专利名称：图像生成装置以及图像生成方法
技术领域：
本发明涉及计算机图像技术，尤其涉及生成计算机图形图像的图 像生成装置及图像生成方法。
背景技术：
生成计算机图形(CG:Computer Graphics)图像的处理，因为计算 负载大，在实时进行图像生成处理的信息处理装置中，除了中央处理 单元(CPU: Central Processing Unit)之外，另有专门进行图像生成 处理的图像生成装置(图形处理单元)。
图1是表示以往的图像生成装置进行的图像生成方法的一般的处 理的流程图。
以往的一般的图像生成装置，首先从信息存储装置(存储器)加载输 入多边形造型(input polygon model)的顶点数据(S101)。另外，顶点 数据由表示顶点位置的坐标数据和坐标数据以外的数据即形态数据构 成。其次，对顶点数据中的坐标数据进行坐标变换处理，变换为世界 坐标(S102)。进而，进行从世界坐标向显示器坐标变换的坐标变换处 理(S103)。并且，利用变换坐标数据，对由加载的顶点数据构成的多 边形的每一个进行以下判断裁剪(clipping)判断，即判断多边形是
否进入了可视空间；或者剔除(culling)判断，即判断从视点上看是 否朝向了需要显示的面，通过上述判断来进行多边形绘制是否为有效 (S104)。只有对被判断为有效的多边形，才利用加载的顶点数据进行 多边形绘制处理(S105)。判断是否对所有多边形结束了上述处理 (S106)，上述处理没有终束的情况下(S106的"继续")，反复各处理(S101 S105)。对所有多边形结束了上述处理的情况下(S106的"结 束")，图像生成装置输出被绘制的图像。
作为上述的图像生成装置的例子，有专利文献1及专利文献2公 开的技术。
专利文献1所示的技术是适合场面的切割等预先决定好的非交互 式用途的技术。专利文献1所示的技术中，对不需要绘制的数据预先 进行删除。由此，能够减少为了加载数据的存储器访问量。
专利文献2示出了包括输入多边形数据的加载专用数据高速缓冲 存储器的技术。专利文献2所示的技术，将加载过一次的顶点数据存 储到专用的数据高速缓冲存储器中，从而，参照相同的顶点数据时， 不再进行加载。从而，能够减少存储器访问量。
专利文献l:日本特开2001 — 209369号公报
专利文献2:日本特开2001 — 195603号公报
非专利文献l:计算机图形(〕乂匕°二一夕夕、'，7 、乂夕7) CG— ARTS协会出版(第34页，第100页)
然而，在所述以往的图像生成装置中，保存输入多边形造型的顶 点数据的存储器对图形处理单元的存储器访问量增大，存在压迫存储 器带宽的问题，存储器带宽是每单位时间的最大存储器访问数据量。
具体而言，在所述以往的图像生成装置中，针对输入多边形造型 的顶点，将坐标数据及形态数据从存储器加载到图形处理单元。因为 在此之后进行裁剪判断及剔除判断，所以不管多边形的绘制是否为有 效，需要对输入多边形造型的所有顶点数据进行加载。由此，存储器 对图形处理单元的存储器访问量增大，压迫存储器带宽。
另外，在专利文献1所示的技术中，为了减少加载的顶点数据的 数据量，只要限定为非交互式用途，就能够解决课题。然而，专利文 献1存在以下课题，该技术不能用于加入用户操作的交互式用途的CG 处理。
而且，在专利文献2所示的技术中，因为参照相同的顶点数据时不用再加载，所以能降低存储器访问量。然而，不管多边形绘制是否 有效，至少要加载一次顶点数据，作为所述课题的解决方法还不完全。 基于上述，解决所述课题的方法尚未存在，例如，以存储器带宽 窄的信息处理装置，来实时地进行输入多边形数量多的高清晰多边形 绘制处理是非常困难的。
发明内容
于是，本发明的目的在于，提供一种图像生成装置及图像生成方
法，该图像生成装置及图像生成方法不仅适用于交互式用途的CG处 理，且还能减少与输入多边形造型的顶点数据的加载有关的存储器访
为了解决所述课题，本发明的图像生成装置，通过绘制多边形来
生成计算机图形图像，所述图像生成装置包括坐标数据加载单元， 加载顶点数据中的表示顶点的位置的坐标数据，所述顶点数据表示构 成多边形的所述顶点的信息；坐标变换单元，将由所述坐标数据加载 单元加载的所述坐标数据变换为不同的坐标系；判断单元，通过利用 由所述坐标变换单元进行变换而得到的已变换坐标数据，判断所述多 边形是否为绘制的对象，从而判断构成所述多边形的顶点是否有效； 形态数据加载单元，加载形态数据，该形态数据是仅对应于由所述判 断单元判断为有效的顶点的所述顶点数据之中的、表示所述坐标数据 以外的信息的数据；以及多边形绘制单元，利用由所述形态数据加载 单元加载的形态数据和所述已变换坐标数据绘制多边形。
由此，以往是加载了顶点数据中的所有的形态数据，而本发明能 够只对多边形绘制时必要的形态数据进行加载。而且，能够从加载的 坐标数据检测出多边形绘制是否被执行。因而，不仅仅是非交互式用 途，还适用于交互式用途的CG处理，且能够减少与输入多边形造型 的顶点数据的加载有关的存储器访问量。
而且，也可以在每加载一个所述坐标数据时，在流水线上执行由所述坐标变换单元进行的坐标变换和由所述判断单元进行的多边形判 断及顶点判断。
由此，能够以存储器带宽窄的信息处理装置，实时地进行输入多 边形数量多的高清晰多边形绘制处理。
而且，也可以是所述判断单元具有多边形判断部，利用所述已 变换坐标数据来判断所述多边形是否为绘制的对象，并输出表示所述 多边形是否为绘制的对象的多边形有效标志；以及顶点判断部，通过
进行包含共享的顶点的多个多边形的多边形有效标志的或运算，从而 判断所述顶点是否有效。
而且，也可以是所述图像生成装置进一步包括第一缓冲器，保
存预先被设定为表示顶点无效的中间结果标志；所述判断单元具有
多边形判断部，利用所述已变换坐标数据来判断所述多边形是否为绘 制的对象，并输出表示所述多边形是否为绘制的对象的多边形有效标
志；以及顶点判断部，通过对所述多边形有效标志和构成与所述多边 形有效标志对应的多边形的顶点的所述中间结果标志进行或运算，更 新保存在所述第一缓冲器中的中间结果标志，从而判断所述顶点是否 有效。
由此，仅执行或运算，就能够判断顶点是否有效，所以能够降低 与顶点判断有关的处理量。
而且，也可以是所述顶点判断部，通过对所述中间结果标志和所 述多边形有效标志进行或运算，从而在所述中间结果标志的值有了变 更的情况下，输出表示顶点有效的顶点有效标志，所述形态数据加载 单元，在接收了所述顶点有效标志时，加载与所述顶点有效标志对应 的所述形态数据。
由此，在每次判断为顶点有效时，能够加载对应于该顶点的形态 数据，所以能够降低对存储器带宽的压迫。
而且，也可以是所述顶点判定部还在所述中间结果标志的值有了 变更的情况下，停止利用该中间结果标志进行的或运算。由此，能够避免对有一次判断为有效的顶点再次进行顶点判断， 从而能够降低处理量。
