专利名称：动态画像的显示装置与方法
技术领域：
本发明是关于动态画像的显示装置与方法，特别是关于一种非直接存取复数画像格的画像显示装置及方法。
本发明是使用于电视游戏机中的一种画像显示装置。一般而言，电视游戏机中画像处理皆分为两个部分，即背景画像部分及动态画像部分，此两种画像的特性不同，故处理方式也有差别。对背景画像部分而言，其数据量较大，但图形间的相对动作较少，且一般画面上只有一至两个背景；而对动态画像部分而言，画像尺寸较小，故数据量较少，但画像的数目及动作较多。针对前述的画像特性，一般而言，现有的画像显示器会把两种数据分时处理，即在扫描时即时处理背景数据，并以另一处理器判断在下一条扫描线中会出现的动态画像，而在水平消隐期间，将其色码读取至一暂存器中，然后，在下一条扫描线开始时，把暂存器内的色码和刚读取的背景色码混合处理后，再输出至一电视介面，以产生电视信号。在前述的处理方法中，由于动态画像数据为数据量少而动作及数目较多的型态，故一般均以一像素对应存储地址(bit mapping)的方式加以储存，藉以方便处理，并提高读取效率。然而，当动态画像的尺寸变大，使其数据量变大时，此种储存及处理数据的方法，必须用大量且连续的存储器空间，如此会使得存储器的使用效率降低，管理困难。
有鉴于此，为改进现有方式的缺点，本发明的目的是提出了一种动态画像显示装置，其以像格(一个像格是由8×8个像素组成)作为储存画像色码数据的单位，每一像格的地址是由一指标阵列加以标示，如此将可节省存储器，并使存储器更便于管理。
本发明的动态画像显示装置主要包含了三个地址产生装置，即动画参数阵列地址产生器，像格指标阵列地址产生器及像格色码阵列地址产生器。此三个地址产生器皆由一状态控制器所控制，而动态画像的数据则配合三个地址产生器分成三组，分别储存于图形数据存储器中，并且利用已知的暂存装置配合地址产生器储存读取的色码数据。
一种动态画像数据储存方法，适用于上述的动态画像显示装置，其方法在于将动态画像数据分成三组，包括复数像格画像的参数阵列，此阵列包含多个画像的参数，而每个画像参数只占用有限个字，且其内容须具有画像显示于屏幕上的位置、画像的尺寸及一指标阵列的起始地址；像格指标阵列，此阵列的内容须为一像格色码阵列指标，或加上此像格的功能参数，而指标的排列方法须配合画像的尺寸及扫描线的次序，且其水平尺寸须为2的指数倍个像格，像格色码阵列，此阵列的内容为画像的色码，但画像是被分割成固定大小的像素阵列，而其色码再以扫描线次序加以排列。
为了更清楚地说明本发明的结构、方法及特点，现配合附图详细说明有关本发明的一较佳实施例如下附图的简要说明
图1是本发明动态画像显示装置的方框图；图2是本发明中的一动画参数阵列地址产生器的方框图3a是本发明中的一像格指标阵列地址产生器的方框图；图3b是图3a中的移位组合器的电路图；图4是本发明中的一像格色码阵列地址产生器的方框图；图5说明图形数据存储器中参数阵列数据储存的示意图；图6说明图形数据存储器中指标阵列数据储存的示意图；图7说明图形数据存储器中色码阵列数据储存的示意图；图8显示画像在下一条扫描线的行序的示意图；图9a显示写入数据信号、扫描线位置信号及水平消隐信号等的时序图；图9b显示指标数据写入信号、色码时钟信号及色码数据写入间的关系的时序图；图10说明产生指标地址的方式的示意图；图11说明产生色码地址的方式的示意图。
请参阅图1，本发明的动态画像显示装置包括一状态控制器10，用以接收一水平扫描线位置信号HPS及参数数据写入信号para-ps，而产生各种控制时序信号，例如参数数据时钟信号para-clk、指标数据写入信号tpr-ps、水平像格数写入信号nhf-ps、像格时钟信号fnt-clk、色码时钟信号cc-clk及水平位置写入信号hps；一参数地址产生器20，用以依据前述状态控制器10产生的控制时序信号，及一中央处理器(未图示)写入的数据而合成一参数地址para-ad-dr；一指标地址暂存器30，用以依据前述状态控制器10产生的控制时序信号，及中央处理器写入的数据而产生一指标地址tab-addr，另外并可产生一溢位信号over给前述状态控制器10；一色码地址产生器40，用以依据前述状态控制器10产生的控制时序信号，中央处理器写入数据，以及一图形数据而产生一色码地址cc-addr；复数个三态缓冲器91至93，用以分别连接于前述参数地址产生器20，前述指标地址产生器30及前述色码地址产生器40的输出端，受前述状态控制器10的控制以决定是否输出其地址数据，此复数个三态缓冲器91至93亦可用一多路转换器取代；一图形数据存储器50，用以依据由前述参数地址产生器20、前述指标地址产生器30及前述色码地址产生器40所产生的地址，而输出图形数据；一色码暂存地址产生器60，用以依据前述状态控制器10产生的控制时序信号，产生一存放图形数据的地址，一色码暂存器70，用以依据前述色码暂存地址产生器60产生的地址储存前述图形数据存储器50输出的色码，并在开始扫描屏幕时依序输出；及一电视介面80，用以接收由前述色码暂存器70输出的色码数据，并将其转变成电视信号后输出。其中，前述电视介面80包括一调色盘(RAM DAC)81，用以将前述色码暂存器70输出的数据转换成颜色信号；及一电视信号产生器82，用以接收前述调色盘81输出的颜色信号，并据以产生电视信号。
