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JP2010514012A - ポストレンダー・グラフィックス透明度 - Google Patents

ポストレンダー・グラフィックス透明度 Download PDF

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JP2010514012A JP2009541630A JP2009541630A JP2010514012A JP 2010514012 A JP2010514012 A JP 2010514012A JP 2009541630 A JP2009541630 A JP 2009541630A JP 2009541630 A JP2009541630 A JP 2009541630A JP 2010514012 A JP2010514012 A JP 2010514012A
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Abstract

レンダリングされたサーフェイスに透明度を適用するための装置、方法、及びコンピュータ・プログラム製品。この装置は、サーフェイスをレンダリングするように構成されたグラフィックス・プロセッサを備えており、透明度パラメータは、前記サーフェイスと関連付けられ、前記透明度パラメータは、混合プロセスを定義する。この装置は、透明度パラメータに従って前記レンダリングされたサーフェイスを混合するように構成されたディスプレイ・プロセッサをさらに含んでいる。好ましくは、透明度パラメータはEGLのサーフェイスの属性である。

Description

本開示は、グラフィックス処理に関し、さらに詳細には、レンダリング・プロセスの後でのサーフェイスへの透明度の適用に関する。
現代のユーザ・インタフェース(UI)は、環境又はある操作の有用性又は「見る及び感じる」(look and feel)を改善するためにサーフェイス透明度のような効果を使用する。透明度の使用の1つの例は、ウィンドウのリポジショニング(repositioning)である。ウィンドウが移動されると、そのウィンドウは透明になり、そして、ウィンドウ及びのウィンドウの後ろの背景の両方が見えるようになる。組み込みシステム・グラフィックス・ライブラリ(EGL)仕様は、カラー・キーイング以外の3Dサーフェイス透明度を指定する方法を提供しない。そのため、コンテンツ・プロバイダ及びクリエイタは、希望の透明度を達成するために要求されたカラーを認識しなければならない。また、アルファ混合がディスプレイ(例えば、eglSwapbuffers)にサーフェイスをポステイング(posting)する間に支援されないので、それは全てか無のモデルである。
上記を考慮して、本開示は、コンテンツ独立のサーフェイス透明度及び部分的な透明度を達成するためにコンスタント又はパーピクセル・アルファを使用して、3Dサーフェイスを含むサーフェイスをディスプレイの別の内容と混合することを可能にする方法、装置及びコンピュータ・プログラム製品を提供する。
1つの実施の形態によれば、この装置は、サーフェイスをレンダリングするように構成されたグラフィックス・プロセッサを備えており、そこでは透明パラメータはサーフェイスと関連付けられ、透明度パラメータは混合プロセスを定義する。この装置は、透明度パラメータに従って、レンダリングされたサーフェイスを混合するように構成されたディスプレイ・プロセッサをさらに含んでいる。好ましくは、透明度パラメータは、EGLサーフェイス属性である。
1つ又は複数の実施の形態の詳細は、添付の図面及び下記の説明で述べられる。発明の他の特徴、目的及び利点は、その説明と図面、及び請求項から明白になる。
図1は、GPU及びディスプレイ・プロセッサのブロック図である。 図2は、サーフェイスに透明度スキーム及びレベルを適用するための方法の流れ図である。 図3は、モバイルデバイスにおけるGPU及びディスプレイ・プロセッサのブロック図である。 図4は、サーフェイスに透明度スキーム及びレベルを適用するための方法の流れ図である。 図5は、透明度パラメータを含むEGLサーフェイスの属性を示す。
詳細な説明
