(huà)面。除了在子畫(huà)面上圓柱體橫截面外，其他區(qū)域可以透明畫(huà)出。
安裝在視頻處理器上的一個(gè)同步發(fā)生器響應(yīng)該圖像數(shù)據(jù)的同步信號(hào)產(chǎn)生讀地址信號(hào)。同步發(fā)生器的讀地址信號(hào)通過(guò)主總線傳送到一個(gè)由CPU確定的讀地址表。該同步發(fā)生器也響應(yīng)讀地址表中的一個(gè)信號(hào)，從視頻信號(hào)源存儲(chǔ)器中讀出圖像段。
被檢索的該視頻數(shù)據(jù)段然后被送到一個(gè)疊加處理器，按照優(yōu)先表確定的順序一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行疊加，并經(jīng)由總線從CPU通過(guò)。由于背景首先出現(xiàn)，然后是矩形子畫(huà)面，子畫(huà)面組被一層層疊加在背景的上面。
然后，除了上述層層疊加在背景上的子畫(huà)面圓柱體的橫截面外，其它區(qū)域通過(guò)適當(dāng)?shù)耐该魈幚砥髯兂赏该?。結(jié)果，該圓柱體的二維圖像數(shù)據(jù)能被再現(xiàn)為原始圖像的三維數(shù)據(jù)VDO。
但是，有必要產(chǎn)生一個(gè)給定格式的新文件，使初始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需要的形式，然后再把這種原始數(shù)據(jù)所需要的形式轉(zhuǎn)換到這個(gè)新文件。
把初始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為給定格式的處理方法包括對(duì)一個(gè)物體的幾何數(shù)據(jù)或初始數(shù)據(jù)的處理，以產(chǎn)生能夠以給定的格式在二維屏幕上進(jìn)行顯示的三維圖形數(shù)據(jù)，如適用于任何家用電視游戲機(jī)那樣。
這樣一種方法包括一系列圖像數(shù)據(jù)處理(下文中稱(chēng)作三維圖形處理)，一個(gè)原始幾何物體的三維圖像數(shù)據(jù)以此方法產(chǎn)生并顯示在二維屏幕上，該方法采用一個(gè)坐標(biāo)變換裝置來(lái)處理被送到終端的物體的初始幾何數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生已知格式的數(shù)據(jù)包，然后再送到繪圖裝置進(jìn)行繪制。
初始幾何圖形數(shù)據(jù)由一組多邊形(由繪圖裝置處理的包括三邊形、四邊形和其他形狀的組合形狀)組成并被在顯示器上表示為一種三維模型。每一多邊形數(shù)據(jù)包括多邊形類(lèi)型(三邊形、四邊形及類(lèi)似形狀)、多邊形的特征(透明或半透明)、多邊形的顏色、表示頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)、表示通過(guò)頂點(diǎn)法線的三維向量和表示紋理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的二維坐標(biāo)。這些是已知的包含二個(gè)或更多的幾何圖形數(shù)據(jù)的文件格式。
具有由坐標(biāo)變換裝置處理產(chǎn)生的格式的包數(shù)據(jù)載有在顯示屏幕上繪制一個(gè)多邊形的信息，包括多邊形的類(lèi)型(三邊形、四邊形或類(lèi)似形狀)、多邊形特征(透明或半透明)、表示頂點(diǎn)的二維坐標(biāo)、頂點(diǎn)的顏色和表示紋理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的二維坐標(biāo)。圖57示出了包含一系列包數(shù)據(jù)的普通文件的一個(gè)典型格式。例如，CODE是一個(gè)表示內(nèi)容的類(lèi)型(多邊形、線、子畫(huà)面或類(lèi)似東西)的代碼，V和U分別表示紋理源空間的X和Y坐標(biāo)值，R、G和B是多邊形的三原色的R、G和B值，X和Y分別是指示該多邊形頂點(diǎn)的X和Y坐標(biāo)值。包數(shù)據(jù)的內(nèi)容和長(zhǎng)度隨多邊形的形狀和大小而變化。
為使如上所述格式的現(xiàn)有文件轉(zhuǎn)換為一個(gè)新的和改進(jìn)了格式的文件，在坐標(biāo)變換裝置上要進(jìn)行下述操作步驟1、計(jì)算每一形狀的多邊形要求的包數(shù)據(jù)大小并儲(chǔ)存在一個(gè)可用存儲(chǔ)器的給定區(qū)域。
2、然后對(duì)每一多邊形重復(fù)以下步驟(1)把多邊形的類(lèi)型和特征組合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)字，并寫(xiě)進(jìn)該包數(shù)據(jù)的區(qū)域0。
(2)頂點(diǎn)的顏色由該頂點(diǎn)的法線及多邊形顏色確定，并被寫(xiě)入包數(shù)據(jù)的一個(gè)區(qū)域0和兩個(gè)區(qū)域3和6。
(3)根據(jù)頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)對(duì)二維坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，并寫(xiě)入包數(shù)據(jù)的區(qū)域1、4和7。
(4)然后將一個(gè)紋理的二維坐標(biāo)寫(xiě)入包數(shù)據(jù)的區(qū)域2、5和8。
根據(jù)所述，由一個(gè)初始文件(實(shí)物形狀數(shù)據(jù)文件)產(chǎn)生一個(gè)新的圖像數(shù)據(jù)文件(包數(shù)據(jù)文件)至少需要這么三個(gè)步驟1、保留一個(gè)產(chǎn)生新文件的存儲(chǔ)區(qū)域。
2、對(duì)初始文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化和儲(chǔ)存。
3、根據(jù)初始文件數(shù)據(jù)而計(jì)算的數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在一個(gè)新的格式中。
上述步驟1-3的時(shí)間和勞力花費(fèi)是昂貴的。
因此，使包含被傳輸?shù)某跏紙D像數(shù)據(jù)的文件容易地轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的格式的增強(qiáng)的圖像數(shù)據(jù)處理、處理這種圖像數(shù)據(jù)的處理裝置和載有這種改進(jìn)的圖像數(shù)據(jù)的記錄媒體的需要是長(zhǎng)期存在的一個(gè)現(xiàn)實(shí)。
有鑒于此，本發(fā)明的目的是為滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)的需要提供一種新的改進(jìn)了的產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的方法和圖像數(shù)據(jù)處理裝置以及一種載有這種增強(qiáng)圖像數(shù)據(jù)的記錄媒體，采用這種方法和裝置，一個(gè)包含要變換的初始圖像數(shù)據(jù)的文件能容易地轉(zhuǎn)化為新的格式。
根據(jù)本發(fā)明的一種生成圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)處理方法，其用于通過(guò)透視變換把一個(gè)三維圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)，并以給定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸該二維圖像數(shù)據(jù)，用以在一個(gè)二維顯示屏幕上繪圖。詳細(xì)地說(shuō)，本方法包括一個(gè)三維圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，除要進(jìn)行透視變換的信息之外，它與已知的二維圖像數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)作相同排列。三維圖像數(shù)據(jù)可以包括要被畫(huà)在二維顯示屏幕上的物體的遮蔽(shading)信息。三維圖像數(shù)據(jù)和二維圖像數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)在一個(gè)或多個(gè)字的最小單元上可以互相一致。三維圖像數(shù)據(jù)可以包括二維數(shù)據(jù)的所有內(nèi)容。
同樣，根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理裝置，包括一個(gè)用于通過(guò)透視變換將三維圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換裝置，和一種用于以給定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸二維圖像數(shù)據(jù)，以便在二維顯示屏幕上作圖的繪圖裝置，其中，除了要進(jìn)行透視變換的信息之外的三維圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與已知的二維圖像數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)作相同的排列。利用坐標(biāo)變換工具以使要進(jìn)行透視變換的信息從該結(jié)構(gòu)和給定二維圖像數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)相同的三維圖像數(shù)據(jù)的其它數(shù)據(jù)中區(qū)別開(kāi)來(lái)，經(jīng)過(guò)透視變換并與給定傳輸標(biāo)準(zhǔn)相同結(jié)構(gòu)的其它數(shù)據(jù)組合，可用于產(chǎn)生二維圖像數(shù)據(jù)。如上所述，這種三維圖像數(shù)據(jù)可以包括要被畫(huà)在二維顯示屏幕上的物體的遮蔽信息。
根據(jù)本發(fā)明，記錄媒體用于保持用上述發(fā)明的方法和裝置產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)。
由于除要進(jìn)行透視變換的信息外的三維圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與給定的二維圖像數(shù)據(jù)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)相同，給定傳輸標(biāo)準(zhǔn)的二維圖像數(shù)據(jù)可以很容易地通過(guò)對(duì)要進(jìn)行透視變換的信息進(jìn)行處理而得到。
此外，由于這種三維圖像數(shù)據(jù)包括要被畫(huà)在二維顯示屏幕上的物體的遮蔽信息，在產(chǎn)生二維圖像數(shù)據(jù)時(shí)，不需要對(duì)物體遮蔽數(shù)據(jù)的產(chǎn)生作額外的計(jì)算。
因此，本發(fā)明滿(mǎn)足了對(duì)將一個(gè)含有要進(jìn)行變換的初始圖像數(shù)據(jù)的文件容易地轉(zhuǎn)換為新的格式的改進(jìn)的圖像數(shù)據(jù)處理方法、處理這種圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)處理裝置和載有這種增強(qiáng)圖像數(shù)據(jù)的記錄媒體的一個(gè)長(zhǎng)期和現(xiàn)實(shí)的需要。
