專利名稱：用于繪制在圖像裝置上顯示的圖像的裝置、方法和分發(fā)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明相關(guān)于繪圖裝置和繪圖方法，以及分發(fā)介質(zhì)，更詳細(xì)地說，相關(guān)于能夠在例如三維圖形計算機(jī)(采用計算機(jī)的圖像裝置)或特殊效果裝置(反映器)、視頻游戲機(jī)等類似裝置上顯示高質(zhì)量圖象的繪圖裝置、繪圖方法和分發(fā)介質(zhì)。
處理器和存儲器的高度集成化和高速度使原來很困難的事情，即實時產(chǎn)生三維圖像成為可能，使在游戲機(jī)上產(chǎn)生的三維圖像具有身臨其境之感。如果要顯示一個三維圖像，在許多情況下要將該三維圖像分成若干多邊形(單元圖形)，通過繪制這些多邊形的每一個，最后將該三維圖像整體繪制出來。因此可以說以該方式繪制的三維圖像是多邊形的組合。
例如，三維圖像的顯示要經(jīng)過如下步驟對組成圖像的多邊形的數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，進(jìn)行諸如剪取和照明處理，然后對經(jīng)過該處理后獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行透視和投影轉(zhuǎn)換，從而將三維空間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維平面的象素數(shù)據(jù)，然后將圖像繪制出來。但是，在該繪圖過程中，一直由浮點(diǎn)或固定點(diǎn)表示的多邊形的位置被轉(zhuǎn)換為與屏幕上固定位置的象素相關(guān)的整數(shù)，這導(dǎo)致假信號和“鋸齒”狀的階梯型邊緣，從而使該圖像比由攝像機(jī)攝取的圖像質(zhì)量差。
此外，另一個問題是假信號以圖像的閃爍形式出現(xiàn)，使觀看屏幕者心煩。
假信號并不僅僅限于圖像，當(dāng)用有限數(shù)目的點(diǎn)采樣信號時，這是由于采樣點(diǎn)數(shù)太少而引起的采樣誤差。
消除由于假信號產(chǎn)生的圖像質(zhì)量降低的一個方法，是實際將每個象素分為稱為子象素的更小單元，當(dāng)對這些子象素進(jìn)行光線跟蹤或某些其他計算后，將計算結(jié)果與最近的一個象素單元求平均。但是，光線跟蹤計算很費(fèi)時間，盡管處理器、存儲器和其它硬件的速度加快，但目前還不可能對移動的物體進(jìn)行實時光線跟蹤計算。也就是說，一個移動物體通常包括每秒20-30幀，以目前按合理價格買到的硬件來說，不可能在子象素中進(jìn)行每秒20-30倍的光線跟蹤計算。
另一個方法進(jìn)行排除假信號處理(antialiasing)(消除由于假信號產(chǎn)生的圖像質(zhì)量降低)，即通過產(chǎn)生高分辨率圖像，對其濾波以減少象素的數(shù)量。但通過該方法顯示移動物體需要快速、高容量的幀緩沖器或Z緩沖器來存儲高分辨率的圖像，從而使設(shè)備既笨重又昂貴。
排除假信號的另一個方法是稱為α混合(blending)的一項技術(shù)，當(dāng)要顯示某個圖形時，確定圖形占據(jù)的象素的比例，根據(jù)該比例對圖形和背景進(jìn)行α混合。該方法用于處理圖形的邊緣，但對加在圖形上的紋理閃爍或當(dāng)三維形狀相互交叉(交叉線)(例如，當(dāng)一個球體嵌入另一個時，兩個球相互交叉的部分)所產(chǎn)生的假信號并不太有效。
由于上述幾點(diǎn)原因，本發(fā)明的目的是減小由于假信號造成的圖形質(zhì)量降低，同時盡可能避免費(fèi)用增加和設(shè)備過大。
權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備包括一個位移量設(shè)定裝置，用于在象素數(shù)據(jù)要被繪制于象素數(shù)據(jù)存儲裝置中時，以比一個象素更精確的精度，設(shè)定移動繪圖位置的多個位移量，還包括在該象素數(shù)據(jù)存儲裝置中的一個繪圖裝置，通過在相應(yīng)于位移量設(shè)定裝置設(shè)定的多個位移量的每個位置繪制象素數(shù)據(jù)，將圖像繪在其上。
權(quán)利要求43所述的繪圖方法包括一個位移量設(shè)定步驟，用于在象素數(shù)據(jù)要被繪制于該繪圖設(shè)備的象素數(shù)據(jù)存儲裝置中時，以比一個象素更精確的精度，設(shè)定移動繪圖位置的多個位移量，還包括一個繪圖步驟，通過在相應(yīng)于多個位移量的象素數(shù)據(jù)存儲器裝置的每個位置繪制象素數(shù)據(jù)，將圖像繪在其上。
權(quán)利要求75所述的分發(fā)介質(zhì)提供一個計算機(jī)程序，該程序有一個位移量設(shè)定步驟，用于在象素數(shù)據(jù)要被繪制于存儲器中時，以比一個象素更精確的精度，設(shè)定移動繪圖位置的多個位移量，還包括一個繪圖步驟，通過相應(yīng)于多個位移量在存儲器的每個位置繪制象素數(shù)據(jù)，將圖像繪在其上。
在權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備中，位移量設(shè)定裝置在象素數(shù)據(jù)要被繪制于象素數(shù)據(jù)存儲裝置中時，以比一個象素更精確的精度，設(shè)定移動繪圖位置的多個位移量，在象素數(shù)據(jù)存儲裝置中的繪圖裝置，通過在相應(yīng)于位移量設(shè)定裝置設(shè)定的多個位移量的每個位置繪制象素數(shù)據(jù)，將圖像繪在其上。
在權(quán)利要求43所述的繪圖方法中，在象素數(shù)據(jù)要被繪制于象素數(shù)據(jù)存儲裝置中時，以比一個象素更精確的精度，設(shè)定移動繪圖位置的多個位移量，并通過在相應(yīng)于多個位移量的象素數(shù)據(jù)存儲器的每個位置繪制象素數(shù)據(jù)，將圖像繪在其上。
在權(quán)利要求75所述的分發(fā)介質(zhì)中，提供一個計算機(jī)程序，使計算機(jī)在象素數(shù)據(jù)要被繪制于存儲器中時，以比一個象素更精確的精度，設(shè)定移動繪圖位置的多個位移量，并通過相應(yīng)于多個位移量在存儲器的每個位置繪制象素數(shù)據(jù)，執(zhí)行將圖像繪在其上的處理。


圖1示出了使用本發(fā)明繪圖裝置和方法的一個游戲機(jī)實施例的頂視圖；圖2示出了圖1游戲機(jī)的正視圖；圖3示出了圖1游戲機(jī)的側(cè)視圖；圖4是顯示CD-ROM51的一個頂視圖；圖5的方框圖顯示了圖1游戲機(jī)主單元電路組成的一個例子；圖6的方框圖顯示了圖5單元中圖形存儲器的詳細(xì)構(gòu)成；圖7(A)-7(D)是解釋重寫一個點(diǎn)的示意圖；圖8的示意圖示出了重寫一個點(diǎn)的結(jié)果；圖9的示意圖示出了包括2×2個子象素的一個象素；圖10的示意圖示出了當(dāng)一個點(diǎn)只繪制一次而不重寫的繪圖結(jié)果；圖11(A)-11(D)是解釋重寫一個點(diǎn)的示意圖；圖12的示意圖示出了重寫一個點(diǎn)的結(jié)果；圖13(A)-13(D)的示意圖用于解釋繪制點(diǎn)的位置與重寫結(jié)果的關(guān)系；圖14(A)-14(D)是解釋重寫一條直線的示意圖；圖15的示意圖示出了重寫一條線的結(jié)果；圖16(A)-16(D)是解釋重寫一條直線的示意圖；圖17(A)和17(B)的示意圖示出了重寫一條直線的結(jié)果；圖18的流程圖用于解釋在圖5所示的游戲機(jī)主單元中多邊形的繪圖處理；圖19(A)和19(B)是用于解釋從離視點(diǎn)最近的多邊形開始，按次序繪圖的原因的示意圖；圖20(A)和20(B)是用于解釋從離視點(diǎn)最遠(yuǎn)的多邊形開始，按次序進(jìn)行繪圖的情況的示意圖；圖21(A)和21(B)是用于解釋從離視點(diǎn)最近的多邊形開始，按次序進(jìn)行繪圖的情況的示意圖；圖22的流程圖用于詳細(xì)解釋圖18中所示的步驟S14的處理過程。
下面解釋本發(fā)明的實施例。為了使實施例與權(quán)利要求書中所述的本發(fā)明引用的每個裝置之間的相互關(guān)系清楚起見，在每個裝置旁用括號標(biāo)上相應(yīng)實施例(只是例子)。以下對本發(fā)明的特征進(jìn)行描述。
如權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備包括一個存儲象素數(shù)據(jù)的象素數(shù)據(jù)存儲器裝置，該象素數(shù)據(jù)被輸出到輸出圖像的兩維輸出裝置(如圖6的幀緩沖器141)；一個位移量設(shè)定裝置，用于在象素數(shù)據(jù)要被繪制于象素數(shù)據(jù)存儲裝置中時，以比一個象素更精確的精度，設(shè)定移動繪圖位置的多個位移量(如圖18的程序處理步驟S6)；還包括在該象素數(shù)據(jù)存儲裝置中的一個繪圖裝置，通過在相應(yīng)于位移量設(shè)定裝置設(shè)定的多個位移量的每個位置繪制象素數(shù)據(jù)，將圖像繪在其上(如圖18的程序處理步驟S14)。
權(quán)利要求3、14、25和35所述的繪圖設(shè)備進(jìn)一步包括一個記數(shù)確定裝置，確定繪圖裝置應(yīng)該重寫圖像的重寫次數(shù)(如圖18的程序處理步驟S5)。
權(quán)利要求4、15、26和36所述的繪圖設(shè)備可以進(jìn)一步包括一個估算裝置，估算向象素數(shù)據(jù)存儲裝置繪制一屏幕的象素數(shù)據(jù)所需要的繪制時間(如圖18的程序處理步驟S4)，記數(shù)確定裝置根據(jù)估算裝置估計的繪圖時間確定重寫次數(shù)。
如果圖像是移動圖像，權(quán)利要求6、17、28和38所述的繪圖設(shè)備進(jìn)一步包括一個校正裝置，根據(jù)移動圖像的移動校正位移量(如圖18的程序處理步驟S10)。
如果圖像是三維圖像，權(quán)利要求8和9所述的繪圖設(shè)備還包括一個分類裝置，將單元圖形按其深度方向次序排列(如圖18的程序處理步驟S7)，繪圖裝置從離視線最近的那些開始，按次序繪制單元圖形。
權(quán)利要求12所述的繪圖裝置可以進(jìn)一步包括一個操作裝置，當(dāng)規(guī)定的輸入被給定時執(zhí)行操作(如圖1中的操作裝置17)；一個算術(shù)運(yùn)行裝置，讀入在存儲介質(zhì)中存儲的數(shù)據(jù)，根據(jù)操作裝置(如圖5中的主CPU111)的輸入，用該數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的算術(shù)運(yùn)算；以及一個例如GPU的象素數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，根據(jù)算術(shù)運(yùn)算裝置產(chǎn)生的算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果確定象素數(shù)據(jù)(如圖5中的GPU115)。
在權(quán)利要求23所述的繪圖設(shè)備中，如果圖像是由單元圖形組合而成的三維圖像，則提供一個轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)視點(diǎn)將組成三維圖像的單元圖形轉(zhuǎn)換為兩維輸出設(shè)備(如圖5的主CPU111)的坐標(biāo)系中的單元圖形；一個分類裝置，將由轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換的單元圖形按其深度方向次序排列(如圖18的程序處理步驟S7)；和一個深度存儲裝置，記錄代表單元圖形在其深度方向的位置的值(如圖6中的Z緩沖器)，利用該深度存儲裝置，繪圖裝置從靠近視點(diǎn)的那些開始，按次序繪制單元圖形。