図1は、GPU及びディスプレイ・プロセッサのブロック図を示す。グラフィック処理装置(GPU)は、コンピュータ化されたグラフィックスをレンダリング(render)し、操作(manipulate)し、そして表示(display)するために利用された専用グラフィックス・レンダリング装置である。GPUsは、通常、種々の複雑なグラフィックス関連のアルゴリズムのための典型的な汎用中央処理装置(CPUs)より効率的な処理を提供する高度に並列の構造(highly parallel structure)で構築される。例えば、複雑なアルゴリズムは三次元のコンピュータ化されたグラフィックスの表示に対応してもよい。GPUは、CPUでディスプレイに直接画像を描くよりも速く複雑な三次元画像を生成するために、点、線、及び三角を形成するような多くのいわゆる「原始的な」(primitive)グラフィックス操作を実行してもよい。
GPU110は、最終的なディスプレイに対するグラフィックス・フレームをレンダリングするために使用されるグラフィックス・プロセッサである。本開示では、用語レンダリング(render)は、3D及び2Dレンダリングの両方を意味する。例として、GPU110は、3Dグラフィックス・フレームをレンダリングするためにオープン・グラフィックス・ライブラリー(OpenGL)命令を利用してもよいし、あるいは2Dグラフィックス・フレームをレンダリングするためにオープン・ベクトル・グラフィックス(OpenVG)命令を利用してもよい。しかし、グラフィックスをレンダリングするための任意の標準方法又は技術がGPU110によって利用されてもよい。
GPU110は、メモリ150に格納される命令を実行してもよい。メモリ150は、命令を格納できる任意の永久又は揮発性メモリを含んでもよい。さらに、GPU110は、無線インタフェース(例えば、CDMA 1x、EV−DO、WiFi)を通じて受け取られる命令を実行してもよい。GPU110によってレンダリングされたサーフェイスは、バッファ120に格納される。バッファ120は、データを格納できる任意の永久又は揮発性メモリであってもよい。GPU110を使用するユーザ・プログラムは、レンダリングされたサーフェイスに適用される透明度スキーム(transparency scheme)及びレベルを選択してもよい。本開示の目的のためには、透明度「レベル」は、一定のアルファ値、パーピクセル・アルファ値(per-pixel alpha value)、又はそれらの線形組合せ(すなわち、掛け算)として定義される。選択された透明度スキーム及びレベルは、ディスプレイ・プロセッサ130による使用のためにメモリ150に格納される。可能な透明度スキームの例は、一定のアルファ透明度及びパーピクセル・アルファ透明度を含む。しかし、任意の透明度スキームが使用されてもよい。
特に、透明度スキームは、レンダリングされて表示されるサーフェイスと関連付けられたパラメターとして格納されてもよい。1つの例として、このパラメータは、サーフェイスの組み込みシステム・グラフィックス・ライブラリー(EGL(登録商標))記述に含まれる属性であってもよい。EGLは、OpenGL ES又はOpenVG及びアンダーライング・ネイテイブ・プラットフォーム・ウインドウ・システム(underlying native platform window system)のようなAPIsの間のインタフェースである。このようにして、アプリケーションのサードパーティー開発者は、混合プロセスを行なうように特別のディスプレイ・プロセッサに命令するための個別の指令を開発する必要なしに、よく知られているプログラミング言語を使用して、サーフェイス透明度を定義してもよい。図8は、透明度パラメータ525を含むEGLのサーフェイス属性500の例を示す。
MDPがレンダリングされたサーフェイスを実際のディスプレイに転送している間に、EGLサーフェイス属性500における透明度パラメータ525は、単一のアルファ値の仕様が、3Dのレンダリングされたサーフェイスを含むレンダリングされたサーフェイスとディスプレイの他のコンテンツとのコンスタント・アルファ混合をサポートできるようにする。あるいは、この透明度パラメータは、レンダリングされたサーフェイスのアルファ・チャネルあるいは個別の予め格納された又は動的に計算されたアルファ・マップのいずれかを使用して、レンダリングされたサーフェイスと既存のディスプレイ・コンテンツとのパーピクセル混合を可能にしてもよい。さらに、この透明度パラメータは、レンダリングされたサーフェイスのアルファ・チャネルあるいは一定のアルファ値と結合された個別の予め格納された又は動的に計算されたアルファ・マップのいずれかを使用して、レンダリングされたサーフェイスと既存のディスプレイ・コンテンツとのパーピクセル混合を可能にしてもよい。EGLサーフェイス属性の使用は、ユーザ・プログラム(又はウィンドウ・マネージャー)がいくつかのモードのうちの1つでサーフェイス透明度を指定することを可能にする。より多くの透明度スキームに対するサポートを提供することは、EGLによってサポートされた単純なカラー・キーイングよりも多い柔軟性を可能にし、アプリケーション・コンテンツにおける特定のカラーを要求しない間に現代UI効果(modern UI effects)を可能にする。
