專利名稱：產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的方法、圖像數(shù)據(jù)處理裝置和記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用來(lái)通過(guò)數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生圖象數(shù)據(jù)的方法和裝置，特別涉及用來(lái)處理被增強(qiáng)的圖象數(shù)據(jù)的新的和改進(jìn)了的圖象數(shù)據(jù)處理方法和裝置，以及攜帶這種增強(qiáng)的圖象數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，在電視接收機(jī)、家庭視頻游戲機(jī)的監(jiān)視器或CRT顯示器、微型計(jì)算機(jī)、或圖示計(jì)算機(jī)中所產(chǎn)生的圖象通常實(shí)質(zhì)上是二維圖象。通過(guò)在一平面二維背景上移動(dòng)和變化二維特性或目標(biāo)而使這種圖象栩栩如生。但是，這種二維圖象或圖形受限于背景的造型和特征目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，因而不能產(chǎn)生更為逼真的圖象，特別是視頻游戲中更是如此。
為了改進(jìn)上述缺陷，已提出了各種各樣的產(chǎn)生高逼真三維圖象或圖形的方法，下面將介紹其中的某些方法?？梢赃x擇和顯示根據(jù)視覺(jué)變化(例如在該圖象中該視點(diǎn)的一變化)從幾個(gè)方向所觀察到的一特征目標(biāo)的幾個(gè)予置運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)。而且，一模擬的三維圖象可通過(guò)將多個(gè)二維圖在深度方向上以一個(gè)疊加在另一個(gè)上面的重疊方式來(lái)產(chǎn)生。還提供了一種紋理映射(texture mapping)方法，在該方法中，一多邊形用一紋理圖形(材料或圖案的)來(lái)填裝以產(chǎn)生一圖象模式。在另一種方法中，通過(guò)使用一色彩查詢(CLUT)表而改變?cè)搱D象的色彩數(shù)據(jù)而使色彩發(fā)生變化。
在一現(xiàn)有技術(shù)的家庭視頻游戲機(jī)的曲型例子中，從諸如輸入端或操縱桿之類的一輸入器件引入操作信息，并通過(guò)一接口沿著一主總線由一微處理器主要包含的一CPU來(lái)進(jìn)行處理。當(dāng)引入該操作數(shù)據(jù)時(shí)，在主存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的三維數(shù)據(jù)由于一視頻處理器的作用而被傳送到用來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)的一源視頻存儲(chǔ)器中。
上述CPU還進(jìn)行將從該源視頻存儲(chǔ)器按一特定順序讀出一序列的圖象數(shù)據(jù)部分傳送到該視頻處理器的操作，以便在該屏幕上以一個(gè)疊加到另一個(gè)之上的方式將它們重疊起來(lái)。根據(jù)所讀出的該圖象數(shù)據(jù)部分的順序，該視頻處理器從該源視頻存儲(chǔ)器讀出該圖象數(shù)據(jù)部分并按它們被重疊的排列來(lái)顯示它們。
當(dāng)該圖象數(shù)據(jù)部分被讀出并被顯示時(shí)，該操作信息的音頻分量被饋送到一音頻處理器，相應(yīng)地，為了與圖象數(shù)據(jù)同步從音頻存儲(chǔ)器依次采集相應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)。
例如，該源視頻存儲(chǔ)器可容納一檢驗(yàn)器板圖案和一組矩形圖象部分的背景或在該背景中的表示圓柱形目標(biāo)剖面的子圖形。在子圖形中除該圓柱形目標(biāo)之外的其它區(qū)域可按透明度繪出。
一被安置在該視頻處理器中的同步發(fā)生器產(chǎn)生一響應(yīng)于該圖象數(shù)據(jù)的同步信號(hào)的讀地址信號(hào)。該同步發(fā)生器的讀地址信號(hào)通過(guò)主總線被傳送到由CPU所確定的一讀地址表。該同步發(fā)生器還響應(yīng)于來(lái)自該讀地址表中的一信號(hào)從源視頻存儲(chǔ)器中讀取圖象部分。
所取回的該視頻數(shù)據(jù)部分然后被饋送到一重疊處理器，在那里它們按前述表中所確定的順序以一個(gè)疊加在另一個(gè)之上的方式而被重疊并且通過(guò)該主總線從CPU傳送過(guò)去。因?yàn)槭紫鹊絹?lái)的是背景而隨后是矩形子圖形，所以該子圖形組以一個(gè)疊加到另一個(gè)之上的方式而被重疊地安置在該背景之上的位置。
除了前述在該背景上以一個(gè)疊加在另一個(gè)之上的形式被重疊的子圖形的圓柱形目標(biāo)的剖面之外的其它區(qū)域通過(guò)一適合的透明度處理器處理而變得透明。其結(jié)果，該圓柱形目標(biāo)的二維數(shù)據(jù)可如同該原始圖象的三維數(shù)據(jù)VDO一樣而被重視。
源視頻存儲(chǔ)器被分成二個(gè)區(qū)域一個(gè)區(qū)域是象素?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域中象素?cái)?shù)據(jù)按小方塊的矩陣所表示的二維排列而被列成一行；另一個(gè)區(qū)域是色彩查尋表區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域中色彩數(shù)據(jù)按小矩形的行所表示的一維排列而被列成一行。
該色彩查尋表包括在該源視頻存儲(chǔ)器的一個(gè)方向或橫向上延伸列成一行的色彩數(shù)據(jù)表。該色彩查尋表因此取決于該源視頻存儲(chǔ)器的橫向距離并受限于可被顯示的色彩的數(shù)量。
因此，對(duì)于提供有較大量色彩并與相對(duì)簡(jiǎn)單的處理相兼容的被增強(qiáng)的圖象數(shù)據(jù)處理，和對(duì)于攜帶有這種被增強(qiáng)圖象數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)提出了現(xiàn)行的需求。本發(fā)明清楚地滿足了這些需求。
簡(jiǎn)言之，并概括地說(shuō)，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)了的圖象數(shù)據(jù)處理方法，其中該圖象數(shù)據(jù)提供了一較大量的彩色并與相對(duì)簡(jiǎn)單的處理相兼容，并提供了一種新的和改進(jìn)了的處理這種圖象數(shù)據(jù)的裝置，以及攜帶這種增強(qiáng)了的圖象數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。