请参阅图2，前述参数地址产生器20包括一地址暂存器21，用以储存由参数数据写入信号para-ps控制而经由总线Ubus写入的地址数据；及一计数器22，用以受到前述状态控制器10输出的参数数据时钟信号para-clk的控制而输出一累进值，此累进值和前述地址暂存器21输出的数据合并而产生一参数地址para-addr。
请参阅图3a，前述指标地址产生器30包括一指标阵列暂存器31，用以受指标数据写入信号tpr-ps控制，存放经由总线Vbus写入的指标阵列地址；一垂直像格差暂存器32，用以受中央处理器输入的差距写入信号dif-ps控制，而储存经由总线Ubus写入的像格差数据；一水平像格暂存器33，用以受水平像格数写入信号nhf-ps控制，储存经由总线Vbus写入的水平像格数数据；一水平像格计数器34，用以累计水平像格数，并且在水平像格数超出图形范围时产生一溢位信号(over)，另外，前述水平像格数写入信号nhf-ps会在每次开始写入时，重置此计数器34；一移位组合器35，用以依据前述水平像格暂存器33内的水平像格数对前述垂直像格差暂存器32的像格差数据进行移位(稍后再加以说明)一加法器36，用以将指标阵列地址及前述水平像格计数器34和前述移位组合器的输出合并的结果相加而产生一指标地址tab-addr。
请参阅图4，前述色码地址产生器40包括一色码区域暂存器41，因以受水平像格数写入信号nhf-ps控制，储存经由总线Vbus写入的色码区域数据；一像格指标暂存器42，用以受像格时钟信号fnt-clk控制，储存经由总线Vbus写入的一像格指标数据，此像格指标数据可为任意长度；一行差暂存器43，用以受差距写入信号dif-ps控制，储存经由总线Ubus写入的行差数据；一色码计数器44，用以依据色码时仲信号cc-clk，计数读取色码数据的次数；且前述色码地址产生器40经由合并前述色码区域暂存器41的色码区域数据，前述像格指标暂存器42的像格指标数据，前述行差暂存器43的行差数据及前述色码计数器的计数数据，而产生一色码地址。其中，前述色码区域暂存器41可省略。
请参阅图5至图7，其说明在图形数据存储器中的数据储存情形。首先，如图5所示，每一动态画像的参数阵列数据占用4×16位元，动态画像的数目可至512个。其中，参数阵列内是包括有垂直像格数NVF。垂直位置，色码区域FBK、水平像格指数NHF、水平位置及指标阵列地址TPR。本发明的装置便是依据前述的指标路径寻找色码，并加以显示。另外，前述参数阵列中更可包括一水平反转参数HM，此水平反转参数HM可用以控制图3中的水平像格计数器的输出的“异门”(XOR)功能，使得原画像产生水平反转的效果；另可包括一垂直反转参数VM，可用以控制图3中的垂直像格差暂存器32的输出的“异门”(XOR)功能，使原画像产生垂直反转的效果。接着，如图6所示，每一指标阵列占用16个位，其分别包括高位色码CPT，像格地址FNT；及水平反转参数HFM，此参数可用以控制图4的色码计数器44的输出的“异门”功能，以提供个别的像格水平反转效果；还有垂直反转参数VFM，可用以控制个别的像格垂直反转效果。其中，每一列像格的指标阵列分别由2NHF个指标地址组成，NHF即水平像格指数。最后，如图7所示，每一笔色码数据为4位，其储存的位置则由色码区域FBK及像格地址FNT记录。
请参阅图8，图8是利用前途的参数标示一画像在一屏幕100的一扫描线所显示的行序，如图所示，在一屏幕100上有一画像，此画像由2NHF×(NVF＋1)个像格所组成，其在屏幕100上的起始位置为(HD，VD)，HD为水平位置距离，VD为垂直位置距离，则扫描线的垂直位置为垂直位置距离VD加上像格差FDIF加上行差LDIF，而其水平位置则为水平位置距离HD加上水平像格数。