コンスタント・アルファ透明度及びパーピクセル・アルファ透明度は両方ともアルファ混合の例である。アルファ混合は、映像(例えば、レンダリングされたサーフェイス)を、部分的な透明度の外観を作成するための背景と組み合わせる技術を指す。レンダリングされたサーフェイスのピクセルが混合される程度又はレベルは、アルファ・チャネルに格納される。そのアルファ・チャネルは、各ピクセルのRGB値を伴う。典型的には、アルファ・チャネル値は、0(完全に透明)から255(完全に不透明)までの範囲である。しかし、アルファの任意の範囲又は精度が使用されてもよい。0のアルファを有するレンダリングされたサーフェイスは、ピクセルは完全に透明となり、したがって、背景におけるピクセルのカラーは表示されるが、レンダリングされたサーフェイス・ピクセルのカラーは見られないだろう。反対に、255のアルファを有するレンダリングされたサーフェイス・ピクセルは、完全に不透明になり、背景画像内のピクセルは見られないだろう。0と255の間のアルファ値では、レンダリングされたグラフィックス・ピクセル及び背景画像ピクセルのカラー値は、独立にスケールされかつ線形の方法で加算される。
アルファ混合のための1つの一般的な技術は、トマス・ポーター及びトム・ダフ、デジタル画像の構成(Compositing Digital Images)、コンピュータ・グラフィックス、18(3)、1984年7月、253−259においてポーター及びダフによって記述されている。彼らの式は下記である。
r=k1s+k2d
r=結果
s=ソース・ピクセル
d=既存のデステイネーション・ピクセル(背景ピクセル)
k1=アルファ又は1−アルファ
k2=1−アルファ又はアルファ
最も一般に、ソース・ピクセル(source pixel)をデステイネーション・ピクセル(destination pixel)(例えば、背景ピクセル)と混合した結果は、ソース・ピクセルをアルファ値によってスケールしかつそれを(1−アルファ)によってスケールされたデステイネーション・ピクセルに加えることによって達成される。反対に、ソース・ピクセルは、(1−アルファ)によってスケールされてもよく、また、デステイネーション・ピクセルは、アルファによってスケールされてもよい。k及びk変数は、任意の値であってもよいが、典型的にある、上記の例のように、k+k=1となるように設計される。kとkの和が1より大きい場合には、非1利得(non-unity gain)が生じ、そして、画像の輝度が増加されるだろう。同様に、kのkへの加算が1より小さい場合には、画像の輝度は減少するだろう。
コンスタント・アルファ透明度では、同じアルファ・レベルがレンダリングされたサーフェイスのすべてのピクセルに適用される。パーピクセル・アルファ透明度では、レンダリングされたグラフィックスの各ピクセルは、それ自体のアルファ・レベルを与えられてもよい。コンスタント・アルファ値及びアルファ・マップの両方が指定される場合には、アルファ・マップから検索されたパーピクセル・アルファは、実効アルファ値を決定するためにコンスタント・アルファ値によってスケールされる(すなわち、掛け算される)。
図1に戻って、ディスプレイ・プロセッサ130は、ディスプレイ140を駆動する(すなわち、ディスプレイにピクセル・カラー値を送る)るための、及びレンダリングされたサーフェイス上でポストレンダーリング・プロセスを行なうためのプロセッサである。ディスプレイ・プロセッサ130は、任意のタイプのプロセッサであってもよい。1つの例として、ディスプレイ・プロセッサ130は、カリフォルニア州サンディエゴのクウアルコム社によって設計された移動局モデムに組み込まれているモバイル・ディスプレイ・プロセッサ(MDP)であってもよい。MDPは、ディスプレイを駆動しレンダリングされたサーフェイス上でポストレンダリング機能を実行する専用のかつそれらのために最適化されたプロセッサである。そのような機能は、スケーリング、回転、及び透明度を含んでいてもよい。ディスプレイ・プロセッサ130は、メモリ150に格納された命令を実行するように構築されてもよい。
