(57)【要約】  逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサは、３Ｄモデル（ＷＯ）をスクリーン空間（ＳＳＰ）上にマッピングする。テクスチャメモリ（ＴＭ）は、テクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）のテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を記憶する。複数のスクリーン空間ラスタライザ（ＳＲＡＳｊ）は、３Ｄモデル（ＷＯ）の幾何学的データのサンプル瞬間同士の間の同じ時間間隔（Ｔｆ）中に複数の対応する異なる表示瞬間（ｔｊ）における異なるスクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）内のピクセルグリッド位置（ｘｇｉ，ｙｇｉ）を決定する。スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）は、３Ｄモデル（ＷＯ）の動き情報に依存するスクリーン空間（ＳＳＰ）内の異なる位置を有している。複数の対応するマッパ（ＭＡＰｊ）は、異なる表示瞬間（ｔｊ）におけるスクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）のピクセルグリッド位置（ｘｇｉ，ｙｇｉ）をテクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）にマッピングする。テクスチャ空間リサンプラ（ＴＳＲ）は、テクスチャメモリ（ＴＭ）内に記憶されたテクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）のテクセルグリッド強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））から、テクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）におけるテクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））を決定する。テクスチャキャッシュ（ＴＣ）は、総てのテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関して、同じテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関連付けられる総てのスクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）のための時間間隔（Ｔｆ）中にテクスチャ空間リサンプラ（ＴＳＲ）によって必要とされるテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を一時的に記憶する。複数の対応するピクセルシェーダ（ＰＳｊ）は、異なる表示瞬間（ｔｊ）において、テクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））からピクセル強度（ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ））を決定する。
2008502979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄモデル（ＷＯ）をスクリーン空間（ＳＳＰ）上にマッピングするための逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサにおいて、
テクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）のテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を記憶するためのテクスチャメモリ（ＴＭ）と、
前記３Ｄモデル（ＷＯ）の幾何学的データのサンプル瞬間同士の間の同じ時間間隔（Ｔｆ）中に複数の対応する異なる表示瞬間（ｔｊ）における異なるスクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）内のピクセルグリッド位置（ｘｇ，ｙｇ）を決定するとともに、前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）が、前記３Ｄモデル（ＷＯ）の動き情報に依存する前記スクリーン空間（ＳＳＰ）内の異なる位置を有している、複数のスクリーン空間ラスタライザ（ＳＲＡＳｊ）と、
異なる表示瞬間（ｔｊ）における前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）の前記ピクセルグリッド位置（ｘｇ，ｙｇ）をテクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）にマッピングするための複数の対応するマッパ（ＭＡＰｊ）と、
前記テクスチャメモリ（ＴＭ）内に記憶された前記テクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）の前記テクセルグリッド強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））から、前記テクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）におけるテクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））を決定するためのテクスチャ空間リサンプラ（ＴＳＲ）と、
総てのテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関して、同じテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関連付けられる総ての前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）のための時間間隔（Ｔｆ）中に前記テクスチャ空間リサンプラ（ＴＳＲ）によって必要とされるテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を一時的に記憶するためのテクスチャキャッシュ（ＴＣ）と、
前記異なる表示瞬間（ｔｊ）において、テクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））からピクセル強度（ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ））を決定するための複数の対応するピクセルシェーダ（ＰＳｊ）と、
を備えることを特徴とする逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項２】
前記動き情報は、前記時間間隔（Ｔｆ）内の動きの経路を決定する動きデータを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項３】
前記動き情報は、前のサンプル瞬間における前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）の頂点（ｘｖ１１，ｙｖ１１；ｘｖ１２，ｙｖ１２；ｘｖ１３，ｙｖ１３）及び現在のサンプル瞬間における前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）の頂点（ｘｖｎ１，ｙｖｎ１；ｘｖｎ２，ｙｖｎ２；ｘｖｎ３，ｙｖｎ３）の変位を示す変位ベクトルを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項４】
前記動きデータは、二つのモデル／ビューマトリクスを含み、そのうちの一方が現在のサンプル瞬間におけるものであり、他方が前のサンプル瞬間におけるものであることを特徴とする請求項２に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項５】
前記動き情報は、３Ｄアプリケーションから受け取られることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項６】
スクリーングリッド位置（ｘｇｊ，ｙｇｊ）において決定される強度（ＰＩＰ（ｘｇｊ，ｙｇｊ））を記憶するための複数のフレームバッファ（ＦＢｊ）を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項７】
前記３Ｄモデル（ＷＯ）のうちの特定の一つに関してはテクスチャマップが前記テクスチャキャッシュ（ＴＣ）内に記憶されず、前記ピクセルシェーダ（ＰＳｊ）は、非テクスチャデータに基づいてピクセルシェーディングを行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項８】
前記マッパ（ＭＡＰｊ）は、移動しないオブジェクトに関して前記フレームバッファ（ＦＢｊ）への同じマッピングを行うように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項９】
