(57)【要約】【課題】　装置全体の処理速度を向上させる。【解決手段】 メインＣＰＵ１１１は、３次元空間上のある中心点の座標を、メインバス１０１を介して、ＰＰＰ１２０に転送する。ＰＰＰ１２０は、メインＣＰＵ１１１から転送されてきた中心点の周辺に、複数の単位図形（ポリゴン）を描画するための図形データを生成して、ＧＰＵ１１５に供給する。ＧＰＵ１１５では、ＰＰＰ１２０から供給される図形データにしたがってレンダリング処理が行われることにより、単位図形の組合せにより定義される画像が、グラフィックメモリ１１８に描画される。【選択図】　　図５　
2004139625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　ポリゴンを描画するための図形データにしたがった描画を行うことにより前記ポリゴンの組合せにより定義される画像を描画する描画手段に対して前記図形データを供給するための生成手段を備えたデータ処理装置であって、
　前記生成手段は、図形データを受信して、１つの前記図形データから、複数のポリゴンを描画するための図形データを生成して、前記描画手段に供給する、データ処理装置。
【請求項２】
　前記出力手段は、所定の規準図形の座標を、前記図形データとして、前記所定のバスを介して転送出力し、
　前記生成手段は、前記所定の規準図形の周辺に、前記複数のポリゴンを描画するための図形データを生成して、前記描画手段に供給することを特徴とする請求項１記載のデータ処理装置。
【請求項３】
　前記描画手段から供給される画像データを一時記憶するグラフィックメモリを更に有し、
　前記生成手段は、前記ポリゴンを、前記グラフィックメモリの１ページに収まる大きさの複数の図形単位に分割し、その図形単位に対応する図形データをパケット化して前記描画手段に転送することを特徴とする請求項１記載のデータ処理装置。
【請求項４】
　前記描画手段は、前記生成手段から供給される図形データのうち、画面内に表示される部分を含むもののみについて、レンダリング処理を行うことを特徴とする請求項１記載のデータ処理装置。
【請求項５】
　ポリゴンを描画するための図形データにしたがった描画を行うことにより前記ポリゴンの組合せにより定義される画像を描画する描画手段に対して前記図形データを供給するための生成手段を備えたデータ処理装置で実行されるデータ処理方法であって、
　前記生成手段は、図形データを受信して、１つの前記図形データから、複数のポリゴンを描画するための図形データを生成して、前記描画手段に供給する、データ処理方法。
【請求項６】
　前記出力手段は、所定の規準図形の座標を、前記図形データとして、前記所定のバスを介して転送し、
　更に、前記複数のポリゴンを描画するための図形データ生成では、前記所定の規準図形の周辺に、前記複数のポリゴンを描画するための図形データが生成されることを特徴とする請求項５記載のデータ処理方法。
【請求項７】
　前記描画手段から供給される画像データをグラフィックメモリに一時記憶するようにし、
　更に、前記複数のポリゴンを描画するための図形データ生成では、前記ポリゴンを、前記グラフィックメモリの１ページに収まる大きさの複数の図形単位に分割し、その図形単位に対応する図形データをパケット化して前記描画手段に転送することを特徴とする請求項５記載のデータ処理方法。
【請求項８】
　前記描画手段では、前記生成手段から供給される図形データのうち、画面内に表示される部分を含むもののみについて、レンダリング処理を行うことを特徴とする請求項５記載のデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、１つの図形データから、複数の単位図形を描画するための図形データを生成することにより、装置の処理速度を向上させることができるようにしたデータ処理装置およびデータ処理方法に関し、特に、例えば、コンピュータを用いた映像機器であるグラフィックコンピュータや、特殊効果装置（エフェクタ）、ビデオゲーム機などに用いて好適なデータ処理装置およびデータ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　図１１は、従来の、例えばビデオゲーム機などの一例の構成を示している。メインＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１は、ＧＴＥ（Geometry TransferEngine）（計算プロセッサ）１１７を内蔵しており、例えば、座標変換や、透視変換、クリッピング、光源計算などのジオメトリ処理を行い、例えば、３角形や４角形などの基本的な単位図形（ポリゴン）（本明細書では、３角形や４角形などのように面積がある図形だけでなく、点や直線（線分）なども単位図形に含まれるものとする）の組合せとして３次元モデル（３次元画像モデル）を定義して、３次元画像を描画するためのデータを生成するようになされている。
【０００３】
　即ち、メインＣＰＵ１１１は、例えば３次元のオブジェクトを表示する場合には、そのオブジェクトを複数の単位図形に分解し、ＧＴＥ１１７に、各単位図形に対してジオメトリ処理を施させることで、各単位図形を描画するための図形データを生成させる。メインＣＰＵ１１１は、メインバス１０１に接続されており、ＧＴＥ１１７に図形データを生成させると、それを、メインバス１０１を介して、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）（描画プロセッサ）１１５に転送する。
【０００４】
