專利名稱：數(shù)據(jù)轉換裝置及圖象發(fā)生裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于將索引數(shù)據(jù)轉換成實數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉換裝置，以及通過適于進行結構映象的數(shù)據(jù)轉換將諸如索引結構數(shù)據(jù)轉換成實結構數(shù)據(jù)的圖象發(fā)生裝置。
當把諸如圖象數(shù)據(jù)的大量數(shù)據(jù)存入計算機或其它處理裝置中時，為了充分利用該裝置的有限的存儲區(qū)，最好是減少要存的數(shù)據(jù)量。作為此目的的減少數(shù)據(jù)量的通常作法是，利用索引數(shù)據(jù)。
在此方法中，實數(shù)據(jù)被分配給一個比數(shù)據(jù)位寬稍小的位寬的數(shù)。借助此數(shù)來存儲數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)量將少于直接存儲實數(shù)據(jù)時的量。分配給實數(shù)據(jù)的數(shù)就稱作“索引”，且以此索引格式轉換的數(shù)據(jù)被稱作“索引”數(shù)據(jù)。
當采用了索引數(shù)據(jù)之后，就要存儲一個索引數(shù)據(jù)與實數(shù)據(jù)之間對應當系的目錄，即一個索引表，以及在本裝置中由索引數(shù)據(jù)表示的數(shù)據(jù)。但由于使用索引數(shù)據(jù)而引起的數(shù)據(jù)減少大大地多于存儲索引表而造成的數(shù)據(jù)量的增加。因此，從整體上講，數(shù)據(jù)的量大大減少。
當用索引數(shù)據(jù)進行存儲的方法用于圖象數(shù)據(jù)上時，圖象數(shù)據(jù)就以索引數(shù)據(jù)的形式存儲在處理裝置之中。當在顯示器上顯示圖象數(shù)據(jù)或以其它方式將圖象數(shù)據(jù)輸出時，索引數(shù)據(jù)就要轉換成實數(shù)據(jù)以進行輸出。從索引數(shù)據(jù)向實數(shù)據(jù)的轉換必須以高速進行，例如以顯示器的顯示速度進行。因此，此數(shù)據(jù)轉換處理通常是由硬件構成的數(shù)據(jù)轉換裝置頻繁地進行的。
具體講，數(shù)據(jù)轉換裝置是由諸如存儲器來構成的。當索引作為地址輸入后，轉換后的實數(shù)據(jù)就作為輸出數(shù)據(jù)輸出。


圖1A和1B示出由存儲器構成的這種數(shù)據(jù)轉換裝置的實例。
圖1A示出由存儲器構成的用于將3位索引數(shù)據(jù)轉換為32位實數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉換裝置的圖。圖1B示出在此存儲器中存儲的索引數(shù)據(jù)的內容。
在計算機圖形領域中，構成大量的數(shù)據(jù)的彩色圖象數(shù)據(jù)也得到處理，因此利用索引的“索引彩色”表示彩色數(shù)據(jù)被頻繁地采用。
“索引彩色處理”即是一種由所要特定彩色的數(shù)字定義的由諸如每個為8位的紅、綠和蘭所含的24位的實彩色數(shù)據(jù)的4位、8位和16位的索引彩色的處理，這種處理還會維持索引表與索引彩色數(shù)據(jù)的對應關系，并將索引彩色數(shù)據(jù)轉換為實彩色數(shù)據(jù)。
對于利用計算機圖形所進行的處理方面，有許多應用。甚至在有限數(shù)目的彩色下在實際應用中都不存在問題。在這種情況下，由索引彩色進行的處理的應用則更多。
以高速將此索引彩色數(shù)據(jù)轉換成實彩色數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉換裝置由于它轉換彩色數(shù)據(jù)而被稱作“彩色查詢表”。
當采用了這種索引數(shù)據(jù)時，可用數(shù)據(jù)的類型受到索引表輸入的數(shù)字的限制。但在某些應用中，存在著需要使用的數(shù)據(jù)量遠遠大大于索引表輸入數(shù)字的情況。因而在此種情況下，通常會用重寫索引表的方法，或提供多個索引表并依不同情況來加以使用。但是重寫索引表的方法會將處理速度降低正好為重寫時間的量，因此通常采用在數(shù)據(jù)轉換裝置的存儲器的存儲區(qū)所允許的范圍內提供多個索引表的方法。
甚至在由于此方法提供多個索引表時，在選定的索引表輸入的數(shù)目限制的每個時刻所用的數(shù)據(jù)類型無變化，但通過提供多個索引表并在一連串的處理中相應地換用，當在從應用的角度看時，會有大量的數(shù)據(jù)被用到。
按此方法，在由索引數(shù)據(jù)進行的處理中，提供許多索引表在實際應用中變得最為重要。
此外，當使用這種索引數(shù)據(jù)時，從索引表輸出的數(shù)據(jù)的位寬，即索引表的精度，也非常重要。
索引表數(shù)據(jù)精度的要求依應用而不同。事實上有許多種應用，例如有些要求數(shù)據(jù)精度，而其它則不需要。在計算機圖形領域的圖形設計CAD方面，顯示色調方面細微差別的能力對設計者來說非常重要，且對索引表的數(shù)據(jù)來說需要高精度。但在機械設計的CAD情況下，只要能以彩色來辨別零件就可以，各零件的細微色差并不重要。
以此方法，在采用索引數(shù)據(jù)的處理中，輸入數(shù)字和索引表的精度是非常重要的項目。