前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）において適用される総てのテクセルが前記テクスチャキャッシュ（ＴＣ）内に収まらない場合には、前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）を更に小さい部分に分割することにより、そのような小さい部分のそれぞれのテクセルが前記テクスチャキャッシュ（ＴＣ）内に完全に収まるようにする手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項１０】
請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサを備えることを特徴とするグラフィックスアダプタ。
【請求項１１】
請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサを備えることを特徴とするコンピュータ。
【請求項１２】
請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサを備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１３】
３Ｄモデル（ＷＯ）をスクリーン空間（ＳＳＰ）上にマッピングするための逆テクスチャマッピング方法において、
テクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）のテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を記憶する（ＴＭ）ステップと、
前記３Ｄモデル（ＷＯ）の幾何学的データのサンプル瞬間同士の間の同じ時間間隔（Ｔｆ）中に複数の対応する異なる表示瞬間（ｔｊ）における異なるスクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）内のピクセルグリッド位置（ｘｇｉ，ｙｇｉ）を決定する（ＳＲＡＳｊ）ステップであって、前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）が、前記３Ｄモデル（ＷＯ）の動き情報に依存する前記スクリーン空間（ＳＳＲ）内の異なる位置を有している、ステップと、
異なる表示瞬間（ｔｊ）における前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）の前記ピクセルグリッド位置（ｘｇｉ，ｙｇｉ）をテクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）へマッピングする（ＭＡＰｊ）ステップと、
前記テクスチャメモリ（ＴＭ）内に記憶されたテクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）の前記テクセルグリッド強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））から、前記テクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）におけるテクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））を決定する（ＴＳＲ）ステップと、
総てのテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関して、同じテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関連付けられる総ての前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）のための時間間隔（Ｔｆ）中に前記テクスチャ空間リサンプラ（ＴＳＲ）によって必要とされるテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を一時的に記憶する（ＴＣ）ステップと、
前記異なる表示瞬間（ｔｊ）において、前記テクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））からピクセル強度（ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ））を決定する（ＰＳｊ）ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ、３Ｄグラフィックスプロセッサを備えるグラフィックスアダプタ、３Ｄグラフィックスプロセッサを備えるコンピュータ、３Ｄグラフィックスプロセッサを備えるディスプレイ装置、及び、逆テクスチャマッピング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の逆テクスチャマッピング（ＩＴＭとも称される）が図１，図２，図３に関して詳細に明示されている。そのようなＩＴＭシステムは、メモリ帯域幅、計算能力、３Ｄシーン複雑度等のリソースの利用可能な量に応じて、特定の表示フレームレートでディスプレイスクリーン上に表示するためのデータを生成することができる。必要な表示フレームレートが高くなればなるほど、これらのリソースの量も高くなり、また、ＩＴＭ処理全体は、この高い表示フレームレートを与えることができるようになっていなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、テクスチャメモリのデータ帯域幅を増大させることなく、フレームレートアップコンバージョンを与えることができるＩＴＭシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様は、請求項１に記載された逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサを提供する。本発明の第２の態様は、請求項１０に記載された３Ｄグラフィックスプロセッサを備えるグラフィックスアダプタを提供する。本発明の第３の態様は、請求項１１に記載された３Ｄグラフィックスプロセッサを備えるコンピュータを提供する。本発明の第４の態様は、請求項１２に記載された３Ｄグラフィックスプロセッサを備えるディスプレイ装置を提供する。本発明の第５の態様は、請求項１３に記載された逆テクスチャマッピング方法を提供する。従属請求項には有利な実施の形態が規定されている。
【０００５】
第１の態様に係る逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサは、３Ｄモデルをスクリーン空間上へマッピングする。グラフィックスプロセッサは、テクスチャ空間グリッド位置のテクセル強度を記憶するためのテクスチャメモリを備えている。複数のスクリーン空間ラスタライザは、３Ｄモデルの幾何学的データのサンプル瞬間同士の間の同じ時間間隔中に複数の対応する異なる表示瞬間における異なるスクリーン空間ポリゴン内のピクセルグリッド位置を決定する。スクリーン空間内のピクセルグリッド位置はグリッド上に位置させられていると考えられ、これらのピクセルグリッド位置に関連するピクセル強度は、フレームバッファメモリ内に記憶されるとともに、画像を表示するために使用される。これらの異なる瞬間は、３Ｄモデルのスクリーン空間投影がこれらの瞬間において表示するためにレンダリングされるため、表示瞬間と称される。表示瞬間の数とサンプル瞬間の数との間の比率がフレームレートアップコンバージョン係数である。これらの異なる表示瞬間において、３Ｄモデルの同じポリゴンに関連するスクリーン空間ポリゴンは、カメラ（アイ位置とも呼ばれる）に関する３Ｄモデルの動き情報に依存するスクリーン空間ＳＳＰ内の異なる位置を有している。
【０００６】
複数の対応するマッパは、異なる表示瞬間におけるスクリーン空間ポリゴンのピクセルグリッド位置を、通常はそのテクセル強度が記憶されるテクセルグリッド位置と一致しないテクスチャ空間位置へマッピングする。テクスチャ空間リサンプラは、テクスチャメモリ内又はテクスチャキャッシュ内に記憶されたテクスチャ空間グリッド位置のテクセルグリッド強度から、マッピングされたスクリーン空間位置におけるテクセル強度を決定する。テクスチャキャッシュは、総てのテクスチャ空間ポリゴンに関して、同じテクスチャ空間ポリゴンに関連付けられる総てのスクリーン空間ポリゴンのための時間間隔中にテクスチャ空間リサンプラによって必要とされるテクセルグリッド強度を一時的に記憶する。ポリゴン内のテクスチャがテクスチャキャッシュ内に収まらない場合には、ポリゴンを更に小さい部分（例えばブロック）に分ける方法を使用することができる。複数の対応するピクセルシェーダは、上記異なる表示瞬間において、任意的にテクスチャ空間リサンプラから受け取られるテクセル強度から、任意的に良く知られたグローシェーディング等の式に基づいて、ピクセル強度を決定する。
【０００７】
従って、複数のレンダリング瞬間が起こる同じ時間間隔中に、関連するスクリーン空間ポリゴンの総てに関して、テクスチャキャッシュ内に記憶された同じテクスチャサンプルを使用することができる。そのため、総ての表示瞬間においてではなく、時間間隔一つごとに１回だけ、テクスチャをテクスチャメモリからフェッチするだけで済む。その結果、テクスチャキャッシュとテクスチャメモリとの間のデータ転送速度がフレームレートアップコンバージョン係数に依存しなくなる。これは、テクスチャメモリへのデータ転送速度がテクスチャメモリの速度及びテクスチャメモリへのバスによるデータ転送速度によって制限されるため、重要な改善である。これは、特に、テクスチャメモリが別個のチップ上に存在する場合に関係がある。