更詳細(xì)地說(shuō)(在此作為例子但不作為限制)本發(fā)明提供了一種用來(lái)提供為了在二維顯示屏幕上繪制一圖象而被轉(zhuǎn)成二維圖象數(shù)據(jù)、并且具有多重查尋數(shù)據(jù)表、與其中一維地列成一行的彩色數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)，包括有多個(gè)實(shí)質(zhì)上被安置得與在該圖象中的每個(gè)象素?cái)?shù)據(jù)相同并且具有一組被配置的列成一行的一維數(shù)據(jù)表的彩色數(shù)據(jù)的三維圖象數(shù)據(jù)。在該色彩表組中每個(gè)色彩查尋表可賦予一該圖象的特定指定區(qū)域去擴(kuò)展原本由用于整個(gè)圖象的單個(gè)色彩查尋表所提供的色彩范圍。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一圖象數(shù)據(jù)處理裝置可包括有一為了在二維顯示屏幕上繪制一圖象而將一三維圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖象數(shù)據(jù)的變換繪圖裝置，一為了存儲(chǔ)圖象數(shù)據(jù)而具有一圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域的存儲(chǔ)裝置，和至少一個(gè)為了以二維配置存儲(chǔ)多個(gè)色彩數(shù)據(jù)表的色彩數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)區(qū)域，每一個(gè)表包括有多個(gè)一維地列成一行的色彩數(shù)據(jù)，在其中該結(jié)構(gòu)基本相同并相應(yīng)于在該圖象中每個(gè)數(shù)據(jù)象素的結(jié)構(gòu)，因而為了增強(qiáng)色彩可將色彩查尋表組的各個(gè)表賦予各自分離的區(qū)域。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一種記錄介質(zhì)攜帶有為了在二維顯示屏幕上繪制一圖象而被轉(zhuǎn)換成二維圖象數(shù)據(jù)的三維圖象數(shù)據(jù)，其中存儲(chǔ)有一組色彩數(shù)據(jù)表，每個(gè)表包括有多個(gè)與在該圖象中的每個(gè)數(shù)據(jù)象素結(jié)構(gòu)基本相同的一維地列成一行的色彩數(shù)據(jù)，因而為了增強(qiáng)色彩可將色彩查尋表組的各個(gè)表賦予各自分離的區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，在每個(gè)一維地列成一行的色彩數(shù)據(jù)表中的每個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)被安置得與在該圖象中的每個(gè)數(shù)據(jù)象素的結(jié)構(gòu)基本相同，因而可以相同的方式對(duì)該圖象數(shù)據(jù)和色彩數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
此外，如象多重色彩查尋表一樣，在一二維配置中安置一組一維地列成一行的色彩數(shù)據(jù)表，因而允許在一適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器中存儲(chǔ)較大量的色彩數(shù)據(jù)。
鑒于以上所述，一單一紋理圖象可以使用在相同存儲(chǔ)器中的幾個(gè)CLUT數(shù)據(jù)表，每個(gè)CLUT表可與另外的CLUT表不同，并且各自適應(yīng)于與之相關(guān)的滿足該專用圖象區(qū)域的特定色彩范圍。因而，提供了多個(gè)CLUT，每個(gè)CLUT限定于該色彩頻譜的特殊部分。每個(gè)紋理圖案或圖象區(qū)域可被編程以與較小實(shí)際數(shù)據(jù)分辨率的不同的專用CLUT相關(guān)聯(lián)，但由于該CLUT所操縱的該色彩頻譜的部分的更多的限定所以所述CLUT的色彩分辨率更高一些。在這種方法中，對(duì)于不同色彩范圍對(duì)于不同紋理調(diào)用而提供了CLUT變型，即用于植物的變型、用于車輛的變型、用于天空的變型等等。因此，其中每個(gè)CLUT專用于一特定圖象的子區(qū)域(稍大于一個(gè)單一的多邊形)的大的CLUT族簡(jiǎn)化了較大量的有效色彩并在數(shù)據(jù)處理中提高了效率。
因而，本發(fā)明滿足了用于提供較大數(shù)量的色彩、與相對(duì)簡(jiǎn)單處理相兼容的增強(qiáng)的圖象數(shù)據(jù)處理和攜帶這種增強(qiáng)的圖象數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)的一系列現(xiàn)行的需求。
本發(fā)明的這些和其它的目的和優(yōu)點(diǎn)當(dāng)結(jié)合說(shuō)明各實(shí)施例的附圖進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明后將會(huì)更為明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一圖象數(shù)據(jù)處理裝置的總的系統(tǒng)構(gòu)成的方框圖；圖2給出了在一顯示器上所顯示的圖；圖3示出了在一顯示器上顯示的置位；圖4示出了用于繪圖的剪裁特性；圖5示出了一紋理頁(yè)；圖6示出了一CLUT的構(gòu)成；圖7示出了繪制一子圖形的基本原理；圖8示出了幀雙重緩沖；圖9示出了TIM文件的格式；
圖10示出了在該文件中字節(jié)的次序；圖11示出了該TIM文件格式的一ID的結(jié)構(gòu)；圖12示出了該TIM文件格式的FLAG的結(jié)構(gòu)；圖13示出了該TIM文件格式的一CLUT的結(jié)構(gòu)；圖14示出了一CLUT輸入的結(jié)構(gòu)；圖15示出了該TIM文件格式的“象素(Pixel)”數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)；圖16示出了圖象數(shù)據(jù)不同模式的紋理；圖17給出了現(xiàn)有技術(shù)的圖象產(chǎn)生裝置(或家庭視頻游戲機(jī))的配置的系統(tǒng)框圖；圖18示出了由圖17的現(xiàn)有技術(shù)圖象產(chǎn)生裝置所執(zhí)行的一圖象產(chǎn)生方法的方框和圖示的混合圖；圖19示出了常規(guī)象素?cái)?shù)據(jù)的賦值的方框圖；和圖20示出了規(guī)色彩查尋表的圖。
現(xiàn)在參見(jiàn)附圖，在整個(gè)附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的或相應(yīng)的部分。
圖17中示出了一現(xiàn)有技術(shù)的家庭視頻游戲機(jī)的典型例子。如圖17所示，在主要包含有一微處理器的CPU391的作用下，從諸如一輸入端或一操縱桿之類的輸入裝置391通過(guò)一接口393沿主總線399引入操作信息。如象在前面所指明的，當(dāng)引入該操作數(shù)據(jù)時(shí)，在視頻處理器396的作用下在主存儲(chǔ)器392中所存儲(chǔ)的三維數(shù)據(jù)被傳送到源視頻存儲(chǔ)器395中暫時(shí)存儲(chǔ)起來(lái)。
CPU391還將用來(lái)從源視頻存儲(chǔ)器395讀出一系列圖象數(shù)據(jù)部分以便在該屏幕上將它們一個(gè)疊加在另一個(gè)之上的重疊起來(lái)的一特定順序傳送到視頻處理器396。根據(jù)所讀的圖象數(shù)據(jù)順序，視頻處理器396從源視頻存儲(chǔ)器395讀取該圖象數(shù)據(jù)部分并以它們重疊配置的方式對(duì)它們進(jìn)行顯示。