但在數(shù)據(jù)轉換裝置中，在存儲器的輸入與地址之間有一對一的對應關系。索引表的精度與存儲器的數(shù)據(jù)位寬度有對應關系并且基本固定，因此不能依應用的不同而加以調整。
由于此原因，有許多情況要事先設定索引表的精度，從而達到可以用于精度要求較高的場合。也就是說，在許多情況下，每個數(shù)據(jù)都具有某個較長的位寬。結果，在用于不需高精度的場合時，該處理都可以高于所要求的精度水平的索引表來工作。
此外，輸入數(shù)字最好盡可能地大，但輸入數(shù)目的增加將導致存儲器容量的增加，它會使存儲器提前用完，因此在大多數(shù)情況下它不能充分地增加。
也就是說，在數(shù)據(jù)轉換裝置中，盡管不需要高精度等等輸入數(shù)字的不足是一缺點，因此，它的缺點是難于有效地使用存儲器，并以適當?shù)膽盟饕齺磉M行處理。
結果，在許多種利用這種數(shù)據(jù)轉換裝置的處理裝置中，它的缺點是不能進行適當?shù)奶幚怼?br> 例如，當此數(shù)據(jù)轉換裝置被用于產生圖象等的處理方面時，所產生的缺點就是可用彩色的數(shù)目不夠充分，因此不能適當?shù)剡_到由彩色進行分辨的目標，并且由于不能顯示彩色的精細色調，因此不能顯示所要的圖象。
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)據(jù)轉換裝置，它可根據(jù)輸入及依需要輸入的數(shù)目而適當?shù)馗淖兯饕淼木?，并可適當?shù)馗鶕?jù)適于應用的所要的格式進行從索引數(shù)據(jù)到實數(shù)據(jù)的轉換。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種圖象發(fā)生裝置，它可以根據(jù)輸入及依所要進行處理的圖象數(shù)據(jù)的類型輸入的數(shù)目來適當?shù)馗淖兯饕淼木?，從而可以適于應用的所需的格式從索引彩色轉變成實彩色，并且它可以適當?shù)禺a生所要的圖象。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)轉換裝置，它包括第一存儲器和第二存儲器，其中可存儲任何數(shù)據(jù)，且每個存儲數(shù)據(jù)具有n位的寬度；地址檢測裝置，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)檢測其上存有與輸入數(shù)據(jù)對應的數(shù)據(jù)的第一存儲器和第二存儲器的地址；數(shù)據(jù)讀出裝置，用于讀出第一存儲器和第二存儲器的檢測地址處所存儲的數(shù)據(jù)；第一數(shù)據(jù)選擇裝置，用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)選擇從第一存儲器讀出的數(shù)據(jù)或從第二存儲器讀出的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)擴展裝置，用于將選定的數(shù)據(jù)擴展成具有2×n位寬度的數(shù)據(jù)；以及第二數(shù)據(jù)選擇裝置，根據(jù)輸入選擇信號選擇通過將從第一存儲器輸出的數(shù)據(jù)與從第二存儲器輸出的數(shù)據(jù)相連接而成的第一數(shù)據(jù)，或者擴展后的數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)，并且針對數(shù)據(jù)的輸入，輸出由第二數(shù)據(jù)選擇裝置選擇的數(shù)據(jù)。
最好，地址檢測裝置將所述輸入數(shù)據(jù)與預定的基地址相加，以檢測存有所述對應數(shù)據(jù)的地址。
具體講，第一存儲器和第二存儲器存儲實彩色數(shù)據(jù)；地址檢測裝置輸入與將讀出的實彩色數(shù)據(jù)對應的索引彩色數(shù)據(jù)；并且索引彩色數(shù)據(jù)被轉換成實彩色數(shù)據(jù)。
還有，實彩色數(shù)據(jù)為具有紅色亮度數(shù)據(jù)、綠色亮度數(shù)據(jù)、蘭色亮度數(shù)據(jù)和透明度數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
再有，第一存儲器和第二存儲器為每個都存有16位寬度的數(shù)據(jù)的存儲器；實彩色數(shù)據(jù)為32位寬數(shù)據(jù)，它具有每個為8位的紅色亮度數(shù)據(jù)、綠色亮度數(shù)據(jù)、蘭色亮度數(shù)據(jù)和透明度數(shù)據(jù)，或者分別為5位、5位、5位和1位的共16位寬的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)擴展裝置在讀出數(shù)據(jù)為16位寬的實彩色數(shù)據(jù)時將所選的數(shù)據(jù)擴展為32位的數(shù)據(jù)，并且第二數(shù)據(jù)選擇裝置當讀出數(shù)據(jù)為32位寬實彩色數(shù)據(jù)時通過將從第一存儲器輸出的數(shù)據(jù)與從第二存儲器輸出的數(shù)據(jù)相連接而形成的32位寬實彩色數(shù)據(jù)，并且當讀數(shù)據(jù)為16位寬實彩色數(shù)據(jù)時，選擇擴展后的32位寬實彩色數(shù)據(jù)。
具體講，輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寬度小于n位。