而且，也可以是所述坐标数据加载单元，从只存储多个所述坐标 数据的区域加载所述坐标数据，所述形态数据加载单元，从只存储多 个所述形态数据的区域加载所述形态数据。
由此，通过必须加载全部的坐标数据和根据需要加载的形态数据
区分开来后进行存储，从而由突发存储器访问(burst memory access) 来加载顶点数据时，避免将被判断为不需要的形态数据同坐标数据一 起加载，从而能够提高存储器访问效率，突发存储器访问是指以一次 的存储器访问来概括存储器地址连续的区域的数据全部进行加载的方 式。
而且，具体而言也可以是，所述坐标变换单元，将所述坐标数据 变换为世界坐标系以及显示器坐标系，所述判断单元，至少进行下列 判断中的一个，即利用被变换为所述世界坐标系的已变换坐标数据所 执行的裁剪判断、以及利用被变换为所述显示器坐标系的已变换坐标 数据所执行的剔除判断之中的一个判断，从而判断所述多边形是否有 效，将构成被判断为有效的多边形的顶点判断为有效。
而且，本发明不仅可作为图像生成装置来实现，而且可作为将构 成图像生成装置的各处理单元为步骤的图像生成方法来实现。
而且，本发明也可以作为集成电路来实现，该集成电路通过绘制 多边形来生成计算机图形图像，包括坐标数据加载单元，加载顶点 数据中的表示顶点的位置的坐标数据，所述顶点数据表示构成多边形 的所述顶点的信息；坐标变换单元，将由所述坐标数据加载单元加载 的所述坐标数据变换为不同的坐标系；判断单元，通过利用由所述坐
标变换单元进行变换而得到的己变换坐标数据，判断所述多边形是否 为绘制的对象，从而判断构成所述多边形的顶点是否有效；形态数据 加载单元，加载形态数据，该形态数据是仅对应于由所述判断单元判 断为有效的顶点的所述顶点数据之中的、表示所述坐标数据以外的信息的数据；以及多边形绘制单元，利用由所述形态数据加载单元加载 的形态数据和所述已变换坐标数据绘制多边形。
根据本发明能够大幅度减少存储器对图形处理单元的存储器访问 量，该存储器访问量是与输入多边形造型的顶点数据的加载有关的存 储器访问量。由此，例如能够以存储器带宽窄的信息处理装置，实时 地进行输入多边形数量多的高清晰多边形绘制处理。
图l是以往的图像生成装置的工作的流程图。 图2是表示本发明的实施例的图像生成装置的结构的方框图。 图3是表示向本实施例的图像生成装置输入的输入数据的图。 图4是表示多边形消除判断的图。 图5是表示本实施例的图像生成装置的工作的流程图。 图6是表示多边形带(polygon strip)形式的处理的流程的图。 图7是表示适应多边形带形式的图像生成装置的各处理部中的数 据流程的图。
图8是表示多边形扇(polygon fan)形式的处理流程的图。 图9是表示适应多边形扇形式的图像生成装置的各处理部中的数 据流程的图。
图10是表示多边形网格(polygon mesh)形式的处理流程的图。 图11是表示适应多边形网格形式的图像生成装置的各处理部中的 数据流程的图。
图12是表示本实施例的包括图像生成装置的信息处理装置的结构 的方框图。
符号说明
100图像生成装置 101主机接口102控制部
103坐标数据加载部
104坐标变换部
105多边形消除判断部
106顶点消除判断部
107形态数据加载部
108多边形绘制处理部
109存储器接口
110变换坐标缓冲器
111顶点消除判断缓冲器
200， 1008存储器
201输入数据
202绘制命令列表
203顶点数据列表
204绘制命令
205， 501， 701， 901坐标数据列表
206， 502， 702， 902形态数据列表
207, 504， 704， 904坐标数据
208形态数据
301视点
302视见空间
303显示器表面
304， 305， 306多边形
401多边形带
402， 602， 802时间图
503， 703， 903输出图像
505， 506， 510， 705， 706， 707, 712， 905， 906， 910已变
换坐标数据507， 508， 708， 710， 907多边形绘制有效标志
509， 711， 909顶点有效标志
511， 713， 911顶点数据
601多边形扇
709， 908中间结果标志
801多边形网格
1000信息处理装置
1001集成电路
1002 CPU
1003图形处理单元
1004存储器控制器
1005显示器控制器
1006 CPU总线
1007存储器总线
1009显示器
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
本实施例的图像生成装置，通过判断顶点是否为多边形绘制中必 要的顶点，加载只与被判断为必要的顶点相对应的形态数据，并且利 用加载的数据绘制多边形，从而生成计算机图形图像。
图2是表示本发明实施例的图像生成装置的结构的方框图。图2 的图像生成装置100，从保存与多边形绘制有关的输入数据201的存 储器200读出必要的数据，从而执行多边形绘制。首先，说明存储器 200所存储的输入数据201。
图3是表示向本实施例的图像生成装置输入的输入数据的图。如 图3所示，输入数据201由绘制命令列表202和输入多边形造型的顶 点数据列表203构成。绘制命令列表202包括绘制命令204，该绘制命令204表示有关 多边形绘制命令的各种信息。如图3所示，绘制命令204表示以下 输入多边形的表现形式(多边形带、多边形扇、以及多边形网格等)；各 参数的加载设定(各种数据的地址设定)；以及绘制可选项等。
顶点数据列表203是输入多边形造型的顶点数据的列表，由坐标 数据列表205和形态数据列表206构成。另外，顶点数据是表示构成 多边形的顶点的信息的数据，由坐标数据和形态数据构成。
如图3所示，顶点数据列表203可分为坐标数据列表205和形态 数据列表206分别存储到不同的存储器区域。由此，根据突发存储器 访问来加载顶点数据列表203时，避免将被判断为没有必要加载的形 态数据同坐标数据一起加载，从而能够提高存储器访问效率，突发存 储器访问是以一次的存储器访问来对存储器地址连续的区域的数据进 行概括并全部进行加载。
坐标数据列表205是表示输入多边形造型的各顶点的位置的坐标 数据207的列表。
形态数据列表206是表示各顶点的坐标数据以外的信息的形态数 据208的列表。图3作为一个例子示出了各顶点的法线数据、颜色数 据、纹理(texture)坐标数据。
图2的图像生成装置100包括主机接口(hostinterface)101、控 制部102、坐标数据加载部103、坐标变换部104、多边形消除判断部 105、顶点消除判断部106、形态数据加载部107、多边形绘制处理部 108、存储器接口 109、变换坐标缓冲器110、顶点消除判断缓冲器111。
主机接口 101，把从CPU被输入的绘制开始的指示传达给控制部 102。
控制部102，在接收绘制开始的指示时，经由存储器总线从存储器 接口 109加载绘制命令列表202，将绘制命令204传达给坐标数据加 载部103及形态数据加载部107。