【０００８】
請求項２に記載の実施の形態において、動き情報は、時間間隔内におけるスクリーン空間内のポリゴンの動きの経路を決定するために使用することができる動きデータを含んでいる。ポリゴンの頂点及びテクスチャ空間へのピクセルのマッピングは、動きのこの経路から決定することができる。尚、ポリゴンの頂点は、動きの異なる経路を有することができる。従って、ポリゴンの動きは、ポリゴンの各頂点の動きの経路によって決定される。
【０００９】
請求項３に記載の実施の形態において、動き情報は、二つのサンプル瞬間同士の間でのスクリーン空間内のポリゴンの頂点の変位を示す変位ベクトルである。レンダリング瞬間のうちの特定の一つにおける変位は、変位ベクトルにより規定される変位を（線形）補間することによって決定することができる。
【００１０】
請求項４に記載された実施の形態において、動きデータは二つのモデル／ビューマトリクスの形態で使用され、そのうちの一方が現在のサンプル瞬間におけるものであり、他方が前のサンプル瞬間におけるものである。これらの二つのマトリクスを用いると、スクリーン空間内の動きベクトルを決定することができる。また、二つの連続するサンプル瞬間同士の間の異なるレンダリング瞬間におけるマッパのマッピング機能のパラメータは、この情報から決定することができる。これは、アイ空間又はワールド空間内で変位ベクトルを得るための頑強で効率的な方法である。アイ空間変位ベクトルを決定するため、前のフレームの頂点（又は、より一般的には：時間間隔）は、現在のフレームの頂点から差し引くことができる。従って、３Ｄシステムは、現在のフレーム瞬間（又は、より一般的には：現在のサンプル瞬間）及び前のフレーム瞬間の両方におけるアイ空間頂点の座標を計算する。３Ｄアプリケーションは、通常のモデル−ビューマトリクスの次に、前のフレーム瞬間における更なるモデル−ビューマトリクスを送る必要がある。アプリケーションは、モデル−ビューマトリクスを効率的に再送するためにバッファリングしてもよい。３Ｄシステムのジオメトリ変換ユニットは、両方のモデル−ビューマトリクスを適用して、各頂点をアイ空間内の「現在の」及び「前の」位置へ変換する。
【００１１】
請求項５に記載された実施の形態においては、動き情報が３Ｄアプリケーションによって与えられる。あるいは、更に複雑になるが、ＩＴＭ３Ｄグラフィックスプロセッサは、現在のサンプリング瞬間の幾何学的形状の頂点を前のサンプリング瞬間の幾何学的形状の頂点と関連付けることにより動き情報を決定してもよい。
【００１２】
請求項６に記載された実施の形態において、ＩＴＭプロセッサは、スクリーングリッド位置で決定される強度を記憶するための複数のフレームバッファを備えている。各フレームバッファは、表示瞬間のうちの特定の一つに関してレンダリングされた画像を記憶する。従って、一つの時間間隔中に総てのフレームバッファを連続的に読み出して表示することにより、フレームレートアップコンバージョンが得られる。
【００１３】
請求項７に記載された実施の形態において、３Ｄモデル（ＷＯ）のうちの特定の一つに関してはテクスチャマップがテクスチャキャッシュ（ＴＣ）内に記憶されず、ピクセルシェーダ（ＰＳｊ）は、非テクスチャデータに基づいてピクセルシェーディングを行うようになっている。請求項８に記載された実施の形態において、ＩＴＭプロセッサは、移動しないオブジェクトに関してフレームバッファへの同じマッピングを行うようにマッパを制御する。実際には、マッパのうちの一つだけがマッピングを行えば済み、このようにして得られた出力は総てのフレームバッファへコピーされる。
【００１４】
本発明のこれらの態様及び他の態様は以下に記載された実施の形態から明らかであり、当該実施の形態を参照しながら上記態様について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、ディスプレイスクリーンＤＳ上におけるワールド空間内の３ＤオブジェクトＷＯの表示を明らかにしている。ワールド空間の代わりに、オブジェクトは、モデル空間又はアイ空間等の他の３Ｄ空間内で利用可能であってもよく、以下では、これらの総ての空間をワールド空間と称する。図示の立方体のような３次元オブジェクトであり得るオブジェクトＷＯは、２次元ディスプレイスクリーンＤＳ上に投影される。表面構造及びテクスチャは、３次元オブジェクトＷＯの外観を規定する。図１において、ポリゴンＡはテクスチャＴＡを有しており、ポリゴンＢはテクスチャＴＢを有している。ポリゴンＡ，Ｂは、より一般的な用語を用いると、図形要素とも称される。
【００１６】
ディスプレイスクリーンＤＳ上へのオブジェクトＷＯの投影は、ワールド空間内におけるアイ（眼）又はカメラ位置ＥＣＰを規定することにより得られる。図１は、スクリーンＤＳ上に投影されるポリゴンＳＧＰが対応するポリゴンＡからどのようにして得られるのかを示している。スクリーン空間ＳＳＰ内のポリゴンＳＧＰは、スクリーン空間ＳＳＰ内におけるその頂点座標によって規定される。ポリゴンＳＧＰの幾何学的形状を決定するために使用されるのは、ポリゴンＡの幾何学的形状の投影だけである。通常、ポリゴンＳＧＰの頂点を決定するためには、ポリゴンＡの頂点及び投影が分かれば十分である。
【００１７】
ポリゴンＡのテクスチャＴＡは、リアルワールドからスクリーン空間ＳＳＰ上へ直接に投影されない。リアルワールドオブジェクトＷＯの様々なテクスチャは、テクスチャマップメモリＴＭ（図２参照）内又は座標ｕ，ｖによって規定されるテクスチャ空間ＴＳＰ内に記憶される。例えば、図１は、ポリゴンＡがテクスチャ空間ＴＳＰ内で利用可能なテクスチャＴＡをＴＡによって示される領域内に有する一方で、ポリゴンＢがテクスチャ空間ＴＳＰ内で利用可能な他のテクスチャＴＢをＴＢによって示される領域内に有していることを示している。ポリゴンＡは、ポリゴンＴＧＰを得るためにテクスチャ空間ＴＡ上に投影され、それにより、ポリゴンＴＧＰ内に存在するテクスチャがポリゴンＡ上に投影されると、リアルワールドオブジェクトＷＯのテクスチャが得られ又は少なくともできる限り似せられる。テクスチャ空間ＴＳＰとスクリーン空間ＳＳＰとの間の透視変換ＰＰＴは、ポリゴンＴＧＰのテクスチャを対応するポリゴンＳＧＰ上に投影する。このプロセスは、テクスチャマッピングとも称される。通常、テクスチャは、総てがグローバルテクスチャ空間内に存在するとは限らないが、総てのテクスチャがそれ自体のテクスチャ空間ＴＳＰを画定する。
【００１８】
尚、テクスチャ空間ＴＳＰ内のテクスチャは、テクスチャ空間ＴＳＰ内の離散的な数の位置に関してテクスチャメモリＴＭ内に記憶される。通常、これらの離散的な位置は、ｕ，ｖの整数値によって決定されるテクスチャ空間ＴＳＰ内のグリッド位置である。また、これらの離散的なグリッド位置は、グリッドテクスチャ位置又はグリッドテクスチャ座標とも称される。グリッド位置に限られないテクスチャ空間内の位置は、テクスチャ空間ＴＳＰ内の位置又はｕ，ｖ空間ＴＳＰ内の位置と称される。ｕ，ｖ空間内の位置は浮動小数点数によって表されてもよい。同じようにして、表示されるべき画像がフレームバッファメモリ内に記憶される。この場合も同様に、ｘ，ｙ空間又はスクリーン空間ＳＳＰ内の離散的な数の位置を利用できる。通常、これらの離散的な位置は、ｘ，ｙの整数値によって決定されるスクリーン空間ＳＳＰ内のグリッド位置である。これらの離散的なグリッド位置は、グリッドスクリーン位置又はグリッドスクリーン座標と称される。グリッド位置に限られないｘ，ｙ空間内の位置は、ｘ，ｙ空間内の位置又はスクリーン空間ＳＳＰ内の位置と称される。ｘ，ｙ空間内のこれらの位置は浮動小数点数によって表されてもよい。
【００１９】
ここで、以下において、図形要素という用語は、ワールド空間内のポリゴン（例えばポリゴンＡ）、又は、スクリーン空間ＳＳＰ内のポリゴンＳＧＰ、又は、テクスチャ空間ＴＳＰ内のポリゴンＴＧＰを示している。それは、図形要素が意味される文脈から明らかである。
【００２０】
図２は、従来の技術の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスシステムのブロック図を示している。頂点Ｔ＆Ｌユニットとも称される頂点変換・照明ユニットＶＥＲは、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰの頂点のスクリーン空間座標ｘｖ１，ｙｖ１乃至ｘｖ３，ｙｖ３を得るために、ワールド空間内のポリゴンＡ；Ｂの頂点座標をスクリーン空間ＳＳＰへ変換する。また、頂点Ｔ＆Ｌユニットは、頂点ごとの強度（カラーとも称する）を決定するために照明計算も行う。テクスチャＴＡ，ＴＢがスクリーン空間ポリゴンＳＧＰに対して適用されるべき場合、頂点Ｔ＆Ｌユニットは、アプリケーションからテクスチャ空間座標ｕｖ１，ｖｖ１乃至ｕｖ３，ｖｖ３を受け取る。頂点Ｔ＆Ｌユニットは、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰ及びテクスチャ空間ポリゴンＴＧＰのそれぞれの頂点のスクリーン空間座標ｘｖ，ｙｖ（図３Ａでは、ｘｖ１，ｙｖ１；ｘｖ２，ｙｖ２；ｘｖ３，ｙｖ３）及びテクスチャ空間座標ｕｖ，ｖｖ（図３Ｂでは、ｕｖ１，ｖｖ１；ｕｖ２，ｖｖ２；ｕｖ３，ｖｖ３）の両方を、スクリーン空間ＳＳＰ内及びテクスチャ空間ＴＳＰ内のそれぞれにおけるその位置が知られるように供給する。通常、頂点の位置は、スクリーン空間グリッド位置又はテクスチャ空間グリッド位置のそれぞれと一致しない。