本發(fā)明的這些目的和其它目的及其優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)下面結(jié)合實(shí)施例參考附圖的詳細(xì)描述，將變得更為清楚。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)圖像數(shù)據(jù)處理裝置的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是對(duì)一個(gè)顯示器上的圖像進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖3示出了顯示器上圖像的設(shè)置；圖4是說(shuō)明繪圖剪輯功能的圖；圖5是一個(gè)說(shuō)明紋理頁(yè)面的圖；圖6是一個(gè)說(shuō)明CLUT結(jié)構(gòu)的圖；圖7是繪制子畫(huà)面的基本原理圖8是一個(gè)說(shuō)明幀雙緩沖操作的圖；圖9是一個(gè)說(shuō)明TOD文件格式的圖；圖10表示在TOD格式下的一個(gè)FRAME格式；圖11表示一個(gè)FRAME的一個(gè)PACKET的格式；圖12是一個(gè)說(shuō)明特征類(lèi)型的“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖13是一個(gè)說(shuō)明用于啟動(dòng)光源計(jì)算的“包數(shù)據(jù)”的結(jié)構(gòu)圖；圖14是一個(gè)說(shuō)明坐標(biāo)(RST)類(lèi)型的“標(biāo)志”結(jié)構(gòu)的圖；圖15是一個(gè)說(shuō)明坐標(biāo)(RST)類(lèi)型的“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖16是一個(gè)說(shuō)明ID類(lèi)型的TMD數(shù)據(jù)的“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖17是一個(gè)說(shuō)明主物體ID類(lèi)型的“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖18是一個(gè)矩陣類(lèi)型“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖19是一個(gè)說(shuō)明光源類(lèi)型一個(gè)“標(biāo)志”結(jié)構(gòu)的圖；圖20是一個(gè)說(shuō)明光源類(lèi)型“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖21是一個(gè)說(shuō)明攝像機(jī)類(lèi)型的一個(gè)“標(biāo)志”結(jié)構(gòu)的圖；圖22是一個(gè)說(shuō)明當(dāng)“攝像機(jī)類(lèi)型”為0時(shí)其它位的賦值；圖23是一個(gè)說(shuō)明當(dāng)“攝像機(jī)類(lèi)型”為1時(shí)其它位的賦值；圖24是一個(gè)說(shuō)明攝像機(jī)類(lèi)型的“包數(shù)據(jù)”第一結(jié)構(gòu)的圖；圖25是一個(gè)說(shuō)明攝像機(jī)類(lèi)型的“包數(shù)據(jù)”第二結(jié)構(gòu)的圖；圖26是一個(gè)表示TMD格式的圖；圖27是一個(gè)表示TMD格式的HEADER結(jié)構(gòu)的圖；圖28是一個(gè)表示TMD格式OBJTABLE結(jié)構(gòu)的圖；圖29是一個(gè)表示TMD格式PRIMITIVE結(jié)構(gòu)的圖；圖30是一個(gè)表示PRIMITIVE的“模式”結(jié)構(gòu)的圖；圖31是一個(gè)表示PRIMITIVE“標(biāo)志”結(jié)構(gòu)的圖32是一個(gè)表示TMD格式的VERTEX結(jié)構(gòu)的圖；圖33是一個(gè)表示TMD格式的NORMAL結(jié)構(gòu)的圖；圖34是一個(gè)表示十進(jìn)制定點(diǎn)分?jǐn)?shù)格式的圖；圖35是一個(gè)表示在PRIMITIVE“包數(shù)據(jù)”中TBS參數(shù)結(jié)構(gòu)的圖；圖36是一個(gè)表示在PRIMITIVE“包數(shù)據(jù)”中CBA數(shù)結(jié)構(gòu)的圖；圖37是一個(gè)表示在應(yīng)用三邊形和光源計(jì)算情況下“模式”的位分布圖，示出了一種改進(jìn)的PRIMITIVE的“包數(shù)據(jù)”；圖38示出了應(yīng)用三邊形和光源情況下PRIMITIVE的“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)；圖39是一個(gè)說(shuō)明在應(yīng)用三邊形，但沒(méi)有光源計(jì)算的情況下PRI-MITIVE的“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖40示出了應(yīng)用四邊形和光源計(jì)算的情況下“模式”的位分布圖，示出了PRIMITIVE“包數(shù)據(jù)”的一個(gè)改進(jìn)；圖41是一個(gè)說(shuō)明在應(yīng)用四邊形和光源計(jì)算的情況下PRIMITIVE的“包數(shù)據(jù)”的結(jié)構(gòu)的圖；圖42是一個(gè)說(shuō)明在應(yīng)用四邊形，但沒(méi)有光源計(jì)算的情況下PRI-MITIVE的“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖43示出了線條圖形的“模式”的位分布圖，示出了一個(gè)PRI-MITIVE的“包數(shù)據(jù)”的改進(jìn)；圖44示出了線條圖形的“包數(shù)據(jù)”的結(jié)構(gòu)圖，示出了一個(gè)PRI-MITIVE的“包數(shù)據(jù)”的改進(jìn)；圖45是一個(gè)三維子畫(huà)面圖形的“模式”的位分布圖，示出了一個(gè)PRIMITIVE“包數(shù)據(jù)”的改進(jìn)；圖46是一個(gè)三維子畫(huà)面圖形的“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)，示出了一個(gè)PRIMITIVE的“包數(shù)據(jù)”的改進(jìn)；圖47示出了對(duì)本發(fā)明的TMD格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行透視變換的步驟順序流程圖；圖48是一個(gè)說(shuō)明在共用的三維圖形坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置中操作的順序流程圖；圖49是一個(gè)說(shuō)明當(dāng)物體的遮蔽不是實(shí)時(shí)進(jìn)行時(shí)，該坐標(biāo)變換裝置動(dòng)作順序的流程圖；圖50示出了TMD格式的另一個(gè)實(shí)施例；圖51是一個(gè)表示在圖50的實(shí)施例中的TMD格式中的“多邊形數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖52是一個(gè)表示另一個(gè)實(shí)施例的“包數(shù)據(jù)”結(jié)構(gòu)的圖；圖53是一個(gè)說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的圖像生成裝置(或家用電視游戲機(jī))的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖；圖54是一個(gè)說(shuō)明在現(xiàn)有技術(shù)圖像生成裝置中采用的圖像生成方法的組合框圖和原理圖；圖55是一個(gè)表示現(xiàn)有技術(shù)圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖56是一個(gè)表示物體形狀數(shù)據(jù)的常用文件的結(jié)構(gòu)的圖；圖57是一個(gè)表示“包數(shù)據(jù)”的常用文件的結(jié)構(gòu)的圖。
上述附圖中同樣的參考號(hào)表示在所有附圖中相同的或相關(guān)的部件。
圖53示出了現(xiàn)有技術(shù)的家用電視游戲機(jī)的一個(gè)典型實(shí)例。如圖53所示，由輸入裝置394如一個(gè)鍵盤(pán)或操縱桿輸入的操作信息通過(guò)接口393，借助于主要由微處理機(jī)構(gòu)成的CPU391的動(dòng)作引入總線399。如上所述，根據(jù)引入的操作數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存在主存儲(chǔ)器392中的一個(gè)三維數(shù)據(jù)由視頻處理器396動(dòng)作傳輸?shù)揭曨l信號(hào)源存儲(chǔ)器395暫時(shí)存儲(chǔ)。
CPU 391也運(yùn)行以傳輸給視頻處理器396一個(gè)專(zhuān)用指令，用于從視頻信號(hào)源存儲(chǔ)器395讀出一系列圖像數(shù)據(jù)段，并且在屏幕上將它們一個(gè)一個(gè)地重疊。按照?qǐng)D像數(shù)據(jù)段的讀出順序，視頻處理器396從視頻信號(hào)源存儲(chǔ)器395讀該圖像數(shù)據(jù)段，并按它們的重疊配置顯示。
當(dāng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)段進(jìn)行讀出和顯示時(shí)，操作信息的聲頻成分被送進(jìn)聲頻處理器397，后者依次從聲頻存儲(chǔ)器398中提取相應(yīng)的聲頻數(shù)據(jù)，與圖像數(shù)據(jù)同步。
圖54很清楚地示出了一個(gè)以圖53所示的家用電視游戲機(jī)中的二維數(shù)據(jù)格式為基礎(chǔ)傳送三維數(shù)據(jù)的過(guò)程。圖54示出了以三維圖像中的一個(gè)檢測(cè)板圖案為背景的圓柱物體的顯示圖形。
圖54的視頻信號(hào)源存儲(chǔ)器395內(nèi)存有檢測(cè)板圖案背景200和一組矩形圖像段或表示在背景200上的圓柱體的橫截面的子畫(huà)面201、202、203和204。除了圓柱體在子畫(huà)面201、202、203和204上的橫截面外的其余區(qū)域被畫(huà)成透明的。
安裝在視頻處理器396上的同步發(fā)生器400用于響應(yīng)圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)同步信號(hào)以產(chǎn)生一個(gè)讀地址信號(hào)。同步發(fā)生器400的讀地址信號(hào)通過(guò)主總線399傳輸?shù)接蓤D53示出的CPU 391確定的一個(gè)讀地址表401。同步發(fā)生器400也響應(yīng)讀地址表401中的信號(hào)，從視頻信號(hào)源存儲(chǔ)器395讀出圖像段。
然后將被檢索的該視頻數(shù)據(jù)段送入重疊處理器403，在這里按優(yōu)先表402確定順序從CPU 391經(jīng)過(guò)總線399一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行重疊。由于背景200首先出現(xiàn)，然后是按該次序的矩形子畫(huà)面201、202、203和204，這組子畫(huà)面被一個(gè)一個(gè)地疊放在背景200上。
然后，除了一個(gè)一個(gè)地被疊加在背景的子畫(huà)面201、202、203和204的圓柱形物體的橫截面外，其它區(qū)域用透明處理器404處理成透明狀態(tài)。
結(jié)果，該圓柱形物體的二維圖像數(shù)據(jù)可以被再現(xiàn)為如圖54所示的初始圖像的三維數(shù)據(jù)VDO。
但是，如上所述，有必要產(chǎn)生一個(gè)給定格式的新文件，以使初始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成所需的格式，然后把初始數(shù)據(jù)所需的格式格式化到新文件。
轉(zhuǎn)換初始數(shù)據(jù)為給定格式的處理方法，包括對(duì)一個(gè)物體的幾何數(shù)據(jù)或初始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以產(chǎn)生能夠以給定格式在二維屏幕上顯示的三維圖形數(shù)據(jù)，就象在任何家用電視游戲機(jī)上的應(yīng)用一樣。
如圖55所示，這種方法包括一系列圖像數(shù)據(jù)處理(下面稱(chēng)作三維圖形處理)，其中產(chǎn)生初始幾何物體的三維圖形數(shù)據(jù)在二維屏幕上進(jìn)行顯示。圖55示出的系統(tǒng)允許將該物體的初始幾何數(shù)據(jù)提供給終端500，以便由坐標(biāo)變換設(shè)備501進(jìn)行處理來(lái)產(chǎn)生給定格式數(shù)據(jù)包，然后將數(shù)據(jù)包傳送到制圖裝置502進(jìn)行制圖。
初始幾何數(shù)據(jù)包括一組多邊形(是一組用制圖裝置處理的圖形的單元形狀，包括三邊形、四邊形和其它形狀)，在屏幕上被表示為一個(gè)三維模式。每一多邊形數(shù)據(jù)包括多邊形的類(lèi)型(三邊形、四邊形或類(lèi)似圖形)、多邊形特征(透明或半透明)、多邊形的顏色、表示頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)、表示穿過(guò)頂點(diǎn)的法線的三維向量、表示紋理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的二維坐標(biāo)。圖56示出了那些已知的包含二個(gè)或更多的幾何數(shù)據(jù)的文件格式。