坐标数据加载部103，按照绘制命令204访问顶点数据列表203中的坐标数据列表205，加载每个顶点的坐标数据207，输出到坐标变换部104。
坐标变换部104对所输入的坐标数据207进行坐标变换处理，将已变换坐标数据输出到多边形消除判断部105。坐标变换处理是指将坐标数据207变换为世界坐标及显示器坐标。
多边形消除判断部105，利用已变换坐标数据，生成表示多边形是否为绘制的对象，S卩，多边形绘制是否有效的标志(以下称为，多边形绘制有效标志)。具体而言，首先，多边形消除判断部105将已变换坐标数据存储到变换坐标缓冲器110。这是因为，判断多边形绘制是否有效时(以下称为，多边形消除判断)，需要多个已变换坐标数据。并且，从变换坐标缓冲器110取出构成判断对象的多边形的顶点的已变换坐标数据，进行多边形消除判断。并且，根据判断结果生成多边形绘制有效标志，输出到顶点消除判断部106。在对应的多边形为有效时，多边形绘制有效标志表示真，在对应的多边形为无效时，多边形绘制有效标志表示假。关于多边形消除判断的具体例，针对每个多边形的表现形式后述。
顶点消除判断部106利用多边形绘制有效标志生成表示顶点是否有效的标志(以下称为，顶点有效标志)。具体而言，首先，顶点消除判断部106，将从多边形消除判断部105所输出的多边形绘制有效标志、或者利用该多边形绘制有效标志所生成的表示中间顶点消除判断结果的标志(以下称为，中间结果标志)存储到顶点消除判断缓冲器lll。这是因为，顶点消除判断时，需要多个多边形绘制有效标志或者中间结果标志。并且，从顶点消除判断缓冲器111取出包含判断对象的顶点的多边形的多边形绘制有效标志、或者判断对象的顶点的中间结果标志，判断顶点是否有效。并且，根据判断结果生成顶点有效标志，输出到形态数据加载部107。对应的顶点有效时，顶点有效标志及中间结果标志表示真，对应的顶点无效时，顶点有效标志及中间结果标志表示假。形态数据加载部107，按照绘制命令204访问顶点数据列表203中的顶点数据列表206，加载形态数据208。具体而言，形态数据加载部107，通过参照从顶点消除判断部106所输出的顶点有效标志，仅对有效的顶点数据进行形态数据的加载，结合已变换坐标数据输出到多边形绘制处理部108。
多边形绘制处理部108，利用被输入的顶点数据(已变换坐标数据及形态数据)进行多边形绘制处理，生成多边形图像。多边形绘制处理通过计算机图形处理中使用的一般的处理被执行。多边形绘制处理部108将经由存储器接口 109生成的多边形图像输出到存储器。
存储器接口 109，在图像生成装置100所包括的各处理部和存储器200之间进行数据的交换。
变换坐标缓冲器IIO对在坐标变换部104已进行变换的已变换坐标数据进行保存。变换坐标缓冲器110是成为多边形消除判断部105的判断处理对象的多边形以多个顶点(本实施例中是三个顶点)来构成，所以暂时保存已变换坐标数据的缓冲器。而且，在多边形绘制处理部108的绘制处理中，其也是为了使用已变换坐标数据，而保存已变换坐标数据的缓冲器。
顶点消除判断缓冲器111，保存多边形绘制有效标志或者中间结果
标志o
接着说明多边形消除判断部105进行的多边形消除判断。图4是用来说明多边形消除判断的图。多边形消除判断是判断由多个顶点构成的多边形是否在图像生成时被使用的处理。
多边形消除判断中使用这样的坐标数据，即变换成以视点301为原点的坐标系(显示器坐标系)的坐标数据。多边形消除判断根据裁剪判断及剔除判断来进行。
如非专利文献1所记载的方法一样，裁剪判断是判断多边形是否位于表示可见空间的六面体即视见空间302内部的处理。当构成多边形的顶点中所有顶点的坐标位于视见空间302外部时，多边形绘制成为无效。例如，如多边形305 —样完全位于视见空间302外部的多边形，根据裁剪判断绘制成为无效。
另一方面，在剔除判断中，针对从视点上看位于视见空间302内部的多边形的时候，多边形的表面是否为正面进行判断。如非专利文献1所记载的方法一样，在剔除判断中从构成多边形的顶点的坐标求出表面法线矢量，确认与视点方向矢量的内积的符号，从而能够判断多边形的正反面。从视点301来看是背面时，多边形绘制成为无效。例如，如多边形306—样多边形表面从视点301来看是背面的多边形，根据剔除判断绘制成为无效。
如多边形304 —样，只有通过裁剪判断及剔除判断没有被判断为无效的多边形，才能判断为有效的多边形，即能够投影到显示器表面303上进行绘制。
接着说明本实施例的图像生成装置的工作。
图5是表示本实施例涉及的图像生成装置的工作的流程图。本实施例的图像生成处理，首先是控制部102经由主机接口 101从CPU接收绘制命令来开始。
按照来自控制部102的指示，坐标数据加载部103对输入多边形造型的顶点数据中的坐标数据进行加载(S201)。坐标变换部104将被加载的坐标数据，变换为世界坐标及显示器坐标(S202)。多边形消除判断部105，利用构成判断对象的多边形的顶点的变换结束坐标数据，进行多边形消除判断(S203)。顶点消除判断部106，利用包含判断对象的顶点的多边形的多边形消除判断结果来进行顶点消除判断(S204)。包含判断对象的顶点的所有多边形的多边形消除判断结果中，一个以上的多边形绘制为有效的情况下，判断对象的顶点被判断为有效的顶点数据(S204中的"顶点有效")。所有多边形绘制为无效的情况下，判断为无效的顶点数据(S204中的"顶点无效")。形态数据加载部107，参照根据顶点消除判断部106所生成的顶点消除判断结果，仅对判断为有效的顶点数据加载其形态数据(S205)。加载的形态数据和对应的顶点的已变换坐标数据一起输出到多边形绘制处理部108。多边形绘制处理部108，利用从形态数据加载部107接收的顶点数据(已变换坐标数据以及形态数据)，进行多边形绘制处理(S206)。判断是否已经对所有多边形结束了以上的处理(S207)，判断为没有结束的情况下(S207的"继续")，反复各处理(S201 S206)。在对所有多边形结束了以上的处理时(S207的"完成")，图像生成装置100输出被绘制的图像(S208)。
如上所述，与加载顶点数据中的全部坐标数据相比，本实施例的图像生成装置，对于形态数据，仅加载与被判断为有效的顶点相对应的形态数据。从而，能够减少与输入多边形数据的加载有关的存储器访问量。而且，本实施例的图像生成装置中，与图像的绘制处理并行进行顶点对多边形绘制是否必要的判断，因此也适用于交互式用途。
下面，根据多边形的表现形式更具体地说明本实施例的图像生成装置。在这里，针对3个表现形式即多边形带、多边形扇以及多边形网格进行说明。
(多边形带形式)
首先，对输入多边形造型由多边形带形式所构成的情况进行说明。
图6是表示输入多边形造型由多边形带形式构成的情况下的处理流程的图。多边形带形式是共享顶点来连续绘制多边形的形式。如图6所示，多边形带401的多边形Pj()^0 6)由三个顶点V;j、 Vj+1、 Vj+2构成。而且，多边形带401的顶点数据，以VO—VI—V2—V3—V4—V5—V6—V7—V8的顺序被指定。另外，设图6示出的例子中多边形PO、 Pl以及P6是有效的多边形。