【００２１】
スクリーン空間ラスタライザＳＲＡＳは、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰ内に位置されるピクセルのグリッド位置ｘｇ，ｙｇを決定し、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰはその頂点のスクリーン空間座標ｘｖ，ｙｖによって決定される。図３Ａに示される例では、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰ内のこれらのスクリーン空間グリッド位置ｘｇ，ｙｇがクロス（十字形）で示されている。ラスタライザＳＲＡＳは、頂点属性の補間に基づいて効率的な処理を行うためにラスタライザＳＲＡＳによって必要とされる時間変数を初期化する、いわゆるラスタライザセットアップを含んでいてもよい。
【００２２】
マッパＭＡＰは、スクリーン空間グリッド位置ｘｇ，ｙｇを、テクスチャ空間ＴＳＰ内の対応するテクスチャ空間位置ｕ，ｖへマッピングする（図３参照）。一般に、これらのテクセル位置ｕ，ｖはテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇと一致しない。
【００２３】
ピクセルシェーダＰＳは、スクリーン空間座標ｘｇ，ｙｇ、従ってテクスチャ空間座標ｕ，ｖを用いて、ピクセルの強度ＰＳＩ（ｘｇ，ｙｇ）（カラーとも称される）を決定する。ピクセルシェーダＰＳは、ピクセルごとの属性ＡＴＲと、ピクセルのグリッドスクリーン座標ｘｇ，ｙｇと、対応するテクスチャ座標ｕ，ｖとからなる組を受け取る。テクスチャ座標ｕ，ｖは、テクスチャ空間リサンプラＴＳＲを介してテクスチャメモリＴＭ内に記憶されたグリッドテクスチャ位置ｕｇ，ｖｇにあるテクスチャデータＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）をアドレス指定するために使用される。ピクセルシェーダＰＳは、テクスチャ座標データｕ，ｖを変更してもよく、同じピクセル上のいくつかのテクスチャマップを適用して組み合わせてもよい。また、ピクセルシェーダＰＳは、テクスチャデータを使用することなく、良く知られたグロー及びフォンシェーディング技術等の式に基づいてシェーディングを行ってもよい。
【００２４】
テクスチャ空間リサンプラＴＳＲは、テクセルグリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）間の中にあるテクスチャ空間座標（ｕ，ｖ）へマッピングされるスクリーン空間グリッド位置（ｘｇ，ｙｇ）にあるピクセルの強度ＰＳＩ（ｘｇ，ｙｇ）に関連する強度ＰＩ（ｕ，ｖ）を決定する。テクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇに対応するテクスチャデータＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）はＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）によって示される。テクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇにおけるテクセル強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）はテクスチャメモリＴＭ内に記憶される。テクスチャ空間リサンプラＴＳＲは、テクスチャ空間グリッド座標ｕｇ，ｖｇを有し且つ強度ＰＩ（ｕ，ｖ）に寄与しなければならないテクセルのテクセル強度ＴＩ（ｕｇ，ｕｖ）をフィルタリングして蓄積することにより強度ＰＩ（ｕ，ｖ）を決定する。従って、テクスチャ空間リサンプラＴＳＲは、テクスチャ空間位置ｕ，ｖを取り囲むテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇにおけるテクセル強度をフィルタリングすることによりテクスチャ空間位置ｕ，ｖにおける強度ＰＩ（ｕ，ｖ）を決定する。例えば、テクスチャ空間位置ｕ，ｖを取り囲む四つのテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇ（図３Ｂに１乃至４を用いて示されている）を使用する双一次補間が使用されてもよい。その結果として得られる位置ｕ，ｖにおける強度ＰＩ（ｕ，ｖ）は、ピクセルグリッド位置ｘｇ，ｙｇにおけるピクセル強度ＰＳＩ（ｘｇ，ｙｇ）を決定するためにピクセルシェーダＰＳによって使用される。
【００２５】
隠面消去ユニットＨＳＲは、通常、ピクセルごとに可視色を決定できるようにするＺバッファを含んでいる。生成されたピクセル値ＰＳＩ（ｘｇ，ｙｇ）のデプス値ｚは、同じピクセルスクリーン座標で（従って、スクリーングリッド上で）Ｚバッファ内に記憶されたピクセル値のデプス値に対して検査される。検査の結果に応じて、ピクセル強度又はカラーＰＩＰ（ｘｇ，ｙｇ）がフレームバッファＦＢ内に書き込まれ、Ｚバッファが更新される。表示されるべき画像ＩＭは、フレームバッファＦＢから読み取られる。
【００２６】
尚、通常、テクスチャ空間リサンプラＴＳＲとテクスチャメモリＴＭとの間には、テクスチャキャッシュが存在する。通常、アプリケーションは、テクスチャ状態切り換えを最小限に抑制するため、ポリゴンをグループで与える。ポリゴンのグループのうちのそれぞれの一つは、テクスチャのうちの同じ一つに関連付けられる。ポリゴンの特定の一つのグループのために使用されるテクスチャは、全体的に又は部分的にテクスチャキャッシュ内に記憶され、また、テクスチャデータは、同じグループからのその後のポリゴンにより、テクスチャキャッシュからフェッチすることができる。ポリゴンの次のグループの開始をもって、他のテクスチャが全体的に又は部分的にテクスチャキャッシュへロードされる。グループのポリゴンの処理中、総ての又はほとんど総てのテクスチャ情報がテクスチャキャッシュ内に存在するため、テクスチャメモリＴＭのフェッチが最小限に抑制される。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂは、テクスチャ逆マッピングシステムの動作を示している。図３Ａは、スクリーン空間ＳＳＰ内のスクリーン空間ポリゴンＳＧＰを示している。ポリゴンＳＧＰの頂点は、通常はスクリーン空間グリッド位置ｘｇ，ｙｇと一致しないスクリーン空間位置ｘｖ１，ｙｖ１；ｘｖ２，ｙｖ２；ｘｖ３，ｙｖ３によって示されている。スクリーン空間グリッド位置ｘｇ，ｙｇは、ｘ、ｙに関して整数値を有する位置である。表示されるべき画像は、スクリーン空間グリッド位置ｘｇ，ｙｇに位置させられるピクセルの強度（カラー及び輝度）ＰＩＰ（ｘｇ，ｙｇ）によって決定される。ラスタライザＳＲＡＳは、ポリゴンＳＧＰ内のスクリーン空間グリッド位置ｘｇ，ｙｇを決定する。これらのスクリーン空間グリッド位置ｘｇ，ｙｇは、クロス（十字形）を用いて示されており、ピクセル位置とも称される。
【００２８】
図３Ｂは、テクスチャ空間ＴＳＰ内のテクスチャ空間ポリゴンＴＧＰを示している。テクスチャ空間ポリゴンＴＧＰの頂点は、通常はテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇと一致しないテクスチャ空間位置ｕｖ１，ｖｖ１；ｕｖ２，ｖｖ２；ｕｖ３，ｖｖ３によって示されている。テクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇは、ｕ，ｖに関して整数値を有する位置である。テクセルの強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）は、これらのテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇに関してテクスチャメモリＴＭ内に記憶される。いくつかのテクスチャマップが同じテクスチャの異なる解像度で記憶されてもよい。これらの異なる解像度テクスチャを使用する既知の技術は、ＭＩＰマッピングと称される。ポリゴンＴＧＰ内のテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇは、図４Ｂではドットで示されている。マッパＭＡＰは、スクリーン空間グリッド座標ｘｇ，ｙｇをテクスチャ空間内の対応するテクスチャ空間位置ｕ，ｖへマッピングする。テクスチャ空間位置ｕ，ｖの強度は、フィルタリングにより決定される。例えば、スクリーン空間グリッド座標ｘｇ，ｙｇのピクセルの強度である又は当該強度に寄与するテクスチャ空間位置ｕ，ｖの強度は、周囲のテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇの強度の加重和として決定される。例えば、１，２，３，４で示されるテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇのテクセル強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）の加重和が決定される。
【００２９】