經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置501處理產(chǎn)生的格式的包數(shù)據(jù)載有在顯示屏上繪制多邊形的信息，包括多邊形的類(lèi)型(三邊形、四邊形或類(lèi)似圖形)、多邊形特征(透明或半透明)、表示頂點(diǎn)的二維坐標(biāo)、頂點(diǎn)的顏色、表示紋理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的二維坐標(biāo)。圖57示出了一個(gè)包含一系列包數(shù)據(jù)的普通文件的典型格式。如圖57所示，CODE是一個(gè)表示內(nèi)容的類(lèi)型(多邊形、線、子畫(huà)面或類(lèi)似物)碼，V和U分別是在紋理源空間的X和Y坐標(biāo)值，R、G和B是多邊形的三原色的R、G和B值，X和Y分別是表示多邊形頂點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值。包數(shù)據(jù)的內(nèi)容和長(zhǎng)度隨多邊形的形狀和大小而變化。
為了把圖56所示格式的現(xiàn)有文件轉(zhuǎn)換為如圖57所示的新的和改進(jìn)了的格式，必須在坐標(biāo)傳輸裝置501中進(jìn)行下述操作步驟1、計(jì)算多邊形每一形狀所需數(shù)據(jù)包的大小，并儲(chǔ)存在適用的存儲(chǔ)器的給定區(qū)域中。
2、然后對(duì)每一多邊形重復(fù)以下步驟(1)將多邊形的類(lèi)型和特征組合成一個(gè)字，并寫(xiě)進(jìn)該包數(shù)據(jù)的0區(qū)域。
(2)頂點(diǎn)的顏色由頂點(diǎn)的法線和多邊形的顏色確定，并寫(xiě)進(jìn)包數(shù)據(jù)的一個(gè)區(qū)域0和兩個(gè)區(qū)域3、6。
(3)根據(jù)頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)計(jì)算二維坐標(biāo)，并寫(xiě)入包數(shù)據(jù)的1、4和7區(qū)域。
(4)然后將紋理的二維坐標(biāo)寫(xiě)入包數(shù)據(jù)的2、5和8區(qū)域。
如上所述，由一個(gè)初始文件(物體形狀數(shù)據(jù)文件)產(chǎn)生一個(gè)新的圖像數(shù)據(jù)文件(包數(shù)據(jù)文件)，至少需要三個(gè)步驟1、給產(chǎn)生的新文件留出一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)。
2、格式化初始文件中的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。
3、把由初始文件數(shù)據(jù)計(jì)算出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在新格式中。
前面所述的步驟1-3即費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，因此需要改進(jìn)數(shù)據(jù)處理效率。
在對(duì)本發(fā)明的基本實(shí)施例以產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的方法的形式作出描述前，先對(duì)用本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成一個(gè)三維圖形數(shù)據(jù)的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行解釋?zhuān)栽黾訉?duì)隨后的本發(fā)明基本實(shí)施例的理解。
現(xiàn)在回到圖1，圖1示出了一個(gè)安裝在家用電視游戲機(jī)上的圖像處理系統(tǒng)。該圖像處理系統(tǒng)實(shí)際上是為家用電視游戲機(jī)、微機(jī)或圖形計(jì)算機(jī)裝置而設(shè)計(jì)的。
圖1實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)允許使用者通過(guò)控制從諸如光盤(pán)(如一張CD-ROM)的記錄媒體檢索的相關(guān)數(shù)據(jù)(例如游戲程序)運(yùn)行一個(gè)游戲，光盤(pán)也是由本發(fā)明設(shè)計(jì)用來(lái)以特殊格式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的。
詳細(xì)地說(shuō)，圖1所示本實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)包括中央處理單元(CPU)51及其外圍設(shè)備(包括一個(gè)外圍設(shè)備控制器52)組成的主控制器模塊50；主要由在一個(gè)幀緩沖器63上作圖的圖形處理單元(GPU)62組成的圖形模塊60；由聲音處理單元(SPU)71和其它發(fā)出音樂(lè)或效果聲音的設(shè)備組成的聲音模塊70；控制用作輔助存儲(chǔ)裝置的光盤(pán)(CD-ROM)驅(qū)動(dòng)器81并對(duì)再現(xiàn)的數(shù)據(jù)譯碼的光盤(pán)控制器模塊80；用于控制從控制器92發(fā)出的指令信號(hào)的以及關(guān)于在子存儲(chǔ)器(或存儲(chǔ)插件)93上設(shè)定游戲參數(shù)的信息的輸入和輸出的通訊控制器模塊90，和把主控模塊50連接到通訊控制器模塊90的主總線B。
主控制器模塊50包括CPU 51和控制中斷動(dòng)作、時(shí)間順序、存儲(chǔ)器動(dòng)作及直接存儲(chǔ)器存取(DMA)信號(hào)傳送的外圍設(shè)備控制器52；主存儲(chǔ)器53例如由2兆字節(jié)RAM構(gòu)成；和ROM 54例如由512K字節(jié)組成，包括操作主存儲(chǔ)器53的操作系統(tǒng)、圖形模塊60和聲音模塊70在內(nèi)的程序被存儲(chǔ)在ROM 54中。
CPU 51可以是一個(gè)通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在ROM 54中的操作系統(tǒng)來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的32位的簡(jiǎn)化指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(RISK)。CPU 51還包括一個(gè)用于控制實(shí)際存儲(chǔ)的指令超高速緩沖存儲(chǔ)器和暫存存儲(chǔ)器。
圖形模塊60包括由用于坐標(biāo)計(jì)算以進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理的協(xié)同處理機(jī)構(gòu)成的GTE 61；響應(yīng)CPU 51的指令信號(hào)繪制圖像的GPU 62；存儲(chǔ)由GPU 62提供的圖形數(shù)據(jù)的例如有1兆字節(jié)幀緩沖存儲(chǔ)器63和對(duì)通過(guò)諸如離散余弦變換的正交變換處理進(jìn)行壓縮和編碼的編碼圖像進(jìn)行譯碼的圖像譯碼器64(下文稱(chēng)為“MEDC”)。
GTE 61可以有一個(gè)并行處理許多算術(shù)運(yùn)算的并行處理器，并起協(xié)同處理器的作用，使CPU 51高速運(yùn)行，處理光源、向量和十進(jìn)制定點(diǎn)小數(shù)表示的矩陣的坐標(biāo)變換和計(jì)算。
更詳細(xì)地說(shuō)，GTE 61能夠?qū)ζ矫嬲诒?flat shading)以每秒150萬(wàn)次的速度進(jìn)行多邊形的坐標(biāo)計(jì)算，在平面遮蔽中，每一三邊形是以單色畫(huà)出的，這就允許圖像處理系統(tǒng)使CPU 51的裝載最小，并因此能以較高的速度執(zhí)行坐標(biāo)計(jì)算。
GPU 62響應(yīng)CPU 51的多邊形畫(huà)圖指令，繪制一個(gè)多邊形或圖形到幀緩沖器63。GPU 62每秒能畫(huà)出360000個(gè)多邊形，并有獨(dú)立于CPU 51的二維地址空間，用于幀緩沖器63的映射。
幀緩沖器63由同時(shí)執(zhí)行對(duì)GPU 62的繪圖數(shù)據(jù)檢索或從主存儲(chǔ)器53的數(shù)據(jù)傳輸和用于顯示的數(shù)據(jù)釋放的所謂雙端口RAM組成。
幀緩沖器63可有1兆字節(jié)，包括一個(gè)16位格式的水平方向?yàn)?024、垂直方向?yàn)?12的像數(shù)矩陣。在幀緩沖器63范圍內(nèi)任一需要的區(qū)域都可以被傳送到一個(gè)視頻輸出裝置65，例如一個(gè)顯示器。
除了作為視頻輸出被傳送的區(qū)域外，幀緩沖器63持有一個(gè)用于存儲(chǔ)由GPU 62動(dòng)作來(lái)繪制圖形或多邊形時(shí)作為參考的一個(gè)CLUT的彩色查詢(xún)表(下文稱(chēng)為“CLUT”)區(qū)域，和一個(gè)紋理區(qū)域，其用于存儲(chǔ)通過(guò)GPU 62繪制圖形或多邊形進(jìn)行坐標(biāo)變換和映射的紋理數(shù)據(jù)。CLUT和紋理區(qū)域可以隨著顯示區(qū)域的變化而作動(dòng)態(tài)的變化。幀緩沖器63因此能執(zhí)行一個(gè)對(duì)該顯示區(qū)域的繪圖存取和對(duì)主存儲(chǔ)器53的高速DMA存取傳輸。
除平面遮蔽外，GPU 62還可以進(jìn)行Gouraud遮蔽，在此，一個(gè)多邊形的顏色可由頂點(diǎn)顏色的插值和紋理映射來(lái)確定，在紋理映射中，從紋理區(qū)域選出的一個(gè)紋理被附加到多邊形上。
對(duì)于Gouraud遮蔽或紋理映像，GTE 61可以每秒500,000個(gè)多邊形的速率進(jìn)行坐標(biāo)運(yùn)算。
MDEC 64響應(yīng)CPU 51的一個(gè)命令信號(hào)，用于對(duì)從一個(gè)CD-ROM盤(pán)檢索出并存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器53中的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，隨后再存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器53中。更詳細(xì)地說(shuō)，MDEC 64高速進(jìn)行一個(gè)逆向離散余弦變換運(yùn)算(稱(chēng)為逆向DCT)以擴(kuò)展記錄媒體的彩色靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)(稱(chēng)為JPEG)或動(dòng)態(tài)圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)(稱(chēng)為MPEG，僅對(duì)本實(shí)施例的域內(nèi)幀壓縮而言)的數(shù)據(jù)。
再現(xiàn)的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)GPU 62傳輸?shù)綆彌_器63，因此可以用作由GPU 62繪制的圖像的背景。
聲音模塊70包括響應(yīng)CPU 51的命令產(chǎn)生音樂(lè)或效果聲音的處理單元(SPU)71，具有作為例子，未必是作為限制的512K字節(jié)存儲(chǔ)聲音或效果聲音的聲頻數(shù)據(jù)以及從CD-ROM檢索聲源數(shù)據(jù)的聲音緩沖器72、和起聲音輸出裝置作用的用于發(fā)射由SPU 71產(chǎn)生的音樂(lè)或效果聲音的揚(yáng)聲器73。
SPU 71有自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)信號(hào)譯碼功能，用于再現(xiàn)從一個(gè)16位聲頻數(shù)據(jù)變換來(lái)的4位ADPCM格式的一個(gè)聲頻數(shù)據(jù)；有播放功能，其用于再現(xiàn)存儲(chǔ)在聲音緩沖器72中的聲源數(shù)據(jù)以發(fā)出音樂(lè)或效果聲音；有調(diào)制功能，以調(diào)制存儲(chǔ)在聲音緩沖器72中的聲頻數(shù)據(jù)，用于播放。更詳細(xì)地說(shuō)，SPU 71帶有具有24種聲音的自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)聲源，其中循環(huán)的動(dòng)態(tài)參數(shù)和時(shí)間系數(shù)被自動(dòng)修改，并由來(lái)自CPU 51的信號(hào)驅(qū)動(dòng)。SPU 71控制由聲音緩沖器72映射的地址空間，并通過(guò)帶有接通/切斷信息或調(diào)制的自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)數(shù)據(jù)的直接傳輸從CPU 51聲音緩沖器72以再現(xiàn)聲頻數(shù)據(jù)。
因此，聲音模塊70在一旦接收到來(lái)自CPU 51的命令信號(hào)時(shí)，被用作取樣聲源，相應(yīng)于存儲(chǔ)在聲音緩沖器72中的聲音數(shù)據(jù)產(chǎn)生音樂(lè)或效果聲音。