时间图402是表示从加载坐标数据到生成顶点有效标志(顶点判断处理)为止的处理流程的时间图。下面，按照时间图402说明多边形带形式的处理流程。
坐标数据加载部103，按照顶点数据的指定顺序，依次加载顶点数据中的坐标数据Mi(i二0 8)，输出到坐标变换部104。坐标变换部104，针对从坐标数据加载部103接收的顶点Vi的坐标数据Mi的每一个， 分别进行坐标变换。由此，将已变换坐标数据Di输出到多边形消除判 断部105。多边形消除判断部105，使被输入的己变换坐标数据Di保 存在变换坐标缓冲器110。
多边形消除判断部105，以P0—PI—P2—P3—P4—P5—P6的 顺序进行多边形消除判断。多边形消除判断部105，在对多边形Pj进 行多边形消除判断的时候，直到构成多边形Pj的顶点Vj、 Vj+1、 Vj+2 的已变换坐标数据Dj、 Dj+1、 Dj+2备齐为止，保存坐标变换部104 生成的已变换坐标数据。已变换坐标数据备齐的时候，用己变换坐标 数据进行多边形消除判断，生成多边形绘制有效标志FPj(多边形有效 时为真，无效为假)。
顶点消除判断部106，以VO—VI—V2—V3—V4—V5—V6—V7 —V8的顺序进行顶点消除判断。顶点消除判断部106，在对顶点Vi 进行顶点消除判断的时候，进行包含顶点Vi的多边形Pi—2、 Pi—l 及Pi的多边形绘制有效标志FPi—2、 FPi—l、 FPi的或运算(不存在 的多边形号码的多边形绘制有效标志作为假来处理)。g卩，表示顶点Vi 是否有效的顶点有效标志FVi，按照以下公式l被算出。
FVi:FPi-2 II FPi-l II FPi ......(公式1)
另外，顶点消除判断部106在直到多边形绘制有效标志FPi—2， FPi—l， FPi备齐为止，使多边形消除判断部105生成的多边形绘制 有效标志或者其中间的或保存在顶点消除判断缓冲器lll。例如，关于 顶点V2，包含顶点V2的多边形P0、 P1及P2之中P0及P1为多边 形绘制有效，所以判断顶点V2是有效的顶点数据。另一方面，关于顶 点V4，包含顶点V4的多边形P2、 P3及P4全都都是多边形绘制无 效，所以判断顶点V4是无效的顶点数据。
形态数据加载部107，针对由顶点消除判断部106判断为有效的 顶点V0、 VI、 V2、 V3、 V6、 V7及V8，以顶点消除判断的顺序加载 形态数据，并结合该顶点的已变换坐标数据一起输出到多边形绘制处理部108。多边形绘制处理部108接收这些顶点数据，进行多边形绘 制处理。
另外，以上的处理是以流水线形式来执行的。即，如图6的时间 图402所示，顶点V0开始按照顺序，进行坐标数据的加载，并变换 加载的坐标数据，从而生成已变换坐标数据。并且，生成与顶点V2 对应的已变换坐标数据D2之后，才能执行多边形消除判断及顶点消除 判断。之后，每次加载坐标数据时，坐标变换、多边形消除判断及顶 点消除判断被执行。下面，按照本实施例的图像生成装置100的各处 理部的数据流程来说明以流水线形式来执行上述处理的状况。
图7是表示适应多边形带形式的图像生成装置的各处理部中的数 据的流程图。如图7所示，设存储器200上配置有多边形带的坐标数 据列表501及形态数据列表502。进而，存储器200，还保存多边形 绘制处理部108所绘制的输出图像503。
坐标数据加载部103，访问存储器200上的坐标数据列表501， 依次加载坐标数据504，输出到坐标变换部104。
坐标变换部104，根据坐标数据504计算已变换坐标数据505， 输出到多边形消除判断部105。
多边形消除判断部105将已变换坐标数据505存储在变换坐标缓 冲器110。如同上述，本实施例中多边形由三个顶点构成，所以变换坐 标缓冲器110能够存储三个已变换坐标数据506。变换坐标缓冲器 110，以先进先出(FIFO: First In First Out)形式被控制，依次存储 被输入的坐标数据。在多边形消除判断中失去利用的必要性的坐标数 据，从变换坐标缓冲器110被删除，而与有效的顶点对应的已变换坐 标数据，则输出到形态数据加载部107。
多边形消除判断部105，通过利用变换坐标缓冲器110所存储的 已变换坐标数据，执行裁剪判断及剔除判断，从而判断多边形是否有 效。并且，根据判断结果，将多边形绘制有效标志507输出到顶点消 除判断部106。顶点消除判断部106将多边形绘制有效标志507存储在顶点消除 判断缓冲器111。顶点消除判断缓冲器111也以先进先出形式被控制， 向被存储的多边形绘制有效标志508上登记新的多边形绘制有效标志 的时候，从旧的多边形绘制有效标志按顺序删除。顶点消除判断部106， 利用多边形绘制有效标志508生成顶点有效标志509。顶点有效标志 509，如上述一样利用公式l被生成。顶点消除判断部106，将生成的 顶点有效标志509输出到形态数据加载部107。
另外，顶点消除判断缓冲器111受到控制，使得仅保存成为判断 对象的顶点被包含的所有多边形(图7中是三个)的多边形绘制有效标 志。这是因为，在多边形带形式中以顶点的指定顺序绘制多边形，且 顶点消除判断缓冲器111以先进先出形式受到控制。因此，顶点消除 判断部106，通过总是对顶点消除判断缓冲器111存储的多边形绘制 有效标志508(图7中是两个)进行或运算，从而能够生成顶点有效标志。
形态数据加载部107只在参照顶点有效标志509是有效的顶点时， 才访问存储器200上的形态数据列表502，加载相应的顶点的形态数 据。进而从变换坐标缓冲器110接收相应顶点的已变换坐标数据510， 并且结合形态数据，作为顶点数据511输出到多边形绘制处理部108。
多边形绘制处理部108利用顶点数据511进行多边形绘制处理， 生成在存储器200上的输出图像503。
如同上述，通过将变换坐标缓冲器110及顶点消除判断缓冲器111 以先进先出形式来控制，从而能够以流水线形式来控制下列处理坐 标数据的加载处理、坐标变换处理、多边形消除判断处理、顶点消除 判断处理、形态数据的加载处理、以及多边形绘制处理。
由此，能够大幅度降低访问存储器200的访问量，而且避免压迫 存储器带宽。因而，能够实时地实现高清晰的多边形绘制处理。
(多边形扇形式)
继续说明输入多边形造型由多边形扇形式构成的情况。
图8是表示输入多边形造型由多边形扇形式构成的情况下的处理
21的流程图。多边形扇形式与上述的多边形带形式同样，也是共享顶点 来连续绘制多边形的形式。与多边形带形式的不同之处在于，所有的
多边形都共享开始顶点。如图8所示，多边形扇601的多边形Pj(j=0 4)由三个顶点V0、 Vj+1、 Vj+2构成。而且，多边形扇601的顶点数 据以VO—VI—V2—V3—V4—V5—V6的顺序被指定。另外，设图8 中的多边形P0及P4是有效的多边形。