図４は、本発明の実施の一形態に係る逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスシステムのブロック図を示している。図４に示されるＩＴＭの基本的な構造は、図２に示される既知のＩＴＭと同じである。違いは、図２の一つのパイプラインの代わりに、変換・照明モジュールＶＥＲｊ、ラスタライザＳＲＡＳｊ、マッパＭＡＰｊ、ピクセルシェーダＰＳｊ、隠面消去ユニットＨＳＲｊ、フレームバッファＦＢｊによって形成される複数のパイプラインが存在しているという点である。添字ｊは、図２から知られる項目がｊ番目（１<ｊ<ｎ）の項目であることを示している。従って、ｎ＝４である場合には、添字ｊを有する総ての項目が４回存在し、各項目は１から４まで続く添字ｊのうちの一つによって示される。図４の総ての項目は、図２の対応する項目と同じ態様で動作する。実用的な実施の形態において、項目は複数回存在するハードウェアであってもよく、又は、同じハードウェアが時分割モードで使用されてもよく、又は、これらの二つの可能性の組み合わせが実施されてもよい。重要なことは、ここでは、図２のプロセスがｊ個の異なるレンダリング瞬間ｔｊでｊ回起こるということである。
【００３０】
従って、本発明においては、同じテクスチャを有する同じテクスチャ空間ポリゴンＴＳＰが異なる表示瞬間で使用される。そのため、このテクスチャがテクスチャキャッシュＴＣ内に記憶される場合、テクスチャは、総ての異なる表示瞬間の間、１回だけ、テクスチャメモリＴＭから取り出されなければならない。尚、平行パイプラインの使用それ自体は知られている。しかしながら、これらの既知の平行パイプラインは、より高い性能（より多くのポリゴン及びピクセルが毎秒処理される）を得るために使用されている。これらの既知のシステムは、テクスチャメモリＴＭのデータトラフィックを低減すべく異なる表示瞬間で使用するために同じテクスチャを有する同じテクスチャ空間ポリゴンＴＳＰをテクスチャキャッシュＴＣ内に記憶しない。
【００３１】
図２に関して説明した従来のＩＴＭシステムに係るテクスチャキャッシュＴＣは特定のテクスチャも記憶するが、このテクスチャは、同じテクスチャを必要とするポリゴンからなるグループの異なるポリゴンのために使用されるものであって、異なる表示瞬間で同じポリゴンのために使用されるものではない。
【００３２】
また、図４に示される信号（データ）は図２と同じであり、違いは、信号がレンダリング瞬間ｔｊに依存していることを示すために添字ｊが加えられているという点である。図４に示されるＩＴＭシステムの動作を図５に関して説明する。
【００３３】
図５Ａ及び図５Ｂは、図４に示される逆テクスチャマッピングシステムの実施の形態の動作を示している。図５Ａは、レンダリング瞬間ｔ１でのスクリーン空間ポリゴンＳＧＰ１及びレンダリング瞬間ｔｎでのスクリーン空間ポリゴンＴＧＰｎを示している。明確化のため、他のレンダリング瞬間ｔｊでの他のポリゴンが存在する場合、そのポリゴンについては図示されていない。図５Ｂは、図３Ｂと同じである。
【００３４】
図５Ａは、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰ１，ＳＧＰｎを示し、これらの両方のポリゴンは、ワールド空間ＷＯからの同じソースポリゴンからマッピングされており、異なるマッピングだけが動き経路に沿って関連するレンダリング瞬間ｔ１，ｔｎに従って使用されている。表示瞬間ｔ１乃至ｔｎは総称してｔｊとも称され、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰ１乃至ＳＧＰｎも総称してスクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊと称される。スクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊの位置は、アプリケーションにより与えられる動きデータ、又は、幾何学的データの二つの連続するサンプル瞬間ｔｓでのスクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊの位置から決定される動きデータによって決まる。３Ｄアプリケーションは、３Ｄゲーム、ＶＲＭＬブラウザ、３Ｄユーザインタフェース、ＭＰＥＧ４ビジュアルレンダラ、テレビ電話（ｖｉｓｉｏｐｈｏｎｙ）又は任意の他の３Ｄアプリケーションであってもよい。図５では、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰｎがスクリーン空間ポリゴンＳＧＰ１の変換バージョンであるが、直線を横切る以外の動作も可能である。スクリーン空間ポリゴンＳＧＰ１の頂点は、通常はスクリーン空間グリッド位置ｘｇ，ｙｇと一致しないスクリーン空間位置ｘｖ１１，ｙｖ１１；ｘｖ１２，ｙｖ１２；ｘｖ１３，ｙｖ１３によって示される。スクリーン空間ポリゴンＳＧＰｎの頂点は、スクリーン空間位置ｘｖｎ１，ｙｖｎ１；ｘｖｎ２，ｙｖｎ２；ｘｖｎ３，ｙｖｎ３によって示される。
【００３５】
テクスチャ空間ポリゴンＴＧＰの頂点ｕｖ１，ｖｖ１乃至ｕｖ３，ｖｖ３は、３Ｄアプリケーションによって与えられ、経時的に同じ状態のままである（又は、少なくとも特定の時間の間）。スクリーン空間ＳＳＰ内の動く投影（スクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊによって規定される）に対しては同じテクスチャが適用されなければならない。動く３Ｄモデルは、スクリーン空間ＳＳＰへの透視マッピングと共に、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊの頂点を決定する。尚、添字ｊは、複数のｎ個のスクリーン空間ポリゴンＳＧＰ１乃至ＳＧＰｎに関連する項目を参照するために使用される。
【００３６】
表示されるべき画像ＩＭは、スクリーン空間グリッド位置ｘｇｊ，ｙｇｊに位置されるピクセルの強度ＰＩＰ（ｘｇｊ，ｙｇｊ）によって決定される。例えば、ｎ＝４の場合、画像ＩＭの表示比率（フレームレートとも呼ばれる）は、３Ｄアプリケーションによって供給される入力データのサンプリングレートよりも４倍高い。あるいは、上記とは異なり、一つの時間間隔Ｔｆにおいては、スクリーン空間ＳＳＰ内のスクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊの四つの位置が関連付けられる四つの表示瞬間ｔｊ（ｔ１乃至ｔ４）が起こる。時間間隔Ｔｆは、３Ｄアプリケーションによって供給される幾何学的データの二つの連続するサンプル瞬間同士の間の時間である。従来のシステムにおいて、多くの場合、二つの表示されてレンダリングされた画像（フレーム）間の時間間隔は、フレーム周期と称されており、入力信号のサンプリング周期（３Ｄアプリケーションによって供給される幾何学的構成のサンプリング）に等しい。しかしながら、本発明に係るシステムにおいて、出力信号のフレーム周期は、時間間隔Ｔｆ内又は入力信号のサンプリング周期内で生じる表示瞬間ｔｊの数によって決定される。幾何学的データは、テクスチャ空間ポリゴンＴＧＰの頂点と、３Ｄ空間からスクリーン空間ＳＳＰへの透視マッピングを規定するデータと、動きデータとを含んでいる。好ましくは、時間間隔Ｔｆ内におけるスクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊの頂点の動き経路を示す動きデータが与えられる。動きデータは、前のサンプリング瞬間から現在のサンプリング瞬間へのポリゴンの頂点の変位を示す変位ベクトルを用いて描かれ得る動き経路を得るために使用することができる。ポリゴンの頂点の変位ベクトルは、方向及びサイズが異なっていてもよい。例えば、三角形ポリゴンは、その頂点のうちの一つの周りで回転してもよく（そのため、その頂点の変位サイズはゼロである）、その結果、二つの他の頂点（これらの頂点が共に内側にない場合）の変位ベクトルの方向（両方の頂点の最初の頂点までの距離が異なる場合には、サイズ）が異なる。しかしながら、変位ベクトルの代わりに、動きデータが、例えば円錐を伴って描かれる曲線、複合曲線、ベジェ曲線、Ｂ−スプライン曲線、又は、合理的多項式等の動き経路の更に進歩した描写であってもよい。曲がった動き経路の場合には、幾何学的データの三つ以上の連続するサンプル瞬間ｔｓにおいてスクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊの位置から決定される動きデータが使用されてもよい。好ましくは、アプリケーションは、動きデータを幾何学データと共に供給すべきである。しかしながら、特定の場合には、異なるサンプリング瞬間において幾何学的データから動きデータを検出することもできる。頂点変換・照明ユニットＶＥＲは、ＶＥＲｊによって示される複数のユニットに分けられる。各ユニットＶＥＲｊは、ワールド空間頂点座標をポリゴンＳＧＰｊの頂点のスクリーン空間座標へ変換するとともに、表示瞬間ｔｊにおける頂点位置及び照明状態に応じて頂点カラーを計算する。
【００３７】
各レンダリング瞬間ｔｊにおいて、ラスタライザＳＲＡＳｊは、ポリゴンＳＧＰｊ内のスクリーン空間グリッド位置ｘｇｊ，ｙｇｊを決定する。従って、レンダリング瞬間ｔ１において、ラスタライザＳＲＡＳ１は、ポリゴンＳＧＰ１内のスクリーン空間グリッド位置ｘｇ１，ｙｇ１を決定する。スクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊの内側のこれらのスクリーン空間グリッド位置ｘｇｊ，ｙｇｊは、クロス（十字形）を用いて示されており、ピクセル位置とも称される。
【００３８】