光盤(pán)控制器模塊80包括光盤(pán)驅(qū)動(dòng)81用于從CD-ROM光盤(pán)檢索CD-ROM光盤(pán)的程序或數(shù)據(jù)；對(duì)編碼、存儲(chǔ)的程序或帶有誤差校正碼(ECC)的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的譯碼器82和一個(gè)例如32K字節(jié)用于存儲(chǔ)從光盤(pán)檢索的數(shù)據(jù)的緩沖器83。由光盤(pán)驅(qū)動(dòng)81、譯碼器82和從光盤(pán)中讀取數(shù)據(jù)的其它部分構(gòu)成的光盤(pán)控制器模塊80的構(gòu)造也支持包括CD-DA和CD-ROM XA的其它光盤(pán)格式。譯碼器82還是聲音模塊70的一個(gè)組成部分。
由光盤(pán)驅(qū)動(dòng)81從光盤(pán)中檢索的聲頻數(shù)據(jù)不僅僅限制在ADPCM格式(用于存儲(chǔ)在CD-ROM XA光盤(pán)上)，而且可以有一個(gè)由模-數(shù)變換產(chǎn)生的通用PCM模式。
ADPCM數(shù)據(jù)可以由16位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算的4位差分形式進(jìn)行記錄，首先對(duì)其進(jìn)行誤差校正和在譯碼器82中譯碼，再傳送到SPU 71進(jìn)行數(shù)/模變換，并提供給揚(yáng)聲器73進(jìn)行重放。
PCM數(shù)據(jù)可以16位數(shù)字信號(hào)格式記錄，并由譯碼器82譯碼后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器73。譯碼器82的聲頻輸出首先送到SPU 71與SPU的輸出混合，并通過(guò)混響單元釋放，以進(jìn)行聲頻播放。
通訊控制器模塊90由沿主總線B控制與CPU 51通訊的通訊控制裝置91、由操作者輸入指令的控制器92和存儲(chǔ)游戲設(shè)定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器插件93組成。
控制器92是一個(gè)傳輸操作人員指令到應(yīng)用軟件的接口，可帶有16個(gè)命令鍵供指令輸入。送入由通訊控制器裝置91預(yù)先確定的鍵上的命令，以每秒60次的速度以同步的模式送到通訊控制器裝置91。通訊控制器裝置91然后把鍵命令傳送到CPU 51?？刂破?2上面安置有兩個(gè)連接器，通過(guò)多頭端口把許多控制器一個(gè)一個(gè)地連接起來(lái)。
因此，一旦接收到操作者的命令，CPU 51開(kāi)始執(zhí)行一個(gè)由游戲程序確定的相應(yīng)過(guò)程動(dòng)作。
當(dāng)需要對(duì)操作游戲作初始設(shè)定時(shí)，CPU 51把相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到通訊控制器裝置91，后者依次又把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器插件93上。
存儲(chǔ)器插件93獨(dú)立于主總線B，當(dāng)主總線B被激勵(lì)時(shí)，它可以自由地安裝或移開(kāi)，這就允許該游戲設(shè)定的數(shù)據(jù)能存儲(chǔ)在兩個(gè)或更多的存儲(chǔ)器插件93上。
本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)也備有一個(gè)16位的并行輸入輸出(I/O)端口101和一個(gè)異步串行輸入和輸出(I/O)端口102。該系統(tǒng)在并行I/O端口101可被連接到任何其它外部設(shè)備，在串行I/O端口102可被連接到另一電視游戲機(jī)進(jìn)行通訊。
在主存儲(chǔ)器53、GPU 62、MDEC 64和譯碼器82之間，需要以高速傳送巨大數(shù)量的圖像數(shù)據(jù)來(lái)讀出程序、顯示文本或繪制圖形。因此這個(gè)實(shí)施例的圖形處理系統(tǒng)允許不經(jīng)過(guò)CPU 51而在主存儲(chǔ)器53、GPU 62、MDEC 64和譯碼器82之間進(jìn)行直接數(shù)據(jù)傳輸或DMA傳輸。說(shuō)得更確切些，是在外部設(shè)備控制器52的控制下。結(jié)果，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中CPU 51上的裝載將明顯地減少，這樣就保證了高速數(shù)據(jù)傳輸操作。
本發(fā)明的電視游戲機(jī)允許CPU 51被加電后操縱存儲(chǔ)在OS ROM54中的操作系統(tǒng)運(yùn)行。當(dāng)操作系統(tǒng)被運(yùn)行后，CPU 51準(zhǔn)確地控制圖形模塊60和聲音模塊70的動(dòng)作。
另外，一旦調(diào)用操作系統(tǒng)后，CPU 51通過(guò)檢查每個(gè)動(dòng)作來(lái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)作初始化，隨后通過(guò)啟動(dòng)光盤(pán)控制器模塊80，來(lái)運(yùn)行存貯在光盤(pán)中的需要的游戲程序。
在游戲程序的執(zhí)行過(guò)程中，CPU 51響應(yīng)操作人員輸入的命令來(lái)啟動(dòng)圖形模塊60和聲音模塊70，以便控制圖像的顯示和音樂(lè)或效果聲音的再現(xiàn)。接下來(lái)將解釋由本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理設(shè)備在顯示器上表示的圖像數(shù)據(jù)。
GPU 62顯示由幀緩沖器63在視頻輸出裝置65或顯示器，如CRT，上產(chǎn)生的需要的圖形模型的區(qū)域，下面將該區(qū)域稱(chēng)為顯示區(qū)。顯示區(qū)和顯示器屏幕的關(guān)系示于圖2。
GPU 62的設(shè)計(jì)能支持十種不同的顯示模式，它們是模式 分辨率 注解0256(H)×240(V)無(wú)交錯(cuò)1320(H)×240(V)無(wú)交錯(cuò)2512(H)×240(V)無(wú)交錯(cuò)3640(H)×240(V)無(wú)交錯(cuò)4256(H)×480(V) 交錯(cuò)5320(H)×480(V) 交錯(cuò)6512(H)×480(V) 交錯(cuò)7640(H)×480(V) 交錯(cuò)8384(H)×240(V)無(wú)交錯(cuò)9384(H)×480(V) 交錯(cuò)顯示器屏幕的大小或像素的數(shù)量是可變的，顯示起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置[分別用坐標(biāo)平面的(DTX、DTY)和(DBX、DBY)表示]可以分別在水平方向和垂直方向分開(kāi)確定，如圖3所示。
坐標(biāo)可應(yīng)用值的范圍和顯示模式的關(guān)系表示如下。注意到DTX和DBX是4的倍數(shù)。因此，最小屏幕尺寸包括水平方向4個(gè)像素乘以垂直方向2個(gè)像素(在無(wú)交錯(cuò)模式下)或4個(gè)像素(在交錯(cuò)模式下)。
沿X軸可適用值的范圍模式 DTX DBX0和40至276 4至2801和50至348 4至3522和60至556 4至560
3和70至700 4至7048和90至396 4至400沿Y軸可適用值的范圍模式 DTYDBY0至3和80至241 4至2434至7和90至480 4至484此外，GPU 62支持兩種顯示色彩模式，16位直接模式(32768種顏色)和24位直接模式(全色)。16位直接模式(下稱(chēng)16位模式)提供32768種顏色。盡管與24位直接模式(下稱(chēng)24位模式)相比，可顯示的顏色的數(shù)量受到限制，但16位模式能允許GPU 62的顏色計(jì)算在24位模式下進(jìn)行，并且也有一種模擬準(zhǔn)(quasi)全色(24位顏色)顯示的高頻振動(dòng)功能。24位模式提供16,777,216種顏色(全色)，并且為傳送到幀緩沖器63中的圖像數(shù)據(jù)提供位-映射顯示，但不能由GPU 62啟動(dòng)任何繪圖動(dòng)作。盡管一個(gè)像素的位長(zhǎng)包括24位，幀緩沖器63上的坐標(biāo)和位置值必須在16位格式的基礎(chǔ)上確定。例如，640×480的24位圖像數(shù)據(jù)在幀緩沖器中被處理成960×480，DBX也被表示為8的倍數(shù)。因此，在24位模式下的最小顯示尺寸是水平方向8個(gè)像素乘以垂直方向2個(gè)像素。
下面描述GPU 62的繪圖功能。
該繪圖功能包括子畫(huà)面繪圖，用于在4位CLUT模式(4位格式，每個(gè)子畫(huà)面16種顏色)、8位CLUT模式(8位格式，每個(gè)子畫(huà)面256種顏色)以及16位CLUT模式(16位格式，每個(gè)子畫(huà)面32768種顏色)的模式下產(chǎn)生范圍從1×1點(diǎn)到256×256點(diǎn)的子畫(huà)面；多邊形繪圖，用于對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)都由坐標(biāo)值定義的多邊形(三角形、四邊形等)繪圖，然后進(jìn)行平面遮蔽，將多邊形填上一種單一色彩；Gouraud遮蔽，通過(guò)給每個(gè)頂點(diǎn)分配一種不同的顏色，在多邊形上提供分級(jí)；以及紋理映射，用于在多邊形的表面提供二維圖像數(shù)據(jù)(的紋理模式)；線條繪圖，其中可適用灰度等級(jí)；圖像數(shù)據(jù)傳輸，用于將圖像數(shù)據(jù)從CPU 51傳送到幀緩沖器63，從幀緩沖器63傳送到CPU 51，以及從幀緩沖器63傳送到幀緩沖器63。
可以加上另外的功能，例如半透明描繪，其中像素被取平均(也稱(chēng)為阿爾法混合，因?yàn)橄袼氐臄?shù)據(jù)以需要的或者α比率被混合在一起)；高頻振動(dòng)，用于通過(guò)采用噪聲來(lái)對(duì)顏色的交錯(cuò)進(jìn)行平滑；剪裁，用于消除圖像區(qū)域外邊的特征；或偏離，其中圖形的原點(diǎn)根據(jù)圖形區(qū)域而移動(dòng)。
在其上描繪圖形的坐標(biāo)系統(tǒng)以一個(gè)11位格式為基礎(chǔ)，因此每個(gè)X、Y在-1024至+1034的范圍內(nèi)賦值。如圖4所示，幀緩沖器63的大小為1024×512，任何擴(kuò)展都可能被折疊(folded)。通過(guò)控制坐標(biāo)的偏移值，可以在幀緩沖器63中任意確定圖形的原點(diǎn)。由于具有剪切功能，繪圖適用于只要在幀緩沖器63之中的任何形狀。
由于由GPU 62支持的子畫(huà)面最多代表256×256個(gè)點(diǎn)，它的水平和垂直長(zhǎng)度可以在該范圍內(nèi)任意確定。
附屬于子畫(huà)面的(子畫(huà)面模式的)圖像數(shù)據(jù)如圖5所示被分配給幀緩沖器63的非顯示區(qū)。因此，在繪圖命令開(kāi)始之前，子畫(huà)面模式就被傳輸?shù)綆彌_器63。只要幀緩沖器63還有存儲(chǔ)區(qū)域，就可以以256×256像素的頁(yè)面單元形成保留一些子畫(huà)面模式。該256×256像素大小被稱(chēng)為一個(gè)紋理頁(yè)。通過(guò)給稱(chēng)為T(mén)SB的一條繪圖命令的參數(shù)指定一個(gè)頁(yè)號(hào)來(lái)指定紋理頁(yè)面的(地址)點(diǎn)，來(lái)確定每個(gè)紋理頁(yè)面的位置。
子畫(huà)面模式被劃分為三類(lèi)顏色模式，4位CLUT模式，8位CLUT模式和16位CLUT模式。4位和8位CLUT模式采用CLUT。
CLUT被示于圖6，其中用于產(chǎn)生被顯示的可見(jiàn)光三種主要色彩的R、G和B值的16至256值在幀緩沖器63上被予以對(duì)齊。R、G和B值從幀緩沖器63的左端開(kāi)始次序計(jì)數(shù)，子畫(huà)面圖案中的像素的顏色由該數(shù)值識(shí)別?？梢詫?duì)每個(gè)子畫(huà)面選擇CLUT，并且子畫(huà)面可以與其相應(yīng)的CLUT發(fā)生聯(lián)系。在圖6中，每個(gè)表項(xiàng)代表16位模式的一個(gè)單一像素，并且每個(gè)CLUT等于圖像數(shù)據(jù)的1×16位(在4位模式下)或1×255位(在8位模式下)。通過(guò)給稱(chēng)為CBA的一條繪圖命令的參數(shù)指定CLUT左端處的坐標(biāo)值來(lái)確定CLUT的(地址)點(diǎn)，從而確定CLUT在幀緩沖器63中的存儲(chǔ)位置。
子畫(huà)面的繪制示意性地示于圖7中，其中繪圖命令的U和V是分別以水平方向和垂直方向表示的用于確定紋理頁(yè)面中位置的參數(shù)。X和Y是用于確定繪圖區(qū)域位置的參數(shù)。