　ＧＰＵ１１５は、メインＣＰＵ１１７からメインバス１０１を介して、図形データを受信すると、例えば、その図形データに含まれる単位図形の頂点の色データと奥行きを示すＺ値（始点からの奥行き方向の距離に関する情報）から、単位図形を構成するすべての画素の色およびＺ値を考慮して、画素単位の画像データを、グラフィックメモリ１１８に書き込むレンダリング（rendering）処理を行い、これにより、グラフィックメモリ１１８に単位図形を描画する。さらに、ＧＰＵ１１５は、グラフィックメモリ１１８に書き込んだ画像データを読み出し、ビデオ信号として、図示せぬ表示制御部（例えば、ＣＲＴＣ（CRT Controller）など）を介して、同じく図示せぬ表示装置（例えば、テレビジョン受像機や、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、液晶その他のモニタ）に供給して表示させる。
【０００５】
　以上のようにして、ビデオゲームの背景やキャラクタその他が表示される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　ところで、メインＣＰＵ１１１が、ＧＴＥ１１７に、ジオメトリ処理させる単位図形のデータは、例えば、その単位図形の頂点の３次元空間上の座標などであり、従って、そのデータ量は、単位図形の大きさには関係ない。一方、ＧＰＵ１１５が、グラフィックメモリ１１８に対し、単位図形を画素単位で描画する描画速度は、その単位図形の大きさ、即ち、単位図形を構成する画素数に依存する。即ち、単位図形を構成する画素数が多い場合には、その単位図形の描画には時間を要するが、単位図形を構成する画素数が少ない場合には、それほど時間はかからない。
【０００７】
　従って、小さな単位図形を連続して処理する場合においては、ＧＰＵ１１５におけるレンダリング処理が終了し、次のレンダリング処理が可能な状態になっているのにも拘らず、メインＣＰＵ１１１からメインバス１０１を介しての図形データの転送が間に合わないことがあった。即ち、多数の小さな単位図形データを、メインＣＰＵ１１１からメインバス１０１を介してＧＰＵ１１５に転送する場合、その転送速度は、メインバス１０１によって制限され、これにより、装置全体の処理速度の向上を図ることが困難な課題があった。
【０００８】
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、装置の処理速度を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
　本発明によれば、ポリゴンを描画するための図形データにしたがった描画を行うことにより前記ポリゴンの組合せにより定義される画像を描画する描画手段に対して前記図形データを供給するための生成手段を備えたデータ処理装置であって、前記生成手段は、図形データを受信して、１つの前記図形データから、複数のポリゴンを描画するための図形データを生成して、前記描画手段に供給するように構成されたデータ処理装置を提供することができる。
　また、前記出力手段は、所定の規準図形の座標を、前記図形データとして、前記所定のバスを介して転送出力し、前記生成手段は、前記所定の規準図形の周辺に、前記複数のポリゴンを描画するための図形データを生成して、前記描画手段に供給するように構成できる。
　前記描画手段から供給される画像データを一時記憶するグラフィックメモリを更に有し、前記生成手段は、前記ポリゴンを、前記グラフィックメモリの１ページに収まる大きさの複数の図形単位に分割し、その図形単位に対応する図形データをパケット化して前記描画手段に転送するように構成してもよい。
　なお、前記描画手段は、前記生成手段から供給される図形データのうち、画面内に表示される部分を含むもののみについて、レンダリング処理を行うように構成することもできる。
【００１０】
　また、ポリゴンを描画するための図形データにしたがった描画を行うことにより前記ポリゴンの組合せにより定義される画像を描画する描画手段に対して前記図形データを供給するための生成手段を備えたデータ処理装置で実行されるデータ処理方法であって、前記生成手段は、図形データを受信して、１つの前記図形データから、複数のポリゴンを描画するための図形データを生成して、前記描画手段に供給するデータ処理方法も提供可能である。
　前記出力手段は、所定の規準図形の座標を、前記図形データとして、前記所定のバスを介して転送し、更に、前記複数のポリゴンを描画するための図形データ生成では、前記所定の規準図形の周辺に、前記複数のポリゴンを描画するための図形データが生成されることを特徴とするデータ処理方法も提供可能である。
　前記描画手段から供給される画像データをグラフィックメモリに一時記憶するようにし、更に、前記複数のポリゴンを描画するための図形データ生成では、前記ポリゴンを、前記グラフィックメモリの１ページに収まる大きさの複数の図形単位に分割し、その図形単位に対応する図形データをパケット化して前記描画手段に転送するようにしてもよい。
　前記描画手段では、前記生成手段から供給される図形データのうち、画面内に表示される部分を含むもののみについて、レンダリング処理を行うことも可能である。
【００１１】
　なお、他の形態として、本発明に係るデータ処理装置を、出力手段と所定のバスを介して接続され、出力手段から出力された図形データを所定のバスを介して受信し、１つの図形データから、複数の単位図形を描画するための図形データを生成して、描画手段に供給する生成手段を備えるように構成してもよい。
　あるいは、生成手段が、出力手段と所定のバスを介して接続されており、出力手段がバスを介して転送する図形データを受信し、１つの図形データから、複数の単位図形を描画するための図形データを生成して、描画手段に供給するようにデータ処理装置を構成しても良い。
　また、他の形態として、本発明に係るデータ処理方法を、出力手段が所定のバスを介して転送する図形データを受信し、１つの図形データから、複数の単位図形を描画するための図形データを生成して、描画手段に供給するよう構成してもよい。