GPU110がサーフェイスをレンダリングし、そしてそれをバッファ120に格納した場合、ディスプレイ・プロセッサ130は、バッファ120からレンダリングされたサーフェイスを検索し、そして選択された透明度スキーム及びレベルをレンダリングされたサーフェイスに適用する。透明度スキーム及びレベルは、メモリ150から得られてもよい。透明度スキーム及びレベルの適用のために異なるプロセッサを使用することによって、処理オーバヘッドがGPUに対して節減される。さらに、複雑なマルチパス・ウィンドウ・マネージャー・アルゴリズム及び頻繁なグラフィックス・ハードウェア・パイプライン文脈変更が回避される。
パーピクセル・アルファ透明度を使用する場合には、ユーザ・プログラムによって選択されたレベルは、レンダリングされたサーフェイスの各ピクセルのアルファ・レベルをダイナミックに計算することではなく、予め格納されたアルファ・マップを指してもよい。そのようなアルファ・マップ、は一般に使用される透明度スキームを定義してもよい。例えば、不規則なウィンドウ境界のためのアルファ・マップが予め格納されてもよい。1つの例として、境界形状の外側のピクセルはすべて完全に透明なアルファ・レベルを割り当てられていてもよく、一方、境界形上の内側のピクセルはすべて完全に不透明なアルファ・レベルを割り当てられてもよい。しかし、パーピクセル・アルファ透明度を使用する場合の予め格納されたアルファ・マップの選択は必要とされない。各ピクセルの個々のアルファ値が所望に応じて生成されてもよい。
図2は、サーフェイスに透明度スキーム及びレベルを適用する方法の流れ図である。ステップ201で、サーフェイスがレンダリングされる。ステップ202で、透明度スキーム及びレベルが選択される。その後、ステップ203で、選択された透明度スキーム及びレベルが、レンダリングされたサーフェイスに適用される。
図3は、モバイルデバイスにおけるGPU及びディスプレイ・プロセッサのブロック図である。GPU310は、メモリ350に格納されたユーザ・プログラム390からの命令を実行する。1つの例として、GPU310は、カリフォルニア州サニーヴェールのアドバンスト・マイクロ・デバイシーズ社によって製造されたイマジオン(Imageon)7シリーズGPUであってもよい。メモリ350は、フラッシュ・ランダムアクセスメモリ(RAM)としてインプリメントされてもよい。ユーザ・プログラム390は、GPU310を利用する任意のプログラムであってもよい。例えば、ユーザ・プログラム390は、ビデオゲームであってもよい。GPU310は、ユーザ・プログラム390からの命令を実行し、バッファ320へ表示されるサーフェイスをレンダリングする。バッファ320は、同期型ダイナミックRAM(SDRAM)であってもよい。ユーザ・プログラム390は、デイスプレイ340に対する接続を確立するように及び/又はレンダリングされたサーフェイスに適用される透明度スキーム及びレベルを決定するためにシステム・パラメータを決定するように構成されてもよい。そのようなシステム・パラメータは、メモリ350に格納されてもよい。透明度スキーム及びレベルがユーザ・プログラム390によって選択されると、ユーザ・プログラム390は、制御パラメータ370としてそのスキーム及びレベルをメモリ350に格納する。
メモリ350はまた、アプリケーション・プログラミング・インタフェース(API)380を格納するために使用されてもよい。API380は、ユーザ・プログラム390及びMDP330の間のコンジット(conduit)として役立つ。GPU310がバッファ320へのサーフェイスをレンダリングした場合、ユーザ・プログラム390は、そのサーフェイスを表示する命令を実行してもよい。そのようなディスプレイ命令は、API380を呼ぶ関数であってもよい。その後、API380は、バッファ320内のレンダリングされたサーフェイスに選択された透明どスキーム及びレベル(制御パラメータ370として格納された)を適用するためにMDP330を制御するように制御プロセッサ360に命令する。制御プロセッサ360は、カリフォルニア州サンディエゴのクウアルコム社によって設計された移動局モデムに組み込まれたARM11プロセッサのようなアドバンストRISC(縮小命令セット型コンピュータ)マシン(ARM)プロセッサであってもよい。MDP330は、カリフォルニア州サンディエゴのクウアルコム社によって設計された移動局モデムに組み込まれたモバイル・ディスプレイ・プロセッサであってもよい。MDP330は、バッファ320からレンダリングされたサーフェイスを検索し、そのレンダリングされたサーフェイスに選択された透明度スキーム及びレベルを適用し、そして、運転する、適用された透明度を有する得られたレンダリングされたサーフェイスを表示するように340を駆動する。
