[发明专利]高速电脑多边形剪裁跟踪器

说明书

本发明涉及一种高速专用型电脑的图像处理方法及其硬件装置。

高速电脑在图像产生过程中，视锥同时在复杂的三维空间中运动，多边形构成的空间与视锥产生相割或不相割的情况;传统图像处理方法都以代数计算这些割点所在位置，当多边形完全在锥外时，大部分的计算将成为白费。

若将构成图像的每一多边形皆剪裁成三角形，并以三角形为基础，每一三角形被视窗切割后所生成新的多边形再被重划为多个三角形，将各多边形或各三角形的边名、点名，新切割所生成出的边名、点名，一组组存放于高速存储器内，以配合微程序控制的代数运算器，如此即可避免不必要的计算，在早期排除不需计算的状态，使电脑提高运算效率。本发明即是为达此目的而设计的一种高速电脑的图像处理方法及其硬件装置。

高速电脑的图像处理器，为了求得在视觉暂留瞬间来产生场景，速度要求非常严苛，所以本发明以专用硬件来提高电脑性能。

本发明的主要特征是：运用一组高速存储器，将构成图像的每一多边形（或多数三角形）的边名、点名，与新切割所生成的边名、点名，一组组存放在高速存储器中，以配合微程序控制的代数运算器，早期排除不需计算的状态，使电脑能提高运算效率。

本发明可正确掌握动态视点所产生的即时逻辑状况（即三维图像与视锥所形成各类型的切割），协助微程序转移，以及更进一步将计算结果存放至暂存器堆（即代数运算器上游的暂存器堆（RegisterFiles））的正确地址，使得后续的像素（Pixel扫描点）计算，形成顺畅的多级向量流水线（注一）处理。

本发明的上述互动智能产生地址、寻找地址，全都利用计算部件忙于其他动作的间隙完成，不产生任何微程序休止等待的情况。

本发明适用于三维、二维高速图形产生专用硬件，它的逻辑设计适用于ECL、TTL、CMOS等各种逻辑控制闸形成的线路板，及专用芯片ASIC。

附图简单说明：

图1  表示本发明图形处理控制硬件方框图。

图2  为本发明的信息选择通路逻辑方框图。

图3  为本发明的边名缓存器逻辑方框图。

图4  为本发明图形处理示意图。

图5  为本发明图形处理方向示意图。

图6  为本发明四角视锥与九个逻辑区号标志示意图。

图7  为本发明暂存有关三角形信息的示意图。

以下配合附图及实施例结构详细说明本发明如后：

本发明的高速电脑多边形剪裁跟踪器包括：由一边名缓存器11、信息选择通路12、三角形区位标志缓冲器13、一三角形处理控制逻辑14、一裁剪状况硬件15、一逻辑标志输入端的移位器16、与一裁剪控制逻辑17所组成的如图1中所示的方框图。

在图1中，边名缓存器11用作接收基本体（Primitive Library）（注二）送来的三角形边信息，在处理时，不中断地读出三角形的有关信息，通过信息选择通路12得到微程序所需信息并回送至边名缓存器11，详图如图3中所示。（图3中的PPE更新RAM见注三）。

信息选择路12详如图2中所示，其主要功能是在微程序运行时送出一些控制信号，正确选出暂存器堆的地址、页数，其中PPA、PPB、PPC等是切割而生的新边信号，回送至边名缓存器11。图2中所示的信息选择通路显示一个三角形，除了三个角顶的X：、Y：、Z：之外还有边名和相夹的两点，图中PPA、PPB等意指端点名、尾点名与边名。（图中Ptail与Phead名见注四）。

三角形区位标志缓冲器13将SIGN输入端的信号，即代数运算部份算出在视锥某一边界之内或外的逻辑标志，经该移位器16送至此区位标志缓冲器13;区位标志缓冲器13采用四角锥、九个区位（注五），每一区位四个逻辑信号以标志裁剪，在裁剪过程中将其暂存以备使用。三角形每个点所在区位，在座标转换过程中根据Local name（局部名）的名存入此缓冲器13的RAM中，且在裁剪过程中割出的新点，它会给予新的Local name，并根据新名存入RAM。

裁剪状况硬件15主要功能是藉此决定一个三角形是否需要裁剪，对哪个面裁剪，以及对裁剪的过程状态判断。