　あるいは、出力手段が所定のバスを介して転送する図形データを受信し、１つの図形データから、複数の単位図形を描画するための図形データを生成して、描画手段に供給するデータ処理方法を提供することもできる。
【発明の効果】
【００１２】
　本発明に係るデータ処理装置およびデータ処理方法によれば、出力手段が所定のバスを介して転送する図形データが受信され、１つの図形データから、複数の単位図形を描画するための図形データが生成されて、描画手段に供給される。従って、装置全体の処理速度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　図１は、本発明を適用したビデオゲーム機の一実施例の構成を示す平面図である。なお、図２に、その正面図（図１において、下方向から見た図）を、図３に、その右側面の側面図（図１において、向かって右方向から見た側面図）を、それぞれ示す。
【００１４】
　ビデオゲーム機は、ゲーム機本体２、このゲーム機本体２と接続される略四角形状をなした接続端子部２６を備えた操作装置１７、および同じくゲーム機本体２と接続される記録装置３８とから構成されている。
【００１５】
　ゲーム機本体２は、略四角形状に形成され、その中央の位置に、ゲームを行うためのプログラムやデータが記録されたゲーム用記録媒体を装着するディスク装着部３が設けられている。なお、本実施例では、ディスク装着部３には、例えば、図４に示すようなＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ５１がゲーム用記録媒体として着脱可能になされている。但し、ゲーム用記録媒体は、ディスクに限定されるものではない。
【００１６】
　ディスク装着部３の左側には、ゲームをリセットするときなどに操作されるリセットスイッチ４と、電源のオン／オフをするときに操作される電源スイッチ５とが設けられており、その右側には、ディスク装着部３を開閉するときに操作されるディスク操作スイッチ６が設けられている。さらに、ゲーム機本体２の正面には、操作装置１７および記録装置３８を１組として接続することのできる接続部７Ａ，７Ｂが設けられている。なお、本実施例では、２組の操作装置１７および記録装置３８を接続することができるように、接続部７Ａ，７Ｂが設けられているが、接続部は、２組以外の組数の操作装置１７および記録装置３８を接続することができる数だけ設けるようにすることが可能である。
【００１７】
　接続部７Ａ，７Ｂは、図２および図３に示すように、２段に形成され、上段には記録装置３８と接続する記録挿入部８を設け、下段には操作装置１７の接続端子部２６と接続する接続端子挿入部１２とを設けた構造となっている。
【００１８】
　記録挿入部８の挿入孔は、横方向に長い長方形状に形成し、その下側の両端のコーナーを上側の両端のコーナーに比べて丸みを多くして、記録装置３８が逆に挿入できない構造となっている。さらに、記録挿入部８には、内部の電気的接続を得る接続端子（図示せず）を保護するためのシャッタ９が設けられている。
【００１９】
　シャッタ９は、例えば、コイルねじりバネ状に形成されたスプリングなどの弾性体（図示せず）により常時外側に向けて付勢された状態で取り付けられている。従って、シャッタ９は、記録装置３８を差し込む時には記録装置３８を挿入する先端側で奥側に開けられ、記録装置３８を抜いた時には弾性体の付勢力により戻され、自動的に閉じた状態となって、内部の接続端子の防埃の役目をし、さらに外部の衝撃から守る役目をする。
【００２０】
　接続端子挿入部１２は、図２および図３に示すように、横方向に長い長方形状をした挿入孔の下側の両端のコーナーを上側の両端のコーナーに比べて丸みを多くした形状にして操作装置１７の接続端子部２６が逆に入らない構造であり、且つ記録装置３８も入らないように挿入孔の形状を異にした構造となっている。このようにして、記録装置３８と操作装置１７の挿入孔の大きさ及び形状を異にして互いに入れ間違いのないようにした構造となっている。
【００２１】
　操作装置１７は、図１に示すように、両手の掌で挟持して５本の指が自由自在に動いて操作できる構造をしており、左右対象に連設した丸型形状に形成された第１及び第２の操作部１８，１９、この第１及び第２の操作部１８，１９から角状に突出形成した第１及び第２の支持部２０，２１、第１及び第２の操作部１８，１９の中間位置の括れた部分に設けたセレクトスイッチ２２およびスタートスイッチ２３、第１及び第２の操作部１８，１９の前面側に突出形成した第３及び第４の操作部２４，２５、並びにゲーム機本体２とケーブル２７を介して電気的接続をする接続端子部２６とから構成されている。尚、ケーブル２７を介さなくともよい構成とすることもできる。
【００２２】
　接続端子部２６は、ゲーム機本体２と電気的接続をするためのケーブル２７の先端に取り付けられており、図３に示すように、その左右の両側面には、凹凸状のある形状にして、いわゆるギザギザ模様にした滑り止め加工（例えば、ローレット加工など）が施されている把持部が設けられている。なお、接続端子部２６に設けられた把持部は、いわゆる抜き差し部を形成し、その大きさ、即ち、その幅Ｗと長さＬは、例えば、後述する記録装置３８の把持部と同一とされている。
【００２３】
　記録装置３８は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを内蔵しており、その両側面には、例えば、接続端子部２６における場合と同様に構成される把持部（図３）が設けられ、ゲーム機本体２に対し、容易に着脱することができるようになされている。なお、記録装置３８には、例えば、ゲームを一時的に中断する場合に、そのときの状態が記憶されるようになされており、これにより、再起動の際に、そこからデータを読み出すことで、そのデータに対応した状態、即ち、中断時の状態から、ゲームを再開することができるようになされている。
【００２４】