當(dāng)該圖象數(shù)據(jù)部分被讀取和被顯示時(shí)，該操作信息的音頻分量被饋送到音頻處理器397，然后音頻處理器397從音頻存儲(chǔ)器398中拾取相應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)以便與該圖象數(shù)據(jù)同步。
觀察一下圖18，圖18示出了基于在圖17中所示的家庭視頻游戲機(jī)中的二維數(shù)據(jù)格式傳送三維數(shù)據(jù)的過(guò)程。圖18示出了在三維圖象中在一檢驗(yàn)器板圖案的背景上顯示的一圓柱形目標(biāo)。
圖18的源視頻存儲(chǔ)器395包含有檢驗(yàn)器板圖案的背景200和表示在該背景200上的圓柱形剖面的一組矩形部分或子圖形201、202、203和204。除了在子圖形201、202、203和204上的該圓柱形目標(biāo)的剖面之外，其余區(qū)域以透明性繪制。
被安置在視頻處理器396中的同步發(fā)生器400被用來(lái)響應(yīng)于該圖象數(shù)據(jù)的一同步信號(hào)而產(chǎn)生一讀地址信號(hào)。如圖18所示，該同步發(fā)生器400的讀地址信號(hào)通過(guò)主總線399被傳送到由CPU391所確定的一讀地址表401。該同步發(fā)生器400還響應(yīng)于來(lái)自讀地址表401的一信號(hào)自源視頻存儲(chǔ)器395讀取圖象部分。
所取回的視頻數(shù)據(jù)部分隨后被饋送到一重疊處理器403，在那里它們利用優(yōu)先級(jí)表402所確定的順序并由從CPU391主總線399以一個(gè)疊加在另一個(gè)之上的方式被重疊起來(lái)。由于首先到來(lái)的是背景200，然后按這種順序矩形子圖形201、202、203和204依次到來(lái)，從而該子圖形組被一個(gè)疊加在另一個(gè)之上地安置在背景200上。
然后，除了在該背景上一個(gè)疊加在另一個(gè)之上的方式被重疊的子圖形201、202、203和204的圓柱形目標(biāo)的剖面之外的其余區(qū)域由一透明性處理器404使其變得透明。
其結(jié)果，如圖18所示，該圓柱形目標(biāo)的二維圖象數(shù)據(jù)可作為該原始圖象的三維數(shù)據(jù)VDO而被再現(xiàn)出來(lái)。
該源視頻存儲(chǔ)器395分為二個(gè)區(qū)域一個(gè)是象素?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，在該區(qū)域中如圖19所示那樣象素?cái)?shù)據(jù)是以一小方塊的矩陣所表示的二維配置方式列成一行；另一個(gè)是色彩查尋表區(qū)域，在該區(qū)域中如圖20所示那樣色彩數(shù)據(jù)是以由小矩形行所表示的一維配置方式列成一行。
所在圖20中所看到的，該色彩查尋表包括在一個(gè)方向或源視頻存儲(chǔ)器395的橫向上延伸的一維地列成一行的色彩數(shù)據(jù)表。因此該色彩查尋表取決在該源視頻存儲(chǔ)器395的橫向距離上的多少并受限于被顯示的色彩的數(shù)量。
在說(shuō)明用來(lái)產(chǎn)生圖象數(shù)據(jù)的方法的本發(fā)明的主要實(shí)施例之前，將介紹用來(lái)從由本發(fā)明的該圖象數(shù)據(jù)處理方法所產(chǎn)生的圖象數(shù)據(jù)(一圖形數(shù)據(jù)，后面稱之為“TIM”數(shù)據(jù))來(lái)產(chǎn)生一三維圖示數(shù)據(jù)的另一實(shí)施例的一圖象處理系統(tǒng)，以增強(qiáng)對(duì)后面接著的該主要實(shí)施例的逐步了解。
參見(jiàn)附圖，圖1示出了在一家庭視頻游戲機(jī)中裝入的該圖象處理系統(tǒng)的配置。該圖象處理系統(tǒng)基本上設(shè)計(jì)以用于家庭視頻游戲機(jī)、微計(jì)算機(jī)、或一圖示計(jì)算機(jī)裝置器件之中。
圖1實(shí)施例的該圖象處理系統(tǒng)允許一操作者通過(guò)控制隨后將要詳細(xì)說(shuō)明的從諸如已被設(shè)計(jì)得用來(lái)存儲(chǔ)特定格式數(shù)據(jù)的一光盤(即，一CD-ROM)之類的記錄介質(zhì)取回的一圖象數(shù)據(jù)格式(稱之為TIM格式)的相關(guān)數(shù)據(jù)(即，游戲程序)來(lái)玩游戲。
更詳細(xì)地說(shuō)，該圖象處理系統(tǒng)包括幾何傳遞機(jī)構(gòu)(GTE)61和圖示處理單元(GPU62)，它們相結(jié)合作為一變換裝置用來(lái)將從一CD-ROM盤取回的三維圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維圖象數(shù)據(jù)以便在一二維顯示器屏幕上繪制一圖象；和一幀緩沖器63，用來(lái)作為一具有一為了存貯該圖象數(shù)據(jù)的圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域(圖形區(qū)域或結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)區(qū)域)和用來(lái)以二維配置方式存儲(chǔ)一組色彩數(shù)據(jù)表的存儲(chǔ)裝置，所述每個(gè)色彩數(shù)據(jù)表(后面將一色彩查尋表稱之為一“CLUT”)包括多個(gè)一維地列成一行的色彩數(shù)據(jù)，其中該結(jié)構(gòu)被安置得與在該圖象中的每個(gè)數(shù)據(jù)象素的結(jié)構(gòu)基本相同。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，圖1中所示的實(shí)施例的該圖象處理系統(tǒng)包括有一主控制器模塊50，它包括有一中央處理單元(CPU)51和它的外圍裝置(包括一外圍裝置控制器52)；一圖示模塊60，它基本包含有用來(lái)在一幀緩沖器63中繪制一圖象的圖示處理單元(GPU)62；一聲音模塊70，它包含有用來(lái)放送音樂(lè)或效果聲的一聲音處理單元(SPU)71和其它裝置；一光盤控制器模塊80，用來(lái)控制作為一輔助存儲(chǔ)裝置的光(CD-ROM)盤裝置81和對(duì)再現(xiàn)數(shù)據(jù)譯碼；一通訊控制器模塊90，用來(lái)控制來(lái)自控制器92的指令信號(hào)的輸入和在一總線存儲(chǔ)器(或存儲(chǔ)器插件)93上所設(shè)置的游戲參數(shù)的輸入或輸出；和一從主控制器模塊50連接到該通訊控制器模塊90的主總線B。
該主控制器模塊50包括CPU51；外圍裝置控制器52，用來(lái)控制中斷動(dòng)作、時(shí)間順序、存儲(chǔ)動(dòng)作、和傳送一直接存儲(chǔ)存取(DMA)信號(hào)；一例如由2兆字節(jié)RAM組成的主存儲(chǔ)器53；和一例如512K字節(jié)的ROM54，在其程序中存儲(chǔ)有包括一用來(lái)操作主存儲(chǔ)器53、圖示模塊60、和聲音模塊70的操作系統(tǒng)的程序。
該CPU51可以是一用來(lái)執(zhí)行在該ROM54中所存儲(chǔ)的操作系統(tǒng)以便控制整個(gè)系統(tǒng)的32位簡(jiǎn)化指令集計(jì)算機(jī)(RISC)。該CPU51還包括有用來(lái)控制實(shí)時(shí)存儲(chǔ)的一指令高速緩沖存儲(chǔ)器和一中間結(jié)果存儲(chǔ)器。
