[发明专利]三维计算机图形设备

说明书

本发明涉及一种三维计算机图形设备，它具有对自设备内部所包括的多个并行处理单元，例如并行连接的处理器模块所输出的多个图形数据指定其处理次序的功能。

一般而言，在三维计算机图形设备中，需要将三维模型(即目标)转换为二维图象以在设备上显示，步骤如下：第一，在三维模型中确定视点和光源；第二，根据视点和光源从三维模型确定图形数据；第三，在设备内对图形数据进行几何转换。几何转换包括纵坐标计算、剪取操作及色彩浓度计算等等。

另外，在几何转换之后，要对每个几何转换的结果执行预绘制处理，例如，范围产生处理。最后，在预绘制处理之后，对预绘制处理的结果进行绘制处理，例如，跨越和擦除处理。结果是，根据视点，三维模型的图形数据得以转换为将要在设备上进行显示的二维图象。

例如在本结构中，处理器模块用于几何转换和预绘制处理，而处理器模块也用于绘制处理。

一般地，为高速执行上述处理，设备包括多个并行处理单元，例如，并行连接的处理器模块。这些处理器模块形成为流水线结构，图形数据在流经每条流水线时则得以并行顺序处理。

在上述流水线处理中，不可能指定图形数据的处理次序。这是因为，来自每条流水线的数据对于每个数据串而言是并行顺序处理的。即，当检测到数据串中的一个中断时，对于另一条流水线，下一数据串得以并行顺序处理，这是在没有操作员的指定下进行的。

于是，如果操作员希望指定图形数据的处理次序，则需要使一条流水线操作以进行处理次序的指定，并且暂时停止其他流水线的处理。上述指定的结果是，在整个设备吞吐量恶化时将产生问题。

本发明的目的是提供一种三维计算机图形设备，它具有一种功能，可对自设备内部所包括的多个并行处理单元k例如并行连接的处理器模块k所输出的多个图形数据指定其处理次序。

根据本发明，所提供的一种三维计算机图形设备包括：一个中央处理单元CPU，用作图形数据管理单元；多个处理器模块，操作上连接于中央处理单元，每个处理器模块执行图形数据的几何转换和预绘制处理，并且进而输出一个同步命令；一个分配器，操作上连接于各处理器模块；多个绘制处理器，操作上连接于分配器，每个绘制处理器根据图形数据执行绘制处理；以及一个监视器，操作上连接于各绘制处理器，用于显示图形数据。

分配器还包括：多个先进先出缓冲区(输入FIFO)，每一个连接于相应的处理器模块，用于顺序储存由处理器模块所输出的图形数据和同步命令所组成的数据；多个先进先出缓冲区(输出FIFO)，每一个连接于相应的绘制处理器，用于顺序储存图形数据；以及一个先择分配单元，设置在输入FIFO和输出FIFO之间，用于选择来自输入FIFO的数据之一。当所选定的数据代表图形数据时，向输出FIFO输出图形数据，当所选定的数据代表同步命令时，在上述选择之后，禁止选择来自相应输入FIFO的数据，并且当所有输入FIFO进入一种选择禁止状态时，由同步命令释放选择禁止。

在最佳实施例中，选择分配单元包括：一个开关/选择单元和一个决定/开关单元；开关/选择单元具有一个多路复用器，用于有选择地输出来自输入FIFO的数据，和一个目的选择单元，用于将图形数据分配到一个或多个输出FIFO；而决定/开关单元，则具有一个同步命令决定单元，用于根据来自CPU的控制信号输出一选择禁止信号，一个命令分析单元，用于将同步命令输出到决定单元，一个输入选择单元，用于接收选择禁止信号和向多路复用器输出一个输入控制信号，一个输出控制单元，用于接收来自多路复用器的数据，并且向目的选择单元输出一个目的控制信号，和一个输入数据决定单元，用于接收来自输入FIFO的数据。

在另一实施例中，决定/开关单元还包括：一个控制寄存器，设置在CPU与决定单元之间，用于储存指示处理器模块的使用和未使用状态的位，并且当决定单元接到来自控制寄存器的“未使用”时，产生选择禁止信号并送至输入选择单元。

又在另一实施例中，控制寄存器具有数个与处理器模块数目相应的位。

又在另一实施例中，位“0”指“使用”，位“1”指“未使用”。

在另一实施例中，当处理器模块之一出现故障时，分配器自故障处理器模块输出一个伪同步命令。

本发明的特征在于用于指定处理次序的同步命令。另外，本发明的特征在于在流水线处理中控制图形数据的处理次序的方法。这种指定的结果是，能够在显示器上实现真实图象的显示。