时间图602是表示从加载坐标数据到生成顶点有效标志为止的处 理的流程的时间图。下面，按照时间图602对多边形扇形式的处理流 程进行说明。
与上述多边形带的处理相同，坐标数据加载部103，按照上述顶点 数据的指定顺序，加载顶点数据中的坐标数据Mi(i=0 6)，输出到坐 标变换部104。坐标变换部104，针对从坐标数据加载部103接收的 顶点Vi(i二0 6)的坐标数据的每一个，分别进行坐标变换。由此，将 已变换坐标数据Di输出到多边形消除判断部105。多边形消除判断部 105，使被输入的已变换坐标数据Di保存在变换坐标缓冲器110。
多边形消除判断部105，以PO—PI—P2—P3—P4的顺序进行多 边形消除判断。多边形消除判断部105对多边形Pj进行多边形消除判 断的时候，直到构成多边形Pj的顶点VO、 Vj、 Vj+1的已变换坐标数 据DO、 Dj、 Dj+1备齐为止，保存坐标变换部104生成的已变换坐标 数据。已变换坐标数据备齐的时候，用已变换坐标数据进行多边形消 除判断，生成多边形绘制有效标志FPj(多边形有效时为真，无效为假)。
顶点消除判断部106，以VO—VI—V2—V3—V4—V5—V6的顺 序进行顶点消除判断。顶点消除判断部106，针对开始顶点VO和除了 开始顶点VO的顶点Vi(i=l 6)，分别用不同的条件公式来进行顶点消 除判断。
在开始顶点VO的顶点消除判断中，任何一个多边形绘制有效标志 FPj成为真时，判断开始顶点VO为有效。表示开始顶点VO是否有效 的顶点有效标志FVO，按照以下公式2表示的条件公式而生成。FV0=(3j)(FPj) ......(公式2)
更具体而言，顶点有效标志FV0通过进行公式3表示的或运算而 算出。
FV0=FV0 II FPj ......(公式3)
顶点消除判断部106使多边形绘制有效^t志的或作为中间结果标 志(公式3的右边的FV0)，保存在顶点消除判断缓冲器111。中间结果 标志成为真，就判断开始顶点VO是有效的顶点数据。中间结果标志到 最后都不成为真的情况下，判断开始顶点VO是无效的顶点数据。
进行多边形绘制有效标志FPi—2以及FPi—l的或运算(不存在的 多边形号码的多边形绘制有效标志作为假来处理)，该多边形绘制有效 标志FPi—2以及FPi—l是包含顶点Vi的多边形Pi—2以及Pi—1 的多边形绘制有效标志，该顶点Vi是除去开始顶点VO的顶点。艮口， 表示除去开始顶点V0的顶点Vi是否有效的顶点有效标志FVi，按照 以下公式4而生成。
FVi=FPi||FPi — 1 ......(公式4)
另外，顶点消除判断部106直到多边形绘制有效标志FPi—2以及 FPi—l备齐为止，使多边形消除判断部105生成的多边形绘制有效标 志或者其中间的或保存在顶点消除判断缓冲器111。例如，关于顶点 V2，包含顶点V2的多边形P0和Pl之中的P0的多边形绘制为有效， 所以判断顶点V2是有效的顶点数据。另一方面，关于顶点V3，包含 顶点V3的多边形Pl及P2都是多边形绘制为无效，所以判断顶点V3 是无效的顶点数据。
形态数据加载部107，针对由顶点消除判断部106判断为有效的 顶点V0、 VI、 V2、 V5、以及V6，以顶点消除判断的顺序加载形态 数据，并结合相应顶点的已变换坐标数据一起输出到多边形绘制处理 部108。多边形绘制处理部108接收这些顶点数据，进行多边形绘制 处理。
另外，如多边形带形式的情况一样，以上的处理是以流水线形式来执行的。即，如图8的时间图602所示，从顶点VO开始按照顺序 进行坐标数据的加载，并变换加载的坐标数据，从而生成已变换坐标 数据。并且，生成与顶点V2对应的已变换坐标数据之后，才能执行多 边形消除判断及顶点消除判断。之后，每次加载坐标数据时，坐标变 换、多边形消除判断及顶点消除判断被执行。下面，按照本实施例的 图像生成装置100的各处理部的数据流程来说明以流水线形式来执行 上述处理的状况。
图9是表示适应多边形扇形式的图像生成装置的各处理部中的数 据的流程图。如图9所示，设存储器200上配置有多边形扇的坐标数 据列表701及形态数据列表702。进而，存储器200，还保存多边形 绘制处理部108所输出的输出图像703。
坐标数据加载部103，访问存储器200上的坐标数据列表701， 依次加载坐标数据704，输出到坐标变换部104。
坐标变换部104，根据坐标数据704计算已变换坐标数据705, 输出到多边形消除判断部105。
多边形消除判断部105将已变换坐标数据705存储在变换坐标缓 冲器110。变换坐标缓冲器110存储多边形扇601的开始顶点VO的 已变换坐标数据706和除去开始顶点VO的顶点Vi的已变换坐标数据 707。在多边形扇的处理中，已变换坐标数据706被保存。开始顶点以 外的新的已变换坐标数据作为已变换坐标数据707依次被存储，并且 将不需要的已变换坐标数据，从旧的已变换坐标数据开始按顺序从变 换坐标缓冲器110删除。另外，变换坐标缓冲器IIO的已变换坐标数 据707被保存的区域是以先进先出形式被控制的。
多边形消除判断部105，通过利用已变换坐标数据707以及706， 执行裁剪判断及剔除判断，从而判断多边形是否有效。并且，根据判 断结果，生成多边形绘制有效标志708并输出到顶点消除判断部106。
顶点消除判断部106将多边形绘制有效标志708存储在顶点消除 判断缓冲器111。顶点消除判断缓冲器111存储多边形扇开始顶点的中间结果标志709和开始顶点以外的顶点消除判断时使用的多边形绘制 有效标志710。顶点消除判断缓冲器lll，在多边形扇的处理中保存多 边形扇开始顶点的中间结果标志709。向多边形绘制有效标志710上 登记新的多边形绘制有效标志的时候，从旧的多边形绘制有效标志按 顺序删除。另外，顶点消除判断缓冲器111的多边形绘制有效标志710 被保存的区域是以先进先出形式被控制的。
顶点消除判断部106在进行多边形扇开始顶点的顶点消除判断的 情况下，在多边形扇绘制开始时对中间结果标志709进行初始化成为 假。之后，每次接收多边形绘制有效标志708时，根据公式3进行中 间结果标志709和新的多边形绘制有效标志708的或运算，从而更新 中间结果标志709。更新的结果，中间结果标志709第一次从假变成 真的时候，将顶点有效标志711作为真来生成，输出到形态数据加载 部107。
在进行开始顶点以外的顶点消除判断的情况下，通过进行多边形 绘制有效标志710的或运算，从而生成顶点有效标志711，输出到形 态数据加载部107。
另外，顶点消除判断缓冲器111受到控制，使得仅保存多边形扇 的开始顶点的中间结果标志、以及成为判断对象的顶点被包含的所有 多边形(图9中是两个)的多边形绘制有效标志。这是因为，如多边形带 形式一样，在多边形扇形式中多边形以顶点的指定顺序被绘制，且， 顶点消除判断缓冲器111中的多边形绘制有效标志被保存的区域以先 进先出形式被控制。因此，顶点消除判断部106，通过总是对顶点消 除判断缓冲器111存储的多边形绘制有效标志710(图9中是两个)进行 或运算，从而能够生成顶点有效标志。