在權(quán)利要求33所述的繪圖設(shè)備中，如果圖像是由單元圖形組合而成的三維圖像，可以進(jìn)一步包括一個操作裝置，當(dāng)規(guī)定的輸入被給定時執(zhí)行操作(如圖1中的操作設(shè)備17)；一個算術(shù)運(yùn)行裝置，讀入在存儲介質(zhì)中存儲的數(shù)據(jù)，根據(jù)操作裝置(如圖5中的主CPU11)的輸入，用該數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的算術(shù)運(yùn)算；一個轉(zhuǎn)換裝置，將作為由算術(shù)運(yùn)算裝置產(chǎn)生的結(jié)果所得到的單元圖形轉(zhuǎn)換為兩維輸出設(shè)備的坐標(biāo)系中的單元圖形；一個分類裝置，將由轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換的單元圖形按其深度方向次序排列(如圖18的程序處理步驟S7)；和一個深度存儲裝置，記錄代表單元圖形在其深度方向的位置的值(如圖6中的Z緩沖器142)，利用該深度存儲裝置，繪圖裝置從靠近視點(diǎn)的那些開始，按次序繪制單元圖形。
本說明并不僅僅限于上面所述的每個裝置。
現(xiàn)在詳細(xì)參看附圖，圖1是使用本發(fā)明的游戲機(jī)的一個實施例的頂視圖，圖2示出了圖1游戲機(jī)的正視圖(從圖1的下面看到的視圖)，圖3示出了圖1游戲機(jī)的側(cè)視圖(從圖1的右側(cè)看到的視圖)。
游戲機(jī)包括一個游戲機(jī)主單元2，一個操作設(shè)備(操作裝置)17，該操作裝置有一個近似于長方型的連接終端單元26與游戲機(jī)主單元2連接，一個記錄設(shè)備38，同樣與游戲機(jī)主單元2連接。
游戲機(jī)主單元2大體可以是長方型，其中心有一個盤安裝單元3，其中可以安裝存儲了計算機(jī)程序(包括用于繪圖處理的程序，后面將對此進(jìn)行介紹)和游戲數(shù)據(jù)的游戲記錄介質(zhì)。在該實施例中，圖4中示出的CD-ROM(密致盤-只讀存儲器)51可以被安裝到盤安裝單元3上或從中移開。不過游戲記錄介質(zhì)并不僅限于盤。
在盤安裝單元3的左側(cè)是一個復(fù)位開關(guān)4和電源開關(guān)5，當(dāng)要復(fù)位游戲時操作復(fù)位開關(guān)，當(dāng)要打開或切斷電源時操作電源開關(guān)，右側(cè)是一個盤操作開關(guān)6，當(dāng)盤安裝單元3要被打開或關(guān)上時操作該開關(guān)。在游戲機(jī)主單元2的前方是連接器7(A)和7(B)，將操作設(shè)備17和記錄設(shè)備38連接成一組。在該實施例中，連接器7(A)和7(B)可以連接兩組操作設(shè)備17和記錄設(shè)備38。然而，也可以根據(jù)需要采用多個連接器來連接兩組或多組操作設(shè)備17和記錄設(shè)備38。此外，通過給連接器7(A)或7(B)安上一個適配器，使其中一個連接器能夠連接操作設(shè)備17和記錄設(shè)備38的連接器數(shù)目擴(kuò)充，就可以連接更多的操作設(shè)備和記錄設(shè)備。
如圖2和圖3所示，連接器7(A)和7(B)是兩級結(jié)構(gòu)，其上面一級是與記錄設(shè)備38連接的記錄插入部分8，下面一級是與操作設(shè)備17的連接終端部分26連接的連接終端部分12。
記錄插入部分8的插入孔呈水平長方形，在其較低一側(cè)的兩端的轉(zhuǎn)角比較高一側(cè)的兩端轉(zhuǎn)角要園，從而形成一種結(jié)構(gòu)，使記錄設(shè)備38不能由上向下插入。記錄插入部分8還有活門9，保護(hù)進(jìn)行電連接的內(nèi)部連接端(沒有示出)。
活門9的安裝使得它時刻都被由例如彈簧線圈之類的彈性物體(沒有示出)強(qiáng)迫向外打開。因此，當(dāng)記錄設(shè)備38被插入時，活門9被記錄設(shè)備38插入部分的前端向內(nèi)打開，當(dāng)記錄設(shè)備38被拔出后，它被彈性物體的強(qiáng)迫力恢復(fù)到原來的位置并自動關(guān)閉，從而防止灰塵進(jìn)入內(nèi)部連接終端，并使其不受外部沖擊。
如圖2和圖3所示，連接終端插入部分12有一個水平方向呈長方形的插頭孔，其中，在其較低一側(cè)的兩端的轉(zhuǎn)角比較高一側(cè)的兩端轉(zhuǎn)角要園，從而形成一種結(jié)構(gòu)，使操作設(shè)備17的連接終端部分26不能由上向下插入，還有一種插入孔具有不同形狀的結(jié)構(gòu)，從而記錄設(shè)備38不能由上向下插入。因此，記錄設(shè)備38和操作設(shè)備17具有不同大小和形狀的插入孔，從而不會將它們相互混淆。
如圖1所示，操作設(shè)備17可以握在兩手的手掌之間，用五個手指自由操作。它包括第一和第二操作部件18和19，它們?yōu)閳A形，并且左右對稱排列；第一和第二支撐部件20和21，它們與第一和第二操作部件18和19成一個角度伸出；一個選擇開關(guān)22和一個啟動開關(guān)23，它們在位于第一和第二操作部件18和19之間的狹窄部分；第三和第四操作部件24和25，它們從第一和第二操作部件18和19的前面伸出，還有連接終端部分26和電纜27，用于與游戲機(jī)主單元2進(jìn)行電連接。
操作設(shè)備17也可以與游戲機(jī)主單元2用例如紅外線直接電連接，而不需要中間連接終端部分26和電纜27。
可以在操作設(shè)備17中安裝一部電機(jī)以使其振動。通過使操作設(shè)備17與游戲場景協(xié)調(diào)振動，用戶可以有身臨其境的參與感。當(dāng)在操作設(shè)備17中內(nèi)置電機(jī)時，可以采用具有不同轉(zhuǎn)速的多個電機(jī)，這樣用戶可以有小振動、大振動和組合振動，與游戲的場景相適應(yīng)。
連接終端部分26被接在電纜27的末端上，用于與游戲機(jī)主單元2產(chǎn)生電連接。并且如圖3所示，它在其左右兩側(cè)各有一個進(jìn)行過防滑脫處理(如壓印凸邊)的采用具有凸脊及凹槽的波紋圖案的握持部件。另外，在連接終端部分26上的握持部件形成所謂的可縮回部件，并且其大小，即寬度W和長度L與下面描述的記錄設(shè)備38的握持部件的大小相同。
記錄設(shè)備38有一個內(nèi)置的非易失性存儲器，例如快速存儲器，并且在其兩側(cè)有握持部件(圖3)，其構(gòu)造與連接終端部分26的情況相同，從而方便將其接到游戲機(jī)主單元2和移開。此外，記錄設(shè)備38的構(gòu)造使得在例如游戲被暫時中斷時，可以將該時的狀態(tài)存儲(記錄)下來，從而可以在重新起動時通過從中讀出該數(shù)據(jù)，從相應(yīng)于該數(shù)據(jù)的狀態(tài)開始，即從中斷時的狀態(tài)開始恢復(fù)該游戲。
如果用上面描述的游戲機(jī)玩游戲，用戶例如將操作設(shè)備17與游戲機(jī)主單元2相連，并且在需要時，也將記錄設(shè)備38與游戲機(jī)主單元2相連。通過操作盤操作開關(guān)6，用戶將作為游戲記錄介質(zhì)的CD-ROM51放在盤安裝單元3上，并操作電源開關(guān)5接通游戲機(jī)主單元2的電源。這樣，在游戲機(jī)主單元2上回放游戲的圖像和聲音，從而用戶可以通過運(yùn)行操作設(shè)備17來玩游戲。
接下來，圖5示出了圖1的游戲機(jī)主單元2的電路構(gòu)成。
該游戲機(jī)主單元2有兩類總線，即主總線101和子總線102，用于在各模塊之間交換數(shù)據(jù)，主總線101和子總線102由總線控制器116相連。
與主總線101相連的除了總線控制器116外，還有一個主CPU(中央處理器)111，如微處理器等，一個主存儲器112，如RAM(隨機(jī)存取存儲器)，一個主DMAC(直接存儲器存取控制器)113，一個MDEC(MPEG(移動圖形專家組)譯碼器)114和一個GPU(圖形處理單元)115。
與子總線102相連的除了總線控制器116外，還有一個子CPU121，它例如與CPU111的構(gòu)造相同，一個子存儲器122，它例如與主存儲器112的構(gòu)造相同，一個子DMAC123，一個ROM(只讀存儲器)124，它例如保存操作系統(tǒng)，一個SPU(聲音處理單元)125，一個ATM(異步傳輸模式)通信單元126，一個輔助存儲裝置127和一個輸入裝置接口I/F128。
在這里，數(shù)據(jù)由主總線101高速交換，由子總線102以低速交換，也就是說，通過將子總線102用于可以低速交換的數(shù)據(jù)，保證了主總線101的高速運(yùn)行。
總線控制器116可以連接或斷開主總線101和子總線102。如果主總線101與子總線102斷開，那么從主總線101只能訪問與主總線101相連的裝置，從子總線102只能訪問與子總線102相連的裝置。如果子總線102與主總線101連接，那么任何裝置都可以從主總線101或子總線102訪問。在起始狀態(tài)，如剛接通設(shè)備的電源的時刻，總線控制器116處于打開狀態(tài)(主總線101與子總線102被連接的狀態(tài))。
主CPU111根據(jù)主存儲器112中存儲的程序執(zhí)行各種處理。也就是說，當(dāng)例如裝置被啟動時，主CPU111經(jīng)由總線控制器116從ROM124(連接到子總線102)讀取引導(dǎo)程序，并予以執(zhí)行。這樣，主CPU111使應(yīng)用程序(即游戲程序和下面描述的執(zhí)行繪圖處理的程序)和必要的數(shù)據(jù)從輔助存儲器127裝入到主存儲器112和子存儲器122，然后主CPU111執(zhí)行裝載到主存儲器112中的程序。
主CPU111有一個內(nèi)置的GTE(幾何變換引擎)117，GTE117具有例如并行操作機(jī)構(gòu)，可以并行執(zhí)行多個操作，并且根據(jù)主CPU的請求為該幾何處理執(zhí)行高速算術(shù)運(yùn)算，如坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、光源計算、矩陣運(yùn)算和矢量運(yùn)算。通過根據(jù)主CPU111的請求進(jìn)行處理(幾何處理)，GTE117產(chǎn)生并向主CPU111提供構(gòu)成要顯示的三維圖像的多邊形(在本說明書中，除了有三個或多個頂點(diǎn)的多邊形外，還包括直線(線段)和點(diǎn))的數(shù)據(jù)(以下簡稱為“多邊形數(shù)據(jù)”)。當(dāng)主CPU111從GTE117收到多邊形數(shù)據(jù)后，它將該數(shù)據(jù)通過透視和投影變換轉(zhuǎn)換為二維平面數(shù)據(jù)，并經(jīng)由主總線101傳送到GPU115。
主CPU111也有一個內(nèi)置的高速緩沖存儲器119，通過訪問高速緩沖存儲器119而不是主存儲器112可以提高處理速度。
如上所述，主存儲器112除了存儲程序等外，還存儲主CPU111處理所需要的數(shù)據(jù)。主DMAC113控制DMA傳送到主總線101上的裝置。但是，當(dāng)總線控制器116處于打開狀態(tài)時，主DMAC113也控制子總線102上的裝置?？梢耘c主CPU111并行操作的I/O裝置的MDEC114起圖像擴(kuò)展引擎的作用，也就是說，MDEC114對由MPEG編碼壓縮的圖像數(shù)據(jù)解碼。