GPU 62采用稱(chēng)之為幀雙緩沖的移動(dòng)顯示技術(shù)，其中，如圖8所示，在幀緩沖器63上準(zhǔn)備了兩個(gè)四邊形圖案，當(dāng)一個(gè)圖形被映射在另一個(gè)上時(shí)，一個(gè)圖形被顯示。當(dāng)圖形繪制完成后，兩個(gè)圖案被相應(yīng)轉(zhuǎn)換。這就避免了顯示重寫(xiě)動(dòng)作。幀緩沖器63上的切換可以在垂直間隔期間進(jìn)行。另外，由于要繪制的圖形的形狀和坐標(biāo)原點(diǎn)是在GPU 62中任意確定的，它們可以在活動(dòng)的情況下被用來(lái)指定若干緩沖器。
接下來(lái)描述在規(guī)定的圖像處理設(shè)備中由本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式。
在本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像處理設(shè)備中處理的圖形被分為兩種類(lèi)型三維圖形和基本二維圖形。三維圖形由代表要繪制的實(shí)際模型或物體的形狀的小平面屬性的模擬數(shù)據(jù)(下稱(chēng)TMT數(shù)據(jù))和包括物體的位置數(shù)據(jù)的動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)(下稱(chēng)TOD數(shù)據(jù))來(lái)實(shí)現(xiàn)。三維數(shù)據(jù)包括用作子畫(huà)面圖案或紋理基礎(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)(下稱(chēng)TIM數(shù)據(jù))、用于映射一個(gè)背景的BG映射數(shù)據(jù)(稱(chēng)為BGD數(shù)據(jù))以及用于動(dòng)畫(huà)制作子畫(huà)面的單元數(shù)據(jù)(稱(chēng)為CEL數(shù)據(jù))和信息數(shù)據(jù)(稱(chēng)為ANM數(shù)據(jù))。
TOD動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的格式(稱(chēng)為T(mén)OD格式)被設(shè)計(jì)來(lái)將三維物體的數(shù)據(jù)分配在時(shí)基上。詳細(xì)地說(shuō)，三維動(dòng)畫(huà)(包括一系列幀)的每一個(gè)幀由產(chǎn)生、改變和限定三維物體的基本數(shù)據(jù)表示，并且?guī)械臄?shù)據(jù)沿時(shí)基對(duì)齊。
TOD格式中的一個(gè)文件(稱(chēng)為T(mén)OD文件)包括文件標(biāo)題和一系列幀數(shù)據(jù)，如圖9所示。圖9中所示的“標(biāo)題”包括位于TOD文件前端的兩個(gè)字(有64位)，帶有四類(lèi)不同的信息，它們是(a)“文件ID”(8位)“文件ID”指明該文件是一個(gè)動(dòng)畫(huà)文件；(b)“版本”(8位)指明一個(gè)動(dòng)畫(huà)版本；(c)“分辨率”(16位)“分辨率”代表在顯示一幀的過(guò)程中所用的時(shí)間長(zhǎng)度(以1/60秒片刻為單位)；
(d)“幀數(shù)” (32位)指示文件中的幀數(shù)。
在“幀標(biāo)題”之后是一些“包”。
如圖10所示，“幀”包括一個(gè)“幀標(biāo)題”和若干“包”。
“幀標(biāo)題”位于圖10中“幀”的前端，它包含帶有以下信息的兩個(gè)字(a)“幀大小”(16位)指示以(4字節(jié))字表示的整個(gè)幀數(shù)據(jù)(包括幀標(biāo)題)的大?。?b)“包數(shù)”(16位)代表幀中包的數(shù)目；(c)“幀號(hào)”(32位)指示幀的號(hào)碼。“幀標(biāo)題”之后是一些“包”。
如圖11所示，“包”包括一個(gè)字的“包標(biāo)題”和“包數(shù)據(jù)”?！鞍钡念?lèi)型并非總是一樣的，并且每個(gè)“包”中的“包數(shù)據(jù)”不僅當(dāng)“包”類(lèi)型不同時(shí)會(huì)變化，當(dāng)其相同時(shí)也會(huì)變化。
如圖11所示，“包”包括“包標(biāo)題”和“包數(shù)據(jù)”?！鞍鼧?biāo)題”包含以下信息(a)“目標(biāo)ID”(16位)“目標(biāo)ID”指明目標(biāo)物體的類(lèi)型；(b)“包類(lèi)型”(4位)代表解釋“包數(shù)據(jù)”內(nèi)容的包的類(lèi)型；(c)“標(biāo)志”(4位)與“包類(lèi)型”相關(guān)；(d)“包長(zhǎng)度”(8位)
指示以(4字節(jié))字表示的包的長(zhǎng)度(包括“包標(biāo)題”)。
“包數(shù)據(jù)”也包含其它信息，包括TMD數(shù)據(jù)ID(模擬數(shù)據(jù)的ID)和SRST值，對(duì)此隨后將進(jìn)行描述?！鞍庇纱鎯?chǔ)在標(biāo)題中的“包類(lèi)型”來(lái)識(shí)別?！鞍?lèi)型”由分配給數(shù)據(jù)的一組數(shù)碼表示，詳情如下0屬性1坐標(biāo)(RST)10 TMD數(shù)據(jù)ID11 主機(jī)目標(biāo)ID100 MATRIX值101 TMD數(shù)據(jù)內(nèi)容110 光源111 攝像機(jī)1000 物體控制1001-1101用戶(hù)定義1110 系統(tǒng)保留1111 特殊命令以上內(nèi)容隨后將作詳細(xì)解釋。
“屬性”用“包類(lèi)型”的0000表示，指示“包數(shù)據(jù)”包含進(jìn)行屬性設(shè)定的信息。在這種情況下，不使用“標(biāo)志”。
“包數(shù)據(jù)”包含兩個(gè)字，如圖12所示。第一個(gè)字是包含數(shù)值變化標(biāo)志位和無(wú)變化標(biāo)志位的屏蔽位的一個(gè)屏蔽。數(shù)據(jù)值變化標(biāo)志位用0表示，而無(wú)變化標(biāo)志位用1表示。在第二個(gè)字中，由數(shù)據(jù)值變化標(biāo)志位所指示的位被裝入新的數(shù)據(jù)，而剩下的位表示為0。指定給無(wú)變化位的缺省是不同的，在第一個(gè)字中是1，在第二字中是0?！鞍鼣?shù)據(jù)”中第二個(gè)字的位帶有以下細(xì)節(jié)。
第0位至第2位“材料衰減00(材料衰減0)(material decay0)01(材料衰減1)02(材料衰減0)03(材料衰減1)第3位 照明模式1 0 (無(wú)霧)1 (有霧)第4位 照明模式2 0 (有材料)1 (無(wú)材料)第5位 照明模式3 0 (用戶(hù)照明模式)1 (用戶(hù)缺省照明模式)第6位 光源 0 (沒(méi)有光源計(jì)算)1 (光源計(jì)算開(kāi)啟)第7位 當(dāng)溢出時(shí) 0 (帶有Z溢出剪輯)1 (無(wú)Z溢出剪輯)第8位 后剪輯 0 (是)1 (否)第9至27位 系統(tǒng)保留 (初始化為0)第28至29位 半透明度比率 00(50％)01(附加100％)10(附加50％)11(附加25％)第30位半透明度 0 (開(kāi))1 (關(guān))
第31位顯示 0 (是)1 (否)當(dāng)設(shè)置光源計(jì)算開(kāi)啟時(shí)，“包數(shù)據(jù)”中的位如圖13所示。很顯然，第一個(gè)字中的第6位是0，指明要求對(duì)光源信息作變化，而其它沒(méi)有變化的位保持為1。在第二個(gè)字中，第6位是1，指明光源計(jì)算是開(kāi)啟的，沒(méi)有變化的其它位保持為缺省值0。
“坐標(biāo)(RST)”用“包類(lèi)型”的0001表示，并且“包數(shù)據(jù)”包括設(shè)定坐標(biāo)值的數(shù)據(jù)。在這種情況下，“標(biāo)志”示于圖14。如圖所示，“矩陣類(lèi)型”代表一個(gè)RST矩陣的類(lèi)型，例如，0表示絕對(duì)值矩陣，1表示與前一幀不相同的矩陣?！靶D(zhuǎn)”旋轉(zhuǎn)代表旋轉(zhuǎn)(R)的標(biāo)志，0是無(wú)旋轉(zhuǎn)，1是有旋轉(zhuǎn)。“定標(biāo)”是定標(biāo)(S)的標(biāo)志，0表示否1表示是。與此類(lèi)似，“平移”是平行移動(dòng)(T)的標(biāo)志，0表示否，1表示是。
“包數(shù)據(jù)”的賦值隨“標(biāo)志”中“旋轉(zhuǎn)”、“定標(biāo)”和“平移”(平行移動(dòng))的位的圖案而變化，如圖15所示。Rx、Ry和Rz分別代表沿X軸、Y軸和Z軸旋轉(zhuǎn)的成分。Sx、Sy和Sz分別代表沿X軸、Y軸和Z軸定標(biāo)的成分，Tx、Ty和Tz分別代表沿X軸、Y軸和Z軸平行移動(dòng)的成分。
“TMD ID”是由“包類(lèi)型”的0010表示的，并且“包數(shù)據(jù)”持有目標(biāo)物的模擬數(shù)據(jù)(TMD數(shù)據(jù))ID，如圖16所示。該TMD數(shù)據(jù)ID含有兩個(gè)字節(jié)。
“主目標(biāo)ID”由“包類(lèi)型”的0011表示，并且“包數(shù)據(jù)”存貯一個(gè)目標(biāo)物的主目標(biāo)ID，如圖17所示。主目標(biāo)ID包含兩個(gè)字節(jié)，并且在這種情況下不采用“標(biāo)志”。
“矩陣類(lèi)型”由“包類(lèi)型”的0100表示，并且“包數(shù)據(jù)”持有用于設(shè)置坐標(biāo)數(shù)的數(shù)據(jù)。在這種情況下，不用“標(biāo)志。圖18示出了在“包數(shù)據(jù)”中的賦值情況。
當(dāng)“包類(lèi)型”是0101時(shí)，“包數(shù)據(jù)”帶有TMD數(shù)據(jù)，對(duì)此隨后將詳細(xì)解釋。
“光源”用“包類(lèi)型”的0110表示，并且“包數(shù)據(jù)”持有用于設(shè)置光源的數(shù)據(jù)。在這種情況下，“目標(biāo)ID”代表另一光源，不是共用的“目標(biāo)ID”?！皹?biāo)志”也帶有如圖19所示的特定信息。在圖19中，“數(shù)據(jù)類(lèi)型”指示數(shù)據(jù)的類(lèi)型，當(dāng)它為0時(shí)，是一個(gè)絕對(duì)值，當(dāng)它為1時(shí)，是與前一幀不同的值?！胺较颉笔且粋€(gè)方向標(biāo)志，0代表否，1代表是。與此類(lèi)似，“顏色”代表顏色標(biāo)志，0代表否，1代表是?！鞍鼣?shù)據(jù)”中的賦值隨“標(biāo)志”中“方向”和“顏色”位的圖案而變，如圖20所示。
當(dāng)“包類(lèi)型”是0111時(shí)，代表“攝像機(jī)”，“包數(shù)據(jù)”中持有設(shè)定觀察點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。這時(shí)“目標(biāo)ID”是一個(gè)攝像機(jī)ID，但不是共用的“目標(biāo)ID”。“標(biāo)志”也如圖21所示被指定。
如圖21中所示的“攝像機(jī)類(lèi)型”是0，那么其余位如圖22所示。如果是1，其余的位如圖23所示。詳細(xì)地說(shuō)，“數(shù)據(jù)類(lèi)型”代表數(shù)據(jù)的類(lèi)型。0是一個(gè)絕對(duì)值，而1代表與前一幀不相同的值，由圖22可以看出。圖22中的“位置與參考”是觀察點(diǎn)和參考位置所用的標(biāo)志；0表示否定，1表示肯定。與此類(lèi)似，“Z角度”，如圖22所示，是表示參考位置與水平線之間的角度，0表示否定，1表示肯定。在圖23中，“數(shù)據(jù)類(lèi)型”也表示數(shù)據(jù)的類(lèi)型，0代表一個(gè)絕對(duì)值，而1代表與前一幀不相同的值。圖23中所示的“旋轉(zhuǎn)”是旋轉(zhuǎn)(R)的標(biāo)志，0表示否定，而1表示肯定。與此類(lèi)似，圖23所示的“平移”是平行移動(dòng)(T)的標(biāo)志，0表示否定，1表示肯定。
因此，“包數(shù)據(jù)”中的賦值隨著“標(biāo)志”的內(nèi)容而變化，如圖24和25所示。
“目標(biāo)控制”用“包類(lèi)型”的1000表示，其設(shè)計(jì)來(lái)控制一個(gè)目標(biāo)。在這種情況下，“包數(shù)據(jù)”不帶任何信息。
最后，當(dāng)“包類(lèi)型”為1111時(shí)，代表特定控制動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)受到控制。
模擬數(shù)據(jù)的格式(下稱(chēng)TMD格式)在下面予以解釋。
在通常的三維圖形中，物體由一多邊形集表示。代表物體的數(shù)據(jù)被稱(chēng)為模擬數(shù)據(jù)。每個(gè)多邊形的頂點(diǎn)用三維空間中的坐標(biāo)值表示。在現(xiàn)有技術(shù)中描述的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置用于通過(guò)透視轉(zhuǎn)換將多邊形的頂點(diǎn)位置轉(zhuǎn)換為二維坐標(biāo)值，一個(gè)繪圖機(jī)(rendering device)用該二維坐標(biāo)值來(lái)制圖。數(shù)據(jù)以包的形式被傳送到繪圖裝置。通常一個(gè)包包含一個(gè)多邊形的數(shù)據(jù)。包隨多邊形的類(lèi)型改變其結(jié)構(gòu)和大小。