該圖示模塊60包括一GTE61，該GTE61包含有一用來(lái)進(jìn)行坐標(biāo)運(yùn)算以便執(zhí)行一坐變換處理的協(xié)處理器；一用來(lái)響應(yīng)于來(lái)自CPU51的指令信號(hào)繪制一圖象的GPU62；用來(lái)存儲(chǔ)由該GPU62所提供的圖示數(shù)據(jù)的具有如1兆字節(jié)的幀緩沖器63；和一用來(lái)對(duì)由一諸如離散余弦變換之類的正交變換處理進(jìn)行壓縮和編碼的一編碼圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的圖象譯碼器64(后面稱之為“MDEC”)。
該GTE61還可有一并行處理器，用來(lái)并行地執(zhí)行多個(gè)數(shù)學(xué)運(yùn)算并對(duì)該CPU起一協(xié)處理器的作用以便高速執(zhí)行坐標(biāo)變換和光源、向量以及固定小數(shù)點(diǎn)符號(hào)矩陣的計(jì)算。
更特別的是，該GTE61能夠在以一單色繪制的每個(gè)三角形多邊形為淺陰影(flat shading)的情況下以典型的每秒1.5×106的速率執(zhí)行多邊形的坐標(biāo)計(jì)算。這就允許該圖象處理系統(tǒng)盡量減小對(duì)CPU51的負(fù)載并因而以一更高速來(lái)執(zhí)行坐標(biāo)計(jì)算。
該GPU62響應(yīng)于一來(lái)自CPU51的多邊形繪制命令以便向該幀緩沖器63繪制一多邊形或一圖形。該GPU62每秒繪制360000個(gè)多邊形并且還有一獨(dú)立于CPU51的用于該幀緩沖器63的變換的二維地址空間。
該幀緩沖器63包括一所謂的雙端口RAM，該雙端口RAM同時(shí)執(zhí)行來(lái)自GPU62的繪制數(shù)據(jù)的取回或來(lái)自主存儲(chǔ)器53的數(shù)據(jù)的傳送和用來(lái)顯示的數(shù)據(jù)的釋放。
再有，該幀緩沖器63可具有由其水平1024×垂直512的16比特格式構(gòu)成的象素矩陣的1兆字節(jié)尺寸。在該幀緩沖器63的尺寸中的任何所希望的區(qū)域均可被輸送到諸如顯示器之類的一視頻輸出裝置65。
除了作為一視頻輸出的該被輸送的區(qū)域之外，該幀緩沖器63還包括一在隨著GPU62的作用而繪制圖形或多邊形期間用來(lái)存儲(chǔ)被用作參考的一CLUT的一色彩查尋表區(qū)域和用來(lái)存儲(chǔ)在由GPU62所繪制的圖形和多邊形上被坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和被映射的紋理數(shù)據(jù)的一紋理區(qū)域。該CLUT和紋理二個(gè)區(qū)域可依從于該顯示區(qū)域的變化而動(dòng)態(tài)地改變。該幀緩沖器63因而可向在顯示器中的該區(qū)域執(zhí)行一繪制存取并將一高速DMA傳送到該主存儲(chǔ)器53和從該主存儲(chǔ)器53取出一高速DMA。
除了該淺陰影之外，該GPU62還可執(zhí)行Gouraud陰影(其中多邊形的色彩是由頂點(diǎn)色彩的插值所確定的)和紋理映射(其中從該紋理區(qū)域所選擇的一紋理被附加到一多邊形上)。
對(duì)于該Gouraud陰影或紋理映射，該GTE61可在每秒達(dá)500000個(gè)多邊形的速率上執(zhí)行坐標(biāo)計(jì)算。
該MDEC64響應(yīng)于來(lái)自CPU51的一命令信號(hào)以便對(duì)自一CD-ROM盤取回并被存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器53中的一靜止或運(yùn)動(dòng)圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼并隨后再將它存儲(chǔ)在該主存儲(chǔ)器53中。更特別的是，該MDEC64以一高速執(zhí)行一反向離散余弦變換操作(稱之為反向DCT)用來(lái)擴(kuò)展色彩靜止圖象壓縮標(biāo)準(zhǔn)(如象已知的JPEG)或存儲(chǔ)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)圖象編碼標(biāo)準(zhǔn)(如象已知的MPEG，在本實(shí)施例中用于內(nèi)部幀壓縮)的被壓縮數(shù)據(jù)。
所再現(xiàn)的該圖象數(shù)據(jù)通過(guò)GPU62被傳送到幀緩沖器63并因而可用作為由GPU62所繪制的圖象的背景。
該聲音模塊70包括有一聲音處理單元(SPU)71，它響應(yīng)于來(lái)自CPU51的一命令來(lái)產(chǎn)生一音樂(lè)或效果音響；一聲音緩沖器72具有例如(但不受限于此)512K字節(jié)，用來(lái)存儲(chǔ)自一CD-ROM取回的語(yǔ)音或音樂(lè)聲音的音頻數(shù)據(jù)、聲音源數(shù)據(jù)；和一揚(yáng)聲器73，作為用來(lái)發(fā)送由SPU71所產(chǎn)生的音樂(lè)或效果音響。
該SPU71具有一自適應(yīng)差動(dòng)脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)信號(hào)譯碼功能，用來(lái)再現(xiàn)自16比特音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的4比特ADPCM格式的一音頻數(shù)據(jù)；一用來(lái)再現(xiàn)在該聲音緩沖器72中存儲(chǔ)的聲源數(shù)據(jù)以發(fā)送一音樂(lè)或效果音響的放音功能；和一用來(lái)為了放音而調(diào)制在該聲音緩沖器72中存儲(chǔ)的音頻數(shù)據(jù)的調(diào)制功能。更特別的是，該SPU71具有一帶有24音的ADPCM聲源，在該聲源中回路的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和時(shí)間系數(shù)被自動(dòng)地改變并通過(guò)一來(lái)自CPU51的信號(hào)而被激勵(lì)。該SPU71控制它的地址空間隨聲音緩沖器72而變換并可通過(guò)具有Key-on/Key-off或調(diào)制信息的ADPCM數(shù)據(jù)從CPU51到聲音緩沖器72的直接傳送來(lái)執(zhí)行音頻數(shù)據(jù)的再現(xiàn)。
因此，該聲音模塊70被作為一取樣聲源用來(lái)當(dāng)接收一來(lái)自CPU51的指令信號(hào)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)于在聲音緩沖器72中所存儲(chǔ)的該音頻數(shù)據(jù)的一音樂(lè)或效果音響。
光盤控制器模塊80包括有用來(lái)從CD-ROM的光盤取回一程序或數(shù)據(jù)的盤驅(qū)動(dòng)裝置81；一譯碼器82，用來(lái)對(duì)帶有誤差校正碼(ECC)的被編碼、存儲(chǔ)程序或數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼；和一緩沖器83，例如該緩沖器為32K字節(jié)，用來(lái)存儲(chǔ)從一光盤取回的數(shù)據(jù)。由盤驅(qū)動(dòng)裝置81、譯碼器82、和用來(lái)從一盤中讀取數(shù)據(jù)的其它部件所組成的光盤控制器模塊80還被安裝以支持包括CD-DA和CD-ROM XA的其它盤格式。該譯碼器82還被作為該聲音模塊70的一組成部分。