最后，参照图示说明本发明装置的动作方式，请参阅图9a及图9b，在图9a中，参数数据写入信号para-ps、差距写入信号dif-ps及经由Ubus写入的数据可由已知的中央处理器(CPU)或特殊电路(ASIC)提供，而扫描线位置信号HPS及水平消隐信号H_blk亦均由外界提供。举例而言，若图形数存储器VRAM为128k字(即有17位元地址线)，则当水平消隐信号H-blk开始时，经参数数据写入信号para-ps，差距写入信号dif-ps控制并经由Ubus，由外部写入像格差数据fdif、行差数据ldif及画像的参数存在于图形数据存储器中的地址K，如图5所示。请同时参阅图2及图9a，地址暂存器21在参数数据写入信号para-ps时写入参数地址K，并触发状态控制器10产生4个参数时钟信号para-clk，使计数器22产生一个循环，藉以产生4个地址K，k＋1及k＋3以读取参数。又状态控制器10在适当的位置分别产生写入信号nhf-ps，h-ps及tpr-ps，使得参数被写入适当的暂存器中，亦即，在k＋1处，画像的水平像格指数NHF被写至第3a图中的水平像格暂存器33；在k＋2处，画像在屏幕的水平位置值H被写至图1中的色码暂存地址产生器60，以作为其初值；在k＋3处，指标阵列地址tpr被写至图3a中的指标阵列暂存器31中。又在k＋1处有色码数据的高位地址fbk被同时写入至图4中的色码区域暂存器41。至此，便已完成画像参数的读取，接下来便要读取指标阵列中的正标指标以读取色码数据，请参阅图9b，首先在图3a中的指标阵列暂存器31接收到指标数据写入信号tpr-ps时，经由Vbus，在图9b中所述，指标阵列地址被写入，然后经运算后(稍后加以说明)，在像格时钟信号fnt-clk时，可将指标地址tab_addr输出，同时触发状态控制器10产生2个色码时钟信号cc-clk至图4中的色码计数器44，藉以经运算后产生色码地址cc_addr(稍后另加说明)。
请参阅图10，同时并参阅图3a、3b，指标阵列的起始地址tpr已写至指标阵列暂存器31中，显示垂直像格序数的像格差数据fdif已写至垂直像格差暂存器32，而画像的水平像格指数NHF已写至水平像格暂存器33，当画像参数皆被读取，则水平像格计数器34由零开始叠计，并由移位器35及加法器36运算阵列地址如下(1)请参阅图3b，移位组合器35把垂直像格差数据fdif左移NHF位，即fdif×2NHF，其中，fdif为5位的数据，NHF为0至5的一整数。(2)把水平像格计数器的输出取模数，即从其LSB中取出NHF个位。(3)将前面步骤(1)及(2)的结果串接起来。(4)利用加法器36将步骤(3)的串接结果和指标阵列地址相加而产生指标地址tab_addr。(5)水平像格计数器34的时钟由状态控制器10产生，当计数值累计至和水平像格暂存器33相同时，即水平像格计数完毕，即产生一溢位信号over至状态控制器10使停止读取，直至下一个参数数据写入信号para_ps动作为止。
请参阅图11，当前述的指标地址被读取时，则会被写至图4中的像格指标暂存器42中，当要读取色码阵列时(图7所示)，因色码长度及像格大小皆固定，故色码地址cc_addr的运算较为简单，即如下式表示cc_addr＝FBK×214＋FNT×24＋ldif×21＋cnt将色码区域FBK、像格位址、行差数据ldif及由色码计数器44输出的计数数据串接即可产生色码地址。其中，色码计数器44只有1位，故若色码数据为4位，而总线Vbus为16位，则只须读取两次色码便可读完一个像格的一条水平线上的色码。然后，状态控制器10再产生一像格时钟信号fnt-clk，使指标地址产生器30再读取一指标，重覆此动作至水平像格计数器34溢位为止。
虽然本发明已以一较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种动态画像显示装置，包括一状态控制器，用以产生各种控制时序信号；一参数地址产生器，用以依据前述状态控制器产生的控制时序信号，及一中央处理器写入的数据而合成一参数地址；一指标地址产生器，用以依据前述状态控制器产生的控制时序信号，及前述参数地址所读入数据而产生一指标地址，另外并产生一溢位信号给前述状态控制器；一色码地址产生器，用以依据前述状态控制器产生的控制时序信号，及前述指标地址所读入数据，以及一图形数据而产生一色码地址；复数个三态缓冲器，用以分别连接于前述参数地址产生器，前述指标地址产生器及前述色码地址产生器的输出端，受前述状态控制器控制以决定是否输出其输出的地址数据；一图形数据存储器，用以依据由前述参数地址产生器，前述指标地址产生器或前述色码地址产生器所产生的地址，而输出各种图形数据及参数。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，更包括一色码暂存地址产生器，用以依据前述状态控制器产生的控制时序信号，产生一存放图形数据的地址；及一色码暂存器，用以依据前述色码暂存地址产生器产生的地址储存前述图形数据存储器输出的图形数据，并在开始扫描屏幕时，依序输出。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，更包括一电视介面，用以接收前述色码暂存器输出的数据，并将其转变成电视信号后输出。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，前述电视介面包括一调色盘，用以将前述色码暂存器输出的数据转换成颜色信号，及一电视信号产生器，用以接收前述调色盘输出的颜色信号，并据以产生电视信号。