在先前描述的格式中，根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)幾何圖形的多邊形數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，除該數(shù)據(jù)的一部分之外，被安排成與包的結(jié)構(gòu)相同，從而使得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換設(shè)備能以高速進(jìn)行處理。
有一些可采用的三維坐標(biāo)系統(tǒng)，包括用于代表三維物體的形狀和大小的物體的坐標(biāo)系統(tǒng)，指示三維物體在空間中的位置的宇宙坐標(biāo)系統(tǒng)，以及顯示投射在屏幕上的三維物體的屏幕坐標(biāo)系統(tǒng)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，將結(jié)合物體和三維物體的屏幕坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行描述。
本發(fā)明用于物體幾何數(shù)據(jù)或模擬數(shù)據(jù)的(TMD)格式是打算用于前面描述的實(shí)施例的圖像數(shù)據(jù)處理設(shè)備的三維擴(kuò)展圖形庫(kù)的，所述實(shí)施例的設(shè)備安裝在家用電視游戲機(jī)、微機(jī)或圖形計(jì)算機(jī)中。TMD格式的數(shù)據(jù)可以直接裝載到存儲(chǔ)器中，作為賦予擴(kuò)展圖形庫(kù)的函數(shù)的因子。
TMD格式的文件(下稱(chēng)TMD文件)中所載的信息在使用三維工具或藝術(shù)家的工具的過(guò)程中保持在較高抽象化的文本數(shù)據(jù)的RSD文件中，并且在程序生成過(guò)程中被一條特定命令(“RSDlink”命令)轉(zhuǎn)移到TMD格式。
TMD文件中的數(shù)據(jù)是代表物體的多邊形和線條的圖元集合。一個(gè)單一的TMD文件能保持若干要繪制的物體。
TMD文件中的坐標(biāo)值在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理設(shè)備的擴(kuò)展圖形庫(kù)中處理的空間被予以指定，其中，向右的方向是沿X軸的正向，向下是沿Y軸的正向，向后是沿Z軸的正向。物體的坐標(biāo)值是由16位數(shù)據(jù)的符號(hào)整數(shù)所表示的，每個(gè)坐標(biāo)值的范圍從-32767到+327687。在設(shè)計(jì)步驟的格式(下稱(chēng)RSD格式)中，一個(gè)頂點(diǎn)值是浮點(diǎn)數(shù)，因此要從RSD轉(zhuǎn)移到TMD的文件必須通過(guò)擴(kuò)展和壓縮使其在比例上匹配。為此準(zhǔn)備了比例調(diào)節(jié)參考值，并將其裝在隨后要解釋的物體結(jié)構(gòu)中。當(dāng)TMD格式數(shù)據(jù)中的頂點(diǎn)的值被乘以比例參考值時(shí)，它們被返回到設(shè)計(jì)步驟原有的比例，這便為映射宇宙坐標(biāo)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)值確定一個(gè)最佳比例提供了幫助。
下面我們將非常詳細(xì)地解釋本發(fā)明的TMD格式。
如圖26所示，TMD格式由四個(gè)數(shù)據(jù)塊組成，包括在TMD文件中用于一個(gè)三維物體的表格數(shù)據(jù)(OBJ TABLE)、圖元數(shù)據(jù)(PRIMITIVE)、頂點(diǎn)數(shù)據(jù)(VERTEX)和法線數(shù)據(jù)(NORMAL)。
圖26中TMD格式的標(biāo)題(HEADER)有三個(gè)字(12字節(jié))，攜帶圖27中所示的格式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。如圖27所示，ID是代表TMD文件的版本的32位數(shù)據(jù)(一個(gè)字)。FLAGS也是32位數(shù)據(jù)(一個(gè)字)，代表TMD格式的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。最低有效位(LSB)是一個(gè)FIXP位，隨后將對(duì)此進(jìn)行描述，其它位都予以保留，并用0表示。FIXP位指示物體結(jié)構(gòu)的指示字是否是一個(gè)實(shí)地址，這一點(diǎn)也將在后面作詳細(xì)描述。
當(dāng)FIXP位是1時(shí)，指示字是一個(gè)實(shí)地址，如果是0，則是與前端的一個(gè)偏移。NOBJ是代表物體數(shù)量的一個(gè)整數(shù)。
圖26的OBJ TABLE包含一個(gè)表格，該表格含有一組物體結(jié)構(gòu)，并帶有指示物體的存儲(chǔ)位置的指示字，如圖28所示。每個(gè)物體的結(jié)構(gòu)的被表示為<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[　　struct object{u_long *vert_top；　　 u_log n_vert；　　 u_log *normal_top； 　　 u_log n_normal；　　 u_log *primitive_top；　　 u_log n_pimitive；　　 log scale；　　}這里　　 vert_top VERTEX 前端地址，　　 n_vert VERTEX 個(gè)數(shù)，　　 normal_top NORMAL 前端地址，　　 n_normal NORMAL 個(gè)數(shù)，　　 primitive_topPRIMITIVE 前端地址，n_primitive POLYGON 個(gè)數(shù)，　　 scaleScaling 因子。]]></pre>物體的結(jié)構(gòu)中的指示字(vert_top，normal_top，和primitive_top)隨“標(biāo)題”中的FIXP位而變化。當(dāng)FIXP為1時(shí)，指示字是一個(gè)實(shí)地址，而當(dāng)FIXP是0時(shí)，指示字是一個(gè)相對(duì)于OBJECT的前端被指定為0地址的地址。
定標(biāo)因子是帶有符號(hào)的“長(zhǎng)”類(lèi)型，它的二次冪代表一個(gè)比例值。例如，當(dāng)物體結(jié)構(gòu)的定標(biāo)因子為0時(shí)，比例1/1；當(dāng)它為2時(shí)，比例為4；而當(dāng)它為-1時(shí)，比例是1/2。
圖26中的PRIMITIVE(圖元)包括一系列物體的圖元包，如圖29所示。每個(gè)獨(dú)立的包帶有單一的一個(gè)圖元。由TMD格式所定義的圖元被與擴(kuò)展圖形庫(kù)中的函數(shù)一起用來(lái)進(jìn)行透視變換，并且被轉(zhuǎn)換為繪元。圖29中所示的包在長(zhǎng)度上的是可變的，它的大小和結(jié)構(gòu)隨圖元的類(lèi)型而變化。
圖29中的包“Mode”包括指示其圖元的類(lèi)型和屬性的8位，它的賦值情況如圖30所示。圖30中3位的CODE代表指示其內(nèi)容的類(lèi)型的一個(gè)代碼001是多邊形(三角形，四邊形等等)，010是直線，011子畫(huà)面長(zhǎng)方形。OPTION持有可選位，并隨CODE的值而變化(在包數(shù)據(jù)成分表列中作了歸類(lèi)，隨后將作解釋)。
圖29中的包“Flag”是一個(gè)8位數(shù)據(jù)，代表描圖的可選信息，它的位分配如圖31所示。圖31中的GOR在需要光源計(jì)算而不需要紋理以及多邊形應(yīng)用時(shí)是合用的。當(dāng)GOR為1時(shí)，指示分級(jí)多邊形，當(dāng)GOR為0時(shí)，指示單色多邊形。當(dāng)FCE為1時(shí)，多邊形是雙面(sided)的，而為0時(shí)，多邊形是單面(sided)的(當(dāng)CODE代表一個(gè)多邊形代碼時(shí)適用)。同樣，當(dāng)LGT是1時(shí)，不包含光源計(jì)算，而當(dāng)它為0時(shí)，包含光源計(jì)算。圖29中的“ilen”包含8位數(shù)據(jù)，代表包數(shù)據(jù)的一個(gè)字長(zhǎng)。同樣，“olen”是一個(gè)8位數(shù)據(jù)，指示在過(guò)程中產(chǎn)生的繪畫(huà)圖元的一個(gè)字長(zhǎng)?！鞍鼣?shù)據(jù)”由頂點(diǎn)和法線的各種參數(shù)組成，該頂點(diǎn)和法線是由圖元的類(lèi)型確定的?！鞍鼣?shù)據(jù)”的結(jié)構(gòu)也將在隨后作詳細(xì)解釋。
圖26所示的VERTEX(頂點(diǎn))是代表頂點(diǎn)的一系列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個(gè)結(jié)構(gòu)的格式示于圖32中。在該圖中，VX、VY和VZ是頂點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)值(16位整數(shù))。
圖26中的NORMAL(法線)是指示法線的一系列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個(gè)結(jié)構(gòu)的格式示于圖33，其中NX、NY和NZ是一個(gè)法線的X、Y、Z成分(16位的十進(jìn)制定點(diǎn)分?jǐn)?shù))。詳細(xì)地說(shuō)，NX、NY和NZ由帶符號(hào)的16位十進(jìn)制定點(diǎn)分?jǐn)?shù)表示，其中4090代表1.0。它們的位分配示于圖34，其中符號(hào)由一位表示，整數(shù)是3位，分?jǐn)?shù)是12位。
與圖元的類(lèi)型相關(guān)的包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)接下來(lái)進(jìn)行解釋。包數(shù)據(jù)中的參數(shù)被分類(lèi)為頂點(diǎn)(n)、法線(n)、Un、Vn、Rn、Gn、Bn、TBS和CBA。
頂點(diǎn)(n)是指向VERTEX(頂點(diǎn))的位置的一個(gè)16位目錄值。它表示從圖26所示的VERTEX格式的前端開(kāi)始算起的單元的個(gè)數(shù)，指示物體包括該多邊形。
法線(n)與頂點(diǎn)(n)一樣，代表指向NORMAL(法線)的位置的一個(gè)16位目錄值。
Un和Vn是在每個(gè)頂點(diǎn)的紋理源空間上的X、Y坐標(biāo)值。
Rn、Gn和Bn是R、G和B值，代表由無(wú)符號(hào)8位整數(shù)表示的多邊形的顏色。如果不包括光源計(jì)算，那么要在先提供亮度的缺省。
參數(shù)TBS帶有關(guān)于紋理和子畫(huà)面圖案的信息，其格式示于圖35。圖35中的TPAGE代表紋理頁(yè)面的數(shù)目(0至31)。ABR是半透明度比率(混合比率)，并且只有當(dāng)ABE為1時(shí)才合格。當(dāng)ABR為00時(shí)，比率是50％背景+50％多邊形。當(dāng)ABR為01時(shí)，比率是100％背景+100％多邊形。當(dāng)ABR為10時(shí)，比率是100％背景+50％多邊形。當(dāng)ABR為11時(shí)，比率是100％背景-100％多邊形。圖35中的TPF代表一種顏色模式。TPF為00，表示4位模式，01表示8位模式，10表代表16位模式。
CBA的參數(shù)指示CLUT在幀緩沖器63中的存儲(chǔ)位置，如圖36所示。圖36的CLX是幀緩沖器63中X坐標(biāo)值的10位的前6位，CLY是幀緩沖器63中Y坐標(biāo)值的9位。
接下來(lái)將解釋包數(shù)據(jù)本身的結(jié)構(gòu)。首先參考帶有光源計(jì)算的三角形來(lái)作解釋。
圖37示出了在PRIMIITIVE(圖元)中模式值的位分配。如圖所示，IIP代表遮蔽模式，0提供一種平面遮蔽模式，而1提供Gourand遮蔽模式。TME用于指定一個(gè)結(jié)構(gòu)，0代表關(guān)閉，1代表開(kāi)啟。TGE提供結(jié)構(gòu)映射過(guò)程中的亮度計(jì)算，0代表開(kāi)，1代表關(guān)(其中結(jié)構(gòu)被直接應(yīng)用)。這些參數(shù)可用于任何多邊形形狀。
包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示于圖38。更詳細(xì)地說(shuō)，圖38A以單一色彩示出了平面遮蔽，此時(shí)紋理分配是關(guān)閉的。圖38B是紋理分配關(guān)閉狀態(tài)下單一色彩的Gourand遮蔽模式。圖38C是紋理分配關(guān)閉狀態(tài)下色彩分層的平面遮蔽模式。圖38D是紋理分配關(guān)閉狀態(tài)下分級(jí)的Gourand遮蔽模式。圖38E是紋理分配開(kāi)啟狀態(tài)下的平面遮蔽模式。圖38F是紋理分配開(kāi)啟狀態(tài)下的Gourand遮蔽模式。此時(shí)，“mode”和“flag”和表示半透明率被關(guān)閉的單面多邊形的狀態(tài)。
