专利名称：即时三维图框分割控制配置的制作方法
技术领域：
本发明是有关三维图形显示的技术领域，尤指一种具有图框分割控制的三维图形处理器的配置。
随着电脑处理速度的增进，电脑图形的技术发展也已由二维图像而进入三维图像的应用，而在三维电脑图形的显示上，是如图3所示，所要显示的三维图像31乃由多数个三角形图案32所组合而成，因此，当欲在一电脑系统的显示画面上显示三维图像时，请参照图4所示，是由中央处理单元(CPU)41将对应的三角形图案的几何(Geometry)及属性(Attribute)资料(例如X、Y、Z的座标值及R、G、B色彩值)由存储器45读出，并透过总线42而将其写入至图形处理器43，或是以直接存储器存取(DMA)的方式将该几何及属性资料传送至图形处理器43，再由该图形处理器43运算而得到实际的三角形图案，并将该三角形图案显示于电脑系统的显示幕44上以展示出三维的图像。
而在已知的图形处理器的处理上，则如图5的功能方块图所示，其是自一DMA控制器51传送三角形的几何及属性资料，而该所传送的资料经由一着色控制器(Rendering Controller)53的处理以计算出三角形图案的色彩，再由一图框缓冲控制器54的处理以计算出代表三维图像的实际的三角形图案，而该三维图像最后写入图框缓冲器55(Frame Buffer，包括深度值缓冲器Z-buffre)之中，再将图框缓冲器55的内容显示在显示幕上，而得以将三维图像予以展示。
以前述习知的图形显示架构来显示三维图像时，由于是以图框缓冲器55来储存及显示资料量庞大的三维图像，因此，需要相当大的存储器以构成该图框缓冲器55，而若系统所要求的解析度越高、色彩越丰富时，所需的存储器容量就越大，然在单一晶片系统(System On Chip，SOC)的集成电路设计趋势及成本的考量下，不论图框缓冲器55是否内嵌(Embedded)在图形处理器的晶片中，其成本和设计的负担皆相当沉重。此外，图形处理器还要能够即时(Real-time)显示图形，惟受限于其硬件线路所处理的三角形是分在整个图框画面(即显示幕)上，所以其所能处理的三角形个数是为一固定值，故在效能上有其极限，且无法依实际的需要而弹性控制图形处理器的效能。
又在兼顾成本及效能的考量下，另一种习知的三维图形处理方式为如图6所示，其亦是自一DMA控制器61传送三角形的几何及属性资料，而该所传送的资料则暂存于一三角形资料属性缓冲器62，并分别经由一着色控制器63及一扫描线缓冲控制器66的处理以计算出三角形图案的色彩及实际的三角形图案，再利用二个扫描线缓冲器(Scan LineBuffer)64、65来储存用以显示于显示幕上的水平扫描线的三角形资料，其中，一个扫描线缓冲器64是作为描绘扫描图像的下一条扫描线之用，而另一个扫描线缓冲器65则作为现正显示图像在显示幕上的扫描线之用，而此两扫描线缓冲器64、65的功能动作交替切换，以将所欲显示的三维图像的三角形图案逐一扫描而显示于显示幕上。以此种改良的图形处理架构可免除巨大的图框缓冲器及深度值比较缓冲器的需求，惟其若要即时显示三维图像，每一扫描线缓冲器64、65所能处理和显示的三角形个数有其限制，而难以提升图形处理器的效能，因此前述的图形处理器架构实有予以改进的必要。
发明人爰因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的即时三维图框分割控制配置，几经研究实验终至完成此项新颖进步的发明。
本发明的目的是在提供一种即时三维图框分割控制配置，以提升并弹性控制图形处理器的效能。
为达前述的目的，本发明的即时三维图框分割控制配置具有两个三角形资料属性缓冲器、一图框分割控制器及一扫描线缓冲装置，该两个三角形资料属性缓冲器是用以接收并储存所要显示的三维图像的三角形资料，该图框分割控制器是将一对应于该显示幕的图框分割为至少两个次图框，每一次图框是用以显示一三角形资料属性缓冲器所储存的三维图像，该扫描线缓冲装置是用以储存由该两个三角形资料属性缓冲器的三角形资料运算所得的三角形图案，而将其显示在对应的次图框中，其中，该两个三角形资料属性缓冲器是交替用以将其三角形资料依序显示于该至少两个次图框。
其中当一个三角形资料属性缓冲器将其三角形资料显示于一次图框时，另一个三角形资料属性缓冲器是被更新其内容。
其中该扫描线缓冲装置包含两个扫描线缓冲器，是交替用以描绘扫描图像的下一条扫描线，及作为现正显示图像在显示幕上的扫描线。
其中还包含有一着色控制器以依据该两个三角形资料属性缓冲器的三角形资料运算而得对应的色彩并写入该扫描线缓冲装置中。
其中还包含有一扫描线缓冲控制器以依据该两个三角形资料属性缓冲器的三角形资料运算而得实际的三角形图案，并将其写入该扫描线缓冲装置中。
其中还包含有一直接存储器存取控制器以读取代表三维图像的三角形资料并将其传送至该至少两个三角形资料属性缓冲器。
由于本发明构造新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请专利。
为使贵审查委员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，兹附以图式及较佳具体实施例的详细说明如后，其中
图1是用以说明本发明的即时三维图框分割控制配置的系统架构图。
图2是本发明的即时三维图框分割控制配置的效能分析图。
图3是为一三维图像及其构成的示意图。
图4是显示一用以显示三维图形的电脑系统的架构图。
图5是为一种习知的三维图形处理器的功能方块图。
图6是为另一种习知的三维图形处理器的功能方块图。