　以上のように構成されるビデオゲーム機によりゲームを行う場合においては、ユーザは、例えば、操作装置１７を、ゲーム機本体２に接続し、さらに、必要に応じて、記録装置３８も、ゲーム機本体２に接続する。また、ユーザは、ディスク操作スイッチ６を操作することにより、ゲーム用記録媒体としてのＣＤ−ＲＯＭ５１を、ディスク装着部３にセットし、電源スイッチ５を操作することにより、ゲーム機本体２の電源をオンにする。これにより、ゲーム機本体２においては、ゲームのための画像および音声が再生されるので、ユーザは、操作装置１７を操作することによりゲームを行う。
【００２５】
　次に、図５は、図１のゲーム機本体２の電気的構成例を示している。なお、図中、図１１における場合と基本的機能を同一にする部分については、同一の符号を付してある。即ち、このゲーム機本体２は、メインバス１０１とＧＰＵ１２０との間に、ＰＰＰ（Programable Preprocessor）（生成プロセッサ）１２０が新たに設けられている他は、図１１のビデオゲーム機と基本的に同様に構成されている。
【００２６】
　このゲーム機本体２は、各ブロックにおいてデータをやりとりするためのバスとして、メインバス１０１およびサブバス１０２の２種類のバスを有しており、このメインバス１０１とサブバス１０２とは、バスコントローラ１１６を介して接続されている。
【００２７】
　メインバス１０１には、バスコントローラ１１６の他、例えばマイクロプロセッサなどからなるメインＣＰＵ１１１（出力手段）、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などでなるメインメモリ１１２、メインＤＭＡＣ（Direct MemoryAccess Controller）１１３、ＭＤＥＣ（MPEG(Moving Picture Experts Group)Decorder）、ＧＰＵ１１５（描画手段）、およびＰＰＰ１２０（生成手段）が接続されている。
【００２８】
　サブバス１０２には、バスコントローラ１１６の他、ＧＰＵ１１５、例えばメインＣＰＵ１１１と同様に構成されるサブＣＰＵ１２１、例えばメインメモリ１１２と同様に構成されるサブメモリ１２２、サブＤＭＡＣ１２３、オペレーティングシステムなどが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）１２４、ＳＰＵ（Sound Processing Unit）１２５、ＡＴＭ（Asynchronous Transmission Mode）通信部１２６、補助記憶装置１２７、および入力デバイス用Ｉ／Ｆ（Interface）１２８が接続されている。
【００２９】
　なお、ここでは、メインバス１０１では、高速でデータのやりとりが行われるようになされており、サブバス１０２では、低速でデータのやりとりが行われるようになされている。即ち、低速でやりとりが可能なデータについては、サブバス１０２を用いることで、メインバス１０１の高速性を確保するようになされている。
【００３０】
　バスコントローラ１１６は、メインバス１０１とサブバス１０２とを切り離したり、メインバス１０１にサブバス１０２を接続したりするようになされている。メインバス１０１とサブバス１０２とが切り離された場合、メインバス１０１上からは、メインバス１０１に接続されたデバイスのみにしかアクセスできず、また、サブバス１０２上からも、サブバスに接続されたデバイスのみにしかアクセスすることができないが、メインバス１０１にサブバス１０２が接続された場合には、メインバス１０１およびサブバス１０２のいずれからであっても、いずれのデバイスにもアクセスすることができる。なお、例えば、装置の電源がオンにされた直後などの初期状態においては、バスコントローラ１１６はオープン状態になっている（メインバス１０１とサブバス１０２とが接続された状態となっている）。
【００３１】
　メインＣＰＵ１１１は、メインメモリ１１２に記憶されたプログラムにしたがって各種の処理を行うようになされている。即ち、メインＣＰＵ１１１は、例えば、装置が起動されると、バスコントローラ１１６を介して、サブバス１０２上にある（サブバス１０２に接続された）ＲＯＭ１２４からブートプログラムを読み出して実行する。これにより、メインＣＰＵ１１１は、補助記憶装置１２７からアプリケーションプログラム（ここでは、ゲームのプログラム）および必要なデータを、メインメモリ１１２やサブメモリ１１２にロードさせる。そして、メインＣＰＵ１１１は、このようにしてメインメモリ１１２にロードさせたプログラムを実行する。
【００３２】
　メインＣＰＵ１１１は、前述したように、ＧＴＥ１１７を内蔵しており、このＧＴＥ１１７は、例えば複数の演算を並列に実行する並列演算機構を備え、メインＣＰＵ１１１からの要求に応じて、座標変換や、光源計算、行列演算、ベクトル演算などのジオメトリ処理を高速に行うようになされている。このように、ＧＴＥ１１７は、メインＣＰＵ１１１からの要求にしたがった処理（ジオメトリ処理）を行うことにより、単位図形の図形データを生成し、メインＣＰＵ１１１に供給する。メインＣＰＵ１１１は、ＧＴＥ１１７から図形データを受信すると、それを含むパケットを生成し、これを、メインバス１０１を介して、ＧＰＵ１１５またはＰＰＰ１２０に転送する。
【００３３】
　なお、メインＣＰＵ１１１は、キャッシュメモリ（Cache）１１９を内蔵しており、メインメモリ１１２にアクセスする代わりに、このキャッシュメモリ１１９にアクセスすることで、処理の高速化を図るようになされている。
【００３４】
　メインＤＭＡＣ１１３は、メインバス１０１上のデバイスを対象に、ＤＭＡ転送の制御を行うようになされている。但し、バスコントローラ１１６がオープン状態にあるときは、メインＤＭＡＣ１１３は、サブバス１０２上のデバイスをも対象として制御を行うようになされている。ＭＤＥＣ１１４は、メインＣＰＵ１１１と並列に動作可能なＩ／Ｏデバイスで、画像伸張エンジンとして機能するようになされている。即ち、ＭＤＥＣ１１４は、ＭＰＥＧ符号化されて圧縮された画像データを復号化するようになされている。