最好第一存儲器、第二存儲器、地址檢測裝置、數(shù)據(jù)讀出裝置、第一數(shù)據(jù)選擇裝置、數(shù)據(jù)擴展裝置和第二數(shù)據(jù)選擇裝置都包括在一個集成電路之中。
另外，為了達到本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供了一種圖象發(fā)生裝置，它包括座標變換裝置，用于相對于三維圖象數(shù)據(jù)的基本多邊形的頂點進行預定的變標變換，借此可將任何三維立方體以一組基本的由具有至少三維位置信息的頂點表示的多邊形來示出；象素數(shù)據(jù)發(fā)生裝置，用于根據(jù)基本多邊形的頂點的數(shù)據(jù)產生基本多邊形的象素數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)轉換裝置，它將結構索引數(shù)據(jù)轉換成實結構數(shù)據(jù)，以相對所產生的每個象素數(shù)據(jù)進行結構映射；結構映射裝置，用于通過借助轉換后的實結構數(shù)據(jù)相對于所產生的象素數(shù)據(jù)進行結構映射以產生顯示用的三維圖象；圖象存儲器，用于存儲所產生的三維圖象數(shù)據(jù)作為顯示用圖象數(shù)據(jù)；以及輸出裝置，用于從所存儲的顯示用的圖象數(shù)據(jù)所要的區(qū)域中讀出數(shù)據(jù)，并將其輸出作為顯示用屏幕數(shù)據(jù)；其中數(shù)據(jù)轉換裝置包括第一存儲器和第二存儲器，其中存有實結構數(shù)據(jù)，所存的每個數(shù)據(jù)都具有n位的寬度；地址檢測裝置，用于檢測第一存儲器的地址和對應于所存的輸入索引結構的第二結構數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)讀出裝置，用于讀出存儲在第一存儲器和第二存儲器所測到的地址處的實結構數(shù)據(jù)；第一數(shù)據(jù)選擇裝置，用于根據(jù)輸入索引結構數(shù)據(jù)選擇從所述第一存儲器讀出的實結構數(shù)據(jù)，或從第二存儲器中讀出的實結構數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)擴展裝置，用于將所選的數(shù)據(jù)擴展成具有2×n位寬度的數(shù)據(jù)；以及第二數(shù)據(jù)選擇裝置，用于根據(jù)輸入選擇信號選擇通過將從第一存儲器輸出的實結構數(shù)據(jù)與從第二存儲器輸出的實結構數(shù)據(jù)相連接而形成的第一數(shù)據(jù)，或擴展后的數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)，并且相對于索引結構數(shù)據(jù)的輸入輸出實結構數(shù)據(jù)。
最好，地址檢測裝置將輸入索引結構數(shù)據(jù)與索引表的預定基地址相加以檢測存儲實結構數(shù)據(jù)的地址。
圖1A和1B作為相關技術的數(shù)據(jù)轉換裝置的實例的由存儲器構成的數(shù)據(jù)轉換裝置的示意圖；圖2為本發(fā)明一個實施例的三維計算機圖形系統(tǒng)結構的方框圖；圖3A和3B為16位和32位實彩色數(shù)據(jù)的示意圖；圖4為用于解釋圖2所示三維計算機圖形系統(tǒng)的映射單元中的彩色查詢表的結構的方框圖；圖5為圖4所示彩色查詢表的詳細方框圖；圖6為彩色查詢表的數(shù)目，它可在圖5所示的彩色數(shù)據(jù)轉換裝置的存儲單元中設定。
下面參照圖2-6來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
在本實施例中，將對用于顯示任意三維物體的所要三維圖象的三維計算機圖形系統(tǒng)上所用的本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉換裝置加以描述，其中的裝置可用于諸如以高速顯示的計算機游戲機上。
首先參考圖2描述三維計算機圖形系統(tǒng)，在該系統(tǒng)上利用了本發(fā)明的存儲器裝置。
此三維計算機圖形系統(tǒng)為一種進行多邊透視圖處理的系統(tǒng)，它以圖形的組合，即三角(多邊表)的組合來表現(xiàn)立方體，再出多邊形、確定所顯示的屏幕的每個象素的彩色，并將其顯示在顯示器上。
此外，在三維計算機圖形系統(tǒng)1中，三維物體是在由(X、Y)座標表示平面的基礎上以Z座標表示高度的。在三維空間的任何點都是由這三個X、Y和Z座標來確定的。
圖2為三維計算機圖形系統(tǒng)1的結構的方框圖。
三維計算機圖形系統(tǒng)1具有一個輸入單元2、一個三維圖象發(fā)生裝置3和一個顯示裝置4。
此外，三維圖象發(fā)生裝置3具有一個幾何處理電路32、一個參數(shù)計算電路33、象素發(fā)生電路34、映射電路35、結構存儲器36、存儲器控制電路37、圖象存儲器38和顯示控制電路39。
首先描述每個單元的結構和功能。
輸入單元2輸入將在三維圖象發(fā)生裝置3上顯示的立方體數(shù)據(jù)。在本實施例中，三維計算機圖形系統(tǒng)1用在計算機游戲機上，因此輸入單元2被接在主控制裝置等上，以控制計算機游戲機本身。主控制裝置根據(jù)游戲節(jié)目的狀態(tài)等確定將要顯示的屏幕、選擇屏幕選擇所需的立方體，并產生顯示方法的信息。這樣，輸入單元2從計算機游戲機的主控裝置上接收此信息，并將其轉換成適于輸入到三維圖象發(fā)生裝置3中的格式，并將之輸入到裝置3中。