マッパＭＡＰｊは、スクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊ内のスクリーン空間グリッド位置ｘｇｊ，ｙｇｊを、一般にその強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）がテクスチャメモリＴＭ内に記憶されるテクスチャ空間グリッド座標ｕｇ，ｖｇと一致しないテクスチャ空間座標ｕｊ，ｖｊへマッピングする。テクスチャ空間グリッド座標ｕｇ，ｖｇは、ｕ，ｖに関して整数値を有する位置である。テクスチャを異なるスクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊに対して与えるために同じテクスチャ空間ポリゴンＴＧＰが必要とされるという事実により、マッパＭＡＰｊは、常に、異なるスクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊの内側のスクリーン空間グリッド位置ｘｇｊ，ｙｇｊを、同じテクスチャ空間ポリゴンＴＧＰの内側のテクスチャ空間座標ｕｊ，ｖｊへマッピングする。
【００３９】
各ピクセルシェーダＰＳｊは、ピクセルごとの属性ＡＴＲと、ピクセルのグリッドスクリーン座標ｘｇｊ，ｙｇｊと、対応するテクスチャ座標ｕｊ，ｖｊとからなる組を受け取る。テクスチャ座標ｕｊ，ｖｊは、テクスチャ空間リサンプラＴＳＲ及びテクスチャキャッシュＴＣを介して、テクスチャメモリＴＭ内に記憶されたグリッドテクスチャ位置ｕｇ，ｖｇにあるテクスチャデータＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）をアドレス指定するために使用される。ピクセルシェーダＰＳｊは、テクスチャ座標データｕｊ，ｖｊを変更してもよく、また、同じピクセル上のいくつかのテクスチャマップを適用して組み合わせてもよい。また、ピクセルシェーダＰＳｊは、テクスチャデータを使用することなく、良く知られたグロー及びフォンシェーディング技術等の式に基づいてシェーディングを行ってもよい。
【００４０】
テクスチャ空間リサンプラＴＳＲは、テクセルグリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）間の中にあるテクスチャ空間座標（ｕｊ，ｖｊ）へマッピングされるスクリーン空間グリッド位置（ｘｇｊ，ｙｇｊ）にあるピクセルの強度ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ）に関連する強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）を決定する。テクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇにおけるテクセル強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）は、テクスチャメモリＴＭ内に記憶される。テクスチャ空間リサンプラＴＳＲは、テクスチャ空間グリッド座標ｕｇ，ｖｇを有し且つ強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）に寄与しなければならないテクセルのテクセル強度ＴＩ（ｕｇ，ｕｖ）をフィルタリングして蓄積することにより各強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）を決定する。従って、テクスチャ空間リサンプラＴＳＲは、テクスチャ空間位置ｕｊ，ｖｊを取り囲むテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇにおけるテクセル強度をフィルタリングすることによりテクスチャ空間位置ｕｊ，ｖｊにおける強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）を決定する。例えば、テクスチャ空間位置ｕｊ，ｖｊを取り囲む四つのテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇ（図５Ｂに１乃至４を用いて示されている）を使用する双一次補間が使用されてもよい。その結果として得られる位置ｕｊ，ｖｊにおける強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）は、ピクセルグリッド位置ｘｇｊ，ｙｇｊにおけるピクセル強度ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ）を決定するためにピクセルシェーダＰＳによって使用される。
【００４１】
テクスチャキャッシュＴＣは、マッパＭＡＰｊによりマッピングされるテクスチャ空間座標（ｕｊ，ｖｊ）の総ての強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）の決定のために必要とされるテクセル強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）を一時的に記憶する。ピクセルシェーダＰＳｊは、ピクセル強度ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ）に対する強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）の寄与度を決定する。従って、ピクセル強度ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ）に対するこれらの寄与度が総ての表示瞬間ｔｊにおいて同じテクスチャ空間ポリゴンＴＧＰに関して決定される場合には、各スクリーン空間ポリゴンＳＧＰごとに連続的に、テクスチャキャッシュＴＣとテクスチャメモリＴＭとの間のデータトラフィックは、現在のポリゴンの総てのテクスチャ強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）がテクスチャキャッシュＴＣ内に収まるとすれば、単一のスクリーン空間ポリゴンＤＧＰだけのレンダリングに比べて増加させられない。スクリーン空間ポリゴンＳＧＰにおいて適用される総てのテクセルがテクスチャキャッシュＴＣ内に収まらない場合には、ポリゴンＳＧＰを更に小さい部分（例えば、ブロック、又は、他のポリゴン）に分割することができ、それにより、そのような部分のテクセルがテクスチャキャッシュＴＣ内に完全に収まるようにすることができる。更に、総てのテクスチャ空間ポリゴンＴＧＰにおける総ての時間間隔Ｔｆにおいては、レンダリング瞬間ｔｊの数とは無関係に、テクスチャメモリＴＭからの関連データのフェッチが１回だけ必要とされる。テクスチャキャッシュＴＣとテクスチャ空間リサンプラＴＳＲとの間のデータ帯域幅は、レンダリング瞬間ｔｊの数に等しい係数（ファクタ）に伴って、従って、フレームレートアップコンバージョン係数に伴って増大する。その結果、外部テクスチャメモリＴＭがバスを介してＩＴＭシステムの残余の部分に対して接続されている場合には、このバスのデータ転送速度は、フレームレートアップコンバージョン係数に依存しない。これは、テクスチャキャッシュＴＣを持たず且つテクスチャ空間ポリゴンＴＧＰを一つずつ、即ち、総てのレンダリング瞬間ｔｊにおいてそれぞれ一つずつ処理しない従来のＩＴＭとは対照的である。
【００４２】
隠面消去ユニットＨＳＲｊは、通常、ピクセルごとに可視色を決定できるようにするＺバッファを含んでいる。通常、Ｚバッファは１フレーム又は１タイルのサイズを有している。タイルベースのレンダリングの場合、タイルサイズは、比較的小さく、また、このフレームレートアップコンバージョン技術においてキャッシュを最適に使用するために更に小さくすることもできる。生成されたピクセル値ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ）のデプス値ｚは、同じピクセルスクリーン座標ｘｇｊ，ｙｇｊで（従って、スクリーングリッド上で）フレームバッファＦＢｊに属するＺバッファ内に記憶されたピクセル値のデプス値に対して検査される。検査の結果に応じて、ピクセル強度又はカラーＰＩＰ（ｘｇｊ，ｙｇｊ）がフレームバッファＦＢｊ内に書き込まれ、ＦＢｊに属するＺバッファが更新される。表示されるべき画像ＩＭは、フレームバッファＦＢｊから読み取られる。
【００４３】
テクセルの強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）は、テクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇに関してテクスチャメモリＴＭ内に記憶される。いくつかのテクスチャマップが同じテクスチャの異なる解像度で記憶されてもよい。これらの異なる解像度テクスチャを使用する既知の技術は、ＭＩＰマッピングと称される。テクスチャ空間ポリゴンＴＧＰ内のテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇは、図５Ｂではドットで示されている。マッパＭＡＰｊは、スクリーン空間グリッド座標ｘｇｊ，ｙｇｊをテクスチャ空間ＴＳＰ内の対応するテクスチャ空間位置ｕｊ，ｖｊへマッピングする。テクスチャ空間位置ｕｊ，ｖｊの強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）は、フィルタリングにより決定される。例えば、スクリーン空間グリッド座標ｘｇｊ，ｙｇｊのピクセルの強度ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ）である又は当該強度に寄与するテクスチャ空間位置ｕｊ，ｖｊの強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）は、周囲のテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇの強度の加重和として決定される。例えば、１，２，３，４で示されるテクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇのテクセル強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）の加重和が決定される。