由盤驅(qū)動(dòng)裝置81從該盤取回的音頻數(shù)據(jù)并不限于ADPCM格式(用來(lái)在CD-ROM XA盤上存儲(chǔ))而可以是由模擬-數(shù)字變換所產(chǎn)生的一通用PCM模式。
ADPCM數(shù)據(jù)可按自16比特?cái)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)所計(jì)算的4比特差分形式被記錄并在譯碼器82中首先受到誤差校正和譯碼，傳送到SPU71在那里進(jìn)行D/A變換，并為了放音而被提供到揚(yáng)聲器73。
PCM數(shù)據(jù)可按16比特?cái)?shù)字信號(hào)形式被記錄并為了驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器73而由譯碼器82譯碼。該譯碼器82的音頻輸出首先傳送到SPU71在那里與SPU輸出器混合并為了音頻放音而通過(guò)一混響單元而被釋放。
通訊控制器模塊90包括有用來(lái)控制沿主總線B與CPU51通訊的一通訊控制器裝置91；用來(lái)通過(guò)一操作員輸入命令的控制器92；和用來(lái)存儲(chǔ)游戲置位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)卡93。
控制器92是一用來(lái)向應(yīng)用軟件傳送操作員指令的接口并且為了指令的輸入可帶有16個(gè)命令鍵。由該通訊控制裝置91所予置的被設(shè)置給該鍵的命令以每秒60次的速率在同步模式下被饋送到通訊控制裝置91。然后該通訊控制裝置91將該鍵命令傳送到CPU51。該控制器92具有二個(gè)安置在其內(nèi)的連接器，用來(lái)通過(guò)多抽頭端口依次連接多個(gè)控制器。
因此，當(dāng)接收來(lái)自該操作員的命令時(shí)，該CPU51開(kāi)始執(zhí)行一個(gè)由一游戲程序所確定的相應(yīng)處理動(dòng)作。
當(dāng)所要進(jìn)行的游戲上需進(jìn)行初始置位時(shí)，CPU51將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到通訊控制器裝置91，并在存儲(chǔ)卡93中存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)。
該存儲(chǔ)卡93是與主總線B分離的并當(dāng)主總線B被激勵(lì)時(shí)存儲(chǔ)卡可自由地插入或拔出。這就允許該游戲所置位的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到二個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)卡93中。
本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)還提供有一16比特并行輸入和(I/O)端口101和一異步串行輸入和輸出(I/O)端口102。該系統(tǒng)可將該并行I/O端口101連接到任何其它的外圍裝置上并將該串行I/O端口102連接另外的視頻游戲機(jī)上以便進(jìn)行通訊。
在主存儲(chǔ)器53、GPU62、MDEC64和譯碼器82之間為了讀取一程序、顯示一文本、或繪制一圖形而需以高速傳送大量的圖象數(shù)據(jù)。因而本實(shí)施例的圖象處理系統(tǒng)適用在主存儲(chǔ)器53、GPU62、MDEC64和譯碼器82之間進(jìn)行直接數(shù)據(jù)傳送或DMA傳送而不使用CPU51。相反地，它是在外圍裝置控制器52的控制之下。其結(jié)果，在該數(shù)據(jù)傳送期間加到CPU51的負(fù)載將大大地降低，因而產(chǎn)生高速數(shù)據(jù)傳送操作。
當(dāng)被激勵(lì)時(shí)，本發(fā)明的視頻游戲機(jī)允許CPU51執(zhí)行在RAM54中所存儲(chǔ)的操作系統(tǒng)。當(dāng)該操作系統(tǒng)被執(zhí)行時(shí)，由CPU51正確地控制圖示模塊60和聲模塊70的動(dòng)作。
另外，當(dāng)該操作系統(tǒng)被調(diào)用時(shí)，通過(guò)重復(fù)每個(gè)動(dòng)作該CPU51開(kāi)始初始化整個(gè)系統(tǒng)并且隨后為了執(zhí)行在一光盤上所存儲(chǔ)的所期望的游戲程序而使光盤控制器模塊80動(dòng)作。
在該游戲程序執(zhí)行期間，為了控制圖象的顯示和再現(xiàn)音樂(lè)或效果音響，響應(yīng)于由操作員所輸入的命令該CPU51使圖示模塊60和聲音模塊70工作。下面說(shuō)明按照本發(fā)明的圖象數(shù)據(jù)處理裝置在該顯示器上所顯示的圖象數(shù)據(jù)。
GPU62在視頻輸出裝置65或諸如CRT之類的顯示器上顯示由該幀緩沖器63所產(chǎn)生的一所期望的圖示模式的區(qū)域。該顯示區(qū)域和該顯示屏幕之間的關(guān)系如圖2所示。
該GPU62被設(shè)計(jì)得去支持如下所示的9個(gè)不同的顯示模式。
模式分辨率 附注0256(H)×240(V)非隔行掃描1320(H)×240(V)非隔行掃描2512(H)×240(V)非隔行掃描3640(H)×240(V)非隔行掃描4256(H)×480(V)隔行掃描5320(H)×480(V)隔行掃描6512(H)×480(V)隔行掃描7640(H)×48 0(V) 隔行掃描8384(H)×240(V)非隔行掃描9384(H)×480(V)隔行掃描該顯示屏幕的象素的尺寸或數(shù)量是可變的并且顯示開(kāi)始和結(jié)束(在一坐標(biāo)平面上分別由(DTX，DTY)和(DBX，DBY)表示)可分別在水平方向和垂直方向上單獨(dú)地被確定，如圖3所示。
在該坐標(biāo)上可適用值的范圍和顯示模式之間的關(guān)系如下所示。應(yīng)注意的是DBX與DTX相差4。因而，最小屏幕尺寸包括在水平上4個(gè)象素×在垂直上2個(gè)象素(在一非隔行掃描模式)或4個(gè)象素(在一隔行掃描模式)。
*沿X軸可適用值的范圍
模式 DTX DBX0和40至2764至2801和50至3484至3522和60至5564至5603和70至7004至7048和90至3964至400*沿Y軸可適用值的范圍模式DTX DBX0至3和80至2414至2434至7和90至4804至484此外，該GPU62支持二個(gè)顯示色彩模式，16比特直接模式(32768色)和24比特直接模式(全部色彩)。該16比特直接模式(后面稱之為16比特模式)提供32768種色彩。雖然與24比特直接模式(后面稱之為24比特模式)相比16比特模式對(duì)可顯示色彩的數(shù)量有所限制，但16比特模式允許GPU62的色彩計(jì)算在24比特模式上執(zhí)行，并且還有抖動(dòng)功能來(lái)模擬一準(zhǔn)全色彩(24比特色彩)顯示。該24比特模式提供16777216種色彩(全色彩)并提供一被傳送到該幀緩沖器63的圖象數(shù)據(jù)的比特映射顯示，但不能激勵(lì)由GPU62所進(jìn)行的任何繪制動(dòng)作。當(dāng)一象素的比特長(zhǎng)度包括有24比特時(shí)，在該幀緩沖器63中的坐標(biāo)和位置值必須基于16比特格式而被確定。例如，在該幀緩沖器63中，640×480的24比特圖象數(shù)據(jù)被作為960×480來(lái)處理。再有，DBX用增加8來(lái)表示。因而，在24比特模式中該最小顯示盡寸是在水平上的8象素乘以在垂直上的2象素。