図4は、透明度スキーム及びレベルをサーフェイスに適用する方法の流れ図である。ステップ401で、ディスプレイへの接続が確立される。その後、ステップ402で、ディスプレイの特性が決定される。そのような特性は、メモリに前もって格納されたデータから、又はディスプレイとの直接の通信によって決定されてもよい。ステップ403で、透明度スキーム及びレベルが選択される。ステップ404で、選択された透明度スキーム及びレベルがAPIに送られるか、あるいは利用可能となされる。ステップ405で、サーフェイスがレンダリングされる。ステップ406で、表示指令(例えば、eglSwapBuffers)がAPIに送られる。ステップ407で、APIは、選択された透明度スキーム及びレベルをレンダリングされたサーフェイスに適用するためにMDPに指令を送る。
上述の装置、方法、及びコンピュータ・プログラム製品は、無線電話、携帯電話、ラップトップ・コンピュータ、無線マルチメディア装置(例えば、ポータブルビデオ・プレーヤあるいはポータブル・ビデオゲーム装置)、無線通信パーソナルコンピュータ(PC)カード、携帯情報端末(PDA)、外付け又は内蔵モデム、あるいは無線チャネルで通信する任意のデバイスのような様々なタイプのデバイスによって使用されてもよい。
そのようなデバイスは、アクセス端末(AT)、アクセス・ユニット、加入者ユニット、移動局、モバイルデバイス、モバイル装置、携帯電話、移動体、遠隔ステーション、遠隔端末、遠隔ユニット、ユーザ・デバイス、ユーザ設備、ハンドヘルド・デバイス、等のような種々の名称を有していてもよい。
上述された任意のデバイスは、命令及びデータを格納するための専用メモリ、ならびに専用のハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はそれらの組合せを有していてもよい。ソフトウェアでインプリメントされる場合には、これらの技術は、1つ又は複数のプロセッサによって実行可能な、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読出し専用メモリ(ROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、電気的消去可能なプログラム可能読出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、磁気又は光学データ記憶装置、等のようなコンピュータ読取り可能媒体上の命令として具体化されてもよい。その命令は、本開示に記述された機能性のある態様を1つ又は複数のプロセッサに行なわせる。
本開示に記述された技術は、汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラム可能ゲートアレイ(FPGA)、又は他の均等な論理デバイスでインプリメントされてもよい。従って、モジュールとして記述されたコンポーネントは、そのようなプロセス又は別個のプロセスのプログラム可能な特徴を形成してもよい。
ここに記述された種々の実施の形態は、全体として又は部分的に組合わせられてもよい。これら及び他の実施は、下記の請求項の範囲内である。
関連出願
本出願は、2006年12月15日に提出された米国仮出願第60/870,361号の利益を請求し、それは参照によってここに組込まれる。

Claims (24)

  1. サーフェイスをレンダリングするように構成されたグラフィックス・プロセッサ、そこでは透明度パラメータは前記サーフェイスに関連付けられ、前記透明度パラメータは混合プロセスを定義する、及び、
    前記透明度パラメータに従って前記レンダリングされたサーフェイスを混合するように構成されたディスプレイ・プロセッサ、
    を備えるグラフィックスを処理するための装置。
  2. 前記透明度パラメータはEGLサーフェイス属性である請求項1の装置。
  3. 前記透明度パラメータは、コンスタント・アルファ混合プロセスを定義する請求項1の装置。
  4. 前記透明度パラメータは、パーピクセル・ルファ混合プロセスを定義する請求項1の装置。
    前記透明度パラメータは、コンスタント・アルファ混合プロセス及びパーピクセル・アルファ混合プロセスの両方を定義する請求項1の装置。
