[发明专利]一种三维绘图引擎

说明书

技术领域

本发明涉及一种电脑绘图装置，特别是将一部份的绘图内存作为几何引擎的资料缓冲器的三维绘图加速器。

背景技术

本发明涉及一种电脑绘图装置，特别是将一部份的绘图内存作为几何引擎的资料缓冲器的三维绘图加速器。

图1为一整合的三维绘图控制装置（integrated3Dgraphics controller device )的方块图，本装置包括指令序列（command queue ) 11，二维绘图引擎（2D graphics engine )13，以及包含有几何引擎(geometry engine ) 14与彩现引擎（rendering engine ) 15的三维绘图引擎（3D graphics engine)。由电脑系统（未图示）的AGP或PCI汇流排(bus)114 下达二维或三维的绘图指令。二维绘图引擎13或彩现引擎15的输出被传送至一绘图内存（graphics memory )17内的本地像框缓冲器（Local Frame Buffer-LFB)处171。

一般说来，二维绘图引擎13为一个字节区块传送（bit block transfer-BitBlt)的绘图引擎。从现有技术可知，二维绘图引擎13会选择性地进行光域运算（raster operation)、矩形填充（rectangle fill)、色彩/字形扩张（color /font expansion)、具有图案设计的线条绘制（line -drawing with styled pattern)、矩开j修剪(rectangle clipping)、透明的字节区块传送（transparent BitBlt)、多重扫描线绘图（multiple scan line drawing)、及梯形填充（trapezoid fill )9特别的是，字节区块传送会将一区块的资料由某一处（出发点）传送至另一处（目的地)。字节区块传送基本上分为三种：由主内存（host memory )传送至显示内存 (display memory)、由显示内存传送至主内存、以及由显示内存的某处传送至显示内存的另一处。光域运算会对绘图资料进行逻辑运算（logical operations)或算术运算（arithmetic operations)。我们都知道微软(Microsoft)共定义有256种光域运算。

如前所述，三维绘图引擎由几何引擎14与彩现引擎15所构成。根据现有技术，几何引擎I4接收信号线（signalline)110上的三维物体的资料，也就是座标、颜色、Z轴深度等等，并选择性地进行浮点运算(floatingpointoperation),其中包括由转换电路（transformationcircuitry)执行的座标转换，及由打光电路（lightingcircuitry)执行的色彩打光。几何引擎14的输出〗42包括与一标的（object)的三角形（triangle)有关的资料，也就是其顶点座标、颜色、Z轴深度等等。如熟悉电脑绘图这项技术的人士所知，一绘图标的在绘图过程中是被分割成许多小三角形或其他形式（四角形）的绘图元件来代表此一绘图标的，然后所有的绘图处理都是以这些小三角形进行的，而每一个三角形具有三个顶点。

另外，彩现引擎15亦针对每一个三角形进行由建构引擎（setupengine)执行的三角形设定运算（setupoperation),及由光域引擎执行的光域运算。建构引擎负责计算并准备基本图元（primitive)绘图所需的所有参数。所有的计算都涉及了数以百计的加减乘除。一旦三角形的建构运算完成后，建构引擎会将这所有的参数传送至下游的光域引擎。

光域引擎为一管线结构（pipelinestructure)的引擎，其包含色度引擎（shadingengine)、纹理引擎（textureengine)、及后处理引擎（postengine)。色度引擎会选择性地进行实体色度效应(solidshading)、平面色度效应（flatshading)、及高劳得色度效应(Gouraudshading)?色度引擎的输出为一连串的像素（pixel)色彩，像素色彩代表基本图元的色度，基本图元包含三角形。纹理引擎负责在像素上加入纹理的色泽。而后处理引擎则为此像素执行如雾化(fogging)、a混合(alphablending)、混色(dithering)、及最终光域运算(finalrasteroperation)等等·