形态数据加载部107只在参照顶点有效标志711是有效的顶点时， 才访问存储器200上的形态数据列表702，加载相应的顶点的形态数 据。进而从变换坐标缓冲器110接收相应顶点的已变换坐标数据712， 并且结合形态数据，作为顶点数据713输出到多边形绘制处理部108。多边形绘制处理部108利用顶点数据713进行多边形绘制处理， 生成在存储器200上的输出图像703。
如同上述，将与除去开始顶点的顶点对应的已变换坐标数据707 及多边形绘制有效标志710存储在以先进先出形式来控制的缓冲器 中，从而能够以流水线形式来控制下列处理坐标数据的加载处理、 坐标变换处理、多边形消除判断处理、顶点消除判断处理、形态数据 的加载处理、以及多边形绘制处理。
由此，能够大幅度降低访问存储器200的访问量，而且避免压迫 存储器带宽。因而，能够实时地实现高清晰的多边形绘制处理。
(多边形网格形式)
图IO是表示输入多边形造型由多边形网格形式构成的情况下的处 理流程的图。多边形网格形式中，虽然内部很多多边形共享顶点，但 是与所述的多边形带及多边形扇不同，是以多边形单位来指定顶点的 形式。
如图10所示，多边形网格801的顶点数据，例如以PO(VO， VI， V2)—P1(V2， VI， V3)—P2(V2， V3， V4)—P3(V4， V3， V5)—P4(V4， V5， V6)—P5(V7， VO， V2)—P6(V7， V2， V8)—P7(V8， V2， V4) —P8(V8， V4， V9)—P9(V9， V4， V6)的顺序被指定(多边形网格是自 由度高的形式，所以不一定以上述顺序被指定)。另夕卜，在图10示出 的例子中，设多边形PO、 Pl、 P5、 P6、 P7及P8为有效的多边形， 多边形P2、 P3、 P4及P9为无效的多边形。
时间图802是表示从加载坐标数据到生成顶点有效标志(顶点判断 处理)为止的处理的流程的时间图。下面，按照时间图802对多边形网 格形式的处理的流程进行说明。
坐标数据加载部103，按照顶点数据的指定顺序，依次加载顶点数 据中的坐标数据Mi(i=0 9)，输出到坐标变换部104。在此，为了避 免对多边形网格上的相同顶点的坐标数据进行重复加载，对于在变换 坐标缓冲器110中保存有已变换坐标数据的顶点不进行加载。坐标变换部104，针对从坐标数据加载部103接收的顶点Vi的坐 标数据的每一个，分别进行坐标变换，并将已变换坐标数据Di按照坐 标数据的输入顺序来生成。
多边形消除判断部105，使被输入的已变换坐标数据Di保存在变 换坐标缓冲器110。进而以P0—PI—P2—P3—P4—P5—P6—P7— P8—P9的顺序进行多边形消除判断。多边形消除判断部105对多边形 Pj(j二0 9)进行多边形消除判断的时候，直到构成多边形P]'的顶点Vk、 VI、 Vm(k、 1、 m切 9)的已变换坐标数据Dk、 Dl、 Dm备齐为止， 保存坐标变换部104生成的已变换坐标数据。已变换坐标数据备齐的 时候，用已变换坐标数据进行多边形消除判断，生成多边形绘制有效 标志FPj(多边形有效时为真，无效为假)。
在此，在多边形网格形式的情况下、因为同一个顶点与别的多边 形共享的情况较多，所述的多边形Pj的多边形消除判断后还进行邻近 的多边形消除判断的期间(作为一个例子，如图10的时间图802所示， 求出多边形绘制有效标志FPj的期间)中，保存已变换坐标数据Dk、 Dl、 Dm。坐标数据加载部103对保存有己变换坐标数据的顶点的坐 标数据不进行加载，多边形消除判断部105，将被保存着的已变换坐 标数据再次用在多边形消除判断中。
例如，对多边形P8进行多边形消除判断的时候，构成多边形P8 的顶点V8、 V4、 V9之中，坐标数据加载部103加载顶点V9的坐标 数据M9，坐标变换部104生成已变换坐标数据D9。于此相对，顶点 V8、 V4的已变换坐标数据D8、 D4已经保存在变换坐标缓冲器110 中，所以坐标数据加载部103不加载顶点V8、 V4的坐标数据，坐标 变换部104不进行已变换坐标数据D8、 D4的生成。多边形消除判断 部105，利用新生成的已变换坐标数据D9和已经保存的已变换坐标数 据D8、 D4进行多边形消除判断。
顶点消除判断部106，利用多边形绘制有效标志FPj，对顶点Vi 进行顶点消除判断。即，如下列公式5所示，在包含顶点Vi的任一个多边形的多边形绘制有效标志FPj为真时，顶点Vi的顶点有效标志 FVi也为真。
FVi=(3j)(FPj&(ViEPj))......(公式5)
具体而言，顶点消除判断部106，对顶点Vi(i:0 9)进行顶点消除 判断的时候，首先进行初始化使顶点有效标志FVi成为假。顶点消除 判断部106，将多边形消除判断部105生成的多边形绘制有效标志 FPj，以PO—PI—P2—P3—P4—P5—P6—P7—P8—P9的顺序接收， 在分别构成多边形P]'(3、0 9)的顶点Vk、 VI、 Vm(k、 1、 111=0 9)的 中间结果标志FVk、 FV1、 FVm之间进行或运算，更新中间结果标志 FVk、 FV1、 FVm(以顶点被指定的顺序，即以FVk—FV1—FVm的顺 序进行更新)。即，在每次接收多边形绘制有效标志FPj时，根据下列 公式6算出中间结果标志FVk(FVl、 FVm也相同)。
FVk = FVk|| (FPj&(VkEPj))......(公式6)
例如，对多边形消除判断部105生成了多边形P8的多边形绘制有 效标志FP8的情况进行说明。顶点消除判断部106，针对构成多边形 P8的顶点V8、 V4、 V9，将中间结果标志FV8、 FV4、 FV9和多边 形绘制有效标志FP8分别进行或运算，来更新中间结果标志FV8、 FV4、 FV9。中间结果标志FVi从假成为真时，判断该顶点是有效的 顶点数据。在图10的例子中，按照VO—VI—V2—V3—V7—V8—V4 —V9的顺序，顶点数据被判断为有效。根据所述多边形消除判断结果， 中间结果标志FVi到最后都没有成为真的顶点V5及V6，被判断为无 效的顶点数据。
形态数据加载部107，针对由顶点消除判断部106判断为有效的 顶点VO、 VI、 V2、 V3、 V7、 V8、 V4、 V9，以顶点消除判断的顺序 加载形态数据，并结合相应顶点的已变换坐标数据一起输出到多边形 绘制处理部108。多边形绘制处理部108接收这些顶点数据，进行多 边形绘制处理。