  5. 前記透明度パラメータは、コンスタント・アルファ混合プロセス及びパーピクセル・アルファ混合プロセスの両方を定義する請求項1の装置。
  6. 前記透明度パラメータを格納するように構成されたメモリ、及び
    前記透明度パラメータに従って前記レンダリングされたサーフェイスを混合することを前記ディスプレイ・プロセッサに命令するように構成された制御プロセッサ、
    をさらに含む請求項1の装置。
  7. サーフェイスをレンダリングするための手段、そこでは透明度パラメータは前記サーフェイスと関連付けられ、前記透明度パラメータは混合プロセスを定義する、及び
    前記透明度パラメータに従って前記レンダリングされたサーフェイスを混合するためのブレンディング手段、
    を備えるグラフィックスを処理するための装置。
  8. 前記透明度パラメータはEGLサーフェイス属性である請求項7の装置。
  9. 前記透明度パラメータは、コンスタント・アルファ混合プロセスを定義する請求項7の装置。
  10. 前記透明度パラメータはパーピクセル・アルファ混合プロセスを定義する請求項7の装置。
  11. 前記透明度パラメータは、コンスタント・アルファ混合プロセス及びパーピクセル・アルファ混合プロセスの両方を定義する請求項7の装置。
  12. 前記透明度パラメータを格納するための手段、及び
    前記透明度パラメータに従って前記レンダリングされたサーフェイスを混合するように前記ブレンディング手段に命令するための手段、
    をさらに含む請求項7の装置。
  13. サーフィスをレンダリングすること、
    透明度スキームを選択すること、及び
    前記透明度スキームに従って前記レンダリングされたサーフェイスを混合すること、
    を備えるレンダリングされたサーフェイスを回転させるための方法。
  14. 前記選択された透明度スキームは、EGLサーフェイス属性によって前記サーフェイスと関連付けられる請求項13の方法。
  15. 前記透明度スキームはコンスタント・アルファ混合プロセスによって定義される請求項13の方法。
  16. 前記透明度スキームは、パーピクセル・アルファ混合プロセスによって定義される請求項13の方法。
  17. 前記透明度スキームは、コンスタント・アルファ混合プロセス及びパーピクセル・アルファ混合プロセスの両方によって定義される請求項13の方法。
  18. ディスプレイへの接続を確立すること、
    ディスプレイ特性を決定すること、
    前記透明度スキームをAPIに送ること、
    ディスプレイ指令を送ること、及び
    前記混合ステップを実行することをディスプレイ・プロセッサに命令する指令を送ること、
    をさらに含む請求項13の方法。
  19. レンダリングされたサーフェイスを回転させるためのコンピュータ実行可能命令を格納するコンピュータ読取り可能媒体であって、前記命令は、
    コンピュータにサーフェイスをレンダリングさせるためのコード、
    コンピュータに透明度スキームを選択させるためのコード、及び
    コンピュータに前記選択された透明度スキームに従って前記レンダリングされたサーフェイスを混合させるためのコード、
    を備えるコンピュータ読取り可能媒体。
  20. 前記選択された透明度スキームは、EGLサーフェイス属性によって前記サーフェイスと関連付けられる請求項19のコンピュータ読取り可能媒体。
  21. 前記透明度スキームは、コンスタント・アルファ混合プロセスによって定義される請求項19のコンピュータ読取り可能媒体。
  22. 前記透明度スキームは、パーピクセル・アルファ混合プロセスによって定義される請求項19のコンピュータ読取り可能媒体。
  23. 前記透明度スキームは、コンスタント・アルファ混合プロセス及びパーピクセル・アルファ混合プロセスの両方によって定義される請求項19のコンピュータ読取り可能媒体。
  24. コンピュータにディスプレイへの接続を確立させるためのコード、
    コンピュータにディスプレイ特性を決定させるためのコード、
    コンピュータに前記透明度スキームをAPIに送らせるためのコード、
    コンピュータにディスプレイ指令を送らせるためのコード、及び
    コンピュータに前記混合ステップを実行することをディスプレイ・プロセッサに命令する指令を送らせるためのコード、
    をさらに含む請求項19のコンピュータ読取り可能媒体。
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