【００３５】
　ＧＰＵ１１５は、レンダリングプロセッサとして機能するようになされている。即ち、ＧＰＵ１１５は、メインＣＰＵ１１１、メインＤＭＡＣ１１３、またはＰＰＰ１２０から送信されてくるパケットを受信し、そのパケットに図形データとして配置されている、例えば、単位図形の頂点の色データと奥行きを示すＺ値に基づいて、単位図形に対応する画像データを、グラフィックメモリ１１８に書き込むレンダリング処理を行うようになされている。さらに、ＧＰＵ１１５は、グラフィックメモリ１１８に書き込んだ画像データを読み出し、ビデオ信号として出力するようにもなされている。なお、ＧＰＵ１１５は、必要に応じて、サブバス１０２上のデバイスからもパケットを受信し、そのパケットに配置されている図形データにしたがってレンダリング処理を行うようになされている。
【００３６】
　グラフィックメモリ１１８は、例えば、ＤＲＡＭなどで構成され、ＧＰＵ１１５から供給される画像データを一時記憶するようになされている。なお、グラフィックメモリ１１８は、例えば、２画面（２フレーム）分の画像データを記憶することができる領域を有しており、これにより、一方の領域に書き込みが行われている場合には、他方の領域から読み出しを行うことができるようになされている。
【００３７】
　ＰＰＰ１２０は、メインＣＰＵ１１１またはメインＤＭＡＣ１１３から送信されてくるパケットを受信し、そのパケットに配置されている１つの図形データから複数の単位図形を描画するための図形データを生成してパケット化し、ＧＰＵ１１５に供給するようになされている。
【００３８】
　サブＣＰＵ１２１は、サブメモリ１２２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各種の処理を行うようになされている。サブメモリ１２２には、メインメモリ１１２と同様に、プログラムや必要なデータが記憶されるようになされている。サブＤＭＡＣ１２３は、サブバス１０２上のデバイスを対象として、ＤＭＡ転送の制御を行うようになされている。なお、サブＤＭＡＣ１２３は、バスコントローラ１１６がクローズ状態にあるとき（メインバス１０１とサブバス１０２とが切り離されている状態にあるとき）のみ、バス権を獲得するようになされている。ＲＯＭ１２４は、上述したようにブートプログラムや、オペレーティングシステムなどを記憶している。なお、ＲＯＭ１２４には、メインＣＰＵ１１１およびサブＣＰＵ１２１の両方のプログラムが記憶されている。また、ＲＯＭ１２４は、ここでは、アクセス速度の遅いものが用いられており、そのため、サブバス１０２上に設けられている。
【００３９】
　ＳＰＵ１２５は、サブＣＰＵ１２１またはサブＤＭＡＣ１２３から送信されてくるパケットを受信し、そのパケットに配置されているサウンドコマンドにしたがって、サウンドメモリ１２９から音声データを読み出すようになされている。そして、ＳＰＵ２５は、読み出した音声データを、図示せぬスピーカに供給して出力させるようになされている。ＡＴＭ通信部１２６は、例えば、図示せぬ公衆回線を介して行われる通信の制御（ＡＴＭ通信の制御）を行うようになされている。これにより、ビデオゲーム機のユーザは、他のビデオゲーム機のユーザと直接、あるいは所定のセンタ局を介してデータのやりとりをすることで対戦することができるようになされている。
【００４０】
　補助記憶装置１２７は、例えば、ディスクドライブなどで、ＣＤ−ＲＯＭ５１（図１、図４）に記録されている情報（プログラム、データ）を再生するようになされている。また、補助記憶装置１２７は、記録装置３８（図１）に対する情報の記録や読み出しも行うようになされている。入力デバイス用Ｉ／Ｆ１２８は、コントロールパッドとしての操作装置１７（図１）の操作に対応する信号や、他の装置によって再生された画像や音声などの外部入力を受け付けるためのインターフェイスで、外部からの入力に応じた信号を、サブバス１０２上に出力するようになされている。サウンドメモリ１２９は、音声データを記憶している。
【００４１】
　以上のように構成されるゲーム機本体２においては、装置の電源がオンにされると、メインＣＰＵ１１１において、ブートプログラムがＲＯＭ１２４から読み出されて実行されることにより、補助記憶装置１２７にセットされたＣＤ−ＲＯＭ５１からプログラムおよびデータが読み出され、メインメモリ１１２およびサブメモリ１２２に展開される。そして、メインＣＰＵ１１１またはサブＣＰＵ１２１それぞれにおいて、メインメモリ１１２またはサブメモリ１２２に展開されたプログラムが実行されることにより、ゲームの画像、音声が再生される。
【００４２】
　即ち、例えば、メインＣＰＵ１１１において、メインメモリ１１２に記憶されたデータにしたがって、３次元画像を構成する単位図形を描画するための単位図形データが生成される。この単位図形データは、パケット化され、メインバス１０１を介して、ＧＰＵ１１５またはＰＰＰ１２０に供給される。
【００４３】
　ＰＰＰ１２０は、メインＣＰＵ１１１からパケットを受信すると、図６のフローチャートに示すように、まず最初に、ステップＳ１において、そのパケットをアンパケット化し、そこに配置されている１つの単位図形に対応する図形データを取り出す。さらに、ＰＰＰ１２０は、ステップＳ２において、その１つの図形データから複数の単位図形に対応する図形データを生成し、さらに、必要に応じて、生成した図形データに対し、座標変換処理や、透視変換処理を施す。そして、ＰＰＰ１２０は、得られた複数の図形データをパケット化し、ステップＳ３において、そのパケットをＧＰＵ１１５に送信する（供給する）。
【００４４】