【００４４】
図６は、逆テクスチャマッピングシステムを備えるコンピュータを示している。コンピュータＰＣは、プロセッサ３と、グラフィックスアダプタ２と、メモリ４とを備えている。プロセッサ３は、入力データＩＩをグラフィックスアダプタ２に対して供給するように適切にプログラムされている。プロセッサ３はバスＤ１を介してメモリ４と通信する。グラフィックスアダプタ２は、ＩＴＭシステム１を備えている。通常、グラフィックスアダプタ２は、適当なスロット（例えばＳＧＰスロット）に差し込まれるモジュールである。通常、グラフィックスアダプタは、それ自体のメモリ（例えば、テクスチャメモリＴＭ及びフレームバッファＦＢ）を備えている。しかしながら、グラフィックスアダプタはコンピュータＰＣのメモリ４の一部を使用してもよく、ここでは、グラフィックスアダプタは、バスＤ２を介して、又は、プロセッサ３及びバスＤ１を介して、メモリ４と通信する必要がある。グラフィックスアダプタ２は、標準的なインタフェースを介して、出力画像ＯＩをディスプレイ装置ＤＡに対して供給する。ディスプレイ装置は、例えば陰極線管、液晶ディスプレイ、又は、任意の他のマトリクスディスプレイ等の任意の適当なディスプレイであってもよい。
【００４５】
コンピュータＰＣ及びディスプレイＤＡは、標準的なインタフェースを介して通信する別個のユニットである必要はなく、例えば画像を表示するためのディスプレイを有する携帯端末（ＰＤＡ又はポケットＰＣ）又は任意の他のモバイル機器等の一つの装置に組み合わせられていてもよい。
【００４６】
図７は、逆テクスチャマッピングシステムを備えるディスプレイ装置を示している。ディスプレイ装置ＤＡは、入力データＩＩ（幾何学的データ及び関連データ）を受け取り且つ出力画像ＯＩを信号処理回路１１へ供給するＩＴＭパイプライン１を備えている。信号処理回路１１は、出力画像ＯＩを処理して、ディスプレイ１２のための駆動信号ＤＳを得る。
【００４７】
結論として、好ましい実施の形態において、逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサは、３ＤモデルＷＯをスクリーン空間ＳＳＰ上へマッピングする。テクスチャメモリＴＭは、テクスチャ空間グリッド位置ｕｇ，ｖｇのテクセル強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）を記憶する。複数のスクリーン空間ラスタライザＳＲＡＳｊは、３ＤモデルＷＯの幾何学的データのサンプル瞬間ｔｓ同士の間の同じ時間間隔Ｔｆ中に複数の対応する異なる表示瞬間ｔｊにおいて異なるスクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊ内のピクセルグリッド位置ｘｇｊ，ｙｇｊを決定する。スクリーン空間ポリゴンＳＧＰｊは、カメラに関する３ＤモデルＷＯの動き情報に依存するスクリーン空間ＳＳＰ内の異なる位置を有している。複数の対応するマッパＭＡＰｊは、異なる表示瞬間ｔｊにおけるスクリーン空間ポリゴンＳＧＰのピクセルグリッド位置ｘｇｊ，ｙｇｊをテクスチャ空間位置ｕｊ，ｖｊへマッピングする。テクスチャ空間リサンプラＴＳＲは、テクスチャメモリＴＭ内に記憶されたテクスチャ空間グリット位置ｕｇ，ｖｇのテクセルグリッド強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）から、テクスチャ空間位置ｕｊ，ｖｊにおけるテクセル強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）を決定する。テクスチャキャッシュＴＣは、テクスチャ空間ポリゴンＴＧＰに関して、同じテクスチャ空間ポリゴンＴＧＰに関連付けられた総てのスクリーン空間ポリゴンＳＧＰのための時間間隔Ｔｆ中にテクスチャ空間リサンプラＴＳＲによって必要とされるテクセル強度ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ）を一時的に記憶する。複数の対応するピクセルシェーダＰＳｊは、上記異なる表示瞬間ｔｊにおいて、テクセル強度ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ）からピクセル強度ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ）を決定する。
【００４８】
尚、前述した実施の形態は、単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、また、当業者であれば、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの他の実施の形態を創作できる。
【００４９】
請求項中、括弧内に位置する任意の参照符号は、請求項を限定するものと解釈されるべきではない。動詞「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及びその活用形の使用は、請求項中に記載された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に先行する冠詞「一つの（ａ，ａｎ）」は、そのような要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、いくつかの異なる要素を備えるハードウェアによって、また、適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のうちのいくつかは、ハードウェアの一つの同じ項目によって具現化されてもよい。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用できないことを示唆するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ディスプレイスクリーン上の３Ｄオブジェクトの表示を示している。
【図２】従来の技術の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスシステムのブロック図を示している。
【図３Ａ】逆テクスチャマッピングシステムの動作を示している。
【図３Ｂ】逆テクスチャマッピングシステムの動作を示している。
【図４】本発明の実施の一形態に係る逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスシステムのブロック図を示している。
【図５Ａ】図４に示される逆テクスチャマッピングシステムの実施の形態の動作を示している。
【図５Ｂ】図４に示される逆テクスチャマッピングシステムの実施の形態の動作を示している。
【図６】逆テクスチャマッピングシステムを備えるコンピュータを示している。
【図７】逆テクスチャマッピングシステムを備えるディスプレイ装置を示している。
【図１】
2008502979.tif 000003
【図２】
2008502979.tif 000004
【図３Ａ】
2008502979.tif 000005
【図３Ｂ】
2008502979.tif 000006
【図４】
2008502979.tif 000007
【図５Ａ】
2008502979.tif 000008
【図５Ｂ】
2008502979.tif 000009
【図６】
2008502979.tif 000010
【図７】
2008502979.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月20日(2007.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄモデル（ＷＯ）をスクリーン空間（ＳＳＰ）上にマッピングするための逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサにおいて、
テクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）のテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を記憶するためのテクスチャメモリ（ＴＭ）と、
前記３Ｄモデル（ＷＯ）の幾何学的データのサンプル瞬間同士の間の同じ時間間隔（Ｔｆ）中に複数の対応する異なる表示瞬間（ｔｊ）における異なるスクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）内のピクセルグリッド位置（ｘｇ，ｙｇ）を決定するとともに、前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）が、前記３Ｄモデル（ＷＯ）の動き情報に依存する前記スクリーン空間（ＳＳＰ）内の異なる位置を有している、複数のスクリーン空間ラスタライザ（ＳＲＡＳｊ）と、