下面參考在不采用光源計(jì)算時(shí)的一個(gè)三角形狀的多邊形來(lái)解釋包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在PRIMITIVE中的模式值的位分配與圖37的相同。
包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖39所示。更詳細(xì)地說(shuō)，圖39A示出在紋理分配關(guān)閉時(shí)的平面遮蔽模式，圖39B示出了在紋理分配關(guān)閉時(shí)的分級(jí)的Gouraud模式，圖39C示出在了紋理賦值開(kāi)啟時(shí)的平面遮蔽模式，圖39D是在紋理賦值開(kāi)啟時(shí)分級(jí)的Gouraud遮蔽模式。
接下來(lái)參考形狀為四邊形并且采用光源計(jì)算的一個(gè)多邊形來(lái)解釋包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。
在PRIMITIVE中，模式值的位分配示于圖40，其中的位以與圖37相同的方式被賦值。
包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被指定為如圖41所示。詳細(xì)地說(shuō)，圖41A示出了紋理賦值關(guān)閉時(shí)的平面遮蔽模式，圖41B是紋理賦值關(guān)閉時(shí)的Gouraud遮蔽模式，圖41C是紋理賦值關(guān)閉時(shí)以分級(jí)表示的平面遮蔽模式，圖41D是在紋理賦值關(guān)閉時(shí)以分級(jí)表示的Gourand遮蔽模式，圖41E是紋理賦值開(kāi)啟時(shí)的平面遮蔽模式，圖41F是紋理賦值開(kāi)啟時(shí)的Go-uraud遮蔽模式。
接下來(lái)參考一個(gè)不采用光源計(jì)算的四邊形形狀的多邊形來(lái)解釋包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。
PRIMITIVE中模式的值的位分配示于圖40，其中的位以與圖37相同的方式被分配。
包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被示于圖42。更詳細(xì)地說(shuō)，圖42A示出了關(guān)閉結(jié)構(gòu)賦值時(shí)的平面遮蔽模式，圖42B是關(guān)閉紋理賦值時(shí)的Gouraud遮蔽模式，圖42C是開(kāi)啟紋理賦值時(shí)的平面遮蔽模式，圖42D是開(kāi)啟紋理賦值時(shí)(以色彩分級(jí))表示的Gouraud遮蔽模式。
接下來(lái)參考線條來(lái)解包數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
PRIMITIVE中模式值的位分配示于圖43。圖43中的IIP代表分級(jí)的關(guān)閉和開(kāi)啟，當(dāng)它為0時(shí)，分級(jí)被關(guān)閉(以單一色彩)，當(dāng)它為1時(shí)，分級(jí)被開(kāi)啟。ABE指示半透明率處理的開(kāi)啟和關(guān)閉，0代表關(guān)，1代表開(kāi)。
這個(gè)例子的包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖44所示。圖44A示出分級(jí)是關(guān)閉的，圖44B示出分級(jí)是開(kāi)啟的。
下面參考三維子畫(huà)面來(lái)解釋包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。三維子畫(huà)面有三維坐標(biāo)值，它的圖形內(nèi)容與公共的子畫(huà)面類(lèi)似。在PRIMITIVE中的模式值的位分配如圖45所示。圖45中的SIZ是子畫(huà)面的尺寸，00代表自由尺寸(由W與H值確定)，01代表尺寸為1×1，10為8×8，11為16×16。ABE指示半透明性處理，0表示關(guān)，1表示開(kāi)。
包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖46所示。顯然，圖46A示出子畫(huà)面的尺寸是任意的，圖46B表示子畫(huà)面尺寸為1×1，圖46C表示為8×8，圖46D是16×16。
在圖26所示的TMD文件格式中，攜帶表示物體的形狀的模擬數(shù)據(jù)一個(gè)區(qū)域與現(xiàn)有技術(shù)的包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部分相同，這就使得GTE 61(坐標(biāo)變換設(shè)備)通過(guò)以字為基礎(chǔ)簡(jiǎn)單地復(fù)制數(shù)據(jù)來(lái)完成對(duì)該區(qū)域的處理。例如，圖38F中所示的區(qū)域1、2、3三個(gè)區(qū)域有可能相關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的包數(shù)據(jù)。
接下來(lái)參考圖47來(lái)描述GTE 61在接收到TDM格式數(shù)據(jù)時(shí)采取的一系列行為。
如圖47所示，在步驟S10中挑選出一個(gè)目標(biāo)多邊形，并且在步驟S11將其分類(lèi)。接著，在步驟S12選取一個(gè)字(32位)，并在S13步檢查它是否與包數(shù)據(jù)一樣。當(dāng)該字是一樣時(shí)，它被在第S17步復(fù)制到包數(shù)據(jù)中，如果不一樣，程序進(jìn)行到步驟S14，此時(shí)程序依照VERTEX和NORMAL來(lái)進(jìn)行。此后，在步驟S15生成一個(gè)包數(shù)據(jù)，然后在步驟S16檢查一個(gè)多邊形的坐標(biāo)變換是否已完成，如果沒(méi)有，程序返回到步驟S12，如果已完成，則程序結(jié)束。
圖48示出了對(duì)三維圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換的基本步驟。在步驟S1將一個(gè)物體的形狀數(shù)據(jù)(模擬數(shù)據(jù))輸入，并且在步驟S2對(duì)其進(jìn)行坐標(biāo)變換，然后，在步驟S3進(jìn)行光源計(jì)算，接著在步驟S4檢查是否完成了對(duì)所有多邊形的處理，如果沒(méi)有，程序返回到步驟S2，如果在步驟S4判斷為肯定，那么在步驟S5釋放出一個(gè)包數(shù)據(jù)。
為了實(shí)時(shí)地變化圖像，必須以高速重復(fù)步驟S2和S3。當(dāng)遮蔽不需要實(shí)時(shí)進(jìn)行時(shí)，它步驟S3被從環(huán)路中移走，從而轉(zhuǎn)移到圖49所示的流程圖。當(dāng)在圖49的步驟S4判斷為否定時(shí)，程序返回到步驟S3。在這種情況下，圖38F的三個(gè)區(qū)域0、3、6，舉例來(lái)說(shuō)，僅僅被一次確定，并且坐標(biāo)變換步驟的裝載將減小。
接下來(lái)解釋根據(jù)本發(fā)明的物體形狀數(shù)據(jù)(模擬數(shù)據(jù))格式的另一形式，當(dāng)不必實(shí)時(shí)地進(jìn)行遮蔽時(shí)，這種形式能簡(jiǎn)化坐標(biāo)變換程序。圖50示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的一個(gè)文件格式。假定在文件的開(kāi)頭是由TYPE表示，代表多邊形的類(lèi)型和屬性的數(shù)據(jù)和由NPACKET表示，指示多邊形數(shù)目的數(shù)據(jù)。這兩項(xiàng)之后是與多邊形數(shù)量相等的一“多邊形數(shù)據(jù)”塊集合。
“多邊形數(shù)據(jù)”示于圖51，包含二個(gè)包數(shù)據(jù)和多邊形頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。
圖51的多邊形數(shù)據(jù)如圖52所示組成，它與圖57的類(lèi)似。其結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度也隨多邊形的類(lèi)型而變化。在這一實(shí)施例中，由于物體上的遮蔽不是實(shí)時(shí)計(jì)算的，因此在開(kāi)始坐標(biāo)變換之前可以寫(xiě)出下列參數(shù)CODE，(B0、G0、R0)，(V0、U0)，(B1、G1、R1)，(V1、U1)，(B2、G2、R2)，(V2、U2)。當(dāng)上述能數(shù)已經(jīng)確定時(shí)，每個(gè)頂點(diǎn)位置的點(diǎn)被表示為(Y0、X0)，(X1、X2)、(Y2、X2)它只有在進(jìn)行坐標(biāo)變換時(shí)才計(jì)算，從而簡(jiǎn)化了坐標(biāo)變換程序。另外也不需要在存儲(chǔ)器中為包數(shù)據(jù)提供一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，存貯器只存貯在坐標(biāo)變換過(guò)程中被變化的數(shù)據(jù)，從而既節(jié)省了時(shí)間，又節(jié)省了勞力。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，三維圖像數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，除要進(jìn)行透視變換的信息之外，被安排或與已知的二維圖像數(shù)據(jù)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)相同。因此，當(dāng)對(duì)三維數(shù)據(jù)而言，要作透視變換的信息已經(jīng)被處理了時(shí)，就得到了已知傳輸標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)的二維圖像數(shù)據(jù)。詳細(xì)地說(shuō)，包含要作變換的數(shù)據(jù)的一個(gè)原始文件可以很容易地轉(zhuǎn)換為新的格式。
另外，根據(jù)本發(fā)明，三維圖像數(shù)據(jù)能夠攜帶用于對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行遮蔽的數(shù)據(jù)，該物體將在一個(gè)二維顯示器上繪制出來(lái)，從而消除了在再現(xiàn)二維圖像數(shù)據(jù)時(shí)用于生成遮蔽數(shù)據(jù)的額外計(jì)算。
因此，本發(fā)明滿(mǎn)足了長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)增強(qiáng)型圖像數(shù)據(jù)處理方法的需要，在該處理過(guò)程中，包含要作變換的原始圖像數(shù)據(jù)的文件很容易被轉(zhuǎn)換為新的格式，以及對(duì)處理這種圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)處理設(shè)備和攜帶這種增強(qiáng)的圖像數(shù)據(jù)的記錄媒體的需要。
從前面的描述可以清楚地知道，雖然本發(fā)明示出并描述了本發(fā)明的特定形式，但在不脫離本發(fā)明構(gòu)思與范圍的前提下可作許多改進(jìn)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以本發(fā)明的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于生成三維圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)處理方法，該數(shù)據(jù)通過(guò)透視變換被轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)，并且以給定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳送以使在二維顯示器上繪制一個(gè)圖像，所述方法包括為該圖像數(shù)據(jù)提供一個(gè)數(shù)據(jù)格式，所述格式包括已經(jīng)被透視轉(zhuǎn)換的信息，并且與二維圖像數(shù)據(jù)的給定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)作相同的排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)格式包括一個(gè)單獨(dú)的多邊形的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)格式包括紋理數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)格式是用于一條描繪命令的，該命令包括單一多邊形坐標(biāo)數(shù)據(jù)和關(guān)于所述多邊形的紋理數(shù)據(jù)的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4中任一所述的方法，其中，所述多邊形數(shù)據(jù)是被變換的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述圖像數(shù)據(jù)包括對(duì)繪制在二維顯示屏幕上的物體進(jìn)行遮蔽的有關(guān)信息。