　ＧＰＵ１１５は、メインＣＰＵ１１１またはＰＰＰ１２０からのパケットを受信し、そのパケットに配置されている図形データにしたがって、レンダリング処理を行い、これにより、画像データを、グラフィックメモリ１１８に書き込む。そして、ＧＰＵ１１５は、グラフィックメモリ１１８から、既に書き込んだ画像データを読み出し、ビデオ信号として出力する。これにより、ゲームの画面（画像）が表示される。
【００４５】
　一方、サブＣＰＵ１２１では、サブメモリ１２２に記憶されたデータにしたがって、音声の生成を指示するサウンドコマンドが生成される。このサウンドコマンドは、パケット化され、サブバス１０２を介して、ＳＰＵ１２５に供給される。ＳＰＵ１２５は、サブＣＰＵ１２１からのサウンドコマンドにしたがって、サウンドメモリ１２９から音声データを読み出して出力する。これにより、ゲームのＢＧＭ（Background Music）その他の音声が出力される。
【００４６】
　次に、図７乃至図１０を参照して、ＰＰＰ１２０の処理についてさらに説明する。例えば、メインＣＰＵ１１１は、メインバス１０１を介してＰＰＰ１２０に対し、１つの図形データとしての、３次元空間上の所定の中心点Ｏの座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）と、その中心点Ｏの周辺に複数の３角形を描くように指示するコマンドとを含むパケットを転送するようになされており、ＰＰＰ１２０は、このようなパケットを受信した場合、ＰＰＰ１２０は、図７（Ａ）に示すように、その中心点Ｏからランダムな方向にランダムな距離だけ離れた位置に単位図形（ここでは、例えば３角形とする）の中心となる点Ｏ’を生成する。即ち、ＰＰＰ１２０は、例えば、３つの乱数ｏｘ，ｏｙ，ｏｚを発生し、座標（ｘ０＋ｏｘ，ｙ０＋ｏｙ，ｚ０＋ｏｚ）で表される点を、点Ｏ’とする。
【００４７】
　さらに、ＰＰＰ１２０は、図７（Ａ）に示すように、点Ｏ’からランダムな方向にランダムな距離だけ離れた位置に単位図形の頂点となる３つの点Ａ，Ｂ，Ｃを生成する。即ち、ＰＰＰ１２０は、例えば９の乱数ｒｘ０，ｒｘ１，ｒｘ２，ｒｙ０，ｒｙ１，ｒｙ２，ｒｚ０，ｒｚ１，ｒｚ２を発生し、座標（ｘ０＋ｏｘ＋ｒｘ０，ｙ０＋ｏｙ＋ｒｙ０，ｚ０＋ｏｚ＋ｒｚ０），（ｘ０＋ｏｘ＋ｒｘ１，ｙ０＋ｏｙ＋ｒｙ１，ｚ０＋ｏｚ＋ｒｚ１），（ｘ０＋ｏｘ＋ｒｘ２，ｙ０＋ｏｙ＋ｒｙ２，ｚ０＋ｏｚ＋ｒｚ２）で表される点を、それぞれ点Ａ，Ｂ，Ｃとする。
【００４８】
　ＰＰＰ１２０は、以上の処理を繰り返し、これにより、図７（Ｂ）に示すように、中心点０の周辺に、複数の単位図形を描画するための図形データを生成する。
【００４９】
　そして、ＰＰＰ１２０は、生成した図形データに対応する、ある単位図形の３つの頂点Ａ乃至Ｃの３次元空間上における座標をそれぞれ（Ｘ0，Ｙ0，Ｚ0）乃至（Ｘ2，Ｙ2，Ｚ2）とするとき、例えば、次式にしたがって、その座標の座標変換を行う。
【００５０】
　ＳＸk＝Ｒ11Ｘk＋Ｒ12Ｙk＋Ｒ13Ｚk＋ＴＲＸ
　ＳＹk＝Ｒ21Ｘk＋Ｒ22Ｙk＋Ｒ23Ｚk＋ＴＲＹ
　ＳＺk＝Ｒ31Ｘk＋Ｒ32Ｙk＋Ｒ33Ｚk＋ＴＲＺ
　・・・（１）
　但し、ｋ＝０，１，２である。また、Ｒijは、所定の回転マトリクスＲの第ｉ行、第ｊ列の要素を表し、（ＴＲＸ，ＴＲＹ，ＴＲＺ）は、平行移動ベクトルを表す。
【００５１】
　以上のようにして、座標変換後の、３次元空間上の座標（ＳＸk，ＳＹk，ＳＺk）を求めた後、ＰＰＰ１２０は、この座標（ＳＸk，ＳＹk，ＳＺk）を、例えば、次式にしたがって透視変換することで、２次元空間上の座標（ＳＳＸk，ＳＳＹk）に変換する。
【００５２】
　　ＳＳＸk＝ＳＸk（ｈ／ＳＺk）
　　ＳＳＹk＝ＳＹk（ｈ／ＳＺk）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
【００５３】
　ＰＰＰ１２０は、中心点０の周辺に描画する複数の単位図形（ここでは、３角形）すべてについて、式（１）または（２）にしたがって座標変換または透視変換を行い、その結果得られる２次元空間上の座標（ＳＳＸk，ＳＳＹk）を、パケット化してＧＰＵ１１５に供給する。この場合、ＧＰＵ１１５では、ＰＰＰ１２０から供給される２次元空間上の座標（ＳＳＸk，ＳＳＹk）にしたがって、レンダリング処理が行われる。
【００５４】
　従来においては、上述したようなＰＰＰ１２０における処理がＣＰＵ１１１で行われるため、図７（Ｂ）に示したような多くの数の、小さな図形単位に対応する図形データが、メインバス１０１を介してＧＰＵ１１５に転送されていた。このため、前述したように、装置全体の処理速度が、メインバス１０１によって制限されていたが、本実施例によれば、ＣＰＵ１１１からメインバス１０１を介して転送される図形データは、１つの中心点Ｏに対応するものだけであるため、図形データを迅速に転送することができ（バンド幅を小さくすることができ）、また、ＧＰＵ１１５では、小さな単位図形に対するレンダリング処理が行われるので、その処理は高速に行うことができ、その結果、装置全体の処理速度を向上させることができる。
【００５５】
　さらに、この場合、ＰＰＰ１２０は、従来、メインＣＰＵ１１１が行っていた処理の一部を分担して行うので、メインＣＰＵ１１１に対する負荷を軽減することができる。また、メインメモリ１１２には、図７（Ｂ）に示したような、多くの数の単位図形に対応する図形データすべてを記憶させておかずに済むので、そのような図形データすべてを記憶させておく場合に比較して、その記憶容量の低減化を図ることもできる。
【００５６】
　なお、以上のようにして画像を描画する手法は、例えば、ある単位図形が爆発する様子を表現する場合などに、特に有効である。
【００５７】