異なる表示瞬間（ｔｊ）における前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）の前記ピクセルグリッド位置（ｘｇ，ｙｇ）をテクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）にマッピングするための複数の対応するマッパ（ＭＡＰｊ）と、
前記テクスチャメモリ（ＴＭ）内に記憶された前記テクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）の前記テクセルグリッド強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））から、前記テクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）におけるテクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））を決定するためのテクスチャ空間リサンプラ（ＴＳＲ）と、
総てのテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関して、同じテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関連付けられる総ての前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）のための時間間隔（Ｔｆ）中に前記テクスチャ空間リサンプラ（ＴＳＲ）によって必要とされるテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を一時的に記憶するテクスチャキャッシュ（ＴＣ）であって、これにより、複数の表示瞬間が発生する時間間隔中に同じテクスチャ空間ポリゴンに関連する総てのスクリーン空間ポリゴンのために、前記テクスチャキャッシュ内に記憶されたテクセル強度が使用できるとともに、総ての表示瞬間においてではなく、時間間隔ごとに一度、テクセル強度を前記テクスチャメモリからフェッチするだけで済む、テクスチャキャッシュ（ＴＣ）と、
前記異なる表示瞬間（ｔｊ）において、テクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））からピクセル強度（ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ））を決定するための複数の対応するピクセルシェーダ（ＰＳｊ）と、
を備えることを特徴とする逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項２】
前記動き情報は、前記時間間隔（Ｔｆ）内の動きの経路を決定する動きデータを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項３】
前記動き情報は、前のサンプル瞬間における前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）の頂点（ｘｖ１１，ｙｖ１１；ｘｖ１２，ｙｖ１２；ｘｖ１３，ｙｖ１３）及び現在のサンプル瞬間における前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）の頂点（ｘｖｎ１，ｙｖｎ１；ｘｖｎ２，ｙｖｎ２；ｘｖｎ３，ｙｖｎ３）の変位を示す変位ベクトルを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項４】
前記動きデータは、二つのモデル／ビューマトリクスを含み、そのうちの一方が現在のサンプル瞬間におけるものであり、他方が前のサンプル瞬間におけるものであることを特徴とする請求項２に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項５】
前記動き情報は、３Ｄアプリケーションから受け取られることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項６】
スクリーングリッド位置（ｘｇｊ，ｙｇｊ）において決定される強度（ＰＩＰ（ｘｇｊ，ｙｇｊ））を記憶するための複数のフレームバッファ（ＦＢｊ）を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項７】
前記３Ｄモデル（ＷＯ）のうちの特定の一つに関してはテクスチャマップが前記テクスチャキャッシュ（ＴＣ）内に記憶されず、前記ピクセルシェーダ（ＰＳｊ）は、非テクスチャデータに基づいてピクセルシェーディングを行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項８】
前記マッパ（ＭＡＰｊ）は、移動しないオブジェクトに関して前記フレームバッファ（ＦＢｊ）への同じマッピングを行うように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項９】
前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）において適用される総てのテクセルが前記テクスチャキャッシュ（ＴＣ）内に収まらない場合には、前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）を更に小さい部分に分割することにより、そのような小さい部分のそれぞれのテクセルが前記テクスチャキャッシュ（ＴＣ）内に完全に収まるようにする手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサ。
【請求項１０】
請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサを備えることを特徴とするグラフィックスアダプタ。
【請求項１１】
請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサを備えることを特徴とするコンピュータ。
【請求項１２】
請求項１に記載の逆テクスチャマッピング３Ｄグラフィックスプロセッサを備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１３】
３Ｄモデル（ＷＯ）をスクリーン空間（ＳＳＰ）上にマッピングするための逆テクスチャマッピング方法において、
テクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）のテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を記憶する（ＴＭ）ステップと、
前記３Ｄモデル（ＷＯ）の幾何学的データのサンプル瞬間同士の間の同じ時間間隔（Ｔｆ）中に複数の対応する異なる表示瞬間（ｔｊ）における異なるスクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）内のピクセルグリッド位置（ｘｇｉ，ｙｇｉ）を決定する（ＳＲＡＳｊ）ステップであって、前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）が、前記３Ｄモデル（ＷＯ）の動き情報に依存する前記スクリーン空間（ＳＳＲ）内の異なる位置を有している、ステップと、
異なる表示瞬間（ｔｊ）における前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）の前記ピクセルグリッド位置（ｘｇｉ，ｙｇｉ）をテクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）へマッピングする（ＭＡＰｊ）ステップと、
前記テクスチャメモリ（ＴＭ）内に記憶されたテクスチャ空間グリッド位置（ｕｇ，ｖｇ）の前記テクセルグリッド強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））から、前記テクスチャ空間位置（ｕｊ，ｖｊ）におけるテクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））を決定する（ＴＳＲ）ステップと、
総てのテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関して、同じテクスチャ空間ポリゴン（ＴＧＰ）に関連付けられる総ての前記スクリーン空間ポリゴン（ＳＧＰ）のための時間間隔（Ｔｆ）中に前記テクスチャ空間リサンプラ（ＴＳＲ）によって必要とされるテクセル強度（ＴＩ（ｕｇ，ｖｇ））を一時的に記憶する（ＴＣ）ステップであって、これにより、複数の表示瞬間が発生する時間間隔中に同じテクスチャ空間ポリゴンに関連する総てのスクリーン空間ポリゴンのために、一時的に記憶されたテクセル強度が使用できるとともに、総ての表示瞬間においてではなく、時間間隔ごとに一度、テクセル強度を前記記憶するステップからフェッチするだけで済む、ステップと、
前記異なる表示瞬間（ｔｊ）において、前記テクセル強度（ＰＩ（ｕｊ，ｖｊ））からピクセル強度（ＰＳＩ（ｘｇｊ，ｙｇｊ））を決定する（ＰＳｊ）ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
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