GPU115起描繪處理器的作用。也就是說，GPU115接收主CPU111發(fā)送的多邊形數(shù)據(jù)，根據(jù)例如多邊形頂點(diǎn)的色彩數(shù)據(jù)和指示深度(從視點(diǎn)的深度)的Z值，計算構(gòu)成多邊形的象素數(shù)據(jù)，并執(zhí)行將其寫入(畫到)圖形存儲器118中的描繪處理。GPU115將寫入圖形存儲器118中的象素數(shù)據(jù)讀出來，并作為視頻信號輸出。另外，GPU115在必要時也從主DMAC113或子總線102上的裝置中接收多邊形數(shù)據(jù)，并根據(jù)該多邊形數(shù)據(jù)執(zhí)行描繪處理。
如圖6所示，圖形存儲器118包括例如DRAM，并有一個幀存儲器141，一個Z緩沖器142和一個紋理存儲器143。幀存儲器141以例如每次一幀的方式存儲要在屏幕上顯示的象素數(shù)據(jù)。Z緩沖器142存儲在屏幕上要顯示的圖像中最靠近觀察者的多邊形的Z值，例如它有足夠的存儲容量存儲一幀的Z值。紋理存儲器143存儲要附加到多邊形上的紋理數(shù)據(jù)。
GPU115采用幀存儲器141、Z緩沖器142和紋理存儲器143執(zhí)行描繪處理。也就是說，GPU115使構(gòu)成最靠近觀察者的三維圖像的多邊形的Z值存儲起來，并根據(jù)存儲在Z緩沖器142中的值，決定是否將象素數(shù)據(jù)繪制到幀緩沖器141。如果要繪制象素數(shù)據(jù)，那么從紋理存儲器143讀出紋理數(shù)據(jù)，并用該數(shù)據(jù)確定要繪制的象素數(shù)據(jù)，從而將圖像繪制到幀存儲器141。
GPU115還執(zhí)行Z分類，即根據(jù)其深度的順序?qū)⒍噙呅畏诸?，然后從最靠近觀察者的多邊形開始，按次序描繪。
再參看圖5，子CPU121通過讀出并執(zhí)行存儲在子存儲器122中的程序執(zhí)行各種處理。與主存儲器112一樣，子存儲器122中存儲了程序和需要的數(shù)據(jù)。子DMAC123控制到子總線102上的裝置的DMA傳送。同樣，子DMAC123只有在總線控制器116處于閉合狀態(tài)(當(dāng)主總線101與子總線102斷開)時取得總線使用權(quán)。ROM124，如上所述，存儲引導(dǎo)程序和操作系統(tǒng)等等。ROM124中還存儲了主CPU111和子CPU121的程序。ROM124具有較低的存取速度，因此它在子總線102上。
SPU125接收從子CPU121或子DMAC123發(fā)送的信息包，并根據(jù)這些包中的聲音命令從聲音存儲器129讀出音頻數(shù)據(jù)。然后SPU125輸出該讀出的音頻數(shù)據(jù)到圖中沒有示出的揚(yáng)聲器。ATM通信單元126執(zhí)行對經(jīng)由圖中沒有示出的公共通信線路進(jìn)行的通信的控制(ATM通信控制)。這樣，游戲機(jī)用戶可以通過直接或經(jīng)由因特網(wǎng)或所謂的個人計算機(jī)通信中心交換數(shù)據(jù)，與其它游戲機(jī)用戶競賽。
輔助存儲器127通過例如盤驅(qū)動器回放存儲在CD-ROM51(圖1，圖4)中的信息(程序和數(shù)據(jù))。輔助存儲器127也向記錄設(shè)備38(圖1)記錄信息或從中讀取信息。輸入裝置接口128是接收作為控制板或外部輸入設(shè)備的相應(yīng)于操作設(shè)備17(圖1)的操作的信號(例如由其他裝置產(chǎn)生的圖像和音頻信號)的接口，它向子總線102輸出響應(yīng)來自外部的輸入產(chǎn)生的信號。聲音存儲器129存儲音頻數(shù)據(jù)。
在如上所述結(jié)構(gòu)的游戲機(jī)主單元2中，當(dāng)電源接通后，從ROM124讀出啟動程序并在主CPU111中執(zhí)行，從而程序和數(shù)據(jù)從安裝在輔助存儲器127上的CD-ROM51(圖4)中讀出，并擴(kuò)展到主存儲器112和子存儲器122中，主CPU111或子CPU121分別執(zhí)行擴(kuò)展到主存儲器112或子存儲器122中的程序，從而回放游戲圖像(這里假定為移動圖像)和聲音。
也就是說，例如，在主存儲器111中，根據(jù)存儲在主存儲器112中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于繪制構(gòu)成所述的三維圖像的多邊形的多邊形數(shù)據(jù)。該多邊形數(shù)據(jù)被打成信息包并經(jīng)由主總線101提供給GPU115。
當(dāng)從主CPU111接收到一個信息包時，GPU115從最接近觀察者的多邊形開始，進(jìn)行Z分類并使用Z緩沖器142向幀存儲器141繪圖。向幀存儲器141繪圖的結(jié)果被相應(yīng)地讀入GPU115，并以視頻信號輸出。這樣，游戲的三維圖像被顯示在例如未示出的顯示器上作為二維輸出裝置的二維屏幕上。
與此同時，在子CPU121中，根據(jù)存儲在子存儲器122中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生指示音頻發(fā)生的聲音命令，這些聲音命令被處理成信息包并經(jīng)由子總線102提供給SPU125。SPU125從聲音存儲器129讀取音頻數(shù)據(jù)，并根據(jù)子CPU121的聲音命令輸出該音頻數(shù)據(jù)，由此輸出了游戲的背景音樂和其它聲音。
接下來對在圖5中游戲機(jī)主單元2進(jìn)行的多邊形繪圖處理作詳細(xì)描述。
如上所述，多邊形象素數(shù)據(jù)由游戲機(jī)主單元2的GPU115繪制到幀緩沖器141。然而，當(dāng)該操作完成時，以比一個象素更精確的精度，如子象素精度，移動象素數(shù)據(jù)的繪圖位置的多個位移量被設(shè)定，并且象素數(shù)據(jù)被相應(yīng)于這些多個位移量繪制到幀緩沖器141的每個位置(存儲單元)，由此，多邊形，以及由該多邊形構(gòu)成的三維圖像被重寫。
也就是說，假定要繪制在三維空間坐標(biāo)為(x，y，z)的一個點(diǎn)，在主CPU111中該點(diǎn)(x，y，z)被根據(jù)視點(diǎn)和其它信息進(jìn)行幾何處理，并透視轉(zhuǎn)換為屏幕坐標(biāo)系(與要顯示三維圖像的顯示器的屏幕相應(yīng)的坐標(biāo)系)中的點(diǎn)(X，Y，Z)，該屏幕坐標(biāo)系是一個二維平面。這里，x，y，z，X，Y，Z是用浮點(diǎn)或定點(diǎn)表示的值。平面坐標(biāo)系中點(diǎn)(X，Y，Z)的Z代表從視點(diǎn)看到的點(diǎn)在深度方向的位置。
同樣，GPU115從視點(diǎn)的角度，為點(diǎn)(X，Y，Z)確定作為色彩信息的R、G、B信號(Ri，Gi，Bi)和其它信息、光源、紋理等等。Ri，Gi，Bi中的i指示它是一個整數(shù)，在該實施例中，Ri，Gi，Bi每個例如由8位表示，因此是0-255之間的值。
現(xiàn)在假定例如重寫次數(shù)被設(shè)定為4次，每個象素被水平和垂直分成4部份，從而對每個象素產(chǎn)生16(＝4×4)個子象素，如圖7(A)-7(D)所示，當(dāng)從第一至第四次繪制點(diǎn)(X，Y，Z)時，GPU115對屏幕坐標(biāo)系的繪圖位置設(shè)定每個位移量(dX，dY)，例如，為(0.0，0.0)，(0.5，0.0)，(0.5，0.5)，(0.0，0.5)，這是兩倍子象素的精度(這里是象素的1/2)。在圖7(A)-7(D)(以及后面的圖8-17)中，X或Y坐標(biāo)軸的正方向分別朝右或朝上。
隨后，CPU115通過根據(jù)位移量(dX，dY)移動繪圖位置來繪制點(diǎn)。
也就是說，在第一次繪圖時，GPU115用坐標(biāo)(0.0，0.0)移動點(diǎn)(X，Y，Z)，并將移位后的點(diǎn)(X，Y，Z)轉(zhuǎn)換為子象素精度的點(diǎn)(Xs，Ys，Zs)(以下，為方便起見，將之稱為子象素精度)。Xs，Ys，Zs中的s指示它是具有子象素精度的一個值；在圖7(A)-7(D)中，由于一個象素被水平和垂直分為四等分，子象素精度是0.25(＝1/4)。也就是說，在圖7中，在左下角的子象素坐標(biāo)被設(shè)定為(0.0，0.0)，當(dāng)向右或向上移動時，子象素坐標(biāo)每次增加0.25。
然后，相應(yīng)于點(diǎn)(Xs，Ys，Zs)的色彩信息(Ri，Gi，Bi)被寫入包括相應(yīng)于點(diǎn)(Xs，Ys，Zs)的子象素的象素的位置。對色彩信息來說(象素信息)，由重寫次數(shù)劃分而得到的值被寫入。詳細(xì)地說，由于這里重寫次數(shù)是4次，(Ri/4，Gi/4，Bi/4)被作為色彩信息寫入。
這里假定要繪制的點(diǎn)(X，Y，Z)的X或Y坐標(biāo)分別為1.6或1.3，在第一次繪圖時，點(diǎn)(1.6，1.3，Z)被(0.0，0.0)位移，并且如圖7(A)所示，正確地說要被寫入的色彩信息的1/4(在圖7(A)中用垂直的虛線表示的部分)被寫入到包括相應(yīng)于點(diǎn)(1.5，1.25，Zs)的子象素的象素的位置(1，1)，點(diǎn)(1.5，1.25，Zs)是通過對這一位移的點(diǎn)(1.6，1.3，Z)作子象素精度轉(zhuǎn)換得到的(由圖7(A)中的黑圈表示)。
在第二次繪制時，GPU115用(0.5，0.0)位移點(diǎn)(X，Y，Z)，并且將該位移的點(diǎn)子象素精度轉(zhuǎn)換為點(diǎn)(Xs，Ys，Zs)。然后色彩信息(Ri，Gi，Bi)的1/4被重寫到包含與點(diǎn)(Xs，Ys，Zs)相應(yīng)的子象素的象素位置。
也就是說，如上所述，假定要繪制的點(diǎn)(X，Y，Z)的X或Y坐標(biāo)分別為1.6或1.3，在第二次繪圖時，點(diǎn)(1.6，1.3，Z)被位移(0.5，0.0)，并且如圖7(B)所示，正確地說要寫入的色彩信息的1/4(在圖7(B)中用水平的虛線表示的部分)被寫入到包括相應(yīng)于點(diǎn)(2.0，1.25，Zs)的子象素的象素的位置(2，1)，點(diǎn)(2.0，1.25，Zs)是通過對位移后的點(diǎn)(2.1，1.3，Z)作子象素精度轉(zhuǎn)換得到的(由圖7(B)中的黑圈表示)。詳細(xì)地說，在象素(2，1)中，正確地說要被寫入的色彩信息的1/4被加到已經(jīng)寫入的色彩信息上，并且其和被寫入象素(2，1)。
在第三次和第四次繪圖時也采取同樣的步驟。也就是說，假定例如要繪制的點(diǎn)(X，Y，Z)的X或Y坐標(biāo)分別為1.6或1.3，在第三次繪圖時，點(diǎn)(1.6，1.3，Z)被位移(0.5，0.5)，并且如圖7(C)所示，適當(dāng)?shù)卣f要被寫入的色彩信息的1/4(在圖7(C)中用斜虛線表示的部分)被寫入到包括相應(yīng)于點(diǎn)(2.0，1.75，Zs)的子象素的象素的位置(2，1)，點(diǎn)(2.0，1.75，Zs)是通過對位移后的點(diǎn)(2.1，1.8，Z)作子象素精度轉(zhuǎn)換得到的(由圖7(C)中的黑圈表示)。詳細(xì)地說，在象素(2，1)中，適當(dāng)?shù)卣f要被寫入的色彩信息的1/4被加到已經(jīng)寫入的色彩信息上，并且其和被寫入象素(2，1)。
在第四次繪圖時，點(diǎn)(1.6，1.3，Z)被位移(0.0，0.5)，并且如圖7(D)所示，適當(dāng)?shù)卣f要被寫入的色彩信息的1/4(在圖7(D)中用斜虛線表示的部分)被寫入到包括相應(yīng)于點(diǎn)(1.5，1.75，Zs)的子象素的象素的位置(1，1)，點(diǎn)(1.5，1.75，Zs)是通過對所位移的點(diǎn)(1.6，1.8，Z)作子象素精度轉(zhuǎn)換得到的(由圖7(D)中的黑圈表示)。詳細(xì)地說，在象素(1，1)中，適當(dāng)?shù)卣f要被寫入的色彩信息的1/4被加到已經(jīng)寫入的色彩信息上，并且其和被寫入象素(1，1)。
上面所述的繪圖點(diǎn)(1.6，1.3，Z)的結(jié)果(重寫的結(jié)果)示于圖8。
通過進(jìn)行如上所述的重寫，分辨率基本上可以增加4倍，從而可以達(dá)到排除假信號。