5.如权利要求1或4所述的装置，其特征在于，其中，前述参数地址产生器包括一地址暂存器，用以暂时存放由前述中央处理器写入的数据；及一计数器，用以受前述状态控制器输出的一参数数据时钟信号控制，而输出一累进值，此累进值和前述地址暂存器输出的数据合并后即产生一参数地址。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，其中，前述指标地址产生器包括一指标阵列暂存器，用以存放由外界写入的指标阵列地址；一垂直像格差暂存器，用以存放由前述中央处理器写入的垂直像格序数；一水平像格暂存器，用以存放由外界写入的水平像格数；一水平像格计数器，用以累计水平像格数，并在水平像格数超出图形范围时产生一溢位信号；一移位组合器，用以依据前述水平像格暂存器内的水平像格数对前述垂直像格暂存器的垂直像格序数移位；一加法器，用以将指标阵列地址与前述水平像格计数器和前述移位组合器的输出合并的结果相加而产生一指标地址。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，其中，前述色码地址产生器包括一像格指标暂存器，用以储存一任意长度的像格指标数据；一行差暂存器，用以储存在同一行像格中的行差数据；一色码计数器，用以计数读取色码数据的次数；且前述色码地址产生器经由合并前述像格指标暂存器的像格指标数据，前述行差暂存器的行差数据及前述色码计数器的计数数据，而产生一色码地址。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，更包括一色码区域暂存器，用以储存色码区域数据，且此色码区域数据亦被并入色码地址中。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，更包括一多路转换器，用以取代前述复数个三态缓冲器。
10.一种动态画像数据储存方法，适用于权利要求1所述的装置，其特征在于将动态画像数据分成三组，包括复数像格画像的参数阵列，此阵列包含多个画像的参数，而每个画像参数只占用有限个字，且其内容须具有画像显示于屏幕上的位置、画像的尺寸及一指标阵列的起始地址；像格指标阵列，此阵列的内容须为一像格色码阵列指标，或加上此像格的功能参数，而指标的排列方法须配合画像的尺寸及扫描线的次序，且其水平尺寸须为2的指数倍个像格，像格色码阵列，此阵列的内容为画像的色码，但画像是被分割成固定大小的像素阵列，而其色码再以扫描线次序加以排列。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其中，像格所包含像素的长度及宽度可为2的任意指数倍。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，画像的宽度为2的指数倍个像格。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，动态画像的色码并非以二维阵列的方式储存，而是被分割成固定大小的像格，再加以储存。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，前述像格的储存地址不须连续，而是以一指标阵列定义每一像格的储存地址。
全文摘要
动态画像显示装置，包括状态控制器；参数地址产生器；指标地址产生器；色码地址产生器；复数个三态缓冲器；图形数据存储器；其是将动画像数据分成三组，包括复数像格画像的参数阵列，此阵列包含多个画像参数，而每个画像参数只占用有限个字；像格指标阵列，此阵列内容须为一像格色码阵列指标，或加上此像格的功能参数；像格色码阵列，此阵列内容为画像色码，但画像是被分割成固定大小像素阵列，而其色码再以扫描线的次序加以排列。
文档编号H04N7/00GK1119392SQ94116439
公开日1996年3月27日 申请日期1994年9月23日 优先权日1994年9月23日
发明者邓永佳 申请人:联华电子股份有限公司