　なお、上述の場合においては、ある１点を中心として、その周りに散らばるような単位図形を描画するようにしたが、その他、例えば、線分や三角形、四角などの所定の規準図形の周りに散らばるような単位図形を描画するようにすることなども可能である。また、上述の場合においては、中心点の周辺に、複数の３角形を描画するようにしたが、このように描画する単位図形は、３角形に限定されるものではなく、例えば、点や、直線（線分）、４角形などを描画するようにすることも可能である。
【００５８】
　次に、例えば、ＧＰＵ１１５において、グラフィックメモリ１１８を構成するＤＲＡＭに対し、例えば、図８に示すような、２次元空間上の単位図形（ここでは、四角形ＡＢＣＤ）に対応する画像データが書き込まれる場合において、その書き込みが、ＤＲＡＭのページ境界に亘って行われると、ＤＲＡＭへのアクセスに時間を要することとなり、処理の高速化が妨げられることになる。
【００５９】
　従って、図８に示した２次元空間上の四角形ＡＢＣＤを描画する場合において、番号１乃至６を付した水平方向の線分（画面（スクリーン）の横方向と平行な線分）（以下、適宜、それぞれを水平線１乃至６という）と、番号１乃至７を付した垂直方向の線分（画面（スクリーン）の縦方向と平行な線分）（以下、適宜、それぞれを垂直線１乃至７という）とによって区切られる各領域を、ＤＲＡＭの１ページとするときには、各ページに書き込まれる画像データに対応する図形を、１単位として処理するのが、高速化の観点からは望ましい。
【００６０】
　そこで、メインＣＰＵ１１１は、図８に示したように、２次元空間上の単位図形に変換した場合に得られる画像データの書き込みが、ＤＲＡＭのページ境界を越えて行われるときには、その単位図形の３次元空間上の図形データを含むパケットを、メインバス１０１を介してＰＰＰ１２０に対して転送するようになされており、ＰＰＰ１２０は、そのようなパケットを受信した場合、そのパケットに図形データとして配置されている単位図形の３次元空間上における頂点を、式（１）または（２）にしたがって、それぞれ座標変換または透視変換し、その結果得られる、例えば図８に示したような、２次元空間（２次元平面）上における１つの単位図形としての四角形ＡＢＣＤを、ＤＲＡＭの１ページの領域単位で分割した複数の図形単位に対応する図形データを生成するようになされている。
【００６１】
　即ち、例えば、いま、透視変換後に得られる２次元空間上の四角形ＡＢＣＤの４つの頂点Ａ乃至Ｄの座標を、それぞれ（ＳＳＸ0，ＳＳＹ0）乃至（ＳＳＸ3，ＳＳＹ3）とするとともに、水平線１乃至６を、式ｙ＝ａ＋ｂｍで（但し、ｍ＝０，１，２，３，４，５）、垂直線１乃至７を、式ｘ＝ｃ＋ｄｎで（但し、ｎ＝０，１，２，３，４，５，６）、それぞれ表すとすると、ＰＰＰ１２０は、まず、式（３）または式（４）の連立方程式を、ｍまたはｎを適宜変えて解くことにより、線分ＡＢと、水平線１乃至６または垂直線１乃至７それぞれとの交点を求める。
【００６２】
　（ＳＳＸ0−ＳＳＸ1）（ｙ−ＳＳＹ0）＝（ＳＳＹ0−ＳＳＹ1）（ｘ−ＳＳＸ0）
　ｙ＝ａ＋ｂｍ
　・・・（３）
　（ＳＳＸ0−ＳＳＸ1）（ｙ−ＳＳＹ0）＝（ＳＳＹ0−ＳＳＹ1）（ｘ−ＳＳＸ0）
　ｘ＝ｃ＋ｄｎ
　・・・（４）
【００６３】
　ＰＰＰ１２０は、線分ＢＣ，ＣＤ，ＤＡそれぞれについても同様の連立方程式をたて、水平線１乃至６、垂直線１乃至７それぞれとの交点を求める（この場合、ＰＰＰ１２０では、５２（＝４×（６＋７））の連立方程式が解かれる）。
【００６４】
　ＰＰＰ１２０は、以上のようにして、線分ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＡそれぞれと、水平線１乃至６または垂直線１乃至７それぞれとの交点（図８における、例えば、点ＰやＴなど）を求めると、その交点に加え、水平線１乃至６それぞれと、垂直線１乃至７それぞれとの交点に基づいて、ＤＲＡＭの１ページ単位に、四角形ＡＢＣＤを分割し、これにより、多数の小さな図形単位に対応する図形データを生成する。
【００６５】
　即ち、ＰＰＰ１２０は、四角形ＡＢＣＤを、図８に示す６角形ＡＰＱＲＳＴのようなＤＲＡＭの１ページに収まる大きさの複数の図形単位に分割し、その図形単位に対応する図形データをパケット化して、ＧＰＵ１１５に転送する。この場合、ＧＰＵ１１５では、ＰＰＰ１２０から供給されるＤＲＡＭの１ページに収まる図形単位に対応して、レンダリング処理が行われる。
【００６６】
　従来においては、上述したようなＰＰＰ１２０における処理がＣＰＵ１１１で行われるため、グラフィックメモリ１１８へのアクセス速度を高速化しようとする場合には、図８に示したような多数の小さな図形単位に対応する図形データが、メインバス１０１を介してＧＰＵ１１５に転送される。このため、前述したように、装置全体の処理速度が、メインバス１０１によって制限されることになるが、本実施例によれば、ＣＰＵ１１１からメインバス１０１を介して転送される単位図形データは、１つの大きな四角形ＡＢＣＤに対応するものだけであるため、単位図形データを迅速に転送することができ、また、ＧＰＵ１１５では、小さな単位図形に対するレンダリング処理が行われるとともに、１つの単位図形に対応する画像データのグラフィックメモリ１１８への書き込みは、ＤＲＡＭのページ境界を越えて行われることがないので、その処理は高速に行うことができ、その結果、装置全体の処理速度を向上させることができる。
【００６７】
　さらに、この場合も、ＰＰＰ１２０は、従来、メインＣＰＵ１１１が行っていた処理の一部を分担して行うので、メインＣＰＵ１１１に対する負荷を軽減することができる。
【００６８】
　次に、例えば、単位図形を画面（スクリーン）に表示する場合に、その単位図形が画面からはみ出すときには、そのはみ出し部分が表示に悪影響を与えることがあるので、そのはみ出し部分については、いわゆるスクリーンクリップをする必要がある。
【００６９】