如果要進(jìn)行重寫，當(dāng)每次繪圖的位移量(dX，dY)如上所述被設(shè)置為(0.0，0.0)，(0.5，0.0)，(0.5，0.5)，(0.0，0.5)時，繪圖點(diǎn)的位置有時被位移到其適當(dāng)位置的右上角，因此，為了防止這種位移，位移量(dX，dY)可以設(shè)置到例如(-0.25，-0.25)，(0.25，-0.25)，(0.25，0.25)，(-0.25，0.25)(從而每次位移量dX或dY的平均值為零)。
接下來，盡管對圖7(A)-7(D)和圖8中的每個象素假定了16個子象素，但如果例如每個象素被劃分為如圖9所示在水平和垂直方向的兩個相等部分時，也就是假定每個象素有4(＝2×2)子象素時，也可以進(jìn)行同樣的重寫操作。
如圖10所示，如果要繪制點(diǎn)(1.6，2.2，Z)(為簡便起見，下面省略Z坐標(biāo))，然后，適當(dāng)?shù)刂v，對點(diǎn)(1.6，2.2)作子象素精度轉(zhuǎn)換，并被設(shè)置到如圖10中的黑圈所示的點(diǎn)(1.5，2.0)，然后，適當(dāng)?shù)卣f要被寫入的色彩信息被寫入到包括相應(yīng)于點(diǎn)(1.5，2.0)的子象素的象素位置(1，2)。
圖11(A)-11(D)示出了解釋點(diǎn)的重寫的示意圖。圖11(A)示出了當(dāng)位移量為dX＝0.0，dY＝0.0時的一個顯示象素(第一次)，圖11(B)示出了當(dāng)位移量為dX＝0.5，dY＝0.0時的一個顯示象素(第二次)，圖11(C)示出了當(dāng)位移量為dX＝0.0，dY＝0.5時顯示的象素(第三次)，圖11(D)示出了當(dāng)位移量為dX＝0.5，dY＝0.5時顯示的象素(第四次)。
基于如上所述，對圖5所示的游戲機(jī)主單元2，在起始階段，當(dāng)從第一次到第四次開始繪圖時，GPU115為屏幕坐標(biāo)系中的繪圖位置分別設(shè)置每個位移量(dX，dY)，例如為(0.0，0.0)，(0.5，0.0)，(0.0，0.5)，(0.5，0.5)，它們被做了子象素精度處理(這里是象素的1/2)。然后，在第一次繪圖時，點(diǎn)(1.6，2.2)被移位(0.0，0.0)，對移位后的點(diǎn)(1.6，2.2)進(jìn)行子象素精度處理，并設(shè)置為點(diǎn)(1.5，2.0)，如圖11(A)中的黑圈所示。然后，只是適當(dāng)?shù)卣f要被寫入的色彩信息的1/4的色彩信息，被寫入包括相應(yīng)于點(diǎn)(1.5，2.0)的子象素的象素的位置(1，2)，如圖11(A)中垂直虛線所示。
在第二次繪圖時，點(diǎn)(1.6，2.2)被移位(0.5，0.0)，對移位后的點(diǎn)(2.1，2.2)進(jìn)行子象素精度處理，并設(shè)置為點(diǎn)(2.0，2.0)，如圖11(B)中的黑圈所示。然后，只是適當(dāng)?shù)卣f要被寫入的色彩信息的1/4的色彩信息，被寫入包括相應(yīng)于點(diǎn)(2.0，2.0)的子象素的象素的位置(2，2)，如圖11(B)中水平虛線所示。
在第三次繪圖時，點(diǎn)(1.6，2.2)被移位(0.0，0.5)，然后，對移位后的點(diǎn)(1.6，2.7)進(jìn)行子象素精度處理，并設(shè)置為點(diǎn)(1.5，2.5)，如圖11(C)中的黑圈所示。然后，只是適當(dāng)?shù)卣f要被寫入的色彩信息的1/4的色彩信息，被寫入包括相應(yīng)于點(diǎn)(1.5，2.5)的子象素的象素的位置(1，2)，如圖11(C)中左下斜虛線所示。
在第四次繪圖時，點(diǎn)(1.6，2.2)被移位(0.5，0.5)，然后，對移位后的點(diǎn)(2.1，2.7)進(jìn)行子象素精度處理，并設(shè)置為點(diǎn)(2.0，2.5)，如圖11(D)中的黑圈所示。然后，只是適當(dāng)?shù)卣f要被寫入的色彩信息的1/4的色彩信息，被寫入包括相應(yīng)于點(diǎn)(2.0，2.5)的子象素的象素的位置(2，2)，如圖11(D)中右下斜虛線所示。
如上所述的繪圖點(diǎn)(1.6，2.2)的結(jié)果如圖12中的虛線所示，通過比較圖10和圖12，可以清楚地看到，通過重寫處理達(dá)到了消除假信號的效果。
這里，無論是圖7(A)-7(D)的情況，還是圖11(A)-11(D)的情況，位移量都采用了(0.0，0.0)，(0.5，0.0)，(0.0，0.5)，(0.5，0.5)。然而，在四次繪圖中使用位移量的次序是不同的(圖7中的次序是(0.0，0.0)，(0.5，0.0)，(0.5，0.5)，(0.0，0.5)，圖11的次序是(0.0，0.0)，(0.5，0.0)，(0.0，0.5)，(0.5，0.5))。但位移量的使用次序?qū)χ貙懙膱D形質(zhì)量沒有影響。
同樣，在圖7(A)-7(D)的情況下進(jìn)行的子象素精度處理也與圖11(A)-11(D)的情況不同(在圖7(A)-7(D)，它是一個象素精度的1/16，而在圖11(A)-11(D)中是一個象素精度的1/4)。但這對重寫圖形的質(zhì)量也沒有影響(如果進(jìn)行四次重寫，無論子象素精度是1/4還是1/16，對“重寫導(dǎo)致”的圖形質(zhì)量改進(jìn)都沒有影響，但如果考慮重寫，那么較高的子象素精度會導(dǎo)致較好的圖形質(zhì)量)。
圖13(A)-13(D)是解釋重寫過程的示意圖。圖13(A)的直線示出了當(dāng)1.5＝＜X＜2.0，2.5＝＜Y＜3.0(象素值＝64)時的重寫結(jié)果。圖13(B)示出了當(dāng)1.5＝＜X＜2.0，2.0＝＜Y＜2.5(象素值＝128)時的重寫結(jié)果。圖13(C)示出了當(dāng)1.0＝＜X＜1.5，2.5＝＜Y＜3.0(象素值＝128)時的重寫結(jié)果。圖13(D)示出了當(dāng)1.0＝＜X＜1.5，2.0＝＜Y＜2.5(象素值＝255)時的重寫結(jié)果。
同樣，如上所述，如果重寫次數(shù)設(shè)置為4次，在進(jìn)行四次繪圖時的位移量被設(shè)置為(0.0，0.0)，(0.5，0.0)，(0.0，0.5)，(0.5，0.5)，當(dāng)點(diǎn)(X，Y)的X坐標(biāo)大于等于1.5并小于2.0，Y坐標(biāo)大于等于2.5并小于3.0，那么，當(dāng)如圖13(A)所示進(jìn)行第一至第四次繪圖時，分別繪制由坐標(biāo)(1，2)，(2，2)，(1，3)，(2，3)表示的象素。由于在進(jìn)行每次繪圖時，被重寫的色彩信息確切地說是要繪制的色彩信息的1/4，如果現(xiàn)在亮度由8位表示(0至255)，并且點(diǎn)(X，Y)的亮度被設(shè)置為最大值255，那么由坐標(biāo)(1，2)，(2，2)，(1，3)，(2，3)表示的每個象素的亮度是64，即255的1/4(這里假定小數(shù)部分被入到下一個最大的整數(shù))。
當(dāng)點(diǎn)(X，Y)的X坐標(biāo)例如大于等于1.5并小于2.0，Y坐標(biāo)大于等于2.0并小于2.5，那么，當(dāng)如圖13(B)所示進(jìn)行第一至第四次繪圖時，分別繪制由坐標(biāo)(1，2)，(2，2)，(1，2)，(2，2)表示的象素。在這種情況下，只是確切地說要寫入的色彩信息的1/4的色彩信息對由坐標(biāo)(1，2)和(2，2)表示的象素各重寫一次，如果現(xiàn)在亮度由8位表示，并且點(diǎn)(X，Y)的亮度被設(shè)置為最大值255，那么由坐標(biāo)(1，2)和(2，2)表示的每個象素的亮度為128。也就是說，根據(jù)如上所述，第一次繪圖亮度是64，從而第二次繪圖的象素亮度是128(＝64+64)。
當(dāng)點(diǎn)(X，Y)的X坐標(biāo)例如大于等于1.0并小于1.5，Y坐標(biāo)大于等于2.5并小于3.0，那么，當(dāng)如圖1 3(C)所示進(jìn)行第一至第四次繪圖時，分別繪制由坐標(biāo)(1，2)，(1，3)，(1，2)，(1，3)表示的象素。在這種情況下，只是確切地說要寫入的色彩信息的1/4的色彩信息對由坐標(biāo)(1，2)和(1，3)表示的象素各重寫一次，如果現(xiàn)在亮度由8位表示，并且點(diǎn)(X，Y)的亮度被設(shè)置為最大值255，那么由坐標(biāo)(1，2)和(1，3)表示的每個象素的亮度為128。與圖13(B)的情況相同。
當(dāng)點(diǎn)(X，Y)的X坐標(biāo)例如大于等于1.0并小于1.5，Y坐標(biāo)大于等于2.0并小于2.5，那么，當(dāng)如圖13(D)所示進(jìn)行第一至第四次繪圖時，繪制由坐標(biāo)(1，2)表示的象素。在這種情況下，由于只是確切地說要寫入的色彩信息的1/4的色彩信息要重寫四次，對由坐標(biāo)(1，2)表示的象素各重寫一次，如果現(xiàn)在亮度由8位表示，并且點(diǎn)(X，Y)的亮度被設(shè)置為最大值255，那么由坐標(biāo)(1，2)表示的象素的亮度為255。也就是說，根據(jù)如上所述，第一次繪圖亮度是64，從而第四次繪圖的象素亮度確切地說應(yīng)該是256(＝64+64+64+64)。但由于這里亮度的最大值被設(shè)置為155，比255大的256被削減為最大值255。
前面介紹了繪制點(diǎn)的情況，接下來將參考圖14(A)-14(D)詳細(xì)介紹繪制線段的情況，其中，圖14(A)示出了第一次繪圖的情況，圖14(B)示出了第二次繪圖的情況，圖14(C)示出了第三次繪圖的情況，圖14(D)示出了第四次繪圖的情況。
要繪制的線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)分別由(x1，y1，z1)或(x2，y2，z2)表示。并且進(jìn)一步規(guī)定起點(diǎn)和終點(diǎn)是經(jīng)過透視轉(zhuǎn)換(透視和投影轉(zhuǎn)換)后屏幕坐標(biāo)系中的點(diǎn)。
假定例如重寫次數(shù)被設(shè)定為4次，并且每個象素被水平和垂直各分為4等分，從而對每個象素產(chǎn)生16個子象素，如圖14所示，當(dāng)線段被繪制第一至第四次時，GPU115對屏幕坐標(biāo)系中的每個繪圖位置設(shè)置每個位移量為例如(0.0，0.0)，(0.5，0.0)，(0.5，0.5)，(0.0，0.5)，它們是兩倍的子象素(這里為象素的1/2)精度。
此后，CPU114通過根據(jù)位移量(dX，dY)移動繪圖位置來繪制線段。
也就是說，在第一次繪圖時，GPU115將起點(diǎn)(x1，y1，z1)和終點(diǎn)(x2，y2，z2)分別移位(0.0，0.0)，并在這些點(diǎn)用DDA(數(shù)字差分分析)操作(稍后討論)和色彩信息等等確定在位移的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間用子象素精度插值的點(diǎn)。然后，用點(diǎn)(X1s，Y1s，Z1s)至(Xns，Yns，Zns)指示這組子象素精度點(diǎn)，色彩信息(即如上所述，確切地說是色彩信息的1/4的色彩信息)被寫入包括相應(yīng)于這些點(diǎn)(X1s，Y1s，Z1s)至(Xns，Yns，Zns)的子象素的象素的位置。
這時，例如繪制包括相應(yīng)于構(gòu)成線段的子象素精度點(diǎn)的兩個或多個子象素的象素，并且作為色彩信息，將例如包括在該象素中的子象素的色彩信息的平均值(的1/4)，寫入將要繪制的象素中。
第二至第四次繪圖方式與第一次相同，不過這時的位移量被分別設(shè)置為(0.5，0.0)，(0.5，0.5)，(0.0，0.5)。