如同上述，即使输入多边形造型以多边形网格形式表现的情况下,也只对多边形绘制处理中必要的形态数据进行加载。由此，与加载全 部数据的情况相比，能够减少存储器访问量。下面，按照本实施例的图像生成装置100的各处理部的数据流程来说明执行上述处理的状况。图ll是表示适应多边形网格形式的图像生成装置的各处理部中的数据流程的图。如图ll所示，设存储器200上配置有多边形网格的坐 标数据列表901及形态数据列表902。进而，存储器200，还保存多 边形绘制处理部108所输出的输出图像903。坐标数据加载部103，访问存储器200上的坐标数据列表901， 加载坐标数据904，输出到坐标变换部104。在此，为了避免对多边形 网格上的相同顶点的坐标数据进行重复加载，对于在变换坐标缓冲器 110中保存有已变换坐标数据的顶点不进行加载。坐标变换部104，根据坐标数据904计算已变换坐标数据905， 输出到多边形消除判断部105。多边形消除判断部105将已变换坐标数据905存储在变换坐标缓 冲器110。变换坐标缓冲器110，登记能够登记的最多数量的已变换坐 标数据906。在达到能够登记的最多数量时，还要登记新的已变换坐 标数据的情况下，将参考最久的顶点的已变换坐标数据从变换坐标缓 冲器110删除。多边形消除判断部105，利用已变换坐标数据906生 成多边形绘制有效标志907，输出到顶点消除判断部106。顶点消除判断部106，将根据多边形绘制有效标志907生成的中 间结果标志存储在顶点消除判断缓冲器111。顶点消除判断缓冲器111， 登记能够登记的最多数量的(与在变换坐标缓冲器110登记的已变换坐 标数据数量相同)中间结果标志908。在达到能够登记的最多数量时， 还要登记新的中间结果标志的情况下，将参考最久的顶点的中间结果 标志从顶点消除判断缓冲器111删除。顶点消除判断部106，在多边 形网格绘制开始时对所有中间结果标志908进行初始化都成为假。之 后，每次接收新的多边形绘制有效标志907时，根据公式6，与相应的多边形所包含的顶点的中间结果标志908进行或运算，从而更新中 间结果标志908。在更新结果第一次从假变成真的时候，生成表示相 应顶点为真的顶点有效标志909，输出到形态数据加载部107。形态数据加载部107，只在参照顶点有效标志909是有效的顶点 的时候，才访问存储器200上的形态数据列表902，加载相应顶点的 形态数据。从变换坐标缓冲器110接收相应顶点的已变换坐标数据 910，并且与形态数据结合，作为顶点数据911输出到多边形绘制处理 部108。多边形绘制处理部108利用顶点数据911进行多边形绘制处理， 生成在存储器200上的输出图像903。如同上述，即使输入多边形造型以多边形网格形式表现的情况下， 也只对多边形绘制处理中必要的形态数据进行加载。由此，与加载全 部数据的情况相比，能够减少存储器访问量。根据本实施例的图像生成装置及图像生成方法，关于输入多边形 造型的顶点数据中的坐标数据以外的形态数据，只针对在顶点消除判 断中判断为有效的顶点，进行形态数据的下载。由此，能够大幅度减 少存储器到图形处理单元的、与输入多边形造型的顶点数据的加载有 关的存储器访问量，从而能够以存储器带宽窄的信息处理装置，实时 地进行输入多边形数量多的高清晰多边形绘制处理。以上按照实施例说明了本发明的图像生成装置及图像生成方法，不 过，本发明不被该实施例所限定。只要不超出本发明的宗旨，本领域 的技术者所能想到的各种变形例在实施例中实施也包括在本发明的范 围内。例如，对于输入多边形造型的表现形式，可以包括所述形式的 混合形式、四边形带、线带等其他的表现形式。另外，作为输入多边形造型为多边形网格形式的情况下的数据流 程，利用图ll的数据流程进行了说明，不过，输入多边形造型为多边 形带形式或者多边形扇形式、或者上述形式的混合形式的情况下也可以用同样的数据流程来处理。而且，多边形消除判断部105利用了裁剪判断及剔除判断，不过， 根据绘制可选项只能选用 一种方法也可以。而且，作为裁剪判断可以包括将三维空间内的任意平面作为边界的消除判断，也可以包括将显示器表面303上的任意区域作为边界的 消除判断。而且，作为剔除判断可以包括下列判断消除在显示器表面303 投影时不足一个点的多边形的消除判断，对因为视见空间302内的其 他多边形绘制而导致在视点301上完全看不见的多边形进行消除的消 除判断。而且，在本实施例中，顶点消除判断部106使用了下列方法对 包含判断对象的顶点Vi的多边形的多边形绘制有效标志FPj进行或运 算，生成顶点有效标志FVi。所述方法可以有以下方法从多边形消 除判断部105获得包含判断对象的顶点Vi的多边形的多边形绘制有效 标志FPj的全部，之后生成顶点有效标志FVi;针对所述多边形绘制 有效标志FPj与顶点有效标志FVi的中间结果依次进行或运算并进行 更新，或运算中从假变为真时，将顶点有效标志FVi作为真来生成。 本实施例中，多边形带形式的顶点及多边形扇形式的开始顶点以外的 顶点属于前一个方法，多边形扇的开始顶点及所述多边形网格的顶点 属于后一个方法，不过，不管输入多边形造型的表现形式可以采用其 中的任一个。而且，在多边形网格形式中，中间结果标志由假变成真的情况下， 之后，顶点消除判断部106，可以停止利用标志为真的中间结果标志 所进行的或运算。例如，通过从顶点消除判断缓冲器111删除变为真 的中间结果标志，从而停止进行被删除的中间结果标志和多边形绘制 有效标志的或运算。例如，对于图2的图像生成装置100所包含的坐标数据加载部 103、坐标变换部104等各块，其中的一部分或者全部可以并行化，也可以合并多个块到一个块中。
而且，本发明可以作为包括图2的图像生成装置100的信息处理 装置来实现。
图12是表示包括图2的图像生成装置的信息处理装置的结构的方 框图。图12示出的信息处理装置1000包括集成电路IOOI、存储器 1008、显示器1009。
集成电路1001是例如系统大规模集成电路(LSI)等，包括 CPU1002、图形处理单元1003(图2的图像生成装置)、存储器控制器 1004、显示器控制器1005、 CPU总线1006、以及存储器总线1007。
CPU1002，将绘制命令列表202及顶点数据列表203经由存储器 总线1007和存储器控制器1004存储到存储器1008。而且，经由CPU 总线1006将绘制的指示传达到图形处理单元1003。
图形处理单元1003，经由存储器总线1007和存储器控制器1004 从存储器1008访问绘制命令列表202及顶点数据列表203，进行上述 的图像生成处理。生成的图像，经由存储器总线1007和存储器控制器 1004存储到存储器1008。存储在存储器1008的生成图像，经由显示 器控制器1005输出到显示器1009。
另外，关于CPU1002将顶点数据列表203存储到存储器1008， 将顶点数据列表203分割为一定被加载的坐标数据列表205、以及根 据顶点消除判断结果有可能不被加载的形态数据列表206，将分割的 上述列表分别存储到存储器的不同区域中。由此，在存储器总线1007 及存储器控制器1004根据突发存储器访问来加载存储器1008上的顶 点数据列表203的情况下，避免加载坐标数据时一起加载被判断为不 需要的形态数据，能够提高存储器访问效率。