有关本发明的即时三维图框分割控制配置的一较佳实施例，请先请参照图1所示，其是以一DMA控制器11接收来自电脑系统的存储器19所传送而来的代表三维图像的三角形资料，或是直接接收中央处理单元12所写入的三角形资料，而所接收的三角形几何及属性资料是暂存于两个三角形资料属性缓冲器131、132中。
而基于图形处理器的频宽、操作速度及成本的考量，设其每一图框所能处理的三角形个数为2N个，则本实施例较佳地将该2N个三角形分为两部分，以分别对应该两个三角形资料属性缓冲器131、132，而每一三角形资料属性缓冲器13即可接收并储存所要显示的三维图像的三角形资料。
又本发明的即时三维图框分割控制配置并以一图框分割控制器15将对应于显示幕的图框14分割为M个次图框141(M≥2)，每一次图框141是用以显示一三角形资料属性缓冲器131、132所储存的三维图像，而该两个三角形资料属性缓冲器131、132即是交替将其三角形资料经由该图框分割控制器15处理而在一对应的次图框141显示，亦即第一次图框1411是显示第一个三角形资料属性缓冲器131的三角形资料，第二次图框1412是显示第二个三角形资料属性缓冲器132的三角形资料，第三次图框1413又显示第一个三角形资料属性缓冲器131的三角形资料，第四次图框1414再显示第二个三角形资料属性缓冲器132的三角形资料，以此方式显示三角形资料属性缓冲器131的三角形资料直到所有次图框141均已显示完毕，再由第一次图框1411开始并重复上述的显示步骤，以将由三角形资料所构成的三维图像即时显示之，又当该两个三角形资料属性缓冲器131、132的一用以将其三角形资料显示于次图框141时，中央处理单元12可利用此时间来更新(Update)另一个三角形资料属性缓冲器的内容，以提升系统的效能。
而该经由图框分割控制器15处理后的三角形资料是经由一着色控制器16及扫描线缓冲控制器17的处理以运算而分别得到对应的色彩及实际的三角形图案，并写入一扫描线缓冲装置18中，而该扫描线缓冲装置18是较佳地包含两个扫描线缓冲器181、182，其交替用以描绘扫描影像的下一条扫描线，及作为现正显示影像在显示幕上的扫描线，藉以将该等三角形图案所构成的三维图像展示于显示幕上。
由上述的即时三维图框分割控制配置的架构可知，本发明是将图框14可处理的2N个三角形分为两部分，并对应设置两个三角形资料属性缓冲器131、132，以当三维图形处理器处理其中一个三角形资料属性缓冲器时，中央处理单元12可以更新其他资料属性缓冲器的内容，又以图框分割控制器15将图框分割为M个次图框141，以便可藉由规划每个次图框141以处理并显示N个三角形，而使整个图框14可处理M×N个三角形。因此，当在N=512且每秒显示30个图框的情况下，依据图框分割的个数的多少，可获致如图2所示的效能分析图，其显示本发明的即时三维图框分割控制配置不但可以提升三维图像显示的效能，且整个图框可处理的三角形个数可经由规划以顺应图形处理器的总线频宽及时脉，而得以弹性控制图形处理器的效能。
综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，在在均显示其迥异于习知技术的特征，为三维图形处理器制作上的一大突破，恳请贵审查委员明察，早日赐准专利，以便嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1．一种即时三维图框分割控制配置，其是用以将由复数个三角形图案所构成的三维图像显示于显示幕上，其特征在于，该即时三维图框分割控制配置主要包括两个三角形资料属性缓冲器，是用以接收并储存所要显示的三维图像的三角形资料；一图框分割控制器，是将一对应于该显示幕的图框分割为至少两个次图框，每一次图框是用以显示一三角形资料属性缓冲器所储存的三维图像；以及一扫描线缓冲装置，是用以储存由该两个三角形资料属性缓冲器的三角形资料运算所得的三角形图案，而将其显示在对应的次图框中；其中，该两个三角形资料属性缓冲器是交替用以将其三角形资料依序显示于该至少两个次图框。
2．根据权利要求1所述的即时三维图框分割控制配置，其特征在于，其中当一个三角形资料属性缓冲器将其三角形资料显示于一次图框时，另一个三角形资料属性缓冲器是被更新其内容。
3．根据权利要求1所述的即时三维图框分割控制配置，其特征在于，其中该扫描线缓冲装置包含两个扫描线缓冲器，是交替用以描绘扫描图像的下一条扫描线，及作为现正显示图像在显示幕上的扫描线。
4．根据权利要求1所述的即时三维图框分割控制配置，其特征在于，其中还包含有一着色控制器以依据该两个三角形资料属性缓冲器的三角形资料运算而得对应的色彩并写入该扫描线缓冲装置中。
5．根据权利要求4所述的即时三维图框分割控制配置，其特征在于，其中还包含有一扫描线缓冲控制器以依据该两个三角形资料属性缓冲器的三角形资料运算而得实际的三角形图案，并将其写入该扫描线缓冲装置中。
6．根据权利要求5所述的即时三维图框分割控制配置，其特征在于，其中还包含有一直接存储器存取控制器以读取代表三维图像的三角形资料并将其传送至该至少两个三角形资料属性缓冲器。
全文摘要
本发明是为一种即时三维图框分割控制配置,其是使用两个三角形资料属性缓冲器,并利用图框分割控制方式,将对应于显示幕的图框切割成M个部分,每个部分所显示的三角形由一三角形资料属性缓冲器提供,藉以提升并弹性控制三维图形处理的效能。
文档编号G06T15/10GK1289991SQ99119489
公开日2001年4月4日 申请日期1999年9月27日 优先权日1999年9月27日
发明者陈启清, 黄柏川, 汪台成 申请人:凌阳科技股份有限公司