這里，假定要繪制的線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)分別是例如點(diǎn)(1.6，1.3，z1)或點(diǎn)(4.6，4.3，z2)，在第一次繪圖時，繪制由圖14(A)的垂直虛線示出部分的象素；在第二次繪圖時，繪制由圖14(B)的水平虛線示出部分的象素；在第三次繪圖時，繪制由圖14(C)的左下斜虛線示出部分的象素；在第四次繪圖時，繪制由圖14(D)的右下斜虛線示出部分的象素。由此繪制的線段的結(jié)果由圖15的虛線所示。
接下來，盡管對圖14(A)-14(D)和圖15中每個象素假定16個子象素，但如果如圖16(A)-16(D)所示將每個象素水平和垂直均分為相同的兩部分，從而每個象素產(chǎn)生4個子象素，也可以進(jìn)行同樣的重寫操作。
圖16(A)示出了當(dāng)位移量為dX＝0.0，dY＝0.0時的顯示象素。圖16(B)示出了當(dāng)位移量為dX＝0.5，dY＝0.0時的顯示象素。圖16(C)示出了當(dāng)位移量為dX＝0.0，dY＝0.5時的顯示象素。圖16(D)示出了當(dāng)位移量為dX＝0.5，dY＝0.5時的顯示象素。
也就是說，如果要如上所述通過四次重寫繪制起點(diǎn)或終點(diǎn)分別為點(diǎn)(1.6，1.3，z1)或點(diǎn)(4.6，4.3，z2)的一條線段，然后，在第一至第四次繪圖時，分別設(shè)置子象素精度(象素的1/2的精度)點(diǎn)(0.0，0.0)，(0.5，0.0)，(0.0，0.5)，(0.5，0.5)作為屏幕坐標(biāo)系中繪圖位置的位移量(dX，dY)，那么在第一次繪圖時，繪制由圖16(A)的垂直虛線示出部分的象素；在第二次繪圖時，繪制由圖16(B)的水平虛線示出部分的象素；在第三次繪圖時，繪制由圖16(C)的左下斜虛線示出部分的象素；在第四次繪圖時，繪制由圖16(D)的右下斜虛線示出部分的象素。
這時，繪制例如包括相應(yīng)于構(gòu)成線段的子象素精度點(diǎn)的兩個或多個子象素的象素，并且作為色彩信息，將例如包括在該象素中的子象素的色彩信息的平均值(的1/4)，寫入將要繪制的象素中。
如上所述通過重寫繪制線段的結(jié)果由圖17(A)的虛線所示。
在圖17(A)中，消除假信號的直線被產(chǎn)生了四次。圖中示出了子象素DDA結(jié)果和包括有效子象素的顯示象素。
反之，如果通過一次繪圖來繪制同一線段，繪圖的結(jié)果將如圖17(B)中的左下斜虛線所示。從圖17(A)-17(B)可以清楚地看到，通過重寫可以減少假信號。
接下來，參考圖18所示的流程圖，來描述圖5的游戲機(jī)主單元2中進(jìn)行的多邊形繪圖處理。這里，假定繪制多邊形所需要的數(shù)據(jù)，包括形狀數(shù)據(jù)和光源數(shù)據(jù)，已經(jīng)由主CPU111從CD-ROM51讀出，并存儲在主存儲器112中。
在繪圖過程中，首先，在步驟S1，主CPU111經(jīng)由主總線101讀出例如繪制包括一個三維圖像的一幀的多邊形的數(shù)據(jù)，并提供給GTE117。采用GTE117，在步驟S2，根據(jù)視點(diǎn)對三維空間中每個多邊形進(jìn)行幾何處理，并對幾何處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行透視轉(zhuǎn)換。這里視點(diǎn)是由例如用戶運(yùn)行操作設(shè)備17(圖1)來給出的。
之后進(jìn)行到步驟S3，通過對已經(jīng)透視轉(zhuǎn)換后的屏幕坐標(biāo)系中的多邊形執(zhí)行亮度計算和紋理地址計算，在主CPU111中確定多邊形數(shù)據(jù)，并將其經(jīng)由主總線101提供給GPU15。
這里多邊形數(shù)據(jù)包括例如X，Y，Z，R，G，B，α，S，T，Q，F(xiàn)。
在多邊形數(shù)據(jù)X，Y，Z，R，G，B，α，S，T，Q，F(xiàn)中，數(shù)據(jù)X，Y，Z分別代表三角形的三個頂點(diǎn)的X，Y，Z坐標(biāo)，R，G，B分別代表三個頂點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)亮度值。
同樣，α代表一個混合因子，該因子表示當(dāng)要繪制象素的RGB值，并且要與已經(jīng)繪制的象素的RGB值進(jìn)行α混合時，該混合的比率。α是一個例如大于或等于0并小于或等于1的實數(shù)，當(dāng)要繪制的象素的象素值(RGB值)由Fc表示，已經(jīng)繪制的象素的象素值用Bc表示時，通過α混合得到的象素值Cc由例如下面的算式得到Cc＝αFc+(1-α)BcS，T，Q分別代表三角形的三個頂點(diǎn)的紋理坐標(biāo)(紋理的同一坐標(biāo)(homogeneous coordinate))。也就是說，通過紋理映射將花紋(紋理)加到一個物體的表面，并且S，T，Q被用于該紋理映射。用紋理大小分別乘以S/Q，T/Q得到的值為紋理地址。
F是表示要將繪制的象素變得模糊時的模糊程度，例如，該值越大，顯示的影像越模糊。
在多邊形數(shù)據(jù)被確定之后，我們進(jìn)行到步驟S4，在主CPU111中估算繪制一幀圖像的時間。也就是說，主CPU111由多邊形的數(shù)目，也就是在一幀中要繪制的多邊形的數(shù)目(在步驟S1中讀出的數(shù)據(jù))，估算例如一次繪制一幀需要的時間。然后，在步驟S5，主CPU111確定根據(jù)在步驟S4中估算的繪圖時間確定重寫次數(shù)N，并將其經(jīng)由主總線101提供給GPU115。
這里，在圖7(A)-7(D)至圖17(A)-17(B)的情況下，重寫次數(shù)被設(shè)定為一個固定值，四次。但是，如果重寫次數(shù)被設(shè)定為一個固定值，如果構(gòu)成一幀的多邊形的數(shù)目龐大，那么繪圖可能不能在一幀的時間內(nèi)完成，從而處理將會失敗。另一方面，如果忽視RGB值的動態(tài)范圍和子象素精度，重寫次數(shù)越大，分辯率就越好。因此，在本實施例中，重寫次數(shù)N是根據(jù)一幀的繪圖時間自適應(yīng)確定的，從而可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行盡可能多次重寫，以保證處理不會失敗(這里，該范圍是可以保持幀速率的一個范圍)。
但是，如果構(gòu)成一幀的多邊形數(shù)目有限，那么重寫次數(shù)可以被設(shè)定為一個能夠保證處理不會失敗的固定值。如果重寫次數(shù)可以與構(gòu)成一個象素的子象素的數(shù)目一樣多，從理論上講，這樣的重寫對改進(jìn)圖像質(zhì)量的效果最大，并且重寫次數(shù)超出該數(shù)目并不能獲得額外的效果。因此，在設(shè)備的處理能力足夠，并且既使重寫次數(shù)被設(shè)定為大于構(gòu)成一個象素的子象素的數(shù)目，處理也不會失敗，理想情況是要求將重寫次數(shù)設(shè)定為構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)目，從而避免處理“浪費(fèi)”?；谕瑯拥脑?，既使重寫次數(shù)是自適應(yīng)確定的，理想情況是當(dāng)重寫次數(shù)大于構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)目時，要求將其限制到構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)目。
當(dāng)重寫次數(shù)N被確定后，我們進(jìn)入步驟S6，在該步驟，主CPU111在進(jìn)行與重寫次數(shù)N一樣的多次繪圖的情況下，對每次繪圖設(shè)定位移量(dX，dY)，并將其提供給GPU115.理想情況是要求位移量被設(shè)定為子象素精度或更好，而小于一個象素的精度。
當(dāng)GPU115接收到如上所述由CPU111提供的一幀的多邊形數(shù)據(jù)、重寫次數(shù)N、和重寫次數(shù)的位移量時，在步驟S7進(jìn)行Z分類，將包括一幀的多邊形按其深度方向的次序分類。Z分類的詳細(xì)描述可參考例如未審查專利申請H7-114654(1995)。
然后，在步驟S8，GPU115將幀緩沖器141清空，并進(jìn)行到步驟S9，將記錄繪圖次數(shù)的變量n初始化為例如1。接著進(jìn)行到步驟S10，GPU115在第n次繪制每個多邊形時，根據(jù)其移動校正位移量。
除了上面所述的以外，多邊形數(shù)據(jù)還包括多邊形運(yùn)動矢量?，F(xiàn)在假定一個給定的多邊形的運(yùn)動矢量是(vx，vy)，并且(dXn，dYn)被設(shè)定為用于第n次繪制多邊形的位移量，該位移量(dXn，dYn)被校正為例如(dXn+vx/N，dYn+vy/N)。通過用這樣校正的位移量繪圖，可以得到運(yùn)動模糊效果。
在對位移量校正之后，我們進(jìn)行到步驟S11，在該步驟GPU115用校正的位移量對每個多邊形的頂點(diǎn)的坐標(biāo)移位，然后，進(jìn)行到步驟S12。在步驟S12，Z緩沖器142在GPU115中被初始化為例如+∞(這里假定點(diǎn)在屏幕內(nèi)的位置越深，Z值就越大)，接著進(jìn)入步驟S13。在步驟S13，對多邊形頂點(diǎn)的坐標(biāo)作子象素精度轉(zhuǎn)換，通過以子象素精度執(zhí)行DDA算法運(yùn)算，確定構(gòu)成多邊形的邊和內(nèi)部的子象素的RGB值等等。
這里，DDA算法運(yùn)算指在兩個點(diǎn)之間通過線性插值確定構(gòu)成兩點(diǎn)之間的線段的象素的每個值(RGB值等等)的算術(shù)運(yùn)算。也就是說，例如當(dāng)兩點(diǎn)之間的一點(diǎn)被作為起點(diǎn)，另一點(diǎn)被作為終點(diǎn)，并給起點(diǎn)和終點(diǎn)指定一定的值，然后，通過用在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的象素數(shù)目去除起點(diǎn)值和終點(diǎn)值之間的差，確定賦給起點(diǎn)和終點(diǎn)的值的比例變化(變化率)，在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的每個象素的值，是在從起點(diǎn)進(jìn)行到終點(diǎn)時，通過將變化率連續(xù)加到(積分)指定給起點(diǎn)的值確定的。
例如，假定象素p1，p2，p3是一個三角形的三個頂點(diǎn)，用子象素精度相應(yīng)于子象素p1和p2、子象素p2和p3、子象素p1和p3執(zhí)行DDA算術(shù)運(yùn)算，從而將X，Y坐標(biāo)作為變量，確定沿多邊形三邊的子象素的多邊形數(shù)據(jù)Z，R，G，B，α，S，T，Q，以及位于多邊形內(nèi)部的子象素的多邊形數(shù)據(jù)Z，R，G，B，α，S，T，Q。
進(jìn)行到步驟S14作重寫處理，由此，在GPU115中，采用Z緩沖器142將構(gòu)成多邊形的象素的RGB值寫入到幀緩沖器141。
這里，在步驟S14中最終被寫入到幀緩沖器141的RGB值，在GPU115中以例如下面的方式確定。
也就是說，GPU115根據(jù)構(gòu)成多邊形的子象素的多邊形數(shù)據(jù)X，Y，Z，R，G，B，α，S，T，Q進(jìn)行紋理映射，該多邊形數(shù)據(jù)是DDA算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果。詳細(xì)地說，CPU115通過例如用Q去除S、T，計算紋理地址U(S/Q)，V(T/Q)，以及根據(jù)需要進(jìn)行各種濾波處理，計算在每個子象素的X、Y坐標(biāo)位置的紋理色彩。也就是說，GPU115從紋理存儲器143讀出相應(yīng)于紋理地址U、V的紋理數(shù)據(jù)(紋理色彩數(shù)據(jù))。另外，GPU115對作為這個紋理數(shù)據(jù)的RGB值和作為DDA算術(shù)運(yùn)算結(jié)果的RGB值執(zhí)行各種濾波處理，也就是說，它將兩者按一定的比例混合，根據(jù)模糊值F混合預(yù)先設(shè)定的色彩，并計算構(gòu)成多邊形的每個子象素的最終RGB值。