具體講，輸入單元2將上述將被顯示的立方體的多邊形數(shù)據(jù)輸入到三維圖象發(fā)生裝置3的幾何處理電路32上。此外，多邊形數(shù)據(jù)輸入包括頂點和色彩、透明度、結構和其它附加數(shù)據(jù)的X、Y和Z座標。
幾何處理電路32將來自輸入單元2的多邊形輸入安置在三維空間的所要的位置上，并在該位置產生多邊形數(shù)據(jù)。具體講，它進行諸如平行轉移變換，平行變換和對每個多邊形頂點(X、Y、Z)的旋轉變換的幾何變換處理。進行了幾何變換處理的多邊形數(shù)據(jù)被輸出到參數(shù)計算電路33上。
參數(shù)計算電路33根據(jù)從幾何處理電路32上輸入的多邊形數(shù)據(jù)(即多邊形的每個頂點的數(shù)據(jù))找到用于在象素發(fā)生電路34中的多邊形中產生的象素數(shù)據(jù)的參數(shù)，并將其輸出到象素發(fā)生電路34上。具體講，它找出諸如結構的彩色、深度和斜度信息。
象素發(fā)生電路34根據(jù)在幾何處理電路32中進行幾何變換處理之后的多邊形數(shù)據(jù)和在參數(shù)計算電路33上建立的參數(shù)在多邊形的頂點之間進行線性內插，并且產生多邊形的內部和邊部的象素數(shù)據(jù)。此外，象素發(fā)生電路34在與象素數(shù)據(jù)的顯示對應的預定三維平面上產生地址。所產生的象素數(shù)據(jù)和地址隨后被輸入到映射電路35上。
映射電路35讀出在象素發(fā)生電路34上產生的象素數(shù)據(jù)和地址，并通過使用在結構存儲器36中所存儲的結構數(shù)據(jù)，針對象素數(shù)據(jù)進行結構映射處理。進行了結構映射處理的象素數(shù)據(jù)和地址被輸出到存儲器控制電路37上。
結構存儲器36為用于存儲在映射電路35上進行結構映射時所用結構格式的存儲器。在本實施例中，結構數(shù)據(jù)以索引數(shù)據(jù)的形式存儲在結構存儲器36中。
存儲器控制電路37根據(jù)從映射電路35輸入的象素數(shù)據(jù)和地址以及圖象存儲器38中所存儲的對應象素數(shù)據(jù)產生新象素數(shù)據(jù)并將之存儲于圖象存儲器38中。也就是說，存儲器控制電路37從圖象存儲器38中讀出與從映象電路35輸入的地址相對應的象素數(shù)據(jù)，并且通過使用此象素數(shù)據(jù)和從映象電路35輸入的象素數(shù)據(jù)進行所要的象素操作處理，并將所獲得的象素數(shù)據(jù)寫入圖象存儲器38中。
另外，存儲器控制電路37當由顯示控制電路39分配了顯示區(qū)后，從圖象存儲器38中讀出顯示區(qū)的象素數(shù)據(jù)，并將其輸出到顯示控制電路39上。
圖象存儲器38為用于記錄用作顯示之用的圖象數(shù)據(jù)的存儲器，并具有兩個可同時被訪問的緩存器，即幀緩存器和Z緩存器。幀緩存器存儲象素的彩色信息，即幀數(shù)據(jù)。此外，Z緩存器存儲象素的深度信息(Z值)，即Z-數(shù)據(jù)。
顯示控制電路39將經存儲器控制電路37從圖象存儲器38讀出的顯示區(qū)的象素數(shù)據(jù)轉換成可由顯示裝置4顯示的預定的模擬信號，并將其輸出到顯示裝置4上。注意，在此之前，顯示控制電路39請求將在存儲器控制電路37上顯示的顯示區(qū)的象素數(shù)據(jù)。
顯示裝置4為家用的具有視頻輸入端的電視接收機。從三維圖象發(fā)生裝置3的顯示控制電路39，經視頻信號輸入端輸入模擬視頻信號。根據(jù)此信號在屏幕上顯示此三維畫面。
下面，解釋三維計算機圖形系統(tǒng)1的操作。
首先，在控制計算機游戲機節(jié)目的主控裝置中，如果確定了將要顯示的三維圖象，則將屏幕顯示所要的立方體信息輸入到輸入單元2中。輸入單元2根據(jù)此信息，將用于圖象顯示的立方體多邊數(shù)據(jù)輸出到三維圖象發(fā)生裝置3上。
每個輸入到三維圖象發(fā)生裝置3的多邊數(shù)據(jù)首先要在幾何處理電路32中進行諸如平行轉移變換、平行變換和旋轉變換的幾何變換處理，以在三維空間中安置在用于屏幕顯示的所要的位置上。
接著，在參數(shù)計算電路23中針對座標的多邊數(shù)據(jù)變換建立多邊形內象素數(shù)據(jù)的參數(shù)。象素產生電路34在多邊形的頂點之間進行線性內插，并產生多邊形內部和邊部的象素數(shù)據(jù)。
所產生的象素數(shù)據(jù)隨后被輸入到映射電路35上。映射電路35將結構存儲器36中所存的索引數(shù)據(jù)，即結構樣式數(shù)據(jù)通過進行結構映射處理轉換成實彩色數(shù)據(jù)，并經存儲器控制電路37將所產生的象素數(shù)據(jù)存在圖象存儲器38中。
圖象存儲器38中所存儲的象素數(shù)據(jù)適于根據(jù)由類似程序或任何控制數(shù)據(jù)輸入的其它象素數(shù)據(jù)進行所需要的處理。
這樣，在圖象存儲器38中總存有最新的圖象數(shù)據(jù)并被加到屏幕顯示器上。也就是說，要從顯示控制電路39向存儲器控制電路37輸出用于在顯示裝置4上顯示的預定區(qū)域的數(shù)據(jù)。該區(qū)域的象素數(shù)據(jù)適于從圖象存儲器38上讀出，并在顯示控制電路39中轉換成用于屏上顯示之用的預定信號，并輸出到顯示裝置4上。
借此，使所要的圖象顯示在顯示裝置4的屏幕上。