下面說(shuō)明該GPU62的繪制功能。
該繪制功能包括在4比特CLUT模式(每個(gè)子圖形帶有16種色彩的4比特格式)、8比特CLUT模式(每個(gè)子圖形帶有256種色彩的8比特格式)、和16比特CLUT模式(每個(gè)子圖形帶有32768種色彩的16比特格式)中用來(lái)產(chǎn)生其范圍從1×1點(diǎn)到256×256點(diǎn)的多個(gè)子圖形(即，一多邊形)的子圖形繪制；用來(lái)對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)由坐標(biāo)值來(lái)定義的一多邊形(三角形、四邊形等)執(zhí)行繪制并且隨后為了通過(guò)向各個(gè)頂點(diǎn)指定一不同色彩而在該多邊形上提供一刻度而用一單色、Gouraud陰影來(lái)填充該多邊形而使用淡陰影以及為了在該多邊形的表面應(yīng)用(一紋理圖形的)二維圖形數(shù)據(jù)而執(zhí)行紋理映射的多邊形繪制；在其中可應(yīng)用刻度的線繪制；和為了將圖象數(shù)據(jù)從CPU51傳送到幀緩沖器63，從幀緩沖器63傳送到CPU51，和從幀緩沖器63傳送到幀緩沖器63的圖象數(shù)據(jù)傳送。
還可增加另外的功能，例如半透明描繪，在其中象素被平均(如象已知的由于這些象素的數(shù)據(jù)以一所期望的比值或α比值共同被混合而使用α混合)，為了平滑在噪聲使用情況下的色彩的界面而進(jìn)存抖動(dòng)，為了消除繪制區(qū)域外的特性而進(jìn)行的剪裁，或繪制的原始位置點(diǎn)隨該繪制區(qū)域而位移的偏移。
在該坐標(biāo)系統(tǒng)中是基于一11比特格式來(lái)繪制一圖形，因而對(duì)每個(gè)X和Y的值的賦值范圍是-1024到+1023。如圖4所示，該幀緩沖器63的尺寸是1024×512并且任何延伸可被折迭。通過(guò)控制坐標(biāo)的偏移值在該幀緩沖器63內(nèi)一繪制的原點(diǎn)可任意地被確定。由于該剪裁功能，僅在該幀緩沖器63內(nèi)可用來(lái)繪制任何形狀。
由該GPU62所支持的子圖形最大由256×256點(diǎn)表示，它的水平和垂直長(zhǎng)度可在這個(gè)范圍內(nèi)自由地被確定。
如圖5所示，附加到該子圖形上的(子圖形圖案的)圖象數(shù)據(jù)被指定到幀緩沖器63的非顯示區(qū)域。因此，在繪制命令開(kāi)始之前該子圖形圖案被傳送到幀緩沖器63。只要該幀緩沖器的存儲(chǔ)區(qū)域是可利用的，若干子圖形圖案可以以256×256象素的頁(yè)單元形式保存。該256×256象素尺寸被稱之為一紋理頁(yè)。每個(gè)紋理頁(yè)的位置是通過(guò)向一繪制命令TSB賦予一頁(yè)數(shù)以便指定紋理頁(yè)的(地址)點(diǎn)來(lái)確定的。
該子圖形圖案被分成三種色彩模式，即4比特CLUT模式、8比特CLUT模式、和16比特CLUT模式。該4比特和8比特模式占用一個(gè)CLUT。
該CLUT示于圖6中，用來(lái)產(chǎn)生所顯示的可視色彩三種主要色彩的R、G和B值的16至256在該幀緩沖器63中被排成一列。該R、G和B值按一順序從該幀緩沖器63的左端起被編號(hào)并且在該子圖形圖案中一象素的色彩由該編號(hào)所識(shí)別。對(duì)于每個(gè)子圖形該CLUT可被選擇并且各個(gè)子圖形可與它們各自的CLUT有關(guān)。在圖6中，每個(gè)入口表示一16比特模式的單一象素和每個(gè)CLUT等于該圖象數(shù)據(jù)的1×16比特(在4比特模式中)或1×255比特(在8比特模式中)。在該幀緩沖器63中該CLUT的存儲(chǔ)位置是由為了指定CLUT的(地址)點(diǎn)而在用來(lái)作為一繪制命令項(xiàng)CBA的參數(shù)的該CLUT的左端所賦予的坐標(biāo)值來(lái)確定的。
一單一的紋理圖象可使用在該相同存儲(chǔ)器中的幾個(gè)CLUT數(shù)據(jù)表并且每個(gè)CLUT表與其它的CLUT表可以不同并且每個(gè)CLUT表是唯一地適合于與它相關(guān)的專用圖象區(qū)域的特定色彩范圍。因而，提供了若干個(gè)CLUT，每個(gè)CLUT限于該色彩頻譜的一特定部分。每個(gè)紋理圖案或圖象區(qū)域可與相關(guān)的較小的現(xiàn)行數(shù)據(jù)分辨率的不同專用CLUT一起被編程，而更為明顯的色彩分辨率更加受由該CLUT所處理的色彩頻譜部分的限制。在這種方式中，CLUT的變化是由不同紋理調(diào)用不同色彩范圍例如用于各種植物、用于小汽車、用于天空等的色彩范圍所提供的。因此，一大族CLUT的每個(gè)CLUT專用于一特定的圖象子區(qū)域(比一單一多邊形要大)從而簡(jiǎn)化了一較大數(shù)量的可用色彩并提高了數(shù)據(jù)處理的效率。
圖7簡(jiǎn)要地示出了一子圖形的繪制，其中繪制命令U和V是用來(lái)指出分別在一水平方向和一垂直方向上所表示的一紋理頁(yè)中位置的參數(shù)。X和Y是用來(lái)指出一繪制區(qū)域位置的參數(shù)。
GPU62使用了已知的幀雙重緩沖的一運(yùn)動(dòng)顯示技術(shù)，如圖8所示，其中在該幀緩沖器62中準(zhǔn)備了兩個(gè)四邊形圖案；與在另一個(gè)四邊形中一圖示被映射時(shí)，這一個(gè)四邊形被顯示。當(dāng)該繪制完成時(shí)，切換這二個(gè)圖案。這就避免了重寫動(dòng)作的顯示。在該幀緩沖器63中的該切換可與垂直間隔期間進(jìn)行。在該GPU62中當(dāng)所繪制的一圖形的形狀和坐標(biāo)原點(diǎn)被任意地確定時(shí)，它們可利用用來(lái)指定多個(gè)緩沖器的位移。
下面說(shuō)明由本發(fā)明的圖象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所處理的圖象數(shù)據(jù)的(TIM)格式。
在本發(fā)明的圖象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中被處理的該TIM格式是一標(biāo)準(zhǔn)格式并包含TIM格式數(shù)據(jù)(后面將稱之為TIM數(shù)據(jù))。該TIM數(shù)據(jù)可直接傳送到該圖象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的幀緩沖器63中并被用作為一子圖形圖案或三維紋理映射的數(shù)據(jù)。
適合于該圖象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的該圖象數(shù)據(jù)被分為四種模式(圖象數(shù)據(jù)模式)4比特CLUT模式(16色彩)、8比特CLUT模式(256色彩)、16比特直接色彩模式(32768色彩)、和24比特直接色彩模式(全色彩)。在本實(shí)施例中該幀緩沖器63是基于16比特格式并僅處理16比特模式和24比特模式。但是，如果該圖象數(shù)據(jù)是用作多邊形或子圖象圖案的紋理映射數(shù)據(jù)，則所期望數(shù)據(jù)可分別從4比特、8比特和16比特模式中選取。