在步驟S14，如上所述確定的RGB值被寫入幀緩沖器141。
按照一般規(guī)則，對在步驟S7中根據(jù)深度方向進(jìn)行Z分類的多邊形，對幀緩沖器141的寫入是按次序進(jìn)行的，從最接近視點(diǎn)到最遠(yuǎn)點(diǎn)。其理由介紹如下。
如果只繪制構(gòu)成一個象素的子象素中的一個，那個子象素的RGB值被寫入到相應(yīng)于包括該子象素的一個象素的幀緩沖器141中的地址，但是，如果要繪制構(gòu)成一個象素的子象素中的多個，那么多個子象素的RGB值，例如其平均值，被寫入。
在步驟S14，當(dāng)向幀緩沖器141寫入一幀的RGB值的操作完成后，控制過程進(jìn)行到步驟S15，在該步驟確定變量n是否大于寫入次數(shù)N，如果不大于，那么控制進(jìn)行到步驟S16，在其中將變量n增1，然后控制返回到步驟S10。在步驟S10，GPU115校正用于第n次繪制每個多邊形的位移量，校正依據(jù)是多邊形的移動，之后重復(fù)步驟S10至S16，直到在步驟S15確定變量n大于重寫次數(shù)N為止。由此完成重寫。
另一方面，如果在步驟S15確定了變量n大于重寫次數(shù)N，即對一幀已經(jīng)做了N次重寫，GPU115讀出存儲在幀緩沖器141中的一幀的RGB值，將其輸出到顯示器，并返回步驟S1。然后，在步驟S1，主CPU111經(jīng)由主總線101從主存儲器112讀出繪制構(gòu)成下一幀的三維圖像的多邊形的數(shù)據(jù)，之后重復(fù)同樣的處理，從而顯示一個運(yùn)動圖像。
接著，對于根據(jù)其深度方向進(jìn)行Z分類的多邊形，對幀緩沖器141的寫入是按次序進(jìn)行的，從最接近視點(diǎn)到最遠(yuǎn)點(diǎn)。這是因為如下所述是通過重寫操作將RGB值寫入幀緩沖器141的，在其中它們與原先寫到幀緩沖器141中的RGB值相加。
也就是說，現(xiàn)在，考慮圖19(A)中的情況，其中包括多邊形A和B的幀C已經(jīng)被寫入到幀緩沖器141中，并且包括多邊形A和B的另一幀C將以這種狀態(tài)被重寫到幀緩沖器141。同樣還假定多邊形A比多邊形B的位置更深，并且多邊形A和B部分重疊。
在這種情況下，由于如圖18的流程圖所述，在步驟S14進(jìn)行重寫處理之前，Z緩沖器142在步驟S12中被清零，等全部的幀C被寫入到幀緩沖器141之后，Z緩沖器142處于這樣一種狀態(tài)，即相應(yīng)于無限遠(yuǎn)(最深處)的一個值被作為Z值寫入，如圖19(B)所示。
在多邊形A或B之間，如果例如位于深度側(cè)的多邊形B被首先寫入，位于觀察者一側(cè)的多邊形A在其后寫入，那么當(dāng)繪制多邊形B時，記錄在Z緩沖器142中的Z值代表無限距離，因此，通過采用Z緩沖器142繪制多邊形B，也就是說，通過將多邊形B的RGB值加到已經(jīng)存儲在幀緩沖器141中的RGB值上，已經(jīng)繪制到幀緩沖器141中的幀C的多邊形B部分被重寫，如圖20(A)所示。在這種情況下，多邊形B的Z值被寫入到Z緩沖器中相應(yīng)于多邊形B的部分。
如果在此之后采用Z緩沖器142將多邊形A寫入到幀緩沖器141，位于多邊形B的這一側(cè)的多邊形A的繪制不受Z緩沖器142的阻止，從而整個多邊形A被寫入幀緩沖器141。也就是說，多邊形B的所有RGB值被加到幀緩沖器141中已經(jīng)存儲的RGB值中。由此，多邊形A和B的重疊部分(圖20中的陰影部分)受到繪制多邊形B的影響，既使確切地說只應(yīng)該繪制多邊形A。
如果如上所述進(jìn)行重寫(其中一個多邊形的RGB值被加到原先已經(jīng)寫到幀緩沖器141中的RGB值上)，那么當(dāng)位于較遠(yuǎn)處的一個多邊形在位于較近處的多邊形之前繪制時，它們的重疊部分將受到位于較遠(yuǎn)處的多邊形的影響，并且該位于較遠(yuǎn)處的多邊形，原本應(yīng)該由位于較近處的多邊形將其隱藏表面消除，現(xiàn)在仍然可見。
因此，為了防止這種執(zhí)行隱藏面消除的失敗，如圖18所述，在這個實施例中，繪制多邊形是對已經(jīng)根據(jù)其深度作了Z分類的多邊形進(jìn)行的，并且繪圖是從最接近視點(diǎn)的次序開始。
也就是說，例如在上面所述的情況下，在多邊形A和B之間，先繪制較近的多邊形A，然后繪制較遠(yuǎn)的多邊形B。在這種情況下，在多邊形A的繪圖時刻，存儲在Z緩沖器142中的Z值代表無限距離，因此，通過采用Z緩沖器142繪制多邊形A，也就是說，通過將多邊形A的RGB值加到已經(jīng)存儲在幀緩沖器141中的RGB值上，已經(jīng)繪制在幀緩沖器141中的幀C的多邊形A部分被重寫。在這種情況下，多邊形A的Z值被寫入到Z緩沖器142中相應(yīng)于多邊形A的部分。
在此之后如果多邊形B被采用Z緩沖器142寫入到幀緩沖器141，對相比于多邊形A而言，位于較遠(yuǎn)處的多邊形B的繪制，其與多邊形A重疊的部分將受到Z緩沖器142的阻止，從而多邊形B中不與多邊形A重疊的部分被重寫到幀緩沖器141，但與多邊形A重疊的部分沒有重寫到幀緩沖器141中(沒有示出)。其結(jié)果是對多邊形A和B的重疊部分，只有較近的多邊形A被繪制，從而避免了由于多邊形B造成的任何影響。也就是說，可以保證隱藏表面的消除。
在進(jìn)行重寫時隱藏表面的消除，除了可以通過如上所述的Z分類和Z緩沖器142的結(jié)合來實現(xiàn)外，也可以通過用與幀緩沖器141類似的一個緩沖器(為了簡單起見，在下面稱為第二幀緩沖器)實現(xiàn)。也就是說，只要采用Z緩沖器142向第二幀緩沖器繪圖，并將第二幀緩沖器的結(jié)果重寫到幀緩沖器141中即可。然而，在這種情況下，不再需要進(jìn)行Z分類，但第二幀緩沖器必須與幀緩沖器141具有相同的容量。
Z分類與Z緩沖器142的組合，除了用于進(jìn)行重寫之外，也可以用于在利用α混合進(jìn)行繪圖時，例如在繪制半透明的多邊形時，或在繪制陰影時，產(chǎn)生自然圖像(例如，對半透明多邊形利用Z分類和Z緩沖器的組合，在本申請人的一份先申請H8-158145(1996)中作了公開)。但是，在重寫時消除隱藏線的情況和與繪制半透明多邊形的情況相比，采用Z分類和Z緩沖器組合處理是不同的，因此必須根據(jù)特定的情況進(jìn)行處理算法轉(zhuǎn)換。
接著，參考圖22的流程圖，我們在步驟S14描述重寫過程的細(xì)節(jié)。這里，為了簡化說明起見，我們假定Z值和RGB值已經(jīng)被指派給象素單元，而不必考慮子象素。同樣，用p(x，y)指示從左起算的x單元和從底部起算的y單元位置處的象素，用Z(x，y)表示該象素p(x，y)的Z值，用depth(x，y)表示與存儲在Z緩沖器142的象素p(x，y)相應(yīng)的存儲值，還用n(x，y)表示在幀緩沖器141中相應(yīng)于象素p(x，y)的位置的存儲值。
在重寫過程中，首先，在步驟S21，在構(gòu)成現(xiàn)在要繪制的幀的所有象素中的一個規(guī)定的象素p(x，y)被作為感興趣的象素，并確定所關(guān)心的p(x，y)的該象素的Z值Z(x，y)是否小于或等于存儲在Z緩沖器142中的depth(x，y)值。在步驟S21，如果確定Z值Z(x，y)不小于存儲的depth(x，y)值，也就是說，如果有一個多邊形比包括感興趣的象素p(x，y)的這個多邊形更靠近，并且它還沒有被寫入到幀緩沖器141，那么控制返回步驟S21，將一個沒作為感興趣的象素的象素作為新的感興趣的象素，之后重復(fù)同樣的處理過程。
同樣，在步驟S21，如果確定Z值Z(x，y)小于或等于存儲的depth(x，y)值，那么控制進(jìn)行到步驟S22，進(jìn)行亮度降低處理。也就是說，如果感興趣的象素p(x，y)的RGB值用M(x，y)表示，用重寫次數(shù)N除RGB值M(x，y)，其商(這里忽略小數(shù)部分)被確定為要重寫的RGB值m(x，y)。
如果小于或等于x/y的最大整數(shù)由INT[x/y]表示，在亮度降低處理中，用算式m(x，y)＝INT[M(x，y)/N]進(jìn)行計算。
如果M(x，y)/N為整數(shù)，那么沒有問題，但如果它包括一個分?jǐn)?shù)部分，那么亮度降低就會發(fā)生。也就是說，如果例如最大亮度值是255，如果考慮以這個最大亮度值255通過四次重寫來繪圖，那么通過亮度降低處理，每次繪圖時的亮度值為63(＝INT[255/4])。因此，既使以亮度值63繪圖四次，也就是說，如果將63加上4次，結(jié)果只是252，小于原來的亮度值255。
因此，如果通過亮度降低操作得到的值INT[M(X，Y)/N]的N倍小于原來的RGB值M(x，y)，要重寫的RGB值m(x，y)可以被設(shè)置為將預(yù)定的校正值D與值INT[M(X，Y)/N]相加的和。
校正值D必須被設(shè)置為使值INT[M(X，Y)/N]與該校正值D的和的N倍大于或等于原來的RGB值M(x，y)。詳細(xì)地說，如果如上所述，以最大亮度值255通過四次重寫來繪圖，那么校正值D被設(shè)置為例如1。在這種情況下，每次繪圖的亮度為64(＝63+1)，如果以亮度值64繪圖4次，結(jié)果將為256.這里最大亮度值是255，因此超過這個值的值被剪切為該最大值255.
在亮度降低處理之后，在步驟S23將相應(yīng)于感興趣的象素p(x，y)的存儲值n(x，y)從幀緩沖器141中讀出，控制進(jìn)行到步驟S24，通過將存儲值與亮度降低處理后得到的RGB值m(x，y)相加，進(jìn)行重寫處理。這里相加的結(jié)果用v(x，y)表示。
在步驟S25，步驟S24中的相加結(jié)果，即重寫結(jié)果v(x，y)被寫入到存儲n(x，y)的幀緩沖器141中的單元中(相應(yīng)于感興趣的象素p(x，y)的單元)。在下一次繪制象素p(x，y)時，v(x，y)這個值作為記錄值n(x，y)讀出。
同樣，在步驟S25，在Z緩沖器142中的存儲值深度(x，y)被重寫到Z值Z(x，y)，控制進(jìn)行到步驟S26，在其中決定是否所有包括要繪圖的幀的象素都已經(jīng)作為感興趣的象素進(jìn)行了處理。在步驟S26，如果確定不是所有包括要繪圖的幀的象素都已經(jīng)作為感興趣的象素進(jìn)行了處理，那么控制返回到步驟S21，還沒有被作為感興趣的象素的一個象素被新作為感興趣的象素，此后重復(fù)同樣的處理。
如果另一方面在步驟S26中確定所有包括要繪圖的幀的象素都已經(jīng)作為感興趣的象素進(jìn)行了處理，那么執(zhí)行返回操作。
亮度降低處理可以采用α混合來進(jìn)行。也就是說，可以通過設(shè)定混合系數(shù)α為1/N，并計算算式m(x，y)＝INT[α×M(x，y)]，來確定m(x，y)。也就是說，混合系數(shù)α使得1.0相應(yīng)于例如128(＝27)，它是由公式α＝A→7實現(xiàn)的，其中A是在0-128范圍內(nèi)的一個整數(shù)，A→7代表A的7位右移。
在這種情況下，為了例如如上所述通過四次重寫在最大亮度值255下繪圖，將A設(shè)定為32即可，它相應(yīng)于1/4，然后計算算式m(x，y)＝INT[α×M(x，y)]。
但是，既使在這種情況下，如上所述那樣，有時也會發(fā)生亮度降低。也就是說，如果通過重寫四次以最大亮度值255繪圖，如果A被設(shè)置為32，相應(yīng)于1/4，并計算算式m(x，y)＝INT[α×M(x，y)]，得到m(x，y)等于63(＝INT[(255×32)哆7])，既使以亮度值63繪圖四次，結(jié)果也只有252，小于原來的亮度值255.