下面參考圖3A-5，描述根據(jù)本發(fā)明的彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100。
彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100配置在映象電路35中，用于上述三維計算機圖形系統(tǒng)1的三維圖象發(fā)生裝置3的結構映象處理。映象電路35從結構存儲器36中讀出結構數(shù)據(jù)并將此映射到由象素發(fā)生電路34輸入的象素數(shù)據(jù)上。如上所解釋的，從結構存儲器36中讀出的結構數(shù)據(jù)作為索引色彩存儲起來。因此，彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100將此索引彩色轉換成實彩色，并將其用于結構映象的處理方面。
首先，簡短描述彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100的功能。
如上面所解釋的，彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100為一種參照索引表(以下稱彩色查詢表)將索引彩色數(shù)據(jù)轉換成實彩色數(shù)據(jù)的裝置。
如同索引彩色數(shù)據(jù)一樣，可以用2位、4位和8位數(shù)據(jù)。
可以提供多個彩色查詢表，并通過指示基地址而指定該表。
由于以彩色查詢表來管理實彩色數(shù)據(jù)，具有不同精度，即16位和32位數(shù)據(jù)的兩個索引數(shù)據(jù)可被加以處理。通過索引表精度的模式信號的“模式”可選定索引數(shù)據(jù)的精度。
注意，從彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100輸出的數(shù)據(jù)為32位的實彩色數(shù)據(jù)。
圖3A和3B示出16位和32位實彩色數(shù)據(jù)的格式。
如圖3A所示，16位實彩色數(shù)據(jù)是在LSB端形成的，并由5位的紅色亮度數(shù)據(jù)R、5位的綠色亮度數(shù)據(jù)G、5位的蘭色亮度數(shù)據(jù)B和一位的透明數(shù)據(jù)A構成的。
此外，如圖3B所示，32位實彩色數(shù)據(jù)是在LSB端由每個為8位的紅色亮度數(shù)據(jù)R、綠色亮度數(shù)據(jù)G、蘭色亮度數(shù)據(jù)B和透明數(shù)據(jù)A構成的。
下面參考圖4和5來描述彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100的具體結構。
首先參考圖4簡短描述彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100的結構。
如圖4所示，彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100具有一個輸入接口單元110、存儲單元120和作為基礎結構單元的擴展單元130。
輸入接口單元110從結構存儲器36輸入和讀出的數(shù)據(jù)中取出所要的場、提取索引彩色數(shù)據(jù)并將其輸入到存儲單元120上。
存儲單元120存儲索引表，并將輸入索引彩色轉換成實彩色。
數(shù)據(jù)擴展單元130當從存儲單元120讀出的實彩色數(shù)據(jù)為16位數(shù)據(jù)時，將其擴展為32位全彩色數(shù)據(jù)，并將其輸出。
下面參考圖5詳細描述彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100的每個單元的結構。
如圖5所示，彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100具有作為輸入接口單元110的選擇器(SEL)111和加法器(ADD)112、作為存儲單元120的第一存儲器(MEM1)121和第二存儲器(MEM2)122、第一乘法器(MUX1)131、數(shù)據(jù)擴展器(EXT)132和作為數(shù)據(jù)擴展單元130的第二乘法器(MUX2)133。
選擇器111根據(jù)索引表精度的模式信號“mode”選擇從結構存儲器36讀出的32位數(shù)據(jù)“mdata”中的有效部分，以及從結構存儲器36中讀出的數(shù)據(jù)的最低4位“maddr”[3:0]，根據(jù)需要將0擴展到最高的位，產生8位索引數(shù)據(jù)“Index”，并將其輸出到加法器112。
加法器112將所用的索引表的基地址“base”與從選擇器111輸入的索引數(shù)據(jù)索引的值相加，以產生用于指定所要輸入的9位存儲器地址“addr”[8:0]。所產生的存儲器地址的低8位“addr”[7:0]被加到第一存儲器121和第二存儲器122。最高位數(shù)據(jù)“addr”[8]作為選擇信號輸出到第一乘法器131上。
第一存儲器121和第二存儲器122每個為256地址×16位數(shù)據(jù)SRAM，其中存儲有彩色查詢表。
第一存儲器121和第二存儲器122以32位，即總數(shù)為64位來存儲彩色查詢表，以輸入數(shù)據(jù)線WD。
另外，從第一存儲器121和第二存儲器122讀出的數(shù)據(jù)輸出到每一乘法器131和第二乘法器133上。