如圖9所示，該TIM文件包括有在該前端的一文件標(biāo)題(ID)和若干部分。如圖10所示，該數(shù)據(jù)包含一32比特二進(jìn)制數(shù)據(jù)列，該數(shù)據(jù)列是以Little Endian形式并由最小字節(jié)偏號(hào)字節(jié)開(kāi)始(按上升順序編號(hào))列成一行。
下面較為詳細(xì)地說(shuō)明該TIM文件。
圖9的該ID或標(biāo)題是一包含的比特如圖11所示那樣安置的為一個(gè)字的文件ID。在圖11中，該ID包括表示在本實(shí)施例中0X10的比特位0至7。比特位8至15表明一0X00的版本數(shù)。
圖9的FLAG是表示在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的信息的32比特?cái)?shù)據(jù)，它的比特分配如圖12所示。當(dāng)該TIM文件由一組子圖形和紋理圖案組成時(shí)，它包含有不同的模式，圖12中的PMODE表示包括一混合模式的這些模式的四種模式。更詳細(xì)地說(shuō)，圖12中所示PMODE的比特0至3表示一象素模式(比特長(zhǎng)度)；比特0表示4比特CLUT模式，比特1是8比特CLUT模式，比特2是16比特直接模式，比特3是24比特直接模式，和比特4是混合模式。在圖12中比特4(CF)指明了一CLUT的存在；在比特4中0指明沒(méi)有CLUT存在而1指明CLUT存在。為了其它特殊的利用，其余的比特保留為0。
圖9的CLUT由如在圖13中所示的表示字節(jié)數(shù)的“bnum”開(kāi)始?！癰num”后面跟著的是在該幀緩沖器63中所設(shè)置的數(shù)據(jù)、圖象尺寸數(shù)據(jù)和主數(shù)據(jù)。該CLUT表示一色彩平臺(tái)可應(yīng)用于4比特或8比特色彩模式的圖象數(shù)據(jù)。在該TIM文件中的CLUT是由在(ID)標(biāo)題中的FLAG的一CF特征位來(lái)確定的。如象前面所指出的，如果該CF特征位是1，則該TIM文件包含CLUT。圖13的“bnum”表示在CLUT(包括“bnum”的4字節(jié))的字節(jié)中一數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。另外，DX和DY分別是在該幀緩沖器63中的一X坐標(biāo)和-Y坐標(biāo)。H表示在長(zhǎng)度方向上該數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，W是在交叉方方向上的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。CLUT1至CLUTn表示CLUT入口(16比特/入口)。
在4比特模式中，16CLUT入口構(gòu)成一組CLUT數(shù)據(jù)。在8比特模式中，256入口組成一CLUT。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，這些CLUT被安置在該幀緩沖器63中并且在該TIM文件中作為矩形幀緩沖圖象形式而被處理。更特別的是，在該幀緩沖器63中一CLUT入口等效于一象素。因此，一組CLUT數(shù)據(jù)在4比特模式中包括一高1×寬16的矩形矩陣而在8比特模式中包括高1×寬256的矩形矩陣。
在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，該TIM文件可包含有多個(gè)被指明的CLUT。在該TIM文件的每個(gè)CLUT單元中一組CLUT被指定作為圖象數(shù)據(jù)的一部分。圖14示出了表明一色彩的CLUTA口的一結(jié)構(gòu)。在圖14中的STP是一透明性控制位。還有，R是紅色分量(5比特)、G是綠色分量(5比特)、和B是藍(lán)色分量(5比特)。
當(dāng)子圖形或紋理數(shù)據(jù)被包含時(shí)，該透明性控制位(STP)有效。該STP位用于確定在一子圖形或多邊形被繪制時(shí)的一象素的透明性。當(dāng)STP為1時(shí)，該象素是半透明的，當(dāng)STP不為1時(shí)，該象素是不透明的或透明的。當(dāng)這些比特均為0時(shí)，在R、G、和B中的所有色彩轉(zhuǎn)為透明的。否則，這些色彩被完全顯現(xiàn)(不透明)。這些關(guān)系由下面所示是明顯的STP/R、G、B 半透明性過(guò)程開(kāi)斷0，0，0，0 透明 透明0，X，X，X 不透明不透明1，X，X，X 半透明不透明因?yàn)樵谶@個(gè)實(shí)施例中該幀緩沖器63用16比特格式操作，所以圖9中所示的“象素”包括被置為16比特的主圖象數(shù)據(jù)。
圖15還說(shuō)明了一“象素”的一種結(jié)構(gòu)。圖15中的“bnum”表示以字節(jié)表明的“象素”的一數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。在本實(shí)施例中，“bnum”包括有四個(gè)字節(jié)。此外，DX和DY分別是在該幀緩沖器63中的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)。H表明在長(zhǎng)度方向上該數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度和W表明在交叉方向上該數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。DATA1至DATAn是(16比特)緩沖器幀數(shù)據(jù)。每個(gè)(16比特)緩沖器幀數(shù)據(jù)是隨該圖象數(shù)據(jù)的模式而變化的。
在圖16中示出了每種模式的比特位安置。圖16A示出了4比特模式，在其中“Pix0”至“Pix3”是象素值(CLUT數(shù))。在一顯示中，“Pix 0”首先到來(lái)，隨后依次為“Pix”1、2、和3。圖16B表明了該8比特模式，在其中“Pix 0”和“Pix 1”是象素值(XLUT數(shù))和在一顯示中“Pix 1”跟隨“Pix 0”之后。圖16C示出了16比特模式，其中STP是透明性控制位(與在CLUT中的STP相似)。還有，R是紅色分量(5比特)、G是綠色分量(5比特)、和B是藍(lán)色分量(5比特)。圖16D是24比特模式，在其中Rn是紅色分量(8比特)、Gn是綠色分量(8比)、和Bn是藍(lán)色分量(8比特)。在該24比特模式中，三個(gè)16比特?cái)?shù)據(jù)是等于2個(gè)數(shù)據(jù)的象素。如在圖16D中所示，(R0、G0、B0)表示在左邊的象素和(R1、G1、B1)表示在右邊的象素。
應(yīng)仔細(xì)地確定在該TIM文件中象素?cái)?shù)據(jù)的尺寸。W(在交叉方向上的一數(shù)值)被表示在16比特象素中，在4比特和8比特模式中它分別為實(shí)際尺寸的1/4和1/2。為了校正，該圖象盡寸的交叉長(zhǎng)度在4比特模式中增加4而在8比特模式中增加一偶數(shù)。
如上所述，在一維地排成一列的色彩數(shù)據(jù)表中每個(gè)色彩數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包括多個(gè)與在一圖象中每個(gè)象素?cái)?shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)安排實(shí)際相同的色彩數(shù)據(jù)以便圖象數(shù)據(jù)和色彩數(shù)據(jù)可以相同的方式被處理。因此有可能簡(jiǎn)化相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理的操作。在一組一維地排成一列的色彩數(shù)據(jù)表的情況下，根據(jù)本發(fā)明多個(gè)CLUT以二維配置被安置，在一適當(dāng)存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的色彩數(shù)據(jù)的數(shù)量增加，因而有助于增強(qiáng)在多個(gè)色彩中的再現(xiàn)。