因此，如果N倍的INT[α×M(x，y)]小于原來的RGB值M(x，y)，那么對A進(jìn)行校正，使得N倍的INT[α×M(x，y)]大于或等于原來的RGB值M(x，y)。更詳細(xì)地說，只要將A校正為33即可，它比相應(yīng)于1/4的32大1。這樣，繪圖1次的亮度值成為65(＝INT[(255×33)哆7)]，如果以亮度值65繪圖4次，結(jié)果為260，超出最大亮度值255的部分被剪切為該最大值255。
如上所述，圖像重寫是通過在要將每個象素的RGB值繪制到幀緩沖器141中時，以高于一個象素的精度，設(shè)置移動其繪圖位置的位移量，并通過將RGB值繪制到幀緩沖器141中的相應(yīng)位置完成的，從而即使不采用高容量、高速度的幀緩沖器或Z緩沖器，也可以達(dá)到有效的消除假信號效果。
也就是說，通過上面所述的重寫取得的消除假信號效果不僅擴(kuò)展到多邊形的邊，還擴(kuò)展到其內(nèi)部和三維形狀彼此交叉的部分，從而不僅減少了直線中的鋸齒，也改進(jìn)了圖像的整體質(zhì)量。
由于移動多邊形可以有移動模糊效果，可以顯示沒有任何閃爍的平滑的移動圖像。
前面是針對本發(fā)明應(yīng)用于游戲機(jī)的情況描述的，但本發(fā)明也可以用于產(chǎn)生特殊圖像效果的特效機(jī)，或用于執(zhí)行計算機(jī)圖形處理的CAD和其他裝置。另外，本發(fā)明也可以用于例如記錄和回送裝置或發(fā)射裝置，這些裝置對用攝像機(jī)攝取的自然圖像編碼，并對該圖像進(jìn)行記錄和回放，或發(fā)射與接收。也就是說，如果將來用攝像機(jī)攝取的自然圖像被譯碼為用多邊形表示，當(dāng)它們被回放時，可以采用本發(fā)明的技術(shù)回放高質(zhì)量的自然圖像。
在這個實施例中，繪圖處理是以幀為單位進(jìn)行的，但也可以以字段為單位進(jìn)行。
本發(fā)明可以用于繪制移動圖像或靜止圖像。
該實施例是針對三維圖形繪制進(jìn)行描述的，但本發(fā)明也可以用于繪制例如二維圖形。
位移量也并不局限于子象素精度，而是可以更大或更小。
同樣，在本實施例中，執(zhí)行上述繪圖處理的計算機(jī)程序被記錄在CD-ROM51中。然而，除了CD-ROM以外，也可以采用光磁記錄盤或其他記錄介質(zhì)，計算機(jī)程序也可以由例如因特網(wǎng)，衛(wèi)星線路或其他傳輸介質(zhì)提供。
繪圖處理也不需要由處理器執(zhí)行計算機(jī)程序來完成，而是可以用特定的硬件來實現(xiàn)。
在這個實施例中，三維圖像被顯示在監(jiān)視器顯示屏上，但該發(fā)明也可以用于其他情況，例如在打印機(jī)(二維輸出裝置)上打印三維圖像。
在該實施例中，繪制一個一幀圖像要在X和Y方向都進(jìn)行位移，但也可以只在其中一個方向上進(jìn)行移位。也就是說，位移量(dX，dY)可以被設(shè)置為例如(0.0，-0.2)，(0.0，-0.1)，((0.0，0.1))(0.0，0.2)。
同樣，對每個重寫次數(shù)，位移量(dX，dY)可以預(yù)先確定。
如上所述，重寫次數(shù)越多，分辯率的改進(jìn)越大，但隨著重寫次數(shù)的增大，繪制RGB值一次的位數(shù)會由于亮度降低處理而減小，但這會使圖像的灰度惡化。因此，設(shè)置重寫次數(shù)時不能只考慮分辯率，還應(yīng)該考慮灰度。
采用本發(fā)明的繪圖裝置和繪制方法，在要將象素數(shù)據(jù)繪制到象素數(shù)據(jù)存儲裝置中時，以高于一個象素的精度，設(shè)置移動其繪圖位置的多個位移量，并通過將象素數(shù)據(jù)繪制到相應(yīng)于多個位移量的象素數(shù)據(jù)存儲裝置中的每個單元來完成圖像的重寫。同樣，采用本發(fā)明的分發(fā)介質(zhì)，提供用于重寫圖像的程序，該重寫過程是通過以高于一個象素的精度，設(shè)置多個位移量，并通過將象素數(shù)據(jù)繪制到相應(yīng)于多個位移量的每個存儲單元來完成的。由此可以降低圖像中出現(xiàn)的假信號。
如上所述，在例如三維圖形計算機(jī)中，該三維圖形計算機(jī)是利用一個計算機(jī)、或者特殊效果設(shè)備(特效器)、視頻游戲機(jī)等等的圖象設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明的繪圖設(shè)備、繪圖方法和分發(fā)介質(zhì)，消除假信號的效應(yīng)不僅延伸到多邊形的邊，也延伸到他們的內(nèi)部以及三維形狀相互交叉的部分，其不僅減少了在直線中出現(xiàn)的鋸齒，而且改善了整個圖象的圖形質(zhì)量。因此本發(fā)明適用于高圖形質(zhì)量的圖象顯示。
權(quán)利要求
1.用于繪制一個顯示在圖像裝置上的圖像的繪圖設(shè)備，包括一個存儲象素數(shù)據(jù)的象素數(shù)據(jù)存儲器裝置，該象素數(shù)據(jù)被輸出到輸出所述圖像的兩維輸出設(shè)備；一個位移量設(shè)定裝置，用于設(shè)定多個位移量，并且在所述象素數(shù)據(jù)要被繪制于所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置中時，以比一個象素更細(xì)小的精度，移動繪圖位置；在所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置中的一個繪圖裝置，通過在相應(yīng)于由所述位移量設(shè)定裝置設(shè)定的多個位移量的每個位置繪制所述象素，進(jìn)行所述圖像的重寫。
2.權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素，所述位移量設(shè)定裝置用子象素精度設(shè)定移位所述象素數(shù)據(jù)的所述繪圖位置的多個位移量。
3.權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置包括一個記數(shù)確定裝置，確定重寫所述圖像的重寫次數(shù)。
4.權(quán)利要求3所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置進(jìn)一步包括一個估算裝置，估算向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置繪制一屏幕的所述象素數(shù)據(jù)所需要的繪制時間，所述記數(shù)確定裝置根據(jù)所述估算裝置估計的所述繪圖時間確定所述重寫次數(shù)。
5.權(quán)利要求3所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素，所述記數(shù)確定裝置根據(jù)構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)量確定所述重寫次數(shù)。
6.權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像是一個運(yùn)動圖像，繪圖裝置進(jìn)一步包括一個校正裝置，根據(jù)所述運(yùn)動圖像的運(yùn)動校正所述位移量。
7.權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像由單元圖形的組合定義，所述校正裝置根據(jù)所述單元圖形的運(yùn)動校正所述位移量。
8.權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像是由單元圖形的組合定義的三維圖像，繪圖裝置還包括一個分類裝置，將所述單元圖形按其深度方向次序排列，所述繪圖裝置從離視點(diǎn)最近的那些開始，按次序繪制所述單元圖形。
9.權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置根據(jù)一個值繪圖一次，該值是用相應(yīng)與所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置的所述圖象的重寫次數(shù)去除所述象素數(shù)據(jù)得到的。
10.權(quán)利要求9所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)或重寫次數(shù)分別用M或N表示，并且小于或等于x/y的最大整數(shù)值用INT[x/y]表示，對第一次繪圖，所述繪圖裝置向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置寫入將一個預(yù)定的校正值與由INT[M/N]表示的值相加得到的值。
11.權(quán)利要求10所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果由INT[M/N]×N表示的值小于M，所述校正值就是使得將該校正值與INT[M/N]相加得到的值的N倍大于或等于M的值。
12.權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備，其特征在于進(jìn)一步包括一個操作裝置，當(dāng)規(guī)定的輸入被給定時執(zhí)行操作；一個算術(shù)運(yùn)算裝置，讀入在一個存儲介質(zhì)中存儲的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述操作裝置的輸入，用所述存儲數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的算術(shù)運(yùn)算；以及一個象素數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，根據(jù)所述算術(shù)運(yùn)算裝置產(chǎn)生的結(jié)果確定所述象素數(shù)據(jù)。
13.權(quán)利要求12所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)是在子象素單元中確定的，所述位移量設(shè)定裝置用子象素精度設(shè)定移位所述象素數(shù)據(jù)的所述繪圖位置的多個位移量。
14.權(quán)利要求12所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置還包括一個記數(shù)確定裝置，確定重寫所述圖像的重寫次數(shù)。
15.權(quán)利要求14所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置進(jìn)一步包括一個估算裝置，估算向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置繪制一屏幕的象素數(shù)據(jù)所需要的繪制時間，所述記數(shù)確定裝置根據(jù)所述估算裝置估計的所述繪圖時間確定所述重寫次數(shù)。
16.權(quán)利要求14所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素，所述記數(shù)確定裝置根據(jù)構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)量確定所述重寫次數(shù)。
17.權(quán)利要求12所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像是一個運(yùn)動圖像，繪圖裝置進(jìn)一步包括一個校正裝置，根據(jù)所述運(yùn)動圖像的運(yùn)動校正所述位移量。
18.權(quán)利要求17所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像由單元圖形的組合定義，所述校正裝置根據(jù)所述單元圖形的運(yùn)動校正所述位移量。
19.權(quán)利要求12所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像是由單元圖形的組合定義的三維圖像，繪圖裝置還包括一個分類裝置，將所述單元圖形按其深度方向次序排列，所述繪圖裝置從離視點(diǎn)近的單元圖形開始，按次序繪制所述單元圖形。
20.權(quán)利要求12所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置根據(jù)一個值繪圖一次，該值是用相應(yīng)與所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置的所述圖象的重寫次數(shù)去除所述象素數(shù)據(jù)得到的。
21.權(quán)利要求20所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)或重寫次數(shù)分別用M或N表示，并且小于或等于x/y的最大整數(shù)值用INT[x/y]表示，對第一次繪圖，所述繪圖裝置向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置寫入將一個預(yù)定的校正值與由INT[M/N]表示的值相加得到的值。
22.權(quán)利要求21所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果由INT[M/N]×N表示的值小于M，所述校正值就是使得將該校正值與INT[M/N]相加得到的值的N倍大于或等于M的值。
23.權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像是由圖形單元的組合定義的三維圖像，所述繪圖裝置進(jìn)一步包括一個轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)視點(diǎn)，將構(gòu)成所述三維圖像的所述單元圖形轉(zhuǎn)換為所述二維輸出設(shè)備中的坐標(biāo)系中的單元圖形，一個分類裝置，用于將由所述轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換的所述單元圖形按其深度方向次序分類，一個深度存儲裝置，用于記錄代表所述單元圖形在其深度方向的位置的值；采用所述深度存儲裝置，所述繪圖裝置從靠近視點(diǎn)的單元圖形開始，按次序繪制所述單元圖形。
24.權(quán)利要求23所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素，所述位移量設(shè)定裝置用子象素精度設(shè)定移位所述象素數(shù)據(jù)的所述繪圖位置的多個位移量。
25.權(quán)利要求23所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置包括一個記數(shù)確定裝置，確定重寫所述圖像的重寫次數(shù)。
26.權(quán)利要求25所述的繪圖設(shè)備，其特征在于繪圖裝置進(jìn)一步包括一個估算裝置，估算向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置繪制一屏幕的所述象素數(shù)據(jù)所需要的繪制時間，所述記數(shù)確定裝置根據(jù)所述估算裝置估計的所述繪圖時間確定所述重寫次數(shù)。
27.權(quán)利要求25所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素，所述記數(shù)確定裝置根據(jù)構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)量確定所述重寫次數(shù)。
28.權(quán)利要求23所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像是一個運(yùn)動圖像，繪圖裝置進(jìn)一步包括一個校正裝置，根據(jù)所述運(yùn)動圖像的運(yùn)動校正所述位移量。
29.權(quán)利要求28所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述校正裝置根據(jù)所述單元圖形的運(yùn)動校正所述位移量。
30.權(quán)利要求23所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置根據(jù)一個值繪圖一次，該值是用相應(yīng)與所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置的所述圖象的重寫次數(shù)去除所述象素數(shù)據(jù)得到的。
31.權(quán)利要求30所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)或重寫次數(shù)分別用M或N表示，并且小于或等于x/y的最大整數(shù)值用INT[x/y]表示，對一次繪圖，所述繪圖裝置向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置寫入將一個預(yù)定的校正值與由INT[M/N]表示的值相加得到的值。
32.權(quán)利要求31所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果由INT[M/N]×N表示的值小于M，所述校正值就是使得將該校正值與INT[M/N]相加得到的值的N倍大于或等于M的值。
33.權(quán)利要求1所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像是由圖形單元的組合定義的三維圖像，繪圖設(shè)備進(jìn)一步包括一個操作裝置，當(dāng)規(guī)定的輸入被給定時執(zhí)行操作；一個算術(shù)運(yùn)算裝置，讀入在一個存儲介質(zhì)中存儲的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述操作裝置的輸入，用所述存儲數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的算術(shù)運(yùn)算；一個轉(zhuǎn)換裝置，將由所述算術(shù)運(yùn)算裝置計算產(chǎn)生的所述單元圖形轉(zhuǎn)換為所述二維輸出設(shè)備中的坐標(biāo)系中的單元圖形，一個分類裝置，用于將由所述轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換的所述單元圖形按其深度方向次序分類，一個深度存儲裝置，用于記錄代表所述單元圖形在其深度方向的位置的值；以及其中采用所述深度存儲裝置，所述繪圖裝置從靠近視點(diǎn)的單元圖形開始，按次序繪制所述單元圖形。
34.權(quán)利要求33所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素，所述位移量設(shè)定裝置用子象素精度設(shè)定移位所述象素數(shù)據(jù)的所述繪圖位置的多個位移量。
35.權(quán)利要求33所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置還包括一個記數(shù)確定裝置，確定重寫所述圖像的重寫次數(shù)。