　そこで、メインＣＰＵ１１１は、スクリーンクリップをする必要のある単位図形の３次元空間上の図形データを含むパケットを、メインバス１０１を介してＰＰＰ１２０に対して転送するようになされており、ＰＰＰ１２０は、そのようなパケットを受信した場合、そのパケットに配置されている図形データに対応する単位図形を、３次元空間において、幾つかの単位図形に分割し、これにより、複数の単位図形に対応する図形データを生成するようになされている。
【００７０】
　即ち、ＰＰＰ１２０は、例えば、図９に示すような３次元空間上の四角形ＡＢＣＤの各頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれの座標（ｘ0，ｙ0，ｚ0）乃至（ｘ3，ｙ3，ｚ3）を、図形データとして受信した場合、例えば、次式にしたがって、各頂点の座標を８×８に内分し、これにより生成される６４の小さな単位図形（例えば、四角形ＡＰＱＲなど）の頂点の座標（Ｘij，Ｙij，Ｚij）を算出する。
【００７１】
　　Ｘij＝（（８−ｉ）（８−ｊ）ｘ0＋（８−ｉ）ｊｘ1
　＋ｉ（８−ｊ）ｘ3＋ｉｊｘ2）／６４
　Ｙij＝（（８−ｉ）（８−ｊ）ｙ0＋（８−ｉ）ｊｙ1
　　　　　　＋ｉ（８−ｊ）ｙ3＋ｉｊｙ2）／６４
　Ｚij＝（（８−ｉ）（８−ｊ）ｚ0＋（８−ｉ）ｊｚ1
　＋ｉ（８−ｊ）ｚ3＋ｉｊｚ2）／６４
　・・・（５）
　但し、ｉ，ｊは、０以上８以下の整数である。
【００７２】
　さらに、ＰＰＰ１２０は、以上のようにして求めた３次元空間上における頂点（Ｘij，Ｙij，Ｚij）を、式（１）または（２）にしたがって、それぞれ座標変換または透視変換し、その結果得られる２次元空間上における複数の小さな単位図形（図９に示したように、四角形ＡＢＣＤを８×８に内分して得られる６４の単位図形を座標変換し、さらに透視変換したもの）の頂点の座標（ＳＳＸij，ＳＳＹij）を、図形データとしてパケット化し、ＧＰＵ１１５に転送する。この場合、ＧＰＵ１１５では、ＰＰＰ１２０から供給される６４の単位図形に対応する図形データのうち、図１０に斜線を付して示すように、画面（画枠内）に表示される部分を含むもののみについて、レンダリング処理が行われる。従って、画面に表示されない部分についての、いわば無駄な描画を行うことを防止することができる。
【００７３】
　従来においては、上述したようなＰＰＰ１２０における処理がＣＰＵ１１１で行われるため、無駄な描画を防止しようとする場合には、図９に示したような多数の小さな図形単位に対応する図形データが、メインバス１０１を介してＧＰＵ１１５に転送される。このため、前述したように、装置全体の処理速度が、メインバス１０１によって制限されることになるが、本実施例によれば、ＣＰＵ１１１からメインバス１０１を介して転送される単位図形データは、１つの大きな四角形ＡＢＣＤに対応するものだけであるため、単位図形データを迅速に転送することができ、また、ＧＰＵ１１５では、小さな単位図形に対するレンダリング処理が行われるので、その処理は高速に行うことができ、その結果、装置全体の処理速度を向上させることができる。
【００７４】
　さらに、この場合も、ＰＰＰ１２０は、従来、メインＣＰＵ１１１が行っていた処理の一部を分担して行うので、メインＣＰＵ１１１に対する負荷を軽減することができる。
【００７５】
　以上、本発明を、ビデオゲーム機に適用した場合について説明したが、本発明は、その他、画像に特殊効果を与えるエフェクタや、ＣＡＤなどのコンピュータグラフィックス処理を行う装置その他に適用可能である。
【００７６】
　なお、ある１つの単位図形から、複数の単位図形を生成する方法は、上述した方法に限定されるものではない。
【００７７】
　また、上述の場合においては、メインＣＰＵ１１１からＰＰＰ１２０にパケットを転送するようにしたが、描画する単位図形を、ＰＰＰ１２０で処理する必要がない場合（例えば、描画する単位図形が小さく、かつその数が少ない場合など）は、メインＣＰＵ１１１は、その単位図形に対応するパケットを、ＰＰＰ１２０ではなく、ＧＰＵ１１５に直接転送するようになされている。この場合は、従来と同様にして描画が行われることになる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明を適用したビデオゲーム機の一実施例の構成を示す平面図である。
【図２】図１のビデオゲーム機の正面図である。
【図３】図１のビデオゲーム機の側面図である。
【図４】ＣＤ−ＲＯＭ５１を示す平面図である。
【図５】図１のゲーム機本体２の電気的構成例を示すブロック図である。
【図６】図５のＰＰＰ１２０の処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】乱数により生成される単位図形を示す図である。
【図８】２次元空間において単位図形を分割することにより生成される単位図形を示す図である。
【図９】３次元空間において単位図形を分割することにより生成される単位図形を示す図である。
【図１０】スクリーンクリップを説明するための図である。
【図１１】従来のビデオゲーム機の一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７９】
　１０１ メインバス
　１１１ メインＣＰＵ（出力手段）
　１１２ メインメモリ
　１１３ メインＤＭＡＣ
　１１５ ＧＰＵ（描画手段）
　１１７ ＧＴＥ
　１１８ グラフィックメモリ
　１２０ ＰＰＰ（生成手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004139625.tif 000010
【図９】
2004139625.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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