注意，當索引表的精度的模式為16位模式時，第一存儲器121和第二存儲器122的存儲區(qū)被分配到不同的地址空間。整個存儲單元120變?yōu)橐粋€具有512地址×16位結構的存儲單元。因此，此時索引輸入的數(shù)目則為512個輸入。
此外，當索引表的精度的模式為32位模式時，第一存儲器121和第二存儲器的存儲區(qū)被分配到同一地址區(qū)的最高的16位區(qū)和最低的16位區(qū)，則整個存儲單元120變?yōu)橐粋€具有256地址×32位結構的存儲單元。因此，此時的索引輸入數(shù)為256個輸入。
第一乘法器131根據(jù)在加法器112上產生的存儲地址的8位信號“addr”[8]，選擇從第一存儲器121輸入的16位數(shù)據(jù)或從第二存儲器122輸入的16位數(shù)據(jù)，并將其輸出到數(shù)據(jù)擴展器132上。
數(shù)據(jù)擴展器132將從第一乘法器131輸入的16位數(shù)據(jù)擴展為32位數(shù)據(jù)并將其輸出到第二乘法器133上。
如圖3A所示，16位實彩色數(shù)據(jù)包括5位紅色亮度數(shù)據(jù)R、5位綠色亮度數(shù)據(jù)G、5位蘭色亮度數(shù)據(jù)B和1位透明度數(shù)據(jù)A。數(shù)據(jù)擴展器132通過將最高3位的數(shù)據(jù)“d”[4:2]加到LSB端的“d”，而成為5位數(shù)據(jù)“d”[4:0]而制備8位的亮度數(shù)據(jù)R、G和B。此外，對于透明度數(shù)據(jù)A，首先針對透明度數(shù)據(jù)A=0制備8位數(shù)據(jù)并針對透明度數(shù)據(jù)A=1制備8位數(shù)據(jù)，并根據(jù)透明度數(shù)據(jù)A的值通過以8位數(shù)據(jù)來對此進行替換而制備8位數(shù)據(jù)。
其結果，在圖3B中示出32位彩色數(shù)據(jù)的格式。
第二乘法器133根據(jù)索引表精度的模式信號“mode”選擇從數(shù)據(jù)擴展器32輸入的32位數(shù)據(jù)或包括從第一存儲器121和第二存儲器122輸出的每個為16位的數(shù)據(jù)的32位數(shù)據(jù)，并從彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100將其輸出作為輸出數(shù)據(jù)，即32位實彩色數(shù)據(jù)。
當索引表的精度模式為16位精度模式時，第二乘法器133選擇數(shù)據(jù)擴展器132的輸出，而當為32位模式時選擇第一存儲器121和第二存儲器122的輸出。
輸出數(shù)據(jù)被輸入到計算電路上以便于由映射電路35進行結構映射。
下面將解釋彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100的工作。
首先在彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100中，作為初始的設立，將彩色查詢表寫入第一存儲器121和第二存儲器122。
通過經選擇器111輸入地址來寫入彩色查詢表，將寫數(shù)據(jù)加到64位輸入數(shù)據(jù)線WD上，將讀/寫控制信號“r/w”切換到“write”，并啟動芯片使能信號“ce”。
當進行數(shù)據(jù)轉換時，讀/寫控制信號“r/w”被設定為“read”，分配將要用到的索引表精度模式“mode”和索引表的基地址“base”，隨后將從結構存儲器36中讀出的數(shù)據(jù)的最低位和地址輸入到選擇器111上。
根據(jù)這些輸入數(shù)據(jù)和地址，在選擇器111上產生索引數(shù)據(jù)“index”，并加到加法器112的基地址上，從而產生存儲器地址“addr”。
所產生的地址“addr”的低8位“addr”[7:0]被加到第一存儲器121和第二存儲器122，并從第一存儲器121和第二存儲器122中讀出實數(shù)據(jù)。
當索引表的精度模式為32位模式時，則從第一存儲器121和第二存儲器122輸出32位實彩色數(shù)據(jù)，從而經第二乘法器133將其輸出到映象電路35的結構映象處理電路上。
此外，當索引表的精度模式為16位模式時，從第一存儲器121和第二存儲器122讀出的數(shù)據(jù)為彼此不同的實彩色數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)從加法器112輸出的地址信號的最高位“addr”，在第一乘法器131上選擇從第一存儲器121上輸出的數(shù)據(jù)或從第二存儲器122上輸出的數(shù)據(jù)，并輸出到數(shù)據(jù)擴展器132上。
借助于上述方法將輸入到數(shù)據(jù)擴展器132上的16位實彩色數(shù)據(jù)擴展到32位實彩色數(shù)據(jù)，并經過第二乘法器133輸出到映射電路35的結構映象處理電路上。
注意，一個彩色查詢表的輸入數(shù)目是由索引彩色數(shù)據(jù)有多少位數(shù)來確定的。當用2位索引彩色時，則有4個索引彩色值，即0,1，2和3，并且還有與此對應的4個輸入。與此類似，當用4位索引彩色時，彩色查詢表中有16個輸入，而當用8位索引彩色時，則有256個輸入。
作為整個的彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100，存儲單元120是由兩個每個由16位×256地址的存儲器構成，因此當將要用到的索引表的精度模式為16位模式時，則有512個輸入，而當為32位模式時，則有256個輸入。