7.一種圖像數(shù)據(jù)處理設(shè)備，包括坐標(biāo)變換裝置，用于以透視變換將三維圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)；繪圖裝置，用于以給定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)描繪二維圖像數(shù)據(jù)，以便在二維顯示屏幕上繪制相應(yīng)的圖像，其中，三維圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式結(jié)構(gòu)，除將要作透視變換的信息外，與二維圖像數(shù)據(jù)所選擇的傳輸標(biāo)準(zhǔn)作相同的排列；用于從所述三維圖像數(shù)據(jù)的其它數(shù)據(jù)判別要作透視變換的信息的坐標(biāo)變化裝置；以及組合裝置，用于將已變換的數(shù)據(jù)與所述三維數(shù)據(jù)的其它數(shù)據(jù)組合，來(lái)提供一條描繪命令，用于以選定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)為產(chǎn)生的二維圖像數(shù)據(jù)繪制一個(gè)二維圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述數(shù)據(jù)格式包括用于一個(gè)單獨(dú)的多邊形的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述數(shù)據(jù)格式包括紋理數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述的數(shù)格式是用于一條描繪命令的，該命令包括單獨(dú)的多邊形的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與所述多邊形的紋理數(shù)據(jù)的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或10中任一所述的設(shè)備，其中，所述多邊形數(shù)據(jù)是經(jīng)變換的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述三維圖像數(shù)據(jù)包括與被繪制在二維顯示屏幕上的一個(gè)物體的遮蔽有關(guān)的信息。
13.一個(gè)記錄媒體，包括用于攜帶被記錄的三維圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)元件，所述數(shù)據(jù)通過(guò)透視變換被轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)，并且以給定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳送，以使在二維顯示器上繪制一個(gè)圖像，所述被記錄數(shù)據(jù)有一個(gè)包括已被透視變換的信息的數(shù)據(jù)格式，并且與用于二維圖像數(shù)據(jù)的給定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)作相同的排列。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的記錄媒體，其中，所述三維圖像數(shù)據(jù)包括與被繪制在二維顯示屏幕上的物體的遮蔽有關(guān)的信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的記錄媒體，其中，所述數(shù)據(jù)格式包括與一個(gè)單獨(dú)的多邊形有關(guān)的數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的記錄媒體，其中，所述數(shù)據(jù)格式包括紋理數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的記錄媒體，其中，所述數(shù)據(jù)格式是用于一條描繪命令的，該命令包括單獨(dú)的多邊形的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與用于所述多邊形的紋理數(shù)據(jù)的組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或17所中任一所述的記錄媒體，其中，所述多邊形數(shù)據(jù)是經(jīng)變換的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
19.一種圖像數(shù)據(jù)處理設(shè)備，包括(a)分離裝置，用于分離表示三維圖像的第一數(shù)據(jù)和用于多邊形的圖像數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)；(b)轉(zhuǎn)換裝置，用于將所述第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)；(c)指令產(chǎn)生裝置，用于組合所述被轉(zhuǎn)換的二維圖像數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)，以便對(duì)每個(gè)多邊形產(chǎn)生指令數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)透視圖變換將所述第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述二維圖像數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20中任一所述的設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)換裝置是圖形變換機(jī)器。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，進(jìn)一步包括繪圖裝置，用于響應(yīng)所述指令數(shù)據(jù)將圖形圖像繪制在圖形存儲(chǔ)器上；將從所述圖形存儲(chǔ)器讀出的所述圖形圖像提供給顯示器的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述繪圖裝置是一個(gè)圖形處理單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述第二數(shù)據(jù)代表映射到所述的多邊形上的紋理。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述第二數(shù)據(jù)包括存貯紋理圖形數(shù)據(jù)的一個(gè)地址。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述第一數(shù)據(jù)包括所述多邊形頂點(diǎn)的坐標(biāo)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，所述第一數(shù)據(jù)包括存儲(chǔ)所述多邊形的坐標(biāo)處的指示字。
28.一種處理三維圖像的方法，該方法包括步驟如下(a)將表示三維圖像的第一數(shù)據(jù)與用于多邊形的圖像數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)分離開(kāi)；(b)將所述第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)；(c)將所述被轉(zhuǎn)換的二維圖像數(shù)據(jù)與所述第二數(shù)據(jù)組合，以便為每個(gè)多邊形產(chǎn)生指令數(shù)據(jù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)提供一條描述命令。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)換步驟通過(guò)透視變換將所述第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述二維圖像數(shù)據(jù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求28、29或30中任一所述的方法，其中，進(jìn)一步包括以下步驟響應(yīng)所述指令數(shù)據(jù)將圖形圖像繪制在圖形存儲(chǔ)器上；將從所述圖形存儲(chǔ)器讀出的所述圖形圖像提供給顯示器。
32.根據(jù)權(quán)利要求13-17中任一所述的記錄媒體，其中，所述存儲(chǔ)單元是CD-ROM。
33.一種圖像數(shù)據(jù)處理設(shè)備，包括一圖形變換機(jī)，其采用透視圖變換將三維圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)；一個(gè)圖形處理單元，用于以給定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)描繪二維圖像，以便在二維顯示屏幕上繪制相應(yīng)的圖像，三維圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式結(jié)構(gòu)，除將要作透視變換的信息外，被與二維圖像數(shù)據(jù)的選定傳輸標(biāo)準(zhǔn)作相同的安排；一圖形變換機(jī)變換裝置，用于判別所述三維圖像數(shù)據(jù)的其它數(shù)據(jù)中；要作透視變換的信息以及組合裝置，用于將已作變換的數(shù)據(jù)與所述三維數(shù)據(jù)的其它數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，來(lái)提供一條描繪命令，用于以選定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)為產(chǎn)生的二維圖像數(shù)據(jù)繪制二維圖像。
34.一種圖像數(shù)據(jù)處理設(shè)備，包括(a)一數(shù)據(jù)分離器，用于將表示三維圖像的第一數(shù)據(jù)和關(guān)于多邊形的圖像數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)分離開(kāi)；(b)一數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換單元，用于將所述第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)；(c)一指令發(fā)生器，用于將所述被轉(zhuǎn)換的二維圖像數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)組合起來(lái)，以便對(duì)每個(gè)多邊形產(chǎn)生指令數(shù)據(jù)。
全文摘要
用于生成三維圖像數(shù)據(jù)的圖像處理方法和設(shè)備，包括一臺(tái)幾何傳送機(jī)，起坐標(biāo)變換裝置的作用，用于以透視變換將TMD格式的三維圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)；一個(gè)圖形處理單元(GPU)62，起繪圖裝置的作用，用于以給定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳送該二維圖像數(shù)據(jù)，以便在二維顯示屏幕上繪制圖像。三維圖像數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，除要作透視變換的信息外，被與二維圖像數(shù)據(jù)的給定傳輸標(biāo)準(zhǔn)作相同的排列。原始的格式文件很容易被轉(zhuǎn)換為具有新的格式的文件。
文檔編號(hào)G06T15/00GK1150674SQ95120019
公開(kāi)日1997年5月28日 申請(qǐng)日期1995年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月2日
發(fā)明者田中正善, 岡正昭, 豐禎治, 萩原馨, 市岡秀俊 申請(qǐng)人:索尼公司