36.權(quán)利要求35所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置進(jìn)一步包括一個估算裝置，估算向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置繪制一屏幕的所述象素數(shù)據(jù)所需要的繪制時間，所述記數(shù)確定裝置根據(jù)所述估算裝置估計的繪圖時間確定重寫次數(shù)。
37.權(quán)利要求35所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素數(shù)據(jù)，所述記數(shù)確定裝置根據(jù)構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)量確定所述重寫次數(shù)。
38.權(quán)利要求33所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述圖像是一個運(yùn)動圖像，繪圖裝置進(jìn)一步包括一個校正裝置，根據(jù)所述運(yùn)動圖像的運(yùn)動校正所述位移量。
39.權(quán)利要求38所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述校正裝置根據(jù)所述單元圖形的運(yùn)動校正所述位移量。
40.權(quán)利要求33所述的繪圖設(shè)備，其特征在于所述繪圖裝置根據(jù)一個值繪圖一次，該值是用相應(yīng)于所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置的所述圖象的重寫次數(shù)去除所述象素數(shù)據(jù)得到的。
41.權(quán)利要求40所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)或重寫次數(shù)分別用M或N表示，并且小于或等于x/y的最大整數(shù)值用INT[x/y]表示，對一次繪圖，所述繪圖裝置向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置寫入將一個預(yù)定的校正值與由INT[M/N]表示的值相加得到的值。
42.權(quán)利要求41所述的繪圖設(shè)備，其特征在于如果由INT[M/N]×N表示的值小于M，所述校正值就是使得將該校正值與INT[M/N]相加得到的值的N倍大于或等于M的值。
43.在用于繪制圖像的繪圖設(shè)備中的一個繪圖方法，所述繪圖設(shè)備包括一個存儲象素數(shù)據(jù)的象素數(shù)據(jù)存儲器裝置，該象素數(shù)據(jù)被輸出到輸出所述圖像的兩維輸出設(shè)備，該繪圖方法包括一個位移量設(shè)定步驟，用于在所述象素數(shù)據(jù)要被繪制于所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置中時，以比一個象素更細(xì)小的精度，設(shè)定移動一個繪圖位置的多個位移量；一個繪圖步驟，通過在相應(yīng)于該多個位移量的所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置的每個位置繪制所述象素數(shù)據(jù)，進(jìn)行所述圖像的重寫。
44.權(quán)利要求43所述的繪圖方法，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素數(shù)據(jù)，在所述位移量設(shè)定步驟，用子象素精度設(shè)定移位所述象素數(shù)據(jù)的所述繪圖位置的多個位移量。
45.權(quán)利要求43所述的繪圖方法，其特征在于所述繪圖步驟還包括一個記數(shù)確定步驟，確定重寫所述圖像的重寫次數(shù)。
46.權(quán)利要求45所述的繪圖方法，其特征在于所述繪圖步驟進(jìn)一步包括一個估算步驟，估算向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置繪制一屏幕的象素數(shù)據(jù)所需要的繪制時間，在所述記數(shù)確定步驟中，根據(jù)在所述估算步驟中估計的所述繪圖時間確定所述重寫次數(shù)。
47.權(quán)利要求45所述的繪圖方法，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素數(shù)據(jù)，在所述記數(shù)確定步驟中，根據(jù)構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)量確定所述重寫次數(shù)。
48.權(quán)利要求43所述的繪圖方法，其特征在于如果所述圖像是一個運(yùn)動圖像，繪圖方法進(jìn)一步包括一個校正步驟，根據(jù)所述運(yùn)動圖像的運(yùn)動校正所述位移量。
49.權(quán)利要求48所述的繪圖方法，其特征在于如果所述圖像由單元圖形的組合定義，在所述校正步驟中，根據(jù)所述單元圖形的移動校正所述位移量。
50.權(quán)利要求43所述的繪圖方法，其特征在于如果所述圖像是由單元圖形的組合定義的三維圖像，該繪圖方法進(jìn)一步包括一個分類步驟，將所述單元圖形按其深度方向次序排列，在所述繪圖步驟中，從離視點(diǎn)近的單元圖形開始，按次序繪制所述單元圖形。
51.權(quán)利要求43所述的繪圖方法，其特征在于在所述繪圖步驟中，根據(jù)一個值繪圖一次，該值是用相應(yīng)與所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置的所述圖象的重寫次數(shù)去除所述象素數(shù)據(jù)得到的。
52.權(quán)利要求51所述的繪圖方法，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)或重寫次數(shù)分別用M或N表示，并且小于或等于x/y的最大整數(shù)值用INT[x/y]表示，對一次繪圖，在所述繪圖步驟中，向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置寫入將一個預(yù)定的校正值與由INT[M/N]表示的值相加得到的值。
53.權(quán)利要求52所述的繪圖方法，其特征在于如果由INT[M/N]×N表示的值小于M，所述校正值使得將該校正值與INT[M/N]相加得到的值的N倍大于或等于M。
54.權(quán)利要求43所述的繪圖方法，其特征在于所述繪圖裝置有一個操作裝置，當(dāng)規(guī)定的輸入被給定時執(zhí)行操作；該方法進(jìn)一步包括一個算術(shù)運(yùn)算步驟，讀入在一個存儲介質(zhì)中存儲的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述操作裝置的輸入，用所述存儲數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的算術(shù)運(yùn)算；以及一個象素數(shù)據(jù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)在所述算術(shù)運(yùn)算步驟中該算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果確定所述象素數(shù)據(jù)。
55.權(quán)利要求54所述的繪圖方法，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)是在子象素單元確定的，在所述位移量設(shè)定步驟中，用子象素精度設(shè)定移位所述象素數(shù)據(jù)的所述繪圖位置的多個位移量。
56.權(quán)利要求54所述的繪圖方法，其特征在于所述繪圖步驟進(jìn)一步包括一個記數(shù)確定步驟，確定重寫所述圖像的重寫次數(shù)。
57.權(quán)利要求56所述的繪圖方法，其特征在于所述繪圖步驟進(jìn)一步包括一個估算步驟，估算向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置繪制一屏幕的象素數(shù)據(jù)所需要的繪制時間，以及其中在所述記數(shù)確定步驟，根據(jù)所述估算步驟中估計的所述繪圖時間確定所述重寫次數(shù)。
58.權(quán)利要求56所述的繪圖方法，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素數(shù)據(jù)，在所述記數(shù)確定步驟，根據(jù)構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)量確定所述重寫次數(shù)。
59.權(quán)利要求54所述的繪圖方法，其特征在于如果所述圖像是一個運(yùn)動圖像，該繪圖方法進(jìn)一步包括一個校正步驟，根據(jù)所述運(yùn)動圖像的運(yùn)動校正所述位移量。
60.權(quán)利要求59所述的繪圖方法，其特征在于如果所述圖像由單元圖形的組合定義，在所述校正步驟中，根據(jù)所述單元圖形的移動校正所述位移量。
61.權(quán)利要求54所述的繪圖方法，其特征在于如果所述圖像是由單元圖形的組合定義的三維圖像，該繪圖方法還包括一個分類步驟，將所述單元圖形按其深度方向次序排列，在所述繪圖步驟，從離視點(diǎn)最近的單元圖形開始，按次序繪制所述單元圖形。
62.權(quán)利要求54所述的繪圖方法，其特征在于在所述繪圖步驟中，根據(jù)一個值繪圖一次，該值是用相應(yīng)于所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置的所述圖象的重寫次數(shù)去除所述象素數(shù)據(jù)得到的。
63.權(quán)利要求62所述的繪圖方法，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)或重寫次數(shù)分別用M或N表示，并且小于或等于x/y的最大整數(shù)值用INT[x/y]表示，對一次繪圖，所述繪圖步驟向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置寫入將一個預(yù)定的校正值與由INT[M/N]表示的值相加得到的值。
64.權(quán)利要求63所述的繪圖方法，其特征在于如果由INT[M/N]×N表示的值小于M，所述校正值使得將該校正值與INT[M/N]相加得到的值的N倍大于或等于M。
65.權(quán)利要求43所述的繪圖方法，其特征在于如果所述圖像是由圖形單元的組合定義的三維圖像，所述繪圖裝置有一個深度存儲裝置，用于記錄代表所述單元圖形在其深度方向的位置的值；該方法進(jìn)一步包括一個轉(zhuǎn)換步驟，根據(jù)視點(diǎn)，將構(gòu)成所述三維圖像的所述單元圖形轉(zhuǎn)換為所述二維輸出設(shè)備中的坐標(biāo)系中的單元圖形，在所述繪圖步驟中，采用所述深度存儲裝置，從靠近視點(diǎn)的單元圖形開始，按次序繪制所述單元圖形。
66.權(quán)利要求65所述的繪圖方法，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素數(shù)據(jù)，在所述位移量設(shè)定步驟中，用子象素精度設(shè)定移位所述象素數(shù)據(jù)的所述繪圖位置的多個位移量。
67.權(quán)利要求65所述的繪圖方法，其特征在于所述繪圖步驟進(jìn)一步包括一個記數(shù)確定裝置，確定重寫所述圖像的重寫次數(shù)。
68.權(quán)利要求67所述的繪圖方法，其特征在于所述繪圖步驟進(jìn)一步包括一個估算步驟，估算向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置繪制一屏幕的象素數(shù)據(jù)所需要的繪制時間，在所述記數(shù)確定步驟，根據(jù)所述估算步驟中估計的所述繪圖時間確定所述重寫次數(shù)。
69.權(quán)利要求67所述的繪圖步驟，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素數(shù)據(jù)，在所述記數(shù)確定步驟，根據(jù)構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)量確定所述重寫次數(shù)。
70.權(quán)利要求65所述的繪圖步驟，其特征在于如果所述圖像是一個運(yùn)動圖像，該繪圖方法進(jìn)一步包括一個校正步驟，根據(jù)所述運(yùn)動圖像的運(yùn)動校正所述位移量。
71.權(quán)利要求70所述的繪圖方法，其特征在于在所述校正步驟，根據(jù)所述單元圖形的運(yùn)動校正所述位移量。
72.權(quán)利要求65所述的繪圖方法，其特征在于在所述繪圖步驟中，根據(jù)一個值繪圖一次，該值是用相應(yīng)于所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置的所述圖象的重寫次數(shù)去除所述象素數(shù)據(jù)得到的。
73.權(quán)利要求72所述的繪圖方法，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)或重寫次數(shù)分別用M或N表示，并且小于或等于x/y的最大整數(shù)值用INT[x/y]表示，在所述繪圖步驟中，對一次繪圖，繪制將一個預(yù)定的校正值與由INT[M/N]表示的值相加得到的值。
74.權(quán)利要求73所述的繪圖方法，其特征在于如果由INT[M/N]×N表示的值小于M，所述校正值使得將該校正值與INT[M/N]相加得到的值的N倍大于或等于M。
75.用于向計算機(jī)提供計算機(jī)程序、使該計算機(jī)執(zhí)行繪圖操作的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于所提供的計算機(jī)程序包括一個位移量設(shè)定步驟，用于在將要輸出到輸出所述圖象的一個二維輸出設(shè)備的所述象素數(shù)據(jù)被繪制于所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置中時，以比一個象素更細(xì)小的精度，設(shè)定移動一個繪圖位置的多個位移量；一個繪圖步驟，通過在相應(yīng)于該多個位移量的所述存儲器的每個位置繪制所述象素數(shù)據(jù)，進(jìn)行所述圖像的重寫。
76.權(quán)利要求75所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素數(shù)據(jù)，在所述位移量設(shè)定步驟，用子象素精度設(shè)定移位所述象素數(shù)據(jù)的所述繪圖位置的多個位移量。
77.權(quán)利要求75所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于所述計算機(jī)程序在所述的繪圖步驟還包括一個記數(shù)確定步驟，確定在所述繪圖步驟中重寫所述圖像的重寫次數(shù)。
78.權(quán)利要求77所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于所述計算機(jī)程序在所述的繪圖步驟進(jìn)一步包括一個估算步驟，估算向所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置繪制一屏幕的象素數(shù)據(jù)所需要的繪制時間，在所述記數(shù)確定步驟中，根據(jù)在所述估算步驟中估計的所述繪圖時間確定所述重寫次數(shù)。
79.權(quán)利要求77所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于如果在子象素單元中需要所述象素數(shù)據(jù)，在所述記數(shù)確定步驟中，根據(jù)構(gòu)成一個象素的子象素數(shù)量確定所述重寫次數(shù)。
80.權(quán)利要求75所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于如果所述圖像是一個運(yùn)動圖像，所述計算機(jī)程序進(jìn)一步包括一個校正步驟，根據(jù)所述運(yùn)動圖像的運(yùn)動校正所述位移量。
81.權(quán)利要求80所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于如果所述圖像由單元圖形的組合定義，在所述校正步驟中，根據(jù)所述單元圖形的運(yùn)動校正所述位移量。
82.權(quán)利要求75所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于如果所述圖像是由單元圖形的組合定義的三維圖像，所述計算機(jī)程序進(jìn)一步包括一個分類步驟，將單元圖形按其深度方向次序排列，在所述繪圖步驟中，從離視點(diǎn)近的單元圖形開始，按次序繪制所述單元圖形。
83.權(quán)利要求75所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于在所述繪圖步驟中，根據(jù)一個值繪圖一次，該值是用相應(yīng)于所述象素數(shù)據(jù)存儲裝置的所述圖象的重寫次數(shù)去除所述象素數(shù)據(jù)得到的。
84.權(quán)利要求83所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于如果所述象素數(shù)據(jù)或重寫次數(shù)分別用M或N表示，并且小于或等于x/y的最大整數(shù)值用INT[x/y]表示，在所述繪圖步驟中，對一次繪圖，繪制將一個預(yù)定的校正值與由INT[M/N]表示的值相加得到的值。
85.權(quán)利要求84所述的分發(fā)介質(zhì)，其特征在于如果由INT[M/N]×N表示的值小于M，所述校正值使得將該校正值與INT[M/N]相加得到的值的N倍大于或等于M。
全文摘要
在一個繪圖設(shè)備和方法中,當(dāng)每個象素的RGB值要被繪制到一個幀緩沖器中時,設(shè)定以比一個象素更細(xì)小的精度位移該繪圖位置的多個位移量,通過將RGB值繪制到相應(yīng)于多個位移量的幀緩沖器單元,進(jìn)行圖像重寫。這樣,當(dāng)?shù)谝淮卫L圖時,一個坐標(biāo)點(diǎn)被寫入第一個象素,第二次繪圖時被寫入第二個象素,第三次繪圖時被寫入第三個象素,第四次繪圖時被寫入第四個象素。
文檔編號G06T13/20GK1272194SQ99800868
公開日2000年11月1日 申請日期1999年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月31日
發(fā)明者佐佐木伸夫 申請人:株式會社索尼電腦娛樂