圖6示出彩色查詢表的數(shù)目，它可根據(jù)索引彩色數(shù)據(jù)的位數(shù)和索引表的精度模式來存儲單元120中的設定的。
以此方式，在本發(fā)明的彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100中，可根據(jù)需要選擇作為彩色查詢表精度的索引彩色數(shù)據(jù)的位數(shù)，以及輸入的數(shù)目。這樣，可用所要的精度和所要的輸入數(shù)目來構造查詢表，并產生適當?shù)牟噬珨?shù)據(jù)。
另外，在本實施例的三維計算機圖形系統(tǒng)1中，在結構映射之時，索引表的精度及其輸入的數(shù)目可根據(jù)此應用加以適當?shù)恼{整。因而可根據(jù)此應用來獲得所要的彩色圖象，并可以有效地使用存儲器以及提高此系統(tǒng)的表現(xiàn)特性。
注意，本發(fā)明并不局限于這些實施例，任何修改都應當是可以的。
例如數(shù)據(jù)擴展單元130的數(shù)據(jù)擴展器132的數(shù)據(jù)擴展方法可以是任何方法。例如可以采用在每個數(shù)據(jù)的LSB端輸入諸如000或111的特定樣式來進行擴展的方法。
另外，如果彩色查詢表的內容固定，可以通過ROM來構造存儲單元120的第一存儲器121和第二存儲器122。如果由ROM來構造的話，彩色數(shù)據(jù)轉換裝置100就可做得很小。
此外，通過在存儲單元120中輸入各種工作結果，它也可以構造一個一般目的的處理器。
如上面所解釋的，如果使用了本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉換裝置，可根據(jù)需要來適當改變對于一個輸入的索引表的精度和輸入數(shù)目，并且在采用本發(fā)明的所要的格式下可適當?shù)剡M行索引數(shù)據(jù)向實數(shù)據(jù)的轉換。
此外，根據(jù)本發(fā)明的圖象發(fā)生裝置，根據(jù)將被處理的圖象數(shù)據(jù)的類型等等，可以適當?shù)馗淖儗σ粋€輸入的索引表的精度和輸入數(shù)目。因此可以以所要的格式適當?shù)剡M行索引彩色向實彩色的轉換，并適當?shù)禺a生所要的圖象。
權利要求
1．一種數(shù)據(jù)轉換裝置，包括第一存儲器和第二存儲器，其中可存儲任何數(shù)據(jù)，且每個存儲數(shù)據(jù)具有n位的寬度；地址檢測裝置，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)檢測其上存有與所述輸入數(shù)據(jù)對應的數(shù)據(jù)的所述第一存儲器和所述第二存儲器的地址；數(shù)據(jù)讀出裝置，用于讀出所述第一存儲器和所述第二存儲器的所述檢測地址處所存儲的數(shù)據(jù)；第一數(shù)據(jù)選擇裝置，用于根據(jù)所述輸入數(shù)據(jù)選擇從所述第一存儲器讀出的數(shù)據(jù)或從所述第二存儲器讀出的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)擴展裝置，用于將所述選定的數(shù)據(jù)擴展成具有2×n位寬度的數(shù)據(jù)；以及第二數(shù)據(jù)選擇裝置，根據(jù)輸入選擇信號選擇通過將從所述第一存儲器輸出的數(shù)據(jù)與從所述第二存儲器輸出的數(shù)據(jù)相連接而成的第一數(shù)據(jù)，或者所述擴展后的數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)，并且針對所述數(shù)據(jù)的輸入，輸出由所述第二數(shù)據(jù)選擇裝置選擇的數(shù)據(jù)。
2．如權利要求1的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于所述地址檢測裝置將所述輸入數(shù)據(jù)與預定的基地址相加，以檢測存有所述對應數(shù)據(jù)的地址。
3．如權利要求2的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于所述第一存儲器和所述第二存儲器存儲實彩色數(shù)據(jù)；所述地址檢測裝置輸入與將讀出的實彩色數(shù)據(jù)對應的索引彩色數(shù)據(jù)；并且索引彩色數(shù)據(jù)被轉換成實彩色數(shù)據(jù)。
4．如權利要求3的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于所述實彩色數(shù)據(jù)為具有紅色亮度數(shù)據(jù)、綠色亮度數(shù)據(jù)、蘭色亮度數(shù)據(jù)和透明度數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