因此，本發(fā)明滿足了用于提供較大數(shù)量色彩、與相對(duì)簡(jiǎn)單處理相兼容的增強(qiáng)的圖象處理和攜帶這種增強(qiáng)的圖象數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)的一系列現(xiàn)行的需求。
從上述對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明和對(duì)本發(fā)明的特定形式的描述很明顯地看到在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可對(duì)本發(fā)明做出各種變型。因此，除了所附的權(quán)利要求之外，不打算對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.一種圖象處理裝置，包括一用來(lái)存儲(chǔ)多個(gè)表示具有多個(gè)圖象區(qū)域的一圖象的象素?cái)?shù)據(jù)的第一存儲(chǔ)區(qū)域；一用來(lái)存儲(chǔ)多個(gè)色彩信息表、相應(yīng)于在所述第一存儲(chǔ)區(qū)域中的每個(gè)所述圖象區(qū)域的至少一個(gè)所述表的第二存儲(chǔ)區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的圖象處理裝置，進(jìn)一步包括一第三存儲(chǔ)區(qū)域；和用來(lái)在所述第三存儲(chǔ)區(qū)域中繪制所述圖象的繪制裝置。
3.如權(quán)利要求1或2中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的圖象處理裝置，其中所述第一存儲(chǔ)區(qū)域包括一紋理圖象。
4.一種用來(lái)將所產(chǎn)生的三維圖象數(shù)據(jù)變換成二維圖象數(shù)據(jù)以便在一二維顯示器屏幕上繪制一圖象的圖象數(shù)據(jù)處理方法，該方法包括提供多個(gè)色彩查尋數(shù)據(jù)表，每個(gè)色彩查尋表可被指定到各個(gè)不同的分離的圖象區(qū)域；和在包括各種相應(yīng)于在該圖象中的每個(gè)數(shù)據(jù)象素的色彩數(shù)據(jù)而被相同地安置的所選擇色彩數(shù)據(jù)的所述色彩數(shù)據(jù)表中，形成該色彩數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，并適于滿足所述象素的特定色彩要求，從而用最小量的處理來(lái)增強(qiáng)色彩分辨率。
5.一種圖象數(shù)據(jù)處理裝置，包括一用來(lái)將三維圖象數(shù)據(jù)變換為二維圖象數(shù)據(jù)以便在一二維顯示器上繪制一圖象的數(shù)據(jù)處理器；和一存儲(chǔ)器，具有一用來(lái)存儲(chǔ)所述圖象數(shù)據(jù)的圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域和用來(lái)以二維安置形式存儲(chǔ)多個(gè)色彩查尋數(shù)據(jù)表面的至少一個(gè)色彩數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，每個(gè)所述表包括相應(yīng)于在所述圖象中每個(gè)數(shù)據(jù)象素的色彩數(shù)據(jù)相同地被安置的所選擇的各種色彩數(shù)據(jù)并適于滿足所述象素的特定色彩要求從而用最小量的處理來(lái)增強(qiáng)色彩分辨率。
6.一種載有為了在一二維顯示器中繪制圖象而被變換為二維圖象數(shù)據(jù)的三維圖象數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)，包括一組在所述記錄介質(zhì)上存儲(chǔ)的色彩數(shù)據(jù)表，每個(gè)所述表包括相同地對(duì)應(yīng)于在該圖象中的每個(gè)數(shù)據(jù)象素的色彩數(shù)據(jù)所選擇的各種色彩數(shù)據(jù)和適于滿足所述象素的特定色彩要求從而用最低限的處理增強(qiáng)色彩分辨率。
7.一種用來(lái)處理一圖象的方法，包括步驟(a)在表示具有多個(gè)圖象區(qū)域的圖象的第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)多個(gè)象素?cái)?shù)據(jù)；(b)在具有相應(yīng)于在第一存儲(chǔ)區(qū)域中每個(gè)所述圖象區(qū)域所需的色彩的色彩信息的第二存儲(chǔ)區(qū)域中指定一個(gè)區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括有下列步驟將具有多個(gè)圖象區(qū)域的所述圖象繪制到一第三存儲(chǔ)區(qū)域。
9.一種圖象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括多個(gè)圖象區(qū)域；多個(gè)色彩數(shù)據(jù)表，每一表包括有不同于另外色彩數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)的色彩數(shù)據(jù)；和用來(lái)將一被選擇的色彩數(shù)據(jù)表與每個(gè)所述圖象區(qū)域相關(guān)聯(lián)的裝置，由此，隨著數(shù)據(jù)處理效率的提高色彩分辨率被增強(qiáng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一幾何變換機(jī)構(gòu)(GTE)61和一圖示處理單元(GPU)62，作為將從一CD-ROM盤上取回的三維圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二維圖象數(shù)據(jù)的變換裝置，還提供有存儲(chǔ)圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域和用來(lái)以二維安置方式存儲(chǔ)色彩查尋數(shù)據(jù)表的色彩數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)區(qū)域的幀緩沖器63，色彩數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)被安置得與該圖象中的每個(gè)數(shù)據(jù)象素的結(jié)構(gòu)基本相同。簡(jiǎn)化了大量的色彩數(shù)量和該數(shù)據(jù)處理。
文檔編號(hào)G06T11/00GK1132887SQ9512156
公開(kāi)日1996年10月9日 申請(qǐng)日期1995年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月2日
發(fā)明者田中正善, 鈴置雅一, 岡田豐史 申請(qǐng)人:索尼公司