而且，对图11的集成电路1001的CPU1002、图形处理单元1003 等各功能块可以个别进行集成电路化，或者也可以使一个集成电路包 含一部分或者全部。集成电路1001中可以含有AV(AudioVisual:视 听)处理单元或者流式传输(streaming)处理单元等其他的功能块。存储器1008，可以搭载在集成电路1001的内部，或者可以不论集成电路 1001的内部或外部搭载多个。
而且，本实施例示出了将图像生成装置作为集成电路来实施的例 子，不过，也可以通过通用处理机上的程序来实现，也可以利用制造之 后能够变更硬件结构的现场可编程门阵列(FPGA : Field Programmable Gate Array)或可重构集成电路内部的电路单元的连 接或设定的可重构处理器来实现。
而且，本发明作为记录了所述程序的计算机可读光盘(CD—ROM: Compact Disc—Read Only Memory)等的记录介质来实现，也可以作 为表示该程序的信息、数据或者信号来实现。并且，也可以将所述程 序、信息、数据及信号经由互联网等的通信网络来发送。
本发明的图像生成方法及图像生成装置可适用于搭载图形绘制功 能的各种电子机器，例如，移动电话、个人数字助理(PDA: Personal Digital Assistants数字电视、车载导航系统、家用游戏机、个人电 脑等。
权利要求
1、一种图像生成装置，通过绘制多边形来生成计算机图形图像，其特征在于，包括坐标数据加载单元，加载顶点数据中的表示顶点的位置的坐标数据，所述顶点数据表示构成多边形的所述顶点的信息；坐标变换单元，将由所述坐标数据加载单元加载的所述坐标数据变换为不同的坐标系；判断单元，通过利用由所述坐标变换单元进行变换而得到的已变换坐标数据，判断所述多边形是否为绘制的对象，从而判断构成所述多边形的顶点是否有效；形态数据加载单元，加载形态数据，该形态数据是仅对应于由所述判断单元判断为有效的顶点的所述顶点数据之中的、表示所述坐标数据以外的信息的数据；以及多边形绘制单元，利用由所述形态数据加载单元加载的形态数据和所述已变换坐标数据绘制多边形。
2、 如权利要求l所述的图像生成装置，其特征在于， 在每加载一个所述坐标数据时，在流水线上执行由所述坐标变换单元进行的坐标变换和由所述判断单元进行的多边形判断及顶点判 断。
3、 如权利要求l所述的图像生成装置，其特征在于， 所述判断单元具有多边形判断部，利用所述已变换坐标数据来判断所述多边形是否 为绘制的对象，并输出表示所述多边形是否为绘制的对象的多边形有 效标志；以及顶点判断部，通过进行包含共享的顶点的多个多边形的多边形有 效标志的或运算，从而判断所述顶点是否有效。
4、 如权利要求l所述的图像生成装置，其特征在于，所述图像生成装置，进一步包括第一缓冲器，保存预先被设定为表示顶点无效的中间结果标志； 所述判断单元具有多边形判断部，利用所述已变换坐标数据来判断所述多边形是否 为绘制的对象，并输出表示所述多边形是否为绘制的对象的多边形有 效标志；以及顶点判断部，通过对所述多边形有效标志和构成与所述多边形有 效标志对应的多边形的顶点的所述中间结果标志进行或运算，更新保 存在所述第一缓冲器中的中间结果标志，从而判断所述顶点是否有效。
5、 如权利要求4所述的图像生成装置，其特征在于， 所述顶点判断部，通过对所述中间结果标志和所述多边形有效标志进行或运算，从而在所述中间结果标志的值有了变更的情况下，输 出表示顶点有效的顶点有效标志，所述形态数据加载单元，在接收了所述顶点有效标志时，加载与 所述顶点有效标志对应的所述形态数据。
6、 如权利要求5所述的图像生成装置，其特征在于， 所述顶点判断部，还在所述中间结果标志的值有了变更的情况下，停止利用该中间结果标志进行的或运算。
7、 如权利要求l所述的图像生成装置，其特征在于， 所述坐标数据加载单元，从只存储多个所述坐标数据的区域加载所述坐标数据，所述形态数据加载单元，从只存储多个所述形态数据的区域加载 所述形态数据。
8、 如权利要求l所述的图像生成装置，其特征在于， 所述坐标变换单元，将所述坐标数据变换为世界坐标系以及显示器坐标系，所述判断单元，至少进行下列判断中的一个，即利用被变换为所 述世界坐标系的已变换坐标数据所执行的裁剪判断、以及利用被变换 为所述显示器坐标系的已变换坐标数据所执行的剔除判断之中的一个 判断，从而判断所述多边形是否有效，将构成被判断为有效的多边形 的顶点判断为有效。
9、 一种图像生成方法，通过绘制多边形来生成计算机图形图像，其特征在于，包括坐标数据加载步骤，加载顶点数据中的表示顶点的位置的坐标数 据，所述顶点数据表示构成多边形的所述顶点的信息；坐标变换步骤，将由所述坐标数据加载步骤加载的所述坐标数据 变换为不同的坐标系；判断步骤，通过利用由所述坐标变换步骤进行变换而得到的已变 换坐标数据，判断所述多边形是否为绘制的对象，从而判断构成所述 多边形的顶点是否有效；形态数据加载步骤，加载形态数据，该形态数据是仅对应于由所 述判断步骤判断为有效的顶点的所述顶点数据之中的、表示所述坐标 数据以外的信息的数据；以及多边形绘制步骤，利用由所述形态数据加载步骤加载的形态数据 和所述已变换坐标数据绘制多边形。
10、 一种集成电路，通过绘制多边形来生成计算机图形图像，其特征在于，包括坐标数据加载单元，加载顶点数据中的表示顶点的位置的坐标数 据，所述顶点数据表示构成多边形的所述顶点的信息；坐标变换单元，将由所述坐标数据加载单元加载的所述坐标数据变换为不同的坐标系；判断单元，通过利用由所述坐标变换单元进行变换而得到的已变 换坐标数据，判断所述多边形是否为绘制的对象，从而判断构成所述 多边形的顶点是否有效；形态数据加载单元，加载形态数据，该形态数据是仅对应于由所 述判断单元判断为有效的顶点的所述顶点数据之中的、表示所述坐标 数据以外的信息的数据；以及多边形绘制单元，利用由所述形态数据加载单元加载的形态数据 和所述已变换坐标数据绘制多边形。
全文摘要
能够适用于交互式用途的CG处理，且能够减少与输入多边形造型的顶点数据的加载有关的存储器访问量。通过绘制多边形来生成计算机图形图像的图像生成装置(100)包括坐标数据加载部(103)，从构成多边形的顶点的顶点数据中加载坐标数据；坐标变换部(104)，将被加载的坐标数据变换为不同的坐标系；多边形消除判断部(105)，利用进行变换而得到的已变换坐标数据，判断多边形是否为绘制的对象；顶点消除判断部(106)，判断构成被判断为有效的多边形的顶点为有效；形态数据加载部(107)，加载只与判断为有效的顶点对应的形态数据；以及多边形绘制处理部(108)，利用被加载的形态数据和已变换坐标数据绘制多边形。
文档编号G06T15/30GK101647044SQ20088001033
公开日2010年2月10日 申请日期2008年4月3日 优先权日2007年4月11日
发明者石桥裕大 申请人:松下电器产业株式会社