5．如權利要求4的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于所述第一存儲器和所述第二存儲器為每個都存有16位寬度的數(shù)據(jù)的存儲器；所述實彩色數(shù)據(jù)為32位寬數(shù)據(jù)，它具有每個為8位的紅色亮度數(shù)據(jù)、綠色亮度數(shù)據(jù)、蘭色亮度數(shù)據(jù)和透明度數(shù)據(jù)，或者分別為5位、5位、5位和1位的共16位寬的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)擴展裝置在所述讀出數(shù)據(jù)為所述16位寬的實彩色數(shù)據(jù)時將所選的數(shù)據(jù)擴展為32位的數(shù)據(jù)，并且所述第二數(shù)據(jù)選擇裝置當所述讀出數(shù)據(jù)為32位寬實彩色數(shù)據(jù)時通過將從所述第一存儲器輸出的數(shù)據(jù)與從所述第二存儲器輸出的數(shù)據(jù)相連接而形成的32位寬實彩色數(shù)據(jù)，并且當所述讀數(shù)據(jù)為16位寬實彩色數(shù)據(jù)時，選擇所述擴展后的32位寬實彩色數(shù)據(jù)。
6．如權利要求1的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于所述輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寬度小于n位。
7．如權利要求1的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于所述第一存儲器、所述第二存儲器、所述地址檢測裝置、所述數(shù)據(jù)讀出裝置、所述第一數(shù)據(jù)選擇裝置、所述數(shù)據(jù)擴展裝置和所述第二數(shù)據(jù)選擇裝置都包括在一個集成電路之中。
8．一種圖象發(fā)生裝置，包括座標變換裝置，用于相對于三維圖象數(shù)據(jù)的基本多邊形的頂點進行預定的變標變換，借此可將任何三維立方體以一組基本的由具有至少三維位置信息的頂點表示的多邊形來示出；象素數(shù)據(jù)發(fā)生裝置，用于根據(jù)所述基本多邊形的頂點的數(shù)據(jù)產生所述基本多邊形的象素數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)轉換裝置，它將結構索引數(shù)據(jù)轉換成實結構數(shù)據(jù)，以相對所產生的每個象素數(shù)據(jù)進行結構映射；結構映射裝置，用于通過借助所述轉換后的實結構數(shù)據(jù)相對于所產生的象素數(shù)據(jù)進行結構映射以產生顯示用的三維圖象；圖象存儲器，用于存儲所產生的三維圖象數(shù)據(jù)作為顯示用圖象數(shù)據(jù)；以及輸出裝置，用于從所存儲的顯示用的圖象數(shù)據(jù)所要的區(qū)域中讀出數(shù)據(jù)，并將其輸出作為顯示用屏幕數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)轉換裝置包括第一存儲器和第二存儲器，其中存有實結構數(shù)據(jù)，所存的每個數(shù)據(jù)都具有n位的寬度；地址檢測裝置，用于檢測所述第一存儲器的地址和對應于所存的輸入索引結構的所述第二結構數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)讀出裝置，用于讀出存儲在所述第一存儲器和所述第二存儲器所測到的地址處的實結構數(shù)據(jù)；第一數(shù)據(jù)選擇裝置，用于根據(jù)所述輸入索引結構數(shù)據(jù)選擇從所述第一存儲器讀出的實結構數(shù)據(jù)，或從所述第二存儲器中讀出的實結構數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)擴展裝置，用于將所選的數(shù)據(jù)擴展成具有2×n位寬度的數(shù)據(jù)；以及第二數(shù)據(jù)選擇裝置，用于根據(jù)輸入選擇信號選擇通過將從所述第一存儲器輸出的實結構數(shù)據(jù)與從所述第二存儲器輸出的實結構數(shù)據(jù)相連接而形成的第一數(shù)據(jù)，或所述擴展后的數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)，并且相對于索引結構數(shù)據(jù)的輸入輸出實結構數(shù)據(jù)。
9．如權利要求8的圖象發(fā)生裝置，其特征在于所述地址檢測裝置將所述輸入索引結構數(shù)據(jù)與索引表的預定基地址相加以檢測存儲所述實結構數(shù)據(jù)的地址。
全文摘要
一種用于將索引數(shù)據(jù)轉換成實數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉換裝置和一種將索引結構數(shù)據(jù)轉換成實結構數(shù)據(jù)的圖象發(fā)生裝置。數(shù)據(jù)轉換裝置包括:第一存儲器和第二存儲器、地址檢測裝置、數(shù)據(jù)讀出裝置、第一數(shù)據(jù)選擇裝置、數(shù)據(jù)擴展裝置以及第二數(shù)據(jù)選擇裝置,根據(jù)輸入選擇信號,選擇通過將從第一存儲器輸出的數(shù)據(jù)與從第二存儲器輸出的數(shù)據(jù)相連接而構成的第一數(shù)據(jù),或者擴展后的數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù),并針對數(shù)據(jù)的輸入,輸出由第二數(shù)據(jù)選擇裝置選擇的數(shù)據(jù)。
文檔編號G06T9/00GK1220426SQ9811707
公開日1999年6月23日 申請日期1998年12月8日 優(yōu)先權日1997年12月8日
發(fā)明者林宏, 藤田純一, 小澤裕幸 申請人:索尼公司